JPH04342375A - 輪郭補正回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばテレビジョン受
像機において、映像信号の輪郭部を補正して、画像の鮮
鋭度や精細度等を改善する輪郭補正回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の輪郭補正回路は、特開平２−２４
６５８２号公報に記載されているように、プリシュート
及びオーバーシュートの量をそれぞれ独立して変化させ
輪郭補正信号を作成していた。一方、正レベル側の輪郭
補正量と負レベル側の輪郭補正量とをそれぞれ変化させ
ることについては考慮されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に於て、
ＡＰＬの低い原信号に対しては、プリシュート及びオー
バーシュートの量が多いと、増幅されたノイズ成分が目
立ちＳ／Ｎ比が低下してしまう。そこでこれを改善する
方法としては、正レベル側の輪郭補正量を減少させれば
良い。しかし、そのためにはプリシュート及びオーバー
シュートの量を共に調整して減少させる必要があり、そ
の際、正レベル側の輪郭補正量と共に、負レベル側の輪
郭補正量も減少してしまう問題点がある。また、その補
正の適正量は原信号の振幅及びＡＰＬに応じて異なり、
逐一手動で調整を行わなければならないという問題点も
ある。

【０００４】そこで本発明の目的は、上記の問題点を解
決するために、正レベル側の輪郭補正量と負レベル側の
輪郭補正量とを原信号の振幅及びＡＰＬの変化に対応し
てそれぞれ自動調整することにより、ＡＰＬの低い原信
号に対してもＳ／Ｎ比を低下させることなく、容易で最
適な輪郭補正を行い、画像の高画質化を実現することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の輪郭補正回路は
、原信号を遅延させる第１及び第４の遅延手段と、前記
第１の遅延手段の出力信号を遅延させる第２の遅延手段
と、前記第２の遅延手段の出力信号を遅延させる第３の
遅延手段と、前記第１及び第２及び第３の遅延手段から
のそれぞれの出力信号を減算して第１、第２の輪郭補正
信号を形成する第１及び第２の減算回路と、前記第１、
第２の輪郭補正信号より第３、第４の輪郭補正信号を形
成する第１、第２の演算回路と、前記第１の遅延手段か
らの出力信号のレベルより前記第３の輪郭補正信号のレ
ベルを決定する第４の演算回路と、前記第４の遅延手段
からの出力信号のＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ　　Ｐｉｃｔ
ｕｒｅ　　Ｌｅｖｅｌ）により前記第４の輪郭補正信号
のレベルを決定する第３の演算回路とを有し、前記第３
、第４の輪郭補正信号のそれぞれのレベルを自動調整し
てなる信号を加算して得られる第５の輪郭補正信号を作
成し、前記第５の輪郭補正信号と前記第２の遅延手段の
出力信号のレベルを調整してなる信号を加算するように
したことを特徴とする。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により説明す
る。

【０００７】図１は、本発明の輪郭補正回路を示し、入
力端子１に輝度信号Ｙあるいは色差信号Ｐｂ，Ｐｒ等か
らなる原信号Ｘを入力信号として入力する。この原信号
Ｘをディレーライン等よりなる第１の遅延回路２Ａ及び
第４の遅延回路２Ｄにそれぞれ供給し、その第１の遅延
回路２Ａより出力される遅延信号Ａを第２の遅延回路２
Ｂ及び第１の減算回路３及び第４の演算回路７’にそれ
れぞれ供給し、さらに、その第２の遅延回路２Ｂより出
力される遅延信号Ｂを第３の遅延回路２Ｃ並びに第１の
減算回路３及び第２の減算回路４にそれぞれ供給する。 なお、第１の遅延回路２Ａの遅延時間をτ１、第４の遅
延回路２Ｄの遅延時間をτ２、第２の遅延回路２Ｂ及び
第３の遅延回路２Ｃの遅延時間を共にτとする。

