JPS6211978A

JPS6211978A - 画像強調回路

Info

Publication number: JPS6211978A
Application number: JP61158089A
Authority: JP
Inventors: ヨヘム・ヘルーマン; マルセリヌス・ヨハネス・マリア・ペルフロム
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1985-07-09
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1987-01-20
Anticipated expiration: 2010-05-01
Also published as: JPH0740296B2; NL8501956A; DE3686848D1; EP0209180B1; DE3686848T2; US4700229A; EP0209180A1

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】本発明は、準静止低品位画像信号を高品位の画像信号に
変換する画像強調回路であって、前記低品位画像信号を
供給される入力端子と、高品位画像信号が発生する出力
端子と、画像強調回路の入力端子に結合した第１入力端
子、第２入力端子及び出力端子を有する差発生回路と、
供給された信号に対しある加重係数と共に加重を行いか
つ差発生回路の出力端子に接続する入力端子、及び出力
端子を有する加重回路と、加重回路の出力端子に接続す
る入力端子、並びに画像強調回路の出力端子及び差発生
回路の第２入力端子に接続する出力端子を有するアキュ
ムレータ回路とを具える画像強調回路に関する。かかる
画像強調回路は複数の低品位の準静止画像から高品位の
画像を得るために使用される。例えば、テレビジョン撮
像装置から遠距離にある対象物の高品位テレビジョン画
像が所望されるものと仮定する。大気が落ち着いている
（軽い霜と共にある如く）場合には、かかる高品位画像
は一般に補助手段を付加することなく実現できる。しか
し大気が非常に乱れている（極めて高温の日における如
く）場合には、一般に低品位画像が生じ、雑音により所
望画像が著しく劣化される。かかる状態のもとて高品位
の画像を得るためこの対象物の複数の低品位画像は画像
強調回路において処理される。

同様な状態は走査形電子顕微鏡、Ｘ線撮影及び天文学の
分野においても生ずる。

低品位画像から高品位画像を得る既知の方法は後出の参
考文献１の第４３４頁に記載されており、この方法では
一連の低品位画像の平均値を計算し、これにより以下の
説明から明らかなように所望の結果に達することができ
る。即ち第１番目低品位画像Ｇｌ　（Ｘ、　ｙ）　に対
してはＧｌ　（Ｘ、　ｙ）　＝Ｈ（Ｘ、　ｙ）　＋ＮＩ
（Ｘ、　ｙ）　　　　　　　　　　（ｉ）が成立つ。こ
の式においてｌ（（Ｘ、　ｙ）は所望の高品位画像を示
し、Ｎｌ　（Ｘ、　ｙ）　は高品位画像に依存しない付
加雑音画像を示す。一連のＭ個の低品位画像に対し所望
の高品位画像が一定である場合にはが成立つ。Ｍの大き
い値に対して右辺における雑音項は正常状態のもとでは
ゼロに近づくのでとなる。

上記方法を実施する装置は一般に、低品位画像Ｇ＋　（
Ｘ、ｙ）を画像走査周期Ｔｂで走査して低品位画像信号
ｇ＋（ｔ）を発生する走査回路を具える。これら画像信
号には加重回路において加重係数１／Ｍと共に加重を行
い、このように加重された低品位画像信号をアキュムレ
ータ回路において累算する。

Ｍ個の低品位画像信号のすべてがこのアキュムレータ回
路に供給された後には、更に低品位画像信号が供給され
るのを阻止する。その瞬時にアキュムレータ回路の出力
端子からモニタ装置に供給することによって得ることが
できる所望の高品位画像Ｈ（Ｘ、　ｙ）を表わす高品位
画像信号ｆ　（ｔ）が送出される。

後出の参考文献２の第６８６頁に記載された如く、この
既知の画像強調回路の欠点は、Ｍ個の加重された低品位
画像信号のすべてが累算された後でなげれば画像の所望
輝度を得ることができないことである。この既知の画像
強調回路の他の欠点は、Ｍの最適値が常に事前に既知で
あるとは限らないことである。実際上、これは使用環境
に著しく左右される。

