(57)【要約】【課題】映像信号の高域成分を強調する輪郭補正回路において、映像信号の輪郭部分に含まれる高周波成分を強調すると同時に、映像信号に含まれるランダムノイズの高周波成分も同様に強調して元の映像信号に加算してしまうため、特に、映像信号に多くの高域ノイズ成分を含む場合に、Ｓ／Ｎ比が悪化し、画質が著しく劣化する。【解決手段】輪郭補正回路に補正期間決定回路を設け、水平ラインＨ番目に輪郭補正信号が加算され輪郭補正が行われるには、前の水平ライン（Ｈ−１）番目に、Ｈ番目の輪郭補正信号を中心とする設定範囲以内に、設定値以上の高周波成分を持つ輪郭補正信号が存在することを条件とすることで、映像信号に含まれる縦方向のラインを検出し、その部分にのみ輪郭補正信号を加算し輪郭補正をすることで高画質の映像を実現する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像信号の輪郭補正をする手段を、隣接する走査線上のそれぞれの輪郭補正する画素の位置が所定の範囲内で近接している場合のみ動作させることを特徴とする輪郭補正回路。
【請求項２】
映像信号をアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるディジタル信号からの高周波成分を分離し輪郭補正信号として生成するハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタの出力信号を演算して補正期間を決定する補正期間決定回路と、前記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号のタイミング調整を行う第１のタイミング調整回路と、前記ハイパスフィルタからの出力信号のタイミング調整を行う第２のタイミング調整回路と、前記第２のタイミング調整回路の出力を入力信号として前記補正期間決定回路の制御信号により該入力信号を出力するセレクタと、前記セレクタの出力信号と第１のタイミング調整回路の出力信号を加算する加算器により構成されることを特徴とする輪郭補正回路。
【請求項３】
映像信号をアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるディジタル信号からの高周波成分を分離し輪郭補正信号として生成するハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタの出力信号を演算して補正期間を決定する補正期間決定回路と、前記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号のタイミング調整を行う第１のタイミング調整回路と、前記ハイパスフィルタからの出力信号のタイミング調整を行う第２のタイミング調整回路と、前記第１のタイミング調整回路の出力信号と前記第２のタイミング調整回路の出力信号を加算する加算器と、前記第１のタイミング調整回路の出力信号と前記加算器の出力信号を入力信号として前記補正期間決定回路の制御信号により該入力信号を選択するセレクタにより構成されることを特徴とする輪郭補正回路。
【請求項４】
前記補正期間決定回路では、入力された映像信号の同一走査線上の画素の輝度変化が所定値以上であり、且つ、隣接する走査線上の画素の輝度変化が所定値以上であり、且つ、それぞれの走査線上において、輝度変化が所定値以上の画素の発生する時間の差が所定時間内である場合、輪郭補正動作をさせるように前記セレクタを制御することを特徴とする請求項第２乃至３記載の輪郭補正回路。
【請求項５】
前記補正期間決定回路は、画素の輝度変化を検出する微分回路と、前記微分回路の出力信号を入力し輝度変化が所定以上であることを真として検出する比較回路と、走査線上において輝度変化が所定値以上の画素の発生する時間を中心として、隣接する次の走査線に対して所定の時間幅を真の信号としてイネーブル信号を発生するイネーブル発生回路と、前記比較回路と前記イネーブル発生回路の出力信号を入力し、それぞれの値が真であることを検出する論理和回路と、前記論理和回路の出力信号を入力し、該信号が真に対して輪郭補正動作をさせる最適なタイミング制御信号を発生するセレクタ信号発生回路から構成されることを特徴とする請求項第２乃至３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、Ａ／Ｄ変換されたディジタル映像信号の高周波成分をハイパスフィルタにより抜き出して輪郭補正信号を生成し、生成された補正信号を元の映像信号に加算することで輪郭補正を行い、よりシャープな映像を実現する輪郭補正装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の輪郭補正回路では、Ａ／Ｄ変換器においてディジタル信号に変換を行った後、映像信号の高周波成分をハイパスフィルタにより抜き出して輪郭補正信号を生成し、元の映像信号に加算することで輪郭補正を行う。
