JPH09168090A - 輪郭強調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 帯域制限により劣化してしまう映像信号の輪
郭成分を強調する処理を施すことにより、劣化する輪郭
成分を補償することができ、見やすいテキスト画像を表
示させる。 【解決手段】 入力端子４０から入力されたディジタル
映像信号Ｓ４１は非線形処理部１０及び最大値・最小値
・平均値算出部１１に夫々与える。最大値・最小値・平
均値算出部１１は、入力ディジタル映像信号から、例え
ば画面の左右４画素、上下３ラインの所定領域における
階調データの内、最大値、最小値及び平均値を算出し非
線形処理部１０に与える。非線形処理部１０は入力ディ
ジタル映像信号Ｓ４１に対し、最大値、最小値及び平均
値を用いて非線形処理を施して出力する。このとき、入
力値が平均値より小さいレベルの場合にはより小さく、
平均値よりも大きいレベルの場合にはより大きくなるよ
うに演算処理を行う。この入出力特性により、ＬＰＦ３
の帯域制限による輪郭成分の劣化を補償すると共に強調
することができるため、明確な文字等のテキスト画像の
表示を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、入力された映像信号の
信号処理に伴う輪郭成分を強調するのに好適の輪郭強調
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル処理化が進んでいる。
特に、入力映像信号を表示画面に表示する表示機器で
は、高画質・高音質の理由からディジタル処理を行うデ
ィジタル信号処理回路が採用されている。ディジタル信
号処理回路は入力された映像信号がアナログ信号である
場合には、通常処理を行う前にアナログ映像信号を一度
ディジタル信号に変換して処理を行う。つまり、ディジ
タル処理を行うために、アナログ信号をディジタル信号
に変換するアナログ→ディジタル変換回路（以下、Ａ／
Ｄ回路と称す）を用いて入力映像信号をディジタル映像
信号に変換する。

【０００３】このように、入力映像信号にディジタル処
理を施す場合、処理前にＡ／Ｄ変換回路を用いてアナロ
グ→ディジタル変換が行われているが、その際、Ａ／Ｄ
変換を行う前段、即ち、Ａ／Ｄ変換回路に与える入力映
像信号の周波数帯域をサンプリング周波数ｆｓに応じて
制限する必要がある。サンプリング定理によれば、ｆｓ
／２以下の周波数に周波数帯域を制限しなければならな
い。

【０００４】ディジタル信号処理を行う入力映像信号を
考慮すると、例えば、パーソナル・コンピュータから出
力されるアナログ映像信号が考えられる。このアナログ
映像信号は広い周波数帯域を有しており、例えば、１０
２４×７６８画素の映像信号の場合には、ビット周波数
で３０ＭＨｚ程度の周波数帯域を有している。この映像
信号をＡ／Ｄ変換してディジタル信号処理を行う場合に
は、Ａ／Ｄ変換の前段に該信号の周波数帯域を制限しな
ければならないが、例えばこの場合、サンプリング周波
数ｆｓが２８ＭＨｚであったとすると、１４ＭＨｚ以下
に帯域制限する必要があり、周波数帯域を１／２以下に
落とさなければならない。

【０００５】そこで、従来のディジタル信号処理装置で
は、Ａ／Ｄ変換前に入力映像信号の周波数帯域制限を行
うと共に、高い周波数の入力映像信号が入力された場合
でもサンプリングを効果的に行うための低域透過フィル
タ（以下、ＬＰＦと称す）が用いられている。

【０００６】このように、入力されたアナログ映像信号
に対してディジタル信号処理を施して該映像信号を表示
部（例えばモニタ）へと出力すると共に、上記Ａ／Ｄ変
換に伴うサンプリングの不可を防止するＬＰＦを備えた
ディジタル信号処理装置の一例を図９に示す。

【０００７】図９は従来のディジタル信号処理装置の概
略構成の一例を示すブロック図である。

【０００８】図９に示すように、映像信号入力端子１に
は、アナログ方式の映像信号Ｓ１が入力される。入力さ
れた映像信号はＬＰＦ３に与える。一方、入力端子２に
は、図示しない同期信号分離回路によって前記映像信号
から分離された映像同期信号Ｓ２が入力される。入力さ
れた映像同期信号Ｓ２はクロック発生部７に与える。ク
ロック発生部７は与えられた映像同期信号Ｓ２に基づい
てディジタル信号処理用クロックパルスＣＫ（以下、ク
ロックＣＫと称す）を発生し、Ａ／Ｄ処理部４、ディジ
タル信号処理部５及びＤ／Ａ処理部６に夫々与える。

【０００９】ＬＰＦ３は、入力した映像信号Ｓ１の周波
数帯域を、例えば１４ＭＨｚ以下に周波数帯域を制限
し、帯域制限した映像信号Ｓ３をＡ／Ｄ処理部４に与え
る。

【００１０】Ａ／Ｄ処理部４は、ＬＰＦ３により与えれ
た映像信号Ｓ３をクロック発生部７により供給されたク
ロックＣＫでサンプリングを行うことにより、ディジタ
ル化する。即ち、Ａ／Ｄ処理部４によりディジタル化さ
れたディジタル映像信号Ｓ４はディジタル信号処理部５
に与える。