【０００８】また、第１の減算回路３は、遅延信号Ａと
遅延信号Ｂとの差をとり第１の輪郭補正信号Ｄ＝Ｂ−Ａ
を作成し、その第１の輪郭補正信号Ｄを第１の演算回路
５及び第２の演算回路６にそれぞれ供給する。また、そ
の第２の減算回路４は、遅延信号Ｂと遅延信号Ｃとの差
をとり第２の輪郭補正信号Ｅ＝Ｂ−Ｃを作成し、その第
２の輪郭補正信号Ｅを第１の演算回路５及び第２の演算
回路６にそれぞれ供給する。

【０００９】図２は、図１の回路のタイミングチャート
であり、遅延信号Ａとして図２（ａ）に示すような方形
波を想定すると、遅延信号Ｂ〜第２の輪郭補正信号Ｅは
それぞれ図２（ｂ）〜図２（ｅ）で示される。また、第
１の演算回路５は第１の輪郭補正信号Ｄ及び第２の輪郭
補正信号Ｅより、図２（ｆ）で示される第３の輪郭補正
信号Ｆを得て第１の乗算回路８Ａに供給し、第２の演算
回路６は図２（ｇ）で示される第４の輪郭補正信号Ｇを
得て、第３の乗算回路８Ｃに供給する。

【００１０】さらに、第１の乗算回路８Ａは、信号Ｆに
係数Ｋ１を乗じて得た信号Ｋ１＊Ｆを加算回路９の一方
の入力端子に供給し、その加算回路９の他方の入力端子
には、第３の乗算回路８Ｃより信号Ｇに係数Ｋ３を乗じ
て得た信号Ｋ３＊Ｇが供給される。ここで、第１の乗算
回路８Ａの係数Ｋ１　は図３（ａ）に示す、遅延信号Ａ
の振幅εの関数として第４の演算回路７’より与えられ
る。 例えば、図３（ｂ）の直線■１２のように係数Ｋ１　と
振幅εとの関係が線形となるように与えても良いし、又
、曲線■１３のように係数Ｋ１　と振幅εとの関係が非
線形となるように与えても良い。もちろん、直線■１４
のように係数Ｋ１　が振幅εに対して一定としても良い
。このようにして第４の演算回路７’は遅延信号Ａの振
幅εより係数Ｋ１を決定し、この係数Ｋ１　の値を第１
の乗算回路８Ａ及び第３の演算回路７に供給する。一方
、第３の乗算回路８Ｃの係数Ｋ３　は、第４の遅延回路
２Ｄより出力される遅延信号Ａ′のＡＰＬに応じて第３
の演算回路７により以下のようにして与えられる。まず
、図４は図１に示す第３の演算回路７の回路構成の一例
であり、第４の遅延回路２Ｄは遅延信号Ａ′をＡＰＬ算
出回路１５に供給し、このＡＰＬ算出回路１５は遅延信
号Ａに対してある一定時間Ｔだけ前の信号に対してＡＰ
Ｌの値σ１８を算出して、このσ１８をＫ３／Ｋ１算出
回路１６に供給する。ここで、ＡＰＬ算出回路１５は１
ライン分の信号よりσ１８を算出するとすれば、Ｔ＝τ
２＋１Ｈ−τ１となり、例えばτ１＝０，τ２＝０なら
ばＴ＝１Ｈとなり遅延信号Ａに対して１ライン前の信号
についてＡＰＬを算出することができるし、τ１＝０，
τ２＝５２４ＨならばＴ＝５２５Ｈとなり遅延信号Ａに
対して１フレーム前の信号についてＡＰＬを算出するこ
とができる。さらに、Ｋ３／Ｋ１算出回路１６はσ１８
の値に応じてＫ３／Ｋ１の値κ１９を算出する。例えば
図５の曲線■２０のように、σ１８の値が小さい場合、
つまり遅延信号Ａ′のＡＰＬが低い場合には、Ｋ３／Ｋ
１＜１．０すなわち係数Ｋ３を係数Ｋ１より小さく設定
し、また、σ１８の値がある或値σ０　以上ではＫ３／
Ｋ１＝１．０すなわちＫ３＝Ｋ１　と設定する。さらに
、Ｋ３／Ｋ１算出回路１６はこのＫ３／Ｋ１の値κ１９
をＫ３算出回路１７の一方の入力端子に供給し、そのＫ
３算出回路１７の他方の入力端子には第４の演算回路７
’より係数Ｋ１　の値が供給される。このＫ３算出回路
１７は、κ１９と係数Ｋ１との積をとることにより係数
Ｋ３　を得る。以上のようにして、第３の演算回路７は
遅延信号Ａ′のＡＰＬに応じた係数Ｋ３　を得て、第３
の乗算回路８Ｃに供給する。

