JPH03206776A - ビデオ信号輪郭補正装置 - Google Patents

ビデオ信号輪郭補正装置

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JPH03206776A
JPH03206776A JP2002282A JP228290A JPH03206776A JP H03206776 A JPH03206776 A JP H03206776A JP 2002282 A JP2002282 A JP 2002282A JP 228290 A JP228290 A JP 228290A JP H03206776 A JPH03206776 A JP H03206776A
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signal
circuit
video signal
delay
noise
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JP2002282A
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Yasuo Mihashi
三橋 康夫
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、テレビジョン受信機やビデオテーブレコー
ダ(以下、VTRと称す)、ディスクプレーヤなどのビ
デオ再生機に適用されるもので、ビデオ信号のS/N、
解像度、鮮鋭度などを改善するように、このビデオ信号
の輪郭を補正するビデオ信号輪郭補正装置に関するもの
である。
[従来の技術] テレビジョン受信機やVTR,ディスクプレーヤなどの
ビデオ再生機における画質は、ビデオ信号のS/N,解
像度、鮮鋭度の3つのバランスで決まる。
第5図は上記3つの画質決定要素の向上を目指した従来
のVTRにおけるビデオ信号輪郭補正装置の構成を示す
ブロック図であり、同図において、(1)は復調回路で
、この復調回路(1)は図示省略した再生ヘッドにより
ビックアップされた3.4 MHz 〜4.4 MHz
のFM変調ビデオ信号をベースバンドのビデオ信号に復
調する。(2)はディエンファシス回路で、このディエ
ンファシス回路(2)は記録時にブリエンファシス回路
により高周波成分を強調して記録されたビデオ信号の高
周波成分を抑圧して、ビデオ信号の記録再生系で発生す
る高域のノイズ成分を低減するもので、上記プリエンフ
ァシス回路と逆特性を有する。
(3)はローパスフィルタ(以下、LPFと称す)で、
ビデオ信号の高周波帯域を遮断する。
(4)は2次微分回路で、ビデオ信号のトランジェント
部分およびノイズ成分を微分する。(5)はアッテネー
タで、微分された信号レベルを所定レベルに設定する。
(6)は加算回路で、上記LPF(3)の出力信号と上
記アッテネータ(5)の出力信号とを加算する。
以上のL P F (3)   2次微分回路(4)、
アッテネータ(5)、加算回路(6)により2次微分方
式画質加工回路(23)を構成している。
(7)はハイバスフィルタ(以下、HPFと称す)で、
ビデオ信号に含まれるノイズ成分をピックアップする。
(8)はノイズ成分を増幅するノイズアンプ、(9)は
ノイズ成分の振幅を制限するりミッタ、(10)は極性
反転回路、(11)はアッテネータで、上記リミッタ(
9)により制限されたノイズ成分の振幅を最適値に設定
する。(12)は加算回路で、上記2次微分方式画質加
工回路(23)の出力信号と極性の反転したノイズ成分
信号とを加算する。
以上のH P F (7)  ノイズアンプ(8)  
 リミッタ(9)、極性反転回路(10)、アッテネー
タ(11)、加算回路(12)によりノイズキャンセラ
回路(24)を構成している。
つぎに、上記構成の動作について説明する。
3.4 M}Iz 〜4.4 MHzにFM変調され、
かつプリエンファシス回路を通して高周波成分が強調さ
れて記録媒体に記録されたビデオ信号を、再生ヘッドに