【００１１】ディジタル信号処理部５は、与えれたディ
ジタル映像信号Ｓ４に対して、クロック発生部７からの
クロックＣＫを用いて、例えば走査線変換等のディジタ
ル信号処理を行い、その処理結果としてのディジタル映
像信号Ｓ５をＤ／Ａ処理部６に与える。

【００１２】Ｄ／Ａ処理部６は、ディジタル信号処理部
５より与えられたディジタル映像信号Ｓ５をクロック発
生部７からのクロックＣＫに基づいてディジタル→アナ
ログ変換（以下、Ｄ／Ａ変換と称す）を行い、アナログ
化した映像信号Ｓ６を出力端子８に出力する。その後、
映像信号６は出力端子８を介して該映像信号６を表示画
面に表示するための表示部（例えばモニタ）へと出力さ
れるようになっている。これにより、表示部の表示画面
には、入力映像信号に基づく画像が表示される。

【００１３】ところで、パーソナル・コンピュータから
出力される映像信号は、文字等のテキスト画像を含む映
像信号であることが多い。映像信号がテキスト画像であ
る場合、走査線毎の信号波形で見ると、ある一定の背景
レベルに対してテキスト部分の信号波形がインパルス
状、又はステップ状の信号となる。

【００１４】次に、このようなパーソナル・コンピュー
タからのアナログ方式の映像信号が装置に入力された場
合の動作を図１０及び図１１を参照して説明する。

【００１５】図１０は入力されたアナログ映像信号Ｓ１
がインパルス状の信号であった場合のディジタル信号処
理装置における各処理部の出力波形を示す波形図であ
る。

【００１６】いま、図９に示すディジタル信号処理装置
の入力端子１に、図１０（ａ）のようなインパルス状の
映像信号Ｓ１が入力されたものとする。すると、インパ
ルス状の映像信号Ｓ１はＬＰＦ３によって帯域制限さ
れ、図１０（ｂ）に示すように振幅が下がり、幅が広が
った出力信号Ｓ３となる。即ち、ＬＰＦ３はこのような
出力信号をＡ／Ｄ処理部４に与える。

【００１７】その後、ＬＰＦ３の出力信号はＡ／Ｄ処理
部４によって、図１０（ｅ）に示すクロックＣＫでＡ／
Ｄ変換され、ディジタル化された映像信号Ｓ４（ディジ
タル映像信号）は図１０（ｃ）に示すものとなる。そし
て、このディジタル映像信号はディジタル信号処理部に
よって処理される。このとき、ディジタル信号処理部５
の出力信号Ｓ５は、入力信号Ｓ４と同じ波形であったと
すると、Ｄ／Ａ処理部６によってＤ／Ａ変換されて出力
されるアナログ映像信号Ｓ６は、図１０（ｄ）に示すも
のとなる。つまり、このディジタル信号処理装置の映像
信号の入力時（図１０（ａ）に示す入力映像信号）と、
出力時（図１０（ｄ）に示す出力信号）とを比較する
と、出力信号である図１０（ｄ）に示す波形は、入力映
像信号である図１０（ａ）に示す波形と比べて、振幅が
小さく且つ幅が広がってしまっている。

【００１８】また、図１１は入力されたアナログ映像信
号Ｓ１がステップ状の信号であった場合のディジタル信
号処理装置における各処理部の出力波形を示す信号波形
図である。

【００１９】この場合においても、図９に示すディジタ
ル信号処理装置は同様に動作することにより、図１１
（ａ）に示すステップ状の入力映像信号に対して処理が
施されて、図１１（ｄ）に示す映像信号を出力する。こ
こで、ステップ状の映像信号の入力時（図１１（ａ）に
示す入力映像信号）と、出力時（図１１（ｄ）に示す出
力信号）とを比較すると、エッジ部分の立ち上がりが図
１１（ｄ）に示す出力時の信号波形の方がかなり緩やか
になってしまっている。しかしながら、ステップ状の入
力信号の場合には、図１０（ｄ）に示すインパルス状の
出力信号波形に示すように最大振幅が小さくなるという
ことはない。

【００２０】その後、上述の如くディジタル処理及びＤ
／Ａ変換が施されたインパルス状の映像信号又はステッ
プ状の映像信号（Ｄ／Ａ出力映像信号Ｓ６）は出力端子
８を介して、ＣＲＴディスプレー等の表示部（モニタ
ー）に与えることにより、入力映像信号に基づく画像を
表示する。

【００２１】しかしながら、このようなディジタル処理
された出力映像の信号Ｓ６を表示部の表示画面に表示し
た場合には、入力端子１に入力される映像信号をそのま
まの状態で表示する場合よりも、入力された映像信号の
周波数帯域によっては、著しくぼけた画像が表示されて
しまう場合がある。特に、文字等のテキスト画像では、
水平方向がステップ状であり且つ横線状の信号部分では
最大振幅が確保されるが、水平方向がインパルス状であ
り且つ縦線状の信号部分では、最大振幅が小さくなって
しまう。つまり、全体的にみると、縦線状の部分と横線
状の部分とでは、最大振幅が異なってしまい、結果とし
て読みにくい文字が表示されてしまうという問題点があ
った。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来のデ
ィジタル信号処理装置では、広帯域のアナログ入力映像
信号を入力し、ディジタル化したディジタル信号に信号
処理を施す場合には、Ａ／Ｄ変換によるサンプリング不
可を防止するためにＡ／Ｄ変換処理前に入力映像信号に
対して帯域制限を行うＬＰＦ３を用いて入力映像信号の
帯域制限を行っていたが、この帯域制限のためにディジ
タル処理された映像信号を表示画面に表示すると、原画
像よりもぼけた画像になってしまう。特にテキスト画像
などでは、帯域制限によりエッジ部分などの高周波成分
が劣化してしまう他、縦線状の部分では最大振幅が小さ
くなってしまい、結果として読みにくい文字が表示され
てしまうという問題点があった。

