(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像の輪郭を強調するために映像信号を補正する輪郭補正装置であり、
所定サンプル間隔で標本化された映像信号間の振幅データの差値を角度変化値として検出するとともに該検出結果に基づき注目する補正すべき信号に関わるサンプルデータを選択する角度変化検出手段と、該角度変化検出手段で検出された角度値を中心に上限角度と下限角度を生成する制限角度生成手段と、前記角度変化検出手段で選択された注目する補正すべき信号に関わるサンプルデータ及び前記制限角度生成手段で生成された角度に基づき映像信号の振幅データ上限値と振幅データ下限値を生成する演算を行う制限値生成手段と、該制限値生成手段で生成されたデータ値により、輪郭が強調された映像信号の振幅データ値を制限する振幅制限手段を備えることを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項２】
請求項１記載の輪郭補正装置において、
入力映像を遅延させる遅延手段を備え、該遅延手段により所定サンプル間隔で標本化された映像信号の各振幅データを所定の遅延量だけ遅延した時間位置にシフトするようにしたことを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の輪郭補正装置において、
前記角度変化検出手段における前記角度変化値の検出をサンプリング間隔と前記振幅差値データへのｔａｎ-1演算により行うようにしたことを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の輪郭補正装置において、
前記角度変化検出手段における前記注目する補正すべき信号に関わるサンプルデータの選択を該サンプルデータより検出した前記角度変化値の絶対値に基づいて行うようにしたことを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の輪郭補正装置において、
前記角度変化検出手段は、前記注目する補正すべき信号に関わるサンプルデータからその直前のサンプルデータを減算する第１の減算手段と、前記注目する補正すべき信号に関わるサンプルデータからその直後のサンプルデータを減算する第２の減算手段と、前記第１の減算手段の出力信号にｔａｎ-1演算を行いサンプルデータ間の角度変化値を求める第１の演算手段と、前記第２の減算手段の出力信号にｔａｎ-1演算を行いサンプルデータ間の角度変化値を求める第２の演算手段と、前記第１の演算手段の出力信号と前記第２の演算手段の出力信号の絶対値を比較する比較手段と、前記比較手段の出力信号に基づいて前記第１の演算手段の出力信号と前記第２の演算手段の出力信号を選択する選択手段を備えることを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の輪郭補正装置において、
前記制限角度生成手段は、前記角度変化検出手段の出力信号である角度変化値に所定の角度を加算する加算手段と、前記角度変化検出手段の出力信号である角度変化値から所定の角度を減算する減算手段と、前記角度変化検出手段の出力信号である角度変化値と前記加算手段の出力信号を比較し符号が等しい場合には前記加算手段の出力信号をまた異なる場合には零を上限値として出力する第１の角度制限手段と、前記角度変化検出手段の出力信号である角度変化値と前記減算手段の出力信号を比較し符号が等しい場合には前記減算手段の出力信号をまた異なる場合には零を下限値として出力する第２の角度制限手段を備えることを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の輪郭補正装置において、
前記制限値生成手段は、振幅データ上限値と振幅データ下限値を生成する演算にｔａｎ演算を含む演算手段を備えることを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の輪郭補正装置に、さらに、輪郭補正を行う前段に標本化周波数ｆ１の離散化映像信号を入力信号とし標本化周波数をｆ２にアップサンプルする第１の周波数変換手段を備え、輪郭補正を行った後段に標本化周波数ｆ２の離散化映像信号である輪郭補正手段の出力信号を入力信号とし標本化周波数をｆ１にダウンサンプルする第２の周波数変換手段を備えることを特徴とする輪郭補正装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン受像機（ＴＶ）、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）、ビデオディスク（ＬＤ、ＤＶＤ、ビデオＣＤ）等の各種映像機器、ならびに画像データを扱う各種画像処理装置に関し、特に画像の輪郭部分の鮮鋭度を向上させ画質を改善するための輪郭補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画質改善のために輪郭部分の鮮鋭度を向上させる輪郭補正として、２次微分処理によって輪郭の補正成分を求め、その補正成分に適当な係数を乗じて原信号に加えるというものが広く知られている（例えば、八木伸行、他著「Ｃ言語で学ぶ実践ディジタル映像処理」オーム社、平成７年５月１０日発行、Ｐ１７３、参照）。