よりピックアップして復調回路(1)に入力することに
よって、このFM変調ビデオ信号をベースバンドのビデ
オ信号に復調する。ついで、この復調ビデオ信号を上記
プリエンファシス回路と逆特性のディエンファシス回路
(2)に入力することによって、高周波成分を抑圧して
高域のノイズ成分を低減する。
しかし、このようなエンファシス処理のみの場合には、
第6図(a)で示すように、多くのノイズ成分(n)が
残留している。とくに、VTRの磁気テープの品質が悪
いと、かなりのノイズ成分(n)が残留している。
つぎに、多くのノイズ成分(n)を含む第6図(a)で
示すようなビデオ信号を2次微分方式画質加工回路(2
3)に加えると、まず、ビデオ信号がL P F (3
)を通過して、第6図(b)で示すように高城成分およ
びノイズ成分が除去される。
一方、2次微分回路(4)を通過したビデオ信号のレベ
ルの急変しているトランジエント部分(1)が2回微分
されるとともに、ノイズ成分も微分され、この微分信号
がアツテネータ(5)を通過することにより適当レベル
に設定されて、第6図(C)に示すような波形信号とな
る。
つづいて、上記L P F (3)から出力される第6
図(b)で示す信号と、上記アツテネータ(5)から出
力される第6図(C)に示す信号とが加算回路(6)で
加算されて、346図(d)で示すような信号となる。
この第6図(d)で示す信号は、ノイズ成分(n)を含
むけれども、第6図(a)で示す元のビデオ信号の白レ
ベルから黒レベルに急変する立上りトランジェント部分
および黒レベルから白レベルに急変する立下りトランジ
ェント部分のそれぞれに適当なピーク(pi) . (
p2)が加えられており、画質の鮮鋭度の増したビデオ
信号となる。
つぎに、鮮鋭度の増した第6図(d)で示すビデオ信号
はノイズキャンセラ回路(24)に入力される。このノ
イズキャンセラ回路(24)に入力されたビデオ信号は
、まず、H P F (7)  ノイズアンプ(8)を
通過して第6図(e)で示すように、ノイズ戒分(n)
およびビデオ信号の高周波成分が増幅される。
ついで、リミッタ(9)により設定されたリミツティン
グレベル(Ll) , (L2)でノイズ戊分(n)の
振幅が制限されて、第6図(f)で示すような信号とな
る。この第6図(f)で示す信号の極性を極性反転回路
(10)で反転し、かつアツテネータ(l1)により適
当なレベルに減衰させたのち、加算回路(l2)に入力
し、この加算回路(l2)において、第6図(d)で示
す信号と加算することにより、第6図(g)で示すよう
な信号を出カする。この第6図(g)で示す信号は、立
上りトランジェント部分および立下りトランジェント部
分に2次微分方式によりピーク(pi) , (p2)
をもったビデオ信号からノイズ威分(n)を取り除いた
鮮鋭度のあるビデオ信号である。
以上説明した従来のビデオ信号輪郭補正装置は、ビデオ
信号の輪郭部分を強調する手段で、これをさらに詳しく
説明すると、っぎのとおりである。
第7図は電子通信学会論文誌(83年7月号Vol  
J 6 6 − B N o 7 ) I)論文「テレ
ヒション画像における鮮鋭さの一計算法」に示された従
来のエッジ強調によるステップ波形の立上りのようすを
示した図であり、同図から明らかなように、従来のビデ
オ信号輪郭部分を強調して補正する手段は、原信号波形
の2次微分信号を求め、この信号にある係数を掛けたの
ち、原信号波形を加える構成としたものである。
第7図をもとに説明すると、伝送路で帯域制限を受けた
原信号であるところのステップ波形■2(=Q(x))
の2次微分波形Q 1 (x)を求め、これにある係数
一aを掛けた波形Idを原信号波形工2に加えて輪郭補
正信号波形I2+Idを得るものである。
このような輪郭補正手段による立上り時間の改善量を振
幅変化(レスポンス)に対する時間で表わすと、原信号
波形I2についてはVl/Xiであるのに対し、輪郭補
正信号波形I2+IdはV2/X2となり、立上り時間
がかなり改善されることがわかる。