【００２３】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、帯域制限により劣化してしまう映像信号の
輪郭成分を強調する処理を施すことにより、劣化する輪
郭成分を補償することができ、見やすいテキスト画像を
表示させることのできる輪郭強調装置の提供を目的とす
る。

【００２４】

【課題を解決するための手段】本発明の輪郭強調装置
は、映像信号を入力する入力手段と、前記入力手段によ
り入力された前記映像信号の所定の領域の最大値、最小
値及び平均値を算出する算出手段と、前記算出手段によ
り算出した最大値、最小値及び平均値と前記映像信号と
が入力され、前記入力された映像信号の値が平均値と最
大値との間にある場合には入力映像信号のレベルを大き
くして最大値に近い値にし、前記入力された映像信号の
値が平均値と最小値との間にある場合には入力映像信号
のレベルを小さくして最小値に近い値にする非線形処理
を前記入力された映像信号に施して出力する非線形処理
手段と、を具備したものである。

【００２５】本発明においては、入力手段は映像信号を
入力する。算出手段は前記入力手段により入力された前
記映像信号の所定の領域の最大値、最小値及び平均値を
算出する。非線形処理手段は、前記算出手段により算出
した最大値、最小値及び平均値と前記映像信号とが入力
され、前記入力された映像信号の値が平均値と最大値と
の間にある場合には入力映像信号のレベルを大きくして
最大値に近い値にし、前記入力された映像信号の値が平
均値と最小値との間にある場合には入力映像信号のレベ
ルを小さくして最小値に近い値にする非線形処理を前記
入力された映像信号に施して出力する。これにより、Ａ
／Ｄ変換するために配置されたＬＰＦの帯域制限によ
り、信号レベルが劣化した映像信号の輪郭成分（高周波
成分）を強調することができるため、ぼけることなくく
っきりと画像を表示することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。

【００２７】図１は本発明に係る輪郭強調装置の一実施
形態例を示すブロック図である。

【００２８】本実施形態例においては、図１に示す回路
構成の輪郭強調装置を、図９に示すディジタル信号処理
を行うディジタル信号処理装置の、例えばＡ／Ｄ処理部
４の後段に配置することにより、ＬＰＦ３の帯域制限に
伴い信号劣化した部分を強調するように処理が施される
ようになっている。

【００２９】図１に示すように、入力端子４０には、図
９に示すディジタル処理装置のＡ／Ｄ処理部４から出力
されるディジタル映像信号Ｓ４と同じ信号形態のディジ
タル信号Ｓ４１が入力される。入力されたディジタル映
像信号Ｓ４１は非線形処理部１０及び最大値・最小値・
平均値算出部１１に夫々与える。

【００３０】最大値・最小値・平均値算出部１１は、与
えられたディジタル映像信号Ｓ４１から画面の所定の領
域における階調データのうち、最大値（図中にはＭＡＸ
と略記）、最小値（図中にはＭＩＮと略記）、平均値
（図中にはＡＶＲと略記）の３つの値を算出し、算出し
た３つの値を非線形処理部１０に与える。上記最大値、
最小値及び平均値の算出方法としては、例えば画面上の
左右４画素ずつ、画面上の上下３ラインに基づく所定の
領域から算出する。

【００３１】図２に最大値・最小値・平均値算出部１１
の具体的な回路構成が示されている。図２において、入
力端子５０にはディジタル映像信号Ｓ４１が入力され
る。１クロック遅延回路５１は、入力端子５０からのデ
ィジタル映像信号Ｓ４１を１クロックだけ遅延させ、次
段の１クロック遅延回路５２、８入力平均値算出回路５
８、８入力最大値算出回路６３及び８入力最小値算出回
路６８に夫々入力する。同様に、１クロック遅延回路５
２〜５７は、入力されたディジタル映像信号を１クロッ
クだけ遅延させ、次段のクロック遅延回路、８入力平均
値算出回路５８、８入力最大値算出回路６３、８入力最
小値算出回路６８に夫々入力する。

【００３２】８入力平均値算出回路５８は、入力された
８系統の映像信号の階調データの平均値を求め、３入力
値算出回路６１及び１Ｈ遅延回路５９に与える。１Ｈ遅
延回路５９は、８入力平均値算出回路５８より供給され
た映像信号を１走査線期間だけ遅延させ、３入力平均値
算出回路６１及び次段の１Ｈ遅延回路６０に与える。同
様に１Ｈ遅延回路６０は、１Ｈ遅延回路５９より供給さ
れた映像信号を１走査線期間だけ遅延させ、３入力平均
値算出回路６１に与える。３入力平均値算出回路６１
は、８入力平均値算出回路５８、１Ｈ遅延回路５９、６
０より供給された３系統の映像信号の平均値を算出し、
出力端子６２に出力する。

