JPH0646814B2 - Ｎｔｓｃ適応型輪郭抽出フイルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、輝度信号と色信号とが周波数多重されてい
るＮＴＳＣ複合映像信号から輪郭信号をディジタル的に
抽出するＮＴＳＣ適応型輪郭抽出フィルタに関する。

〔従来の技術〕 画像情報からその輪郭成分を抽出する方式は、古くから
各方面により種々提案されており、例えばテレビジョン
受像機においては、輝度信号から輪郭信号を抽出し、こ
れを元の輝度信号に加え合わせることにより画像の鮮鋭
度の向上を図っている。

ＮＴＳＣ方式の複合映像信号Ｓ(t)は輝度信号Ｙ(t)と、
２つの色差信号Ｕ(t)及びＶ(t)の色副搬送波ｆｓｃ＝3.
579545MHzで直角２相変調した色信号Ｃ(t)との複合信号
となっている。即ち、 Ｓ(t)＝Ｙ(t)＋Ｃ(t) ＝Ｙ(t)＋Ｕ(t)Ｓｉｎ２πｆｓｃｔ＋Ｖ
(t)ｃｏｓ２πｆｓｃｔ 従来、行なわれているこの種の輪郭抽出フィルタは、ア
ナログ形式のものでもディジタル形式のものでも、例え
ば上述の複合映像信号Ｓ(t)から上述の輝度信号Ｙ(t)を
分離し、この分離された輝度信号Ｙ(t)に対し、水平輪
郭抽出フィルタにより、水平輪郭信号を得、また、垂直
輪郭抽出フィルタにより垂直輪郭信号を得るという構成
が一般的であった。以下、水平輪郭抽出フィルタ及び垂
直輪郭抽出フィルタについて説明する。

第４図は従来のディジタル方式の水平輪郭抽出フィルタ
の一例を示す図である。第４図において、入力端子１か
らＡ／Ｄ変換器２にアナログ複合映像信号が与えられ
る。Ａ／Ｄ変換器２はアナログ信号をディジタル信号に
変換するものであって、変換したディジタル信号を輝度
信号と色信号とに分離する輝度信号色信号分離回路３
（以下ＹＣ分離回路と記す）に与える。ＹＣ分離回路３
によって分離された輝度信号は水平輪郭抽出フィルタ８
に与えられる。この水平輪郭抽出フィルタ８は第１の遅
延回路５１と第２の遅延回路５２と係数回路６と加算回
路７とから構成される。水平輪郭抽出フィルタ８から抽
出された輪郭信号は出力端子４に出力される。

次に、第４図に示した水平輪郭抽出フィルタの動作につ
いて説明する。

入力端子１に入力されたアナログ複合映像信号は、Ａ／
Ｄ変換器２に与えられ、ここである定められた標本化周
波数ｆｓにより、ディジタル複合映像信号に変換され
る。Ａ／Ｄ変換器２から出力されたディジタル複合映像
信号は、ＹＣ分離回路３によって輝度信号と色信号とに
分離され、該分離された輝度信号は、水平輪郭抽出フィ
ルタ８の第１の遅延回路１に与えられるとともに、加算
回路７にも与えられる。第１の遅延回路５１の出力は、
第２の遅延回路５２に与えられるとともに、係数回路６
にも与えられ、この係数回路６で第１の遅延回路５１の
出力信号は“−２倍”される。ここで、上記第１及び第
２の遅延回路５１，５２の遅延時間は上述の標本化周波
数ｆｓの逆数で定められており、Ａ／Ｄ変換回路２の出
力であるディジタル信号系列の１標本間隔Ｔとなるよう
設定されている。

