JPH09224186A

JPH09224186A - ビデオカメラおよび輪郭補正装置

Info

Publication number: JPH09224186A
Application number: JP8310469A
Authority: JP
Inventors: Fumihiko Sudo; 文彦須藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1996-11-21
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】映像信号に対して黒付近のＳ／Ｎ比を劣化さ
せることなく、ディテールを付加することを可能とす
る。【解決手段】ＢＰＦ２６は、中心周波数が２〜８ＭＨ
ｚの範囲内で可変される。ＢＰＦ３５は、中心周波数を
ＢＰＦ２６よりも低い（２ＭＨｚ程度）とされる。ＬＰ
Ｆ２８により垂直低域、水平低域信号ＶＬＨＬを抽出
し、この信号を非線形回路３６に供給し、非線形回路３
６の出力ＬＤ１により、ＢＰＦ２６の出力信号およびＢ
ＰＦ３５の出力信号の混合比を制御する。黒付近では、
ＢＰＦ３５の出力が混合される割合を大きくする。それ
によって、雑音を増やすことなく黒付近にもディテール
を付加する。混合器３７からの水平方向のディテール成
分と、乗算器２７からの垂直方向のディテール成分とを
混合器３０で混合し、混合器３０からディテール信号Ｄ
ＴＬが出力端子３１に取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、輝度信号のレベ
ルに応じて、ディテール信号の周波数特性を可変するよ
うにした輪郭補正装置および輪郭補正装置を備えるビデ
オカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオカメラの信号処理回路において使
用される輪郭補正装置としては、従来、図１に示すよう
な構成のものが使用されていた。図１において、赤色信
号Ｒの０Ｈ（遅延量が０を意味する）、１Ｈ、２Ｈ遅延
出力がそれぞれ、垂直方向のＨＰＦ（ハイパスフィル
タ）２１ａおよびＬＰＦ（ローパスフィルタ）２１ｂに
供給される。また、緑色信号Ｇの０Ｈ、１Ｈ、２Ｈ遅延
出力がそれぞれ、垂直方向のＨＰＦ２２ａおよびＬＰＦ
２２ｂに供給される。さらに、青色信号Ｂの０Ｈ、１
Ｈ、２Ｈ遅延出力がそれぞれ、垂直方向のＨＰＦ２３ａ
およびＬＰＦ２３ｂに供給される。

【０００３】このＨＰＦ２１ａ、２２ａ、２３ａは、各
色信号の垂直方向の高域周波数信号を生成し、ＨＰＦ２
１ａ、２２ａ、２３ａの出力信号が混合器２４ａによっ
て、所定の比率で混合される。混合器２４ａからの垂直
高域信号ＶＨが水平方向のＬＰＦ２５を介されること
で、垂直高域、水平低域信号ＶＨＨＬが生成され、この
信号が混合器３０に供給される。

【０００４】垂直方向のＬＰＦ２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ
は、各色信号の垂直方向の低域周波数信号を生成し、Ｌ
ＰＦ２１ｂ、２２ｂ、２３ｂの出力信号が混合器２４ｂ
によって、所定の比率で混合される。混合器２４ｂから
の垂直低域信号ＶＬが水平方向のＢＰＦ（バンドパスフ
ィルタ）２６を介されることによって、垂直低域、水平
高域信号ＶＬＨＨが生成される。このＢＰＦ２６は、ユ
ーザの好みや撮像されている画像の特徴に応じて、中心
周波数（通常は、２〜８ＭＨｚ程度）をマニュアル調整
によって可変できるような構成になされている。この信
号ＶＬＨＨを混合器３０に供給する。混合器３０は、垂
直高域、水平低域信号ＶＨＨＬと垂直低域、水平高域信
号ＶＬＨＨとを加算し、この加算された出力信号が乗算
器２７に供給される。

【０００５】また、混合器２４ｂからの垂直低域信号Ｖ
Ｌは、水平方向のＬＰＦ２８に供給され、ＬＰＦ２８に
より垂直低域、水平低域信号（直流成分）ＶＬＨＬが生
成され、この信号ＶＬＨＬが非線形回路２９に供給され
る。非線形回路２９は、例えば比較器を有し、入力−出
力特性が非線形のもので、入力信号の黒付近は０、その
所定の大きさ以上は１となるような非線形処理を行な
う。このような処理は、レベルディペンドのものであ
る。非線形回路２９の出力信号は、乗算器２７に供給さ
れ、乗算器２７によって、混合器３０の出力信号の利得
が制御される。そして、出力端子３１からディテール信
号ＤＴＬが取り出される。

【０００６】なお、１Ｈ遅延線は回路規模が大きく高価
なため、Ｇチャンネルのみ、或いは、ＧおよびＲチャン
ネルのみに用いて、垂直高域、水平低域信号ＶＨＨＬお
よび垂直低域、水平高域信号ＶＬＨＨを生成してもよ
い。このような場合には、１Ｈ遅延線のないチャンネル
には、垂直方向のＬＰＦが設けられず、直接、水平方向
のディテール用の混合器２４ａ、２４ｂに供給される。
図１において、破線で示すブロック２１ａ、２１ｂ、２
３ａ、２３ｂは、Ｇチャンネルのみを用いる場合に省略
可能な回路ブロックを示している。

【０００７】このように、従来の輪郭補正装置では、非
線形回路２９によって、黒レベル付近のディテール信号
の利得を下げ、Ｓ／Ｎ比の劣化を防いでいた。しかし、
ディジタル信号処理カメラでは、黒付近の雑音を除去す
ると、ディテールが消えてしまい、また、ディテールを
消さないようにすると、雑音が目立ってしまうという問
題が生じる。

【０００８】ビデオカメラにおいては、ガンマ補正回路
が通常設けられている。ガンマ補正回路の入力出力特性
は、低レベルの入力に対しては、ゲインが大きいので、
撮像信号は、ガンマ補正によって、黒付近の入力のビデ
オレベルが約４倍に増幅される。このようなガンマ補正
回路を輪郭補正装置により生成されたディテール信号が
通った場合も同様である。これによって、Ｓ／Ｎ比が劣
化し、また、人間の目には、黒付近の雑音がもっとも目
立つ。

