JP4044365B2 - Video signal contour correction device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン受信機などで利用される映像信号の部分の立ち上がりまたは立ち下がりをより急峻にすることにより映像の輪郭をより明確に補正する輪郭補正装置に関し、より詳述すれば、映像信号の状態に応じて急峻化方法を変化させて元の映像の特徴を損なうことの無い輪郭補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、映像の輪郭部分をより鮮明にするために、同映像に対応する輪郭成分の立ち上がりまたは立ち下がりを吸収にする輪郭補正手法および輪郭補正装置が様々に実用化されている。
図17に、そのような従来の輪郭補正装置の典型例として特公平7−57009号公報に開示されている映像信号の輪郭を補正する輪郭補正装置を示す。同図に示すように、輪郭補正装置OEcは、遅延回路1、引算回路2、遅延回路3、最小値回路4、遅延回路5、引算回路6、遅延回路7、最小値回路8、遅延回路9、および引算回路10を含む。
【0003】
遅延回路1は外部の映像信号源(図示せず)に接続されて、入力される映像信号aを第1の所定時間P1だけ遅延させて、遅延入力映像信号bを生成する。引算回路2は、正側の入力ポートが前述の映像信号源に接続されて映像信号aが入力され、負側の入力ポートは遅延回路1に接続されて遅延入力映像信号bが入力される。そして、映像信号aから遅延入力映像信号bを引算して、1次微分信号cを生成する。
【0004】
遅延回路3は、引算回路2に接続されて、1次微分信号cが入力される。遅延回路3はさらに、入力された1次微分信号cを第2の所定時間P2だけ遅延させて、遅延1次微分信号dを生成する。
【0005】
最小値回路4は、引算回路2および遅延回路3に接続されて、それぞれ1次微分信号cと遅延1次微分信号dとが入力される。そして、最小値回路4は、入力された1次微分信号cと遅延1次微分信号dとの最小値を取り出して、最小値1次微分信号eを生成する。
【0006】
遅延回路5および遅延回路7は共に最小値回路に接続されて、最小値1次微分信号eが入力される。そして、入力された最小値1次微分信号eは、遅延回路5によって、第3の所定時間P3だけ遅延されて、第1の遅延最小値1次微分信号fが生成される。同様に、最小値1次微分信号eは、遅延回路7によって第4の所定時間P4だけ遅延されて、第2の遅延最小値1次微分信号hが生成される。
【0007】
引算回路6は、正側の入力ポートが最小値回路4に接続されて最小値1次微分信号eが入力され、負側の入力ポートが遅延回路5に接続されて第1の遅延最小値1次微分信号fが入力される。引算回路6は、入力された最小値1次微分信号eから第1の遅延最小値1次微分信号fを引算し、2次微分信号gを生成する。
【0008】
最小値回路8は、引算回路6および遅延回路7に接続されて、それぞれ、2次微分信号gと第2の遅延最小値1次微分信号hが入力される。最小値回路8は、入力された2次微分信号gと第2の遅延最小値1次微分信号hとの最小値を取り出し、補正信号iを生成する。
【0009】
遅延回路9は、上述の映像信号源に接続されて、映像信号aが入力される。そして、遅延回路9は、入力された映像信号aを第5の所定時間P5だけ遅延させて、遅延入力映像信号jを生成する。
【0010】
引算回路10は、その正側入力ポートが遅延回路9に接続されて遅延入力映像信号jが入力され、負側入力ポートが最小値回路8に接続されて補正信号iが入力される。引算回路10は、入力された遅延入力映像信号jから補正信号iを引算して、出力映像信号kを得る。
【0011】
次に、図18を参照して、上述の如く構成された輪郭補正装置OEcの映像信号の輪郭補正動作について詳しく説明する。先ず、入力映像信号aを遅延回路1で遅延させ、遅延映像入力信号bを得る。この遅延映像入力信号bを入力映像信号aから引算回路2で引算して、1次微分信号cを得る。次に、遅延回路3により、この1次微分信号cを、遅延回路1と同様に第1の所定時間だけ遅延させて、遅延1次微分信号dを得る。
【0012】
そして、最小値回路4が、1次微分信号cと遅延1次微分信号dの絶対値の小さい方を選択して、最小値1次微分信号eとして出力する。ただし、1次微分信号cと遅延1次微分信号dの符号が異なっていれば、0を最小値1次微分信号eとして出力する。この最小値1次微分信号eは、必ず入力映像信号aの輪郭部分の立ち上がりまたは立ち下がりの時間と同じ幅をもつ。
【0013】
次に、最小値1次微分信号eを、遅延回路5および遅延回路7により、最小値1次微分信号eを、それぞれ、第3の所定時間P3および第4の所定時間P4だけ遅延させて第1の遅延最小値1次微分信号fおよび第2の遅延最小値1次微分信号hを得る。なお、第4の所定時間P4は第3の所定時間P3の1/2である(P4=P3/2)。
【0014】
次に、引算回路6は、最小値1次微分信号eから第1の遅延最小値1次微分信号fを引算して、2次微分信号gを得る。最小値回路8で2次微分信号gと第2の遅延最小値1次微分信号hの絶対値の小さい方を選択して、補正信号iを得る。ただし、符号は2次微分信号gと同じ符号を用いる。
次に、引算回路10は、遅延入力映像信号jから補正信号iを引くことにより、出力映像信号kを得る。なお、遅延入力映像信号jは、映像信号aを上述の演算処理にかかった時間(第5の所定時間P5)だけ遅延させ信号である。結果、出力映像信号kは、必ず入力映像信号aの輪郭部分の立ち上がり、または立ち下がりの時間と同じ幅をもつので、プリシュ−ト、オ−バ−シュ−トなしに輪郭補正が行える。
【0015】
このように、輪郭補正装置OEcにおいては、最小値1次微分信号eと第2の遅延最小値1次微分信号hは同期がとられ、第4の所定時間P4は第3の所定時間P3の半分に設定されると共に、第1の所定時間P1、第2の所定時間P2、第3の所定時間P3、第4の所定時間P4、および第5の所定時間P5は、輪郭補正装置OEcに応じて適宜設定して、映像信号aの輪郭部分の立ち上がりまたは立ち下がりの期間内に収まる補正信号iがえられる。そして、この補正信号iで映像信号aを引算することで、プリシュ−ト、オ−バ−シュ−トなしに、入力信号より急峻で幅の狭い輪郭を有する出力映像信号kを得ることができる。
【0016】
図19に、輪郭補正装置OEcにおける映像信号aと出力映像信号kと好ましい関係の一例を示す。同図において、実線は入力される映像信号aを示し、一点鎖線は輪郭補正装置OEcにおいて輪郭補正された出力映像信号kを示す。同例においては、出力映像信号kの立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの傾きは、映像信号aのそれぞれより大きい。つまり、出力映像信号kは映像信号aに比べて、輪郭が明確になるように補正されている。このように、輪郭補正装置OEcにおいては、映像信号aが所定の振幅以上で濃淡や強度が変化するいわゆる輪郭信号の場合には効果的に補正できる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図16に示す好ましい一例は、映像信号aの輪郭部分の傾きが所定値以上で所定期間以内である場合に限られる。映像信号aの輪郭部分の傾きが所定値以下(特に傾きが変化する)で且つ所定期間以上におよぶグラデーション信号の場合や、映像信号aが特定の法則にしたがう波形信号の場合には、輪郭補正装置OEcにおいては図19に示すような好ましい結果は得られない。
【0018】
以下に図20および図21を参照して、そのような場合について説明する。なお、視認性のために、図20および図21に、図19において、円Venで囲まれた立ち下がりエッジ部に相当する部分を示す。なお、これらの図面においても、実線は映像信号aは実線で示し、一点鎖線は出力映像信号kを示す。
【0019】
先ず図20に、映像信号aが小さな振幅で単調増加・減少するようなグラデーション信号である場合の映像信号aと出力映像信号kの一例を示す。輪郭補正装置OEcにおいては、小さな振幅で単調に増加或いは減少するようなグラデーション信号に対しても、所定振幅以上で急激に変化する輪郭信号に対するのと同様の同様の輪郭補正が行われる。そのため、同図において円Lpで囲まれている部分のように、グラデーション信号で映像信号aが周囲の比べて若干大きめの振幅で変化すれば、輪郭補正装置OEcにおいては、輪郭補正のために、出力映像信号kの傾きが急激に変化する。しかしながら、本来単調に変化するグラデーション信号におけるこのような輪郭補正は好ましく無いことは、グラデーション信号が人の肌のような場合を想定してみれば明らかである。
【0020】
次に、図21に、たとえば、映像信号aが連続する増加部および減少部から構成される山Poを1つ有する場合、出力映像信号kでは、同Poに対して2つの山PmおよびPeを有する。このように出力映像信号kでは映像信号aに比べて余分な山Pmができており、明らかに映像信号aの特徴が崩れている。
よって、本発明は、上述のようにグラデーション信号や輪郭部の近接にピークを有する波形信号に対して正しく輪郭補正できないという輪郭補正装置OEcに固有の問題を解決する輪郭補正装置を提供すると共に、明確に定められて第1の所定時間P1、第2の所定時間P2、第3の所定時間P3、第4の所定時間P4、および第5の所定時間P5の最適値を明らかにすることを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明は、上記のような目的を達成するために、以下に述べるような特徴を有している。
第1の発明は、入力映像信号を画素に対応する単位期間で処理して、入力信号の輪郭成分を強調する輪郭補正装置であって、
入力映像信号を単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延入力映像信号を生成する第1の遅延器と、
入力映像信号から第1の遅延入力映像信号を引算して、第1の1次微分信号を生成する第1の引算器と、
第1の1次微分信号を単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延1次微分信号を生成する第2の遅延器と、
第1の1次微分信号と2T遅延1次微分信号の内で小さい方を選択して最小値1次微分信号を生成する最小絶対値演算器と、
最小値1次微分信号を単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延最小値1次微分信号を生成する第3の遅延器と、
