(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像輝度信号から輪郭信号を抽出する輪郭抽出手段と、
上記映像輝度信号の低域成分を周辺輝度信号として抽出する低域抽出手段と、
上記周辺輝度信号が第１のレベルよりも高くなったときに上記輪郭信号の振幅を抑圧するための白側振幅制御信号を生成する白側振幅制御信号発生手段と、
上記周辺輝度信号が第２のレベルよりも低くなったときに上記輪郭信号の振幅を抑圧するための黒側振幅制御信号を生成する黒側振幅制御信号発生手段と、
上記白側振幅制御信号に応じて上記輪郭信号の正の成分の振幅を抑圧するとともに、上記黒側振幅制御信号に応じて上記輪郭信号の負の成分の振幅を抑圧することにより、上記輪郭信号の振幅を周辺の輝度レベルに応じて制御する輝度適応振幅制御手段と、
上記振幅制御された輪郭信号を上記輝度信号に加算する加算手段と
を備えた
ことを特徴とする輝度信号エンハンサ。
【請求項２】
上記輪郭信号の振幅が所定値よりも大きいときに、上記輪郭信号の振幅を抑圧して上記輝度適応振幅制御手段に出力し、上記輪郭信号の振幅が上記所定値以下のときに、上記輪郭信号をそのまま上記輝度適応振幅制御手段に出力する交流振幅制御手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１記載の輝度信号エンハンサ。
【請求項３】
入力された映像輝度信号から水平輪郭信号を抽出する水平輪郭抽出手段と、
上記映像輝度信号から垂直輪郭信号を抽出する垂直輪郭抽出手段と、
上記水平輪郭信号の振幅が第１の値よりも大きいときにのみ、上記水平輪郭信号の振幅を抑圧する水平交流振幅制御手段と、
上記垂直輪郭信号の振幅が第２の値よりも大きいときにのみ、上記垂直輪郭信号の振幅を抑圧する垂直交流振幅制御手段と、
上記水平交流振幅制御で振幅制御された水平輪郭信号と上記垂直交流振幅制御で振幅制御された垂直輪郭信号の内、振幅が大きいほうの輪郭信号を選択する選択手段と、
上記映像輝度信号の低域成分を周辺輝度信号として抽出する低域抽出手段と、
上記周辺輝度信号が第１のレベルよりも高くなったときに上記選択された輪郭信号の振幅を抑圧するための白側振幅制御信号を生成する白側振幅制御信号発生手段と、
上記周辺輝度信号が第２のレベルよりも低くなったときに上記選択された輪郭信号の振幅を抑圧するための黒側振幅制御信号を生成する黒側振幅制御信号発生手段と、
上記白側振幅制御信号に応じて上記選択された輪郭信号の正の成分の振幅を抑圧するとともに、上記黒側振幅制御信号に応じて上記選択された輪郭信号の負の成分の振幅を抑圧することにより、上記輪郭信号の振幅を周辺の輝度レベルに応じて制御する輝度適応振幅制御手段と、
上記輝度適応振幅制御手段で振幅制御された輪郭信号を上記輝度信号に加算する加算手段と
を備えた
ことを特徴とする輝度信号エンハンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、テレビジョンなどの映像輝度信号に対し、画像の輪郭を強調する輝度信号エンハンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は従来の輝度信号エンハンサのブロック図である。輪郭抽出フィルタ部２は、入力端子１に入力された映像輝度信号から輪郭信号を抽出する。この輪郭抽出フィルタ部２は、輪郭を強調をしたい周波数成分を上記の輪郭信号として抽出する帯域通過型フィルタである。係数乗算部３は、抽出された輪郭信号に、輪郭強調の度合い（輪郭信号の振幅）を調整するための係数を乗じる。加算部９は、遅延調整部８で遅延調整されたもとの映像輝度信号に、係数乗算部３から入力された輪郭信号を輪郭強調信号として加算する。このように、輝度信号エンハンサでは、映像輝度信号から抽出した輪郭信号の振幅を調整し、この振幅調整した輪郭信号を輪郭強調信号としてもとの映像輝度信号に加算することによって輪郭を強調する。
【０００３】
図１２は従来の輝度信号エンハンサにおいて抽出された輪郭信号および輪郭強調された映像輝度信号を説明する図である。図１２において、（ａ）は入力された映像輝度信号、（ｂ）は輪郭抽出フィルタ部２で抽出された輪郭信号、（ｃ）は係数乗算部３で振幅調整された輪郭強調成分、（ｄ）は輪郭強調された映像輝度信号である。（ａ）および（ｄ）において、縦軸は輝度レベルであり、輝度レベルが高いほど明るい映像で、逆に輝度レベルが低いほど暗い映像である。（ｂ）および（ｃ）の輪郭信号は、映像輝度信号において強調したい輪郭（エッジ）に相当する位置に、輝度レベルを高くする正成分および輝度レベルを低くする負の成分を持った交流信号である。上記正の成分を白側成分とも称し、上記負の成分を黒側成分とも称する。（ａ）の入力映像輝度信号に（ｃ）の輪郭信号を加算することによって、（ｄ）の輪郭強調された映像輝度信号が生成される。（ｄ）の輪郭強調された映像輝度信号において、強調されるエッジの前に生じるリップルをプリシュート、強調されるエッジの後に生じるリップルをオーバーシュートと称する。