【０００９】そのため、上述した従来の輪郭補正装置で
は、非線形回路２９を介された直流成分を乗算器２７に
供給し、ディテール信号の利得を制御することによっ
て、黒付近でのディテールの利得を落としていた。この
ような処理は、レベルディペンデントと称される。ま
た、アナログ回路では、一般的にＧ（ゲイン）とＢ（帯
域幅）の積が一定となるので、黒付近でガンマ補正回路
の利得が上がると、帯域幅が狭くなり、自然に高周波成
分も低下する。よって、レベルディペンデントをそれほ
ど効かす必要はなかった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アナロ
グ回路と異なりディジタル回路では、ガンマ補正回路で
黒付近の利得を上げても、周波数特性は変わらない。す
なわち、高周波成分が低下せず、利得が上がった分だけ
高周波雑音が増えてしまい、レベルディペンデントを強
く効かせなくてはならない。しかしながら、レベルディ
ペンデントを強く効かせ過ぎる結果、黒付近のディテー
ル信号が殆ど無くなってしまい、非常に不自然な画像に
なってしまう。例えば明るい画像と暗い画像が存在して
いる時に、明るい画像の方にだけ、ディテール信号が付
加されることが生じる。

【００１１】従って、この発明の目的は、黒付近のＳ／
Ｎ比を劣化させることなく、ディテールを付加すること
が可能なビデオカメラおよび輪郭補正装置を提供するこ
とにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、被写体を撮
像し、映像信号を出力する撮像手段と、映像信号の直流
成分の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、映
像信号から、映像信号のうち一部の周波数成分を抽出す
ることにより、映像信号で表される画像の輪郭を補正す
るためのディテール信号を生成するディテール信号生成
手段と、信号レベル検出手段の出力に基づいて、直流成
分の信号レベルが低いほど、ディテール信号生成手段で
生成するディテール信号の周波数成分が低くなるよう
に、ディテール信号生成手段を制御する制御手段と、デ
ィテール信号を映像信号に混合する混合手段とを備えた
ことを特徴とするビデオカメラである。

【００１３】また、この発明は、被写体を撮像し、映像
信号を出力する撮像手段と、映像信号の直流成分の信号
レベルを検出する信号レベル検出手段と、映像信号か
ら、ディテール信号を生成するディテール信号生成手段
と、信号レベル検出手段の出力に基づいて、直流成分の
信号レベルが低いほど、ディテール信号生成手段で生成
するディテール信号のブースト周波数が低くなるよう
に、ディテール信号生成手段を制御する制御手段と、デ
ィテール信号を映像信号に混合する混合手段とを備えた
ことを特徴とするビデオカメラである。

【００１４】さらに、この発明は、映像信号の直流成分
の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、映像信
号から、映像信号うちの一部の周波数成分を抽出するこ
とにより、映像信号で表される画像の輪郭を補正するた
めのディテール信号を生成するディテール信号生成手段
と、信号レベル検出手段の出力に基づいて、直流成分の
信号レベルが低いほど、ディテール信号生成手段で生成
するディテール信号の周波数成分が低くなるように、デ
ィテール信号生成手段を制御する制御手段と、ディテー
ル信号を映像信号に混合する混合手段とを備えたことを
特徴とする映像信号の輪郭補正装置である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施例につい
て説明する。図２に、この発明を適用することができる
ＤＳＰ（Digital Signal Processing ）カメラ、すなわ
ち、ディジタル信号処理を行なうビデオカメラの回路構
成を示す。図１において、１ａ、１ｂ、１ｃは、それぞ
れＲ、Ｇ、Ｂ撮像素子としてのＣＣＤを示す。ＣＣＤ１
ａ、１ｂ、１ｃの出力信号は、それぞれビデオアンプ２
ａ、２ｂ、２ｃに供給される。そして、ビデオアンプ２
ａ、２ｂ、２ｃによって、それぞれ所定レベルまで増幅
され、白／黒バランスが取られる。ビデオアンプ２ａ、
２ｂ、２ｃの出力信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器３ａ、
３ｂ、３ｃに供給され、ディジタル信号に変換される。
このディジタル信号とされた各色信号は、１Ｈ（１水平
区間）の遅延量を有するラインメモリ４ａ、４ｃ、４ｅ
に供給されると共に、輪郭補正装置５に供給される。

【００１６】ラインメモリ４ａ、４ｃ、４ｅによって１
Ｈ遅延された信号は、輪郭補正装置５に供給されると共
に、それぞれラインメモリ４ｂ、４ｄ、４ｆを介して輪
郭補正装置５に供給される。ラインメモリ４ｂ、４ｄ、
４ｆにより、Ｒ、Ｇ、Ｂの撮像信号のそれぞれの２Ｈ遅
延出力が得られる。輪郭補正装置５では、輪郭強調用の
水平、垂直方向の高域成分であるディテール信号ＤＴＬ
が生成される。この発明は、主に、この輪郭補正装置５
の回路構成に係わるものである。また、ラインメモリ４
ａ、４ｃ、４ｅそれぞれのＲ、Ｇ、Ｂ信号の１Ｈ遅延出
力は、リニアマトリクス回路６に供給され、色相、飽和
度の調整がなされる。

【００１７】リニアマトリクス回路６からの三原色の各
色成分と対応する出力信号に対して、輪郭補正装置５か
らのディテール信号が加算器７ａ、７ｂ、７ｃでそれぞ
れ加算される。そして、ニー／ガンマ補正回路８ａ、８
ｂ、８ｃにおいて、非線形処理がなされる。ニーとは、
高輝度部分のレベルを圧縮して、見かけ上のダイナミッ
クレンジを拡大させるものである。また、ガンマとは、
ＣＲＴの電圧−輝度特性の逆特性を持たせるものであ
る。このニー／ガンマ補正回路８ａ、８ｂ、８ｃによっ
て、非線形処理がなされた各色信号は、マトリクス回路
９に供給される。マトリクス回路９によって、三原色信
号がＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙの輝度／色差信号に変換され
る。