最小値1次微分信号Seから第1の遅延最小値1次微分信号を引算して2次微分信号を生成する第2の引算器と、
最小値1次微分信号を単位期間だけ遅延させて1T遅延最小値1次微分信号を生成する第4の遅延器と、
2次微分信号と1T遅延最小値1次微分信号の小さい方を選択して第1の補正信号を生成する第2の最小値器と、
第1の補正信号を2T遅延1次微分信号とを所定の関数に基づいて演算して第2の補正信号を生成する演算器と、
入力映像信号を単位期間の3倍だけ遅延させて3T遅延入力映像信号遅延する第5の遅延器と、
3T遅延入力映像信号から第2の補正信号を引算して、輪郭補正された映像信号を生成する第3の引算器を備える。
【0022】
上述のように、第1の発明においては、単調増加または単調減少している部分の信号波形を急峻にすることにより、映像信号の輪郭を補正し、さらに映像信号の傾きによって補正値を適応的に変化させ、元の映像の特徴を崩さずに輪郭補正できる。
【0023】
第2の発明は、入力映像信号を画素に対応する単位期間で処理して、入力信号の輪郭成分を強調する輪郭補正装置であって、
入力映像信号を単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延入力映像信号を生成する第1の遅延器と、
入力映像信号から第1の遅延入力映像信号を引算して、第1の1次微分信号を生成する第1の引算器と、
第1の1次微分信号を単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延1次微分信号を生成する第2の遅延器と、
第1の1次微分信号と2T遅延1次微分信号の内で小さい方を選択して最小値1次微分信号を生成する最小絶対値演算器と、
最小値1次微分信号を単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延最小値1次微分信号を生成する第4の遅延器と、
最小値1次微分信号Seから第1の遅延最小値1次微分信号を引算して2次微分信号を生成する第2の引算器と、
最小値1次微分信号を単位期間だけ遅延させて1T遅延最小値1次微分信号を生成する第5の遅延器と、
入力映像信号を単位期間だけ遅延して1T遅延入力映像信号を生成する第6の遅延器と、
入力映像信号から1T遅延入力映像信号を引算して、第2の1次微分信号を生成する第3の引算器と、
第2の1次微分信号を単位期間の3倍だけ遅延して3T遅延入力映像信号を生成する第7の遅延器と、
2次微分信号と、1T遅延最小値1次微分信号と第2の遅延1次微分信号の内で最小のものを選択して第1の補正信号を生成する第2の最小値器と、
3T遅延入力映像信号から第1の補正信号を引算して、輪郭補正された映像信号を生成する第4の引算器を備える。
【0024】
上述のように、第2の発明においては、単調増加または単調減少している部分の信号波形を急峻にすることにより、映像信号の輪郭を補正し、元の映像の特徴に対して大きく変形することを抑制しながら、元の映像の特徴を崩さずに輪郭補正できる。
【0025】
第3の発明は、第2の発明において、第2の1次微分信号を単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延1次微分信号を生成する第8の遅延器をさらに備え、
第2の第2の最小値器は、2次微分信号、1T遅延最小値1次微分信号、第2の遅延1次微分信号、および2T遅延1次微分信号の内で最小のものを選択して第1の補正信号を生成することを特徴とする。
【0026】
上述のように、第3の発明においては、第2の局面におけるのと同様の効果を有する。
【0027】
第4の発明は、第2の発明および第3の発明の何れかにおいて、第1の補正信号を2T遅延1次微分信号とを所定の関数に基づいて演算して第2の補正信号を生成する演算器をさらに備え、
第4の引算器は、3T遅延入力映像信号から第2の補正信号を引算して、輪郭補正された映像信号を生成する第3の引算器を備える。
上述のように、本発明の第4の局面においては、単調増加または単調減少している部分の信号波形を急峻にすることにより、映像信号の輪郭を補正し、さらに映像信号の傾きによって補正値を適応的に変化させ、元の映像に対して大きく変形することを抑制しながら、元の映像の特徴を崩さずに輪郭補正できる。
【0028】
第5の発明は、第1の発明および第4の発明の何れかにおいて、演算器は、入力映像信号の階調に応じて、予め定められた関数に基づいて演算することを特徴とする。
【0029】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、具体的に説明する前に、本実施の形態にかかる輪郭補正装置の基本的な概念について先ず説明する。本実施の形態にかかる輪郭補正装置OEp1は、図20を参照して説明した輪郭補正装置OEcにおけるグラデーション信号の輪郭補正の問題の解決するものである。
【0030】
上述のように、輪郭補正装置OEcにおいては、入力された映像信号aを第5の所定時間P5だけ遅延させた遅延入力映像信号jから、補正信号iを減算して出力映像信号kを生成しているため、映像信号aが、その階調が全体的にはなだらかに変化するグラデーション信号である場合に、周囲より階調差が大きい部分が過剰に輪郭補正(急峻化)がされて、本来輪郭が無い部分に輪郭が生じてしまう。これを防止するために、本実施の形態においては、階調差ではなく階調の変化の度合い応じて輪郭補正量を調整するものである。
【0031】
(第1の実施の形態)
図1を参照して本発明の第1の実施の形態にかかる輪郭補正装置について説明する。同図に示すように輪郭補正装置OEp1は、2T遅延器101、引算器102、2T遅延器103、最小絶対値演算器104、2T遅延器105、引算器106、1T遅延器107、最小絶対値選択器108、3T遅延器109、引算器110、2T遅延器111、および演算器112を含む。
【0032】
2T遅延器101は外部の映像信号源(図示せず)に接続されて、入力されるアナログまたはデジタルの入力映像信号Saを2T期間だけ遅延させて、2T遅延入力映像信号Sbを生成する。なお、この2T期間におけるT期間とは、入力映像信号Saが表現する1画素に対応する期間GPのN倍(Nは自然数)を言う。つまり、T=N・GPと表すことが出来る。このように、T期間とは任意の数Nの画素に対応する期間である。つまり、2T期間とは、入力映像信号Saの2N個の画素期間である。そして、好ましくは、入力映像信号Saの周波数に応じて、最適なNの値がさだめられる。しかしながら、本明細書においては、説明の簡便化のために、特に説明がなければ、N=1の場合を代表例として説明する。
【0033】
引算器102は、正側の入力ポートが前述の映像信号源に接続されて入力映像信号Saが入力され、負側の入力ポートは2T遅延器101に接続されて2T遅延入力映像信号Sbが入力される。そして、入力映像信号Saから2T遅延入力映像信号Sbを引算して、第1の1次微分信号Scを生成する。
2T遅延器103は、引算器102に接続されて、第1の1次微分信号Scが入力される。2T遅延器103はさらに、入力された第1の1次微分信号Scを2T期間だけ遅延させて、2T遅延1次微分信号Sdを生成する。
【0034】
最小絶対値演算器104は、引算器102および2T遅延器103に接続されて、それぞれ第1の1次微分信号Scと2T遅延1次微分信号Sdとが入力される。そして、最小絶対値演算器104は、入力された第1の1次微分信号Scと2T遅延1次微分信号Sdとの最小値を取り出して、最小値1次微分信号Seを生成する。
【0035】
2T遅延器105および1T遅延器107は共に最小絶対値演算器104に接続されて、最小値1次微分信号Seが入力される。そして、入力された最小値1次微分信号Seは、2T遅延器105によって、2T期間だけ遅延されて、2T遅延最小値1次微分信号Sfが生成される。同様に、最小値1次微分信号Seは、1T遅延器107によって1T期間(1画素期間)だけ遅延されて、1T遅延最小値1次微分信号Shが生成される。
【0036】
引算器106は、正側の入力ポートが最小絶対値演算器104に接続されて最小値1次微分信号Seが入力され、負側の入力ポートが2T遅延器105に接続されて2T遅延最小値1次微分信号Sfが入力される。引算器106は、入力された最小値1次微分信号Seから2T遅延最小値1次微分信号Sfを引算し、2次微分信号Sgを生成する。
【0037】
最小絶対値選択器108は、引算器106および1T遅延器107に接続されて、それぞれ、2次微分信号Sgと1T遅延最小値1次微分信号Shが入力される。最小絶対値選択器108は、入力された2次微分信号Sgと1T遅延最小値1次微分信号Shとの最小値を取り出し、第1の補正信号Si1を生成する。
【0038】
3T遅延器109は、上述の映像信号源に接続されて、入力映像信号Saが入力される。そして、3T遅延器109は、入力された2次微分信号Sgを3T期間だけ遅延させて、3T遅延入力映像信号Sjを生成する。
【0039】
2T遅延器111は、引算器102に接続されて、第1の1次微分信号Scが入力される。そして、2T遅延器111は、第1の1次微分信号Scを2T期間だけ遅延させて第2の遅延1次微分信号Smを生成する。なお、2T遅延1次微分信号Sdと第2の遅延1次微分信号Smは等価である。よって、2T遅延器111を取り除いて、第2の遅延1次微分信号Smの代わりに第1の遅延1次微分信号dを演算器112に入力してもよい。
【0040】
演算器112は、最小絶対値選択器108および2T遅延器111に接続されて、それぞれ、第1の補正信号Si1第2の遅延1次微分信号Smおよび階調情報Liが入力される。演算器112は、一義的には、第1の補正信号Si1と第2の遅延1次微分信号Smとに所定の演算を施して、第2の補正信号Ssを生成する、第1の補正信号Si1の調整器である。つまり、この演算器112と2T遅延器111が、本実施の形態の基本的概念である階調差ではなく階調の変化の度合い応じて適応的に輪郭補正量を調整する適応補正機能を実現している。
【0041】
演算器112は、さらに、外部に設けられた映像信号階調指示器(図示せず)に接続されて、入力映像信号Saの階調を示す階調情報Liが入力される。そして、階調情報Liに基づいて、第1の補正信号Si1と第2の遅延1次微分信号Smの演算の内容を変えることによって、さらに調整された第2の補正信号Ssを生成する。
【0042】
