JPH0338972A - ビデオ信号輪郭補正装置 - Google Patents

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プレコー
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、ビデオ信号の鮮鋭度を
改善するために、このビデオ信号の輪郭を補正するよう
に構成された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３図は画質決定要素の向上を０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
である。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ピックアッ
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）はデイエンファシス回路で、このデイエンファシ
ス回路（２）は記録時にプリエンファシス回路（図示せ
ず）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直鎖する。

（４）は２次数分回路で、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０以上の
ＬＰＦ（３）、２次数分回路（４）、アッテネータ（５
）、加算回路（８）により２次数分方式画質加工回路（
２３）を構成する。

つぎに、上記構成の動作について説明する。

３．４　ＭＨｚ　〜４．４　ＭＨｚにＦＭ変調し、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てビデオ信号を、再生ヘッドにより
ピクアツプして復調回路（１）に入力することにより、
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
路と逆特性のデイエンファシス回路（２）に入力するこ
とにより、高周波成分を抑圧して高域のノイズ成分を低
減する。

上記のようなエンファシス処理のみの場合には、第４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４図（ａ）で
示すようなビデオ信号を２次数分方式画質加工回路（２
３）に加えると、まず、そのビデオ信号がＬ　Ｐ　Ｆ　
（３）を通過して、第４図（ｂ）で示すように、その高
域成分およびノイズ成分が除去される。

一方、２次数分回路（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ェント部分（１）が２回数分
されるとともにノイズ成分も微分され、この微分信号が
アッテネータ（５）を通過することにより適当レベルに
設定されて、第４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４
図（ｂ）で示す信号と、上記アッテネータ（５）から出
力される第４図（ｃ）に示す信号とが加算回路（６）で
加算されて、第４図（ｄ）で示すような信号となる。こ
の第４図（ｄ）で示す信号は、ノイズ成分（ｎ）を含む
けれども、第４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度なピーク（ｐｌ）　、　（ｐ
２）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。

以上説明した従来のビデオ信号の輪郭補正装置は、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、つぎのとおりである。

第５図は電子通信学会論文誌（８３年７月号Ｖｏｌ　　
Ｊ６６−ＢＮｏ７）（７）論文「テレビジョン画像にお
ける鮮鋭さの一計算法」に示された従来のエツジ強調に
よるステップ波形の立上りのようすを示した図である。

同図から明らかなように。

従来の輪郭部分を強調する補正手段は、Ｊ＋Ｘ信号波形
の２次数分信号を求め、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５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次数分波形Ｑｌ（冨）を求め、これにある係数−ａ
を掛けた波形Ｉｄを原信号波形Ｉ２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１輪郭補
正された信号波形Ｉ２十ｒｄはＶ２／Ｘ２となり、立」
ニリ時間がかなり改善されることがわかる。

このように、ビデオ信号の輪郭部分に相邑する信号の改
上りが改善されること、すなわ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課題］ 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５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
ョンをひき起す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
ーク値の振幅を太きくとろうとすると。

ピークの時間が長くなったり、ピークのあとに第４図（
ｃ）、（ｄ）で示すようにリンギング（交）が発生する
などの問題があった。したがって、最終的にＳ／Ｎをあ
まり改善することができないばかりでなく、オーバーシ
ュート、プリシュートが強くてどぎつい不白然な画質と
なったり、リンギング現象が発生して見苦しい画像とな
るなどの問題があった。

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、原信号波形のサチュレーションを起すことな
く、輪郭を強調してｊ！ｊ像の鮮鋭度を改善することが
でき、しかも輪郭部のノイズをなくシ、さらにリンギン
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る第１の遅延回路と、この第１
の遅延回路よりも長い所定時間遅延させる第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
オ信号を加算した信号および減算した信号を得るととも
に、その減算した信号より輪郭ゲートパルスを作成し、
このゲートパルスによって加算した信号の輪郭部にノイ
ズ除去トラップを挿入し、一方、上記第１の遅延回路の
出力信号と加算信号を減算した第２の減算信号を所定の
レベルでスライスし、さらに、このスライスした信号を
ノイズ除去トラップを経た出力信号に加算して、ビデオ
信号のトランジェント部のノイズ成分を除去し、さらに
ピーク信号を加える信号の加工処理をおこなうように構
成したことを特徴とする。