【００１８】マトリクス回路９からのＹ、Ｒ−Ｙ、Ｂ−
Ｙの輝度／色差信号は、パラレル／シリアル変換器１０
によって、パラレルデータからシリアルデータに変換さ
れ、出力端子１１からディジタルのシリアルコンポーネ
ント出力信号が取り出される。また、マトリクス回路９
からの輝度／色差信号は、Ｄ／Ａ変換器１２ａ、１２
ｂ、１２ｃによって、それぞれアナログ信号に変換さ
れ、アナログコンポーネント信号として出力される。つ
まり、出力端子１３ａにはＹ信号、出力端子１３ｂには
Ｒ−Ｙ信号、出力端子１３ｃにはＢ−Ｙ信号がそれぞれ
取り出される。

【００１９】さらに、マトリクス回路９からの輝度／色
差信号は、エンコーダ１４によって、ディジタルコンポ
ジット信号に変換され、出力端子１５からディジタルコ
ンポジット出力信号が取り出される。また、エンコーダ
１４からディジタルコンポジット出力がＤ／Ａ変換器１
６によって、アナログ信号に変換され、出力端子１７か
らアナログＶＢＳ（Video Burst Sync）出力信号が取り
出される。

【００２０】図３に、この発明の一実施例による輪郭補
正装置のブロック図を示す。この一実施例の輪郭補正装
置は、図２では、輪郭補正装置５に対応するものであ
る。図３において、赤色信号Ｒの０Ｈ（遅延量が０を意
味する）、１Ｈ、２Ｈ遅延出力がそれぞれ、垂直方向の
ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）２１ａおよびＬＰＦ（ロー
パスフィルタ）２１ｂに供給される。また、緑色信号Ｇ
の０Ｈ、１Ｈ、２Ｈ遅延出力がそれぞれ、垂直方向のＨ
ＰＦ２２ａおよびＬＰＦ２２ｂに供給される。さらに、
青色信号Ｂの０Ｈ、１Ｈ、２Ｈ遅延出力がそれぞれ、垂
直方向のＨＰＦ２３ａおよびＬＰＦ２３ｂに供給され
る。

【００２１】このＨＰＦ２１ａ、２２ａ、２３ａは、各
色信号の垂直方向の高域周波数信号を生成し、ＨＰＦ２
１ａ、２２ａ、２３ａの出力信号が混合器２４ａによっ
て、所定の比率で混合される。混合器２４ａからの垂直
高域信号ＶＨが水平方向のＬＰＦ２５を介されること
で、垂直高域、水平低域信号ＶＨＨＬが生成され、この
信号が乗算器２７を介して混合器３０に供給される。

【００２２】垂直方向のＬＰＦ２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ
は、各色信号の垂直方向の低域周波数信号を生成し、Ｌ
ＰＦ２１ｂ、２２ｂ、２３ｂの出力信号が混合器２４ｂ
によって、所定の比率で混合される。混合器２４ｂから
の垂直低域信号ＶＬが水平方向のＢＰＦ（バンドパスフ
ィルタ）２６、水平方向のＢＰＦ３５および水平方向の
ＬＰＦ２８に供給される。ＢＰＦ２６によって、垂直低
域、水平高域信号ＶＬＨＨ１が生成され、ＢＰＦ３５に
よって、垂直低域、水平高域信号ＶＬＨＨ２が生成され
る。

【００２３】なお、１Ｈ遅延線は回路規模が大きく高価
なため、Ｇチャンネルのみ、或いは、ＧおよびＲチャン
ネルのみに用いて、垂直高域、水平低域信号ＶＨＨＬお
よび垂直低域、水平高域信号ＶＬＨＨを生成してもよ
い。このような場合には、１Ｈ遅延線のないチャンネル
には、垂直方向のＬＰＦが設けられず、直接、水平方向
のディテール用の混合器２４ａ、２４ｂに供給される。
図３において、破線で示すブロック２１ａ、２１ｂ、２
３ａ、２３ｂは、Ｇチャンネルのみを用いる場合に省略
可能な回路ブロックを示している。

【００２４】図３において、水平方向のＢＰＦ２６は、
可変係数フィルタであり、ユーザの好みや撮像されてい
る絵の特徴に応じて、中心周波数が２〜９ＭＨｚの範囲
内でマニュアル調整によって可変できるようにされてい
る。ＢＰＦ２６の出力信号ＶＬＨＨ１が混合器３７に供
給され、ＢＰＦ３５の出力信号ＶＬＨＨ２と混合され
る。混合器３７の出力信号ＶＬＨＨと乗算器２７の出力
信号とが混合器３０に供給され、混合器３０の出力端子
３１に輪郭強調用のディテール信号ＤＴＬが取り出され
る。

【００２５】水平方向のＬＰＦ２８の出力信号（直流成
分）ＶＬＨＬが非線形回路２９および３６に供給され
る。非線形回路２９の出力によって、混合器３０の混合
比が制御され、非線形回路３６の出力によって、混合器
３７の混合比が制御される。

【００２６】ＢＰＦ３５は、中心周波数がＢＰＦ２６に
比してより低く（２ＭHz程度）とされたものである。ま
た、非線形回路２９および３６は、例えば比較器を有
し、入力−出力特性が非線形のもので、出力信号は、入
力信号の黒付近では０、その所定の大きさ以上では１と
なるように非線形処理（レベルディペンドの処理）を行
うものである。

【００２７】混合器３７からの垂直低域、水平高域信号
ＶＬＨＨは、ディテール信号ＤＴＬの水平方向の成分で
ある。従って、ＢＰＦ２６の中心周波数が高周波側に寄
っているほど、細い輪郭強調がなされるようになるが、
雑音の影響が大きく出てしまう。そこで、図３に示す輪
郭補正装置では、他方の水平方向のＢＰＦ３５の中心周
波数を低く（２ＭＨｚ程度）押さえ、雑音を目立たせる
ことなく、ディテール信号の水平方向の成分を生成す
る。一方、ディテール信号の垂直方向の成分となる信号
ＶＨＨＬは、水平方向のＬＰＦ２５が設けられているの
で、雑音の影響はそれほどではない。