【００３３】８入力最大値算出回路６３は、入力された
８系統の映像信号の階調データの最大値を求め、３入力
最大値算出回路６６及び１Ｈ遅延回路６４に与える。１
Ｈ遅延回路６４は、８入力最大値算出回路６３より供給
された映像信号を１走査線期間だけ遅延させ、３入力最
大値算出回路６６及び次段の１Ｈ遅延回路６５に与え
る。同様に１Ｈ遅延回路６５は、前記１Ｈ遅延回路６４
より供給された映像信号を１走査線期間だけ遅延させ、
３入力最大値算出回路６６に与える。３入力最大値算出
回路６６は、８入力最大値算出回路６３、１Ｈ遅延回路
６４、６５より供給された３系統の映像信号の最大値を
算出し、出力端子３３に出力する。

【００３４】８入力最小値算出回路６８は、入力された
８系統の映像信号の階調データの最小値を求め、３入力
最小値算出回路７１及び１Ｈ遅延回路６９に与える。１
Ｈ遅延回路６９は、８入力最小値算出回路６８より供給
された映像信号を１走査線期間だけ遅延させ、３入力最
小算出回路７１及び次段の１Ｈ遅延回路７０に与える。
同様に１Ｈ遅延回路７０は、前記１Ｈ遅延回路６９より
供給された映像信号を１走査線期間だけ遅延させ、３入
力最小値算出回路７１に与える。３入力最小値算出回路
７１は、８入力最小値算出回路６８、１Ｈ遅延回路６
９、７０より供給された３系統の映像信号の最小値を算
出し、出力端子３４に出力する。

【００３５】このような構成により、平均値について
は、画面上で左側３画素、右側４画素と現画素の計８画
素の水平方向の平均値が求められ、さらに、求められた
水平方向の平均値から垂直方向に上下１画素ずつ計３画
素の平均値を求めることができる。このため、出力端子
６２には水平８画素×垂直３画素の領域での平均値が供
給され、同様に出力端子６７には水平８画素×垂直３画
素の領域での最大値が、出力端子７２には水平８画素×
垂直３画素の領域での最大値が夫々供給される。即ち、
このように算出された最大値、最小値及び平均値が図１
に示す非線形処理部１０に与えられるようになってい
る。

【００３６】非線形処理部１０は、最大値・最小値・平
均値算出部１１からの最大値、最小値及び平均値の３つ
の値を用いて入力ディジタル映像信号に対して所定の非
線形演算処理を行う。即ち、非線形処理部１０は非線形
演算処理を行うための演算回路で構成されており、所定
の非線形的入出力特性を備えている。非線形処理された
ディジタル映像信号Ｓ４２は、出力端子４３を介して、
例えばディジタル信号処理を行うディジタル信号処理部
５（図９参照）へと出力する。

【００３７】非線形処理部１０による非線形処理におい
ては、例えば入力映像信号がパーソナル・コンピュータ
からの出力映像に含まれるテキスト画像であるものとす
ると、一定の階調レベルを持つ背景上にインパルス状の
データが存在する場合も考えられる。この場合には、背
景の階調レベルが小さく文字データの階調レベルが大き
ければ、背景の階調レベルは最小値もしくはそれに近い
値であり、文字データの階調レベルが最大値もしくはそ
れに近い値であるものと考えられる。このとき、平均値
は背景レベルである最小値に近い値であるものと考えら
れる。

【００３８】逆に、背景の階調レベルが大きく文字デー
タの階調レベルが小さければ、背景の階調レベルは最大
値もしくはそれに近い値であり、文字の階調レベルが最
小値もしくはそれに近い値であると考えられる。また、
平均値は背景レベルである最大値に近い値であるものと
考えられる。したがって、最大値又は最小値と平均値と
の差分（最大値−平均値）、（平均値−最小値）を比較
し、前者が大きければ最小値が背景レベル、後者が大き
ければ最大値が背景レベルであると類推できる。つま
り、最小値と最大値とのどちらか一方が背景レベル側に
近いかを判断して、この判断結果に基づいて非線形処理
部に１０における入出力特性を設定する。例えば、入力
値が平均値よりも背景レベル側にある場合に背景レベル
により近く、また、入力値が平均値よりも文字レベル側
にある場合には文字レベルにより近く、あるいは入力値
と平均値との差分が文字レベルと平均値との差分よりも
大きくなるように非線形処理部１０における入出力特性
を設定する。図３はこのような非線形処理部１０におけ
る入出力特性を示した特性図であり、図３（ａ）は最小
値が背景レベルと判断した場合の特性を示し、図３
（ｂ）は最大値が背景レベルと判断した場合の特性を示
したものである。尚、図中ｘ軸（横軸）は入力信号の階
調値を示し、ｙ軸（縦軸）は出力信号の階調値を示して
いる。

