JPH05183778A - 映像信号補償回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 テレビジョン受像機をはじめＶＴＲ、画像処
理装置、放送用エンコーダ等各種映像信号処理装置に好
適な映像信号補償回路に関し、特に、リンギング成分の
誤検出を軽減し、映像信号に対して的確な補償動作を行
える映像信号補償回路を提供することを目的としてい
る。 【構成】 前エッジ検出部6-1 と後エッジ検出部6-2 と
により、エッジの前側部分と後側部分とを独立して検出
する。この２つの検出信号に非線形振幅制限器6-5,6-6
で振幅制限をかけ、その後、最大値選択回路6-8 により
最大振幅値、除算回路6-9 により振幅比を得る。この２
つの値に応じてマトリクス回路6-10で、ＬＰＦ1-2 を介
した信号と原信号との最適な混合率を決定する。これに
より、的確に補償動作が行なわれた出力信号が得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョン受像機をは
じめＶＴＲ、画像処理装置、放送用エンコーダ等各種映
像信号処理装置に好適な映像信号補償回路に関する。そ
して、この発明は特に、リンギング成分の誤検出を軽減
し、映像信号に対して的確な補償動作を行える映像信号
補償回路を提供することを目的としている。

【０００２】

【従来の技術】従来の映像信号補償回路の一例を図７に
示す。入力映像信号はＬ1-1 に与えられる。この入力映
像信号は、なんらかの形で伝送路に応じた帯域制限がさ
れており、その立ち上がりエッジ部や立ち下がりエッジ
部には、図８に示すようなリンギングが生じ、画質を劣
化させている。

【０００３】Ｌ1-1 からの入力映像信号は、ブロック1-
1 のエッジ検出部、ブロック1-2 の低域濾波器（ＬＰ
Ｆ）、及びブロック1-3 の遅延線（ＤＬ）に供給され
る。エッジ検出部1-1 は通常高域濾波器で構成され、入
力映像信号を微分した信号を出力する。リンギングは前
述のような信号の立ち上がり、立ち下がり、及びパルス
の両側のような、映像信号の変化が大きく高域成分を多
く含む部分に生じるものである。従って、ブロック1-1
を高域濾波器とすることにより、このようなリンギング
発生部分（エッジ部分）が検出できる。エッジ検出部1-
1 の出力は非線形振幅制限器1-4 に与えられる。

【０００４】ブロック1-2 のＬＰＦは、入力映像信号の
リンギング成分を抑圧するために、入力映像信号に与え
られた帯域制限よりもさらに低い周波数での帯域制限を
行う。また、このＬＰＦ1-2 の遮断周波数付近の特性
は、リンギングを生じにくいロールオフ特性になってい
る。従って、ＬＰＦ1-2 からＤＬ1-5 に与えられる信号
はリンギングの極めて少ない信号である反面、より低い
周波数での帯域制限が行われているため、映像の精細な
部分の信号（高域成分）が失われた信号になっている。
ＤＬ1-3 、ＤＬ1-5 は入力映像信号の帯域にはなんの制
限も加えず、その遅延量のみを調整するものである。

【０００５】ＤＬ1-5 の出力とＤＬ1-3 の出力とは、ブ
ロック1-6 の乗算器、ブロック1-7の乗算器、及びブロ
ック1-8 の加算器で構成される混合回路に与えられ、混
合された後にＬ1-2 から外部に出力される。なお、この
混合の時点では混合回路に与えられる各信号の入力から
の遅延量は等しい必要があり、ＤＬ1-3 、ＤＬ1-5 の遅
延量はその条件を満たすように調整される。

【０００６】この混合回路に混合率を与えるのが非線形
振幅制限器1-4 である。非線形振幅制限器1-4 は、検出
信号ｋを乗算器1-6 に供給し、ＬＰＦ1-2 とＤＬ1-5 と
を経由した入力信号の混合率ｋを決定する。また、非線
形振幅制限器1-4 は、検出信号ｋを乗算器1-7 にも供給
し、ＤＬ1-3 を経由した入力信号の混合率（１−ｋ）を
決定する。