以下に従来の輪郭補正装置の一例について添付した図１６及び図１７を基に説明する。図１６は、従来の輪郭補正装置の一例の構成をブロック図で示すもので、図１７はその動作により各回路部で生成される出力映像信号を示す図である。
【０００３】
図１６において、１は入力端子、２は出力端子、１０１は補正成分生成回路、１０２〜１０７は補正成分生成回路１０１の構成要素で、１０２,１０３は入力を所定時間遅延させる遅延回路、１０４〜１０６は所定値を掛ける乗算回路、１０７は加算回路であり、また、１０９は入力を所定時間遅延させる遅延回路、１０８は補正成分量を制御するゲイン制御回路、１１０は加算回路である。
【０００４】
図１６及び図１７を参照し、かかる従来の輪郭補正装置の動作を説明する。
入力端子１から入力された映像信号Ｓ１は、遅延回路１０２、遅延回路１０９、乗算回路１０６に供給され、遅延回路１０２の出力信号Ｓ１０２は、遅延回路１０３、乗算回路１０６に供給され、遅延回路１０３の出力信号Ｓ１０３は、乗算回路１０４に供給される。
例えば映像信号Ｓ１が図１７（Ａ）に示すような信号であるとすると、遅延回路１０２の出力信号Ｓ１０２および遅延回路１０３の出力信号Ｓ１０３は、それぞれ図１７（Ｂ）、図１７（Ｃ）のような信号になる。
これら３つの信号は、乗数が−１／４の乗算回路１０４、乗数が１／２の乗算回路１０５、乗数が−１／４の乗算回路１０６にそれぞれ供給される。乗算回路１０４の出力信号Ｓ１０４、乗算回路１０５の出力信号Ｓ１０５、乗算回路１０６の出力信号Ｓ１０６は、加算回路１０７に供給され加算される。
【０００５】
加算回路１０７の加算結果は、補正成分生成回路１０１の出力信号Ｓ１０１であり、図１７（Ｄ）に示すような原映像信号Ｓ１を２次微分した信号になっている。
補正成分生成回路１０１の出力信号Ｓ１０１は、ゲイン制御回路１０８に供給される。ゲイン制御回路１０８のゲインを例えば２とすると、ゲイン制御回路１０８の出力信号Ｓ１０８は、図１７（Ｅ）のような信号になる。
ゲイン制御回路１０８の出力信号Ｓ１０８は、図１７（Ｆ）に示す遅延回路１０９の出力信号Ｓ１０９とともに加算回路１１０に供給され加算され、加算回路１１０の加算結果は、輪郭補正装置の出力信号Ｓ２として出力端子２から出力される。
以上のように構成された従来の輪郭補正装置によると、その輪郭補正後の出力信号Ｓ２は、図１７（Ｇ）からわかるように、画質改善のために輪郭部分にプリシュートやオーバーシュートをつけながら輪郭補正が行われ、鮮鋭度が向上されることになる。
【０００６】
また、他にプリシュートやオーバーシュートを付加することなく輪郭部分の鮮鋭度を向上させる方法として、特願平５−３１６３９２号に記載された輪郭補正装置が知られている。
以下に従来の輪郭補正装置の他の例について添付した図１８乃至図２０を基に説明する。図１８は、従来の輪郭補正装置の他の例の構成をブロック図で示すもので、図１９及び図２０はその輪郭補正装置の動作により各回路部で生成される出力映像信号を示す図である。
図１８において、１は入力端子、２は出力端子、２０１〜２０４は遅延回路、２０５は最大値検出回路、２０６は最小値検出回路、２０７は位置検出回路である。
また、２０８は演算回路で、その構成要素として２０９と２１０を有し、２０９は平均値回路、２１０は減算回路である。そして、２１１はゲイン調整回路、２１２は加算器、２１３は非線型処理回路である。
【０００７】
かかる従来のもう一方の輪郭補正装置における構成要素の入出力関係を説明する。
入力端子１から入力された映像信号Ｓ１は、遅延回路２０１〜２０４によリ遅延される。入力映像信号Ｓ１、遅延回路２０１の出力信号Ｓ２０１、遅延回路２０２の出力信号Ｓ２０２、遅延回路２０３の出力信号Ｓ２０３及び遅延回路２０４の出力信号Ｓ２０４は、最大値検出回路２０５、最小値検出回路２０６及び位置検出回路２０７にそれぞれ供給される。
また、遅延回路２０２の出力信号Ｓ２０２は、減算回路２１０の一方の入力端子および加算回路２１２の一方の入力端子にそれぞれ供給される。最大値検出回路２０５の出力信号Ｓ２０５は、位置検出回路２０７、平均値回路２０９および非線型処理回路２１３にそれぞれ供給される。最小値検出回路２０６の出力信号Ｓ２０６は、位置検出回路２０７、平均値回路２０９および非線型処理回路２１３にそれぞれ供給される。
また、平均値回路２０９の出力信号Ｓ２０９は、減算回路２１０のもう一方の入力端子に供給される。減算回路２１０の減算結果Ｓ２０８と位置検出回路２０７の出力信号Ｓ２０７は、ゲイン調整回路２１１に供給され、ゲイン調整回路２１１の出力信号Ｓ２１１は、加算回路２１２のもう一方の入力端子に供給される。加算回路２１２の加算結果Ｓ２１２は、非線型処理回路２１３において、最大値検出回路２０５からの出力信号Ｓ２０５および最小値検出回路２０６からの出力信号Ｓ２０６にしたがって非線型処理され出力端子２よリ出力される。
【０００８】
図１８乃至図２０を参照し、かかる従来の他方の輪郭補正装置の動作について説明する。