加算回路７では、ＹＣ分離回路３の出力と係数回路６の
出力と第２の遅延回路５２の出力とが加算される。従っ
て、ＹＣ分離回路３の出力信号である輝度信号ｆ(t)が
ある時刻ｔ＝ｎＴでｆ（ｎＴ）であったとすると、上述
の説明から理解されるように、加算回路７の出力には、 ｆ（ｎＴ）−２ｆ｛（ｎ−１）Ｔ｝＋ｆ｛（ｎ−２）
Ｔ｝ が得られる。これは、上述の輝度信号ｆ(t)の画面上水
平方向の２次微分であり、従って輝度信号の水平方向高
域成分、即ち水平方向の輪郭信号が抽出される。

第５図は従来のディジタル方式の垂直輪郭抽出フィルタ
の一例を示す図である。第５図において、垂直輪郭抽出
フィルタ９は第３，第４の遅延回路５３，５４と係数回
路６と加算回路７とによって構成され、Ａ／Ｄ変換器２
及びＹＣ分離回路３は第４図のものと同様である。第
３，第４の遅延回路５３，５４の遅延時間は１水平走査
時間となるように構成され、係数回路６及び加算回路７
は第４図の場合と同様に構成され、係数回路６は第３の
遅延回路５３の出力を“−２倍”し、加算回路７はＹＣ
分離回路３の出力と係数回路６の出力と第４の遅延回路
５４の出力とを加算する。従って、第４図における説明
から明らかなように、第５図に示した垂直輪郭抽出フィ
ルタでは、ＹＣ分離回路３の出力信号である輝度信号に
対して、画面上垂直方向の２次微分をすることになり、
輝度信号の垂直方向の高域成分、即ち垂直方向の輪郭信
号が抽出される。

第６図は第４図に示した水平輪郭抽出フィルタと第５図
に示した垂直輪郭抽出フィルタとを重ね合わせて構成し
た従来の輪郭抽出フィルタを示す図である。第６図にお
いて、輪郭抽出フィルタ１０は水平方向及び垂直方向の
輪郭信号を抽出するフィルタであって、第１，第２の遅
延回路５１，５２は第４図で説明した第１，第２の遅延
回路５１，５２と同一の遅延時間を有するものである。
また、第５，第６の遅延回路５５，５６は、１水平走査
時間から第１，第２の遅延回路５１，５２の有する遅延
時間を差引いた遅延時間となるように構成されている。
従って、第１の遅延回路５１の遅延時間と第５の遅延回
路５５の遅延時間とを合わせた遅延時間は１水平走査時
間となり、第２の遅延回路５２の遅延時間と第６の遅延
回路５６の遅延時間とを合わせた遅延時間は１水平走査
時間となっている。

係数回路６は入力信号を“−４倍”するように構成さ
れ、加算回路７はＹＣ分離回路３の出力と第５の遅延回
路５５の出力と係数回路６の出力と第２の遅延回路５２
の出力と第６の遅延回路５６の出力とを加算するように
構成されている。即ち、輪郭抽出フィルタ１０は、第２
の遅延回路５５，第１の遅延回路５１，第２の遅延回路
５２，第６の遅延回路５６，係数回路６，及び加算回路
７で構成される垂直輪郭抽出フィルタと、第１の遅延回
路５１，第２の遅延回路５２，係数回路６及び加算回路
７によって構成される水平輪郭抽出フィルタとを重ね合
わせた構成となっており、これにより垂直輪郭信号及び
水平輪郭信号を抽出することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように従来の輪郭抽出回路は、輝度信号を使用して
輪郭信号を抽出していたために、複合映像信号を輝度信
号と色信号に分離するＹＣ分離回路に１水平走査時間信
号を遅延させる遅延回路が使用される場合、この遅延回
路と輪郭抽出フィルタに必要な１水平走査時間信号を遅
延させる遅延回路とが共用できず、コストアップが避け
られないという難点があった。