また、プリシュートおよびオーバーシュートの内、輝度レベルを高くするシュートを、正のシュートまたは白側シュートと称し、輝度レベルを低くするシュートを、負のシュートまたは黒側シュートと称する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の輝度信号エンハンサでは、輪郭強調の度合い（輪郭信号の振幅）は係数乗算部３によって一律に調整される構成であるため、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが高い場合（明るい部分の輪郭を強調する場合）に、輪郭強調の度合いを大きくすると白側シュートによって輝度レベルがピークに達し、ＣＲＴ方式の受像機ではブルーミングによるフォーカス劣化が生じてしまうという問題があった。
【０００５】
また、逆に強調する輪郭の周辺の輝度レベルが低い場合（暗い部分の輪郭を強調する場合）には、輪郭強調の度合いを大きくすると黒側シュートによって画像にきつい隈が発生し、不自然に見えてしまうという問題があった。
【０００６】
さらに、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが高くも低くもない中間調の場合においても、輪郭の輝度レベルの差が大きいとプリシュートおよびオーバーシュートが大きくなり過ぎ、これらの過大なシュートによって画像が不自然に見えてしまうという問題があった。
【０００７】
この発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが高い場合および低い場合にも画像劣化を抑えて適切な輪郭強調効果を得られる輝度信号エンハンサを提供することを目的とする。
【０００８】
さらに、この発明は、強調する輪郭の輝度レベルの差が大きい場合にも画像劣化を抑えた適切な輪郭強調効果を得られる輝度信号エンハンサを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１記載の輝度信号エンハンサは、入力された映像輝度信号から輪郭信号を抽出する輪郭抽出手段と、上記映像輝度信号の低域成分を周辺輝度信号として抽出する低域抽出手段と、上記周辺輝度信号が第１のレベルよりも高くなったときに上記輪郭信号の振幅を抑圧するための白側振幅制御信号を生成する白側振幅制御信号発生手段と、上記周辺輝度信号が第２のレベルよりも低くなったときに上記輪郭信号の振幅を抑圧するための黒側振幅制御信号を生成する黒側振幅制御信号発生手段と、上記白側振幅制御信号に応じて上記輪郭信号の正の成分の振幅を抑圧するとともに、上記黒側振幅制御信号に応じて上記輪郭信号の負の成分の振幅を抑圧することにより、上記輪郭信号の振幅を周辺の輝度レベルに応じて制御する輝度レベル適応振幅制御手段と、上記振幅制御された輪郭信号を上記輝度信号に加算する加算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２記載の輝度信号エンハンサは、請求項１において、上記輪郭信号の振幅が所定値よりも大きいときに、上記輪郭信号の振幅を抑圧して上記輝度適応振幅制御手段に出力し、上記輪郭信号の振幅が上記所定値以下のときに、上記輪郭信号をそのまま上記輝度適応振幅制御手段に出力する交流振幅制御手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３記載の輝度信号エンハンサは、入力された映像輝度信号から水平輪郭信号を抽出する水平輪郭抽出手段と、上記映像輝度信号から垂直輪郭信号を抽出する垂直輪郭抽出手段と、上記水平輪郭信号の振幅が第１の値よりも大きいときにのみ、上記水平輪郭信号の振幅を抑圧する水平交流振幅制御手段と、上記垂直輪郭信号の振幅が第２の値よりも大きいときにのみ、上記垂直輪郭信号の振幅を抑圧する垂直交流振幅制御手段と、上記水平交流振幅制御で振幅制御された水平輪郭信号と上記垂直交流振幅制御で振幅制御された垂直輪郭信号の内、振幅が大きいほうの輪郭信号を選択する選択手段と、上記映像輝度信号の低域成分を周辺輝度信号として抽出する低域抽出手段と、上記周辺輝度信号が第１のレベルよりも高くなったときに上記選択された輪郭信号の振幅を抑圧するための白側振幅制御信号を生成する白側振幅制御信号発生手段と、上記周辺輝度信号が第２のレベルよりも低くなったときに上記選択された輪郭信号の振幅を抑圧するための黒側振幅制御信号を生成する黒側振幅制御信号発生手段と、上記白側振幅制御信号に応じて上記選択された輪郭信号の正の成分の振幅を抑圧するとともに、上記黒側振幅制御信号に応じて上記選択された輪郭信号の負の成分の振幅を抑圧することにより、上記輪郭信号の振幅を周辺の輝度レベルに応じて制御する輝度適応振幅制御手段と、上記輝度適応振幅制御手段で振幅制御された輪郭信号を上記輝度信号に加算する加算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１の輝度信号エンハンサのブロック図である。