【００１１】次に、加算回路９は、図２（ｈ）で示され
る第５の輪郭補正信号Ｗ＝Ｋ１　＊Ｆ＋Ｋ３　＊Ｇを作
成し、加算回路１０の一方の入力端子に供給し、その加
算回路１０の他方の入力端子には第２の乗算回路８Ｂよ
り遅延信号Ｂに係数Ｋ２　を乗じて得た信号Ｋ２　＊Ｂ
が供給される。この加算回路１０は第５の輪郭補正信号
Ｗと信号Ｋ２　＊Ｂを加算して出力信号Ｚを作成し、こ
の出力信号Ｚを出力端子１１に供給する。出力信号Ｚは
図２（ｉ）で示され、次式で与えられる。

【００１２】

【数１】 Ｚ＝Ｋ２＊Ｂ＋Ｗ＝Ｋ２＊Ｂ＋Ｋ１＊Ｆ＋Ｋ３＊Ｇ第１
の演算回路５を実現する最も簡単な回路の一例としては
、２つの入力信号のレベルを比較してその最小値を出力
信号として与える最小値回路があり、第２の演算回路６
を実現する最も簡単な回路の一例としては、２つの入力
信号のレベルを比較してその最大値を出力信号として与
える最大値回路がある。

【００１３】第５の輪郭補正信号Ｗにおいて、第１の乗
算回路８Ａの係数Ｋ１　と第３の乗算回路８Ｃの係数Ｋ
３　が異なっている場合、図２（ｈ）で示されるごとく
、第５の輪郭補正信号Ｗの正レベル側の量と負レベル側
の量とが異なってくる。したがって、最終的に得られる
出力信号Ｚの正レベル側の補正量と負レベル側の補正量
とが異なる。

【００１４】このように本例によれば、第１の乗算回路
８Ａの係数Ｋ１　と第３の乗算回路８Ｃの係数Ｋ３　と
を原信号の振幅及びＡＰＬに応じてそれぞれ調整し、出
力信号Ｚの正レベル側の補正量と負レベル側の補正量を
最適な値に設定することができ、より最適な画質を得ら
れる利点がある。特に、図６（ａ）に示すようにＡＰＬ
が低くノイズ成分２３を含んだ入力信号Ａ１　を入力端
子１に供給した場合、従来の輪郭補正方式では図６（ｂ
）で示された出力信号Ｚ１　が出力端子１１に与えられ
る。なお、白レベル２１及び黒レベル２２を図６（ａ）
に示す。この場合、入力信号Ａ１　の輪郭成分と共にノ
イズ成分２３が増幅される。この増幅されたノイズ成分
２６によりＳ／Ｎ比が低下し、ザラザラとした粒状感を
与える画質となる。これを改善するためには、正レベル
側の輪郭補正量を減少させれば良い。しかし、そのため
にはプリシュート２４及びオーバーシュート２５の量を
共に調整して減少させる必要があり、その際、正レベル
側の輪郭補正量と共に、負レベル側の輪郭補正量も減少
してしまう欠点がある。