本発明の目的は、高品位画像信号を加重された低品位画
像信号の累算によって求めるが、上述した既知の画像強
調回路の欠点を除去した画像強調回路を提供するにある
。

この目的のため本発明の画像強調回路は差発生回路を具
え、これに低品位画像信号と、アキュムレータ回路の出
力端子に生ずる出力画像信号とを供給し、差発生回路に
おいて各低品位画像信号から出力画像信号を減算して差
画像信号を発生させ、これを加重回路に供給し、加重回
路においてこれら差画像信号を、当該差画像信号の順序
数に依存する大きさの加重係数ｋ　（ｉ）により加重す
るようにする。

第１番目の差画像信号に対する加重係数を１／１に等し
くすることにより、アキュムレータ回路の出力信号が当
該瞬時までこの画像強調回路に供給されたすべての低品
位画像信号の平均を表わすようになるのでモニタ装置上
の画像はいずれの瞬時においても最適輝度を有すること
となる。従って更に、累算動作は任意の所望瞬時に中断
することができる。

本発明の画像強調回路の好適例では加重係数を２の負整
数篇に等しく選定し、特にに選定する。」二式において記号ＲＮＤは切捨て丸め操
作を示し、云い換えればＲＮＤ　［：２βｏｇｉ］は２
βＯｇ１の切捨て丸め値である。かかる態様において順
次決定された加重係数は値１、１／２．１．／４．１／４．１．／４．１／８．１
／８．１／８．１／８．・・・　（５）を有する。ｋ（
ｉ）　−］／ｉ　とした場合後者の加重係数を使用した
とき画像強調回路が理論的に同一画像品位を発生しない
が、品位の差異は殆んど確認できず、また累算動作は所
定期間後停止すべきではないから、加重係数をこのよう
に選定することによって加重回路がかなり簡単化される
。

前出の参考文献１及び２の詳細１、゛ディジタル・イメージ・プロセッシング（Ｄｉｇ
ｉｔａｌ　Ｉｍａｇｅ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）　”　
；ダブリュー。

ケー・プラット（Ｗ、に、　Ｐｒａｔｔ）著、ジョン・
ワイリー・アンド・リング（Ｊｏｈｅ　Ｗｉｌｅｙ　ａ
ｎｄ　５ｏｎｓ）社１９７８年刊（コードｌ５ＢＮＯ−
４７１−０１８８８−０）。

２、゛テンポラル・フィルタリング・ユージング・ピク
セル・インクリメンティング（ＴｅｍｐｏｒａｌＦｉｌ
ｔｅｒｉｎｇ　Ｉｌｓｉｎｇ　Ｐｉｘｅｌ　Ｉｎｃｒｅ
ｍｅｎｔｉｎｇ）　”　；　エッチ・ブラッグマン（Ｈ
，Ｂｒａｇｇｅｍａｎ）著、ジャーナル・オブ・ザ・ソ
サイエティ・オブ・モーション・ピクチャ・アンド・テ
レビジョン・エンジユ）ズ（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔ
ｈｅ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　ＭｏｔｉｏｎＰｉｃｔｕ
ｒｅ　ａｎｄ　Ｔｅ１ｅｖｉｓｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒｓ）、　Ａｕｇｕｓｔｌ、９８１．　　第６８６〜６
９４頁。

以下図面につき本発明の詳細な説明する。

第１図はテレビジョンシステムを示し、これは同一対象
物の一連の画像Ｇｌ（Ｘ、Ｖ）を、例えば、２５１（ｚ
の周波数において一連のアナログ画像信号ｇｔ（ｔ）に
変換するテレビジョン撮像装置１を具える。ここで参照
記号】は画像信号の順番を示す。この変換のため画像Ｇ
ｌ　（Ｘ、　ｙ）がラインパターンに従って走査される
。画像Ｇｌ　（Ｘ、　ｙ）が走査されかつ画像信号ｇ＋
（ｔ）が得られた後、画像は僅かだけ変化する。

