JPH065901B2 - 画質改善装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は例えばテレビジョン受像機において、画像の
輪郭をはっきりさせて画像の鮮鋭度（いわゆる、画像の
きれ）を良くするための画質改善装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に、テレビジョン受像機においては、画像の輪郭を
はっきりさせ、画像の鮮明度をよくするための画質改善
装置が設けられている。このような画質改善は映像信号
の高周波成分のゲインを上げることにより行われる。こ
の高周波成分の周波数は通常３MHz程度である。したが
って、画質改善操作を行なった後のゲインの周波数特性
は第１図に実線で示すようになる。なお、図中、破線で
示す特性は画質改善操作を行う前の特性である。

第２図、第３図に従来の画質改善装置を示す。第２図に
示す例は、画質調整ボリューム１、ピーキング回路２に
よって画質改善回路３のピーキングを変化させて、画質
を調整するものである。第３図に示す例は、電源V_ccよ
り画質調整ボリューム１を介して導びかれる直流の制御
電圧V_cにより画質改善回路４、例えばCCDトランスバー
サルフィルタの特性を変化させて画質調整を行うもので
ある。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、従来の画質改善装置では、画質改善を行
うために映像信号の高周波成分を増幅すると、映像信号
中のノイズが成分も同時に増幅されてしまい、ノイズの
多い画像となってしまうという問題があった。

〔発明の目的〕

この発明は上記の事情に対処すべくなされたもので、画
像の鮮鋭度を増した場合、ノイズ成分の影響がないよう
にこれを軽減することができ、またこの軽減動作によっ
て細かな絵柄成分が失われてしまうことのない画質改善
装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

この発明は、ノイズ成分の周波数領域付近の周波数をも
つパルス状信号を除去することによりノイズ成分の軽減
が図られた映像信号とこのようなノイズ軽減動作を受け
ていない映像信号とを時間軸が一致した状態で加算し、
その加算出力を映像信号出力とすることにより、ノイズ
成分の低減と細かな絵柄成分の保存の両立を図り得るよ
うな構成にし、このような構成に於いて、画像の鮮鋭度
を制御する為の画質調整用操作子の操作に応じて上記加
算の比率を制御できるように構成したものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を詳細に説明
する。

第４図は一実施例の構成を示す回路図である。図に於い
て、入力端子１１に印加された映像信号はトランスバー
サルフィルタ１２より入力される。このトランスバーサ
ルフィルタ１２は画質調整ボリューム１３からの直流の
制御電圧V_cにより、出力の周波数特性が制御される。即
ち、画質調整ボリューム１３からの制御電圧V_cが高くな
ると（電源V_ccの電圧に近づくと）、映像信号の高周波
成分のゲインを上げるようになっている。トランスバー
サルフィルタ１２の出力信号は遅延時間１Ｈ（１水平時
間）の遅延素子１４に入力される。遅延素子１４の出力
信号は遅延素子１５に入力される。この遅延素子１５の
遅延時間も１Ｈに設定されている。

遅延素子１４の入出力信号は論理積回路１６に入力さ
れ、遅延素子１５の入出力信号は論理積回路１７に入力
され、遅延素子１４の入力信号と遅延素子１５の出力信
号は論理積回路１８に入力されている。論理積回路１
６，１７，１８の出力信号は論理和回路１９に入力され
ている。

論理和回路１９の出力信号は加算回路２０の一方入力と
してトランジスタQ₁₂のベースに供給される。この加算
回路２０の他方入力としては、トランスバーサルフィル
タ１２の出力信号が与えられる。この場合、加算回路２
０の両入力の時間軸を補正するために、トランスバーサ
ルフィルタ１２の出力信号は遅延時間１Ｈの遅延素子２
１を介してトランジスタQ₁₁のベースに与えられる。

論理和回路１９の出力信号はトランジスタQ₁₆のコレク
タから取り出され、遅延素子２１の出力信号はトランジ
スタQ₁₄のコレクタから取り出され、トランジスタQ₁₆,Q
₁₄のコレクタの共通接続点で加算され、反転回路２２を
介して出力端子２３に導びかれる。

トランジスタQ₁₃,Q₁₆のベースの共通接続点には画質調
整ボリューム１３から制御電圧V_cが与えられ、この制御
電圧のレベルに従ってトランジスタQ₁₃,Q₁₄,Q₁₅,Q₁₆の
増幅利得が制御されるようになっている。言い換えれ
ば、制御電圧V_cによって加算回路２０の加算比率が制御
される。なお、加算回路２０において、Ｒは抵抗であ
る。