【００３９】非線形処理部１０の演算回路は、最大値・
最小値・平均値算出部１１からの各算出値から、（最大
値−平均値）＞（平均値−最小値）の関係である場合に
は、最小値が背景レベルとなり、最大値が文字レベルと
なる。つまり、このような映像信号では、背景が低輝度
で表示され、文字が高輝度で表示される。

【００４０】このような非線形処理部１０の出力信号を
ｙ、入力信号をｘとすると、ｙ＝ｆ（ｘ）の関係とな
り、図３（ａ）に示すように入出力特性となる。

【００４１】つまり、非線形処理部１０は階調値が平均
値より大きい信号が入力されると、平均値よりより大き
く、平均値より小さい信号が入力されると、平均値より
より小さくなるように処理して出力する。この場合、入
力信号が最大値の場合には、出力信号は最大値より大き
い信号に処理して出力する。これにより、最大値が文字
レベルであることから、ディジタル映像信号Ｓ４２は文
字等の映像信号のレベルが強調されると共に、背景側の
レベルの映像信号は背景レベルに抑制された信号とな
る。

【００４２】一方、非線形処理部１０の演算回路は、平
均値が最大値に近い場合、即ち、（最大値−平均値）＜
（平均値−最小値）の関係である場合には、最大値が背
景レベルとなり、最小値が文字レベルとなる。つまり、
このような映像信号では、背景が高輝度で、文字が低輝
度で表示される。したがって、このように最大値が背景
レベルと判断された場合には、非線形処理部１０は図３
（ｂ）に示すような入出力特性となる。この場合、平均
値と最大値との差が小さいので、平均値より大きい信号
は少し大きく、平均値から最小値にかけては平均値より
小さくするように処理を行う。これにより、ディジタル
映像信号Ｓ４２は文字等の映像信号のレベルが強調さ
れ、背景側のレベルの映像信号は背景レベルに抑制され
た信号となる。

【００４３】次に、図１に示す輪郭強調装置の動作を図
４及び図５を参照して詳細に説明する。

【００４４】図４及び図５は輪郭強調装置の動作を説明
するための波形図であり、図４は入力映像信号がインパ
ルス状の信号であった場合の各信号処理部の入出力波形
を示し、図５は入力映像信号がステップ状の信号であっ
た場合の各信号処理部の入出力波形を示す波形図であ
る。尚、図４及び図５は図１０及び図１１に対応したも
のであり、図４及び図５に示されている（ａ）入力映像
信号、（ｂ）ＬＰＦ出力及び（ｃ）入力ディジタル映像
信号（Ａ／Ｄ出力）は、図１０及び図１１に示されてい
る（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）と同様の信号である。い
ま、図９に示すディジタル信号処理装置の入力端子１
に、図４（ａ）のようなインパルス状の映像信号Ｓ１が
入力されたものとする。すると、インパルス状の映像信
号Ｓ１はＬＰＦ３によって帯域制限され、図１０（ｂ）
に示すように振幅が下がり、幅が広がった出力信号Ｓ３
となる。即ち、ＬＰＦ３はこのような出力信号をＡ／Ｄ
処理部４に与える。その後、ＬＰＦ３の出力信号はＡ／
Ｄ処理部４によって、図４（ｇ）に示すクロックＣＫで
Ａ／Ｄ変換され、ディジタル化された映像信号Ｓ４（デ
ィジタル映像信号）は図４（ｃ）に示すものとなる。即
ち、このディジタル映像信号Ｓ４と同様のディジタル映
像信号Ｓ４１が図１に示す入力端子４０に入力される。
尚、図４（ｇ）の下側に付した数字はクロックパルスに
対応する時刻を表している。

【００４５】その後、入力されたディジタル映像信号Ｓ
４１は非線形処理部１０及び最大値・最小値・平均値算
出部１１に夫々与える。そして、最大値・最小値・平均
値算出部１１によって、与えられたディジタル映像信号
Ｓ４１から画面の所定の領域における階調データのう
ち、最大値（図中にはＭＡＸと略記）、最小値（図中に
はＭＩＮと略記）、平均値（図中にはＡＶＲと略記）の
３つの値を算出し、算出した３つの値を非線形処理部１
０に与える。このとき算出された最大値、最小値及び平
均値は、図４（ｄ）に示すレベルに基づく信号となる。

【００４６】その後、非線形処理部１０によって、最大
値、最小値及び平均値を用いて入力ディジタル映像信号
に対して非線形処理を施す。このとき、図４（ｄ）に示
す信号レベル背景レベルが最小値、文字レベルが最大値
と判断され、判断結果に基づく入出力特性で非線形処理
を施す。即ち、上述したように図４（ａ）に示す特性で
非線形処理を施す。すると、非線形処理部１０の出力波
形は図４（ｅ）に示すディジタル映像信号Ｓ４２とな
る。

【００４７】その後、このディジタル映像信号Ｓ４２は
図９に示すディジタル信号処理部５によりディジタル信
号処理が施された後、Ｄ／Ａ処理部６によってアナログ
信号に変換される。即ち、Ｄ／Ａ処理部６（図９参照）
は図４（ｆ）に示すアナログ映像信号を出力する。

