JPS61196691A - Ｐａｌ適応型輪郭抽出フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、輝度信号と色信号が周波数多重されている
複合映像信号から輪郭信号をディジタル的に抽出する輪
郭抽出フィルタに関するものである。

〔従来の技術〕

画像情報からその輪郭成分を抽出する方式は古くから各
方面で種々提案されており、例えばテレビジョン受像機
においては、輝度信号から輪郭信号を抽出し、これを元
の輝度信号に加え合わせることにより画像の鮮鋭度の向
上を図っている。

ＰＡＬ方式の複合映像信号Ｓ　（ｔ）は、輝度信号Ｙ゛
ｆｉｌと、２つの色差信号Ｕ　（ｔｌ及びＶ　（１１信
号を色副搬送波ｆｓｃ”４．４３３６１８７５ＭＨｚで
直角２相変調した色信号Ｃ（ｔ）との複合信号となって
いる。即ち、Ｓ　（ｔ）　＝　Ｙ　（１１＋　Ｃｆｔ）
−Ｙ（ｔｌ　＋　Ｕ（ｔｌｓｉｎ　２１ｔ　ｆｓｃｔ±
Ｖ（ｔｌｃｏｓ　２　πｆｓｃｔ２ 但し、Ｖ　（ｔｌの符号は走査線ごとに十と−とが切換
えられる。

従来行われていやこの種の輪郭抽出フィルタは、アノロ
グ形式のものでもディジタル形式のもので、も、例えば
上記複合映像信号Ｓ　（ｔｌから上記輝度信号Ｙ　（ｔ
ｌを分離し、この分離された輝度信号Ｙ　（ｔｌに対し
水平輪郭抽出フィルタにより水平輪郭信号を得、また垂
直輪郭抽出フィルタにより垂直輪郭信号を得るという構
成が一般的であった。

次に第４図により従来の水平輪郭抽出フィルタについて
説明し、第５図により従来の垂直輪郭フィルタについて
説明する。更に第６図を使用して水平輪郭信号及び垂直
輪郭信号を同時に抽出する水平垂直輪郭抽出フィルタの
従来例について述べる。

第４図は従来のディジタル方式の水平輪郭抽出フィルタ
の一例を示す図で、この第４図において、■はアナログ
複合映像信号の入力端、２はアナログ信号をディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換回路、３は複合映像信号を輝
度信号と色信号とに分離する輝度信号１色信号分離回路
（以下ＹＣ分離回路と記す）、８は水平輪郭抽出フィル
タ、４は該水平輪郭抽出フィルタ８の出力端子である。

上記水平輪郭抽出フィルタ８は、第１．第２の遅延回路
５１．５２、係数回路６及び加算回路７により構成され
ている。

次にこの第４図に示した回路の動作について説明する。

入力端１に印加されたアナログ複合映像信号はＡ／Ｄ変
換回路２に加えられ、このＡ／Ｄ変換回路２では、ある
定められた標本化周波数ｆｓで上記アナログ複合映像信
号がディジタル複合映像信号に変換される。このＡ／Ｄ
変換回路２の出力であるディジタル複合映像信号はＹＣ
分離回路３で輝度信号と色信号とに分離され、上記輝度
信号は水平輪郭抽出フィルタ８の第１の遅延回路５１に
印加されるとともに、加算回路７に印加される。上記第
１の遅延回路５Ｉの出力は第２の遅延回路５２に加えら
れるとともに、係数回路６に印加される。そしてこの係
数回路６により、上記第１の遅延回路５１の出力信号は
“−２倍”される。加算回路７では上記ＹＣ分離回路３
の出力と上記係数回路６の出力と上記第２の遅延回路５
２の出力とが加貧される。ここで、上記第１．第２の遅
延回路５１．５２の遅延時間は、上記標本化周波数ｆｓ
の逆数で決められ、上記Ａ／Ｄ変換回路２の出力である
ディジタル信号系列の１標本間隔Ｔとなるよう設定され
ている。従って、上記ＹＣ分離回路３の出力信号である
輝度信号ｆ　（ｔ）が、ある時刻を−ｎＴでｆ　（ｎＴ
）であったとすると、上述の説明から理解されるように
、上記加算回路７の出力には、 ｆ　（ｎＴ）　−２ｆ　（（ｎ−１）　Ｔ　）　　＋　
ｆ　（（ｎ−２）　Ｔ　）が得られる。これは上記輝度
信号ｆ　（ｔｌの画面上水平方向の２次微分であり、従
って輝度信号の水平方向の高域成分、即ち水平方向の輪
郭信号が抽出される。

