(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力映像信号を遅延させる映像信号遅延手段と、前記入力映像信号から輪郭補正信号を生成する輪郭信号生成手段と、前記輪郭補正信号の振幅を制御するゲインコントロール手段と、前記入力映像信号から前記ゲインコントロール手段におけるゲインを設定するゲイン設定手段と、前記映像信号遅延手段の出力信号と前記ゲインコントロール手段の出力信号とを加算する第１の加算回路とを有する輪郭補正回路であって、
前記ゲイン設定手段は、エッジに相当する前記入力映像信号の振幅の変化量を検出する変化量検出手段と、前記変化量の内の基準電圧以上の成分からなる信号を出力するスライス手段と、前記スライス手段の出力信号の波形幅を拡張させ出力する第１の波形幅拡張手段と、前記変化量の内の前記基準電圧以下の成分からなる信号を出力するリミット手段と、前記リミット手段の出力信号から前記第１の波形拡張手段の出力信号を引き算し前記ゲインとして出力する引き算手段とを具備することを特徴とする輪郭補正回路。
【請求項２】
前記ゲイン設定手段は、前記引き算手段の出力信号の波形幅を拡張させ前記ゲインとして出力する第２の波形幅拡張手段をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の輪郭補正回路。
【請求項３】
前記第１の波形幅拡張手段は、出力信号の波形幅が可変であることを特徴とする請求項１記載の輪郭補正回路。
【請求項４】
前記第２の波形幅拡張手段は、出力信号の波形幅が可変であることを特徴とする請求項２記載の輪郭補正回路。
【請求項５】
前記第１の波形幅拡張手段は、直列に接続された複数の遅延手段と、前記複数の遅延手段の各出力信号を入力し、ある時点における最大の信号を選択し出力するＭＡＸ手段とを具備することを特徴とする請求項１記載の輪郭補正回路。
【請求項６】
前記第２の波形幅拡張手段は、直列に接続された複数の遅延手段と、前記複数の遅延手段の各出力信号を入力し、ある時点における最大の信号を選択し出力するＭＡＸ手段とを具備することを特徴とする請求項２記載の輪郭補正回路。
【請求項７】
前記第１の波形幅拡張手段は、直列に接続された複数の遅延手段と、前記複数の遅延手段の少なくとも１つの出力端子との接続をグランドとの接続に切り換えるスイッチ手段と、前記複数の遅延手段の内前記スイッチ手段とは接続されない遅延手段の出力信号と前記スイッチ手段の出力信号とを入力し、ある時点における最大の信号を選択し出力するＭＡＸ手段とを具備することを特徴とする請求項３記載の輪郭補正回路。
【請求項８】
前記第２の波形幅拡張手段は、直列に接続された複数の遅延手段と、前記複数の遅延手段の少なくとも１つの出力端子との接続をグランドとの接続に切り換えるスイッチ手段と、前記複数の遅延手段の内前記スイッチ手段とは接続されない遅延手段の出力信号と前記スイッチ手段の出力信号とを入力し、ある時点における最大の信号を選択し出力するＭＡＸ手段とを具備することを特徴とする請求項４記載の輪郭補正回路。
【請求項９】
前記ゲイン設定手段は、予め定められた制御信号と前記ゲインとを加算し前記ゲインとして出力する第２の加算回路を具備することを特徴とする請求項１から８のいずれか記載の輪郭補正回路。
【請求項１０】
前記入力映像信号は、輝度信号であることを特徴とする請求項１から９のいずれか記載の輪郭補正回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ等の映像表示装置に先鋭感のある映像を表示するための輪郭補正回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、輪郭補正回路は、映像信号の先鋭感を上げるために重要視されている。以下、図面を参照しながら、上述した従来の輪郭補正回路の一例について説明を行う。図５は、特許番号２５３２６０５号で提案されている輪郭補正回路のブロック構成図を示すものである。