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、複合映像信号から直接輪郭信号を抽出するこ
とにより、ＹＣ分離回路に必要な遅延回路と輪郭抽出フ
ィルタに必要な遅延回路とを共用でき、安価な輪郭信号
抽出フィルタを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る適応型輪郭抽出フィルタは、ＮＴＳＣ方
式の複合映像信号をＡ／Ｄ変換したディジタル信号の当
該標本点と、該当該標本点の上下に位置し、互いに色副
搬送波位相が同相であり、かつ当該標本点と逆相である
上，下標本点と、当該標本点と同一水平走査線で当該標
本点の左右に位置し、互いに色副搬送波位相が同相であ
り、かつ当該標本点と逆相であるの左，右標本点とにつ
いて、同時タイミングで各標本値を抽出するための遅延
手段と、上記当該標本点と，上記上，下標本点との３つ
の標本値を用いて、これら３つの標本点が並ぶ垂直方向
の信号変化量を検出する第１の信号変化量検出手段と、
上記当該標本点と，前記左，右標本点との３つの標本点
を用いて、これら３つの標本点が並ぶ水平方向の信号変
化量を検出する第２の信号変化量検出手段とを備え、上
記垂直方向の信号変化量と水平方向の信号変化量との大
小比較により、上記垂直及び水平方向の輪郭信号のいず
れか一方を抽出して出力するようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、当該標本点の標本値、及びその上
下に位置し、互いに色副搬送波位相が同相であり、かつ
当該標本点と逆相である上，下標本点の標本値から垂直
方向の信号変化量を検出するとともに、当該標本点の標
本値、及びその左右に位置し、互いに色副搬送波位相が
同相であり、かつ当該標本点と逆相である左，右標本点
の標本値から水平方向の信号変化量を検出し、上記垂直
方向の信号変化量と水平方向の信号変化量との大小比較
により、垂直及び水平方向の輪郭信号のいずれか一方を
抽出して出力するようにしたから、Ｙ／Ｃ分離と輪郭抽
出の両システムを統合した回路構成において、ＹＣ分離
回路に必要なライン遅延回路と輪郭抽出フィルタに必要
なライン遅延回路とを共用でき、ライン遅延回路を削減
することができる。

また、画像変化方向の検出を、垂直及び水平方向の微分
出力値の大小比較、つまり当該標本点に近接する上，下
標本点の標本値の差分、及び左，右標本点の標本値の差
分だけでなく当該標本点の標本値をも含めた信号変化量
の大小比較により行っているため、当該標本点の状況を
フィードバックして、当該標本点の輪郭抽出をより忠実
に行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。第１図は
この発明の一実施例を示す概略ブロック図であり、図に
おいて、１は入力端子であり、この入力端子１を介して
Ａ／Ｄ変換器２に複合映像信号が与えられる。このＡ／
Ｄ変換器２には、パルス発生器３０から複合映像信号の
色副搬送波周波数ｆｓｃの４倍の周波数ｆｓの標本化パ
ルスが与えられ、該Ａ／Ｄ変換器２はこの標本化パルス
に従って複合映像信号をディジタル信号に変換し、これ
を輪郭抽出フィルタ１１に与える。輪郭抽出フィルタ１
１は、第１，第２の遅延回路２０１，２０２と、第３，
第４の遅延回路２１，２２と、第１，第２の加算回路２
２１，２２２と、１／４倍回路２３と、第１〜第３の減
算回路２４１〜２４３と、第１，第２の絶対値回路２５
１，２５２と、比較回路２６と、符号反転回路２７と、
乗算回路２８と、２倍回路２９とから構成される。