このビデオ信号の輪郭部分に相当する信号の立上りが改
善されること、すなわち、輪郭部分が強調されることに
よって画像の鮮鋭さが改善される。
[発明が解決しようとするii!題] 以上のように構成された従来のビデオ信号輪郭補正装置
は、原信号波形の2次微分を求め、この信号波形にある
係数を掛けたのちに原信号波形に加えるものであるから
、第7図中に斜線を施した部分のよ、うに、原信号波形
のレベルを越えてしまい、原信号波形が伝送系のダイナ
ミックレンジの最大振幅である場合、波形のサチュレー
ションをひき起こしやすく、原ビデオ信号の周波数が低
い矩形波などの場合は比較的望ましいピーク信号を得る
ことができるけれども、原ビデオ信号の周波数が高くな
ると、ピーク値が小さくなり、所定どおりの輪郭補正を
おこなうことができないという問題があった。
また、原信号波形のレベルが小さいときに2次微分のピ
ーク値の振幅を大きくとろうとすると、ピークの時間幅
が長くなったり、ピークのあとに第6図(c) , (
d) , (g)で示すようにリンギング(IL)が発
生するなどの問題があった。したがって、原ビデオ信号
の周波数成分によってはオーバーシュート、ブリシュー
トが強くてどぎつい不自然な画質となったり、リンギン
グ現象が発生して見苦しい画像となったり、さらには、
ピーク値がほとんどつかない画像となるなど、1つのシ
ーンでは鮮鋭度の良い画像となっても、種々のシーンに
対して、つねに鮮鋭度の良い画像を得ることができなか
った。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、原ビデオ信号の周波教戒分のいかんにかかわ
らず、原信号波形のサチュレーションを起こすことなく
、つねに輪郭を適度に強調して画像の鮮鋭度を改善する
ことができるとともに、リンギング現象の発生もなく、
鮮鋭度の高い画質を得ることができるビデオ信号輪郭補
正装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] この発明に係るビデオ信号輪郭補正装置は、入力ビデオ
信号を所定時間遅延させその遅延時間を可変する第1の
遅延回路と、この第1の遅延回路よりも長い時間遅延さ
せその遅延時間を可変する第2の遅延回路とを有し、こ
の第2の遅延回路の出力信号と入力ビデオ信号を加算し
、その加算された信号を第1の遅延回路の出力信号から
減算し、この減算された信号を’ts1の遅延回路の出
力信号に加算して、ビデオ信号のトランジエント部分の
ピーク信号を人カビデオ信号に加えるように信号を加工
処理する一方、入力ビデオ信号の周波数戒分を検出する
周波数検出回路を設けて、この周波数検出回路の出力信
号により上記第1および第2の遅延回路の遅延時間を制
御するように構成したことを特徴とする。
[作用] この発明によれば、ビデオ信号を2つの遅延回路と各1
つの加算回路および減算回路に入力することによって、
この人カビデオ信号の立上りトランジエント部分および
立下りトランジェント部分に輪郭を強調するための細く
て深いピークを付加し、さらに、このトランジエント部
分のピーク信号のピーク幅を入力ビデオ信号の周波数成
分に応じて制御させた輪郭補正信号を得ることができる
。これにより、入力ビデオ信号に応じて、つねに鮮鋭度
の高い画質が得られる。
[発明の実施例] 以下、この発明の一実施例を図面にもとづいて説明する
。
第1図はこの発明の一実施例によるビデオ信号輪郭補正
装置の構成を示すブロック図あり、同図において、(1
)および(2)は345図で示す従来例の場合と同様な
復調回路およびディエンファシス回路である。
第1図において、(11)はLPF,(12)はそのL
 P F (11)の人出力信号を減算する減算回路、
(13)はリミッタ、(工4)はそのリミッタ(l3)
の人出力信号を減算する減算回路である。(l5)は加
算回路で、この加算回路(15)は上記減算回路(14
)の出力信号と上記L P F (11)の出力信号と
を加算する。
以上のL P F (11)、減算回路(12) . 