この新たな画像をＧＩＢ　（ｘ、　ｙ）で示し、この画
像を走査することによって画像信号ｇ＋’＋＋（ｔ）が
生ずる。

これら画像信号に加えて撮像装置は新たな画像の走査開
始時にフレーム同期パルスｆ、を送出する。

このようにして得たアナログ画像信号ｇ＋（ｔ）　　は
信号変換回路２において時間離散画像信号ｒ＋（ｎ）に
変換する。この目的のためこの信号変換回路２は、例え
ば１３．５ＭＨｚの周波数ｆ８で生ずるザンプリングパ
ルスによって制御されるサンプリング装置２１を具える
。図示の実施例ではこの信号変換回路が更に、サンプリ
ングによって得られた各画像信号を、例えば７ビツトの
コードワードに変換するへ／Ｄコンバータ（アナログ・
ディジタル・コンバーク）２２を具える。

信号変換回路２によって発生した時間離散画像信号は画
像強調回路３の入力端子３１に供給する。

画像強調回路の出力端子３２はＤ／八へンバータ（ディ
ジクル・アナログ・コンバータ）４を介してモニタ装置
５に接続する。

画像強調回路３は、第１番目画像信号ｇ＋（ｎ）　に応
動して、画像Ｈ（ｘ、ｙ）を表わす時間離散信号である
所望画像信号ｈ　（ｎ）の第１番目近似信号ｈ＋（ｎ＞
を発生するアキュムレータ回路３３を有する。このアキ
ュムレータ回路は入力端子３３１　と、出力端子３３２
と、アキュムレータ回路の入力端子３３１　に接続した
第１入力端子及びアキュムレータ回路の出力端子３３２
に接続した第２入力端子を有する加算回路３３３　と、
画像信号Ｔ、の持続時間に等しい遅延時間を有しかつ加
算回路３３３の出力端子に接続した入力端子及びアキュ
ムレータ回路の出力端子３３２に接続した出力端子を有
する遅延回路３３４とを具える。更にこの画像強調回路
は差発生回路３４を具え、その第１入力端子はこの画像
強調回路の人力。

端子３１に接続しかつその第２入力端子はアキュムレー
タ回路３３の出力端子３３２に接続する。この差発生回
路３４の出力端子は加重回路３５を介してアキュムレー
タ回路の入力端子３３１に接続する。

この加重回路は低品位画像信号の順序数１に依存する加
重係数ｋ（ｉ）を有し、かつユーザによって操作できる
スイッチ２６を介して所定の開始位置に設定することが
でき、所要に応じこのスイッチを永久的に操作された状
態に保持することによりこの位置を維持することができ
る。この開始位置における加重係数ｋ（０）−〇に等し
いと仮定する。スイッチ３６を再び非導通状態にした後
に生ずる第１同期パルス’ｒ′、、に起因して１は１に
なり、ｋ（ｉ）＝１／１　と仮定して開始すると第１加
重係数はｋ（ｉ）＝１に等しくなる。その場合画像信号
ｇ１（ｎ）は変化されずに遅延回路３３４　に蓄積され
る。更にフレーム同期パルスｆＰが発生した後、蓄積さ
れた画像信号は信号室。（ｎ）　　と共に差発生回路３
４に供給され、差発生回路は差信号￥２　（ｎ）　−４
（ｎ）を送出する。

この差信号には新たな加重係数１／２が乗算されて加算
回路３３３に供給され、この加算回路においては遅延回
路３３４に供給され、次のフレーム同期パルスの発生後
にＤ／八へンバータ４を介してモニタ装置５へ画像信号
ｈ２＜ｎ）　　として供給される。

