JPS627291A - 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、輝度信号と色信号とが周波数多重されてい
るＰＡＬ複合映像信号から輪郭信号をディジタル的に抽
出するＰＡＬ適応型輪郭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成分を抽出する方式は、古くから
各方面により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　（ｔｌは、輝度信号Ｙ（
１）と、２つの色差信号Ｕ　（ｔ）及びＶ　（ｔ）の色
副搬送波Ｅ　Ｓ　Ｃ−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　（ｔ）　＋　Ｃ（ｔ）＝
Ｙ（ｔ）＋Ｕ（ｔ）　５ｉｎ２　ｙｒ　ｆ　ｓ　ｃ　ｔ
±Ｖ（ｔｌ　ｃｏｓ２　πｆ　ｓ　ｃ　を但し、■（り
の符号は走査線毎に十と−とに切換えられる。

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、例え
ば上述の複合映像信号Ｓ　（ｔ）から上述の輝度信号Ｙ
　（ｔ）を分離し、この分離された輝度信号Ｙ　（ｔ）
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触的であった。以下、水平輪郭抽出
フィルタ及び垂直輪郭抽出フィルタについて説明する。

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
の一例を示す図である。第４図において、入力端子１か
らＡ／Ｄ変換器２にアナログ複合映像信号が与えられる
。Ａ／Ｄ変換器２はアナログ信号をディジタル信号に変
換するものであって、変換したディジタル信号を輝度信
号と色信号とに分離する輝度信号色信号分離回路３（以
下ＹＣ分離回路と記す）に与える。ＹＣ分離回路３によ
って分離された輝度信号は水平輪郭抽出フィルタ８に与
えられる。この水平輪郭抽出フィルタ８は第１の遅延回
路５１と第２の遅延回路５２と係数回路６と加算回路７
とから構成される。水平輪郭抽出フィルタ８から抽出さ
れた輪郭信号は出力端子４に出力される。

次に、第４図に示した水平輪郭抽出フィルタの動作につ
いて説明する。

入力端子１に入力されたアナログ複合映像信号は、Ａ／
Ｄ変換器２に与えられ、ここである定められた標本化周
波数ｆｓにより、ディジタル複合映像信号に変換される
。Ａ／Ｄ変換器２から出力されたディジタル複合映像信
号は、ＹＣ分離回路３によって輝度信号と色信号とに分
離され、該分離された輝度信号は、水平輪郭抽出フィル
タ８の第１の遅延回路５１に与えられるとともに、加算
回路７にも与えられる。第１の遅延回路５１の出力は、
第２の遅延回路５２に与えられるとともに、係数回路６
にも与えられ、この係数回路６で第１の遅延回路５１の
出力信号は“−２倍”される。

ここで、上記第１及び第２の遅延回路５１．５２の遅延
時間は上述の標本化周波数ｆｓの逆数で定められており
、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。

加算回路７では、ＹＣ分離回路３の出力と係数回路６の
出力と第２の遅延回路５２の出力とが加算される。従っ
て、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ｔ”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、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、上述の輝度信号
ｆ　（ｔ）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。第５図において、垂直輪郭抽出
フィルタ９は第３．第４の遅延回路５３．５４と係数回
路６と加算回路７とによって構成され、Ａ／Ｄ変換器２
及びＹＣ分離回路３は第４図のものと同様である。第３
．第４の遅延回路５３．５４の遅延時間は１水平走査時
間となるように構成され、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、係数回路６は第３の遅
延回路５３の出力を−２倍”し１加算回路７はＹＣ分離
回路３の出力と係数回路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図に示した垂直輪郭抽出フィルタ
では、ＹＣ分離回路３の出力信号である輝度信号に対し
て、画面上垂直方向の２次微分をすることになり、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図に示した水平輪郭抽出フィルタと第５図
に示した垂直輪郭抽出フィルタとを重ね合わせて構成し
た従来の輪郭抽出フィルタを示す図である。第６図にお
いて、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フィルタであって、第１．第２の遅
延回路５１゜５２は第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、第５．第６の遅延回路５５．５６は１水平走査時
間から第１．第２の遅延回路５１．５２の有する遅延時
間を差引いた遅延時間となるように構成されている。従
って、第１の遅延回路５１の遅延時間と第５の遅延回路
５５の遅延時間とを合わせた遅延時間は１水平走査時間
となり、第２の遅延回路５２の遅延時間と第６の遅延回
路５６の遅延時間とを合わせた遅延時間は１水平走査時
間となっている。