図１８において、入力端子１よリ図１９（Ａ）に示すような輪郭を持つ映像信号が入力されているとする。この映像信号は、遅延回路２０１〜２０４によリ遅延され、それぞれ図１９（Ｂ）〜図１９（Ｅ）に示す信号を得る。
最大値検出回路２０５は、入力される信号Ｓ１、Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３及びＳ２０４の大きさを比較して最大の値を出力する。したがって、最大値検出回路２０５の出力信号Ｓ２０５として、図１９（Ｆ）に示す信号が得られることになる。
最小値検出回路２０６は、入力される信号Ｓ１、Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３及びＳ２０４の大きさを比較して最小の値を出力する。したがって最小値検出回路２０６の出力信号Ｓ２０６として、図１９（Ｇ）に示す信号が得られることになる。
図１９（Ｆ）と図１９（Ｇ）に示す信号は、平均値回路２０９で平均値がとられ、図１９（Ｈ）に示す信号を得る。
減算回路２１０においては、遅延回路２０２の出力信号Ｓ２０２から平均値回路２０９の出力信号Ｓ２０９が減算され図１９（Ｉ）に示す信号を得る。
【０００９】
位置検出回路２０７は、入力される信号から論理演算を行い、ある特定の波型を検出すると０を出力する。図１９に示すような信号では、特定の波型と検出されないので、図１９（Ｊ）に示すように１を出力する。
ゲイン調整器２１１は、位置検出回路２０７の出力信号Ｓ２０７が０のときはゲインを０にし、１のときはゲイン調整器２１１のもともとのゲインに従う。ゲイン調整器２１１のゲインを、たとえば１に設定すると、その出力信号Ｓ２１１は、図１９（Ｋ）に示す信号となり、加算器２１２において、図１９（Ｃ）に示す遅延回路２０２からの出力信号Ｓ２０２と加算すれば加算器２１２の加算結果として図１９（Ｌ）に示す信号を得る。
この信号は非線型処理回路２１３において、最大値検出回路２０５の出力信号Ｓ２０５および最小値検出回路２０６の出力信号Ｓ２０６にしたがって非線型処理される。
【００１０】
例えば、図１９（Ｆ）、図１９（Ｇ）、図１９（Ｌ）に示す各信号の大きさを比較し、図１９（Ｌ）に示す信号が図１９（Ｆ）に示す信号よリ大きい場合は、図１９（Ｆ）に示す信号を出力する。また、図１９（Ｌ）に示す信号が図１９（Ｇ）に示す信号より小さい場合は、図１９（Ｇ）に示す信号を出力する。それ以外の場合は図１９（Ｆ）に示す信号を出力する。
つまり検出された最大値あるいは最小値を用いて振幅が制限される。これに従えば、非線型処理回路２１３の出力信号Ｓ２として、図１９（Ｍ）に示すような輪郭の勾配が急峻になった映像信号を得る。
以上のように構成された従来の他方の輪郭補正装置によって、画質改善のために輪郭部分にプリシュートやオーバーシュートを付加することなく鮮鋭度を向上させる輪郭補正を行うことが可能であった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記で先に説明した従来の輪郭補正装置では、なだらかな輪郭部分では輪郭補正の効果が小さく、また比較的急峻な輪郭部分ではプリシュートやオーバーシュートが発生することがあり、そのため画像の輪郭部分に白線や黒線の縁取リができるなどの悪影響の伴う輪郭補正になることがあった。
また上記で次に説明した従来の他方の輪郭補正装置では、プリシュートやオーバーシュートを付加することなく輪郭補正を行うことができるため、画像の輪郭部分に白線や黒線の縁取リができるなどの悪影響を避けることができる。
しかしながら、プリシュートやオーバーシュートの付加を回避するために注目値周辺の最大値および最小値でレベル制限をおこなっているので、図１９から映像出力の部分のみを比較するために取り出して示した図２０に示すように、入力信号と出力信号の輪郭部分の信号波形の性状或いは構造が変化してしまうことがあるという問題点があった。
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、プリシュートやオーバーシュートを付加することなく原映像信号の輪郭の鮮鋭度を向上させる輪郭補正を行い、しかも原映像信号が持つ信号波形の性状或いは構造を失うことなくかかる補正を行うことを可能にする当該輪郭補正装置を提供することをその目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するため、本願の各請求項の発明は以下の技術手段を構成する。
請求項１の発明は、映像の輪郭を強調するために映像信号を補正する輪郭補正装置であり、所定サンプル間隔で標本化された映像信号間の振幅データの差値を角度変化値として検出するとともに該検出結果に基づき注目する補正すべき信号に関わるサンプルデータを選択する角度変化検出手段と、該角度変化検出手段で検出された角度値を中心に上限角度と下限角度を生成する制限角度生成手段と、前記角度変化検出手段で選択された注目する補正すべき信号に関わるサンプルデータ及び前記制限角度生成手段で生成された角度に基づき映像信号の振幅データ上限値と振幅データ下限値を生成する演算を行う制限値生成手段と、該制限値生成手段で生成されたデータ値により、輪郭が強調された映像信号の振幅データ値を制限する振幅制限手段を備えるものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載の輪郭補正装置において、入力映像を遅延させる遅延手段を備え、該遅延手段により所定サンプル間隔で標本化された映像信号の各振幅データを所定の遅延量だけ遅延した時間位置にシフトするようにしたものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の輪郭補正装置において、前記角度変化検出手段における前記角度変化値の検出をサンプリング間隔と前記振幅差値データへのｔａｎ-1演算により行うようにしたものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の輪郭補正装置において、前記角度変化検出手段における前記注目する補正すべき信号に関わるサンプルデータの選択を該サンプルデータより検出した前記角度変化値の絶対値に基づいて行うようにしたものである。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の輪郭補正装置において、前記角度変化検出手段は、前記注目する補正すべき信号に関わるサンプルデータからその直前のサンプルデータを減算する第１の減算手段と、前記注目する補正すべき信号に関わるサンプルデータからその直後のサンプルデータを減算する第２の減算手段と、前記第１の減算手段の出力信号にｔａｎ-1演算を行いサンプルデータ間の角度変化値を求める第１の演算手段と、前記第２の減算手段の出力信号にｔａｎ-1演算を行いサンプルデータ間の角度変化値を求める第２の演算手段と、前記第１の演算手段の出力信号と前記第２の演算手段の出力信号の絶対値を比較する比較手段と、前記比較手段の出力信号に基づいて前記第１の演算手段の出力信号と前記第２の演算手段の出力信号を選択する選択手段を備えるようにしたものである。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の輪郭補正装置において、前記制限角度生成手段は、前記角度変化検出手段の出力信号である角度変化値に所定の角度を加算する加算手段と、前記角度変化検出手段の出力信号である角度変化値から所定の角度を減算する減算手段と、前記角度変化検出手段の出力信号である角度変化値と前記加算手段の出力信号を比較し符号が等しい場合には前記加算手段の出力信号をまた異なる場合には零を上限値として出力する第１の角度制限手段と、前記角度変化検出手段の出力信号である角度変化値と前記減算手段の出力信号を比較し符号が等しい場合には前記減算手段の出力信号をまた異なる場合には零を下限値として出力する第２の角度制限手段を備えるようにしたものである。
【００１８】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の輪郭補正装置において、前記制限値生成手段は、振幅データ上限値と振幅データ下限値を生成する演算にｔａｎ演算を含む演算手段を備えるようにしたものである。
【００１９】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれかに記載の輪郭補正装置に、さらに、輪郭補正を行う前段に標本化周波数ｆ１の離散化映像信号を入力信号とし標本化周波数をｆ２にアップサンプルする第１の周波数変換手段を備え、輪郭補正を行った後段に標本化周波数ｆ２の離散化映像信号である輪郭補正手段の出力信号を入力信号とし標本化周波数をｆ１にダウンサンプルする第２の周波数変換手段を備えるようにしたものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による輪郭補正装置の１実施形態例について、添付図面を参照し、説明する。図１は、本発明による輪郭補正装置の１実施形態例の構成をブロック図にて示すものである。
図１において、１は入力端子、２は出力端子、３（１）〜３（ｎ＋１）は遅延回路、４は補正成分生成回路、５はゲイン調整回路、６は角度変化検出回路、７は制限角度生成回路、８は制限値生成回路、９は振幅制限回路、１１は加算回路である。
【００２１】
輪郭補正処理を行うために各構成要素は次のような入出力関係をなし、回路を構成する。
入力端子１から入力された映像信号Ｓ１は補正成分生成回路４と遅延回路３（１）に供給される。補正成分生成回路４の出力信号Ｓ４は、ゲイン調整回路５に供給される。ゲイン調整回路５の出力信号Ｓ５は、加算回路１１の一方の入力端子に供給される。
遅延回路３（１）〜遅延回路３（ｎ＋１）は、（ｎ＋１）個の遅延回路が直列に接続され、映像信号Ｓ１を最大（ｎ＋１）データサンプル遅延させている。遅延回路３（ｎ−１）の出力信号Ｓ３（ｎ−１）と遅延回路３（ｎ）の出力信号Ｓ３（ｎ）と遅延回路３（ｎ＋１）の出力信号Ｓ３（ｎ＋１）は、角度変化検出回路６に供給され、さらに遅延回路３（ｎ）の出力信号Ｓ３（ｎ）は加算回路１１のもう一方の入力端子に供給される。
角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６ＡとＳ６Ｂは、制限角度生成回路７と制限値生成回路８の一方の入力端子にそれぞれ供給される。制限角度生成回路７の出力信号Ｓ７は、制限値生成回路８のもう一方の入力端子に供給される。加算回路１１の出力信号Ｓ１１は振幅制限回路９において、制限値生成回路８の出力信号Ｓ８にしたがって非線型処理され出力信号Ｓ２として出力端子２よリ出力される。