【０００３】
図５のブロック構成図において３は画質調整ボリューム、４は遅延回路、５は加算回路、１１は輪郭強調回路、１２は細部強調回路、１３は第１の可変増幅回路、１４は第２の可変増幅回路、１５は高域ろ波回路、１６は全波整流回路、１７は第１のクリップ回路、１８はリミット回路、１９は第２のクリップ回路、２０は引算回路、２１は平滑回路である。
【０００４】
以上のように構成された輪郭補正回路について、以下その動作について説明する。まず、図６は従来の輪郭補正回路の動作を説明した概念図である。
【０００５】
画質補正装置に入力された入力映像輝度信号ａは遅延回路４と輪郭強調回路１１と細部強調回路１２と、高域ろ波回路１５におのおの入力される、遅延回路４は各回路系の遅れに入力映像輝度信号ａのタイミングを合わせ遅延映像輝度信号ｅを加算回路５に出力する。
【０００６】
次に輪郭強調回路１１は入力輝度信号ａのうち、はっきりしたエッジ部分に相当する振幅の変化が大きい大コントラスト比の信号に対して輪郭強調信号ｇを発生し、第１の可変増幅回路１３に出力する。この輪郭強調信号ｇには、入力輝度信号ａが持つノイズ成分は小信号であるため出力されない。第１の可変増幅回路１３は画質調整ボリューム３で設定した電圧に応じて輪郭補正信号ｇの振幅をコントロールし加算回路５に増幅輪郭強調信号ｉとして出力する。次に細部強調回路１２は入力映像輝度信号ａのうち、小振幅の部分に対して細部強調信号ｈを発生し、第２の可変増幅回路１４に送る。
【０００７】
この可変増幅回路１４は画質調整ボリューム３と、平滑回路２１の出力電圧の和に応じて細部強調信号ｈの振幅をコントロールするようになっている。そして第１の可変増幅回路１３の出力の増幅輪郭強調信号ｉと第２の可変増幅回路１４の出力の増幅細部強調信号ｊを加算回路５で、遅延映像輝度信号ｅに加算し、強調映像輝度信号ｆを得る。次に細部コントロール信号ｒを得る方法であるが、まず、入力輝度信号ａを高域ろ波回路１５にとおすことによって高域成分のみを取り出し、高域映像信号ｋを得る。
【０００８】
次に、全波整流回路１６により、高域映像信号ｋを全波整流し、整流高域映像信号ｌを得る。次にこの信号ｌから第１のクリップ回路１７で微小信号成分を除去し、クリップ整流高域映像信号ｍを得る。次にこの信号ｍをリミット回路１８と、第２のクリップ回路１９に入力し、リミット回路１８は細部信号のみを選び、細部映像信号ｎを得る。
【０００９】
また、第２のクリップ回路１９は大コントラスト比の輪郭部分のみを選び輪郭映像信号ｐを得る。ここで得られた細部映像信号ｎは厳密には細部以外に輪郭部分も含んでおり、従って正確な細部信号成分を得るために、細部映像信号ｎから輪郭映像信号ｐを引き算する。これを引算回路２０でおこない、出力信号として細部コントロールパルス信号ｑを得ている。
【００１０】
この信号ｑを平滑回路２１で平滑すると、細部の量に応じた電圧が得られる。つまり、全体として細部信号の少ない映像では電圧が下がり、これによって細部強調信号ｈの振幅をコントロールするため細部強調を余り行わず、ノイズを減少させ、逆に全体として細部信号が多い映像では細部強調を強くかけ、映像の迫力を増している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成では、次のような問題点を有している。平滑回路にて平均化された細部コントロール信号ｒによって強調信号のゲインをコントロールするため、図６（ａ）に示すように大コントラスト比の信号とあまりはっきりしないエッジ部分に相当する振幅の変化が小さい小コントラスト比の信号とが隣接している場合、細部コントロール電圧ｒはその平均値でしか補正がかからず、図６（ｆ）にあるように大コントラスト比の信号にも細部強調信号が加算されてしまう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、第１の発明に係る輪郭補正回路は、入力映像信号を遅延させる映像信号遅延手段と、