JPS6135085A - 適応型輪郭抽出フイルタ - Google Patents

適応型輪郭抽出フイルタ

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JPS6135085A
JPS6135085A JP15800784A JP15800784A JPS6135085A JP S6135085 A JPS6135085 A JP S6135085A JP 15800784 A JP15800784 A JP 15800784A JP 15800784 A JP15800784 A JP 15800784A JP S6135085 A JPS6135085 A JP S6135085A
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芳樹 水谷
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浩 伊藤
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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】 [発明の技術分野] この発明は、lIf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
る輪郭信号抽出フィルタに関する。
[従来の技術] 画像情報からその輪郭信号を抽出する方式は各方面から
従来種々提案されている。たとえばテレビジョン受*a
においては輝度信号から水平および垂直輪郭信号を抽出
し、この抽出した水平および垂直輪郭信号を元の輝度信
号に加算することにより画像の鮮鋭度の向上を図ってい
る。このことを少し詳しく述べる。
NTSC方式の複合映像信@S (t )は輝度信号Y
(t)と、2つの色差信号U(【)および■(1)を色
副搬送波f s c  (3,579545MH2)で
直角は位相変調した色信号C(t)との複合信号となっ
ている。すなわち、複合映像信号5(t)は S(t )−Y(t )+C(t )−Y(t )+U
(t)stn2πf、ct+v(t)cos2πf。
と表わされる。
従来行なわれているこの種の輪郭抽出フィルタは、アナ
ログ形式のものでもディジタル形式のものでも、たとえ
ば、複合映像信号5(t)から輝度信号Y(t)を分離
し、この分離された輝度信号Y(t)から水平輪郭抽出
フィルタを用いて水平輪郭信号を、また垂直輪郭抽出フ
ィルタにより垂直輪郭信号をそれぞれ得るという構成が
一般的であった。
第1図は従来のディジタル方式の水平輪郭抽出フィルタ
の回路構成を示すブロック図である。第1図において、
入力端子1へ与えられるアナログ複合映像信号を所定の
サンプリング周波数t、で標本化してディジタル複合v
4像信号に変換するアナログ−ディジタル変換回路(以
下、A/D変換回路と記す)2と、A/D変挽回路2で
A 、/ D変換されたディジタル複合映像信号から輝
度信号を分離して抽出する色信り・輝度信号分離回路(
以下、YC分離回路と記す)3とが水平輪郭抽出フ、イ
ルタ旦−の外部回路として設けられる。水平輪郭抽出フ
ィルタLは、YC分離回路3からのディジタル信号を受
けて標本化周波数f、の逆数すなわちディジタル信号の
標本間隔Tの時間遅延させる遅延回路5−1と、遅延回
路5−1からの遅延ディジタル!!IFj!信号を受け
て標本間隔Tだけ遅延させる遅延回路5−2と、遅延回
路5−1からの信号を受けてその信9を−2(1て出力
する係数回路と、YC分離回路3と遅延回路5−2と係
数回路6とからの@号を受けてその入力信号を加算して
出力する加算回路7とから構成される。以下、水平輪郭
信号抽出の動作について述べる。
入力端子1へ与えられたアナログ映像信号はA/D変換
回路2により所定の周波数f、で標本化されてディジタ