上述した所から容易に導出できる如く一般的にが成立つ
。所定瞬時にｔＴ＋（ｎ）　によって特定されかつモニ
タ装置５」二で観察できる画像ＩＩ　、　（Ｘ、　ｙ）
の品位がユーザによって十分であると考えられる場合に
は、スイッチ３６を再び導通状態にして画像がそれ以上
変化しないようにすることができる。式（６）から明ら
かなように、ｈ、（ｎ）　　は当該瞬時までに供給され
たすべての画像信号Ｗ＋　（ｎ）のいずれかの瞬時にお
ける平均値であり、従って画像ＩＩ、　（Ｘ、　ｙ）は
最適輝度を有する。

ｋ（ｉ）−１／ｉ　の場合における加重回路３５の実施
例を第２図に示す。本例は、例えば、１６ビツトのカウ
ンタ３５旧を具える。フレーム同期パルス［、をこのカ
ウンタの計数入力端子Ｃに供給する。このカウンタは、
例えば、リセット入力端子Ｒに論理値”　１　”を供給
することによってリセットできる。

この目的のためユーザによって操作されるスイッチ３６
を設ける。従って、このカウンタが画像信号ｇ＋（ｔ）
　の順序数・】を送出した後スイッチ６を導通状態にす
るから、この順序数は画像強調回路に供給される。この
順序数１は、差発生回路３４によって発生した差信号と
共に除算回路３５０３に供給され、従って除算回路は加
重係数１／１　で加重された差信号を送出する。

なな、１６ビツトカウンタによって言１数できる２１６
個のフレーム同期パルスは６５５３６個の画像に対応す
ることに注意する必要がある。その伝送には約４３分を
要する。この場合ユーザは自己の希望を満足する画像が
生じているかどうかを約４３分以内に決定する必要があ
る。

第２図に示した加重回路の実施例では開始点がｋ（ｉ）
−１／ｉであり、従って除算回路３５０３を設ける。除
算回路は一般に既知であるが、比較的複雑な回路である
。更に除算を行うのに比較的長い時間を要する。

加重回路のかなり簡単な実施例が、式（５）に示した一
連の加重係数を与える式（４）に対応する加重係数を選
定することによって得られる。加重係数をこのように選
定することにより加重回路の設計がかなり簡単化される
だけでなく、その動作速度をかなり高速化できる。

このように選定した加重係数を使用する加重回路の実施
例を第３図に示す。本例では、差発生回路３４によって
供給される差信号サンプル及び加重回路によって供給さ
れる加重された差信号ザンプルの双方共すべてが符号及
び大きさで表わされかつ±１及び−１の間にあると仮定
する。

第３図に示した加重回路は同じく、その計数入力端子Ｃ
にフレーム同期パルスｆＰを供給されかつ短期間にわた
りリセット入力端子Ｒに論理値パ１″″を供給すること
によってリセットできる１６ビツトカウンタ３５０１を
具える。本例でも同じく、ユーザによって操作されるス
イッチ３６を設けるがココノスイッチは短期間しか導通
しない。このカウンタ３５旧には１６個の出力端子ｓ１
〜Ｓ１６を有する復号回路３５０４を設ける。カウンタ
が計数位置１の場合には出力端子Ｓ１に論理値”　１　
”が生ずる。計数位置２の場合には出力端子ｓ２に論理
値”　１　”が生ずる。同様に計数位置３，４．５等の
各々においは出力端子Ｓ３に論理値”１”が生ずる。更
に本例の加重回路は２３ビツト出カレジスタ３５ｏ５を
具え、その内容（加重された差信号ザンプル）は加算回
路３３３（第１図参照）ヘビソト並列にて伝送される。