【０００７】エッジ検出部1-1 で検出されたエッジ部分
には、一般的にはリンギングが生じているので、その部
分にはリンギングを含まない低域成分であるＬＰＦ1-2
からの信号を多く原信号に混合しリンギングを抑圧すれ
ばよい。但し、原信号のエッジそのものに帯域制限を加
えてしまうと映像の輪郭部分での精細信号が失われ、か
えって画質が劣化してしまう。従って、エッジ検出部1-
1 で検出されたエッジ部分の内の、エッジそのものと見
なされるような大きな振幅部に対しては、原信号を多く
混合するように、非線形振幅制限器1-4 は出力を出さな
い（即ち検出信号ｋ＝０）というような制限が、非線形
振幅制限器1-4 に加えられている。この制限を実現する
非線形振幅制限器1-4 の入出力振幅特性の例を図９に示
す。

【０００８】以上のようにして、従来の映像信号補償回
路は、リンギングの生じている部分には、これを除去す
るためにＬＰＦ1-2 でロールオフ特性の帯域制限を施し
た信号を多く混合し、逆にリンギングの生じていない部
分には、映像の精細な成分を保存するために原信号を多
く混合する。これにより、出力信号にはリンギング成分
だけが除去された信号が現れる。

【０００９】この映像信号補償回路の各部の信号波形の
例を図１０に示す。図１０（ａ）は入力信号波形、同図
（ｂ）はＬＰＦの出力波形、同図（ｃ）はエッジ検出部
の出力波形、同図（ｄ）は非線形振幅制限器の出力波
形、同図（ｅ）は出力信号波形である。

【００１０】なお、以上の回路はアナログ、ディジタル
どちらでも実現可能であるが、遅延量の正確な調整や振
幅制限器の複雑な応答を考慮するとディジタル回路での
実現がより適当である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来技術による構成例
では、入力信号中に複数のエッジが接近して存在する場
合、エッジ検出部（高域濾波器による検出フィルタ）1-
1 のインパルス応答の中心部にリンギング部分があって
も、周辺部にはエッジそのものが重なってしまう。従っ
て、検出フィルタの出力には、エッジそのものを検出し
たものと同様な大きな振幅が現れてしまい、非線形振幅
制限器1-4 によって検出出力が制限されてしまうという
誤検出状態になり、結果として、リンギング除去ができ
ないことになる。この様子を図１１（ａ）〜（ｃ）に示
す。

【００１２】次に、入力信号が中程度の振幅を持った正
弦波の場合を考えてみる。この正弦波の周波数は、検出
フィルタ（エッジ検出部1-1 ）で検出されてしまう領域
のものであり、この正弦波の中程度の振幅とは、後段の
振幅制限器1-4 で振幅が抑圧されてしまわない程度であ
るとする。この場合、正弦波はリンギング成分として誤
検出されたことになるので、入力信号に低域濾波がかけ
られた信号が出力信号となり、正弦波が失われてしまう
ことになる。この様子を図１１（ｄ）〜（ｆ）に示す。
以上のように、従来例ではいくつかの条件でリンギング
の誤検出が生じ、的確な補償動作を行えないという問題
点があった。

【００１３】この発明が解決しようとする課題は、リン
ギング成分の誤検出を軽減し、映像信号に対して的確な
補償動作を行える映像信号補償回路とするには、どのよ
うな手段を講じればよいかという点にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明は、入力映像信号のエッジ部を検出し
て検出信号を出力する検出回路と、前記検出信号に応じ
て混合率を決定し、前記入力映像信号と、前記入力映像
信号を低域濾波器に通して得た信号とを適応的に混合す
る混合回路とより構成され、入力映像信号の立ち上がり
及び立ち下がりエッジ部分に生ずるリンギング成分を除
去する映像信号補償回路であって、前記検出回路は、供
給される前記入力映像信号に対して相対的に進んだイン
パルス応答を持つ第１の検出フィルタと、供給される前
記入力映像信号に対して相対的に遅れたインパルス応答
を持つ第２の検出フィルタと、前記第１のフィルタの出
力信号に対して振幅を制限する第１の非線形振幅制限器
と、前記第２のフィルタの出力信号に対して振幅を制限
する第２の非線形振幅制限器と、前記第１、第２の非線
形振幅制限器の出力信号が供給され、２つの信号から最
大振幅値を選択する最大値選択回路と、前記第１、第２
の非線形振幅制限器の出力信号が供給され、２つの信号
の振幅比を得る除算回路と、前記最大振幅値と前記振幅
比とが供給され、この２つの値に応じて前記検出信号を
出力するマトリクス回路とより成ることを特徴とする映
像信号補償回路を提供するものである。