【００２８】そこで、垂直低域、水平低域信号（直流成
分）ＶＬＨＬを非線形回路３６に供給し、非線形回路３
６の出力により混合器３７を制御し、水平方向のＢＰＦ
２６の出力信号ＶＬＨＨ１およびＢＰＦ３５の出力信号
ＶＬＨＨ２の混合比を可変する。混合比をαで表すと、
混合器３７の出力ＶＬＨＨは、（ＶＬＨＨ＝（１−α）
・ＶＬＨＨ１＋αＶＬＨＨ２で表される。この混合比α
の制御によって、垂直低域、水平高域信号ＶＬＨＨのブ
ースト周波数を制御することができる。

【００２９】混合比αを制御する場合、黒付近ほど雑音
の影響が大きいので、黒付近では、混合比αを大きく
し、ＢＰＦ３５の出力が混合される割合を大きくする。
すなわち、ブースト周波数を下げる。それにより、輪郭
が太くなるが、雑音を増やすことなく、黒付近にもディ
テールを付加できるようになる。また、この発明の一実
施例は、アナログ信号処理における黒付近の利得が高い
部分ほど、周波数特性が悪くなる現象と同様の効果を得
られるため、それほど違和感を感じさせないという利点
がある。

【００３０】図４に、この発明の一実施例による輪郭補
正装置（図３）のより詳細な回路構成を示す。図４にお
いて、垂直方向のＨＰＦ２１ａ、２２ａ、２３ａに対し
て三原色信号Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの遅延出力Ｒ０Ｈ、Ｇ
０Ｈ、Ｂ０Ｈと、Ｒ１Ｈ、Ｇ１Ｈ、Ｂ１Ｈと、Ｒ２Ｈ、
Ｇ２Ｈ、Ｂ２Ｈとが供給され、垂直方向の高域成分が取
り出される。１Ｈ遅延回路の個数の増大は、回路規模の
増大とコストの上昇をもたらすので、垂直方向には次数
を多くすることができない。従って、ＨＰＦ２１ａ、２
２ａ、２３ａは、３タップの固定係数フィルタ（例えば
係数が−１／２、１、−１／２とされている）とされ、
さらに、直流には零点が存在する。

【００３１】垂直方向のＬＰＦ２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ
に対して三原色信号Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの遅延出力Ｒ０
Ｈ、Ｇ０Ｈ、Ｂ０Ｈと、Ｒ１Ｈ、Ｇ１Ｈ、Ｂ１Ｈと、Ｒ
２Ｈ、Ｇ２Ｈ、Ｂ２Ｈとが供給され、垂直方向の低域成
分が取り出される。上述したように、垂直方向には次数
を多くすることができないので、ＬＰＦ２１ｂ、２２
ｂ、２３ｂは、３タップの固定係数フィルタ（例えば係
数が１／４、１／２、１／４とされている）とされ、さ
らに、垂直方向の標本化周波数の１／２に零点が存在す
る。なお、赤および青の１Ｈ遅延回路を用いない場合に
は、１Ｈ遅延回路のないチャンネルは、ＬＰＦ２１ｂ、
２２ｂ、２３ｂが設けられず、直接的に混合器２４ａ、
２４ｂに供給される。

【００３２】混合器２４ａには、ＨＰＦ２１ａの出力Ｒ
ＶＨ、ＨＰＦ２２ａの出力ＧＶＨ、ＨＰＦ２３ａの出力
ＢＶＨが供給される。混合器２４ａの利得は１なので、
係数の和は１であり、混合器２４ａ内の乗算器を２個で
済ませている。また、混合比は、ユーザの好みや撮像し
ている画像の特徴に応じて、マニュアル調整されるが、
一般的にＳ／Ｎ比がＧ、Ｒ、Ｂの順に悪くなる。よっ
て、通常は緑の信号Ｇの混合比を多めに、青の信号Ｂを
少なめに設定する。混合器２４ａは、交流成分の混合を
行うので、図５に示すように、図４の構成に代えて、絶
対値化回路４０、４１、４２、４３と、比較器４４、４
５と、スイッチ４６、４７とで構成される構成を使用す
ることができる。但し、混合される信号が直流成分も含
む混合器２４ｂの場合では、図５の構成を使用できな
い。

【００３３】図５において、信号ＲＶＨが絶対値化回路
４０に供給され、絶対値化された信号が比較器４４に供
給される。また、信号ＧＶＨが絶対値化回路４１に供給
され、絶対値化された信号が比較器４４に供給される。
比較器４４では、信号ＲＶＨと信号ＧＶＨとの絶対値の
振幅を比較し、スイッチ４６により、絶対値の振幅の大
きい方が選択される。このスイッチ４６で選択された信
号が絶対値化回路４２に供給され、絶対値化された信号
が比較器４５に供給される。また、信号ＢＶＨが絶対値
化回路４３に供給され、絶対値化された信号が比較器４
５に供給される。比較器４５では、スイッチ４６で選択
された信号と信号ＢＶＨとの絶対値の振幅を比較し、ス
イッチ４７により、絶対値の振幅の大きい方が選択さ
れ、絶対値の振幅の大きい信号が出力される。

【００３４】図４に戻って説明すると、混合器２４ｂに
は、ＬＰＦ２１ｂの出力ＲＶＬ、ＬＰＦ２２ｂの出力Ｇ
ＶＬ、ＬＰＦ２３ｂの出力ＢＶＬが供給される。混合器
２４ｂの利得は１なので、係数の和は１であり、混合器
２４ｂ内の乗算器を２個で済ませている。また、混合比
は、ユーザの好みや撮像している画像の特徴に応じて可
変されるが、一般的にＳ／Ｎ比がＧ、Ｒ、Ｂの順に悪く
なる。よって、通常は緑の信号Ｇの混合比を多めに、青
の信号Ｂを少なめに設定する。