前記入力映像信号から輪郭補正信号を生成する輪郭信号生成手段と、前記輪郭補正信号の振幅を制御するゲインコントロール手段と、前記入力映像信号から前記ゲインコントロール手段におけるゲインを設定するゲイン設定手段と、前記映像信号遅延手段の出力信号と前記ゲインコントロール手段の出力信号とを加算する第１の加算回路とを有する輪郭補正回路であって、前記ゲイン設定手段は、エッジに相当する前記入力映像信号の振幅の変化量を検出する変化量検出手段と、前記変化量の内の所定値以上の成分からなる信号を出力するスライス手段と、前記スライス手段の出力信号の波形幅を拡張させ出力する第１の波形幅拡張手段と、前記変化量の内の前記所定値以下の成分からなる信号を出力するリミット手段と、前記リミット手段の出力信号から前記第１の波形拡張手段の出力信号を引き算し前記ゲインとして出力する引き算手段とを具備することを特徴とする。
【００１３】
上記発明により、エッジに相当する入力映像信号の振幅の変化が一定レベル以上の場合には、その振幅変化に反比例した輪郭補正を行うと同時に、大コントラスト比の信号と小コントラスト比の信号とが隣接する場合でも、それぞれの信号成分に対して所望の輪郭補正を行うことができる。
【００１４】
第２の発明に係る輪郭補正回路は、第１の構成において、前記ゲイン設定手段は、前記引き算手段の出力信号の波形幅を拡張させ前記ゲインとして出力する第２の波形幅拡張手段をさらに具備することを特徴とする。
【００１５】
上記発明により、より良好な輪郭補正を行うことができる。
第３の発明に係る輪郭補正回路は、第１の構成において、前記第１の波形幅拡張手段は、出力信号の波形幅が可変であることを特徴とする。
【００１６】
上記発明により、ユーザの好みに合った輪郭補正を行うことができる。
第４の発明に係る輪郭補正回路は、第２の構成において、前記第２の波形幅拡張手段は、出力信号の波形幅が可変であることを特徴とする。
【００１７】
上記発明により、ユーザの好みに合った輪郭補正を行うことができる。
第５の発明に係る輪郭補正回路は、第１の発明の構成において、前記第１の波形幅拡張手段は、直列に接続された複数の遅延手段と、前記複数の遅延手段の各出力信号を入力し、ある時点における最大の信号を選択し出力するＭＡＸ手段とを具備することを特徴とする。
【００１８】
上記発明により、エッジに相当する入力映像信号の振幅の変化が一定レベル以上の場合には、その振幅変化に反比例した輪郭補正を行うと同時に、大コントラスト比の信号と小コントラスト比の信号とが隣接する場合でも、それぞれの信号成分に対して所望の輪郭補正を行うことができる。
【００１９】
第６の発明に係る輪郭補正回路は、第２の発明の構成において、前記第２の波形幅拡張手段は、直列に接続された複数の遅延手段と、前記複数の遅延手段の各出力信号を入力し、ある時点における最大の信号を選択し出力するＭＡＸ手段とを具備することを特徴とする。
【００２０】
上記発明により、より良好な輪郭補正を行うことができる。
第７の発明に係る輪郭補正回路は、第３の発明の構成において、前記第１の波形幅拡張手段は、直列に接続された複数の遅延手段と、前記複数の遅延手段の少なくとも１つの出力端子との接続をグランドとの接続に切り換えるスイッチ手段と、前記複数の遅延手段の内前記スイッチ手段とは接続されない遅延手段の出力信号と前記スイッチ手段の出力信号とを入力し、ある時点における最大の信号を選択し出力するＭＡＸ手段とを具備することを特徴とする。
【００２１】
上記発明により、ユーザの好みに合った輪郭補正を行うことができる。
第８の発明に係る輪郭補正回路は、第４の発明の構成において、前記第２の波形幅拡張手段は、直列に接続された複数の遅延手段と、前記複数の遅延手段の少なくとも１つの出力端子との接続をグランドとの接続に切り換えるスイッチ手段と、前記複数の遅延手段の内前記スイッチ手段とは接続されない遅延手段の出力信号と前記スイッチ手段の出力信号とを入力し、ある時点における最大の信号を選択し出力するＭＡＸ手段とを具備することを特徴とする。