係数回路６は入力信号を“−４倍”するように構成され
、加算回路７はＹＣ分離回路３の出力と第５の遅延回路
５５の出力と係数回路６の出力と第２の遅延回路５２の
出力と第６の遅延回路５６の出力とを加算するように構
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５
２．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５２．係数回路６及び加算回路７
によって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Ｇこ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。

〔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１水平走査時間信
号を遅延させる遅延回路力（使用される場合、この遅延
回路と輪郭抽出フィルりに必要な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。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
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個の隣接標本点
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、当該標本点
及び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す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、また当該標本点及び
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ＰＡＬ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４ｆｓｃの場合は、上記標本値
系列を４標本期間（４Ｔ）遅延させ、３ｆｓｃ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４ｆｓｃ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、３ｆｓｃ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図に
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、２
２ｂ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）、２
４ａ、２４ｂは第１．第２の減算回路、２５ａは第１の
減算回路２４ａの出力の絶対値をとる第１の絶対値回路
、２５ｂは第２の減算回路２４ｂの出力の絶対値をとる
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２５ａ、２５ｂ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３図のごとき配列となる
。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４ｆ（・）はｄｆｓＣ系の標本点、３ｆ
（０）は３ｆｓｃ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ちである。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 となる。

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回路２３ａ
で１／４倍される。次に上記第１のライン遅延回路２１
ａの出力は１／２倍回路２６で１／２倍され、第１ｍ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、 −１／４（Ｐｉなる標本点の標本値） ＋１／２　（Ｐ３なる標本点の標本値）−１／４　（Ｐ
５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２３
ｂの出力信号が減算され、従ってこの第２の減算回路２
４ｂ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　
（Ｐ４なる標本点の標本値）となる。

さらに、上記第１の減算回路２４ａの出力は第１の絶対
値回路２５ａに印加され、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ＴＩは ＴＩ＝　１１／４　（Ｐｌなる標本点の標本値）−１／
２　（Ｐ３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、上記第２の減算回路２
４ｂ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、 Ｔ２−１１／４　（Ｐ２なる標本点の標本値）−１／２
　（Ｐ３なる標本点の標本値）＋１／４　（Ｐ４なる標
本点の標本値）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Ｔｌ、Ｔ２が、ＴＩ＞Ｔ２のときは第１の減算回路２
４ａ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２
８の出力信号は乗算回路２９に印加され、該乗算回路２
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次微分の演算を行ない、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
、さらに当該標本点と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（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を
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。 図において、１は入力端子、２はＡ／Ｄ変換器、４は出
力端子、２０　ａ、　　２０　ｂ、　　２１　ａ、　　
２　ｌ　ｂは遅延回路、２３　ａ、　　２３　ｂ、　　
２６は係数回路、２２　ａ、　　２２　ｂは加算回路、
２４ａ、２４ｂは減算回路、２５ａ、２５ｂは絶対値回
路、２７は比較回路、２８はスイッチ回路、１１は輪郭
抽出フィルタ、３０はパルス発生回路である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を余す。

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倍または
   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、 同じく上記当該標本点、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３点の標本
   点が存在する方向の輪郭の有無を検出する第１の輪郭検
   出回路と、 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、 同じく上記当該標本点、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３点の標本
   点が存在する方向の輪郭の有無を検出する第２の輪郭検
   出回路と、 上記第１及び第２の輪郭検出回路の出力を比較する比較
   回路と、 該比較回路の比較結果に応じて上記第１または第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。