第５図は従来のディジタル方式の垂直輪郭抽出フィルタ
の一例を示す図である。この第５図において、９は垂直
輪郭抽出フィルタであり、他の構成は第４図の場合と同
様である。垂直輪郭抽出フィルタ９は第３．第４の遅延
回路５３，５４．、係数回路６．及び加算回路７で構成
され、上記第３゜第４の遅延回路５３．５４の遅延時間
は１水平走査時間となるよう構成されている。係数回路
６及び加算回路７は第４図の場合と同様に構成されてお
り、係数回路６は第３の遅延回路５３の出力を−２倍”
し、加算回路７はｙｃ分離回路３の出力と、上記係数回
路６の出力と第４の遅延回路５４の出力とを加算する。

従って、第４図における説明から明らかなように、第５
図の構成では、上記ＹＣ分離回路３の出力信号である輝
度信号に対し、画面上垂直方向の２次微分をすることに
なるから、輝度信号の垂直方向の高域成分、即ち垂直方
向の輪郭信号が抽出される。

第６図は第４図の水平輪郭抽出フィルタと第５図の垂直
輪郭抽出フィルタとが重ね合わせて構成された従来の輪
郭抽出フィルタを示す図で、第６図において、１０は輪
郭抽出フィルタであり、他の構成は第４図及び第５図の
場合と同様である。

上記輪郭抽出フィルタ１０は水平方向及び垂直方向の輪
郭信号を抽出するものであり、該フィルタ１０において
、５１．５２は第１．第２の遅延回路で、第４図で説明
した第１．第２の遅延回路５１．５２と同一の遅延時間
を有するものである。

また５５．５６は第５．第６の遅延回路で、その遅延時
間は、１水平走査時間から上記第１．第２の遅延回路５
１．５２の有する遅延時間を差し引いた遅延時間となる
ように構成されている。従って、上記第１の遅延回路５
１の遅延時間と第５の遅延回路５５の遅延時間とをあわ
せた遅延時間は１水平走査時間となり、上記第２の遅延
回路５２の遅延時間と上記第６の遅延回路５６の遅延時
間とをあわせた遅延時間は１水平走査時間となっている
。６は係数回路で入力信号を“−４倍”するように構成
されている。７は加算回路で、ＹＣ分離回路３の出力と
上記第５の遅延回路５５の出力と上記係数回路６の出力
と上記第２の遅延回路５２の出力と上記第６の遅延回路
５６の出力とを加算するよう構成されている。即ち、輪
郭抽出フィルタ１０は、第５の遅延回路５５．第１の遅
延回路５１．第２の遅延回路５２．第６の遅延回路５６
、係数回路６．及び加算回路７で構成される垂直輪郭抽
出フィルタと、第１の遅延回路５１．第２の遅延回路５
２．係数回路６．及び加算回路７で構成される水平輪郭
抽出フィルタとを重ね合わせた構成となっており、これ
により垂直輪郭信号及び水平輪郭信号を抽出することが
できる。また第６図に示した構成は、後に詳述するが、
斜め方向の２次微分の演算を行っていると考えることが
でき、斜め方向の輪郭信号をも抽出できるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の輪郭抽出回路は、輝度信号を使用して
輪郭信号を抽出していたために、複合映像信号を輝度信
号と色信号に分離するＹＣ分離回路に必要な１水平走査
時間信号を遅延させる遅延回路と輪郭抽出フィルタに必
要な１水平走査時間信号を遅延させる遅延回路とが共用
できず、コストアップが避けられないという難点があっ
た。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、複合映
像信号から直接輪郭信号を抽出することにより、ｙｃ分
離回路に必要な遅延回路と輪郭抽出フィルタに必要な遅
延回路とを共用でき、安価な輪郭信号抽出フィルタを提
供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る適応型輪郭抽出フィルタは、ＰＡＬ方式
複合映像信号をその色副搬送波の３倍又は４倍の周波数
で標本化するＡ／Ｄ変換回路と、当該標本点及び当該標
本点と色副搬送波の位相が同じである４（ｌｌｉＩの隣
接標本点の標本値を同時に抽出するための遅延回路と、
当該標本点及び上記隣接標本点の標本値を用いて当該標
本点の輪郭成分を抽出する第１．第２の輪郭抽出フィル
タと、上記隣接標本点の標本値を用いて画像の変化方向
を検出する比較回路と、該比較結果に応じて上記第１、
第２の輪郭抽出フィルタのいずれか一方の出力を選択す
る選択回路とを設けたものである。