引算回路10は、その正側入力ポートが3T遅延器109に接続されて3T遅延入力映像信号Sjが入力され、負側入力ポートが演算器112に接続されて第2の補正信号Ssが入力される。引算回路10は、入力された3T遅延入力映像信号Sjから第2の補正信号Ssを引算して、第1の出力映像信号Sk1を得る。このように、引算器110によって3T遅延入力映像信号Sjから第2の補正信号Ssを減算することによって、入力映像信号Saの輪郭が補正された第1の第1の出力映像信号Sk1が生成される。この意味において、演算器112は、第1の第1の出力映像信号Sk1の輪郭状態を第2の遅延1次微分信号Smおよび階調情報Liと言う二次元項で調整する機能を有している。
【0043】
以下に、上述の如く構成された輪郭補正装置OEp1の動作を詳しく説明する。入力映像信号Saを遅延器1で遅延させ、2T期間(2画素期間)遅延した入力映像信号Saである2T遅延入力映像信号Sbを得られる。この2T遅延入力映像信号Sbを引算器102によって、入力映像信号Saから引算し、第1の1次微分信号Scが得られる。
【0044】
次に、2T遅延器103によって、この第1の1次微分信号Scを2T期間遅延させた2T遅延1次微分信号Sdを得た後に、最小絶対値演算器104で第1の1次微分信号Scと2T遅延1次微分信号Sdとの絶対値の小さい方を選択して、最小値1次微分信号Seを得る。ただし、第1の1次微分信号Scと2T遅延1次微分信号Sdの符号が異なっていれば0を出力する。また、符合は第1の1次微分信号Scの符合を用いる。こうして得られた最小値1次微分信号Seは、必ず入力映像信号Saの輪郭部分の立ち上がりまたは立ち下がりの期間内に収まる。
【0045】
次に、2T遅延器105および1T遅延器107により、この最小値1次微分信号Seをそれぞれ2T期間および1T期間遅延した2T遅延最小値1次微分信号Sfと1T遅延最小値1次微分信号Shを得る。
【0046】
次に、引算器106で、最小値1次微分信号Seから2T遅延最小値1次微分信号Sfを引算し、2次微分信号Sgを得る。最小絶対値選択器108で2次微分信号Sgと1T遅延最小値1次微分信号Shの絶対値の小さい方を選択し、第1の補正信号Si1を得る。ただし、符号は2次微分信号Sgと同じ符号を用いる。
【0047】
2T遅延器111は、第1の1次微分信号Scを2T期間遅延させて、第2の遅延1次微分信号Smを得る。この第2の遅延1次微分信号Smは、入力映像信号Saより3T期間だけ遅れている。
【0048】
上述のように、第1の補正信号Si1は演算器112によって、第2の遅延1次微分信号Smおよび階調情報Liに基づく所定の演算が行われて第2の補正信号Ssが生成される。
【0049】
つまり、この意味において、本実施の形態においては、第1の補正信号Si1、第2の補正信号Ss、第2の遅延1次微分信号Sm、および階調情報Liの間には、好ましくは、次式(1)〜(9)に示す関係が成立する。
Ss=f(Si1、Sm、Li) ・・・・(1)
Ss=f(Si1、Li)×f(Sm、Li) ・・・・(2)
【0050】
上式より、入力映像信号Saが256階調(Li=256)である場合の好ましい一例として、第2の補正信号Ssは2折れ線グラフとして表現される。つまり、第2の補正信号Ssは、第2の遅延1次微分信号Smの値によって次式(3)および(4)で規定される値をとる。
Ss=Si1×Sm/16(Sm<=16) ・・・・(3)
Ss=Si1 (Sm>16) ・・・・(4)
【0051】
上式(3)および(4)には、第2の遅延1次微分信号Smの値が16が閾値となる例を示しているが、所望する輪郭補正結果に応じて、32や24と言う16以外の適当な値に設定することが出来る。
また、次式(5)、(6)、および(7)で規定されように、第2の補正信号Ssは3折れ線グラフと表現されるように設定しても良い。
【0052】
また、上式(1)〜(7)に例示した階調情報Liの値に対して適宜定めておいた関数および閾値が、演算器112にテーブルとして格納されている。そして、演算器112は入力される階調情報Liに基づいて内部に格納されているテーブルを参照して所定の演算を行うことによって、第1の補正信号Si1を第2の遅延1次微分信号Smで調整して第2の補正信号Ssを生成する。
【0053】
なお、階調情報Liの値の異なる例として、入力映像信号Saが1024階調の場合には、次式(8)および(9)が得られる。
Ss=Si1×Sm/64(Sm≦64) ・・・・(8)
Ss=Si1 (Sm>64) ・・・・(9)
そして、このSsが第2の補正信号Ssとして、引算器110に出力される。
【0054】
次に、引算器110によって、この第2の補正信号Ssを、3T期間遅延した入力映像信号Saである3T遅延入力映像信号Sjから引くことにより第1の第1の出力映像信号Sk1を得る。この第1の第1の出力映像信号Sk1は、グラデーションのような滑らかに単調増加或いは単調減少するような映像信号の場合は、上式(2)に示されるように1次微分値(Sm)の関数によりゲインが決まることから、第1の第1の出力映像信号Sk1が小さくなり、元の入力映像信号Saの特徴を崩さない。
【0055】
また、急峻な輪郭部分については、従来例の輪郭補正装置OEcにおける出力映像信号kと同様に、第1の第1の出力映像信号Sk1は、必ず入力映像信号Saの輪郭部分の立ち上がりまたは立ち下がり期間内に収まるので、プリシュ−ト、オ−バ−シュ−トなしに輪郭補正が行える。
なお、上述の階調情報Liの値に対する関数式(1)〜(9)および閾値は、一例であって、入力映像信号Saの特性および補正後の第1の第1の出力映像信号Sk1を表示するディスプレイの特性に応じて、最適な輪郭補正結果が得られるように、実験を等して、種々適正に設定できる。
【0056】
次に、図2、図3、図4、および図5を参照して、入力映像信号Saがデジタルサンプリングされた信号を例に、本実施の形態にかかる輪郭補正装置OEp1による輪郭補正処理について具体的に説明する。図2および図3は、本実施の形態にかかる輪郭補正装置OEp1により処理された信号値および信号波形を表し、図4および図5は、輪郭補正装置OEp1から適応補正機能を提供する2T遅延器111および演算器112を取り除いて、引算器110で3T遅延入力映像信号Sjから第1の補正信号Si1を減算したSj−Siを第1の出力映像信号Sk1nとして出力する場合の信号値および信号波形を表す。
【0057】
図2において、最左欄に示す符号Sa、Sb、Sc、Sd、Se、Sf、Sg、Sh、Si、Sm、Ss、Sj、およびSk1は、それぞれ、輪郭補正装置OEp1の各部において観察される上述の入力映像信号Sa、2T遅延入力映像信号Sb、第1の1次微分信号Sc、2T遅延1次微分信号Sd、最小値1次微分信号Se、2T遅延最小値1次微分信号Sf、2次微分信号Sg、1T遅延最小値1次微分信号Sh、第1の補正信号Si1、第2の遅延1次微分信号Sm、第2の補正信号Ss、3T遅延入力映像信号Sj、および第1の出力映像信号Sk1を表している。そして、最上行は、入力映像信号Saが輪郭補正装置OEp1に入力されてから経過した時間を期間Tの倍数で表したものである。期間Tの倍数で表される各時間を、それぞれ時刻n×T(nは自然数)と呼ぶ。そして、上述の信号の符号を含む行はそれぞれ、対応する信号の各時刻における値が示されている。
【0058】
そして、図3に、図2に示す入力映像信号Saと第1の出力映像信号Sk1の変化を時間軸(横軸)と階調軸(縦軸)でグラフ表示している。
図4においても、図2と同様に、ただし第2の遅延1次微分信号Smと第2の補正信号Ssを除くと共に、第1の出力映像信号Sk1の代わりに第1の出力映像信号Sk1nの信号値が表示されている。そして、図5においては、図4に示す入力映像信号Saと第1の出力映像信号Sk1nの変化がグラフ表示されている。
【0059】
図3と図5を比較してみると、図5では、傾きの振幅が一定ではないが、図3では、傾きの振幅がほぼ一定に抑えられていることが分かる。これはすなわち小さな振幅で単調増加・減少するようなグラデーション信号に対して、補正が抑えられもとの映像信号の特徴を保持していることを示している。これにより、本発明にかかる2T遅延器111および演算器112が構成する階調の変化度に基づく適応補正機能の効果は明らかである。
【0060】
(第2の実施の形態)
図面を参照して、具体的に説明する前に、本実施の形態にかかる輪郭補正装置の基本的な概念について先ず説明する。本実施の形態にかかる輪郭補正装置OEp2は、図21を参照して説明した輪郭補正装置OEcにおける輪郭部の近接にピークを有する波形信号に対して正しく輪郭補正できないという輪郭補正装置OEcに固有の問題を解決するの問題の解決するものである。
【0061】
図6に示すように、本実施の形態にかかる輪郭補正装置OEp2は、図1に示した輪郭補正装置OEp1において、最小絶対値選択器108aが最小絶対値選択器108bに交換され、2T遅延器111および演算器112が取り除かれる一方、1T遅延器113、引算器114、および3T遅延回路115が新たに追加されて構成されている。なお、これら新たに設けられた1T遅延器113、引算器114、および3T遅延回路115は、入力映像信号Saの波形が変形してしまうような輪郭補正処理を抑制する変形抑制機能を輪郭補正装置に不可する。
【0062】
つまり、映像信号源から入力される入力映像信号Saは、引算器102、引算器102、2T遅延器103、最小絶対値演算器104、2T遅延器105、引算器106、および1T遅延器107によって、輪郭補正装置OEp1におけるのと同様の処理を受けて、引算器106および1T遅延器107からそれぞれ2次微分信号Sgと1T遅延最小値1次微分信号Shが最小絶対値選択器108bに出力される。
【0063】
輪郭補正装置OEp2において新たに設けられた、1T遅延器113は映像信号源に接続されて、入力映像信号Saが入力される。そして、1T遅延器113は入力映像信号Saを1T期間だけ遅延させて1T遅延入力映像信号Snを生成する。
【0064】
引算器114は、引算器102と同様に、正側の入力ポートが前述の映像信号源に接続されて入力映像信号Saが入力され、負側の入力ポートは1T遅延器113に接続されて1T遅延入力映像信号Snが入力される。そして、引算器114は、入力映像信号Saから1T遅延入力映像信号Snを減算して、第2の1次微分信号Spを生成する。3T遅延回路115は、引算器114に接続されて第2の1次微分信号Spが入力される。3T遅延回路115は、第2の1次微分信号Spを3T期間だけ遅延させて第2の遅延1次微分信号Sqを生成して、最小絶対値選択器108bに出力する。
【0065】