図１において、１は映像輝度信号を入力する入力端子、２は入力された映像輝度信号から輪郭信号を抽出する輪郭抽出フィルタ部、３は上記抽出された輪郭信号に振幅を一律に調整するための係数を乗じる係数乗算部、４は入力された映像輝度信号の低域成分を周辺輝度信号として抽出する低域抽出フィルタ部、５は上記抽出された周辺輝度信号を非線形変換して上記周辺輝度信号のレベルが低くなったときに上記輪郭信号の黒側成分の振幅を抑圧するための黒側振幅制御信号を生成する黒側振幅制御信号発生部、６は上記抽出された周辺輝度信号を非線形変換して上記周辺輝度信号のレベルが高くなったときに上記輪郭信号の白側成分の振幅を抑圧するための白側振幅制御信号を生成する白側振幅制御信号発生部、７は係数乗算部３で一律に振幅調整された輪郭信号の内の黒側成分の振幅を上黒側振幅制御信号に応じて抑圧するとともに白側成分の振幅を上記白側振幅制御信号に応じて抑圧する輝度適応振幅制御部、８は入力されたもとの映像輝度信号を輪郭信号の抽出および振幅制御などにかかる時間だけ遅延させる遅延調整部、９は遅延調整部８で遅延されたもとの映像輝度信号に輝度適応振幅制御部７で振幅制御された輪郭信号を輪郭強調信号として加算する加算部、１０は輪郭強調された映像輝度信号を出力する出力端子である。
【００１３】
図１のように、実施の形態１の輝度信号エンハンサは、入力端子１と、輪郭抽出フィルタ部２と、係数乗算部３と、低域抽出フィルタ部４と、黒側振幅制御信号発生部５と、白側振幅制御信号発生部６と、輝度適応振幅制御部７と、遅延調整部８と、加算部９と、出力端子１０とを備えている。
【００１４】
次に、実施の形態１の輝度信号エンハンサの動作について説明する。輪郭抽出フィルタ部２は、入力された映像輝度信号の高周波成分を輪郭信号として抽出する帯域通過型フィルタである。この輪郭抽出フィルタ部２によって得られた輪郭信号は、０を中心として正の成分（白側成分）および負の成分（黒側成分）を持った交流信号である。例えば入力を水平サンプリング周波数１４．３２［ＭＨｚ］のＮＴＳＣ信号からＹＣ分離された映像輝度信号とし、この映像輝度信号の縦線部分を輪郭強調する水平方向の輝度信号エンハンサ（以下、水平エンハンサと称する）においては、上記帯域通過型フィルタの通過帯域を、例えば３〜４［ＭＨｚ］に設定する。また、上記の映像輝度信号の横線部分を輪郭強調する垂直方向の輝度信号エンハンサ（以下、垂直エンハンサと称する）においては、ラインメモリを用いて輪郭抽出フィルタ部２を構成することが可能である。
【００１５】
係数乗算部３は、輪郭抽出フィルタ部２から入力された輪郭信号に、輪郭強調の度合い（輪郭信号の振幅）を一律に調整するための係数を乗算し、輝度適応振幅制御部７に出力する。上記の係数は可変設定可能であり、上記係数を大きくするほど輪郭強調効果が大きくなり、逆に上記係数を０にすると全く輪郭強調されないスルーの映像輝度信号が出力されることになる。
【００１６】
低域抽出フィルタ部４は、入力された映像輝度信号の低域成分を、強調する輪郭の周辺の輝度に相当する周辺輝度信号として抽出する低域通過型フィルタである。この低域抽出フィルタ部４は、輪郭強調する部分の周囲のノイズ成分を除去し、平均的な輝度レベルを算出するためのフィルタであり、性能としては水平方向の低域通過型フィルタで十分であるが、水平、垂直両方の低域通過型フィルタの組み合わせとすることも可能である。
【００１７】
黒側振幅制御信号発生部５は、低域抽出フィルタ部４で抽出された周辺輝度信号を非線形変換して、周辺輝度信号のレベルが低くなったときに輪郭信号の黒側成分の振幅を抑圧するための黒側振幅制御信号を生成し、輝度適応振幅制御部７に出力する。上記の黒側振幅制御信号は、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが低いとき（周辺が黒に近く暗いとき）に低いレベルとなり、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが高いとき（周辺が白に近く明るいとき）に高いレベルになる信号である。
【００１８】
図２は黒側振幅制御信号発生部５のブロック図である。図２において、黒側振幅制御信号発生部５は、傾き乗算部１１と、オフセット減算部１２と、クリップ部１３とを有する。傾き乗算部１１は、低域抽出フィルタ４から入力された周辺輝度信号に所定の傾き値を乗算し、オフセット減算部１２に出力する。オフセット減算部１２は、オフセット減算部１２の出力信号から所定のオフセット値を減算し、クリップ部１３に出力する。クリップ部１３は、オフセット減算部１２の出力信号の値が所定のクリップ値以上のときに、上記出力信号の値を上記クリップ値にクリップし、黒側振幅制御信号として輝度適応振幅制御部７に出力する。なお、クリップ部１３は、オフセット減算部１２の出力信号の値が０以下のときに、上記出力信号の値を０にクリップする。
【００１９】