〔作用〕

この発明においては、当該標本点とその２ライン上及び
下に得られる当該標本点と色副搬送波が同位相の隣接標
本点の標本値を用いて、第１．第２のフィルタでそれぞ
れ当該標本点の輪郭成分を抽出し、また上記隣接標本点
の標本値を用いて画像の変化の方向を検出し、該検出結
果により上記第１．第２のフィルタの出力のいずれかを
選択して出力する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図はこの発明の一実施例による適応型輪郭抽出フィ
ルタの構成を示し、図において、１はアナログ信号であ
る複合映像信号（複合テレビジョン信号）の入力端、２
はＡ／Ｄ変換回路、１１は輪郭抽出フィルタ、３０は入
力複合映像信号の色副搬送波周波数ｆｓｃの３倍又は４
倍の周波数ｆｓで同期発振する標本化パルス発生回路、
４は出力端である。

上記輪郭抽出フィルタ１１において、２０ａ。

２０ｂは上記Ａ／Ｄ変換回路２の出力である標本値系列
を色副搬送波の１周期分遅延する第１．第２の遅延回路
であり、標本化周波数が４　ｆｓｃの場合は、上記標本
値系列を４標本期間（４Ｔ）遅延させ、３　ｆｓｃの場
合は３標本期間（３Ｔ）遅延させるものである。２１ａ
、２１ｂは上記Ａ　、／　Ｄ変換回路２の出力である標
本値系列をほぼ２水平走査時間遅延させる第１．第２の
ライン遅延回路であり、標本化周波数が４．ｆｓｃの場
合は、上記標本値系列を２水平走査時間から２標本期間
分だけ差し引いた時間遅延させ、３　ｆｓｃの場合は、
２水平走査時間から１．５標本期間分だけ差し引いた時
間遅延させるものである。そしてこれらの遅延回路によ
り、第３図で示すように、当該標本点Ｐ３と、それと色
副搬送波の位相が等しい４個の隣接標本点ＰＩ、Ｐ２．
Ｐ４．Ｐ５とが同時に得られるようになっている。また
、２２ａ、２２ｂは加算回路、２３ａ、２３ｂはその入
力を１／４倍する１／４倍係数回路（以下１／４倍回路
と記す）、２４ａ〜２４ｄは第１〜第４の減算回路、２
５ａはＰｉ、Ｐ５の標本点の標本値間の差分絶対値をと
る第１の絶対値回路、２５ｂはＰ２．Ｐ４の標本点の標
本値間の差分絶対値をとる第２の絶対値回路、２６はそ
の入力を１／２倍する１／２倍係数　　。

回路（以下１／２倍回路と記す）、２７は上記第１、第
２の絶対値回路２５　ａ、　　２５　ｂの出力を比較し
、複合映像信号が急激に変化している方向を検出する比
較回路、２８はこの比較回路２７の比較結果に応じて上
記第１．第２の減算回路２４ａ。

２４ｂの出力のいずれか一方を選択して出力するスイッ
チ回路、２９はこのスイッチ回路２８の出力である輪郭
信号の振幅を調整する乗算回路である。

次に動作について説明する。

標本化パルス発生回路３０から複合映像信号の色副搬送
波周波数ｆｓｃの３倍または４倍の周波数ｆｓの標本化
パルスが出力され、該標本化パルスは上記Ａ／Ｄ変換回
路２に印加される。これによりＡ／Ｄ変換回路２は上記
入力端１に印加されるアナログ複合映像信号をディジタ
ル信号に変換する。