上記構成において動作を説明する。

遅延素子１４，１５、論理積回路１６，１７，１８、論
理和回路１９から成る回路は、トランスバーサルフィル
タ１２から出力される映像信号からパルス状のノイズ成
分を除去するようなフィルタ特性を有するノイズ軽減回
路を成す。このノイズ軽減回路のノイズ軽減動作につい
ては後述する。

このノイズ軽減回路にてノイズ成分の軽減された映像信
号Ｘ_Ａは遅延素子２１から与えられるノイズ成分の除去
されない映像信号X_Bと加算される。

ところで、上記ノイズ軽減回路はノイズ成分を判別して
除去するのではなく、ノイズ成分の可能性の高いパルス
状の信号を除去するものであるから、細かな絵柄成分も
除去される可能性がある。しかしながら、このノイズ軽
減回路の出力映像信号X_Aとノイズ成分の軽減動作を受け
ていない映像信号X_Bとを加算回路２０で加算することに
より、両信号が平均化される。したがって、加算回路２
０の出力端子でみた場合、ノイズ軽減回路で除去される
ようなパルス状信号が失われることはなく、レベルが低
下させられるだけである。したがって、上記パルス状信
号がノイズ成分である場合は、このノイズ成分によって
再生画像が大きく劣化してしまうことがなく、細かな絵
柄成分である場合は、再生画像から細かな絵柄が失われ
ることがない。つまり、ノイズ成分の低減と細かな絵柄
の再生を両立させることができる。

次に画質調整ボリューム１３による画質改善操作との関
係を述べる。画質調整ボリュームからの制御電圧V_cが高
くなると、トランスバーサルフィルタ１２から出力され
る映像信号の高域成分のゲインが上がる。このとき、同
時に、ノイズ成分のゲインも上がる。

一方、制御電圧V_cが高くなることによって加算回路２０
のトランジスタQ₁₃,Q₁₆の増幅利得が上昇し、トランジ
スタQ₁₄,Q₁₅の増幅利得が低下する。したがって、加算
回路２０では、ノイズ軽減動作を受けた映像信号Ｘ_Aの
加算比率が高くなり、ノイズ軽減動作を受けていない映
像信号X_Bの加算比率が低下する。これにより、加算回路
２０の出力映像信号Ｘは映像信号X_Aの影響を強く受け、
ノイズ成分の低減が図られる。したがって、画質改善操
作によってノイズ成分のレベルが大きくなったとして
も、これが映像出力回路（図示せず）側にそのまま供給
されることがないので、再生画像がノイズ成分によって
大きく劣化させられることがない。しかも、この場合、
加算回路２０の平均化処理によって細かな絵柄成分は保
存されるので、再生画像から細かな絵柄が失われること
がない。

制御電圧V_cが低い場合、つまり、画像の鮮鋭度を悪くし
て再生する場合は、トランジスタQ₁₃,Q₁₆の増幅利得が
低下し、トランジスタQ₁₄,Q₁₅の増幅利得が上昇する。
したがって、映像信号X_Bの加算比率が高くなり、映像信
号X_Aの加算比率が低くなって、加算回路２０の出力映像
信号Ｘはノイズ軽減動作を受けていない映像信号X_Bの影
響を強く受け、再生画像に対するノイズ成分の影響が大
きくなる。しかしながら、通常は画像の鮮明度を悪くし
て再生するようなことはしないので問題はない。

画像の鮮鋭度を強調したり（画質改善）、悪化させたり
しない通常の再生（画質調整ボリューム１３を中央位置
に設定する）の場合は、上述の如く、加算回路２０の平
均化処理によって、ノイズ成分の低減と細かな絵柄成分
の低減がほどよく両立させられ、ノイズ成分の影響が小
さく、細かな絵柄も失われない画像の再生が可能とな
る。

以上の説明では、画質を調整するための制御電圧V_cによ
って加算比率を制御する場合について説明したが、第５
図に示すように加算回路２４中に画質調整ボリューム１
３と連動する可変抵抗R_Vを設け、この抵抗R_Vの抵抗値の
変化によって制御するようにしてもよい。図示の例で
は、映像信号X_Bだけのゲインを変えることにより、加算
比率を変える場合を示す。すなわち、トランジスタQ₁₁
のエミッタからコンデンサＣを介して出力される映像信
号X_Bを可変抵抗R_Vに通してゲインを制御し、これとトラ
ンジスタQ₁₂のエミッタ側から与えられる映像信号X_Aと
を加算するようになっている。

なお、第５図では、画質増幅回路２５とピーキング回路
２６によって画質を調整する装置に適用した場合を代表
として示すが、第４図に示す装置に適用してもよいこと
は勿論である。