最小絶対値選択器108bは、引算器106から入力される2次微分信号Sgと、1T遅延器107から入力される1T遅延最小値1次微分信号Shと、3T遅延回路115から入力される第2の遅延1次微分信号Sqの最小値を取り出して、第1の補正信号Si2を生成する。なお、第1の実施の形態にかかる最小絶対値選択器108aが2つの入力信号(2次微分信号Sgと1T遅延最小値1次微分信号Sh)の内の最小値をとるに対して、最小絶対値選択器108bは3つの入力信号(2次微分信号Sg、1T遅延最小値1次微分信号Sh、第2の遅延1次微分信号Sq)の最小値をとる点が異なる。当然、最小絶対値選択器108aから出力される第1の補正信号Si1と、最小絶対値選択器108bから出力される第1の補正信号Si2ではそのとり得る値が異なる。
【0066】
上述の如く構成された輪郭補正装置OEp2の輪郭補正動作について詳しく説明する。なお、2T遅延器101から最小絶対値選択器108bに至るまでの動作は、既に説明した輪郭補正装置OEp1における動作と同じであるので説明を省く。
【0067】
入力映像信号Saを1T遅延器113が1T期間遅延させて、1T遅延入力映像信号Snを得る。引算器114で、入力映像信号Saから1T遅延入力映像信号Snを引算し、第2の1次微分信号Spを得る。3T遅延回路115は、第2の1次微分信号Spを3T期間遅延させた第2の遅延1次微分信号Sqが得る。最小絶対値選択器108で2次微分信号Sgと1T遅延最小値1次微分信号Shと第2の遅延1次微分信号Sqの絶対値の小さいものを選択し、第1の補正信号Si2を得る。ただし、符号は2次微分信号Sgと同じ符号を用いる。
【0068】
次に、引算器110によって、第1の補正信号Si2を、3T期間だけ遅延させた入力映像信号Saである3T遅延入力映像信号Sjから引算することにより第1の補正信号Si2を得る。上述の輪郭補正装置OEcにおける出力映像信号kおよび輪郭補正装置OEp1における第1の出力映像信号Sk1と同様に、第1の補正信号Si2は、必ず入力映像信号Sa(a)の輪郭部分の立ち上がりまたは立ち下がりの期間内に収まるので、プリシュ−ト、オ−バ−シュ−トなしに輪郭補正が行える。さらに、ある映像信号のパターンに対して入力映像信号の特徴(増加・減少のパターン)に対して出力映像信号が異なる特徴をもつようになってしまう課題を解決している。
【0069】
次に、図7、図8、図9、図10、図11、および図12を参照して、入力映像信号Saがデジタルサンプリングされた信号を例に、本実施の形態にかかる輪郭補正装置OEp2による輪郭補正処理について具体的に説明する。
【0070】
図7および図8は、本実施の形態にかかる輪郭補正装置OEp2により処理された信号値および信号波波形を表し、図9および図10は、輪郭補正装置OEp2から1T遅延器113、引算器114、および3T遅延回路115を取り除いてた場合の処理を表す。この場合、最小絶対値選択器108bには、第2の遅延1次微分信号Sqが入力されないので、最小絶対値選択器108bからは第1の補正信号Si2の代わりに第1の補正信号Si1が引算器110に出力される。結果、引算器110では、3T期間遅延された入力映像信号Saである3T遅延入力映像信号Sjから、第1の補正信号Si1が引算されて第1の補正信号Si2nが生成される。そして、図9および図10には、この際の信号値と信号波形が表されている。
【0071】
図8と図10を比較してみると、図10での第1の補正信号Si2nは、増加・減少の山が2つになってしまっているが、図8での第1の補正信号Si2は、増加・減少の山が入力映像信号Saと同じ1つに抑えられている。このように、本実施の形態では、入力映像信号Saの特徴が崩れてしまうという課題を解決していることを示す。このように、1T遅延器113、引算器114、および3T遅延回路115が提供する、入力映像信号Saの波形の変形させる輪郭補正をを抑制する変形抑制機能の効果は明らかである。
【0072】
次に図11および図12を参照して本実施の形態にかかる輪郭補正装置OEp2においても、なお解決されない課題について説明する。
図11は、図7と同様に輪郭補正装置OEp2における各信号の値を示している。ただし、図11および図12において、時刻T11に顕著に見て取れるような階調が不連続な入力映像信号Saが入力されたとき、図12に示すように、本来1つしか無い時刻T11における増加/減少の山が、第1の出力映像信号Sk2にいては時刻T12とT14で2つの山が生じてしまう。この課題を解決するべく、、以下に本発明の第3の実施の形態にかかる輪郭補正装置を提案する。
【0073】
(第3の実施の形態)
図13を参照して、本発明の第3の実施の形態にかかる輪郭補正装置について説明する。本実施の形態にかかる輪郭補正装置OEp3は、図6に示した輪郭補正装置OEp2において、3T遅延回路115に平行して2T遅延器116が新たに設けられている。そして、最小絶対値選択器108bが最小絶対値選択器108cに交換されている。
【0074】
つまり、2T遅延器116は引算器114に接続されて、第2の1次微分信号Spが入力される。そして、2T遅延器116は第2の1次微分信号Spを2T期間だけ遅延させて、2T遅延1次微分信号Srを生成して、最小絶対値選択器108cに出力する。結果、最小絶対値選択器108cには1T遅延最小値1次微分信号Sh、第2の遅延1次微分信号Sq、および2T遅延1次微分信号Srの3つの信号が入力されて、この3つの信号の内の最小値を選択して、第1の補正信号Si3を生成して、引算器110に出力する。
【0075】
なお、第2の実施の形態にかかる最小絶対値選択器108bが3つの入力信号(2次微分信号Sg、1T遅延最小値1次微分信号Sh、および第2の遅延1次微分信号Sq)の内の最小値をとるに対して、最小絶対値選択器108cは4つの入力信号(2次微分信号Sg、1T遅延最小値1次微分信号Sh、第2の遅延1次微分信号Sq、および2T遅延1次微分信号Sr)の最小値をとる点が異なる。当然、最小絶対値選択器108cから出力される第1の補正信号Si3と、最小絶対値選択器108bから出力される第1の補正信号Si2ではそのとり得る値が異なる。
【0076】
上述の如く構成された輪郭補正装置OEp3の輪郭補正動作について、詳しく説明する。なお、上述の如く2T遅延器116により2T遅延1次微分信号Sr生成、最小絶対値選択器108cによる第1の補正信号Si3生成、および引算器110による3T遅延入力映像信号Sjから第1の補正信号Si3の引算による第1の出力映像信号Sk3の生成を除いては、輪郭補正装置OEp2による動作と同じである。
【0077】
遅延器116で、第2の1次微分信号Spを2T期間だけ遅延させた2T遅延1次微分信号Srを得る。最小絶対値選択器108は、2次微分信号Sg、1T遅延最小値1次微分信号Sh、第2の遅延1次微分信号Sq、2T遅延1次微分信号Srの絶対値の小さいものを選択し、第1の補正信号Si3を得る。ただし、第1の補正信号Si3の符号は、2次微分信号Sgと同じ符号を用いる。
【0078】
次に、引算器110によって、3T期間だけ遅延させた入力映像信号Saである3T遅延入力映像信号Sjから、第1の補正信号Si3を引算して、第1の出力映像信号Sk3を得る。第1の出力映像信号Sk3は、必ず入力映像信号Saの輪郭部分の立ち上がりまたは立ち下がりの期間内に収まるので、プリシュ−ト、オ−バ−シュ−トなしに輪郭補正が行える。
【0079】
さらに、入力映像信号Saのパターンに対して入力映像信号の特徴(増加・減少のパターン)に対して出力映像信号が異なる特徴をもつようになってしまう課題を解決している。第2の遅延1次微分信号Sqに加えて2T遅延1次微分信号Srを追加したことにより、さらに映像信号のパターンに対して入力映像信号の特徴を保持することが可能となる。
【0080】
次に、図14および図15を参照して、デジタルサンプリングされた入力映像信号Saに本実施の形態にかかる輪郭補正処理を施した場合の結果を説明する。図15と上述の図12を比較してみると、図12での出力映像信号Sk2は、増加・減少の山が2つになってしまっているが、図15での出力映像信号Sk3は、増加・減少の山が入力映像信号Saと同じ1つに抑えられている。このように、本実施の形態では、映像信号の特徴が崩れてしまうという課題に対してさらに解決していることを示す。
【0081】
(第4の実施の形態)
図16を参照して、本発明の第4の実施の形態にかかる輪郭補正装置について説明する。本実施の形態にかかる輪郭補正装置OEp4は、図1に示した輪郭補正装置OEp1と図13に示した輪郭補正装置OEp3との組み合わせて構成されている。つまり、輪郭補正装置OEp4は、輪郭補正装置OEp3に、輪郭補正装置OEp1の2T遅延器111および演算器112が追加されている。結果、輪郭補正装置OEp1と輪郭補正装置OEp3の両方の特徴を併せ持つ。
【0082】
上述のように、本発明の第1の実施の形態においては、単調増加または単調減少している部分の信号波形を急峻にすることにより、映像信号の輪郭を補正し、さらに映像信号の傾きによって補正値を適応的に変化させ、元の映像の特徴を崩さずに輪郭補正できる。
【0083】
また、第2および第3の実施の形態においては、単調増加または単調減少している部分の信号波形を急峻にすることにより、映像信号の輪郭を補正し、元の映像の特徴に対して大きく変形することを抑制しながら、元の映像の特徴を崩さずに輪郭補正できる。
【0084】
さらに、第4の実施の形態においては、単調増加または単調減少している部分の信号波形を急峻にすることにより、映像信号の輪郭を補正し、さらに映像信号の傾きによって補正値を適応的に変化させ、元の映像に対して大きく変形することを抑制しながら、元の映像の特徴を崩さずに輪郭補正できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる輪郭補正装置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において処理される種々の信号の値を示す図である。
【図3】図1に示す輪郭補正装置における入力映像信号と出力映像信号を対比的に表す図である。
【図4】図1に示す輪郭補正装置において、適応補正機能を無効にした状態で処理される信号の値を示す図である。
【図5】図4に示した状態の輪郭補正装置における入力映像信号と出力映像信号を対比的に表す図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態にかかる輪郭補正装置の構成を示すブロック図である。
【図7】図6に示す輪郭補正装置において処理される種々の信号の値を示す図である。
【図8】図6に示す輪郭補正装置における入力映像信号と出力映像信号を対比的に表す図である。