［作用］ この発ＩＪＩによれば、入力ビデオ信号を２つの遅延回
路と加算回路と２つの減算回路によりその立下リトラン
ジェント部および立下リトランジェント部のノイズ成分
を除去し、その上に輪郭を強調するための細くて深いピ
ークを付加して輪郭補正信号を作成する。これにより、
エツジノイズがなく、かつ鮮鋭度の高い画質を得ること
ができる。

〔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であり、同図において、（
１）および（２）は第３図で示す従来の場合と同様な復
調回路およびデイエンファシス回路である。

（＋８）、（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（！
８）は入力ビデオ信号（ａ）と上記第１および第２の遅
延回路（１Ｂ）、（＋７）を経た出力信号（Ｃ）とを加
算する。

（１３）は１／２アツテネータ、　（２０）は減算回路
で、この減算回路（２０）は上記１／２アツテネータ（
１９）の出力信号（ｄ）を上記第１および第２の遅延回
路（１Ｂ）、（１？）のうち入力側の第１の遅延回路（
１６）の出力信号（ｂ）から減算する。

（２１）は減算回路で、入力ビデオ信号（ａ）から上記
２つの遅延回路（ｔｅ）、（１７）を経た出力信号（Ｃ
）を減算する。　（２２）はゲートパルス回路で、上記
減算回路（２１）の出力信号（ｇ）よりパルス幅の等し
い正のノイズゲートパルス信号（ｈ）を作成する。

（２３）は高周波ノイズ成分を除去させるノイズ除去ト
ラップで、上記１／２アツテネータ（１９）の出力信号
（ｄ）のうち輪郭部に対してのみ動作させて高周波ノイ
ズ成分を除去する。

（２４）は加算回路で、上記ノイズ除去トラップ（２３
）の出力信号（Ｊ）にレベル調節器（２６）の出力信号
（ｋ）を加算する。

（２５）はスライサ回路で、このスライサ回路（２５）
は上記減算回路（２０）の出力信号（ｅ）を所定のスラ
イスレベル（ｓ１）　、　（ｓ２）でスライスする。（
２６）はレベル調節器で、このレベル調節器（２６）は
上記スライスされた信号（ｆ）のレベルを適当なレベル
に制御する。

以上の第１および第２の遅延回路（１８）　、　（１７
）加算回路（１８）、（２４）、　　１／２アツテネー
タ（１９）。

減算回路（２０）、　　（２１）、スライサ回路（２５
）、レベル調節器（２６）によって信号加工処理回路（
２７）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。

ノイズ成分（Ｈａ）を含む第２図（ａ）に示すような入
力ビデオ信号が第１および第２の遅延回路（１Ｂ）、（
＋７）に入力されて、第２図（ｂ）　、　（ｃ）で示す
ように、τｓｅｃおよび２τ３ｅＣ遅れた信号となる。

このうち、２τｓｅｃ遅れた信号（Ｃ）と上記入力ビデ
オ信号（ａ）とを加算回路（１８）において加算するこ
とにより、第２図（ｄ）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（Ｈａ）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７ｊｌ（Ｈａ）の自乗の平方根で表
わすことができる。

ここで、注目すべきことは、原信号部分が２倍なって、
ｈ−倍となる・ このような信号を１／２アツテネータ（１９）に通すこ
とにより、第２図（ｄ）で示すように、原信号部分は１
倍に、またノイズ量はｔ　７　ｐ　＝　ｏ　、　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、上記第１の遅延回路（１８）から出力される第
２図（ｂ）で示す信号から上記第２図（ｄ）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（ｅ）で示す信号を得る。この信号（ｅ）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（ｅ）を輪郭補正
信号とする。