【０００３】
図９に、従来の輪郭補正回路の一構成図を示す。１はＡ／Ｄ変換器、２はハイパスフィルタ、１５はタイミング調整回路、７は加算器である。
【０００４】
また、図１０は、ハイパスフィルタ２の一例である３タップハイパスフィルタの一構成図であり、遅延素子１６、１７、乗算器１８、１９、２０、加算器２１、２２、乗算器２３からなる。簡単のため、係数が−１：２：−１のＦＩＲフィルタを適応した場合について説明する。
【０００５】
図１１に従来の輪郭補正回路の動作波形図を示す。Ａ／Ｄ変換器１においてＡ／Ｄ変換された信号（ａ）が、１クロック間で急激に変化するような多くの高周波成分を持つ場合、ハイパスフィルタ２により、映像信号の高周波成分が取り出され、輪郭補正信号であるハイパスフィルタの出力は同図（ｂ）のようになる。その後、タイミング調整回路１５を通った元の映像信号（ｃ）と加算器７において加算され、同図（ｄ）のような輪郭部が強調された出力信号が得られる。
【０００６】
【非特許文献１】
画像のディジタル信号処理　日刊工業新聞社編　吹抜敏彦著　１１３頁
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の方式では、映像信号の輪郭部分に含まれる高周波成分を強調するだけでなく、映像信号に含まれるランダムノイズの高周波成分も同様に強調して元の映像信号に加算してしまうため、特に、映像信号に多くの高域ノイズ成分を含む場合に、Ｓ／Ｎ比が悪化し、画質が著しく劣化する。
【０００８】
【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回路は、映像信号の輪郭補正をする手段を、隣接する走査線上のそれぞれの輪郭補正する画素の位置が所定の範囲内で近接している場合のみ動作させることを特徴とする輪郭補正回路である。
【０００９】
また、映像信号をアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるディジタル信号からの高周波成分を分離し輪郭補正信号として生成するハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタの出力信号を演算して補正期間を決定する補正期間決定回路と、前記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号のタイミング調整を行う第１のタイミング調整回路と、前記ハイパスフィルタからの出力信号のタイミング調整を行う第２のタイミング調整回路と、前記第２のタイミング調整回路の出力を入力信号として前記補正期間決定回路の制御信号により該入力信号を出力するセレクタと、前記セレクタの出力信号と第１のタイミング調整回路の出力信号を加算する加算器により構成されることを特徴とする輪郭補正回路である。
【００１０】
また、映像信号をアナログディジタル変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から出力されるディジタル信号からの高周波成分を分離し輪郭補正信号として生成するハイパスフィルタと、前記ハイパスフィルタの出力信号を演算して補正期間を決定する補正期間決定回路と、前記Ａ／Ｄ変換器からの出力信号のタイミング調整を行う第１のタイミング調整回路と、前記ハイパスフィルタからの出力信号のタイミング調整を行う第２のタイミング調整回路と、前記第１のタイミング調整回路の出力信号と前記第２のタイミング調整回路の出力信号を加算する加算器と、前記第１のタイミング調整回路の出力信号と前記加算器の出力信号を入力信号として前記補正期間決定回路の制御信号により該入力信号を選択するセレクタにより構成されることを特徴とする輪郭補正回路である。
【００１１】
あるいは、前記補正期間決定回路では、入力された映像信号の同一走査線上の画素の輝度変化が所定値以上であり、且つ、隣接する走査線上の画素の輝度変化が所定値以上であり、且つ、それぞれの走査線上において、輝度変化が所定値以上の画素の発生する時間の差が所定時間内である場合、輪郭補正動作をさせるように前記セレクタを制御することを特徴とする輪郭補正回路である。