上述の第１，第２の遅延回路２０１，２０２はＡ／Ｄ変
換器２の出力である標本値系列を、１水平走査時間から
２標本期間分を差引いた時間だけ遅延させるものであ
る。第３，第４の遅延回路２１，２２はＡ／Ｄ変換器２
の出力である標本値系列を２標本期間分だけ遅延させる
ものである。第１の加算回路２２１は第１の遅延回路２
０１の出力と第３の遅延回路２２の出力とを加算し、ま
た、第２の加算回路２２２はＡ／Ｄ変換器２の出力と第
２の遅延回路２０２の出力とを加算するものである。第
１の減算回路２４１は第１の加算回路２２１の出力信号
から第２の加算回路２２２の出力信号を減算する回路で
ある。１／４倍回路２３は第１の減算回路２４１の出力
を１／４倍するよう構成されている。２倍回路２９は第
３の遅延回路２１の出力を２倍するものである。また第
２，第３の減算回路２４２，２４３はそれぞれ第１，第
２の加算回路２２１，２２２の出力から２倍回路２９の
出力を減算するよう構成されている。

また、第１の絶対値回路２５１は減算回路２４３の出力
の絶対値を求めるものであり、第２の絶対値回路２５２
は減算回路２４２の出力の絶対値を求めるのである。符
号反転回路２７は比較回路２６の比較出力に応じて、１
／４倍回路２３の出力の符号を反転するものである。

第２図は標本化パルスによって標本化されたＮＴＳＣ方
式の複合映像信号の標本化信号系列を示す図であり、第
３図はその発明の実施例の具体的な動作を説明するため
の図であって、第２図に示した標本値系列に記号を付し
たものである。なお、第２図及び第３図中の◎と は色副搬送波の位相が逆になっていることを示してい
る。

次に、第１図ないし第３図を参照して、この発明の一実
施例の具体的な動作について説明する。まず、第３図に
示した標本点Ｐ３の輪郭抽出について説明する。今、あ
る時刻Ｔにおいて、Ａ／Ｄ変換器２から標本点Ｐ５の標
本値が出力されたとすると、 第１の遅延回路２０１からは標本点Ｐ４の標本値、 第２の遅延回路２０２からは標本点Ｐ１の標本値、 第４の遅延回路２２からは標本点Ｐ２の標本値、がそれ
ぞれ出力される。そして第１の加算回路２２１では、第
１の遅延回路２０１の出力（Ｐ４）と第４の遅延回路２
２の出力（Ｐ２）とが加算され、第２の加算回路２２２
ではＡ／Ｄ変換器２の出力（Ｐ５）と第２の遅延回路２
０２の出力（Ｐ１）とが加算され、第１の減算回路２４
１では第１の加算回路２２１の出力（Ｐ２＋Ｐ４）から
第２の加算回路２２２の出力（Ｐ１＋Ｐ５）が減算さ
れ、１／４倍回路２３において、この第１の減算回路２
４１の出力（Ｐ２＋Ｐ４−Ｐ１−Ｐ５）が１／４倍され
る。従って、この１／４倍回路２３の出力信号は、 −１／４（標本点Ｐ１の標本値） −１／４（標本点Ｐ５の標本値） ＋１／４（標本点Ｐ２の標本値） ＋１／４（標本点Ｐ４の標本値） (1) となる。これは、また次のようにも書くことができる。

［−１／４（標本点Ｐ１の標本値）＋１／２（標本点Ｐ
３の標本値）−１／４（標本点Ｐ５の標本値）］ −［−１／４（標本点Ｐ２の標本値）＋１／２（標本点
Ｐ３の標本値）−１／４（標本点Ｐ４の標本値）］ …
(1′) この(1′)式における第１項（最初の［ ］の中）は画
像の垂直方向の２次微分を表わし、第２項（２番目の
［ ］の中）は同様に水平方向の２次微分を表わしてい
る。

従って、もし標本化した画面において垂直方向にのみ輝
度信号が変化し、水平，垂直両方向に色が変化していな
ければ、上式の第１項が輝度信号の輪郭成分と色信号成
分の和となり、第２項は色信号成分となる。