【００３５】ＬＰＦ２５は、垂直方向の高域成分ＶＨを
水平方向に帯域制限する。ここでの、水平方向の高域成
分とは、垂直方向の高域成分ＶＨが入力されるので、斜
め方向の高域成分になる。通常では、斜め方向の解像度
を落としてもそれほど目立たない場合が多いので、Ｓ／
Ｎ比をかせぐために帯域制限をする。しかし、ＮＴＳＣ
方式の場合では、水平方向に３．５８ＭＨｚがサブキャ
リアの周波数となり、輪郭強調によるクロスカラーの増
加を防ぐためにその付近の減衰を多くする。また、ＰＡ
Ｌ方式の場合では、垂直方向に１／２の周波数の所がサ
ブキャリアの周波数となり、さらに、２５Ｈｚのオフセ
ットもあるので、クロスカラー防止に効果はないので、
Ｓ／Ｎ比と斜め方向の解像度で、適当な帯域に制限す
る。

【００３６】ＬＰＦ２５の一例は、標本化周波数が３６
ＭＨｚのＮＴＳＣ方式の場合では、３．５８ＭＨｚ付近
の減衰が−４０ｄＢ、４ＭＨｚ以上の減衰が−２０ｄＢ
のものである。このＬＰＦ２５は、１５タップとなり、
係数は（８、５、５、８、８、１２、１１、１４、１
１、１２、８、８、５、５、８）／１２８となる。

【００３７】ＢＰＦ２６は、垂直方向の低域成分から水
平方向の高域成分を抽出して、水平方向のディテール成
分である垂直低域、水平高域信号ＶＬＨＨ１を取り出
す。ＢＰＦ２６の周波数特性における中心周波数（ブー
スト周波数）は、ユーザの好みや撮像している画像の特
徴に応じて可変する。標本化周波数３６ＭＨｚのときの
係数の一例を、図６に示す。図６に示すように、ＢＰＦ
２６は、２１タップであり、中心周波数が２ＭＨｚ〜９
ＭＨｚの範囲内でマニュアル調整することによって、係
数のセットを切替え可能とされている。中心周波数の違
いによって、時間軸上でインパルス応答の波形幅の太い
／細いが生じる。

【００３８】ＢＰＦ３５は、垂直方向の低域成分から水
平方向の高域成分を抽出して、水平方向のディテール成
分である垂直低域、水平高域信号ＶＬＨＨ２を取り出
す。雑音の影響をなるべく受けないように、ブースト周
波数を十分に低くしたいが、ＢＰＦ２６の設定周波数が
高すぎると、差があり過ぎて違和感が生じてしまう。よ
って、ＢＰＦ３５の設定を、ＢＰＦ２６の設定周波数の
１／２程度にするのが実用的である。また、あまり低く
し過ぎると、輪郭強調としての機能からかけ離れてしま
うので、２ＭＨｚ以下にはしない方が好ましい。

【００３９】ＢＰＦ３５の係数は、基本的にＢＰＦ２６
と同様で済むが、通常は図７に示すように、レンズや光
学的ＬＰＦ、ＣＣＤ、ＡＤ変換器の前置フィルタなどの
特性により、高周波ほど入力信号の振幅は落ちる。この
ように、入力信号の周波数特性が平坦でないので、ＢＰ
Ｆ２６とは利得を変える必要がある。従って、通常はブ
ースト周波数での利得を合わせるが、撮像している画像
の特徴に応じて可変させてもよい。

【００４０】ＬＰＦ２８は、垂直方向の低域成分ＶＬに
対して、さらに水平方向に帯域制限を施す。この帯域制
限された信号ＶＬＨＬは、レベルディペンデントの制御
に用いるので、ディテール信号として抽出されない帯域
に制限された信号（直流成分）ＶＬＨＬを出力する。従
って、ＬＰＦ２８によって、ＢＰＦ３５でブーストして
いる周波数よりも低く帯域制限を行なう。標本化周波数
３６ＭＨｚで、遮断周波数がそれぞれ１ＭＨｚ、２ＭＨ
ｚ、３ＭＨｚとした場合のフィルタ係数の一例を図８に
示す。図８において、１ＭＨｚの場合は２１タップであ
り、２ＭＨｚの場合は１７タップであり、３ＭＨｚの場
合は１１タップである。

【００４１】混合器３７は、ＢＰＦ２６、ＢＰＦ３５か
らの水平方向のディテール信号ＶＬＨＨ１およびＶＬＨ
Ｈ２を混合する。これらのディテール信号を混合し、混
合比を変えることによって、ブースト周波数を可変して
いる。混合器３７の利得は１であり、係数の和は１であ
る。よって、混合器３７内の乗算器を１個で済ませてい
る。乗算器とレベルディペンデント用の非線形処理回路
３６の出力の間には、ホールド回路３８が接続されてい
る。このホールド回路３８を説明するための波形を図９
に示す。

【００４２】図９において、図９Ａは、ＢＰＦ２６、Ｂ
ＰＦ３５およびＬＰＦ２８に対して混合器２４ｂから入
力される入力信号ＶＬの波形の一例（ステップ波形）を
示す。このような入力波形に対して、ＢＰＦ２６からの
出力信号ＶＬＨＨ１は、図９Ｂに示すものとなり、ＢＰ
Ｆ３５からの出力信号ＶＬＨＨ２は、図９Ｃに示すもの
となる。

【００４３】また、ＬＰＦ２８からは、図９Ｄに示す波
形の信号が出力され、非線形回路３６から、図９Ｅに示
す混合比信号ＬＤ１（ＬＤ１は、上述した混合比αと同
一のものである）が発生する。図９Ｄは、混合器３７内
の係数（混合比）として、この混合比出力ＬＤ１を直
接、供給すると、図９Ｆに示すような不連続な波形の出
力ＶＬＨＨが発生してしまう。これを防止するために、
ディテール信号のパルス１つ分の間に、混合比ＬＤ１を
一定の値に保持しておくためにホールド回路３８が設け
られている。ホールド回路３８を実現する回路構成の一
例を図１０Ａに示す。