ル複合映IIIfIs号に変換される。ディジタル変換
された複合映像信号はVCC分目回路3より輝度信号成
分のみが水平輪郭抽出フィルタ8へ与えられる。今、Y
C分離回路3の出力信号である輝度信号f(t)が成る
時刻t −n Tにおいてf(nT)で与えられるとす
る。このとき、遅延時間Tの遅延回路5−1の出力輝度
信号はf((n−1)T)で与えられる。また、遅延回
路5−2は遅延回路5−1で遅延された輝度信号f((
n−1)T)を再び時間T!延させるので、遅延回路5
−2の出力信号はf  ((n−2)T)となる。係数
回路6は遅延回路5−1の出力信号を一2倍するので、
係数回路6の出力信号は一2f  ((n−1>T)と
なる。加算回路7はその入力信号をすべて加算して出力
するので、水平輪郭抽出フィルタβ−の出力端子4に与
えられる輝度信号は f  (nT> −2f  ((n−1)T>+f  
((n−2)T) となる。これは輝度信号r(t>の画面上水平方向く水
平周波数成分)に関する2次微分を表わしている。した
がって、輝度信号の水平方向の高域成分すなわち水平方
向の輪郭信号が抽出されたことになる。
第2図は従来のディジタル方式の垂直輪郭抽出フィルタ
の構成を示すブロック図である。第2図において、垂直
輪郭抽出フィルタLの外部回路は第1図の水平輪郭抽出
フィルタの外部回路と同様入力端子1へ与えられるアナ
ログ映像信号をA/D変換するA/Dll換回路2と、
A/D変換回路2からの信号を受けて輝度信号成分のみ
を出力するYC分離回路3とから構成される。垂直輪郭
抽出フィルタLはYC分離回路3からの輝度信号を受け
て1水平走査時間(以下、1日と記す)遅延させる遅延
回路5〜3と、遅延回路5−3からの信号を受けて1日
遅延させる遅延回路5−4と、遅延回路5−3からの信
号を受けてその値を一2倍する係数回路6と、YC分離
回路3および遅延回路5−4と係数回路6からの信号を
受けて、それらの信号を加算する加算回路7とから構成
される。以下、垂直輪郭抽出フィルタ9の動作について
述べる。
まず、第1図の水平輪郭抽出フィルタLと第2の垂直輪
郭抽出フィルタとの構成の違いは遅延回路の遅延時間が
興なっているだけである。したが水平輪郭抽出フィルタ
8の場合と同様に考えて、f  (nt) −2f  
(n T−H) +f  (n T−28)となる。こ
れは画面垂直方向(垂直周波数成分)の2数機分を表わ
している。すなわち、輝度信号の垂直方向の高域成分す
なわち画面上垂直方向の輪郭信号が抽出される。
第3図は、第1図の水平輪郭抽出フィルタと第2図の垂
直輪郭抽出フィルタを重ね合わせて構成した従来のディ
ジタル方式の水平垂直輪郭抽出フィルタの構成を示すブ
ロック図である。
構成は第1図の水平輪郭抽出フィルタ8と第2図の垂直
輪郭抽出フィルタLの重ね合わせであり、ただ遅延時間
を調整するため遅延回路5−5および5−6の遅延時間
と、係数回路6の係数値が異なる。すなわち、遅延時間
が1水平走査時間から標本化周期の時開だけ引いた時間
(以下、H−Tと記す)の遅延回路5−5と、遅延時間
Tの遅延回路5−1と、遅延時間下の遅延回路5−2と
、遅延時間(H−T>の遅延回路5−6とがこの順に互
いに直列に接続される。また、輪郭抽出フィルタ10は
遅延回路5−1からの信号を受けてその値を一4倍する
係数回路6と、YC分離回路3と遅延回路5−5と係数
回路6と遅延回路5−2と遅延回路5−6とからの信号
を受けて加算する加算回路7とを含む。すなわち、水平
垂直輪郭抽出フィルタ10は、遅延回路5−5と遅延回
路5−1と遅延回路5−2と遅延回路5−6と係数回路
6と加算回路7とで構成される垂直輪郭抽出フィルタと
、遅延回路5−1と遅延回路5−2と係数回路6と加算
回路7とで構成される水平輪郭抽出フィルタの重ね合わ
せとなっている。したがって、この水平垂直輪郭抽出フ
ィルタエ止を用いれば水平輪郭信号および垂直輪郭信号