【００１５】一方本例では、図３（ｂ）のように遅延信
号Ａの振幅εに応じて係数Ｋ１　を設定することができ
、さらに、図５のようにＡＰＬに応じて係数Ｋ３　を係
数Ｋ１　の値以下に設定することができる。また、係数
Ｋ１　が振幅εに対して一定となるように設定すれば、
負レベル側の輪郭補正量を減少させることなく、ＡＰＬ
に応じて正レベル側の輪郭補正量のみを減少させること
もできる。したがって、原信号の振幅及びＡＰＬの変化
に対応して係数Ｋ１　及び係数Ｋ３　の値をそれぞれ変
化させることにより、正レベル側の輪郭補正量及び負レ
ベル側の輪郭補正量を自動調整し、Ｓ／Ｎ比の低下を最
小限におさえた最適な画質を得ることができる。

【００１６】さらに、本例で得られた出力信号を信号処
理回路を経て液晶表示素子に印加する入力信号として用
いると以下の利点がある。例えば、液晶パネル上で図７
（ａ）に想定したような領域Ａ２７及び領域Ｂ２８並び
に画素ａ〜ｈを考え、時刻ｔ＝ｔ０の時、図７（ｂ）の
ように、各画素それぞれに電圧ｖ０が印可されたとする
。 さらに、Δｔだけ時間が経過し、時刻ｔ＝ｔ１の時、各
画素の印加電圧が図７（ｃ）のように変化したとする。 つまり、Δｔ間に領域Ａ２７は印加電圧がｖ１に下がっ
て暗くなり、逆に領域Ｂ２８は、印加電圧がｖ２　に上
がって明るくなった状況を想定する。ここでは、特に画
素ｃに注目し、印加電圧の上昇から画素ｃの光透過率が
αだけ増加したとすると、この光透過率の時間変化は図
７（ｅ）の軌跡■２９で示される。この軌跡■２９の傾
きは液晶の画素の応答速度を決定し、ＣＲＴの場合と比
較するとかなり遅い。その結果、領域Ｂ２８の輪郭部分
に対応する画素ｃ及び画素ｆの応答速度が領域Ｂ２８の
他の画素ｄ及びｅと同様に遅いため、画像の鮮鋭度や精
細度が低下するなどの問題点が生じる。

【００１７】このような問題点を解決するために、図１
で示した輪郭補正回路により輪郭部分を補正し、各画素
の印加電圧を図７（ｄ）のように改善し、例えば画素ｃ
には電圧ｖ２′、画素ｂには電圧ｖ１′を印加する。こ
こで、画素ｃの光透過率がβだけ増加したとすると、こ
の光透過率の時間変化は図７（ｅ）の軌跡■３０で示さ
れる。このように、輪郭部を補正しβ＞αとすることに
よりβ／Δｔ＞α／Δｔとなるから、本回路により液晶
表示素子の応答速度を速めることができる。その結果、
信号電圧に対する画素の応答速度を高め、画像の鮮鋭度
や精細度を改善できる。

【００１８】最後に本発明に於て、遅延手段２Ｂ及び２
Ｃの遅延時間τを十分小さな値、例えば数十ｎｓ程度に
設定すれば水平方向の輪郭補正が実現できるし、また、
その遅延時間を１Ｈ程度に設定すれば垂直方向の輪郭補
正が実現できる。

【００１９】以上、従来の欠点等も挙げながら、本発明
の利点を含めた実施例について説明してきたが、本発明
は上述実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で変更することができるのは勿論である。例えば本
発明をアナログ回路で構成してもデジタル回路で構成し
ても良く、また、乗算回路の係数の設定方法は上述実施
例以外にも考えられるのは言うまでもない。

【００２０】

【発明の効果】本発明の輪郭補正回路によると、原信号
がアナログ波形であってもデジタル波形であっても、４
個の遅延手段等による簡単な構成の回路により、容易で
最適な輪郭補正を実現できる利点がある。また、第２及
び第３の遅延手段の遅延時間τを適切な値に設定するこ
とにより、水平輪郭補正あるいは垂直輪郭補正が実現で
きる。