【００４４】図１０Ａに示すように、ホールド回路３８
は、複数のレジスタ５１ａ〜５１ｇからなるシフトレジ
スタと、複数のレジスタ５３ａ〜５３ｆからなるシフト
レジスタと、複数のレジスタ５４ａ〜５４ｄからなるシ
フトレジスタを有する。各レジスタは、１画素（１サン
プル）分の遅延量を有する。レジスタ５１ａ〜５１ｇか
らなるシフトレジスタには、遅延素子５１ｄ以外の遅延
素子の入力側にスイッチ回路５８ａ〜５８ｇが設けられ
ている。スイッチ回路５８ａ〜５８ｇの一方の入力端子
には、混合比ＬＤ１（入力信号）または前段の遅延素子
の出力信号が供給され、その他方の入力端子には、遅延
素子５１ｃの出力信号が供給されている。スイッチ回路
５８ａ〜５８ｇは、通常時では、下側に接続されてお
り、シフト動作を行う。

【００４５】スイッチ回路５８ａ〜５８ｇは、ＡＮＤゲ
ート５２ａ〜５２ｇの出力によって制御される。レジス
タ５３ａ〜５３ｆからなるシフトレジスタと絶対値化回
路５５に対して、ブースト周波数がより低い、ＢＰＦ３
５からの信号ＶＬＨＨ２が供給される。この信号ＶＬＨ
Ｈ２は、シフトレジスタによって並列化され、エクスク
ルーシブオアゲートの一方の入力に供給される。エクス
クルーシブオアゲートの他方の入力として、レジスタ５
３ｃの出力が共通に供給される。エクスクルーシブオア
ゲートは、出力が反転されるもので、二つの入力の論理
値が同じ時に、ハイレベルの出力を発生する。

【００４６】絶対値化回路５５からの信号ＶＬＨＨ２の
絶対値がレジスタ５４ａ〜５４ｄからなるシフトレジス
タに供給され、このシフトレジスタによって取り出され
た、連続する３個の画素の中央の画素とその前後の画素
のそれぞれが減算器５６ａ、５６ｂに供給される。従っ
て、連続する３個の画素の中央の画素とその前後の画素
のそれぞれの差分が減算器５６ａ、５６ｂにより形成さ
れる。

【００４７】これらの減算器５６ａ、５６ｂの出力信号
が比較器５７ａ、５７ｂに供給され、しきい値とそれぞ
れ比較される。比較器５７ａ、５７ｂの出力信号がアン
ドゲート５７ｃに供給される。比較器５７ａ、５７ｂ、
アンドゲート５７ｃによって、図１０Ｂに示すように、
２つの差分が共に所定の大きさ（しきい値）より大きけ
れば、極大であると検出し、アンドゲート５７ｃの出力
がハイレベルとなる。このしきい値は、内部のレジスタ
に保持されていて、外部の制御装置から制御バスを通し
て比較器５７ａ、５７ｂに供給される。

【００４８】太い方の水平ディテール成分である、ＢＰ
Ｆ３５の出力（垂直低域、水平高域信号ＶＬＨＨ２）
は、絶対値化回路５５に供給され、さらに、符号のみシ
フトレジスタ（５３ａ〜５３ｆ）に供給され、絶対値化
回路５５の出力信号がシフトレジスタ（５４ａ〜５４
ｄ）に供給される。比較器５７ａ、５７ｂ、アンドゲー
ト５７ｃによって、シフトレジスタ（５４ａ〜５４ｄ）
のレジスタ５４ｃの出力が極大値になっていることが検
出されると、その極大点の信号ＶＬＨＨ２の符号は、シ
フトレジスタ５３ｃの出力に発生しているので、エクス
クルーシブオアゲートおよびアンドゲート５２ａ〜５２
ｇによって、極大点の周辺の各画素のＶＬＨＨ２の符号
である、レジスタ５３ａ〜５３ｆの出力と、レジスタ５
３ｃの出力を比較する。

【００４９】エクスクルーシブオアゲートおよびアンド
ゲート５２ａ〜５２ｇによって、信号ＶＬＨＨ２の極大
値と符号が一致することが検出されると、スイッチ回路
５８ａ〜５８ｇが図１０Ａにおいて上側に接続される。
それによって、信号ＶＬＬＨ２の極大点における混合比
ＬＤ１の値がレジスタ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１
ｅ、・・・、５１ｇに与えられ、これらのレジスタの内
容が全て同じ値に制御される。

【００５０】図１１は、上述したホールド回路３８の動
作を示すもので、図１１Ａに示すような信号ＶＬＨＨ２
が供給された時のタイミングチャートが図１１Ｂに示さ
れている。すなわち、図１１Ｂの最も上側にレジスタ５
１ａ〜５１ｇの内容の時間変化が示される。その下にア
ンドゲート５２ａ〜５２ｇの出力の時間変化が示され
る。さらに、レジスタ５３ａ〜５３ｆの内容（符号）の
時間変化が示され、レジスタ５４ａ〜５４ｄの内容（絶
対値）の時間変化が示されている。よりさらに、減算器
５６ａ、５６ｂの出力と、スイッチ回路５８ａ〜５８ｇ
の出力が示されている。

【００５１】このようにして、図１０Ａに示すホールド
回路３８によって、信号ＶＬＨＨ２のパルス幅の間、極
大点における混合比ＬＤ１の値がホールドされ、その結
果、混合器３７の混合比もホールドされる。

【００５２】混合比をホールドする極大点の両側の領域
の幅は、信号ＶＬＨＨ２を発生するＢＰＦ３５のインパ
ルス応答１つ分程度の範囲の中で、ディテール信号の極
性が極大点と同じ部分を探し、それを、そのパルスの波
形の範囲と見なすようにする。また、ＢＰＦ２６からの
信号ＶＬＨＨ１のインパルス応答は、信号ＶＬＨＨ２の
インパルス応答の中に入る。入力が細いインパルスの場
合には、ＢＰＦ２６とＢＰＦ３５で応答の極性が逆にな
ることがあるが、レベルディペンデント用のＬＰＦ２８
の応答が殆ど０となるので問題はない。

【００５３】図１２に示すような、混合器２４ｂからの
垂直方向の低域信号ＶＬがステップ波形の場合、或い
は、この信号ＶＬが太いパルスの場合には、信号ＶＬＨ
Ｈ２の波形の内側に信号ＶＬＨＨ１の波形が入る。ま
た、混合器２４ｂからの出力ＶＬが細いパルスの場合に
は、信号ＶＬＨＨ２の波形の内側に信号ＶＬＨＨ１が入
らない場合もあるが、出力ＶＬＨＬ（直流成分）が殆ど
０なので、混合比の変化もあまりなく、問題にはならな
い。