従って、上述の(1′)式により、その第１項に含まれる
色信号成分は第２項によって打ち消され、輝度信号に対
する垂直方向の輪郭成分が取り出せる。また、水平方向
にのみ輝度が変化し、水平，垂直両方向に色が変化して
いなければ、(1′)式の第１項は色信号成分となり、第
２項は輝度信号の輪郭成分と色信号成分の和となる。従
って、(1′)式の符号を変えることにより、前述の説明
と同様にして、輝度信号に対する水平方向の輪郭成分が
取り出せる。ここで、色信号が空間的に変化する場合
は、(1′)式第１項の色信号成分と第２項の色信号成分
が正確には一致しないため、(1′)式で与えられる輪郭
補償信号に多少の色信号成分の漏れが生じるが、実用上
問題はない。

次に上述の符号反転の制御について説明する。

時刻Ｔにおいて、第３の遅延回路２１の出力は標本点Ｐ
３の標本値であり、この信号は２倍回路２９により２倍
され、第２，第３の減算回路２４２，２４３に供給され
る。第３の減算回路２４３の他方入力には第２の加算回
路２２２の出力（Ｐ１＋Ｐ５）が与えられ、この第２の
加算回路２２２の出力から２倍回路２９の出力（２・Ｐ
３）を減算して得られた結果は第１の絶対値回路２５１
で絶対値がとられる。従って、第１の絶対値回路２５１
の出力信号Ｔ１は、 Ｔ１＝｜（標本点Ｐ１の標本値）−２（標本点Ｐ３の標
本値）＋（標本点Ｐ５の標本値）｜ となる。また、第２の減算回路２４２の他方入力には第
１の加算回路２２１の出力（Ｐ２＋Ｐ４）が与えられ、
この第１の加算回路２２１の出力から２倍回路２９の出
力（２・Ｐ３）を減算して得られた結果は、第２の絶対
値回路２５２で絶対値がとられる。従って、第２の絶対
値回路２５２の出力信号Ｔ２は、 Ｔ２＝｜（標本点Ｐ２の標本値）−２（標本点Ｐ３の標
本値）＋（標本点Ｐ４の標本値）｜ となる。

上述の第１の絶対値回路２５１，第２の絶対値回路２５
２のそれぞれの出力信号Ｔ１，Ｔ２は比較回路２６に与
えられ、該比較回路２６でそれらの大きさが比較され、
その比較結果に応じて符号反転回路２７に制御信号が送
出される。符号反転回路２７には、第１の減算回路２４
１の出力信号が与えられており、比較回路２６は出力信
号Ｔ１，Ｔ２が Ｔ１≧Ｔ２のときは符号反転回路２７の出力が第１の減
算回路２４１の出力信号となるように、 Ｔ１＜Ｔ２のときは符号反転回路２７の出力が第１の減
算路２４１の出力信号の符号を反転させた信号となるよ
うに、符号反転回路２７に制御信号を送出する。そして
この符号反転回路２７の出力信号は乗算回路２８に与え
られ、該乗算回路２８において符号反転回路２７の出力
がＮ倍（Ｎ：実数）される。ここで乗数Ｎは、図示しな
いが、例えば外部からマイクロコンピュータなどにより
制御される。

このような本実施例によれば、複合映像信号から直接輪
郭信号を抽出しているので、従来装置に比してライン遅
延回路の数を減らすことができ、コストを低減すること
ができる。また、画像変化方向の検出を、垂直及び水平
方向の微分出力値の大小比較、つまり当該標本点Ｐ３に
近接する上，下標本点Ｐ１，Ｐ５の標本値の差分、及び
左，右標本点Ｐ２，Ｐ４の標本値の差分だけでなく当該
標本点Ｐ３の標本値をも含めた信号変化量の大小比較に
より行っているため、例えば上標本点Ｐ１，当該標本点
Ｐ３，下標本点Ｐ５上に細線が存在している場合には、
左標本点Ｐ２，当該標本点Ｐ３，及び右標本点Ｐ４の並
ぶ水平方向の急峻な信号変化を見逃すことはなく、上記
水平方向の輪郭信号が確実に抽出されることとなり、輪
郭抽出が忠実に行われた良好な再生画を得ることができ
る。