【図9】図6に示す輪郭補正装置において、変形抑制機能を殺した状態で処理される信号の値を示す図である。
【図10】図9に示した状態の輪郭補正装置における入力映像信号と出力映像信号を対比的に表す図である。
【図11】図6に示す輪郭補正装置において、不連続部を有する入力映像信号に処理に関わる信号の値を示す図である。
【図12】図11に示した状態の輪郭補正装置における入力映像信号と出力映像信号を対比的に表す図である。
【図13】本発明の第3の実施の形態にかかる輪郭補正装置の構成を示すブロック図である。
【図14】図13に示す輪郭補正装置において処理される種々の信号の値を示す図である。
【図15】図13に示す輪郭補正装置における入力映像信号と出力映像信号を対比的に表す図である。
【図16】本発明の第4の実施の形態にかかる輪郭補正装置の構成を示すブロック図である。
【図17】従来の輪郭補正装置の構成を示すブロック図である。
【図18】図17に示す輪郭補正装置において処理される種々の信号の波形図である。
【図19】図18に示した輪郭補正装置による、所定値以上の濃度傾斜の輪郭部を有する映像信号に対する輪郭補正結果を表す説明図である。
【図20】図18に示した輪郭補正装置による、所定値以下の濃度傾斜のグラデーション部を有する映像信号に対する輪郭補正結果を表す説明図である。
【図21】図18に示した輪郭補正装置による、輪郭部の近傍にピークを有する映像信号に対する輪郭補正結果を表す説明図である。
【符号の説明】
OEc、OEp1〜OEp4 輪郭補正装置
1、3、5、7、9 遅延回路
2、6、10 引算回路
4、8 最小値回路
101、103、105、111、116 2T遅延器
102、106、110、114 引算器
104 最小絶対値演算器
107、113 1T遅延器
108 最小絶対値選択器
109、115 3T遅延器
112 演算器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a contour correction apparatus that more clearly corrects the contour of an image by making the rise or fall of a portion of a video signal used in a television receiver or the like steeper, and more specifically, a video The present invention relates to a contour correction apparatus that does not impair the characteristics of an original image by changing a steepening method according to a signal state.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to make the contour portion of an image clearer, various contour correction methods and contour correction devices that absorb the rising or falling edge of the contour component corresponding to the image have been put into practical use.
FIG. 17 shows a contour correcting device for correcting the contour of a video signal disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-57009 as a typical example of such a conventional contour correcting device. As shown in the figure, the contour correction device OEc includes a
[0003]
The
[0004]
The
[0005]
The
[0006]
Both the
[0007]
In the
[0008]
The
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
Next, the contour correction operation of the video signal of the contour correction device OEc configured as described above will be described in detail with reference to FIG. First, delay the input video signal a
[0012]
Then, the
[0013]
Next, the minimum primary differential signal e is delayed
[0014]
Next, the
Next, the
[0015]
Thus, in the contour correcting device OEc, the minimum value primary differential signal e and the second delay minimum value primary differential signal h are synchronized, and the fourth predetermined time P4 is equal to the third predetermined time P3. The first predetermined time P1, the second predetermined time P2, the third predetermined time P3, the fourth predetermined time P4, and the fifth predetermined time P5 are set according to the contour correction device OEc. Accordingly, a correction signal i that falls within the rising or falling period of the contour portion of the video signal a is obtained. Then, by subtracting the video signal a by the correction signal i, an output video signal k having a sharper and narrower outline than the input signal can be obtained without preshooting and overshooting. it can.
[0016]
FIG. 19 shows an example of a preferable relationship between the video signal a and the output video signal k in the contour correction device OEc. In the figure, the solid line indicates the input video signal a, and the alternate long and short dash line indicates the output video signal k whose contour has been corrected by the contour correcting device OEc. In the example, the inclination of the rising edge and the falling edge of the output video signal k is larger than that of the video signal a. That is, the output video signal k is corrected so that the outline is clearer than the video signal a. As described above, the contour correction device OEc can effectively correct when the video signal a is a so-called contour signal whose density or intensity changes with a predetermined amplitude or more.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, a preferable example shown in FIG. 16 is limited to the case where the inclination of the contour portion of the video signal a is not less than a predetermined value and within a predetermined period. Contour correction in the case of a gradation signal in which the slope of the contour portion of the video signal a is less than a predetermined value (especially the slope changes) and exceeds a predetermined period, or in the case where the video signal a is a waveform signal according to a specific law In the apparatus OEc, a preferable result as shown in FIG. 19 cannot be obtained.