【００５４】非線形回路３６は、水平方向のディテール
信号となる信号ＶＬＨＨ１とＶＬＨＨ２との混合比ＬＤ
１を出力する回路であり、ディテールを含まない水平低
域、垂直低域信号ＶＬＨＬから演算することによって、
混合比ＬＤ１を生成する。一般的な回路としては、ＲＡ
Ｍを用いたルックアップテーブルにより構成される。非
線形回路３６は、制御用のバスに接続され、外部の制御
装置からテーブルがロードされる。テーブルの一例とし
ては、図１３Ａに示すようなガンマ補正回路の入出力特
性の傾きを最適に正規化したもの（図１３Ｂ）が使用で
きる。

【００５５】図１３Ａにおいて、ガンマ補正回路の関数
をｇとおくと、出力は、数式ｙ＝ｇ（ｘ）となる。そし
て、ｇの微分をｇ´とおくと、ＬＤ１＝〔ｇ´（ＶＬＨ
Ｌ）−１〕／〔ｇ´（０）−１〕によって正規化を行う
ことができる。図１３Ｂは、このように正規化された混
合比ＬＤ１の特性を示す。但し、０≦ＬＤ１≦１に制限
する。混合器３７の出力ＶＬＨＨは、αを混合比ＬＤ１
と対応するものとすると、前述のように、（ＶＬＨＨ＝
（１−α）・ＶＬＨＨ１＋αＶＬＨＨ２で表される。従
って、非線形回路３６からの混合比ＬＤ１が大きい程、
出力中に占める信号ＶＬＨＨ２の比率が大きくなるもの
とされている。

【００５６】また、ＲＡＭでは回路規模が大きくなり過
ぎる場合には、非線形回路３６として、比較器を用いた
構成を使用する。この場合では、図１４に示すような、
折れ線の特性を非線形回路３６が有する。この特性にお
いて、変化点付近で不連続になるので、混合比ＬＤ１が
変化する遷移域の幅をなるべく広く取ることが好まし
い。

【００５７】非線形回路２９は、垂直高域、水平高域信
号ＶＨＨＬの利得を決める回路であり、水平、垂直方向
の低域信号ＶＬＨＬから利得ＬＤ２を演算する。一般的
な回路としては、ＲＡＭを用いたルックアップテーブル
の構成である。非線形回路２９は、制御用のバスに接続
され、外部の制御装置からテーブルの内容がロードされ
る。アナログ回路では、所定レベルでスイッチングして
いるだけであったが、ＯＦＦになるときの特性が図１５
に示すように丸まっている。このアナログ回路を使用し
た場合の利得ＬＤ２の変化曲線を真似た入出力特性を、
テーブルに書くようになされる。

【００５８】また、図１６に示すように、非線形回路２
９は、減算器６１、乗算器６２、クリップ回路６３で構
成されるような比較器にすることも可能である。減算器
６１のプラス側入力を＋ＩＮ、そのマイナス側入力を−
ＩＮとし、減算器６１の出力が供給される乗算器６２に
対しての係数をスロープすると、出力ＯＵＴは、図１７
Ａに示すもので表される。

【００５９】この一実施例では、減算器６１のプラス側
入力としてＶＬＨＬを供給し、そのマイナス側入力とし
て遷移域の初めＸＰを供給する。減算器６１の出力は、
（ＶＬＨＬ−ＸＰ）となり、信号ＶＬＨＬがＸＰ以下で
は、利得ＬＤ２が０である。また、乗算器６２に対して
供給されるスロープとして傾きを与えると、図１７Ｂに
示すような特性が得られる。利得ＬＤ２は、０〜１の値
しか取れないので、傾きが小さいほど、利得ＬＤ２が変
化する遷移域は広くなる。遷移域の初めＸＰを余り大き
な値にすると、ディテール信号の波形が歪んでしまう。

【００６０】例えば、図１８Ａで示すような入力信号
（ＩＥＩＮ）、ディテール信号ＤＴＬ´（乗算器２７
の入力）、信号ＶＬＨＬの波形の場合に、信号ＶＬＨＬ
が破線のレベル以下のディテール信号ＤＴＬ´を切った
場合には、出力波形は図１８Ｂに示すように歪んでしま
う。従って、遷移域の初めＸＰを余り大きくしないこと
が好ましい。

【００６１】混合器３０は、垂直方向のディテール成分
（垂直高域、水平低域信号）ＶＨＨＬと水平方向のディ
テール成分（垂直低域、水平高域信号）ＶＬＨＨとの混
合器である。混合器３０の利得は１であり、係数の和は
１である。よって、混合器３０内の乗算器は１個で済ま
せている。この混合器３０から出力端子３１に対してデ
ィテール信号ＤＴＬが取り出される。

【００６２】なお、図４中の混合器２４ａ、２４ｂ、３
０において、混合比、可変係数フィルタにおける係数な
どは、図示しないレジスタに保持されており、外部の制
御装置から制御バスを通じて設定される。この係数の値
は、ユーザの好みや撮像している画像の特徴に応じて、
可変される。また、フィルタの係数は、ＣＣＤの交換等
により、標本化周波数が変われば、周波数特性を変えな
い場合でも係数を変える必要がある。

【００６３】

【発明の効果】この発明は、ガンマ補正回路での利得の
高い黒付近において、ディテール信号の周波数特性を低
域にシフトすることにより、Ｓ／Ｎ比を向上させ、白レ
ベルから黒レベルまでの十分な量のディテール信号を付
加することができる。また、アナログ回路は、利得の高
い黒付近は高周波の利得が落ちるので、ディジタル回路
の構成においても、アナログ回路と似たような効果を持
たせることにより、操作者は違和感なく受け入れられ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の輪郭補正装置の回路構成の一例を示すブ
ロック図である。