図３は黒側振幅制御信号発生部５の入出力特性を説明する図である。黒側振幅制御信号発生部５において、入力輝度レベル（周辺輝度信号のレベル）をｘ、傾き乗算部１１に設定されている傾き値をａ（＞０）、オフセット減算部１２に設定されたオフセット値をｂ（＞０）、クリップ部１３に設定されたクリップ値をｃ（＞０）、黒側振幅制御信号発生部５の出力レベル（黒側振幅制御信号のレベル）をｙ１とすると、ｙ１は以下の式で表される。
0004463400.tif 000002
周辺輝度信号を８［ｂｉｔ］でＡ／Ｄされた０から２５５の値をとる信号としたとき、例えば、傾き値ａ＝１／８、オフセット値ｂ＝４、クリップ値ｃ＝８とすると、上記式は、
0004463400.tif 000003
となる。
【００２０】
白側振幅制御信号発生部６は、低域抽出フィルタ部４で抽出された周辺輝度信号を非線形変換して、周辺輝度信号のレベルが高くなったときに輪郭信号の白側成分の振幅を抑圧するための白側振幅制御信号を生成し、輝度適応振幅制御部７に出力する。上記の白側振幅制御信号は、上記の黒側振幅制御信号とは逆に、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが高いときに（周辺が白に近く明るいときに）低いレベルとなり、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが低いとき（周辺が黒に近く暗いとき）に高いレベルになる信号である。
【００２１】
図４は白側振幅制御信号発生部６のブロック図である。図４において、白側振幅制御信号発生部６は、傾き乗算部１１と、オフセット減算部１２と、クリップ部１３と、クリップ部１３の出力信号の特性を反転する反転部１４とを有する。白側振幅制御信号発生部６を構成する傾き乗算部１１、オフセット減算部１２、クリップ部１３の動作は、黒側振幅制御信号発生部５を構成する傾き乗算部１１、オフセット減算部１２、クリップ部１３（図２参照）と同様であり、白側振幅制御信号発生部６は、黒側振幅制御信号発生部５に反転部１４を設けた構成である。反転部１４は、クリップ部１３のクリップ値からクリップ部１３の出力信号の値を減算し、白側振幅制御信号として輝度適応振幅制御部７に出力する。なお、白側振幅制御信号発生部６においての傾き値、オフセット値、クリップ値は、黒側振幅制御信号発生部５においての傾き値、オフセット値、クリップ値とは独立に可変設定することも可能である。
【００２２】
図５は白側振幅制御信号発生部６の入出力特性を説明する図である。白側振幅制御信号発生部６において、入力輝度レベル（周辺輝度信号のレベル）をｘ、傾き乗算部１１に設定されている傾き値をａ（＞０）、オフセット減算部１２に設定されているオフセット値をｂ（＞０）、クリップ部１３に設定されているクリップ値をｃ（＞０）、白側振幅制御信号発生部６の出力レベル（白側振幅制御信号のレベル）をｙ２とすると、ｙ２は以下の式で表される。
0004463400.tif 000004
【００２３】
輝度適応振幅制御部７は、白側振幅制御信号発生部６から入力された白側振幅制御信号に応じて、係数乗算部３から入力された輪郭信号の白側成分（正の成分）の振幅を抑圧するとともに、黒側振幅制御信号発生部５から入力された黒側振幅制御信号に応じて、上記輪郭信号の黒側成分（負の成分）の振幅を抑圧し、この周辺の輝度レベルに応じて振幅を制御した輪郭信号を加算部９に出力する。上記周辺の輝度レベルに応じた輪郭信号の振幅制御は、輝度レベルの高い明るい部分の輪郭を強調するときには、輪郭信号の白側成分のみを抑圧し、逆に輝度レベルが低い暗い部分の輪郭を強調するときには、輪郭信号の黒側成分のみを抑圧するような動作となる。輝度レベルが高い部分の輪郭を強調するときの黒側成分および輝度レベルの低い部分の輪郭を強調するときの白側成分は抑圧されないため、輝度レベルが高い部分および低い部分の輪郭を強調するときに、輪郭強調効果が極端に抑えられることはなく、適切な輪郭強調効果を得ることができる。
【００２４】
図６は輝度適応振幅制御部７のブロック図である。図６において、輝度適応振幅制御部７は、符号判定部１５と、セレクタ部１６と、正規化部１７と、振幅制御信号乗算部１８とを有する。係数乗算部３から輝度適応振幅制御部７に入力される輪郭信号は、正負の値をとる交流信号である。符号判定部１５は、上記入力された輪郭信号の符号を判定し、その判定結果をセレクタ部１６に通知する。セレクタ部１６は、上記の判定結果に従って、輪郭信号が正のときには白側振幅制御信号を、輪郭信号が負のときには黒側振幅制御信号を、振幅制御信号として選択する。正規化部１７は、セレクタ部１６で選択された振幅制御信号を０から１までの値に正規化し、この正規化した振幅制御信号を振幅制御信号乗算部１８に出力する。具体的には、正規化部１７は、振幅制御信号（白側振幅制御信号または黒側振幅制御信号）を生成するクリップ部１３（図２および図４参照）のクリップ値で上記の振幅制御信号を除算することで、振幅制御信号を正規化する。振幅制御信号乗算部１８は、入力された輪郭信号に正規化された振幅制御信号を乗算し、加算部９に出力する。