[0018]
Such a case will be described below with reference to FIGS. 20 and 21. FIG. For the sake of visibility, FIGS. 20 and 21 show a portion corresponding to a falling edge portion surrounded by a circle Ven in FIG. In these drawings, the solid line indicates the video signal a with a solid line, and the alternate long and short dash line indicates the output video signal k.
[0019]
First, FIG. 20 shows an example of the video signal a and the output video signal k when the video signal a is a gradation signal that monotonously increases / decreases with a small amplitude. In the contour correction device OEc, the same contour correction as that for a contour signal that changes abruptly at a predetermined amplitude or higher is performed even for a gradation signal that monotonously increases or decreases with a small amplitude. Therefore, if the video signal a changes with a slightly larger amplitude than the surroundings in the gradation signal as in the portion surrounded by the circle Lp in the same figure, the contour correcting device OEc The slope of the output video signal k changes abruptly. However, it is clear that such contour correction in a gradation signal that changes monotonously is not preferable, assuming that the gradation signal is like human skin.
[0020]
Next, in FIG. 21, for example, when the video signal a has one crest Po composed of a continuous increase portion and a decrease portion, the output video signal k has two peaks Pm and Pe for the same Po. Have. Thus, the output video signal k has an extra peak Pm compared to the video signal a, and the characteristics of the video signal a are clearly broken.
Therefore, the present invention provides a contour correction device that solves the problem inherent in the contour correction device OEc that the contour correction cannot be performed correctly on the gradation signal and the waveform signal having a peak near the contour portion as described above, The purpose is to clarify the optimum values of the first predetermined time P1, the second predetermined time P2, the third predetermined time P3, the fourth predetermined time P4, and the fifth predetermined time P5 which are clearly defined. And
[0021]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to achieve the above object, the present invention has the following features.
A first invention is a contour correction device that processes an input video signal in a unit period corresponding to a pixel and emphasizes a contour component of the input signal,
A first delay unit that delays an input video signal by twice a unit period to generate a 2T delayed input video signal;
A first subtractor for subtracting a first delayed input video signal from the input video signal to generate a first primary differential signal;
A second delayer for delaying the first primary differential signal by twice the unit period to generate a 2T delayed primary differential signal;
A minimum absolute value calculator that selects a smaller one of the first primary differential signal and the 2T delayed primary differential signal to generate a minimum primary differential signal;
A third delayer for delaying the minimum value primary differential signal by twice the unit period to generate a 2T delay minimum value primary differential signal;
A second subtractor that subtracts the first delayed minimum primary differential signal from the minimum primary differential signal Se to generate a secondary differential signal;
A fourth delay unit that delays the minimum value primary differential signal by a unit period to generate a 1T delay minimum value primary differential signal;
A second minimum value unit that selects a smaller one of the secondary differential signal and the 1T delay minimum primary differential signal to generate the first correction signal;
An arithmetic unit that calculates a first correction signal and a 2T-delayed primary differential signal based on a predetermined function to generate a second correction signal;
A fifth delay device that delays the input video signal by 3 times the unit period to delay the input video signal by 3T;
A third subtracter that subtracts the second correction signal from the 3T delayed input video signal to generate a contour-corrected video signal is provided.
[0022]
As described above, in the first invention, the contour of the video signal is corrected by making the signal waveform of the monotonously increasing or monotonic decreasing portion steep, and the correction value is adaptively adjusted by the inclination of the video signal. The contour can be corrected without breaking the characteristics of the original video.
[0023]
A second invention is a contour correction device that processes an input video signal in a unit period corresponding to a pixel and emphasizes a contour component of the input signal,
A first delay unit that delays an input video signal by twice a unit period to generate a 2T delayed input video signal;
A first subtractor for subtracting a first delayed input video signal from the input video signal to generate a first primary differential signal;
A second delayer for delaying the first primary differential signal by twice the unit period to generate a 2T delayed primary differential signal;
A minimum absolute value calculator that selects a smaller one of the first primary differential signal and the 2T delayed primary differential signal to generate a minimum primary differential signal;
A fourth delayer for delaying the minimum value first derivative signal by twice the unit period to generate a 2T delay minimum value first derivative signal;
A second subtractor that subtracts the first delayed minimum primary differential signal from the minimum primary differential signal Se to generate a secondary differential signal;
A fifth delay unit that delays the minimum value primary differential signal by a unit period to generate a 1T delay minimum value primary differential signal;
A sixth delay unit that delays the input video signal by a unit period to generate a 1T delayed input video signal;
A third subtractor for subtracting the 1T delayed input video signal from the input video signal to generate a second primary differential signal;
A seventh delay device for delaying the second primary differential signal by three times the unit period to generate a 3T delayed input video signal;
A second minimum value generator that selects a minimum one of the secondary differential signal, the 1T delay minimum primary differential signal, and the second delayed primary differential signal to generate the first correction signal;
A fourth subtracter that subtracts the first correction signal from the 3T delayed input video signal to generate a contour-corrected video signal is provided.
[0024]
As described above, in the second aspect of the invention, the contour of the video signal is corrected by making the signal waveform of the monotonically increasing or monotonic decreasing portion steep, and the original video features are greatly deformed. While suppressing this, contour correction can be performed without destroying the characteristics of the original video.
[0025]
According to a third invention, in the second invention, the method further comprises an eighth delay unit that delays the second primary differential signal by twice the unit period to generate a 2T-delayed primary differential signal,
The second second minimum value selector selects the smallest one of the secondary differential signal, the 1T delay minimum primary differential signal, the second delayed primary differential signal, and the 2T delayed primary differential signal. Generating a first correction signal.
[0026]
As described above, the third invention has the same effect as in the second aspect.
[0027]
According to a fourth invention, in any one of the second invention and the third invention, the first correction signal is calculated on the basis of a predetermined function with the 2T delayed primary differential signal to generate a second correction signal. An arithmetic unit for
The fourth subtracter includes a third subtractor that subtracts the second correction signal from the 3T delayed input video signal to generate a contour-corrected video signal.
As described above, in the fourth aspect of the present invention, the contour of the video signal is corrected by making the signal waveform of the monotonously increasing or monotonic decreasing portion steep, and further the correction value is determined by the inclination of the video signal. The contour can be corrected without breaking the characteristics of the original image while adaptively changing the image and suppressing the large deformation of the original image.
[0028]
According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first and fourth aspects, the computing unit performs computation based on a predetermined function according to the gradation of the input video signal.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Prior to specific description with reference to the drawings, the basic concept of the contour correction apparatus according to the present embodiment will be described first. The contour correction device OEp1 according to the present embodiment solves the problem of contour correction of gradation signals in the contour correction device OEc described with reference to FIG.
[0030]
As described above, the contour correcting device OEc generates the output video signal k by subtracting the correction signal i from the delayed input video signal j obtained by delaying the input video signal a by the fifth predetermined time P5. Therefore, when the video signal a is a gradation signal whose gradation changes gently as a whole, the portion where the gradation difference is larger than the surrounding area is excessively contour corrected (steepened), A contour is generated in a portion having no contour. In order to prevent this, in the present embodiment, the contour correction amount is adjusted according to the degree of gradation change, not the gradation difference.
[0031]
(First embodiment)
A contour correction apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the contour correction device OEp1 includes a
[0032]
The
[0033]
In the
The
[0034]
The minimum
[0035]
Both the
[0036]
In the
[0037]
The minimum
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
The
[0043]
Hereinafter, the operation of the contour correction device OEp1 configured as described above will be described in detail. The input video signal Sa is delayed by the
[0044]
Next, after obtaining a 2T-delayed primary differential signal Sd obtained by delaying the first primary differential signal Sc by a 2T period by the
[0045]
Next, a 2T delay minimum value primary differential signal Sf and a 1T delay minimum value primary differential signal Sh obtained by delaying the minimum value primary differential signal Se by 2T period and 1T period by the
[0046]
Next, the
[0047]
The
[0048]
As described above, the first correction signal Si1 is subjected to a predetermined calculation based on the second delayed primary differential signal Sm and the gradation information Li by the
[0049]
In other words, in this sense, in the present embodiment, preferably, between the first correction signal Si1, the second correction signal Ss, the second delayed primary differential signal Sm, and the gradation information Li, The relationships shown in the following expressions (1) to (9) are established.
Ss = f (Si1, Sm, Li) (1)
Ss = f (Si1, Li) × f (Sm, Li) (2)
[0050]
From the above equation, as a preferable example when the input video signal Sa has 256 gradations (Li = 256), the second correction signal Ss is expressed as a two-line graph. That is, the second correction signal Ss takes a value defined by the following equations (3) and (4) depending on the value of the second delayed primary differential signal Sm.