【００２２】
本発明による輪郭補正装置の本実施形態回路の動作を図１ないし図１１および図１３ないし図１５を参照し、次に詳細に説明する。
図１において、入力端子１より図１３（Ａ）に示すような輪郭を持つ映像信号が入力されているとする。入力映像信号Ｓ１は、補正成分生成回路４により輪郭の補正成分が生成される。
補正成分生成回路４は、例えば図２に示されるような７タップの対称型ＦＩＲフィルタで構成し得る。図２において、４１（１）〜４１（６）は遅延回路、４２（０）〜４２（６）は乗算回路、４３は加算回路である。
回路の動作としては、まず、入力された映像信号Ｓ１は、遅延回路４１（１）〜４１（６）により遅延されるが、遅延後に入力信号Ｓ１および遅延回路４１（１）〜遅延回路４１（６）の各出力信号Ｓ４１（１）〜Ｓ４１（６）は、それぞれ乗算回路４２（０）〜４２（６）で図２に示す係数Ｋ１〜Ｋ４がかけられたあと、加算回路４３ですべて足し合わされる。
【００２３】
ここでは、Ｋ１＝１２／１６、Ｋ２＝−３／１６、Ｋ３＝−２／１６、Ｋ４＝−１／１６とし、図３に示すようなハイパスフィルタ特性とする。補正成分生成回路４による輪郭の補正成分は、図１３（Ｂ）に示すような信号になる。
ところで、ここでは補正成分生成回路４の構成を７タップの対称型ＦＩＲフィルタとしたが、従来例で説明したような３タップの対称型ＦＩＲフィルタでも構わない。また、図示しないが任意のタップ数の対称型ＦＩＲフィルタや非対称ＦＩＲフィルタ、またはＩＩＲフィルタでも構わない。
またその特性も図３のようなハイパスフィルタ特性でも、特定の周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ特性でも構わない。
【００２４】
補正成分生成回路４の出力信号Ｓ４は、ゲイン制御回路５で適当にゲインをコントロールされる。ここではゲインを２とし、その結果図１３（Ｃ）に示すような信号になる。また入力端子１より入力された映像信号Ｓ１は、遅延回路３（１）〜３（ｎ＋１）により遅延される。
このとき遅延回路３（ｎ）の出力信号Ｓ３（ｎ）は、補正成分生成回路４およびゲイン制御回路５の信号処理にかかる遅延量ｎに対応したｎデータサンプル分遅延しているが、遅延回路３（１）〜３（ｎ＋１）は、時不変な特性であり波形的な特徴は変わらないので、図１３においては、原と遅延後とを同じ波形（Ａ）として表現している。遅延回路３（ｎ）の出力信号Ｓ３（ｎ）とゲイン制御回路５の出力信号Ｓ５は加算回路１１で足し合わされ、図１３（Ｄ）に示すような信号になる。
【００２５】
遅延回路３（ｎ−１）の出力信号Ｓ３（ｎ−１）と遅延回路３（ｎ）の出力信号Ｓ３（ｎ）と遅延回路３（ｎ＋１）の出力信号Ｓ３（ｎ＋１）は、注目するデータサンプルの直前および直後のデータサンプルとの角度を角度変化検出回路６により求められ、その絶対値の小さい方の角度とデータサンプル値が選択される。
角度変化検出回路６の構成を図４に示す。図４において、６１，６２は減算回路、６３，６４はｔａｎ−１演算回路、６５は比較回路、６６，６７は選択回路である。
【００２６】
この回路の動作は、減算回路６１により、遅延回路３（ｎ）の出力信号Ｓ３（ｎ）から遅延回路３（ｎ＋１）の出力信号Ｓ３（ｎ＋１）が減算され、減算回路６２により、遅延回路３（ｎ）の出力信号Ｓ３（ｎ）から遅延回路３（ｎ−１）の出力信号Ｓ３（ｎ−１）が減算される。減算回路６１の出力信号Ｓ６１は、ｔａｎ−１演算回路６３で以下の演算f（６３）が行われる。
f（６３）＝ｔａｎ-1（“Ｓ６１”／ｔ）
ここで、“Ｓ６１”は減算回路６１の出力信号Ｓ６１、ｔは任意に設定した定数である。
上記演算の意味を図５を参照し説明すると、遅延回路３（ｎ）の出力信号Ｓ３（ｎ）の値をＶＤ３（ｎ）、遅延回路３（ｎ＋１）の出力信号Ｓ３（ｎ＋１）の値をＶＤ３（ｎ＋１）とすると、演算f（６３）により、図５に示すデータサンプル間の角度θBRを求めていることになる。
【００２７】
同様に、減算回路６２の出力信号Ｓ６２は、ｔａｎ-1演算回路６４で以下の演算f（６４）が行われる。
f（６４）＝ｔａｎ-1（“Ｓ６２”／ｔ）
ここで、“Ｓ６２”は減算回路６２の出力信号Ｓ６２、ｔは任意に設定した定数である。
遅延回路３（ｎ−１）の出力信号Ｓ３（ｎ−１）の値をＶＤ３（ｎ−１）とすると、演算f（６４）により、図５に示すようなデータサンプル間の角度θFRが求まる。
【００２８】
比較回路６５により、θBRとθFRの絶対値を比較し、その結果、絶対値の小さい方の角度が選択回路６６で選択され、遅延回路３（ｎ＋１）の出力信号Ｓ３（ｎ＋１）と遅延回路３（ｎ−１）の出力信号Ｓ３（ｎ−１）のうち、絶対値の小さい方の値が選択回路６７で選択される。
選択回路６６で選択された角度は、図１３（Ｅ）に示すような角度をもつ信号になる。こうして得られた角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ａは、制限角度生成回路７により制限角度の上限値と下限値が生成される。
