(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像の輝度信号が順々に１画素づつ入力される輪郭補正装置において、
入力される輝度信号の変化点を抽出する（抽出結果を値Ａとする）第１のＢＰＦと、
前記値Ａの変化点を抽出する（抽出結果を値ａとする）第２のＢＰＦと、
前記値ＡについてＧ１×値Ａ（Ｇ１は任意の正の数）を演算する（演算結果を値αとする）第１の演算手段と、
前記値ａについて、Ｇ２×値ａ（Ｇ２は任意の正の数）を演算する（演算結果を値βとする）第２の演算手段と、
前記値αと前記値βの絶対値を比較し、｜値α｜＜｜値β｜ならば値αを出力し、｜値α｜≧｜値β｜ならば値βを出力する選択手段と、
前記選択手段から出力された値を輪郭補正信号として前記入力される輝度信号に前記第１のＢＰＦと前記第２のＢＰＦで生じた遅延を補償する加算手段と
を備えることを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項２】
映像の輝度信号が順々に１画素づつ入力される輪郭補正装置において、
入力される輝度信号の変化点を抽出する（抽出結果を値Ａとする）第１のＢＰＦと、
前記値Ａの変化点を抽出する（抽出結果を値ａとする）第２のＢＰＦと、
前記値ａの変化点を抽出する（抽出結果を値ｘとする）第３のＢＰＦと、
前記Ａについて、Ｇ１×値Ａ（Ｇ１は任意の正の数）を演算する（演算結果を値αとする）第１の演算手段と、
前記値ｘについて、Ｇ２×値ｘ（Ｇ２は任意の正の数）を演算する（演算結果を値βとする）第２の演算手段と、
前記値αと前記値βの絶対値を比較し、｜値α｜＜｜値β｜ならば値αを出力し、｜値α｜≧｜値β｜ならば値βを出力する選択手段と、
前記選択手段から出力された値を輪郭補正信号として前記入力される輝度信号に前記第１のＢＰＦと前記第２のＢＰＦと前記第３のＢＰＦで生じた遅延を補償して加算する加算手段と
を備えることを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項３】
第１のＢＰＦは、入力される任意の画素（これを画素Ａとする）と、前記画素Ａに対して１画素前に入力された画素（これを画素Ｂとする）と、前記画素Ａに対して１画素後に入力された画素（これを画素Ｃとする）について、画素Ａ−（画素Ｂ＋画素Ｃ）／２を演算し（演算結果を値Ａとする）、
第２のＢＰＦは、前記第１のＢＰＦから出力される値Ａと、値Ａに対して１画素前に前記第１のＢＰＦから出力された値（これを値Ｂとする）と、値Ａに対して１画素後に前記第１のＢＰＦから出力された値（これを値Ｃとする）について、値Ａ−（値Ｂ＋値Ｃ）／２を演算する（演算結果を値ａとする）ことを特徴とする請求項１記載の輪郭補正装置。
【請求項４】
第１のＢＰＦは、入力される任意の画素（これを画素Ａとする）と、前記画素Ａに対して１画素前に入力された画素（これを画素Ｂとする）と、前記画素Ａに対して１画素後に入力された画素（これを画素Ｃとする）について、画素Ａ−（画素Ｂ＋画素Ｃ）／２を演算し（演算結果を値Ａとする）、
第２のＢＰＦは、前記第１のＢＰＦから出力される値Ａと、値Ａに対して１画素前に前記第１のＢＰＦから出力された値（これを値Ｂとする）と、値Ａに対して１画素後に前記第１のＢＰＦから出力された値（これを値Ｃとする）について、値Ａ−（値Ｂ＋値Ｃ）／２を演算し（演算結果を値ａとする）、
第３のＢＰＦは、前記値ａに対して１画素前に前記第２のＢＰＦから出力された値（これを値ｂとする）と、値ａに対して１画素後に前記第２のＢＰＦから出力された値（これを値ｃとする）について、値ｂ−（値ａ＋値ｃ）／２を演算する（演算結果を値ｘとする）ことを特徴とする請求項２記載の輪郭補正装置。
【請求項５】
入力される輝度信号をパラメータとして、第１の演算手段および第２の演算手段におけるＧ１、Ｇ２の値を変化させる制御手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の輪郭補正装置。
【請求項６】
映像の輝度信号を順々に１画素づつ入力して輪郭補正する輪郭補正方法であって、
入力される輝度信号の変化点を抽出し（抽出結果を値Ａとする）、
前記値Ａの変化点を抽出し（抽出結果を値ａとする）、
前記値ＡについてＧ１×値Ａ（Ｇ１は任意の正の数）を演算し（演算結果を値αとする）、