【００４８】つまり、本発明の輪郭強調装置を介して得
られた図４（ｆ）に示すアナログ信号と、従来の図１０
（ｄ）に示すアナログ出力映像信号との波形を比較する
と、本発明による図４（ｆ）の信号波形の方が、入力映
像信号（図４（ａ）及び図１０（ａ）に示す原信号）に
近い振幅を有する波形となっており、図１０（ｄ）に示
す信号波形よりも明らかに文字レベル（最大値）が強調
されている。

【００４９】したがって、図４（ｅ）に示すアナログ映
像信号を表示部に表示した場合には、文字等の画像がぼ
けることなくはっきりと表示されると共に、文字等の画
像と背景とが対照的に表示されることになるため、より
明確な文字表示を行うことができる。

【００５０】一方、図５（ａ）に示すように入力映像信
号がステップ状の映像信号である場合には、同様に図９
示す入力端子を介して入力され、ＬＰＦ３による帯域制
限が行われる。つまり、ＬＰＦ３の出力信号は図５
（ｂ）に示すものとなる。その後、この映像信号はＡ／
Ｄ処理部４により、図５（ｇ）のクロックＣＫに基づい
てディジタル化され、図５（ｃ）に示すディジタル映像
信号となる。このディジタル映像信号と同様のディジタ
ル映像信号Ｓ４１が図１に示す入力端子４０に入力され
る。

【００５１】その後、入力されたディジタル映像信号Ｓ
４１は非線形処理部１０及び最大値・最小値・平均値算
出部１１に夫々与える。そして、最大値・最小値・平均
値算出部１１によって、与えられたディジタル映像信号
Ｓ４１から画面の所定の領域における階調データのう
ち、最大値（図中にはＭＡＸと略記）、最小値（図中に
はＭＩＮと略記）、平均値（図中にはＡＶＲと略記）の
３つの値を算出し、算出した３つの値を非線形処理部１
０に与える。このとき算出された最大値、最小値及び平
均値は、図５（ｄ）に示すレベルに基づく信号となる。

【００５２】その後、非線形処理部１０によって、最大
値、最小値及び平均値を用いて入力ディジタル映像信号
に対して非線形処理を施す。このとき、（最大値−平均
値）と（平均値−最小値）とを比較することにより、ク
ロックＣＫの時刻４までは最小値が背景レベル、時刻６
から最大値が背景レベルと判断され、判断結果に基づく
入出力特性で非線形処理を施す。つまり、クロックＣＫ
の時刻４までは図３（ａ）に示す入出力特性で非線形処
理を施し、時刻６からは図３（ｂ）に示す入出力特性で
非線形処理を施す。すると、非線形処理部１０の出力波
形は図５（ｅ）に示すディジタル映像信号Ｓ４２とな
る。

【００５３】その後、このディジタル映像信号Ｓ４２は
図９に示すディジタル信号処理部５によりディジタル信
号処理が施された後、Ｄ／Ａ処理部６によってアナログ
信号に変換される。即ち、Ｄ／Ａ処理部６（図９参照）
は図５（ｆ）に示すアナログ映像信号を出力する。

【００５４】つまり、本発明の輪郭強調装置を介して得
られた図５（ｆ）に示すアナログ信号と、従来の図１１
（ｄ）に示すアナログ出力映像信号との波形を比較する
と、本発明による図５（ｆ）の信号波形の方が、より急
峻に立ち上がっている波形となる。したがって、図５
（ｅ）に示すアナログ映像信号を表示部に表示した場合
には、文字等の画像がぼけることなくはっきりと表示さ
れると共に、文字等の画像と背景とが対照的に表示され
ることになるため、より明確な文字表示を行うことがで
きる 以上、説明したように本実施形態例においては、インパ
ルス状及びステップ状の映像信号が入力された場合、最
大値、最小値及び平均値の３つの値を用いて、非線形処
理を行うことにより、Ａ／Ｄの前段にＬＰＦ３を設けた
ことにより生じる最大振幅や信号の立ち上がり・立ち下
がりの劣化を改善することができる。したがって、パー
ソナル・コンピュータ等の画面表示データ等に多く含ま
れるテキスト画像を入力信号とした場合には、表示画像
がぼめことなくはっきり表示させることが可能なる。

【００５５】尚、本実施形態例においては、最大値・最
小値・平均値算出部１１による最大値、最小値及び平均
値の算出方法は、入力された映像信号の階調データから
画面の所定の領域から求めると説明したが、この所定の
領域の設定方法としては、上述した画面上の左右数画素
×上下数ラインの他に、画面上の左右数画素、画面上の
上下数画素、画面上の左右数画素及び上下数画素、画面
上の左右数画素の算出値と上下の画素での算出値との演
算等によって所定領域を設定する方法を採用しても良
く、また画面上の一定領域及び前後のフィールドまたは
フレームの画面上の一定領域等の方法を採用するように
しても良い。これにより、本実施形態例と同様の効果を
得ることができる。

【００５６】ところで、本実施形態例で用いられた図２
に示す最大値・最小値・平均値算出部１１では、垂直方
向の平均値、最大値及び最小値を求めるために１Ｈ遅延
回路を夫々２つずつ、計６つの１Ｈ遅延回路を用いた回
路構成となっていたが、このような回路構成では回路規
模が増大すると共にコストが高価になるという問題も生
じてくる。そこで、本発明では、最大値・最小値・平均
値算出部１１による算出を再帰的演算で行わせることに
より、ハードウェア構成を縮少することができる。この
ような構成の最大値・最小値・平均値算出部１１の回路
構成の一例を図６に示す。