【００１５】

【実施例】本発明では、入力信号に対して相対的に進ん
だインパルス応答を持つフィルタと、遅れたインパルス
応答を持つフィルタとの２つの検出フィルタを用意し
た。また、非線形振幅制限器も各検出フィルタにそれぞ
れ独立に用意し、後段のマトリクス回路において、２つ
の非線形振幅制限器の各検出信号の最大振幅と振幅比に
より混合率を決定するようにした。２つの検出フィルタ
を独立に用意することにより、エッジ及びリンギング
が、入力信号に対して時間的にどの位置にあるのか検出
できるようになる。また、２つの検出フィルタに接続さ
れて独立に働く非線形振幅制限器は、ノイズの影響を軽
減して以降の回路のダイナミックレンジを節減できるの
で、回路規模の増大を抑えることができる。さらに、マ
トリクス回路で混合率を設定する際に、２つの検出信号
の最大振幅と比を用いることにより、映像信号の波形に
細かく適応した混合率を決めることができ、リンギング
成分の誤検出が低減できる。

【００１６】図１に本発明による映像信号補償回路の一
実施例を示す。なお、従来例と同一の部分には同一の符
号を付す。ラインＬ6-1 からの入力映像信号は、前エッ
ジ検出部6-1 、後エッジ検出部6-2 、ＬＰＦ1-2 、及び
遅延線（ＤＬ）1-5 に供給される。前エッジ検出部（第
１の検出フィルタ）6-1 のインパルス応答は、図２
（ａ）に示すように、入力信号に対して相対的に進んだ
成分だけを持ち、前エッジ検出部6-1 は時間的に先行し
たエッジを検出する。なお、インパルス応答が正弦波状
になっているが、この周期を入力信号がＬ6-1 に入力さ
れる以前に施される帯域制限によるインパルス応答（ｓ
ｉｎｘ／ｘ）の周期とすることにより、リンギングと同
じ周波数の連続バースト信号に対する、前エッジ検出部
6-1 の感度を高くすることができる。

【００１７】後エッジ検出部（第２の検出フィルタ）6-
2 のインパルス応答は、図２（ｂ）に示すように、入力
信号に対して相対的に遅れた成分だけを持ち、後エッジ
検出部6-2 は時間的に遅れたエッジを検出する。このイ
ンパルス応答も正弦波状になっているが、周期を、前エ
ッジ検出と同様に、入力信号がＬ6-1 への入力前に施さ
れる帯域制限によるインパルス応答（ｓｉｎｘ／ｘ）の
周期とすることにより、リンギングと同じ周波数の連続
バースト信号に対する、後エッジ検出部6-2 の感度を高
くすることができる。

【００１８】なお、時間的に進んだインパルス応答を実
現するためには、信号入力以前に応答する処理が必要で
あるが、今回の場合はあくまで相対的なものであり、Ｄ
Ｌ1-3,1-5 の遅延量を調整することにより、原信号の遅
延に対して相対的に進んだ応答を実現することができ
る。

【００１９】ＬＰＦ1-2 は、入力映像信号のリンギング
成分を抑圧するために、入力映像信号に与えられた帯域
制限よりもさらに低い周波数での帯域制限を行う。ま
た、このＬＰＦ1-2 の遮断周波数付近の特性はリンギン
グを生じにくいロールオフ特性になっている。従って、
ＬＰＦ1-2 の出力信号は、リンギングの極めて少ない信
号である反面、より低い周波数での帯域制限が行われて
いるため、映像の精細な部分の信号が失われた信号とな
っている。

【００２０】ＤＬ1-3,1-5 の各出力は、乗算器6-11，6-
12、及び加算器6-13で構成される混合回路に供給され、
混合された後にラインＬ6-2 から外部に出力される。こ
の混合の時点では、混合回路に与えられる各信号の入来
してからの遅延量は、前に述べた前エッジ検出のための
インパルス応答が実現されている遅延量である必要があ
り、ＤＬ1-3,1-5 の遅延量はその条件を満たすように調
整される。

【００２１】混合回路に混合率を与える検出信号を生成
する検出回路は、前エッジ検出部6-1 、後エッジ検出部
6-2 、非線形振幅制限器6-5,6-6 、最大値選択回路6-8
、除算回路6-9 、及びマトリクス回路6-10で構成され
る。非線形振幅制限器6-5 には前エッジ検出部6-1 の出
力信号が供給され、非線形振幅制限器6-6 には後エッジ
検出部6-2 の出力信号が供給される。非線形振幅制限器
6-5,6-6 の各出力信号は、それぞれ最大値選択回路6-8
、除算回路6-9 に供給される。最大値選択回路6-8 、
除算回路6-9 の各出力信号は、マトリクス回路6-10に供
給され、マトリクス回路6-10から混合率を与える検出信
号が、乗算器6-11，6-12に供給される。