前記値ａについてＧ２×値ａ（Ｇ２は任意の正の数）を演算し（演算結果を値βとする）、
前記値αと前記値βの絶対値を比較し、｜値α｜＜｜値β｜ならば値αを出力し、｜値α｜≧｜値β｜ならば値βを出力し（出力結果を値Ｃとする）、
前記値Ｃを輪郭補正信号として、前記入力される輝度信号に、前記輝度信号の変化点を抽出する工程で生じた遅延時間を補償して加算することを特徴とする輪郭補正方法。
【請求項７】
映像の輝度信号を順々に１画素づつ入力して輪郭補正する輪郭補正プログラムを記録した記録媒体であって、
入力される輝度信号の変化点を抽出し（抽出結果を値Ａとする）、
前記値Ａの変化点を抽出し（抽出結果を値ａとする）、
前記値ＡについてＧ１×値Ａ（Ｇ１は任意の正の数）を演算し（演算結果を値αとする）、
前記値ａについてＧ２×値ａ（Ｇ２は任意の正の数）を演算し（演算結果を値βとする）、
前記値αと前記値βの絶対値を比較し、｜値α｜＜｜値β｜ならば値αを出力し、｜値α｜≧｜値β｜ならば値βを出力し（出力結果を値Ｃとする）、
前記値Ｃを輪郭補正信号として、前記入力される輝度信号に、前記輝度信号の変化点を抽出する工程で生じた遅延時間を補償して加算することを特徴とする輪郭補正プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子映像の輪郭を強調する輪郭補正装置及び輪郭補正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子スチルカメラやムービーのようなカメラは高い解像度の画像を提供することが要求されており、解像度が高くなるように映像の輪郭を強調している。
【０００３】
従来の輪郭補正装置としては、例えば特開平８−１８１９０９号公報に示されている。
【０００４】
以下に、この従来の輪郭補正装置について説明する。
【０００５】
図８は、この従来の輪郭補正装置のブロック図を示すものである。図８において、８０は映像の輝度信号を抽出する色変調分トラップ回路であり、８１、８２、８９、８１０はアパーチャ選択回路であり、８３、８４、８５はそれぞれ輪郭強調の周波数帯の異なる第１、第２、第３の水平アパーチャ回路であり、８６、８７、８８はそれぞれ輪郭強調の周波数帯の異なる第１、第２、第３の垂直アパーチャ回路であり、８１１は水平アパーチャ信号と垂直アパーチャ信号と輝度信号を加算する加算器である。
【０００６】
以上のように構成された輪郭補正装置について、以下その動作について説明する。
【０００７】
従来の輪郭補正装置は、光学絞りの開口値に応じて輪郭強調の強度を変え、光学絞りが小絞り時には、第１、第２、第３の水平アパ−チヤ回路８３、８４、８５、および第１、第２、第３の垂直アパ−チヤ回路８６、８７、８８を帯域切替え信号によりアパーチャ選択回路を操作して輪郭強調の周波数帯域を高い周波数とするように選択するように動作する。
この構成により、絞り値によって解像度が低下せず被写体を高解像度で撮像し得る撮像装置を提供する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来の構成では、光学絞りの変化時に、第１、第２、第３の水平アパ−チヤ回路８３、８４、８５、および第１、第２、第３の垂直アパ−チヤ回路８６、８７、８８の切替えが生じ、アパーチャの帯域の変化が不連続になり見た目に違和感がある。また、光学絞りが小絞り時以外のときは輪郭強調の周波数帯域は低い周波数とするため高い解像度の画像が得られないという問題点を有していた。
【０００９】
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、光学絞りの絞り状態に関わらず高い解像度を実現する輪郭補正装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明の輪郭補正装置は入力される任意の画素（これを画素Ａとする）と、画素Ａに対して１画素前の画素（これを画素Ｂとする）と、画素Ａに対して２画素前の画素（これを画素Ｃとする）について、画素Ｂ−（画素Ａ＋画素Ｃ）／２を演算する（演算結果を値Ａとする）第１のＢＰＦと、前記第１のＢＰＦから出力される値Ａと、値Ａに対して１画素前に前記第１の演算手段から出力された値（これを値Ｂとする）と、値Ａに対して２画素前に前記第１の演算手段から出力された値（これを値Ｃとする）について、値Ｂ−（値Ａ＋値Ｃ）／２を演算する（演算結果を値ａとする）第２のＢＰＦと、前記値Ｂについて、Ｇ１×値Ｂ（Ｇ１は任意の正の数）を演算する（演算結果を値αとする）第１の演算手段と、前記値ａについて、Ｇ２×値ａ（Ｇ２は任意の正の数）を演算する（演算結果を値βとする）第２の演算手段と、前記値αと前記値βの絶対値を比較し、｜値α｜＜｜値β｜ならば値αを出力し、｜値α｜≧｜値β｜ならば値βを出力する選択手段を有している。