【００２２】
上記発明により、ユーザの好みに合った輪郭補正を行うことができる。
第９の発明に係る輪郭補正回路は、第１から第８の発明の構成において、前記ゲイン設定手段は、予め定められた制御信号と前記ゲインとを加算し前記ゲインとして出力する第２の加算回路を具備することを特徴とする。
【００２３】
上記発明により、さらにユーザの好みに合った輪郭補正を行うことができる。第１０の発明に係る輪郭補正回路は、第１の発明の構成において、前記入力映像信号は、輝度信号であることを特徴とする。
【００２４】
上記発明により、輝度信号を基に輪郭補正を行うことができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施例における輪郭補正回路のブロック構成図を示すものである。図１において、１０１は入力輝度信号を遅延させ、タイミングを合わせるための遅延回路であり、映像信号遅延手段として動作する。１０２は入力輝度信号に加算する輪郭補正信号を生成する輪郭信号生成回路、１０３は輪郭信号生成回路１０２の出力信号を入力とし振幅のコントロールをおこなうゲインコントロール回路、１０４は遅延回路１０１とゲインコントロール回路１０３の出力信号を入力とし加算を行う第１の加算手段である加算回路である。
【００２７】
１０５は入力輝度信号の高域成分を取り出すハイパスフィルター回路、１０６はハイパスフィルター回路１０５の出力信号を入力とし全波整流動作をおこなう全波整流回路、１０７は全波整流回路１０６の出力信号を入力としノイズに相当する小さい信号振幅を０にするコアリング回路である。
【００２８】
ハイパスフィルター回路１０５と全波整流回路１０６とコアリング回路１０７とから、ノイズを除去してエッジに相当する前記入力映像信号の振幅の変化量のみを検出する変化量検出手段が構成される。
【００２９】
１０８はコアリング回路１０７の出力信号を入力とし所定の基準電圧１１９より大きい信号を出力するＭＡＸ回路、１１０はＭＡＸ回路１０８の出力信号を入力としクリップ動作をおこなうクリップ回路である。ＭＡＸ回路１０８とクリップ回路１１０とから基準電圧１１９より大きい成分からなる信号を出力するスライス手段が構成される。
【００３０】
１０９はコアリング回路１０７の出力信号を入力とし所定の基準信号１１９より小さい信号を出力するＭＩＮ回路、１１１はＭＩＮ回路１０９の出力信号を入力としクリップ動作をおこなうクリップ回路である。ＭＩＮ回路１０９とクリップ回路１１１とから基準信号１１９より小さい成分からなる信号を出力するリミット手段が構成される。
【００３１】
１１２はクリップ回路１１０の出力信号を入力とし波形の幅を広げる動作を行う第１の波形幅拡張手段である波形幅拡張回路、１１３は波形幅拡張回路１１２とクリップ回路１１１の出力信号を入力とし引き算を行う引き算回路、１１４は引き算回路１１３の出力信号を入力とし波形の幅を広げる動作を行う第２の波形幅拡張手段である波形幅拡張回路、１１５は波形幅拡張回路１１４の出力信号と、ユーザにより外部から予め設定される直流電圧である制御信号１１７とを加算する第２の加算手段である加算回路である。１１６は入力映像信号である輝度信号である。
【００３２】
なお、変化量検出手段とスライス手段とリミット手段と第１及び第２の波形幅拡張と第２の加算手段とから、ゲインコントロール回路１０３におけるゲインを設定するゲイン設定手段が構成される。
【００３３】
以上のように構成された輪郭補正回路について、以下図１、図２、図３を用いてその動作を説明する。
【００３４】
図２は本発明の第１の実施例の動作を説明する概念図であり、図３は本発明構成中の波形幅拡張回路１１２、１１４のブロック構成図と動作説明図を示すものである。図２（ａ）は入力輝度信号１１６であり、はっきりしたエッジ部分に相当する振幅の変化が大きい大コントラスト比信号とあまりはっきりしないエッジ部分に相当する振幅の変化の小さい小コントラスト比信号とノイズ信号とを含んでいる。