(14)  リミッタ(13).加算回路(15)によ
りノイズキャンセラ回路(25)を構戒している。
(16) , (17)は直列に接続された第1および
第2の遅延回路、(18)は加算回路で、この加算回路
(18)は上記ノイズキャンセラ回路(25)における
加算回路(l5)の出力信号と上記第1および第2の遅
延回路(16) . (17)を経た出力信号とを加算
する。
(19)は1/2アッテネータ、(20)は減算回路で
、この減算回路(20)は上記1/2アッテネータ(1
9)の出力信号を上記第1の遅延回路(16)の出力信
号から減算する。
(27)はスライサ回路で、このスライサ回路(27)
は上記減算回路(20)の出力信号を所定のスライスレ
ベルでスライスする。(28)はレベル調節器で、この
レベル調節器(28)は上記スライスされた信号のレベ
ルを適当なレベルに制御する, (22)は加算回路で
、この加算回路(22)は上記レベル調節器(28)の
出力信号と上記第1の遅延回路(16)の出力信号とを
加算する。
以上の第1および第2の遅延回路(16) , (17
)加算回路(18) . (22)   1 / 2ア
ッテネータ(19)、減算回路(20)、スライサ回路
(27)、レベル調節器(28)により信号加工処理回
路(26)を構成している。
(30)は周波数成分検出回路で、上記ノイズキャンセ
ラ回路(25)の出力ビデオ信号の周波数成分を検出す
る.この周波数成分検出回路(30)としては、RCよ
り構威されるパンドパスフィルタのような安価なものや
アクティブフィルタなどによりそれぞれの帯域をもった
複数のフィルタから構成される高価なものが考えられる
。(31)は検波回路で、上記周波教戒分検出回路(3
0)の出力信号を検波して直流信号にする。
つぎに、上記構成の動作について、第1図、第2図およ
び′s3図を参照して説明する。
復調回路(1)によって復調され、かつディエンファシ
ス回路(2)によってその高周波成分が抑圧された第2
図 (a)で示すノイズ戒分(n)を含むビデオ信号は
ノイズキャンセラ回路(25)に入力される。そして、
まず、L P F (11)を通過させることにより、
たとえば空や壁の部分などのように大面積で、視覚的に
目につきやすい平坦な画像部分のノイズ成分が高城信号
の低レベルのところに集中することから、そのノイズ戒
分が除去されて第2図(h)で示すような信号となる。
このL P F (11)から出力される第2図(h)
で示す信号を減算回路(12)において、元のビデオ信
号 (a)から減算することにより、第2図(i)で示
すような差信号成分が得られる。
ついで、その差信号成分(i)をりよツタ(13)に入
力して、リミッティングレベル(t.t) . (L2
)で振幅制限することにより、第2図U)で示すような
信号成分となる。
つづいて、上記減算回路(12)から出力される差信号
成分(i)から上記リミッタ(13)より出力される信
号成分(l を減算回路(l4)において減算すること
により、第2図(k)で示すように、ノイズをほとんど
含まないスパイク状の差信号成分が得られる。このスパ
イク状の差信号成分(k)を加算回路(15)において
、上記L P F (11)から出力される第2図(h
)で示す信号に加算することにより、第2図 (氾)で
示すように、ノイズ成分をほとんど含まないビデオ信号
が得られる。
以上のように、ノイズキャンセラ回路(25)では、元
のビデオ信号 (a)の波形を変形することなく、ノイ
ズ成分(n)の大部分を除去することができる。
つぎに、ノイズ成分(n)の大部分を除去されたビデオ
信号 (互)は信号加工処理回路(26)に入力される
.そしてまず、そのビデオ信号 (J2)が遅延回路(
16) . (17)に入力されて、第2図(m) .