この出力レジスフは２３ビットの各々に対しビ、ントセ
ルヲ有する。これらピッ）セルをＢＳ、　Ｂｌ、　１１
２゜、Ｂ２２で示ず。ヒツトセルＢＳは符号ビ、ントを
含み、ビットセルＢ１は最十位ピッ）　Ｍ　Ｓ　Ｂを含
み、かつビットセノ叶２２は最下位ビニｚＨ，ＳＢを含
む。

差発生回路３４によって供給される各７ヒ７１−差信号
ザンプルのうぢ符号ビットはビットセルＢＳに直接供給
する。大きさを示す他の６ヒ７）は経路選択（ルーティ
ンク）回路３５０６を介して出力レジスタの他のビｙ　
ｌ・セルに供給する。この目的のためこの経路選択回路
は１６個のゲート回路３５０７〜３５２２を具え、各ゲ
ート回路は６つの大きさヒツトをピノｌ−並列にて供給
されろ６個の入力端子を有する。

完全を期するため図面にはグー１−回路においてＭＳＢ
及びＬＳｔ３の存在する出力端子を示しである。これら
ゲート回路は復号回路３５０４の出力端子における信号
によって制御する。従って特に、出力端子Ｓ１が論理値
゛１″を有する場合６つの大きさビットはビットセノ叶
１〜Ｂ６に供給される。一方、出力端子Ｓ２が論理値”
　１　”を有する場合かかる６つの大きさビットはビッ
トセル８２〜Ｂ７へ供給される。出力端子Ｓ３が論理値
゛′１″′を有する場合６つの大きざビットはビットセ
ル８３〜Ｂ８に供給され、以下同様に供給される。ゲー
ト回路を適切に構成配置して、６つの大きさビットのい
ずれも供給されないビットセルには論理値″０″′が供
給されるようにする。

なお本例では簡単のため、差信号ザンプルは符号及び大
きさと共に表わされると仮定したが、実際上は一般に２
の補数が使用される。

゛なおまた先の説明において遅延回路として示した素子
３３４（第１図参照）はディジクル画像メモリどして構
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像強調回路を設けたテレビジョン録
画及び表示装置を示すブロック図、第２図は本発明の実
施例を示すブロック図、第３図は本発明の実施例を詳細
に示すブロック図である。１・・・テレビジョン撮像装置２・・・信号変換回路　　　３・・画像強調回路４・・
・Ｄ／八へンハーク　　５・・・モニタ装置２１・・・
サンプリンタ回路　２２・・・へ／Ｄコンノ＼−り３１
・・入力端子　　　　　３２・・・出力端子３３・・・
アキュトレーク回路

Claims

【特許請求の範囲】１、準静止低品位画像信号を高品位の画像信号に変換す
る画像強調回路であって、前記低品位画像信号を供給さ
れる入力端子と、高品位画像信号が発生する出力端子と
、画像強調回路の入力端子に結合した第１入力端子、第
２入力端子及び出力端子を有する差発生回路と、供給さ
れた信号に対しある加重係数と共に加重を行いかつ差発
生回路の出力端子に接続する入力端子、及び出力端子を
有する加重回路と、加重回路の出力端子に接続する入力
端子、並びに画像強調回路の出力端子及び差発生回路の
第２入力端子に接続する出力端子を有するアキュムレー
タ回路とを具える画像強調回路において、加重回路の加
重係数が供給された低品位画像信号の順序数に依存する
如く構成したことを特徴とする画像強調回路。２、加重係数が供給された低品位画像信号の順序数の逆
数に等しい特許請求の範囲第１項記載の画像強調回路。３、加重係数ｋ（ｉ）及び供給された低品位画像信号の
順序数ｉの間の関係がｋ（ｉ）＝２＾−＾Ｒ＾Ｎ＾Ｄ＾〔＾＾２＾ｌ＾ｏ＾ｇ
＾ｉ＾〕に等しく、ここでＲＮＤ〔＾２ｌｏｇｉ〕が＾
２ｌｏｇｉの丸められた値を示す特許請求の範囲第１項
記載の画像強調回路。