とが同時に抽出される。また、この構*の水平垂直輪郭
抽出フィルタにおいては、画面上斜め方向の2数機分の
演算も行なっていると考えることができ、画面上斜め方
向の輪郭信号も抽出できる。
上述のように、従来の輪郭抽出回路はl11信号成分の
みを使用して輪郭信号を抽出している。したがって、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・
色信号分離回路に必要な1日遅延回路(1水平走査時間
信号を遅延させる遅延回路)と水平垂直輪郭抽出フィル
タに必要な1日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欠点があった。
[発明の概要] この発明の目的は、上述の欠点を除去し、1日遅延回路
が輝度信号・色信号分離回路と輪郭抽出フィルタとで共
用できるようにした、複合映像信号から直接輪郭信号を
抽出する新規な方式の輪郭信号抽出フィルタを提供する
ことである。
この発明は、要約すれば、画面上垂直方向に色副搬送波
の位相が同相、逆相の順にタイミング的に合致して並ぶ
ようにアナログ複合映像信号を標本化し、着目画素信号
と色副搬送波の位相が同相である近傍の画素信号を用い
、画素信号の変化の大きい方向の画素信号の2数機分を
行なうことにより複合映像信号から直接輪郭抽出を行な
う輪郭抽出フィルタである。
この発明の目的および他の目的と特徴は以下に図面を参
照して行なう群細な説明から一層明らかとなろう。
[発明の実施例〕 第4図はこの発明の一実施例である輪郭信号抽出フィル
タの構成を示すブロック図である。
14図において、輪郭信号抽出フィルタ11の外部回路
として、入力端子1に与えられるアナログ複合映像信号
をディジタル複合映像信号に変換するA/D変換回路2
と、A /’ D変換回路2におけるA / D Ml
換(標本化)のタイミング信号を与える標本化パルス発
生回路30とが設けられる。
標本化パルス発生口1830が発生するパルス信号はア
ナログ複合訣像信りに含まれる色副搬送波の周波数fl
cの4倍の周波数f、を持ち、色sIl送波と同期して
いる。したがって、アナログ複合映像信号は標本化パル
ス周波数t、の逆数の周期■ごとに標本化された信号系
列となる。
標本化された複合映像信号から輪郭信号を抽出する輪郭
信号抽出フィルタエエは遅延系とjllおよび第2の演
算系と信号出力系とに大別される。
遅延系はA/D変挽回路2で標本化された複合映像信号
を受けて標本化周期Tの4倍の時間遅延させて出力する
4T!!延回路20−1と、4T遅延回路20−1から
の信号を受けて1水平走査時間1日から標本化周期Tの
2倍の時間引いた時間だけ遅延させて出力する(H−2
7)遅延回路21−1と、(H−2T)遅延回路21−
1からの信号を受けて(H−2T)の時間遅延させて出
力する(H−2T)遅延回路21−2と、(H−2T)
遅延回路21−2からの信号を受けて4Tの時間遅延さ
せて加算回路22−1と減算回路24−3へ出力する4
Til延回路20−2とで構成される。
第1の演算系はさらに2つの系に分けられる。
1つの系は4TM延色回路20−2からの信号とA/D
変換回路2からの信号を受けて加算して出力16m1[
I 22−1 、!:、加算回路22−1 hlらの信
号を受けてその信号を1/4倍して出力す!1/lB[
I23−1と、(H−2’r)遅延Oa路21−1から
の信号を受けてその値を172倍して出力する1/2倍
回路26からの信号と1/4倍回)!23−・1からの
信号とを受けて、1/2倍回路26からの信号標本値か
ら1/4ffi@路23−1の信号を減算する減算回路
24−1とで構成される。もう1つのII算系はA/D
変換回路2からの信号と4丁遅延回路20−2からの信
号を受けて減算する(どちらから減算してもよい)減算
回路24−3と、減算回路24−3からの信号を受けて
その信号の絶対値をとる絶対値回路27とで構成される