また、第５図に示すような装置であっても、例えば画質
調整ボリューム１３の摺動子の出力を制御信号とみれ
ば、これを利用して第４図に示すような加算回路２０の
加算比率を制御するようにしてもよい。

ここで、上述したノイズ軽減回路の動作を説明する。

第６図は映像信号波形の一例を示す波形図、第７図はス
テップ信号波形の一例を示す波形図、第８図は本発明に
係るノイズ軽減回路を実現するための動作説明図であ
る。

テレビジョン送受信システムにおいては送像側で画像を
走査することにより画素の灰色度を時間的に連続な電気
信号に変換し、受像機側で送像側の画像の分解走査に同
期して組立走査することにより二次元の画像に再生して
いる。

電気信号に変換された映像信号の一例を第６図に示す。
第６図（ａ）は映像信号が低いレベルであるから高いレ
ベルに立上がり、その後、高いレベルから再び低いレベ
ルに立下がる信号波形を示している。なお横軸上のt0〜
t5は時間的変化を示したもので、等間隔で区切って示し
ている。

第６図（ｂ）はパルス状のノイズが重畳された信号波形
を示し、時刻t1とt2の間に立上がりノイズN1が発生し、
時刻t3とt4の間に立下がりノイズN2が発生した例を示し
ている。

この第６図（ｂ）からわかるように、パルス性ノイズは
本来の信号に対して短時間のうちにレベルが急変するも
のであり、ある時間巾（T1）を設定し、その時間内にお
いて信号レベルが急変した場合は、そこにノイズが発生
したことを判別することができる。

第７図は、ある時間（T1）における信号レベルの変化を
表したものであり、等間隔の時間（τ）で区切って示し
ている。信号（ａ）は映像信号が低いレベルから高いレ
ベルに立上がった状態を示し、信号（ｂ）は高いレベル
から低いレベルに立下がった状態を示している。また信
号（ｃ）、（ｄ）は時間巾（T1）の中において立上がり
ノイズN1及び立下がりノイズN2が発生した場合をそれぞ
れ示している。

このような信号において、ある時刻（ｉ）を基準にし
て、それよりも（τ）だけ選考した時刻（ｉ−１）及び
（τ）だけ送れた時刻（ｉ＋１）の各信号レベルを比較
すると、本来の映像信号の場合は、時刻（ｉ−１）及び
時刻（ｉ＋１）の少なくとも一方の信号レベルと時刻
（ｉ）の信号レベルが同レベルになるのに対し、パルス
性ノイズの場合は、時刻（ｉ−１）及び時刻（ｉ＋１）
の両信号レベルと時刻（ｉ）の信号レベルが異なってい
る。従って、時刻（ｉ）に対するその前後（ｉ−１，ｉ
＋１）の信号レベルを比較することで、本来の信号か、
パルス性ノイズかを判別することができる。

例えば、各時刻ｉ−１、ｉ、ｉ＋１の３点の信号を論理
値“１”、“０”で表すと、第７図（ａ）の信号は、時
刻ｉ−１がローレベル“０”、時刻ｉ，ｉ＋１がそれぞ
れ“１”であるから、０，１，１と表現でき、同様に第
７図（ｂ）の信号は、１，０，０と表現できる。また、
第７図（ｃ）の信号は、時刻ｉがハイレベル“１”、時
刻ｉ−１，ｉ＋１がそれぞれ“０”であるから、０，
１，０と表現でき、同様に第７図（ｄ）の信号は、１，
０，１と表現できる。

このように、基準となる中間の時刻（ｉ）の信号レベル
とその前後の少なくとも一方の信号レベルとが同じ場合
（０，１，１や，１，１，０等）は本来の信号と判別
し、中間の時刻（ｉ）の信号レベルに対してその前後の
信号レベルが異なる場合（０，１，０又は１，０，１）
はパルス性ノイズと判別することができる。

こうした３点での信号レベルを想定すると表１のような
信号パターンＰ_１〜Ｐ_８が考えられる。この表１におい
てパルス性ノイズのパターンは、Ｐ_７とＰ_８であり、こ
のような信号パターンＰ_７、Ｐ_８を除去すれば画像の劣
化を伴わずにノイズ成分の大部分を除去できる。

したがって、映像信号を適当な時間τによりＰを求め表
１のＰ_７、Ｐ_８に示すパルス信号であるときこのパルス
信号を除去することにより画像の劣化を伴わずにノイズ
成分を低減することができる。