【００２５】
輝度適応振幅制御部７において、輪郭信号の白側成分は、周辺輝度信号のレベルｘ（図５参照）がｂ／ａ（第１のレベル）よりも高かったときには抑圧され、周辺輝度信号のレベルｘがｂ／ａ以下だったときには正規化された白側振幅制御信号の値が１となるので抑圧されない。また、白側成分が抑圧される場合において、ｘ≧（ｂ＋ｃ）／ａ（第２のレベル）のときには、白側振幅制御信号のレベルｙ２＝０となるので輪郭信号の白側成分は０となる。このとき、黒側振幅制御信号のレベルｙ１＝ｃ（図３参照）となり、正規化された黒側振幅制御信号の値は１となるので輪郭信号の黒側成分は抑圧されない。
【００２６】
また、輝度適応振幅制御部７において、輪郭信号の黒側成分は、周辺輝度信号のレベルｘ（図３参照）が（ｂ＋ｃ）／ａ（第２のレベル）よりも低かったときには抑圧され、周辺輝度信号のレベルｘが（ｂ＋ｃ）／ａ以上だったときには正規化された黒側振幅制御信号の値が１となるので抑圧されない。また、黒側成分が抑圧される場合において、ｘ≦ｂ／ａ（第１のレベル）のときには、黒側振幅制御信号のレベルｙ１＝０となるので、輪郭信号の黒側成分は０となる。このとき、白側振幅制御信号のレベルｙ２＝ｃ（図５参照）となり、正規化された白側振幅制御信号の値は１となるので輪郭信号の白側成分は抑圧されない。
【００２７】
従って、ｘ≦ｂ／ａ（第１のレベル）では、輪郭信号の黒側成分は抑圧されて０となり、白側成分は抑圧されず、ｂ／ａ（第１のレベル）＜ｘ＜（ｂ＋ｃ）／ａ（第２のレベル）では、輪郭信号の白側成分および黒側成分は周辺輝度信号のレベルｘに応じて抑圧され、ｘ≧（ｂ＋ｃ）／ａ（第２のレベル）では、輪郭信号の白側成分は抑圧されて０となり、黒側成分は抑圧されない。
【００２８】
このように、輪郭の周辺の輝度レベルが高い明るい部分では（周辺輝度信号のレベルｘが上記第２のレベルに近いときには）、正規化された白側振幅制御信号の値は０に近い値になり、正規化された黒側振幅制御信号の値は１に近い値になるので、輪郭信号の白側成分のみが抑圧されて黒側成分は抑圧されず、従って映像輝度信号の白側シュートのみが抑圧されて黒側シュートは抑圧されない。このため、輪郭の周辺の輝度レベルが高い場合に従来問題になっていたブルーミングによるフォーカス劣化を防ぎ、かつ適切な輪郭強調効果を得ることができる。
【００２９】
また、輪郭の周辺の輝度レベルが低い暗い部分では（周辺輝度信号のレベルｘが上記第１のレベルに近いときには）、正規化された黒側振幅制御信号の値は０に近い値になり、正規化された白側振幅制御信号の値は１に近い値になるので、輪郭信号の黒側成分のみが抑制されて黒側成分は抑制されず、従って映像輝度信号の黒側シュートのみが抑圧されて白側シュートは抑制されない。このため、輪郭の周辺の輝度レベルが低い場合に従来問題となっていた画像にきつい隈が発生することによる画質劣化を防ぎ、かつ適切な輪郭強調効果を得ることができる。
【００３０】
遅延調整部８は、入力されたもとの映像輝度信号を、輪郭信号の抽出および振幅制御などにかかる時間だけ遅延させ、加算部９に出力する。水平エンハンサの場合には、輪郭抽出フィルタ２は水平方向のフィルタであり、輪郭信号の遅延は水平方向に生じるため、遅延調整部８は、映像輝度信号を水平方向に遅延させる。また、垂直エンハンサの場合には、輪郭抽出フィルタ部２はラインメモリなどを用いた垂直方向のフィルタであり、輪郭信号の遅延は垂直方向に生じるため、遅延調整部８は、ラインメモリなどを用いて構成され、映像輝度信号を垂直方向に遅延させる。
【００３１】
以上のように実施の形態１によれば、低域抽出フィルタ部４、黒側振幅制御信号発生部５、白側振幅制御信号発生部６、および輝度適応振幅制御部７を設け、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが高い場合には輪郭信号の白側成分の振幅のみを抑圧し、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが低い場合には輪郭信号の黒側成分の振幅のみを抑圧するようにしたので、輪郭の周辺の輝度レベルが高い場合および低い場合に従来生じていた画質劣化を防ぎ、かつ適切な輪郭強調効果を得ることができる。
【００３２】
なお、上記実施の形態１では、輪郭抽出フィルタ部２を１つしか設けていないが、互いに異なる周波数の輪郭信号を抽出する複数の輪郭抽出フィルタ部を設ければ、映像輝度信号に含まれている異なる周波数の複数の輪郭成分を強調する輝度信号エンハンサを構成することが可能である。さらには、上記複数の輪郭抽出フィルタ部を、水平方向の輪郭信号（以下、水平輪郭信号と称する）を抽出する水平輪郭抽出フィルタ部、および垂直方向の輪郭信号（以下、垂直輪郭信号と称する）を抽出する垂直輪郭抽出フィルタ部で構成すれば、水平方向および垂直方向の２次元の輝度信号エンハンサを構成することも可能である。これらの輝度信号エンハンサでは、抽出された複数の輪郭強調成分を最終的に１つの輪郭信号に合成し、この合成した輪郭信号を輪郭強調信号としてもとの映像輝度信号に加算する構成とし、輝度適応振幅制御部７は、もとの映像輝度信号に加算する直前の合成された輪郭信号の振幅を制御するものとする。上記の合成は、輪郭信号に係数を乗算する処理、複数の輪郭信号を加算する処理、複数の輪郭信号からいずれか１つを選択する処理などである。