一方、減算回路（２１）において、第１および第２のｉ
ｌ！ｌ！延回路（１Ｂ）、（１７）を経て２τｓｅｃ遅
れた信号（Ｃ）を上記入力ビデオ信号（ａ）から減算す
ることにより、ｆＪｓＺ図（ｇ）で示すように、正負の
パルス信号となる。

この正負のパルス信号（ｇ）を基準にしてゲートパルス
回路（２２）において、第２図（ｈ）で示すようなトラ
ンジェント部のゲートパルス信号（ｈ）を作成する。こ
のゲートパルス信号（ｈ）はつぎにノイズ除去トラップ
（２３）に入力されて、このトラップ（２３）を動作さ
せる。

すなわち、ｌ／２アツテネータ（１９）を経た立上り部
および立下り部に段のある信号（ｄ）の段のタイミング
でノイズ除去トラップ（２３）を動作させることにより
、高周波ノイズを除去し、第２（Ｊ）で示すような信号
を得る。

つぎに、第２図（ｅ）に示す信号をスライサ回路（２５
）に入力して、所定のスライスレベル（Ｓｔ）。

（Ｓ２）でスライスすることにより、第２図（ｆ）で示
ｔように、トランジェントパルス部の先端部のノイズを
除去する。

ついで、このスライスした信号（ｆ）をレベル調節器（
２Ｂ）に入力して所定のレベルになるように調整し、こ
の調整された信号（ｋ）を加算回路（２０において、上
記ノイズ除去トラップ（２３）を経た信号（ｊ）に加算
することにより、第２図（ｉ）で示すような波形のビデ
オ信号を得る。このビデオ信号（ｉ）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
付加したことになり、そのトランジェントパルスにまっ
たくノイズがないことになる。

つまり、細い輪郭補正信号が付加され、その細いトラン
ジェント部にランダムノイズが重畳していない高品位の
ビデオ信号が得られる。

ここで、上記減算回路（２０）、加算回路（２４）では
加算回路（１８）と同様に、ノイズ成分は自乗の平方根
となるため、適当なアッテネータを設けることによりｆ
ＸＸ酸成分ノイズ成分の比率を変えて、結果的にＳ／Ｎ
比を向上させることができる。

上記のようにしてつくられるビデオ信号の周波数特性お
よび歪の発生状況を検討してみると、つぎのことかいえ
る。

デイエンファシス回路（２）から出力されるビデオ信号
（ａ）をＶａ　−ｓｉｎωｔとすると、加算回路（１８
）の出カイ３号（ｄＯ）は、 Ｖｄｏ　−Ｖａ　＋　　Ｖａ（Ｌ−１ｒ）−ｓｉｎ　ω
ｔ　＋　　ｓｉｎω（ｔ−２ｒ）−２ｓｉｎω　（ｔ−
ｒ）　　−ｃｏｓ　　ωｔとなる。

したがって、１／２アツテネータ（１９）の出力信号（
ｄ）　、減算回路（２０）の出力信号（ｅ）　、加算回
路（２４）の出力信号（ｉ）はそれぞれ Ｖｄ−ｔ７２１　Ｖｄｏ　−ｓｉｎ　（１）　　（ｔ−
ｒ）　　・ｃｏｓ　ωｔＶｅ−Ｖｂ−Ｖｄ −ｓｉｎω（を−で）　−ｓｉｎω　（ｔ−τ）ｃｏｓ
ωを岬ｓｉｎω（を−τ）（１−ｃｏｓωｔ）Ｖｉ　”
　Ｖｂ　＋　Ｖｅｋ　＝　ｓｉｎ　（＆ｌ　　（ｔ−τ
）＋　ｋ（１−ｃｏｓ　ωｔ）　ｓｉｎω（ｔ−ｒ）＝
（１＋　ｋ　−ｋ　ｃｏｓωｔ）・ｓｉｎω　（ｔ−τ
）となる。ここで、ｋはレベル調整値である。