Ss = Si1 × Sm / 16 (Sm <= 16) (3)
Ss = Si1 (Sm> 16) (4)
[0051]
In the above formulas (3) and (4), an example is shown in which the value of the second delayed primary differential signal Sm is 16 as a threshold value, but it is 32 or 24 depending on the desired contour correction result. An appropriate value other than 16 can be set.
Further, as defined by the following equations (5), (6), and (7), the second correction signal Ss may be set to be expressed as a three line graph.
[0052]
In addition, functions and threshold values appropriately determined for the values of the gradation information Li exemplified in the above formulas (1) to (7) are stored in the
[0053]
As an example in which the value of the gradation information Li is different, the following equations (8) and (9) are obtained when the input video signal Sa has 1024 gradations.
Ss = Si1 × Sm / 64 (Sm ≦ 64) (8)
Ss = Si1 (Sm> 64) (9)
This Ss is output to the
[0054]
Next, a first first output video signal Sk1 is obtained by subtracting the second correction signal Ss from the 3T delayed input video signal Sj, which is the input video signal Sa delayed by 3T periods, by the
[0055]
As for the steep contour portion, the first first output video signal Sk1 always rises or falls at the contour portion of the input video signal Sa, like the output video signal k in the contour correction device OEc of the conventional example. Since it falls within the period, contour correction can be performed without preshoot and overshoot.
The function equations (1) to (9) and the threshold values for the value of the gradation information Li described above are examples, and the characteristics of the input video signal Sa and the corrected first first output video signal Sk1 are expressed as follows. Depending on the characteristics of the display to be displayed, various appropriate settings can be made through experiments and the like so that an optimum contour correction result can be obtained.
[0056]
Next, referring to FIG. 2, FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 5, the contour correction processing by the contour correction apparatus OEp1 according to the present embodiment will be described by taking as an example a signal obtained by digitally sampling the input video signal Sa. I will explain it. 2 and 3 show signal values and signal waveforms processed by the contour correction apparatus OEp1 according to the present embodiment, and FIGS. 4 and 5 show a 2T delay device that provides an adaptive correction function from the contour correction apparatus OEp1. 111 and the
[0057]
In FIG. 2, the symbols Sa, Sb, Sc, Sd, Se, Sf, Sg, Sh, Si, Sm, Ss, Sj, and Sk1 shown in the leftmost column are observed in each part of the contour correction device OEp1. Input video signal Sa, 2T delayed input video signal Sb, first primary differential signal Sc, 2T delayed primary differential signal Sd, minimum value primary differential signal Se, 2T delay minimum value primary differential signal Sf, 2 First differential signal Sg, 1T delay minimum primary differential signal Sh, first correction signal Si1, second delayed primary differential signal Sm, second correction signal Ss, 3T delayed input video signal Sj, and first The output video signal Sk1 is shown. The uppermost row represents the time elapsed since the input video signal Sa was input to the contour correction device OEp1 as a multiple of the period T. Each time represented by a multiple of the period T is called time n × T (n is a natural number). Each row including the sign of the signal indicates the value of the corresponding signal at each time.
[0058]
FIG. 3 is a graph showing changes in the input video signal Sa and the first output video signal Sk1 shown in FIG. 2 on the time axis (horizontal axis) and the gradation axis (vertical axis).
In FIG. 4, as in FIG. 2, the second delayed primary differential signal Sm and the second correction signal Ss are excluded, and the first output video signal Sk1n is used instead of the first output video signal Sk1. The signal value is displayed. In FIG. 5, changes in the input video signal Sa and the first output video signal Sk1n shown in FIG. 4 are displayed in a graph.
[0059]
Comparing FIG. 3 and FIG. 5, it can be seen that the amplitude of the slope is not constant in FIG. 5, but the amplitude of the slope is kept almost constant in FIG. This indicates that the correction of the gradation signal that monotonously increases / decreases with a small amplitude is suppressed and the characteristics of the original video signal are retained. As a result, the effect of the adaptive correction function based on the degree of change in gradation formed by the
[0060]
(Second Embodiment)
Prior to specific description with reference to the drawings, the basic concept of the contour correction apparatus according to the present embodiment will be described first. The contour correction device OEp2 according to the present embodiment is unique to the contour correction device OEc that cannot correctly correct a contour with respect to a waveform signal having a peak near the contour portion in the contour correction device OEc described with reference to FIG. Solving problems is what solves problems.
[0061]
As shown in FIG. 6, the contour correction apparatus OEp2 according to the present embodiment includes a 2T delay unit in which the minimum
[0062]
That is, the input video signal Sa input from the video signal source includes a
[0063]
The
[0064]
Similarly to the
[0065]
The minimum
[0066]
The contour correcting operation of the contour correcting device OEp2 configured as described above will be described in detail. The operation from the
[0067]
The
[0068]
Next, the first correction signal Si2 is obtained by subtracting the first correction signal Si2 from the 3T delayed input video signal Sj that is the input video signal Sa delayed by the 3T period by the
[0069]
Next, referring to FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11, and FIG. 12, the contour correction apparatus OEp2 according to the present embodiment is exemplified with respect to a signal obtained by digitally sampling the input video signal Sa. The contour correction processing by the method will be specifically described.
[0070]
7 and 8 show signal values and signal wave waveforms processed by the contour correction apparatus OEp2 according to the present embodiment. FIGS. 9 and 10 show the
[0071]
Comparing FIG. 8 and FIG. 10, the first correction signal Si2n in FIG. 10 has two peaks of increase / decrease, but the first correction signal Si2 in FIG. The increase / decrease peak is suppressed to the same one as the input video signal Sa. As described above, this embodiment shows that the problem that the characteristics of the input video signal Sa are broken is solved. Thus, the effect of the deformation suppression function that suppresses the contour correction that deforms the waveform of the input video signal Sa provided by the
[0072]
Next, with reference to FIG. 11 and FIG. 12, problems that are not yet solved in the contour correction apparatus OEp2 according to the present embodiment will be described.
FIG. 11 shows the value of each signal in the contour correction device OEp2 as in FIG. However, in FIG. 11 and FIG. 12, when an input video signal Sa having a discontinuous gray level that is noticeable at time T11 is input, as shown in FIG. In the first output video signal Sk2, two peaks are generated at times T12 and T14. In order to solve this problem, a contour correcting apparatus according to a third embodiment of the present invention is proposed below.
[0073]
(Third embodiment)
With reference to FIG. 13, a contour correcting apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described. The contour correction device OEp3 according to the present embodiment is newly provided with a
[0074]
That is, the
[0075]
Note that the minimum
[0076]
The contour correcting operation of the contour correcting device OEp3 configured as described above will be described in detail. As described above, the
[0077]
The
[0078]
Next, the
[0079]
Further, it solves the problem that the output video signal has different characteristics with respect to the characteristics (increase / decrease pattern) of the input video signal with respect to the pattern of the input video signal Sa. By adding the 2T delayed primary differential signal Sr in addition to the second delayed primary differential signal Sq, the characteristics of the input video signal can be retained with respect to the video signal pattern.
[0080]
Next, with reference to FIG. 14 and FIG. 15, the result when the contour correction processing according to the present embodiment is performed on the digitally sampled input video signal Sa will be described. Comparing FIG. 15 with FIG. 12 described above, the output video signal Sk2 in FIG. 12 has two peaks of increase / decrease, but the output video signal Sk3 in FIG. The increase / decrease peak is suppressed to the same one as the input video signal Sa. As described above, this embodiment shows that the problem that the characteristics of the video signal are destroyed is further solved.
[0081]
(Fourth embodiment)
With reference to FIG. 16, a contour correcting apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. The contour correction device OEp4 according to the present embodiment is configured by combining the contour correction device OEp1 shown in FIG. 1 and the contour correction device OEp3 shown in FIG. That is, in the contour correction device OEp4, the
[0082]
As described above, in the first embodiment of the present invention, the contour of the video signal is corrected by making the signal waveform of the monotonously increasing or monotonic decreasing portion steep, and further by the inclination of the video signal. It is possible to adaptively change the correction value and correct the contour without losing the characteristics of the original image.
[0083]
In the second and third embodiments, the contour of the video signal is corrected by making the signal waveform of the monotonously increasing or monotonic decreasing portion sharp, so that the feature of the original video is greatly increased. While suppressing the deformation, the contour can be corrected without breaking the characteristics of the original image.
[0084]
Furthermore, in the fourth embodiment, the contour of the video signal is corrected by making the signal waveform of the monotonously increasing or monotonic decreasing portion steep, and the correction value is adaptively adjusted by the inclination of the video signal. The contour can be corrected without changing the characteristics of the original video while changing the size of the original video and preventing the original video from being greatly deformed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a contour correction apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing various signal values processed in the contour correction apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing an input video signal and an output video signal in a contrast manner in the contour correction apparatus shown in FIG.
4 is a diagram illustrating signal values processed in a state in which an adaptive correction function is disabled in the contour correction apparatus illustrated in FIG. 1;
5 is a diagram showing an input video signal and an output video signal in contrast in the contour correction apparatus in the state shown in FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a contour correction apparatus according to a second embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing various signal values processed in the contour correction apparatus shown in FIG. 6; FIG.