【００５７】図６は再帰的演算を用いた場合の最大値・
最小値・平均値算出部１１の回路構成の一例を示すブロ
ック図である。尚、図６は図２に示す同一の構成要素に
は同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを
説明する。

【００５８】図６に示すように、８入力最大値算出回路
５８は、入力された８系統の映像信号の階調データの最
大値を、係数器８０及び２入力最大値算出回路８２に与
える。係数器８０は前記８入力最大値算出回路６３より
入力された映像信号を１／８倍して加算器８１に与え
る。加算器８１は、係数器８０及び係数器８４より入力
された映像信号を加算し、加算結果を２入力最大値算出
回路８２に与える。

【００５９】２入力最大値算出回路８２は、８入力最大
値算出回路６３及び加算器８１から入力された信号の最
大値を求め、出力端子６７及び１Ｈ遅延回路８３に出力
する。１Ｈ遅延回路８３は、２入力最大値算出回路８２
より入力された映像信号を１走査線期間だけ遅延させ、
係数器８４に与える。係数器８４は、１Ｈ遅延回路８３
より供給された信号を７／８倍して加算器８１に与え
る。

【００６０】また、８入力最小値算出回路６８は、入力
された８系統の映像信号の階調データの最小値を、係数
器８５及び２入力最小値算出回路８７に与える。係数器
３２５は前記８入力最小値算出回路６８より入力された
映像信号を１／８倍して加算器８６に与える。加算器８
６は、係数器８５及び係数器８９より入力された映像信
号を加算し、加算結果を２入力最小値算出回路８７に与
える。

【００６１】２入力最小値算出回路８７は、８入力最小
値算出回路６８及び加算器８５から入力された信号の最
小値を求め、出力端子７２及び１Ｈ遅延回路８８に出力
する。１Ｈ遅延回路８８は、２入力最小値算出回路８７
より入力された映像信号を１走査期間だけ遅延させ、係
数器８９に与える。係数器８９は１Ｈ遅延回路８８より
供給された信号を７／８倍して加算器８６に供給する。
尚、本構成例では、平均値については１Ｈ遅延回路を用
いた再帰的演算は行わず、水平８画素の平均値を算出
し、出力端子６２に出力するようにしている。

【００６２】以上のような構成によれば、出力端子６２
を介して画面上で左側３画素、右側４画素と現画素の計
８画素の平均値を、出力端子６７を介して前記８画素の
最大値と１走査線期間だけ過去の最大値とを用いた再帰
的演算結果を、出力端子７２を介して前記８画素の最小
値と１走査線期間だけ過去の最小値とを用いた再帰的演
算結果を夫々得ると共に、非線形処理部１０へと出力す
ることができる。

【００６３】これにより、図２に示す最大値・最小値・
平均値算出部１１よりも回路規模を縮小することができ
ることから、コスト低減という効果を得ることが可能と
なる。

【００６４】図７は本発明に係る輪郭強調装置の他の実
施形態例を示し、非線形処理部の回路構成を示すブロッ
ク図である。尚、図７は図１に示す同一の構成要素につ
いては同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分の
みを説明する。

【００６５】図７に示すように、本実施形態例における
非線形処理部１０は、入力されたディジタル映像信号の
信号レベルを例えば２倍にして出力する係数器９０と、
該係数器９０の出力信号と最大値・最小値・平均値算出
部１１からの平均値とで減算を行う減算器９１と、前記
減算器からの映像信号に対して最大値・最小値・平均値
算出部１１からの最大値及び最小値に基づいて信号レベ
ルの制限を行うリミッタ９２とで構成されている。即
ち、本実施家形態例においては、非線形処理を行う非線
形処理部１０を簡単な回路構成で実施できる。

【００６６】本実施形態例においては、前記実施形態例
と同様にディジタル映像信号Ｓ４１が入力端子４０を介
して係数器９０及び最大値・最小値・平均値算出部１１
に夫々与えられようになっている。係数器９０は、与え
られたディジタル映像信号Ｓ４１の信号レベルを２倍に
して減算器９１に与える。減算器９１は、係数器９０よ
り供給されたディジタル映像信号から、最大値・最小値
・平均値算出部１１より供給された平均値を減算し、減
算結果をリミッタ９２に与える。

【００６７】リミッタ９２は、減算器９１より供給され
たディジタル映像信号が最大値・最小値・平均値算出部
１１からの最大値より大きい場合は最大値に制限し、ま
た最小値より小さい場合は最小値に制限して、制限した
ディジタル映像信号Ｓ４２を出力端子４３を介してディ
ジタル信号処理部５あるいはＤ／Ａ処理部６（図９参
照）に出力する。したがって、このような構成の非線形
処理部１０に対応した回路構成の入出力特性を図に示す
と、図８に示すものとなる。