すなわ、出力ビデオ信号（ｉ）は入力ビデオ信号（ａ）
に対してτ　ｓｅｃ遅れて出力され、かつ両信号（ｉ）
　、　（ａ）の位相差　（θ）は、θ＝ω（ｔ−で）−
ωを自−ωで となり、位相ωに対して、つまり周波数に対して一次直
線となる。

また、上記第１および第２の遅延回路（１６）。

（１７）の群遅延特性は位相をωについて微分すればよ
く、つまり　ｄθ／ｄω　　（−ω１）−−でとなり、
遅延時間τだけの函数になり、周波数に対しては変化し
ない、すなわち、周波数帯域に関係なく、群遅延特性の
フラットな信号処理が可能で、ビデオ信号に歪を発生す
ることがなく、理想的な状、態でビデオ信号を処理する
ことができる。

なお、上記遅延回路（＋６）　、　（１７）としては一
般に５０　ｎ５ｅｃ　Ｎ１００　ｎ５ｅｃのデイレイラ
イン素子が使用されるが、これに限らず、たとえばアク
ティブフィルタなどで構成してもよい。とくに、アクテ
ィブフィルタで構成すると、ＩＣ化にａａである。

また、上記実施例では、遅延回路（１６）　、　（１７
）を直列に接続して第１の遅延回路と第２の遅延回路を
構成したが、遅延時間の異なる２つの遅延回路を別々に
設けて構成してもよい。

さらに、上記実施例では、ＶＴＲの再生ビデオ信号輪郭
補正装置に適用したが、ディスクプレーヤやテレビジョ
ン受信機のビデオ信号処理に適用しても同様の効果を奏
する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、２つの遅延回路と加
算回路と２つの減算回路によって輪郭補正信号を作成し
、この輪郭補正期間のノイズ成分をゲートパルスとトラ
ップとにより完全に除去し、かつ付加すべき輪郭補正パ
ルス信号のノイズ成分を含む先＃部分をスライスしたの
ちに元の入力ビデオ信号に加算することにより、輪郭部
にノイズ成分を含ませないで、かつトランジェント部分
に細くて深いピークをもつ輪郭補正信号を作成すること
ができる。これにより、Ｓ／Ｎ比の改善とともにくっき
りと鮮鋭度の高い画像を得ることができる。また、原信
号波形のサチュレーションをひき起こすこともなく、オ
ーバーシュートやプリシュート、リンギング現象の発生
もなく、全体としてノイズが非常に少なく、鮮鋭度の高
い良好な画像を得ることができる。

【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図はその動作信号波
形図、第３図は従来のビデオ信号輪郭補正装置の構成を
示すブロック図、第４図は第３図の動作信号波形図、第
５図は従来の２次数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）　、　（１７１・・・第１および第２の遅延回
路、（１８）　、　（２４）・・・加算回路、（１９）
・・・アッテネータ、（２０）　、　（２１）・・・減
算回路、　（２２）・・・ゲートパルス回路、（２３）
・・・ノイズ除去トラップ、（２５）・・・スライサ回
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の遅延回路の遅
   延時間よりも長い所定時間遅延させる第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
   とを加算する加算回路と、上記第２の遅延回路の出力信
   号から上記入力ビデオ信号を減算する減算回路と、上記
   第１の遅延回路の出力信号から上記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を所定
   のレベルでスライスするスライサ回路と、上記減算回路
   の出力信号から入力ビデオ信号のトランジエント部をゲ
   ートするゲートパルス回路と、上記加算回路の出力信号
   のトランジエント部のノイズ成分を除去するノイズ除去
   トラップと、上記スライサ回路の出力信号とノイズ除去
   トラップの出力信号とを加算する加算回路とを具備した
   ことを特徴とするビデオ信号輪郭補正装置。