第2の演算系も2つの系に分けられる。1つの系は4丁
遅延回路20−1と、(H−2T)遅延回路21−2と
からの信号を受けてそれらの信号値の差をとる(減算の
方向はどちらでもよい)減算回路24−4と、減算回路
24−4からの信号を受けてその信号の絶対値をとる絶
対値回路25−2とで構成される。他の系は4丁遅延回
路20−1からの信号と(H−27)遅延回路21−2
からの信号を受けてそれらの信号を加算する加算回路2
2−2と、加算回路22−2からの信号を受けてその信
号を1/4倍する1/4倍ロ路23−2と、(H−2T
>遅延回路21−1からの信号を1/2倍して出力する
1/2倍回路26からの信号と1/4倍回路23−2か
らの信号とを受けて1/2倍回路26からの信号から1
/4倍回路23−2からの信号を減算する減算回路24
−2とで構成される。
出力系は、絶対値回路25−1と絶対値回路25−2と
からの信号を受けてそれらの信号を比較する比較回路2
7と、減算回路24−1と減算回路24−2とからの信
号を受けて比較回路27の信号に応じてそのどちらか一
方を選択通!全せるスイッチ回路28と、スイッチ回路
28からの信号を受けてその信号のN倍して出力端子4
へ与える乗算回路29とで構成される。乗算回路29の
乗数Nはたとえばマイクロコンピュータ(図示せず)に
よってtIIIIlされて輪郭補正調整が行なわれる。
第5図は標本化された複合鉄I11@号系列を色副搬送
波の位相に着目して表わしたものであ”る。第5図にお
いて、同符号は色副搬渚波が同一位相である標本化され
た複合映像信号(以下、標本点と記す)を示す。また、
色副搬送波周波数flcの4倍の周波数t、で標本化さ
れているためll1Ii垂直方向に互いに色副搬送波が
逆である標本点が1列に並んでいる。ライン(n)は画
面上n番目の水平走査線を表わし、水平走査は第5図の
左から右へ行なわれる。P1〜P9は説明の便宜上標本
点に付した記号である。以下、第4図、第5図を参照し
て輪郭信号抽出フィルタLLによる標本点P5の輪郭抽
出について述べる。
今、成る時刻tにおいてA/D変挽回路2から標本点P
9の標本値が輪郭抽出フィルタ11へ与えられたとする
。このとき、4T遅延回路20−1が与える標本値は標
本点P9より4T時間前(第5図においては4標本点左
)の標本点P7の標本値である。
(H−2T)遅延回路21−1が与える標本値は標本点
P7より(H−2T)時間前の標本点P5の標本値であ
る。
(H−2T)遅延回路21−2が与える標本値は同様に
して標本点P3の標本値である。
また、4T遅延回路20−2が与える標本値は、標本点
P1の標本値である。
上述の遅延系からの各出力標本値は演算系の4つの例に
分かれて演算処理されるので4つの系のそれぞれについ
て順に述べる。まず、加算回路22−1.1/4倍回路
23−1.減算回路24−1からなる系について述べる
。加算回路22−1はA/D変換回路2が与える標本点
P9の標本値と47il!延回路20−2が与える標本
点P1の標本値とを加算するので、加算回路22−1が
与える出力はく標本点P1の標本値)+(標本点P9の
標本値)となる。
1/4倍回路23−1はその入力標本値を1/4倍して
出力するので、1/4倍回路23−1が与える出力は1
/4”((標本点P1の標本値)+(標本点P9の標本
値))となる。
減算回路23−1は、1/2倍回路26が与える標本値
から1/4倍回路23−1が与える標本値を引くよう構
成されている。ここで1/2倍回路26は(H−27)
遅延回路21−1が与える標本値を1/2倍して出力す
るので1/2倍回路26の出力は標本点P5の標本値で
ある。したがって減算回路24−1が与える出力Q、は
Ql −1/2 (標本点P5の標本値)−1/4((
11本点P1の標本値)+(標本点P9の標本点)) となる。この減算口1124−1の出力Q、はスイッチ
回路28の一方端子に与えられる。