【００２２】非線形振幅制限器6-5,6-6 の入出力振幅特
性を図３（ａ）に示す。振幅制限器6-5,6-6 では、入力
信号の極性は無意味であるので、まず、入力信号の絶対
値を採る。次に、入力に対して不感域、リニア域、飽和
域を設け、これらに応じた信号を出力する。不感域は、
ノイズによる誤検出を防ぐための領域であり、リニア域
は入力に応じたエッジ検出結果を出力するための領域で
あり、飽和域は後段のダイナミックレンジを小さくする
ための領域である。

【００２３】最大値選択回路6-8 では、非線形振幅制限
器6-5,6-6 の２つの出力値の内の大きい方の出力値を出
力する。除算回路6-9 では、非線形振幅制限器6-5,6-6
の２つの出力値の振幅比を出力する。非線形振幅制限器
6-5,6-6 の各出力値をｘ，ｙとすると、振幅比はmax
（ｘ，ｙ）／min （ｘ，ｙ）で計算され、振幅比は１以
上である。こうして得られた最大振幅値と振幅比とか
ら、マトリクス回路6-10において、入力信号とＬＰＦ1-
2 からの信号との混合率ｋを決定する。振幅比と最大振
幅値と混合率ｋとの関係を図３（ｂ）に示す（混合率ｋ
は図の斜線部分）。まず、振幅比が１に近い場合は、原
信号の前側（前エッジ検出領域部分）にも後ろ側（後エ
ッジ検出領域部分）にも高域成分が同じ程度含まれてい
て、リンギング成分を含まない正弦波に近い連続バース
ト状の信号であるとして、混合率ｋを上げ、高域成分を
多く通過させるようにする。次に、振幅比が大きく最大
振幅値も大きい場合は、原信号の前側と後ろ側とで高域
成分が変化しているが、含まれる成分はリンギング成分
ではなく、前後共に大きい複雑な形状の信号であるとし
て、混合率ｋを上げ、原信号をそのまま通過させるよう
にする。そして、振幅比が大きく最大振幅値が小さい場
合は、原信号の片側に大きなエッジやパルスが含まれ、
原信号にはリンギング成分が含まれるとして、混合率ｋ
を下げ、リンギングを抑圧する。

【００２４】以上のようにして、本実施例の映像信号補
償回路は、リンギングの生じている部分には、これを除
去するためにＬＰＦ1-2 でロールオフ特性の帯域制限を
施した信号を多く混合し、逆にリンギングの生じていな
い部分には、映像の精細な成分を保存するために原信号
を多く混合する。これにより、出力信号にはリンギング
成分だけが除去された信号が現れる。

【００２５】この映像信号補償回路の各部の信号波形の
例を図４に示す。図４（ａ）は入力信号波形、同図
（ｂ）はＬＰＦの出力波形、同図（ｃ）は前エッジ検出
部の出力波形、同図（ｄ）は後エッジ検出部の出力波
形、同図（ｅ）は前エッジ検出部に接続された非線形振
幅制限器の出力波形、同図（ｆ）は後エッジ検出部に接
続された非線形振幅制限器の出力波形、同図（ｇ）は最
大値選択回路の出力波形、同図（ｈ）は除算回路の振幅
比出力波形、同図（ｉ）はマトリクス回路の出力波形
（混合率）、同図（ｊ）は出力信号波形である。同図
（ｉ）に示すように、混合率ｋは、原信号のリンギング
発生部分で０、それ以外でぼほ１と成っており、この結
果、同図（ｊ）に示すように、リンギング成分だけが的
確に除去された出力信号が得られる。