【００２１】さらに、遅延信号Ａの振幅ε、つまり、原
信号Ｘの振幅に応じて係数Ｋ１　を設定することができ
、さらに、ＡＰＬに応じて係数Ｋ３　を係数Ｋ１　の値
以下に設定することができる。また、係数Ｋ１　が振幅
εに対して一定となるように設定すれば、負レベル側の
輪郭補正量を減少させることなく、ＡＰＬに応じて正レ
ベル側の輪郭補正量のみを減少させることもできる。ま
た、τ１及びτ２を適切な値に設定することにより、遅
延信号Ａと相関の高い信号、例えば遅延信号Ａに対して
１ラインあるいは１フレーム前の信号のＡＰＬを算出す
ることができる。したがって、原信号の振幅及びＡＰＬ
の変化に対応して係数Ｋ１　及び係数Ｋ３　の値をそれ
ぞれ変化させることにより、正レベル側の輪郭補正量及
び負レベル側の輪郭補正量を自動調整し、ＡＰＬの低い
原信号に対してもＳ／Ｎ比の低下を最小限におさえた最
適な画質を得ることができる。

【００２２】また、この輪郭補正された信号を液晶の画
素電極に印加する入力信号として液晶表示素子に供給す
れば、輪郭補正と共にその画素の光透過率の時間的な応
答速度を改善し、画像の鮮鋭度や精細度をより向上させ
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の輪郭補正回路の一実施例を示す回路構
成図。

【図２】本発明の一実施例に於ける回路のタイミングチ
ャート図。

【図３】振幅εと係数Ｋ１との関係の一例を示す図。

【図４】本発明の第３の演算回路の一実施例を示す回路
構成図。

【図５】ＡＰＬの値σとＫ３／Ｋ１との関係の一例を示
す図。

【図６】従来例による輪郭補正の一実施例を示す図。

【図７】液晶の画素に於ける光透過率の応答速度の改善
を示す図。

【符号の説明】

１　　　　入力端子 ２Ａ　　第１の遅延手段 ２Ｂ　　第２の遅延手段 ２Ｃ　　第３の遅延手段 ２Ｄ　　第４の遅延手段 ５　　　　第１の演算回路 ６　　　　第２の演算回路 ７　　　　第３の演算回路 ７’　　第４の演算回路 ８Ａ　　第１の乗算回路 ８Ｂ　　第２の乗算回路 ８Ｃ　　第３の乗算回路 １１　　出力端子 １２　　直線■ １３　　曲線■ １４　　直線■ １５　　ＡＰＬ算出回路 １６　　Ｋ３／Ｋ１算出回路 １７　　Ｋ３算出回路 １８　　ＡＰＬの値σ １９　　Ｋ３／Ｋ１の値κ ２０　　曲線■ ２１　　白レベル ２２　　黒レベル ２３　　ノイズ成分 ２４　　プリシュート ２５　　オーバーシュート ２６　　増幅されたノイズ成分 ２７　　領域Ａ ２８　　領域Ｂ ２９　　軌跡■ ３０　　軌跡■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　原信号を遅延させる第１及び第４の遅延
   手段と、前記第１の遅延手段の出力信号を遅延させる第
   ２の遅延手段と、前記第２の遅延手段の出力信号を遅延
   させる第３の遅延手段と、前記第１及び第２及び第３の
   遅延手段からのそれぞれの出力信号を減算して第１、第
   ２の輪郭補正信号を形成する第１及び第２の減算回路と
   、前記第１、第２の輪郭補正信号より第３、第４の輪郭
   補正信号を形成する第１、第２の演算回路と、前記第１
   の遅延手段からの出力信号のレベルより前記第３の輪郭
   補正信号のレベルを決定する第４の演算回路と、前記第
   ４の遅延手段からの出力信号のＡＰＬ（Ａｖｅｒａｇｅ
   　　Ｐｉｃｔｕｒｅ　　Ｌｅｖｅｌ）により前記第４の
   輪郭補正信号のレベルを決定する第３の演算回路とを有
   し、前記第３、第４の輪郭補正信号のそれぞれのレベル
   を調整してなる信号を加算して得られる第５の輪郭補正
   信号を作成し、前記第５の輪郭補正信号と前記第２の遅
   延手段の出力信号のレベルを調整してなる信号を加算す
   るようにしたことを特徴とする輪郭補正回路。