【００６８】つまり、上記回路構成では、図１に示す非
線形処理部１０と略々同様の非線形処理を施すことがで
き、例えば図８に示すように入力値が平均値より大きい
場合にはより大きく、入力値が平均値より小さい場合に
はより小さくなるように処理を施して出力する。このと
き、入力値が最大値より大きく又は最小値より小さい場
合には、入力値を夫々最大値又は最小値に制限して出力
する。これにより、前記実施形態例と同様の効果を得る
ことができる。尚、本実施形態例の最大値・最小値・平
均値算出部１１において、最大値及び最小値の算出方法
として画面の左右の画素のみから求める算出方法を採用
し、且つインパルス状の映像信号が入力された場合に
は、ＬＰＦ３（図９参照）により小さくなった最大振幅
を改善することが不可能であるが、この場合最大値及び
最小値を算出する際に、画面の上下の値も用いることに
よって最大振幅の改善効果を得ることが可能となる。即
ち、図６に示す回路構成の最大値・最小値・平均値算出
部１１は、上述の条件を満足するものであり、本実施形
態例ではこの回路構成の最大値・最小値・平均値算出部
１１を組み合わせるように構成しても良い。

【００６９】したがって、本実施形態例によれば、前記
実施形態例と同様の効果を得ることができると共に、非
線形処理部１０に相当する回路構成を簡略化することが
できるという効果を得る。

【００７０】尚、本実施形態例においては、入力端子４
０より供給された映像信号を２倍する演算を行う係数器
９０を用いたことについて説明したが、例えばこの係数
器による倍数を係数Ａ（Ａ＞１）倍としても良く、この
場合平均値についても（Ａ−１）倍して減算器９１に入
力することにより、同様の効果を得ることができる。ま
た、本発明に係る実施形態例においては、入力映像信号
が例えばＲＧＢ信号である場合においても非線形処理を
施すことにより、同様の効果を得ることができる。ま
た、入力映像信号が輝度信号である場合には、非線形処
理を施した後に色信号を加算することで明確な画像を表
示することも可能である。

【００７１】

【発明の効果】以上、述べたように本発明によれば、入
力映像信号のサンプリング不可を防止するために設けら
れたＬＰＦ３の帯域制限により輪郭成分（高周波成分）
が劣化してしまう映像信号に対して、該映像信号の輪郭
成分（高周波成分）を強調する処理を施すことにより、
劣化する輪郭成分を補償することができ、特に入力映像
信号がテキストデータであり処理を施した映像信号を表
示した場合には、表示画像がぼけることなくはっきりと
したテキスト画像を表示することができるという効果を
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の輪郭強調装置の一実施形態例を示すブ
ロック図。

【図２】装置の非線形処理部の特性を示す図。

【図３】インパルス信号を入力した場合の動作を説明す
る出力信号波形図。

【図４】ステップ信号を入力した場合の動作を説明する
出力信号波形図。

【図５】最大値・最小値・平均値算出部の具体構成の一
例を示す回路図。

【図６】回路規模を縮小した場合の最大値・最小値・平
均値算出部の構成例を示す回路図。

【図７】本発明の輪郭強調装置の他の実施形態例を示す
ブロック図。

【図８】図８示す装置の動作を説明するための特性図。

【図９】従来のディジタル映像信号処理装置の全体構成
を示すブロック図。

【図１０】インパルス信号を入力した場合の出力信号波
形図。

【図１１】ステップ信号を入力した場合の出力信号波形
図。

【符号の説明】

４０…ディジタル映像信号入力端子、１０…非線形処理
部、１１…最大値・最小値・平均値算出部、４３…ディ
ジタル映像信号出力端子、Ｓ４１…入力ディジタル映像
信号、Ｓ４２…出力ディジタル映像信号、ＭＡＸ…最大
値、ＭＩＮ…最小値、ＡＶＲ…平均値。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号を入力する入力手段と、 前記入力手段により入力された前記映像信号の所定の領
   域の最大値、最小値及び平均値を算出する算出手段と、 前記算出手段により算出した最大値、最小値及び平均値
   と前記映像信号とが入力され、前記入力された映像信号
   の値が平均値と最大値との間にある場合には入力映像信
   号のレベルを大きくして最大値に近い値にし、前記入力
   された映像信号の値が平均値と最小値との間にある場合
   には入力映像信号のレベルを小さくして最小値に近い値
   にする非線形処理を前記入力された映像信号に施して出
   力する非線形処理手段と、 を具備したことを特徴とする輪郭強調装置
2. 【請求項２】 前記非線形処理手段は、 前記入力した映像信号をＡ（Ａは１より大きい整数）倍
   して出力する第１の増幅手段と、前記算出手段により算
   出した平均値を（Ａ−１）倍して出力する第２の増幅手
   段と、前記第１の増幅手段の出力映像信号から前記第２
   の増幅手段の出力を減算して減算結果を出力する減算手
   段と、前記減算手段の減算結果が前記算出手段により算
   出した最大値以上の場合には最大値に制限し、最小値以
   下の場合には最小値に制限して出力する制限手段と、で
   構成したことを特徴とする請求項１に記載の輪郭強調装
   置。
3. 【請求項３】 前記算出手段は、算出する最大値又は最
   小値又は平均値を、画面上の水平方向２画素以上の領域
   の映像信号又は走査線２本以上の領域の映像信号との少
   なくとも一方を用いて算出することを特徴とする請求項
   １に記載の輪郭強調装置。