【００２６】さらに、この実施例回路は、従来例では誤
検出により正確に区別できないことが多かった、接近し
たパルスによるリンギングと連続バースト信号との区別
を、的確に行うことができる。これは、検出フィルタの
インパルス応答の幅、振幅制限器のリニア域の傾き、及
び最大振幅値と振幅比とのマトリクスを予め最適化して
おくことにより、誤検出を軽減して可能となる。図５
に、接近したパルスによるリンギングを連続バースト信
号と誤検出せずに、正確にリンギングとして検出してい
る例を示す。同図（ｇ）に示すように、混合率は、原信
号のリンギング発生部分で０、それ以外でぼほ１と成っ
ており、この結果、同図（ｈ）に示すように、リンギン
グ成分だけが的確に除去された出力信号が得られる。ま
た、図６に、連続バースト信号を接近したパルスによる
リンギングと誤検出せずに、正確にバースト信号と検出
している例を示す。同図（ｇ）に示すように、混合率は
常に１と成っており、この結果、同図（ｈ）に示すよう
に、原信号の波形のままの出力信号が得られる。

【００２７】この映像信号補償回路は、検出フィルタが
前後エッジに対して独立に存在することと、最大振幅値
と振幅比とのパターンにより混合率制御を変えているこ
ととにより、各々の入力信号の状態に適した処理が可能
となっている。

【００２８】なお、以上の回路は従来例と同じくアナロ
グ、ディジタルどちらでも実現可能であるが、従来例と
同様の理由でディジタル回路での実現がより適当であ
る。また、本発明例による構成においては、従来技術に
よる構成に比べて、検出フィルタと非線形振幅制限器の
数が増え、マトリクス回路を増設することになる。しか
し、各検出フィルタのインパルス応答は、入力信号に対
し相対的に進んだ時間か遅れた時間かのどちらかのイン
パルス応答を持てば良いのであるから、双方を１つのフ
ィルタとして持っている従来例と比べて、総合的なフィ
ルタ規模はさほど増加しない。さらに、非線形振幅制限
器、最大値選択回路、除算回路、マトリクス回路は、例
えばディジタル回路による構成の場合は、これらをまと
めて１つの小規模ＲＯＭで実現できるので、全体的なハ
ードウェア規模の増大も小さくてすむ。

【００２９】

【発明の効果】以上の通り、この発明による映像信号補
償回路は、原信号の前側と後側とのエッジやパルス成分
をそれぞれ独立して取り出すことにより、リンギング成
分をより的確に検出して除去でき、正確な映像信号の補
償動作を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示す図である。

【図２】エッジ検出部のインパルス応答を示す図であ
る。

【図３】非線形振幅制限器及びマトリクス回路の動作説
明図である。

【図４】各部の信号波形例を示す図である。

【図５】接近したパルスによるリンギングに対する処理
例を示す図である。

【図６】連続バースト信号に対する処理例を示す図であ
る。

【図７】従来例を示す図てある。

【図８】入力信号の一例を示す図てある。

【図９】非線形振幅制限器の動作説明図である。

【図１０】各部の信号波形例を示す図である。

【図１１】隣接エッジ、連続バーストに対する処理例を
示す図である。

【符号の説明】

1-2 ＬＰＦ（低域濾波器） 1-3,1-5 ＤＬ（遅延線） 6-1 前エッジ検出部（第１の検出フィルタ） 6-2 後エッジ検出部（第２の検出フィルタ） 6-5,6-6 非線形振幅制限器 6-8 最大値選択回路 6-9 除算回路 6-10 マトリクス回路 6-11,6-12 乗算器 6-13 加算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力映像信号のエッジ部を検出して検出信
   号を出力する検出回路と、 前記検出信号に応じて混合率を決定し、前記入力映像信
   号と、前記入力映像信号を低域濾波器に通して得た信号
   とを適応的に混合する混合回路とより構成され、 入力映像信号の立ち上がり及び立ち下がりエッジ部分に
   生ずるリンギング成分を除去する映像信号補償回路であ
   って、 前記検出回路は、 供給される前記入力映像信号に対して相対的に進んだイ
   ンパルス応答を持つ第１の検出フィルタと、 供給される前記入力映像信号に対して相対的に遅れたイ
   ンパルス応答を持つ第２の検出フィルタと、 前記第１のフィルタの出力信号に対して振幅を制限する
   第１の非線形振幅制限器と、 前記第２のフィルタの出力信号に対して振幅を制限する
   第２の非線形振幅制限器と、 前記第１、第２の非線形振幅制限器の出力信号が供給さ
   れ、２つの信号から最大振幅値を選択する最大値選択回
   路と、 前記第１、第２の非線形振幅制限器の出力信号が供給さ
   れ、２つの信号の振幅比を得る除算回路と、 前記最大振幅値と前記振幅比とが供給され、この２つの
   値に応じて前記検出信号を出力するマトリクス回路とよ
   り成ることを特徴とする映像信号補償回路。