【００２９】
制限角度生成回路７の構成を図６に示す。図６において、７１は加算回路、７２は減算回路、７３，７４は角度制限回路である。
回路動作は、加算回路７１により、角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６ＡにθMRGが加算され、図７に示すような制限角度の上限値が生成される。減算回路７２により、角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６ＡからθMRGが減算され、図７に示すような制限角度の下限値が生成される。
図６に示すように角度制限回路７３は、加算回路７１の出力信号Ｓ７１と角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ａを比較し、角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ａが零以外のとき、加算回路７１の出力信号Ｓ７１と角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ａの符号が異なる場合は零を出力し、符号が等しい場合は加算回路７１の出力信号Ｓ７１をそのまま出力する。
【００３０】
また、角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ａが零のとき、角度制限回路７３は零を出力する。図６に示すように角度制限回路７４は、減算回路７２の出力信号Ｓ７２と角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ａを比較し、角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ａが零以外のとき、減算回路７２の出力信号Ｓ７２と角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ａの符号が異なる場合は零を出力し、符号が等しい場合は減算回路７２の出力信号Ｓ７２をそのまま出力する。また、角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ａが零のとき、角度制限回路７４は零を出力する。
制限角度の上限値と下限値は、図１３（Ｆ）に示すような角度をもつ信号になる。
制限角度生成回路７の出力信号Ｓ７と角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ｂは、制限値生成回路８により制限値の上限値と下限値が生成される。
【００３１】
制限値生成回路８の構成を図８に示す。図８において、８１，８２はｔａｎ演算回路、８３，８４は乗算回路、８５，８６は加算回路である。
回路の動作は、制限角度の上限値である制限角度生成回路７の出力信号Ｓ７Ａは、ｔａｎ演算回路８１および乗算回路８３による演算処理をうける、すなわち、ここでは以下の演算が行われる。
f（８１・８３）＝ｔ×ｔａｎ（“Ｓ７Ａ”）
ここで、“Ｓ７Ａ”は制限角度生成回路７の出力信号Ｓ７Ａ、ｔは先ほど任意に設定した定数である。
【００３２】
また制限角度の下限値である制限角度生成回路７の出力信号Ｓ７Ｂは、ｔａｎ演算回路８２および乗算回路８４による演算処理をうける、すなわち、ここでは以下の演算が行われる。
f（８２・８４）＝ｔ×ｔａｎ（“Ｓ７Ｂ”）
ここで、“Ｓ７Ｂ”は制限角度生成回路７の出力信号Ｓ７Ｂ、ｔは先ほど任意に設定した定数である。
乗算回路８３の出力信号Ｓ８３および乗算回路８４の出力信号Ｓ８４は、それぞれ加算回路８５と加算回路８６で角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ｂと加算され、図９に示すような上限値と下限値に囲まれた図１３（Ｇ）に示すような領域の制限値をもつ信号になる。
【００３３】
振幅制限回路９の構成を図１０に示す。図１０において、９１，９２は比較回路、９３は選択回路である。
回路の動作は、入力される加算回路１１の出力信号Ｓ１１がここで、制限値生成回路８の出力信号Ｓ８ＡおよびＳ８Ｂにしたがって非線型処理される。例えば、図１３（Ｈ）に振幅制限回路９の入力信号として示される、加算回路１１の出力信号Ｓ１１と制限値生成回路８の出力信号Ｓ８ＡおよびＳ８Ｂ（図１３（Ｇ））とがその大きさを比較回路９１，９２で比較される。
【００３４】
加算回路１１の出力信号Ｓ１１が振幅制御の上限値である制限値生成回路８の出力信号Ｓ８Ａよリ大きい場合は、制限値生成回路８の出力信号Ｓ８Ａを出力する。
また、加算回路１１の出力信号Ｓ１１が振幅制御の下限値である制限値生成回路８の出力信号Ｓ８Ｂよリ小さい場合は、制限値生成回路８の出力信号Ｓ８Ｂを出力する。
それ以外の場合は、加算回路１１の出力信号Ｓ１１を出力する。
つまリ、制限値生成回路８で生成された上限値あるいは下限値を用いて振幅が制限される。これに従えば、振幅制限回路９の出力信号Ｓ２として、図１３（Ｉ）に示すような輪郭の勾配が急峻になった映像信号を得る。
【００３５】