次゛に、加算回路22−2.1/4倍回路23−2、減
算回路24−2からなる系について述べる。
加算回路22−2は4T!延回路22−1の出力標本値
と(H−2T)遅延回路21−2の出力標本値を受けて
加算して出力するので、加算回路22−2の出力は(標
本点P7の標本値)+(標本点P3の標本値)となる。
1/4倍回路23−2はその入力信号を1/4倍して出
力するので、1/4倍回路23−2の出力は1/4((
標本点P7の標本値)+(標本点P3の標本値))とな
る。減算回路24−2は1/2倍回路26が与える信号
から1/4倍回路23−2が与える信号を減算するよう
構成されている。1/2倍向路26が与える出力はこの
とき1/2(標本点P5の標本−)である。したがって
、減算回路24−2が与える出力信号は Q2−1/2 (I11本点R5の標本値)−1/4(
(標本点P7の標本値)+(標本点P3の標本値)) となる。この減−回路24−2が与える標本1i1P9
はスイッチ回路28の□他方端子に与えられる。
次に減算回路24−3.絶対値回路25−1からなる電
を考える。減算回路24−3は4T遅延回路20−2か
らの標本値とA/D変挽回路2からの信号の差をとり、
絶対値回路25−1は減算回路24−3からの標本値を
受けてその絶対値をとるので、絶対値回路25−1が与
える標本値R7は R,−1(It本点P1の標本値)−(標本点P9の標
本値)1 となる。演算系の最後の系である減算回路24−4、絶
対値回路25−2の系を考える。減算回路24−4は4
T遅延回路20−1からの信号と(H−2T)遅延回路
21−2からの信号との差をとり、絶対値回路25−2
は減算回路24−4からの信号を受けてその絶対値をと
るので、絶対値回路25−2が与える信号R2は R2−1(標本点P3の標本値)−(標本点P7の標本
値)1 となる。比較回路27は絶対値回路25−1.25−2
からの信号を受けてその大きさを比較し比較結果により
スイッチ回路28を以下に述べるように制御する。すな
わち、比°較回路27へ与えられる信号R1,R2がR
,“>R2のときにはスイッチ回路28は減算回路24
−1からの信号Q。
ヲ通過させ、またR7≦R2のときはスイッチ回路28
は減算回路24−2からの信号Q2を通過させる。スイ
ッチ回路28の出力は乗算回路29へ与えられる。乗算
回路29は輪郭補正調整のため入力信号をN倍して出力
する。この乗数Nは所望の輪郭補正が得られるようたと
えば外部のマイクロコンピュータ(図示せず)で制御さ
れる。
減算回路24−1.24−2からの信号QI+02はそ
れぞれ画面上斜め方向の色副搬送波が同相の標本点にお
ける2数機分を示している。したがって、参照領域が微
小領域であり色信号がほとんど変化していないと考える
と、信号Q4.Q2は色副搬送波が同様の標本点を用い
ているので色信号成分が打ち消されて結局輝度信号の2
数機分を行なっていることになる。また、信号変化の大
きい方を検出し、信号変化の大きい方向に沿って2数機
分を行なっているので、水平方向、垂直方向および斜め
方向の輪郭信号を同時に抽出している。
上述の輪郭信号抽出フィルタLLを用いてYC分離を行
なうには遅延回路からたとえばタップで適当な遅延時−
を持つ信号を取出せばよい。
なお、上記実施例では174倍回路と1/2倍回路を用
いているが、この係数174と1/2は1対2の関係を
満足する他の係数の組合わせを用いてもよい。
また、上記実施例においては、色副搬送波の周波数の4
g1の周波数で標本化しているが、互いに色副搬送波の
位相が逆である標本点が画面垂直方向に1列に並ぶ標本
化周波数であれば遅延a路の遅延時間を適当に変えるだ
けで上記実施例と同様の効果が得られる。
[発明の効果] 以上のように、この発明の輪郭信号抽出フィルタにおい
ては、色副搬送波の位相が同相である近傍の画素信号を
用いて信号変化の大きい方向を検出し画素信号の変化の