【００１１】
本発明は上記した構成により、入力される映像の輝度信号から映像信号の持つ帯域の高域成分を抽出し映像信号に加えることで、映像信号の帯域の高域部分のコントラストを上げ、高い解像度の映像を実現し、前記Ｇ１、前記Ｇ２を連続的に変化させることで連続的に輪郭強調の周波数帯域と強調の強弱を変えることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る輪郭補正装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における輪郭補正装置のブロック図を示すものである。図１においてｓ１０は順次１画素づつ入力される映像信号であり、１０は映像信号ｓ１０の変化点を検出しｓ１１として出力するするＢＰＦ（Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）であり、１１は映像信号ｓ１０の変化点ｓ１１の変化点を検出しｓ１２として出力するするＢＰＦであり、１２は信号ｓ１１を１画素分遅延させる遅延素子であり、１３は映像信号ｓ１０を２画素分遅延させる遅延素子であり、１４は遅延素子１２で１画素遅延した信号ｓ１３をＧ１倍するゲイン調整手段であり、１５は信号ｓ１２をＧ２倍するゲイン調整手段であり、１６はゲイン調整手段１４、１５から出力される信号ｓ１４、ｓ１５のうち振幅の絶対値の小さい方の信号を選択しｓ１６として出力する小振幅信号セレクタであり、１７は遅延素子１３により２画素遅延した映像信号ｓ１７と前記ｓ１６を加算する加算器である。
【００１４】
以上のように構成された本実施例の輪郭補正装置について、以下その動作について説明する。
ＢＰＦ１０は映像信号ｓ１０の任意の画素Ａとその１画素前の画素Ｂと更に１画素前の画素Ｃについて（数１）の演算をおこない、映像信号ｓ１０の輪郭信号として出力する。
【００１５】
【数１】
0003601391.tif 000002
【００１６】
ＢＰＦ１１はｓ１１と、その１画素前に演算されたｓ１１（ａとする）と、更に１画素前に演算されたｓ１１（ｂとする）について（数２）の演算をおこない、映像信号ｓ１０の輪郭信号として出力する。
【００１７】
【数２】
0003601391.tif 000003
【００１８】
ゲイン調整手段１４、１５はｓ１１を１画素遅延させた信号ｓ１３とｓ１２についてそれぞれＧ１、Ｇ２倍（Ｇ１、Ｇ２は任意の正の数）してそれぞれｓ１４、ｓ１５として出力し、小振幅信号セレクタ１６は前記ｓ１４、ｓ１５の絶対値を比較し、
｜ｓ１４｜＜｜ｓ１５｜ならばｓ１４を、
｜ｓ１４｜≧｜ｓ１５｜ならばｓ１５をそれぞれｓ１６として出力する。
ｓ１６は加算機１７により２画素遅延した映像信号ｓ１７と加算され輪郭を強調した映像信号ｓ１８として出力される。
【００１９】
図２は図１におけるＢＰＦ１０とＢＰＦ１１の構成を表すブロック図である。ＢＰＦ１０とＢＰＦ１１は同じ構成となっており、図２中２０、２１は信号を１画素分遅延させる遅延素子であり、２２は加算器であり、２３は信号の値を１／２する演算素子であり、２４は減算器である。
【００２０】
以上のように構成された本実施の形態のＢＰＦ１０、ＢＰＦ１１について、ＢＰＦ１０を例に以下その動作について説明する。
入力信号ｓ１０は遅延素子２０、２１により２画素分遅延した信号ｓ２１と加算器２２により加算されｓ２２として出力されるｓ２２は演算素子２３によって１／２されｓ２３として出力される。減算器２４は遅延素子２０によって１画素分遅延した入力信号ｓ２０から前記ｓ２３を減算しＢＰＦ１０の出力信号ｓ１１としている。
（数１）と比較すると、（数１）におけるＡ、Ｂ、Ｃはそれぞれｓ１０、ｓ２０、、ｓ２１に相当する。
【００２１】