以上のように、本発明の上記した実施形態例によれば、角度変化検出手段、制限角度生成手段、制限値生成手段で生成した上限値および下限値で、輪郭補正成分を付加した映像信号の振幅制御を行うため、なだらかな輪郭部分でも十分輪郭補正の効果が得られ、また比較的急峻な輪郭部分においてもプリシュートやオーバーシュートを付加することなく輪郭補正が実現できる。
また、従来の輪郭補正装置では原映像信号が持つ信号波形性状或いは幾何学的構造を失うことのある信号に対しても、本発明による補正装置によれば、原映像信号が持つ信号波形の性状或いは構造を失うことなくかかる補正を行うことが可能となるが、その点について以下に説明する。
【００３６】
図１４を参照すると、図１４（Ａ）に、従来の輪郭補正装置では原映像信号の信号波形の性状或いは幾何学的構造を失うことのある信号が示されているが、こうした信号が入力された場合でも、前述した本発明による補正装置は次に示すように期待される補正動作を行う。
図１４（Ａ）に示す入力を処理した補正成分生成回路４の出力信号Ｓ４は図１４（Ｂ）に示すような信号になり、ゲイン制御回路５の出力信号Ｓ５は図１４（Ｃ）に示すような信号になり、加算回路１１の出力信号Ｓ１１は図１４（Ｄ）に示すような信号になり、角度変化検出回路６の出力信号Ｓ６Ａは図１４（Ｅ）に示すような信号になり、制限角度生成回路７の出力信号Ｓ７ＡおよびＳ７Ｂは図１４（Ｆ）に示すような信号になり、制限値生成回路８の出力信号Ｓ８ＡおよびＳ８Ｂは図１４（Ｇ）に示すような信号になり、図１４（Ｈ）に示すような信号が振幅制限回路９により図１４（Ｉ）に示すような出力信号になる。
その結果、図１５（Ａ）に示す遅延回路３（ｎ）の出力信号Ｓ３（ｎ）と図１５（Ｂ）の輪郭補正装置の出力信号Ｓ２からわかるように、補正前後の波形の性状に変わりがなく、幾何学的構造を失うことない輪郭補正を行うことができる。なお、従来例を示す図２０と対比すると結果の違いが分かる。
【００３７】
次に、本発明による輪郭補正装置の他の実施形態例について、添付図面を参照し、説明する。図１２は、本発明による輪郭補正装置のこの実施形態例の構成をブロック図にて示すものである。
図１２において、１０は本発明の上記した実施形態で記述した輪郭補正装置、２０は第１の周波数変換回路、３０は第２の周波数変換回路である。
本装置の処理動作の手順は、入力端子１から入力される映像信号Ｓ１は、先ず輪郭補正回路に入力される前に、第１の周波数変換回路２０に供給される。第１の周波数変換回路２０の出力信号Ｓ２０は、輪郭補正装置１０に供給される。輪郭補正装置１０の出力信号Ｓ１０は、第２の周波数変換回路３０に供給される。第２の周波数変換回路３０の出力信号は、出力端子２から出力される。
【００３８】
映像信号Ｓ１は、例えば標本化周波数ｆ１でサンプリングされた信号であるとする。この入力映像信号Ｓ１を第１の周波数変換回路２０では、標本化周波数ｆ１からｆ１の整数倍の標本化周波数ｆ２にアップサンプルする。
標本化周波数ｆ２で輪郭補正を行った輪郭補正装置１０の出力信号Ｓ１０は、第２の周波数変換回路３０により、もともとの標本化周波数ｆ１にダウンサンプルする。
以上のように、本発明のこの実施形態によれば、輪郭補正装置の前段で標本化周波数をｆ１からｆ２にアップサンプルした後、本発明の先に述べた実施形態で記述した輪郭補正を行い、その後段で標本化周波数をｆ２からｆ１にダウンサンプルするので、さらに後段に接続されている回路の負担を増加させることはなく、また輪郭補正装置の非線型処理で発生する高調波成分の折り返し雑音による画質の劣化を緩和することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明は、入力映像信号を所定の遅延量だけ遅延する遅延手段と、前記遅延手段の出力信号の注目するデータサンプルからその直前のデータサンプルを減算する第１の減算手段と、前記遅延手段の出力信号の注目するデータサンプルからその直後のデータサンプルを減算する第２の減算手段と、前記第１の減算手段の出力信号にｔａｎ-1演算を行いデータサンプル間の角度を求める第１の演算手段と、前記第２の減算手段の出力信号にｔａｎ-1演算を行いデータサンプル間の角度を求める第２の演算手段と、前記第１の演算手段の出力信号と前記第２の演算手段の出力信号の絶対値を比較する比較手段と、前記比較手段の出力信号に基づいて前記第１の演算手段の出力信号と前記第２の演算手段の出力信号を選択する選択手段と、前記比較手段の出力信号に基づいて前記遅延手段の出力信号を選択する選択手段からなる角度変化検出手段と、前記角度変化検出手段の出力信号に所定の角度を加算する加算手段と、前記角度変化検出手段の出力信号から所定の角度を減算する減算手段と、前記角度変化検出手段の出力信号と前記加算手段の出力信号を比較し符号が等しい場合には前記加算手段の出力信号をまた異なる場合には零を上限値として出力する第１の角度制限手段と、前記角度変化検出手段の出力信号と前記減算手段の出力信号を比較し符号が等しい場合には前記減算手段の出力信号をまた異なる場合には零を下限値として出力する第２の角度制限手段からなる制限角度生成手段と、前記角度変化検出手段の出力信号と前記制限角度生成手段の出力信号からｔａｎ演算を含む演算を行いデータ振幅上限値とデータ振幅下限値を生成する制限値生成手段と、前記制限値生成手段の出力信号をもとに輪郭が強調された映像信号の値を制限する振幅制限手段を設けることにより、なだらかな輪郭部分でも十分の効果を発揮され、プリシュートやオーバーシュートを付加されることなく、原映像信号の幾何学的構造を失われることなく高品質な輪郭補正画像を得ることができる。