【００１２】
また、前記補正期間決定回路は、画素の輝度変化を検出する微分回路と、前記微分回路の出力信号を入力し輝度変化が所定以上であることを真として検出する比較回路と、走査線上において輝度変化が所定値以上の画素の発生する時間を中心として、隣接する次の走査線に対して所定の時間幅を真の信号としてイネーブル信号を発生するイネーブル発生回路と、前記比較回路と前記イネーブル発生回路の出力信号を入力し、それぞれの値が真であることを検出する論理和回路と、前記論理和回路の出力信号を入力し、該信号が真に対して輪郭補正動作をさせる最適なタイミング制御信号を発生するセレクタ信号発生回路から構成されることを特徴とする輪郭補正回路である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本発明を適用した輪郭補正回路の一構成を表す図である。図１において、１はＡ／Ｄ変換器、２はハイパスフィルタ、３、４はタイミング調整回路、５は補正期間決定回路、６はセレクタ、７は加算器である。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換器１でディジタル信号に変換された映像信号は、ハイパスフィルタ２に入力され、輪郭補正信号が生成される。その後、輪郭補正信号は、補正期間決定回路５に入力される。
【００１６】
図２に、補正期間決定回路５の一構成図を示す。図２において、８は微分回路、９は比較回路、１０はイネーブル発生回路、１１は論理和回路、１２はセレクタ信号発生回路である。
【００１７】
例えば、図３に示すように、入力映像信号の左画面が高レベル、右画面が低レベルの図柄の映像信号が入力される場合、高レベルと低レベルの境目には、輪郭補正信号が生成される。図４は動作波形を示すものであり、輪郭補正信号は（ａ）に示す波形となる。
【００１８】
その後、ハイパスフィルタ２により生成された輪郭補正信号（ａ）は微分回路８に入力される。図６は、微分回路の一構成図であり、遅延素子１３と、減算器１４から構成される。微分回路８では、同一走査線（水平ライン）上の隣り合う画素の傾き、つまり輝度の変化の度合いが計算され、図４（ｂ）に示す波形ｗ（Ｈ）が得られる。なお、Ｈは水平ライン番号を表し、Ｈ−１、Ｈ＋１はそれぞれ前の水平ライン、あるいは次の水平ラインを意味する。比較回路９には、正の閾値Ｔｏｐと、負の閾値Ｂｏｍが入力されており、入力された信号ｗ（Ｈ）とそれぞれ２つの閾値の比較が行われる。信号ｗ（Ｈ）がｗ（Ｈ）＞Ｔｏｐ、もしくは、ｗ（Ｈ）＜Ｂｏｍの条件を満たす場合、比較回路の出力ｘ（Ｈ）は真となる（図４（ｃ））。
【００１９】
図５に水平ライン毎の各信号の波形を示す。水平ラインＨ番目の輪郭補正信号が上記比較回路での条件を満たすものとすると、イネーブル発生回路１０は、次の水平ライン（Ｈ＋１）において、比較回路の一ライン前の出力信号ｘ（Ｈ）を中心とする幅２Ｙのイネーブル信号ｙ（Ｈ＋１）を生成する。また、水平ライン（Ｈ＋１）番目の輪郭補正信号は、比較回路において上記比較回路での条件が満たすものとし、また、水平ラインＨ番目の輪郭補正信号に対して、ａの差を持っているものとすると、ｘ（Ｈ＋１）は、ｘ（Ｈ）と水平にａだけ離れたところに生成される。
【００２０】
その後、論理和回路１１において、ｙ（Ｈ＋１）とｘ（Ｈ＋１）の論理和が求められる。つまり、水平ライン（Ｈ＋１）番目において論理和回路の出力が真となるには、前の水平ラインＨ番目に、設定された閾値よりも大きい高周波成分を持ち、且つ、ｘ（Ｈ）とｘ（Ｈ＋１）との水平位置の差ａが設定された値Ｙよりも小さいことが条件となる。
【００２１】
論理和回路１１の出力は、セレクタ信号発生回路１２に送られる。セレクタ信号発生回路では、ハイパスフィルタ回路のタップ数に依存する幅の真期間をもつパルスを発生する。
【００２２】
図７は、セレクタ６、加算器７における信号波形を示したものである。（ａ）は加算器７の入力信号であり、タイミング調整回路３によりタイミングを調整された映像信号が入力される。また、（ｂ）はセレクタ６の入力信号であり、ハイパスフィルタ２により生成された輪郭補正信号が、タイミング調整回路４でタイミングを調整され入力される。また、（ｃ）はセレクタ信号発生回路１２からセレクタへ送られるセレクタ信号であり、本実施の形態のように、３タップのハイパスフィルタを使用した場合、セレクタ信号発生回路にて幅２クロックのパルスが生成される。また、上記３信号の位相が合うように、タイミング調整回路３、４により調整が行われる。セレクタ６には、上記輪郭補正信号と０が入力されており、セレクタ信号が真の期間のみ、輪郭補正信号（ｂ）が選択され、加算器７で映像信号（ａ）との加算が行われ出力信号（ｄ）を得る。