図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）、図３（ｄ）はそれぞれ上記ｓ１０、ｓ１１、ｓ１２、ｓ１６を表す信号波形であり、横軸がそれぞれ時間を表し、縦軸が信号の振幅を表している。
この図を用いて本実施の形態をもう少し詳しく説明する。
【００２２】
入力される映像信号ｓ１０が図３（ａ）のような波形の信号である場合、ＢＰＦ１０の出力信号ｓ１１は（数１）の演算により図３（ｂ）のようにｓ１０のエッジ部分（不連続点）を抽出した波形となる。すると、ＢＰＦ１２の出力信号ｓ１２は（式２）の演算により図３（ｃ）のようにｓ１１のエッジ部分を抽出した波形となる。
ここで、図３（ｃ）の○部分は映像信号ｓ１０の輪郭補正信号成分となりうるが、それ以外の部分はｓ１０の輪郭補正信号のリンギング成分となり映像信号ｓ１０にとってはノイズになってしまう。小振幅信号セレクタ１６はｓ１３、ｓ１２をそれぞれ  Ｇ１、Ｇ２倍した信号の絶対値の小さい方の信号を選択して出力することでＧ２倍したｓ１２のリンギング成分を削除して輪郭補正信号成分のみを出力することができる（図３（ｄ））。
【００２３】
図４（ａ）は前記ｓ１１とｓ１２の信号の帯域を示し、図４（ｂ）は映像信号ｓ１０とｓ１０＋ｓ１１、ｓ１０＋ｓ１６の信号の帯域を示しており、横軸がそれぞれ周波数を表し、縦軸が信号の振幅を表している。
図４（ａ）に示すように、ｓ１１に比べｓ１２は信号の振幅のピーク周波数は一緒だが、振幅は小さくなっている。よって、ｓ１２を映像信号ｓ１０に加えた信号はｓ１１を映像信号ｓ１０に加えた信号に比べ、中低域が抑えられ、相対的に高域の振幅が大きくなる。このとき、ｓ１２は前述したようにリンギング成分を有していることから小振幅信号セレクタ１６によってリンギング成分を除去した信号ｓ１６を映像信号に加えることで、ノイズを抑えて映像信号の帯域の高域の振幅を上げ、解像度の高い映像信号を得ることができる。
【００２４】
（実施の形態２）
図５は本発明の第２の実施の形態を示す輪郭補正装置のブロック図である。
同図において、１０、１１、１４、１５、１６、１７は図１の構成と同様なものであるのでここでの説明は省略する。図１と異なるのは５０のＢＰＦと、５１の遅延素子と、５２の遅延素子を設けた点であり、以下その動作について説明する。
ＢＰＦ５０はｓ１２と、その１画素前に演算されたｓ１２（ｄとする）と、更に１画素前に演算されたｓ１２（ｅとする）について（数３）の演算をおこない、映像信号ｓ１０の輪郭信号として出力する。
【００２５】
【数３】
0003601391.tif 000004
【００２６】
遅延素子５１は信号ｓ１１を２画素分遅延させる遅延素子であり、５２は映像信号ｓ１０を３画素分遅延させる遅延素子である。
本実施の形態の構成により、ゲイン調整手段１４、１５はｓ１１を２画素遅延させた信号ｓ５１とＢＰＦ５０から出力されるｓ５０についてそれぞれＧ１、Ｇ２倍（Ｇ１、Ｇ２は任意の正の数）してそれぞれｓ１４、ｓ１５として出力し、小振幅信号セレクタ１６は前記ｓ１４、ｓ１５の絶対値を比較し、
｜ｓ１４｜＜｜ｓ１５｜ならばｓ１４を、
｜ｓ１４｜≧｜ｓ１５｜ならばｓ１５をそれぞれｓ１６として出力する。
ｓ１６は加算機１７により３画素遅延した映像信号ｓ５２と加算され輪郭を強調した映像信号ｓ１８として出力される。
また、ＢＰＦ５０はＢＰＦ１０、ＢＰＦ１１と同様に図２に示された構成である。
図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）、図７（ｄ）はそれぞれｓ１０、ｓ１１、ｓ１２、ｓ５０を表す信号波形であり、横軸がそれぞれ時間を表し、縦軸が信号の振幅を表している。
この図を用いて本実施の形態をもう少し詳しく説明する。
【００２７】
図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）はそれぞれ図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）と同様なのでここでの説明は省略する。
図６（ｄ）は前記ＢＰＦ１１の信号ｓ１２を入力信号として（数３）の演算によりｓ１２のエッジ部分を抽出した波形である。
ここで、図６（ｄ）の○部分は映像信号ｓ１０の輪郭補正信号成分となりるが、それ以外の部分はｓ１０の輪郭補正信号のリンギング成分となり映像信号ｓ１０にとってはノイズになってしまう。小振幅信号セレクタ１６はｓ５１、ｓ５０をそれぞれ  Ｇ１、Ｇ２倍した信号の絶対値の小さい方の信号を選択して出力することでＧ２倍したｓ５０のリンギング成分を削除して輪郭補正信号成分のみを出力することができる（図６（ｅ））。