【００３３】
実施の形態２．
図７は本発明の実施の形態２の輝度信号エンハンサのブロック図である。図７において、図１と同じものには同じ符号を付してあり、１９は輪郭信号の過大な振幅を抑圧する交流振幅制御部である。実施の形態２の輝度信号エンハンサは、上記実施の形態１の輝度信号エンハンサにおいて、交流振幅制御部１９を設けたものであり、係数乗算部３から出力された輪郭信号の過大な振幅を交流振幅制御部１９で制御してから輝度適応振幅制御部７に入力することを除き、上記実施の形態１の輝度信号エンハンサと同じである。以下に交流振幅制御部１９の動作のみを説明する。
【００３４】
交流振幅制御部１９は、係数乗算部３から入力された輪郭信号を非線形変換して、上記輪郭信号の振幅が所定値よりも大きいときにのみ上記輪郭信号の振幅を抑圧し、この過大振幅を抑圧した輪郭信号を輝度適応振幅制御部７に出力する。なお、交流振幅制御部１９は、上記輪郭信号の振幅が上記所定値以下のときには、上記輪郭信号を抑圧せずに、そのままスルーで輝度適応振幅制御部７に出力する。
【００３５】
図８は交流振幅制御部１９のブロック図である。図８において、交流振幅制御部１９は、傾き乗算部２０と、オフセット加減算部２１と、最小値選択部２２とを有する。傾き乗算部２０は、係数乗算部３から入力された輪郭信号に、１以下の正の値を持つ傾き値を乗算し、オフセット加減算部２１に出力する。オフセット加減算部２１は、正の輪郭信号が入力されたときには、この輪郭信号に正の値を持つオフセット値を加算し、負の輪郭信号が入力されたときには、この輪郭信号から上記オフセット値を減算し、最小値選択部２２に出力する。上記の傾き値およびオフセット値は、それぞれ可変設定が可能である。最小値選択部２２は、オフセット加減算部２１から入力された輪郭信号と、係数乗算部３から入力された輪郭信号の内、振幅の小さいほうの輪郭信号を輝度適応振幅制御部７に出力する。最小値選択部２２に同時に入力される２つの輪郭信号の符号は常に同じである。例えば、値が「−１」の輪郭信号および値が「−２」の輪郭信号が、最小値選択部２２に入力されたときに出力されるのは、値が「−１」の輪郭信号である。
【００３６】
図９は交流振幅制御部１９の入出力特性を説明する図である。図９のように、交流振幅制御部１９において、入力された輪郭信号の振幅値がｄ以下のときには、出力される輪郭信号の振幅値は入力された輪郭信号と同じであるが、入力された輪郭信号の振幅値がｄよりも大きいときには、出力される輪郭信号の振幅値は入力された輪郭信号よりも小さな値になる。
【００３７】
輪郭の輝度レベルの差が大きい場合には、その輪郭の輪郭信号の振幅は過大になるが、このような輪郭信号の過大な振幅は、交流振幅制御部１９によって抑圧され、この過大な振幅を抑圧された輪郭信号が輝度適応振幅制御部７に入力されるので、輪郭の輝度レベルの差が大きい場合に従来問題となっていた過大なシュートの発生による画質劣化を防ぎ、自然な輪郭強調効果を得ることができる。
【００３８】
以上のように実施の形態２によれば、上記実施の形態１と同じように輪郭の周辺の輝度レベルが高い場合および低い場合に従来生じていた画質劣化を抑えて適切な輪郭強調効果を得ることができるとともに、交流振幅制御部１８を設け、輪郭信号の過大な振幅を抑圧するようにしたので、従来生じていた過大なシュートによる画質劣化を防ぎ、自然な輪郭強調効果を得ることができる。
【００３９】
実施の形態３．
上記実施の形態２では、輪郭抽出フィルタ部２を１つしか設けていないが、互いに異なる周波数の輪郭信号を抽出する複数の輪郭抽出フィルタ部を設ければ、映像輝度信号に含まれている異なる周波数の複数の輪郭成分を強調する輝度信号エンハンサを構成することが可能である。さらには、上記複数の輪郭抽出フィルタ部を、水平輪郭信号を抽出する水平輪郭抽出フィルタ部、および垂直輪郭信号を抽出する垂直輪郭抽出フィルタ部で構成すれば、水平方向および垂直方向の２次元の輝度信号エンハンサを構成することも可能である。これらの輝度信号エンハンサでは、抽出された複数の輪郭信号を最終的に１つの輪郭信号に合成し、この合成した輪郭信号を輪郭強調信号としてもとの映像輝度信号に加算する構成とし、輝度適応振幅制御部７は、もとの映像輝度信号に加算する直前の合成された輪郭信号の振幅を制御するものとする。上記の合成は、輪郭信号に係数を乗算する処理、複数の輪郭信号を加算する処理、複数の輪郭信号からいずれか１つを選択する処理などである。
【００４０】