例えば第８図（ａ）に示す映像信号に第８図（ｂ）に示
すノイズ信号が加算的に混入した場合は、第８図（ｃ）
に示すような信号波形となり、この信号の表１のＰ_７、
Ｐ_８を阻止するフィルタに通すと、その出力は第８図
（ｄ）に示すような波形となり、ノイズが低減されるこ
とになる。このとき、ステップ信号の立上がり、立下が
りのＰ_３〜Ｐ_６は阻止されないから、エッジ部がぼける
ことはない。

次にＰ_７、Ｐ_８を阻止するノイズ軽減回路の具体的な回
路構成について説明する。

Ｐ_７、Ｐ_８を阻止するためには、Ｐ_７については時刻
（ｉ）の信号レベル“１”を“０”に書換えて０，０，
０とすれば良く、またＰ_８については時刻（ｉ）の信号
レベル“０”を“１”に書換えて１，１，１とすれば良
い。

この方法として本発明では、時刻（ｉ−１）、（ｉ）、
（ｉ＋１）の各信号レベルをｐ（ｉ−１）、ｐ（ｉ）、
ｐ（ｉ＋１）とした場合、各信号レベルｐ（ｉ−１）、
ｐ（ｉ）、ｐ（ｉ＋１）の多数決をとることにより、Ｐ
_７、Ｐ_８を阻止するようにしたものである。

第４図及び第５図は、上述の原理に基づくもので、遅延
素子１４，１５、論理積回路１６，１７，１８、論理和
回路１９から成るノイズ軽減回路は、ｐ（ｉ−１）、ｐ
（ｉ）、ｐ（ｉ＋１）の多数決をとることによりＰ_７、
Ｐ_８を阻止するようにしている。

論理積回路１６，１７，１８としては、第９図に示すよ
うな回路がある。図示の回路は２つのＰＮＰトランジス
タQ₂₁,Q₂₂のエミッタを共通とし、共通エミッタを抵抗
Ｒを介して直流電源V_CCに接続して構成され、各トラン
ジスタQ₂₁、Q₂₂のベースに入力Ａ、Ｂを加え、共通エミ
ッタから出力Ｃを取り出すようにしている。この真理値
表は、表２に示すようになり、Ｃ＝Ａ×Ｂの関係が成立
する。

第１０図は論理和回路１９の一例を示す回路であり、３
つのトランジスタＮＰＮトランジスタQ₂₃、Q₂₄、Q₂₅のエ
ミッタを共通とし、この共通エミッタを抵抗Ｒを介して
接地し、各コレクタを直流電源V_CCに接続して構成さ
れ、トランジスタQ₂₃、Q₂₄、Q₂₅のベースに入力Ａ、Ｂ、
Ｃを加え共通エミッタから出力Ｄを取り出すようにして
いる。この真理値表は、表３に示すようになり、Ｄ＝Ａ
＋Ｂ＋Ｃの関係が成立する。

このような構成において、第４図、第５図に示す回路に
ついては、遅延素子１４に入力される信号ｐ（ｉ−１）
と、遅延素子１４より出力される信号ｐ（ｉ）と、遅延
素子１５より出力される信号ｐ（ｉ＋１）が表１で示し
たＰ_７＝｛０，１，１｝であるときは論理積回路１６の
出力は“０”、論理積回路１７の出力は“０”となり、
また、論理積回路１８の出力は“０”であるから、論理
和回路１９の出力は“０”となり、論理和回路１９の出
力ＸＡの信号ｐ（ｉ）は“０”となる。したがってＰ_７
は、回路通過後｛０，０，０｝となりパルス状信号の突
出した部分がノイズ成分として除去される。また第４
図、第５図において、ｐ（ｉ−１）、ｐ（ｉ）、ｐ（ｉ
＋１）が表１で示したＰ_８｛１，０，１｝であるとき
は、論理積回路１６の出力は“０”、論理積回路１７の
出力は“０”となり、また、論理積回路１８の出力は
“１”であるから、論理和回路１９の出力は“１”とな
り、論理和回路１９の出力ＸＡの信号ｐ（ｉ）は“１”
となる。したがって、Ｐ_８は、回路通過後Ｐ_８｛１，
１，１｝となり、パルス状信号の突出部分がノイズ成分
として除去される。また第４図、第５図においてステッ
プ状信号の立上がり、立下がりのＰ_３〜Ｐ_６について
は、回路通過後もｐ（ｉ）は、同等レベルの信号とな
り、Ｐ_３〜Ｐ_６が出力されるので、エッジ部がぼけるこ
とはない。

また、ノイズ軽減回路は、第１１図のように構成するこ
ともできる。第１１図に示すノイズ軽減回路は、第４図
や第５図に示すノイズ軽減回路の各論理積回路を論理和
回路２７，２８，２９で置き換えたものである。