さらに本実施例では、色副搬送波位相が逆相である標本
点が、着目標本点に対して上下，左右の位置に存在する
とから、水平輪郭信号及び垂直輪郭信号が同時に抽出で
きる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、当該標本点の標本値、及
びその上下に位置し、互いに色副搬送波位相が同相であ
り、かつ当該標本点と逆相である上，下標本点の標本値
から垂直方向の信号変化量を検出するとともに、当該標
本点の標本値、及びその左右に位置し、互いに色副搬送
波位相が同相であり、かつ当該標本点と逆相である左，
右標本点の標本値から水平方向の信号変化量を検出し、
上記垂直方向の信号変化量と水平方向の信号変化量との
大小比較により、垂直及び水平方向の輪郭信号のいずれ
か一方を抽出して出力するようにしたので、Ｙ／Ｃ分離
と輪郭抽出の両システムを統合した回路構成において、
ＹＣ分離回路に必要なライン遅延回路と輪郭抽出フィル
タに必要なライン遅延回路とを共用でき、ライン遅延回
路を削減することができる効果がある。

また、画像変化方向の検出を、垂直及び水平方向の微分
出力値の大小比較、つまり当該標本点に近接する上，下
標本点の標本値の差分、及び左，右標本点の標本値の差
分だけでなく当該標本点の標本値をも含めた信号変化量
の大小比較により行っているため、当該標本点の状況を
フィードバックして、当該標本点での輪郭抽出をより忠
実に行うことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるＮＴＳＣ適応型輪郭
抽出フィルタの概略ブロック図、第２図及び第３図は標
本化パルスによって標本化されたＮＴＳＣ方式の複合映
像信号の標本化信号系列を示す図、第４図は従来の水平
輪郭抽出フィルタの概略ブロック図、第５図は従来の垂
直輪郭フィルタの概略ブロック図、第６図は従来の輪郭
抽出フィルタの概略ブロック図である。 図において、１は入力端子、２はＡ／Ｄ変換器、４は出
力端子、２１，２２，２０１，２０２は遅延回路、２
３，２９は係数回路、２６は比較回路、２７は符号反転
回路、２８は乗算回路、２２１，２２２は加算回路、２
４１〜２４３は減算回路、２５１，２５２は絶対値回
路、１１は輪郭抽出フィルタである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−35085（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−35086（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−35087（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−189792（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−7293（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−40788（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−241386（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＮＴＳＣ方式の複合映像信号を入力とし、
   該複合映像信号の輪郭成分を抽出するＮＴＳＣ適応型輪
   郭抽出フィルタにおいて、 上記複合映像信号を水平走査周波数に同期した周波数に
   よって標本化してディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
   手段と、 ディジタル化された複合映像信号の当該標本点の標本値
   と、当該標本点の上下に位置し、互いに色副搬送波位相
   が同相であり、かつ当該標本点と逆相である上，下標本
   点の標本値と、当該標本点と同一水平走査線で当該標本
   点の左右に位置し、互いに色副搬送波位相が同相であ
   り、かつ当該標本点と逆相である左，右標本点の標本値
   とを同時に抽出するための遅延回路と、 上記当該標本点，上記上標本点，及び下標本点の標本値
   を用いて、上記当該標本点における垂直方向の信号変化
   量を検出する第１の信号変化量検出手段と、 上記当該標本点，上記左標本点，及び上記右標本点の標
   本値を用いて、上記当該標本点における水平方向の信号
   変化量を検出する第２の信号変化量検出手段とを備え、 上記垂直方向の信号変化量と水平方向の信号変化量との
   大小比較により、垂直方向及び水平方向の輪郭信号のい
   ずれか一方を抽出して出力するよう構成したことを特徴
   とするＮＴＳＣ適応型輪郭抽出フィルタ。