複数の輪郭信号を抽出する水平方向または垂直方向の１次元の輝度信号エンハンサでは、複数の輪郭信号を１つの輪郭信号に合成し、合成された輪郭信号の過大な振幅を交流振幅制御部１９によって抑圧し、この過大な振幅を抑圧された輪郭信号を輝度適応振幅制御部７に入力する構成とする。
【００４１】
また、上記２次元の輝度信号エンハンサでは、水平輪郭信号生成部および垂直輪郭信号生成部のそれぞれについて交流振幅制御部を設け、交流振幅制御部によって過大な振幅を抑圧された水平輪郭信号および垂直輪郭信号のいずれかを選択し、選択した輪郭信号を輝度適応振幅制御部７に入力する構成とする。上記の水平輪郭信号生成部は、映像輝度信号から１つまたは周波数の異なる複数の水平輪郭信号を抽出し、この水平輪郭信号生成部について設けられた交流振幅制御部に入力する１つの水平輪郭信号を生成する。また、上記垂直輪郭信号生成部は、映像輝度信号から１つまたは周波数の異なる複数の垂直輪郭信号を抽出し、この垂直輪郭信号生成部について設けられた交流振幅制御部に入力する１つの垂直輪郭信号を生成する。この実施の形態３では、２次元の輝度信号エンハンサの具体例について説明する。
【００４２】
図１０は本発明の実施の形態３の輝度信号エンハンサのブロック図である。図１０において、図７と同じものには同じ符号を付してあり、２ｈ−１は第１の周波数の水平輪郭信号を抽出する水平輪郭抽出フィルタ部、２ｈ−２は第２の周波数の水平輪郭信号を抽出する水平輪郭抽出フィルタ部、２ｖ−１は第３の周波数の垂直輪郭信号を抽出する垂直輪郭抽出フィルタ部、２ｖ−２は第４の周波数の垂直輪郭信号を抽出する垂直輪郭抽出フィルタ部、３ｈ−１は第１の周波数の水平輪郭信号に係数を乗算する係数乗算部、３ｈ−２は第２の周波数の水平輪郭信号に係数を乗算する係数乗算部、３ｖ−１は第３の周波数の垂直輪郭信号に係数を乗算する係数乗算部、３ｖ−２は第４の周波数の垂直輪郭信号に係数を乗算する係数乗算部、９ｈは水平輪郭信号を加算する加算部、９ｖは垂直輪郭信号を加算する加算部、１９ｈは水平輪郭信号の過大な振幅を抑圧する交流振幅制御部、１９ｖは垂直輪郭信号の過大な振幅を抑圧する交流振幅制御部、２３は水平輪郭信号と垂直輪郭信号のいずれか振幅の大きいほうを選択する最大値選択部である。
【００４３】
図１０のように、実施の形態３の輝度信号エンハンサは、入力端子１と、水平輪郭抽出フィルタ部２ｈ−１，２ｈ−２と、垂直輪郭抽出フィルタ部２ｖ−１，２ｖ−２と、係数乗算部３ｈ−１，３ｈ−２，３ｖ−１，３ｖ−２と、低域抽出フィルタ部４と、黒側振幅制御信号発生部５と、白側振幅制御信号発生部６と、輝度適応振幅制御部７と、遅延調整部８と、加算部９，９ｈ，９ｖと、出力端子１０と、交流振幅制御部１９ｈ，１９ｖとを備えている。水平輪郭抽出フィルタ部２ｈ−１，２ｈ−２および垂直輪郭抽出フィルタ部２ｖ−１，２ｖ−２は、いずれも上記実施の形態２の輪郭抽出フィルタ部２と同じ帯域通過型フィルタであり、垂直輪郭抽出フィルタ部２ｖ−１，２ｖ−２は、ラインメモリを用いて構成されている。また、係数乗算部３ｈ−１，３ｈ−２，３ｖ−１，３ｖ−２の基本構成は、上記実施の形態２の係数乗算部３と同じである。輪郭抽出フィルタ部ごとに係数乗算部を設けることにより、抽出されたそれぞれの輪郭強調成分に独立の係数を乗算できる構成となっている。また、交流振幅制御部１９ｈ，１９ｖの基本構成は、上記実施の形態２の交流振幅制御部１９と同じである。
【００４４】
この実施の形態３の輝度信号エンハンサは、映像輝度信号に含まれる第１および第２の周波数の水平輪郭成分、または映像輝度信号に含まれる第３および第４の周波数の垂直輪郭成分を強調する２次元の輝度信号エンハンサを構成している。実施の形態３の輝度信号エンハンサにおいて、水平輪郭抽出フィルタ部２ｈ−１，２ｈ−２と、係数乗算部３ｈ−１，３ｈ−２と、加算部９ｈと、交流振幅制御部１９ｈとは、上記の水平輪郭信号生成部を構成している。また、垂直輪郭抽出フィルタ部２ｖ−１，２ｖ−２と、係数乗算部３ｖ−１，３ｖ−２と、加算部９ｖと、交流振幅制御部１９ｖとは、上記の垂直輪郭信号生成部を構成している。
【００４５】
次に、実施の形態３の輝度信号エンハンサの動作について説明する。加算部９ｈは、水平輪郭抽出フィルタ部２ｈ−１で抽出され、係数乗算部３ｈ−１で係数を乗算された第１の周波数の水平輪郭信号と、水平輪郭抽出フィルタ部２ｈ−２で抽出され、係数乗算部３ｈ−２で係数を乗算された第２の周波数の水平輪郭信号とを加算し、交流振幅制御部１９ｈに出力する。また、加算部９ｈは、垂直輪郭抽出フィルタ部２ｖ−１で抽出され、係数乗算部３ｖ−１で係数を乗算された第３の周波数の垂直輪郭信号と、垂直輪郭抽出フィルタ部２ｖ−２で抽出され、係数乗算部３ｖ−２で係数を乗算された第４の周波数の水平輪郭信号とを加算し、交流振幅制御部１９ｖに出力する。
【００４６】
交流振幅制御部１９ｈは、入力された水平輪郭信号の過大な振幅を、上記実施の形態２の交流振幅制御部１９と同じようにして抑圧し、最大値選択部２３に出力する。また、交流振幅制御部１９ｖは、入力された垂直輪郭信号の過大な振幅を、上記実施の形態２の交流振幅制御部１９と同じようにして抑圧し、最大値選択部２３に出力する。