上記標本化パルスにて標本化されたＰＡＬ方式の複合映
像信号の標本化信号系列は、画面上色信号の位相に着目
すれば第２図の如き配列となる。なお、第２図において
ラインｎは第ｎ番目の水平走査線を示し、また４「（・
）は４　ｆｓｃ系の標本点、３ｆ　（○）はＳ　ｆｓｃ
系の標本点を示す。またｆは色副搬送波を示す。

第３図はこの実施例の動作を詳細に説明するための図で
、上記第２図の標本値系列に記号を付したものである。

第１図を使用して第３図のＰ３なる標本点の輪郭抽出に
ついて説明する。

今ある時刻Ｔにおいて、上記Ａ／Ｄ変換回路２からＰ５
なる標本点の標本値が出力されたとすると、 第１の遅延回路２０ａの出力はＰ４なる標本点の標本値 第２の遅延回路２０ｂの出力はＰｌなる標本点の標本値 第１のライン遅延回路２１ａの出力はＰ３なる標本点の
標本値 第２のライン遅延回路２１ｂの出力はＰ２なる標本点の
標本値 、　　　　　　　中　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　已　す５　シ　。

そして第１の加算回路２２ａでは上記Ａ／Ｄ変換回路２
の出力（Ｐ５）と上記第２の遅延回路２０ｂの出力（Ｐ
ｌ）とが加算され、この出力は第１の１／４倍回路２３
ａで１／４倍される。次に上記第１のライン遅延回路２
１ａの出力は１／２倍回路２６で１／２倍され、第１の
減算回路２４ａにおいてこの１／２倍回路２６の出力信
号から上記第１の１／４倍回路２３ａの出力信号が減算
される。従ってこの第１の減算回路２４ａの出力信号は
、 一１／４　（ＰＩなる標本点の標本値）＋１／２　（Ｐ
３なる標本点の標本値）−１／４　（Ｐ５なる標本点の
標本値）となる。また第２の加算回路２２ｂでは上記第
１の遅延回路２０ａの出力（Ｐ４）と上記第２の遅延回
路２１ｂの出力（Ｐ２）とが加算され、この出力は第２
の１／４倍回路２３ｂで１／４倍される。そして第２の
減算回路２４ｂにおいて、上記１／２倍回路２６の出力
信号から上記第２の１／４倍回路２３ｂの出力信号が減
算され、従ってこの第２の減算回路２４ｂの出力信号は
、−１／４（Ｐ２なる標本点の標本値） ＋１／２　（Ｐ３なる標本点の標本値）−１／４　（Ｐ
４なる標本点の標本値）となる。

さらに、上記Ａ／Ｄ変換回路２、第２の社↓遅延回路２
０ｂのそれぞれの出力信号は第３の減算回路２４Ｃに印
加され、この減算回路２４Ｃの出力は第１の絶対値回路
２５ａで絶対値がとられる。

従って第１の絶対値回路２５ａの出力信号Ｔ１はＴｌ＝
ｌ（Ｐｉなる標本点の標本値） ＝（Ｐ５なる標本点の標本値）１ となる。また第１の遅延回路２０ａ、第２のライン遅延
回路２１ｂのそれぞれの出力は、第４の減算回路２４ｄ
に印加され、この減算回路２４ｄの出力信号は第２の絶
対値回路２５ｂで絶対値がとられる。従って第２の絶対
値回路２５ｂの出力信号Ｔ２は Ｔ２＝ｌ（Ｐ２なる標本点の標本値） −（Ｐ４なる標本点の標本値１ となる。