 (n)で示すように、τsecづつ遅れた信号となる
。これによって、2τsec遅れた信号(n) と上記
ビデオ信号 (It)とを加算回路(18)において加
算することにより、第2図(0)で示すように、立上り
部および立下り部に段のある信号が得られる。ここで、
ノイズ成分(n)については極性や位相が一定でなく、
ランダムであるから、加算や減算が簡単でなく、ともに
各ノイズ量Naの自乗の平方根で表わすことができる。
第2図(0)で示すように、原信号部分は2倍に大きく
なるが、ノイズ量は Na+Naとなって、 2倍 と
なる。このような信号を1/2アッテネータ(19)に
通すことにより、第2図(p)で示すように、原信号部
分は1倍に、またノイズ量は 2/2=0.7倍となり
、ノイズ,成分が小さくなって、S/N比が向上する。
ついで、上記遅延回路(16)から出力される第2図(
m)で示す信号から上記第2図(p)で示す信号を減算
回路(20)において減算することにより、第2図(q
)で示す信号を得る。この信号(q)はビデオ信号の立
上り時および立下り時に細かいトランジェントパルスを
発生したことになり、この信号(q)を輪郭補正信号と
する。
この輪郭補正信号における細かいトランジェントパルス
幅部分にランダムノイズが重畳していると、輪郭部分に
エッジノイズが重畳し、画質をいちじるしく損なうこと
になるが、ここで第2図(q)に示す信号をスライサ回
路(27)に入力して、所定のスライスレベル(51)
 . (52)でスライスすることにより、トランジェ
ントパルス部分の先端部のノイズを除去する. つぎに、このスライスした信号をレベル調節器(28)
で所定のレベルになるように調整し、この調整された信
号を加算回路(22)において、上記第1の遅延回路(
l6)から出力される信号(In)に加算することによ
り、第2図(S)で示すような波形のビデオ信号を得る
。
ここで、上記減算回路(20)、加算回路(22)では
加算回路(18)と同様に、ノイズ戒分は自乗の平方根
となるため、適当なアッテネータを設けることにより信
号成分とノイズ成分の比率を変えて、結果的にS/N比
を向上することができる。
すなわち、ノイズキャンセラ回路(25)によって画面
全体の大きなノイズが除去され、信号加工処理回路(2
6)によって信号に重畳されている微細なノイズが減少
され、かつ、信号のトランジェント部のエッジノイズが
除かれ、トランジェント部に鮮鋭な輪郭補正信号が付加
される。
一方、上記ノイズキャンセラ回路(25)を経たノイズ
成分のほとんど除去されたビデオ信号 (J2)は周波
数成分検出回路(30)に加えられ、ここで、入力され
たビデオ信号 <X>がどのような周波数エネルギ分布
をもっているかを検出し、その出力状況を検波回路(3
1)において直流に変化させる。
詳述すると、入力されたビデオ信号 (色)がたとえば
、細かい小花畑のようなシーンで、第3A図のように、
高周波成分の多い構成の場合、周波数成分検出回路(3
0)はこの高周波成分の多いことを検出し、検波回路(
31)の直流出力電圧が高くなり、この直流電圧が第1
図の′s1および第2の遅延回路(16) , (17
)に加えられて遅延量で1を小さくする。その結果、第
3A図の(S)で示すような出力信号が得られる。
一方、入力されたビデオ信号 (J2)がたとえば、壁
の前にチューリップの花の一輪がアップしているような
シーンで、第3B図のように、低周波成分の多い構成の
場合、周波数成分検出回路(30)はほとんど高周波信
号成分がないことを検出し、検波回路(31)の直流出
力電圧が低くなり、この直流電圧が第1図の第1および
第2の遅延回路(16) , (17)  に加えられ
て遅延量τ2を大きくする。その結果、第3B図の(S
)で示すような出力信号が得られる. なお、第4A図は、上記第1およびk42の遅延回路(
lfi) , (17)の遅延時間を可変する具体的な
構戒例、第4B図はその等価回路図であり、この等価回
路図は、”アクティブフィルタの設計”秋葉出版 柳沢
健監訳 ′s18童 P588に記載されているように
、Delyiannis回路として知られている。
この第4B図の遅延量を求めると、 遅延量D(0)冨2/ω0 ・Q ここで、Q−1/2   R3/Rl ωO − 1/ CI  ・C2・R3・Rlとなる。
ここで、$4A図に示されたCl,C2を可変容量ダイ
オードとし、周波数成分検出回路(30)およびその検
波回路(31)の出力電圧を変化させると、遅延時間(
遅延量) D (0)が変化する。i4A図に括弧書き
した具体的な数値例をもとに、遅延量D (o)を求め
てみると、同図の右余白部に記載した計算により、約1
 2 0 nsecとなるが、実際に高画質な輪郭補正
信号を得るためには8 0 nsec〜1 5 0 n
secの範囲で可変することが望ましい。
以上のように、遅延時間可変形の第1および第2の遅延
回路(18) , (17)から構成される輪郭補正信
号処理回路と、再生ビデオ信号の周波数成分を検出する
回路(30)とを設けたことにより、高周波成分の多い