【００４７】
最大値選択部２３は、交流振幅制御部１９ｈから入力された水平輪郭信号と、交流振幅制御部１９ｖから入力された垂直輪郭信号の内、振幅が大きいほうの輪郭信号を選択し、輝度適応振幅制御部７に出力する。水平輪郭信号と垂直輪郭信号のいずれか振幅の大きいほうを選択する理由は、水平輪郭信号および垂直輪郭信号を含む輪郭強調信号によって斜め方向の輪郭が過度に強調され、不自然な画像になってしまうのを防ぐためである。
【００４８】
最大値選択部２３から輝度適応振幅制御部７に入力された輪郭信号は、輝度適応振幅制御部７によって上記実施の形態２と同じようにして輪郭の周辺の輝度レベルに適応した振幅制御がなされ、加算部９によって輪郭強調信号としてもとの映像輝度信号の加算される。
【００４９】
以上のように実施の形態３によれば、輪郭の周辺の輝度レベルが高い場合および低い場合、ならびに輪郭の輝度レベルの差が大きい場合においても、画質劣化を抑えて適切な画像強調効果を得られる２次元の輝度信号エンハンサを実現できる。
【００５０】
なお、上記実施の形態３では、水平輪郭抽出フィルタ部および垂直輪郭抽出フィルタ部をそれぞれ２個ずつ設けたが、互いに異なる周波数の水平輪郭信号を抽出する水平輪郭抽出フィルタ部を３個以上設けること、および互いに異なる周波数の垂直輪郭信号を抽出する垂直輪郭抽出フィルタ部を３個以上設けることも可能である。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載の輝度信号エンハンサによれば、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが高い場合には輪郭信号の正の成分の振幅のみを抑圧し、強調する輪郭の周辺の輝度レベルが低い場合には輪郭信号の負の成分の振幅のみを抑圧するようにしたので、輪郭の周辺の輝度レベルが高い場合および低い場合においても、画質劣化を抑えて適切な輪郭強調効果を得ることができるという効果がある。
【００５２】
また、請求項２記載の輝度信号エンハンサによれば、輪郭信号の過大な振幅を抑圧するようにしたので、輪郭の輝度レベルの差が大きい場合においても、過大なシュートによる画質劣化を抑えて自然な輪郭強調効果を得ることができるという効果がある。
【００５３】
また、請求項３記載の輝度信号エンハンサによれば、輪郭の周辺の輝度レベルが高い場合および低い場合、ならびに輪郭の輝度レベルの差が大きい場合においても、画質劣化を抑えて適切な画像強調効果を得られる２次元の輝度信号エンハンサを実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態１の輝度信号エンハンサのブロック図である。
【図２】  本発明の実施の形態１〜３の輝度信号エンハンサにおける黒側振幅制御信号発生部のブロック図である。
【図３】  本発明の実施の形態１〜３の輝度信号エンハンサにおける黒側振幅制御信号発生部の入出力特性を説明する図である。
【図４】  本発明の実施の形態１〜３の輝度信号エンハンサにおける白側振幅制御信号発生部のブロック図である。
【図５】  本発明の実施の形態１〜３の輝度信号エンハンサにおける白側振幅制御信号発生部の入出力特性を説明する図である。
【図６】  本発明の実施の形態１〜３の輝度信号エンハンサにおける輝度適応振幅制御部のブロック図である。
【図７】  本発明の実施の形態２の輝度信号エンハンサのブロック図である。
【図８】  本発明の実施の形態２，３の輝度信号エンハンサにおける交流振幅制御部のブロック図である。
【図９】  本発明の実施の形態２，３の輝度信号エンハンサにおける交流振幅制御部の入出力特性を説明する図である。
【図１０】  本発明の実施の形態３の輝度信号エンハンサのブロック図である。
【図１１】  従来の輝度信号エンハンサのブロック図である。
【図１２】  従来の輝度信号エンハンサにおいて抽出された輪郭信号および輪郭強調された映像輝度信号を説明する図である。
【符号の説明】
１  入力端子、  ２  輪郭抽出フィルタ部、  ２ｈ−１，２ｈ−２  水平輪郭抽出フィルタ部、  ２ｖ−１，２ｖ−２  垂直輪郭抽出フィルタ部、  ３，３ｈ−１，３ｈ−２，３ｖ−１，３ｖ−２  係数乗算部、  ４  低域抽出フィルタ部、  ５  黒側振幅制御信号発生部、  ６  白側振幅制御信号発生部、  ７  輝度適応振幅制御部、  ８  遅延調整部、  ９，９ｈ，９ｖ  加算部、  １０  出力端子、  １９，１９ｈ，１９ｖ  交流振幅制御部。
【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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【図１２】
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