【００３５】
この信号１１６をハイパスフィルター回路１０５に入力すると、図２（ｂ）に示されるような輝度信号の微分成分が得られる。図２（ｂ）の信号を全波整流回路１０６に通すと、図２（ｃ）に示されるような図２（ｂ）の信号の絶対値が得られる。
【００３６】
図２（ｃ）の信号をコアリング回路１０７に入力すると図２（ｄ）に示されるような信号が得られる。ノイズ信号は一般的に極めて小さい振幅を有するため、コアリングをかけるとノイズ成分を除去することができる。
【００３７】
ＭＡＸ回路１０８は、コアリング回路１０７の出力信号と基準電圧１１９とのうち大きい方の信号を出力するため、その出力信号は図２（ｅ）に示され、またＭＩＮ回路１０９は、コアリング回路１０７の出力信号と基準電圧１１９とのうち小さい方の信号を出力するため、その出力信号は図２（ｆ）に示される。
【００３８】
波形幅拡張回路１１２は、ＭＡＸ回路１０８の出力信号をクリップ回路１１０に通すことで振幅レベルを調整した信号を入力し、入力信号の波形幅を拡張し出力する。そのブロック構成図を図３（ａ）に示す。その構成は直列に接続された２つ以上の遅延回路（本実施の形態では、第１の遅延回路１２０と第２の遅延回路１２１）があり、それぞれの出力信号をＭＡＸ回路１２２に入力する構成となっている。ＭＡＸ回路とは入力された信号のうちある時点において最も大きい振幅の信号を選択し出力する回路であり、例えば図３（ａ）に示すブロック構成図の動作は図３（ｂ）に示されるようになる。
【００３９】
この波形幅拡張回路１１２の出力波形は図２（ｇ）に示され、引き算回路１１３を通ることにより図２（ｈ）の波形を得る。次に、引き算回路１１３の出力信号を波形幅拡張回路１１４に入力するとその出力波形は図２（ｉ）に示される。
【００４０】
ゲインコントロール回路１０３は、輪郭信号生成回路１０２から出力される輪郭補正信号（図２（ｊ））に対して、図２（ｉ）の信号に応じた振幅の制御を行い、図２（ｋ）に示される振幅制御された輪郭補正信号を出力する。加算回路１０４は、遅延回路１０１の出力信号に図２（ｋ）の信号を加算し図２（ｌ）に示されるような輪郭補正された輝度信号１１８を出力する。
【００４１】
ここで注目すべき事は、図２（ｉ）に示されるように、大コントラスト比信号から得られる輪郭補正信号に対するゲインは小さく設定され、小コントラスト比信号から得られる輪郭補正信号に対するゲインは大きく設定され、さらにノイズ成分に対するゲインは０に設定されていることである。
【００４２】
つまり、本発明のゲイン設定手段によれば、従来の技術で問題のあった大コントラスト比信号と小コントラスト比信号とが隣接している場合でも、波形幅拡張回路１１２、１１４を用いることにより、各々の信号に応じた制御電圧が出力され、この信号を使って輪郭補正信号のレベルを制御すると、大コントラスト比信号に対してはほとんど輪郭補正が行われず、小コントラスト比信号に対しては充分に輪郭補正が行われ、かつノイズに影響されることはない。
【００４３】
さらに、本実施の形態においては、波形幅拡張回路１１４によって得られる信号を用いて輪郭補正を行うため、大コントラスト比の信号と小コントラスト比の信号とが隣接する場合でも、それぞれの信号成分に対して所望の輪郭補正を行うことができる。
【００４４】
なお、加算回路１１５は、波形幅拡張回路１１４の出力信号に制御信号１１７を加算することにより、輪郭補正信号に対するゲインに予め定められたオフセットを持たせている。従って、ユーザが、例えば可変抵抗（不図示）を操作して制御信号１１７のＤＣレベルを変化させると、輪郭補正信号に対するゲインを直接操作することができる。これにより、ユーザの好みに合った輪郭補正が可能となる。
【００４５】
上記のように、本実施の形態によれば、輪郭補正回路においてノイズの影響を除去すると同時に、エッジに相当する入力映像信号の振幅の変化が一定レベル以上の場合には、その振幅変化に反比例した輪郭補正を行い、さらには大コントラスト比の信号と小コントラスト比の信号とが隣接する場合でも、それぞれの信号成分に対して所望の輪郭補正を行うことができる。