細かい画面内容の時はディテールが良く出るようにピー
ク補正信号のピーク幅を狭くし、低周波戒分の多い大き
な画面内容の時にはくっきり、はっきりするようにピー
ク補正信号のピーク幅を広くすることができる。
なお、上記実施例では、第1および第2の遅延回路(1
6) , (17)の具体例としてDelyianni
s回路の変形を示したが、CCD等をつかった遅延回路
でも構成できる。この場合は、クロツク信号の周波数を
若干変えることによって容易に遅延量を変化させること
ができる。そのほかにも遅延時間を可変できる遅延回路
は種々考えられるが、いずれの構成であっても、遅延回
路を通過させることにより波形が変化しないように配慮
する必要がある。
また、上記第1および第2の遅延回路(16),(17
)は一般的に同じ回路構成のものが望ましいが、テレビ
ジョン画面の走査より′s1の遅延回路(16)の遅延
量を第2の遅延回路(17)の遅延量より若干大きくし
て、視覚的に良質な画面を得ることができる。
さらに、上記実施例では、VTRの再生ビデオ信号の輪
郭補正回路に通用したものについて説明したが、ディス
クブレーやテレビジョン受信機のビデオ信号処理に通用
しても、同様の効果を奥する。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、遅延時間を可変する
2つの遅延回路と2つの加算回路および減算回路によっ
て、輪郭補正信号を作成する一方、入力ビデオ信号の周
波数成分を検出し、その検出結果に従って上記第1およ
び第2の遅延回路の遅延時間を制御することにより、ビ
デオ信号のトランジェント部分のピーク信号の時間軸幅
をビデオ信号の周波数成分に応じて自動的に増減変化さ
せることができ、こまかい画面を再生している時は細か
いピーク補正信号を付加し、粗い大きな画面を再生して
いる時はピーク幅の大きい補正信号を付加して、いずれ
の場合も再生画像にあったピーク信号が加わって、鮮鋭
度をいちじるしく向上させることができ、あらゆる再生
画面に適合した高品位な再生画が得られるという効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるビデオ信号輪郭補正
装置の構成を示すブロック図、第2図はその輪郭補正装
置の動作波形図、:i$3A図および第3B図はその輪
郭部が変化するようすを示す信号波形図、第4A図は遅
延量を可変する遅延回路肖 の具体的な構成揖、第4B図はi4A図の等価回路図、
第5図は従来の2次微分方式の輪郭補正手段によるビデ
オ信号輪郭補正装置の構成を示すブロック図、第6図は
第5図の動作波形図、第7図は従来の2次微分方式の輪
郭補正手段による微分波形の詳細図である。 (16)・・・′s1の遅延回路、(17)・・・第2
の遅延回路、(18) . (22)・・・加算回路、
(20)・・・減算回路、(25)・・・ノイズキャン
セラ回路、(26)・・・信号加工処理回路、(30)
・・・ビデオ信号の周波数成分検出回路、(3l)・・
・検波回路。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)入力ビデオ信号を所定時間遅延させその遅延時間
    を可変する第1の遅延回路と、上記入力ビデオ信号を上
    記第1の遅延回路よりも長い時間遅延させその遅延時間
    を可変する第2の遅延回路と、この第2の遅延回路の出
    力信号と上記入力ビデオ信号とを加算する第1の加算回
    路と、上記第1の遅延回路の出力信号から上記第1の加
    算回路の出力信号を減算する減算回路と、この減算回路
    の出力信号と上記第1の遅延回路の出力信号とを加算す
    る第2の加算回路と、入力ビデオ信号の周波数成分を検
    出する周波数成分検出回路とを具備し、上記周波数成分
    検出回路の出力信号により上記第1および第2の遅延回
    路の遅延時間を制御するように構成したことを特徴とす
    るビデオ信号輪郭補正装置。
JP2002282A 1990-01-08 1990-01-08 ビデオ信号輪郭補正装置 Pending JPH03206776A (ja)

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JP2002282A JPH03206776A (ja) 1990-01-08 1990-01-08 ビデオ信号輪郭補正装置

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60192465A (ja) * 1984-03-14 1985-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 画質調整装置
JPH01288067A (ja) * 1988-05-13 1989-11-20 Mitsubishi Electric Corp ビデオ信号輪郭補正装置

Patent Citations (2)

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