8 is a diagram showing an input video signal and an output video signal in a contrast manner in the contour correction apparatus shown in FIG.
9 is a diagram illustrating signal values processed in a state in which the deformation suppression function is killed in the contour correction apparatus illustrated in FIG. 6;
10 is a diagram showing an input video signal and an output video signal in contrast in the contour correction apparatus in the state shown in FIG. 9;
11 is a diagram showing signal values related to processing for an input video signal having a discontinuous portion in the contour correction apparatus shown in FIG. 6; FIG.
12 is a diagram showing an input video signal and an output video signal in contrast in the contour correction apparatus in the state shown in FIG.
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a contour correction apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a diagram illustrating various signal values processed in the contour correction apparatus shown in FIG. 13;
15 is a diagram showing an input video signal and an output video signal in a contrast manner in the contour correction apparatus shown in FIG.
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a contour correction apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a conventional contour correction apparatus.
18 is a waveform diagram of various signals processed in the contour correction apparatus shown in FIG.
FIG. 19 is an explanatory diagram showing a contour correction result for a video signal having a contour portion having a density gradient greater than or equal to a predetermined value by the contour correction device shown in FIG. 18;
20 is an explanatory diagram showing a contour correction result for a video signal having a gradation portion with a density gradient equal to or lower than a predetermined value, by the contour correction apparatus shown in FIG. 18;
FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating a contour correction result for a video signal having a peak in the vicinity of a contour portion, by the contour correction device illustrated in FIG. 18;
[Explanation of symbols]
OEc, OEp1-OEp4 contour correction device
1, 3, 5, 7, 9 Delay circuit
2, 6, 10 subtraction circuit
4, 8 Minimum value circuit
101, 103, 105, 111, 116 2T delay device
102, 106, 110, 114 Subtractor
104 Minimum absolute value calculator
107, 113 1T delay device
108 Minimum absolute value selector
109, 115 3T delay device
112 Calculator
Claims (5)
前記入力映像信号を前記単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延入力映像信号を生成する第1の遅延器と、
前記入力映像信号から前記第1の遅延入力映像信号を引算して、第1の1次微分信号を生成する第1の引算器と、
前記第1の1次微分信号を前記単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延1次微分信号を生成する第2の遅延器と、
前記第1の1次微分信号と前記2T遅延1次微分信号の内で小さい方を選択して最小値1次微分信号を生成する最小絶対値演算器と、
前記最小値1次微分信号を前記単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延最小値1次微分信号を生成する第3の遅延器と、
前記最小値1次微分信号Seから前記第1の遅延最小値1次微分信号を引算して2次微分信号を生成する第2の引算器と、
前記最小値1次微分信号を前記単位期間だけ遅延させて1T遅延最小値1次微分信号を生成する第4の遅延器と、
前記2次微分信号と前記1T遅延最小値1次微分信号の小さい方を選択して第1の補正信号を生成する第2の最小値器と、
前記第1の補正信号を前記2T遅延1次微分信号とを所定の関数に基づいて演算して第2の補正信号を生成する演算器と、
前記入力映像信号を前記単位期間の3倍だけ遅延させて3T遅延入力映像信号遅延する第5の遅延器と、
前記3T遅延入力映像信号から前記第2の補正信号を引算して、輪郭補正された映像信号を生成する第3の引算器を備える輪郭補正装置。A contour correction device that processes an input video signal in a unit period corresponding to a pixel and emphasizes a contour component of the input signal,
A first delay unit that delays the input video signal by twice the unit period to generate a 2T delayed input video signal;
A first subtractor for subtracting the first delayed input video signal from the input video signal to generate a first primary differential signal;
A second delayer for delaying the first primary differential signal by twice the unit period to generate a 2T delayed primary differential signal;
A minimum absolute value calculator that selects a smaller one of the first primary differential signal and the 2T delayed primary differential signal to generate a minimum primary differential signal;
A third delayer for delaying the minimum primary differential signal by twice the unit period to generate a 2T delayed minimum primary differential signal;
A second subtractor that subtracts the first delayed minimum primary differential signal from the minimum primary differential signal Se to generate a secondary differential signal;
A fourth delayer for delaying the minimum value primary differential signal by the unit period to generate a 1T delay minimum value primary differential signal;
A second minimum unit for selecting a smaller one of the secondary differential signal and the 1T delay minimum primary differential signal to generate a first correction signal;
A computing unit that computes the first correction signal with the 2T-delayed primary differential signal based on a predetermined function to generate a second correction signal;
A fifth delay device for delaying the input video signal by 3 times the unit period to delay the input video signal by 3T;
A contour correction apparatus comprising a third subtracter that subtracts the second correction signal from the 3T delayed input video signal to generate a contour corrected video signal.
前記入力映像信号を前記単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延入力映像信号を生成する第1の遅延器と、
前記入力映像信号から前記第1の遅延入力映像信号を引算して、第1の1次微分信号を生成する第1の引算器と、
前記第1の1次微分信号を前記単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延1次微分信号を生成する第2の遅延器と、
前記第1の1次微分信号と前記2T遅延1次微分信号の内で小さい方を選択して最小値1次微分信号を生成する最小絶対値演算器と、
前記最小値1次微分信号を前記単位期間の2倍だけ遅延させて2T遅延最小値1次微分信号を生成する第4の遅延器と、
前記最小値1次微分信号Seから前記第1の遅延最小値1次微分信号を引算して2次微分信号を生成する第2の引算器と、
前記最小値1次微分信号を前記単位期間だけ遅延させて1T遅延最小値1次微分信号を生成する第5の遅延器と、
前記入力映像信号を前記単位期間だけ遅延して1T遅延入力映像信号を生成する第6の遅延器と、
前記入力映像信号から前記1T遅延入力映像信号を引算して、第2の1次微分信号を生成する第3の引算器と、
前記第2の1次微分信号を前記単位期間の3倍だけ遅延して3T遅延入力映像信号を生成する第7の遅延器と、
前記2次微分信号と、1T遅延最小値1次微分信号と前記第2の遅延1次微分信号の内で最小のものを選択して第1の補正信号を生成する第2の最小値器と、
前記3T遅延入力映像信号から前記第1の補正信号を引算して、輪郭補正された映像信号を生成する第4の引算器を備える輪郭補正装置。A contour correction device that processes an input video signal in a unit period corresponding to a pixel and emphasizes a contour component of the input signal,
A first delay unit that delays the input video signal by twice the unit period to generate a 2T delayed input video signal;
A first subtractor for subtracting the first delayed input video signal from the input video signal to generate a first primary differential signal;
A second delayer for delaying the first primary differential signal by twice the unit period to generate a 2T delayed primary differential signal;
A minimum absolute value calculator that selects a smaller one of the first primary differential signal and the 2T delayed primary differential signal to generate a minimum primary differential signal;
A fourth delay unit for delaying the minimum primary differential signal by twice the unit period to generate a 2T delayed minimum primary differential signal;
A second subtractor that subtracts the first delayed minimum primary differential signal from the minimum primary differential signal Se to generate a secondary differential signal;
A fifth delay unit for delaying the minimum primary differential signal by the unit period to generate a 1T delayed minimum primary differential signal;
A sixth delay unit that delays the input video signal by the unit period to generate a 1T delayed input video signal;
A third subtracter for subtracting the 1T delayed input video signal from the input video signal to generate a second primary differential signal;
A seventh delay unit for delaying the second primary differential signal by three times the unit period to generate a 3T delayed input video signal;
A second minimum value generator that generates a first correction signal by selecting a minimum one of the secondary differential signal, a 1T delay minimum primary differential signal, and the second delayed primary differential signal; ,
A contour correction apparatus comprising a fourth subtracter that subtracts the first correction signal from the 3T delayed input video signal to generate a contour corrected video signal.
前記第2の第2の最小値器は、前記2次微分信号、1T遅延最小値1次微分信号、前記第2の遅延1次微分信号、および前記2T遅延1次微分信号の内で最小のものを選択して前記第1の補正信号を生成することを特徴とする請求項2に記載の輪郭補正装置。An eighth delay for delaying the second primary differential signal by twice the unit period to generate a 2T delayed primary differential signal;
The second second minimum value unit is the smallest of the secondary differential signal, the 1T delay minimum primary differential signal, the second delayed primary differential signal, and the 2T delayed primary differential signal. The contour correction apparatus according to claim 2, wherein a first correction signal is generated by selecting one.
前記第4の引算器は、前記3T遅延入力映像信号から前記第2の補正信号を引算して、輪郭補正された映像信号を生成する第3の引算器を備える、請求項2および請求項3の何れかに記載の輪郭補正装置。An arithmetic unit that calculates the first correction signal and the 2T-delayed first-order differential signal based on a predetermined function to generate a second correction signal;
The fourth subtractor includes a third subtractor that subtracts the second correction signal from the 3T delayed input video signal to generate a contour-corrected video signal. The contour correction apparatus according to claim 3.
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