【００２８】
図７（ａ）は前記ｓ１１とｓ１２とｓ５０の信号の帯域を示し、図７（ｂ）は映像信号ｓ１０とｓ１０＋ｓ１１、ｓ１０＋ｓ１２、ｓ１０＋ｓ１６の信号の帯域を示しており、横軸がそれぞれ周波数を表し、縦軸が信号の振幅を表している。
【００２９】
図７（ａ）に示すように、ｓ１１、ｓ１２に比べｓ５０は信号の振幅のピーク周波数は一緒だが、振幅は小さくなっている。よって、ｓ５０を映像信号ｓ１０に加えた信号はｓ１１やｓ１２を映像信号ｓ１０に加えた信号に比べ、中低域が抑えられ、相対的に高域の振幅が大きくなる。このとき、ｓ５０は前述したようにリンギング成分を有していることから小振幅信号セレクタ１６によってリンギング成分を除去した信号ｓ１６を映像信号に加えることで、ノイズを抑えて映像信号の帯域の高域の振幅を上げ、解像度の高い映像信号を得ることができる。
【００３０】
なお以上の実施の形態では、第１の演算手段および第２の演算手段におけるＧ１、Ｇ２は固定として説明したが、輝度信号をパラメータとする制御手段により最適な値に動的に変化させても良い。
【００３１】
また本実施の形態では、演算回路を用いてハード的に実施する例を用いて説明したが、同様の演算を内蔵マイコン等のソフトウェアで実施することも可能であり、またＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から供給されたプログラムで高速のＣＰＵで演算実行することも可能である。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように本発明は、入力される任意の画素（これを画素Ａとする）と、画素Ａに対して１画素前の画素（これを画素Ｂとする）と、画素Ａに対して２画素前の画素（これを画素Ｃとする）について、画素Ｂ−（画素Ａ＋画素Ｃ）／２を演算する（演算結果を値Ａとする）演算素子１と、前記演算素子１から出力される値Ａと、値Ａに対して１画素前に前記演算素子１から出力された値（これを値Ｂとする）と、値Ａに対して２画素前に前記演算素子１から出力された値（これを値Ｃとする）について、値Ｂ−（値Ａ＋値Ｃ）／２を演算する（演算結果を値ａとする）演算素子２と、前記値Ｂについて、Ｇ１×値Ｂ（Ｇ１は任意の正の数）を演算する（演算結果を値αとする）演算素子３と、前記値ａについて、Ｇ２×値ａ（Ｇ２は任意の正の数）を演算する（演算結果を値βとする）演算素子４と、前記値αと前記値βの絶対値を比較し、｜値α｜＜｜値β｜ならば値αを出力し、｜値α｜≧｜値β｜ならば値βを出力するセレクタを備え、前記セレクタから出力された値を前記画素Ｃに対する輪郭補正信号として前記画素Ｃに加算することにより、相対的に映像信号の高域部分のコントラストを上げ、高い解像度の映像を実現し、前記Ｇ１、Ｇ２を連続的に変化させることで連続的に輪郭強調の周波数帯域を変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における輪郭補正装置のブロック図
【図２】本発明の第１、第２の実施形態におけるＢＰＦ１０、ＢＰＦ１１、ＢＰＦ５０のブロック図
【図３】本発明の第１の実施形態における信号の波形図
【図４】本発明の第１の実施形態における信号の帯域波形図
【図５】本発明の第２の実施形態における輪郭補正装置のブロック図
【図６】本発明の第２の実施形態における信号の波形図
【図７】本発明の第２の実施形態における信号の帯域波形図
【図８】従来の輪郭補正装置のブロック図
【符号の説明】
１０  第１のＢＰＦ
１１  第２のＢＰＦ
１２  遅延素子
１３  遅延素子
１４  演算素子
１５  演算素子
１６  小振幅信号セレクタ
１７  加算器
【図１】
0003601391.tif 000005
【図２】
0003601391.tif 000006
【図３】
0003601391.tif 000007
【図４】
0003601391.tif 000008
【図５】
0003601391.tif 000009
【図６】
0003601391.tif 000010
【図７】
0003601391.tif 000011
【図８】
0003601391.tif 000012