図１１図に示した回路については、ｐ（ｉ−１）、ｐ
（ｉ）、ｐ（ｉ＋１）が表１で示したＰ_７｛０，１，
０｝であるときは論理和回路２７の出力は“１”、論理
和回路２８の出力は“１”、論理和回路２９の出力は
“０”であるから、論理積回路３０の出力は、“０”と
なり、論理積回路３０の出力の信号ｐ（ｉ）は“０”と
なる。したがって、Ｐ_７は、回路通過後｛０，０，０｝
となりパルス状信号の突出部分がノイズ成分として除去
される。また第１１図において、ｐ（ｉ−１）、ｐ
（ｉ）、ｐ（ｉ＋１）が表１で示したＰ_８＝｛１，０，
１｝であるときは、論理和回路２７の出力は“１”、論
理和回路２８の出力は“１”、論理和回路２９の出力は
“１”であるから、論理積回路３０の出力の信号ｐ
（ｉ）は“１”となる。したがってＰ_８は、回路通過後
｛０，１，０｝＝Ｐ_２となりパルス状信号の突出した部
分がノイズ成分として除去される。また第１１図におい
て、ステップ状信号の立上がり、立下がりのＰ_３〜Ｐ_６
については、回路通過後もｐ（ｉ）は同等レベルの信号
となりＰ_３〜Ｐ_６が出力されるので、エッジ部がぼける
ことがない。

なお、以上の説明では、ノイズ軽減回路はテレビジョン
回路の構成において、垂直方向に適用したものである
が、水平方向あるいは垂直、水平の両方向に同様の回路
を構成し、ノイズの低減を図るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

この発明は上記した説明から明らかとなったように、画
像の鮮鋭度を増しても、ノイズ成分の影響を受けないよ
うにこれを減ずることができ、また、この軽減動作によ
って細かな絵柄成分が失われてしまうことのない画質改
善装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は画質改善動作を説明する為のゲインの周波数特
性図、第２図は従来の画質改善装置の一例を示す回路
図、第３図は同じく他の例を示す回路図、第４図はこの
発明に係る画質改善装置の一実施例を示す回路図、第５
図はこの発明の他の実施例を示す回路図、第６図は映像
信号波形の一例を示す波形図、第７図はステップ信号波
形及びそのサンプルを示す説明図、第８図は第４図及び
第５図中のノイズ軽減回路の動作を説明する為の図、第
９図は論理積回路の一例を示す回路図、第１０図は論理
和回路の一例を示す回路図、第１１図はノイズ軽減回路
の他の例を示す回路図である。 １１…入力端子、１２…トランスバーサルフィルタ、１
３…画質調整ボリューム、１４，１５，２１…遅延素
子、１６，１７，１８，３０…論理積回路、１９，２
７，２８，２９…論理和回路、２０…加算回路、２２…
反転回路、２３…出力端子、２５…画質増幅回路、２６
…ピーキング回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画質調整用操作子を有し、該操作子を操作
   することにより映像信号伝送系路中の映像信号の高域成
   分のゲインを制御可能な画質改善手段と、 この画質改善手段からの出力映像信号を第１の信号とし
   て入力し、この第１の信号を第１の時間だけ遅延した第
   ２の信号、およびこの第２の信号をさらに第１の時間だ
   け遅延した第３の信号を出力する第１の手段と、順次時
   間的にずれた第１、第２、第３の信号が供給され、第
   １、第３の信号レベルに対して第２の信号レベルが異な
   るとき、その第２の信号レベルを第１、第３の信号レベ
   ルに近付けるようにしてパルス性ノイズの除去された信
   号を出力する論理手段とを含むノイズ軽減手段と、 このノイズ軽減手段の出力信号と前記画質改善手段から
   の出力映像信号とを時間軸が一致した状態で加算し、こ
   の加算出力を映像信号出力として取り出すとともに、前
   記画質調整用操作子の操作に応じて前記両被加算信号の
   加算比率が制御可能な加算手段とを具備した画質改善装
   置。
2. 【請求項２】前記加算手段は、前記画質調整用操作子の
   操作に応じてレベルが変化し、前記映像信号の高周波成
   分のゲインを制御する制御信号によって前記加算比率が
   制御されるように構成されていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の画質改善装置。
3. 【請求項３】前記加算手段は、前記画質調整用操作子の
   操作に連動して抵抗値が変化する可変抵抗を有し、この
   可変抵抗の抵抗値の変化によって前記加算比率が制御さ
   れるように構成されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の画質改善装置。