【００４６】
なお、本実施の形態において、ハイパスフィルター回路１０５をバンドパスフィルター回路としても同様の結果が得られる。また、波形幅拡張回路１１４は図３において２つの遅延回路から構成されるとしたが、３つ以上の遅延回路から構成されても構わない。
【００４７】
さらに、本実施の形態では、２つの波形幅拡張回路を有する構成としたが、波形幅拡張回路１１４を除き、引き算回路１１３の出力を加算回路１１５に入力する構成としても同様の効果が得られる。波形幅拡張回路１１４を設けたのは、より精度の高い輪郭補正を行うことができるからである。
【００４８】
（実施の形態２）
以下、本発明の第２の実施の形態を図４を用いて説明する。図４は、波形幅拡張回路１１２及び波形幅拡張回路１１４の第２の構成を示すブロック図である。
【００４９】
図４に示される波形幅拡張回路は、図３（ａ）の構成に第３の遅延回路１２３とスイッチ回路１２４とを新たに設け、ＭＡＸ回路１２２を４つの入力端子を有するＭＡＸ回路１２５に置き換えた構成を有している。
【００５０】
図４に示される波形幅拡張回路の動作を以下に説明する。ユーザの操作によりスイッチ回路１２３の接続が切り換わると、ＭＡＸ回路１２２の１つの入力端子がグランド１２６と接続され、第３の遅延回路１２３の出力信号がＭＡＸ回路１２２に供給されなくなる。これにより波形幅拡張回路の出力信号の波形幅を調節でき、ユーザの好みに合った輪郭補正を行うことができる。
【００５１】
なお、本実施の形態において、どちらか一方の波形幅拡張回路を図３（ａ）に示される波形幅拡張回路に置き換えても同様の効果が得られる。また、図４に示される波形幅拡張回路において、別のスイッチ回路がスイッチ回路１２４と同様にＭＡＸ回路１２５の別の入力端子に接続されていれば、波形幅の調節をさらに柔軟に行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る輪郭補正回路によれば、輪郭補正回路においてノイズの影響を除去すると同時に、エッジに相当する入力映像信号の振幅の変化が一定レベル以上の場合には、その振幅変化に反比例した輪郭補正を行い、さらには大コントラスト比の信号と小コントラスト比の信号とが隣接する場合でも、それぞれの信号成分に対して所望の輪郭補正を行うことができる。
【００５３】
また、本発明の第２の実施の形態に係る輪郭補正回路によれば、ユーザの好みに合った輪郭補正を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による輪郭補正回路のブロック構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態による輪郭補正回路の動作説明図
【図３】本発明の第１の実施の形態による波形幅拡張回路のブロック構成図と動作説明図
【図４】本発明の第２の実施の形態による波形幅拡張回路のブロック構成図
【図５】従来の輪郭補正回路のブロック構成図
【図６】従来の輪郭補正回路の動作説明図
【符号の説明】
１０１、１２０、１２１、１２３  遅延回路
１０２  輪郭信号生成回路
１０３  ゲインコントロール回路
１０４、１１５  加算回路
１０５  ハイパスフィルター回路
１０６  全波整流回路
１０７  コアリング回路
１０８、１２２、１２５  ＭＡＸ回路
１０９  ＭＩＮ回路
１１０、１１１  クリップ回路
１１２、１１４  波形幅拡張回路
１１３  引き算回路
１１６  入力輝度信号
１１７  制御信号
１１８  出力輝度信号
１１９  基準電圧
１２４  スイッチ回路
１２６  グランド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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