上記第１の絶対値回路２５ａ、第２の絶対値回路２５ｂ
のそれぞれの出力信号ＴＩ、Ｔ２は比較回路２７に印加
され、該比較回路２７は上記Ｔｉ。

Ｔ２の大きさを比較し、次に述べるスイッチ回路２８に
制御信号を送出する。スイッチ回路２８には上記第１の
減算回路２４ａの出力信号と上記第２の減算回路２４ｂ
の出力信号とが印加されており、上記比較回路２７は上
記ＴＩ、Ｔ２が、’ｒｌ　＞’ｒｊｌ！のときは第１の
減算回路２４ａの出力信号がスイッチ回路２８の出力と
なるように、Ｔ１≦Ｔ２のときは第２の減算回路２４ｂ
の出力信号がスイッチ回路２８の出力となるように、ス
イッチ回路２８に制御信号を送出する。そしてこのスイ
ッチ回路２８の出力信号乗算回路２９に印加され、該乗
算回路２９においてスイッチ回路２８の出力がＮ倍（Ｎ
：実数）される。ここで乗数Ｎは、図示しないが例えば
外部からマイコン等により制御される。

このような本実施例装置によれば、複合映像信号から直
接輪郭信号を抽出しているので、従来装置に比してライ
ン遅延回路の数を減らすことができ、コストを低減する
ことができる。また、隣接標本点の値を用いて信号変化
の大きい方向を検出し、その変化の大きい方向の画素信
号を使用して２次微分の演算を行い輪郭信号を抽出する
ので、複合映像信号に対し、精度良く輪郭信号の抽出が
できる。さらに本実施例では、隣接標本点が着目標本点
に対し斜めの位置に存在することから、水平輪郭信号、
垂直輪郭信号及び斜めの方向の輪郭信号が同時に抽出で
きる。

なお、上記実施例における１／４倍回路と１／２倍回路
とは、入力信号に対する乗数が１：２の関係にあれば他
の組合せでも良いことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、当該標本点と、その色
副搬送波が上記当該標本点のそれと同位相である隣接標
本点とにより、複合映像信号から直接輪郭信号を抽出し
、さらに上記隣接標本点により画像の変化の方向を検出
してその方向の画素信号を用いて輪郭信号を抽出するよ
うにしたので、従来装置に比しライン遅延回路が少なく
てすみ、また精度の良い輪郭信号を抽出できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による輪郭抽出フィルタ示
すブロック図、第２図及び第３図は該フィルタにおける
標本値系列を示す図、第４図は従来の水平輪郭抽出フィ
ルタの構成を示す図、第５図は従来の垂直輪郭抽出フィ
ルタの構成を示す図、第６図は従来の輪郭抽出フィルタ
の構成を示す図である。 ２　・Ａ　／　Ｄ変換器、２０ａ、２０ｂ、２１ａ。 ２　ｌ　ｂ−・・遅延回路、２３ａ、２３ｂ、２６−係
数回路、２２ａ、２２ｂ・・・加算回路、２４ａ〜２４
ｄ・・・減算回路、２５ａ、２５ｂ・・・絶対値回路、
２７・・・比較回路、２８・・・スイッチ回路、１１・
・・輪郭抽出フィルタ。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＰＡＬ方式の複合映像信号を入力とし、該複合映
   像信号の輪郭成分を抽出するＰＡＬ適応型輪郭抽出フィ
   ルタであって、上記複合映像信号をその色副搬送波周波
   数の３倍又は４倍の周波数で標本化するＡ／Ｄ変換回路
   と、ディジタル化された複合映像信号の当該標本点の標
   本値と、当該標本点に対して２走査ライン上及び下の２
   本の走査線上の、上記当該標本点と色副搬送波の位相が
   同じでかつこれに最も近接する画面上左上、右上、左下
   、右下の第１ないし第４の隣接標本点の標本値とを同時
   に抽出するための遅延回路と、上記当該標本点、上記第
   １の隣接標本点、及び上記第４の隣接標本点の標本値を
   用いて上記当該標本点の輪郭成分を抽出する第１の輪郭
   抽出フィルタと、上記当該標本点、上記第２の隣接標本
   点、及び上記第３の隣接標本点の標本値を用いて上記当
   該標本点の輪郭成分を抽出する第２の輪郭抽出フィルタ
   と、上記第１、第４の標本点の標本値間の差分絶対値と
   上記第２、第３の標本点の標本値間の差分絶対値とを比
   較する比較回路と、該比較回路の比較結果に応じて上記
   第１又は第２の輪郭抽出フィルタのいずれか一方の出力
   を選択する選択回路とを備えたことを特徴とするＰＡＬ
   適応型輪郭抽出フィルタ。