さらに、標本化周波数ｆ１の離散化映像信号を入力信号とし標本化周波数をｆ２にアップサンプルする第１の周波数変換手段と、第１の周波数変換手段の出力信号を入力信号とする輪郭補正手段と、標本化周波数ｆ２の離散化映像信号である輪郭補正手段の出力信号を入力信号とし標本化周波数をｆ１にダウンサンプルする第２の周波数変換手段を設けることにより、より高精度に輪郭補正量を可変でき、輪郭補正装置の振幅制限手段における非線型処理で発生する高調波成分の折り返し雑音による画質の劣化を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による輪郭補正装置の１実施形態例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す輪郭補正装置の要素である補正成分生成回路の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示す補正成分生成回路の特性を示す線図である。
【図４】図１に示す輪郭補正装置の要素である角度変化検出回路の一構成例を示すブロック図である。
【図５】図４に示す角度変化検出回路の動作を説明するための処理に関わる映像信号を示す図である。
【図６】図１に示す輪郭補正装置の要素である制限角度生成回路の一構成例を示すブロック図である。
【図７】図６に示す制限角度生成回路の動作を説明するための処理に関わる映像信号を示す図である。
【図８】図１に示す輪郭補正装置の要素である制限値生成手段の一構成例を示すブロック図である。
【図９】図８に示す制限値生成回路の動作を説明するための処理に関わる映像信号を示す図である。
【図１０】図１に示す輪郭補正装置の要素である振幅制限値回路の一構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０に示す振幅制限回路の動作を説明するための処理に関わる映像信号を示す図である。
【図１２】本発明による輪郭補正装置の他の実施形態例の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１に示す輪郭補正装置の動作により各回路部で生成される出力映像信号の一例を示す図である。
【図１４】図１に示す輪郭補正装置の動作により各回路部で生成される出力映像信号の一例を示す図である。
【図１５】図１４の映像信号の一部についてその性状を説明するための図である。
【図１６】従来の輪郭補正装置の一例の構成を示すブロック図である。
【図１７】図１６の従来の輪郭補正装置の動作により各回路部で生成される出力映像信号を示す図である。
【図１８】従来の輪郭補正装置の他の例の構成を示すブロック図である。
【図１９】図１８の従来の輪郭補正装置の動作により各回路部で生成される出力映像信号を示す図である。
【図２０】図１９の映像信号の一部についてその性状を説明するための図である。
【符号の説明】
１…入力端子、
２…出力端子、
３（１）〜３（ｎ＋１）…遅延回路、
４…補正成分生成回路、
４１（１）〜４１（６）…遅延回路、
４２（０）〜４２（６）…乗算回路、
４３…加算回路、
５…ゲイン制御回路、
６…角度変化検出回路、
６１，６２…減算回路、
６３，６４…ｔａｎ-1演算回路、
６５…比較回路、
６６，６７…選択回路、
７…制限角度生成回路、
７１…加算回路、
７２…減算回路、
７３，７４…角度制限回路、
８…制限値生成回路、
８１，８２…ｔａｎ演算回路、
８３，８４…乗算回路、
８５，８６…加算回路、
９…振幅制限回路、
９１，９２…比較回路、
９３…選択回路、
１０…輪郭補正装置、
１１…加算回路、
２０…第１の周波数変換回路、
３０…第２の周波数変換回路、
１０１…補正成分生成回路、
１０２，１０３…遅延回路、
１０４〜１０６…乗算回路、
１０７…加算回路、
１０８…ゲイン制御回路、
１０９…遅延回路、
１１０…加算回路、
２０１〜２０４…遅延回路、
２０５…最大値検出回路、
２０６…最小値検出回路、
２０７…位置検出回路、
２０８…演算回路、
２０９…平均値回路、
２１０…減算回路、
２１１…ゲイン調整回路、
２１２…加算回路、
２１３…非線型処理回路。
【図１】
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【図２】
0003657133.tif 000003
【図３】
0003657133.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003657133.tif 000014
【図１４】
0003657133.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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