大きい方向の画素信号を用い、て2数機分の演算を行な
い輪郭信号を抽出する構成にしている。したがって、複
合映像信号に対して精度良く輪郭補正ができるとともに
、YC分離回路とIH!延回路が共用できる効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のディジタル方式の水平輪郭抽出フィルタ
の構成を示すブロック図である。第2図は従来のディジ
タル方式の垂直輪郭信号抽出フィルタの構成を示すブロ
ック図である。llla図は従来のディジタル方式の輪
郭抽出フィルタのブロック図である。第4図はこの発明
の一実施例である輪郭抽出フィルタの構成を示すブロッ
ク図である。 第5図は色副搬送波の位相に着目した標本化された複合
映像信号の系列の配置を示す図である。 図において、2はA/D変換回路、10.LLは輪郭抽
出フィルタ、20−1.20−2.2171.21−2
は遅延回路、22−1.22−2は加算四路、23−1
.23−2は1/4倍回路、24−1.24−2.24
−3.24−4は減算回路、25−1.25−2は絶対
値回路、26は1/2倍回路、27は比較回路、28は
スイッチ回路、29は乗算回路、30は標本化パルス発
生回路。 なお、図中、同符号は同一または相当部を示す。 代  理  人     大  岩  増  雄第1図 立本イ韓1r袖出フイlげ 心3図 10   #ij/Ia耘山フィルダ 躬5V う4ン(71−2)  −−0−一△−−*−−−ライ
ン <n−t)  −−6+−一Δ−−〇−一〜う4ノ
(γ)   −一〇−−△−−〇−一、ライン (71
7)   −−@)−−Δ−−〇−一、ライン(ytす
2)  −−〇−−△−−0−−ムーー〇−−△−一〇
−−ム−−

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)水平走査線方向および画面垂直方向に時間的に格
    子状に配列されるように標本化された色副搬送波を含む
    複合映像信号標本点系列から輪郭信号を抽出する適応型
    輪郭抽出フィルタであって、前記標本点系列から第1の
    標本点を抽出する第1の抽出手段と、 前記第1の標本点が含まれる水平走査線と隣接する水平
    走査線から前記第1の標本点の色副搬送波の位相と同位
    相の色副搬送波を持ち、かつ前記第1の標本点と近接す
    る第2、第3、第4および第5の標本点をそれぞれ抽出
    する第2、第3、第4および第5の抽出手段と、 前記第1、第2および第5の抽出手段からの信号を受け
    て2次微分の演算を行なう第1の演算手段と、 前記第1、第3および第4の抽出手段からの信号を受け
    て2次微分の演算を行なう第2の演算手段と、 前記第2の抽出手段と前記第5の抽出手段からの信号を
    受けてその変化量を検出する第1の検出手段と、 前記第3の抽出手段と前記第4の抽出手段からの信号を
    受けてその変化量を検出する第2の検出手段と、 前記第1の検出手段と前記第2の検出手段からの信号を
    受けてその大きさを比較する比較手段と、前記比較手段
    からの信号に応答して前記第1の演算手段が与える信号
    または前記第2の演算手段が与える信号の一方を通過さ
    せる選択手段と、前記選択手段からの信号を受けて重み
    を付けて出力する手段とを備える適応型輪郭抽出フィル
    タ。
  2. (2)前記第1、第2、第3および第4の抽出手段はそ
    れぞれ特定された遅延時間を有する遅延回路である、特
    許請求の範囲第1項記載の適応型抽出フィルタ。
  3. (3)前記複合映像信号は前記色副搬送波の周波数の4
    倍の周波数で標本化される、特許請求の範囲第1項また
    は第2項記載の適応型輪郭抽出フィルタ。
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