【００２３】
以上より、水平ラインＨ番目に輪郭補正信号が加算され輪郭補正が行われるには、前の水平ライン（Ｈ−１）番目に、Ｈ番目の輪郭補正信号を中心とする範囲２Ｙ以内に設定値以上の高周波成分を持つ輪郭補正信号が存在することが必要条件となる。つまり、映像信号に含まれる縦方向の水平ラインを検出し、その部分にのみ輪郭補正信号を加算するため、ランダムノイズを強調することがなくなり、従来に比べ、Ｓ／Ｎ比の良い、高画質の映像を実現することが可能となる。
【００２４】
以上より、ディジタルカメラの輪郭補正において、図柄を認識し、その境界部分のみ輪郭補正信号を加算するため、映像のランダムノイズを強調することがなくなり、画質を劣化させることなく、輪郭補正を実現することが可能となる。
【００２５】
なお、本発明において、補正期間決定回路は、本実施の形態に示す構成でなくとも、同じ動作を行う異なる回路構成でも実現できる。
【００２６】
なお、本発明において、ハイパスフィルタ２は、本実施の形態に示す構成でなくとも、また、任意のタップ数のフィルタにおいても実現できる。
【００２７】
（実施の形態２）
図８は、本発明を適用した輪郭補正回路の一構成を表す図である。
【００２８】
図８において、１はＡ／Ｄ変換器、２はハイパスフィルタ、３、４はタイミング調整回路、５は補正期間決定回路、６はセレクタ、７は加算器である。
【００２９】
本回路は、実施の形態１において、セレクタ６及び、加算器７の構成が異なるだけで、その他は実施の形態と同様のため、説明を省略する。
【００３０】
実施の形態１と同じように、補正期間決定回路にてセレクタ信号が生成され、セレクタに入力される。また、セレクタ６には、元の入力信号と、元の信号に補正信号を加算器７により加算された信号が、タイミング調整回路４、５により位相の調整が行われた後、入力される。セレクタでは、セレクタ信号が真の期間のみ、輪郭補正信号と入力信号が加算された信号を選択し、出力信号を得る。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、ディジタルカメラの輪郭補正において、図柄の境界線のみに輪郭補正信号を加算するため、ランダムノイズの高域成分を強調することがなくなるため、Ｓ／Ｎ比の良い、高画質の映像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における輪郭補正回路の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における補正期間決定回路の構成図
【図３】映像信号の一例を示す図
【図４】本発明の実施の形態１における信号波形図
【図５】本発明の実施の形態１における信号波形図
【図６】本発明の実施の形態１における微分回路の構成図
【図７】本発明の実施の形態１における信号波形図
【図８】本発明の実施の形態２における輪郭補正回路の構成図
【図９】従来例における輪郭補正回路の構成図
【図１０】ハイパスフィルタ回路の構成図
【図１１】従来例における信号波形図
【符号の説明】
１　Ａ／Ｄ変換器
２　ハイパスフィルタ
３、４　タイミング調整回路
５　補正期間決定回路
６　セレクタ
７　加算器
８　微分回路
９　比較回路
１０　イネーブル発生回路
１１　論理和回路
１２　セレクタ信号発生回路
１３　遅延素子
１４　減算器
１５　タイミング調整回路
１６、１７　遅延素子
１８、１９、２０　乗算器
２１、２２　加算器
２３　乗算器
【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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【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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【手続補正書】
【提出日】平成14年10月9日(2002.10.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本回路は、実施の形態１において、セレクタ６及び、加算器７の構成が異なるだけで、その他は実施の形態１と同様のため、説明を省略する。