【図２】この発明を適用することができるビデオカメラ
の一例の回路構成を示すブロック図である。

【図３】この発明の一実施例による輪郭補正装置の回路
構成を示すブロック図である。

【図４】この発明の一実施例による輪郭補正装置のより
詳細な回路構成を示すブロック図である。

【図５】この発明の一実施例における混合器の一例を示
すブロック図である。

【図６】この発明の一実施例におけるＢＰＦを説明する
ための略線図である。

【図７】この発明の一実施例におけるＢＰＦを説明する
ための略線図である。

【図８】この発明の一実施例におけるＬＰＦを説明する
ための略線図である。

【図９】この発明の一実施例におけるホールド回路を説
明するための波形図である。

【図１０】この発明の一実施例におけるホールド回路の
一例を示すブロック図、および極大値検出を説明するた
めの波形図である。

【図１１】この発明の一実施例におけるホールド回路の
一例の動作を説明するための波形図、およびタイミング
チャートである。

【図１２】この発明の一実施例における混合器を説明す
るための波形図である。

【図１３】この発明の一実施例における非線形回路を説
明するための波形図である。

【図１４】この発明の一実施例における非線形回路を説
明するための波形図である。

【図１５】この発明の一実施例における非線形回路を説
明するための波形図である。

【図１６】この発明の一実施例における非線形回路の一
例を示すブロック図である。

【図１７】この発明の一実施例における非線形回路を説
明するための波形図である。

【図１８】この発明の一実施例における非線形回路を説
明するための波形図である。

【符号の説明】

２１ａ，２２ａ，２３ａ・・・垂直方向のＨＰＦ、２１
ｂ，２２ｂ，２３ｂ・・・垂直方向のＬＰＦ、２４ａ，
２４ｂ，３０，３７・・・混合器、２５，２８・・・水
平方向のＬＰＦ、２６，３５・・・水平方向のＢＰＦ、
２７・・・乗算器、２９，３６・・・非線形回路、３１
・・・出力端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を撮像し、映像信号を出力する撮
像手段と、上記映像信号の直流成分の信号レベルを検出する信号レ
ベル検出手段と、上記映像信号から、上記映像信号のうち一部の周波数成
分を抽出することにより、上記映像信号で表される画像
の輪郭を補正するためのディテール信号を生成するディ
テール信号生成手段と、上記信号レベル検出手段の出力に基づいて、上記直流成
分の信号レベルが低いほど、上記ディテール信号生成手
段で生成するディテール信号の周波数成分が低くなるよ
うに、上記ディテール信号生成手段を制御する制御手段
と、上記ディテール信号を上記映像信号に混合する混合手段
とを備えたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項２】請求項１に記載のビデオカメラにおい
て、上記ディテール信号生成手段は、上記映像信号から、比較的高い第１の周波数成分を抽出
する第１のフィルタと、上記映像信号から、比較的低い第２の周波数成分を抽出
する第２のフィルタと、上記第１のフィルタの出力と、上記第２のフィルタの出
力を上記制御手段から与えられる制御信号に基づいて決
定される混合比で混合する周波数成分混合手段とを備え
たことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項３】請求項２に記載のビデオカメラにおい
て、上記周波数成分混合手段は、上記第２のフィルタの出力の極大点及び極小点を検出す
る極値検出手段と、上記極値検出手段によって極大点または極小点が検出さ
れた際に、所定期間上記周波数成分混合手段の混合比が
変化しないようにホールドする混合比ホールド手段とを
備えたことを特徴とするビデオカメラ。
【請求項４】請求項１に記載のビデオカメラにおい
て、上記映像信号の信号レベルを非線形に圧縮する非線形圧
縮手段をさらに備え、上記ディテール信号生成手段は、上記非線形圧縮手段に
よる圧縮がされていない映像信号から、上記ディテール
信号を生成することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項５】請求項１に記載のビデオカメラにおい
て、上記映像信号がディジタル映像信号であって、ディジタ
ル信号処理によって、ディジタル信号のディテール信号
を生成することを特徴とするビデオカメラ。
【請求項６】映像信号の直流成分の信号レベルを検出
する信号レベル検出手段と、上記映像信号から、上記映像信号うちの一部の周波数成
分を抽出することにより、上記映像信号で表される画像
の輪郭を補正するためのディテール信号を生成するディ
テール信号生成手段と、上記信号レベル検出手段の出力に基づいて、上記直流成
分の信号レベルが低いほど、上記ディテール信号生成手
段で生成するディテール信号の周波数成分が低くなるよ
うに、上記ディテール信号生成手段を制御する制御手段
と、上記ディテール信号を上記映像信号に混合する混合手段
とを備えたことを特徴とする映像信号の輪郭補正装置。
【請求項７】請求項６に記載の輪郭補正装置におい
て、上記ディテール信号生成手段は、上記映像信号から、比較的高い第１の周波数成分を抽出
する第１フィルタと、上記映像信号から、比較的低い第２の周波数成分を抽出
する第２フィルタと、上記第１のフィルタの出力と、上記第２のフィルタの出
力を上記制御手段から与えられる制御信号に基づいて決
定される混合比で混合する周波数成分混合手段とを備え
たことを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項８】請求項７に記載の輪郭補正装置におい
て、上記周波数成分混合手段は、上記第２フィルタの出力の極大点及び極小点を検出する
極値検出手段と、上記極値検出手段によって極大点または極小点が検出さ
れた際に、所定期間上記周波数成分混合手段の混合比が
変化しないようにホールドする混合比ホールド手段とを
備えたことを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項９】請求項６に記載の輪郭補正装置におい
て、上記映像信号の信号レベルを非線形に圧縮する非線形圧
縮手段をさらに備え、上記ディテール信号生成手段は、上記非線形圧縮手段に
よる圧縮がされていない映像信号から、上記ディテール
信号を生成することを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項１０】請求項６に記載の輪郭補正装置におい
て、上記映像信号がディジタル映像信号であって、ディジタ
ル信号処理によって、ディジタル信号のディテール信号
を生成することを特徴とする輪郭補正装置。
【請求項１１】被写体を撮像し、映像信号を出力する
撮像手段と、上記映像信号の直流成分の信号レベルを検出する信号レ
ベル検出手段と、上記映像信号から、ディテール信号を生成するディテー
ル信号生成手段と、上記信号レベル検出手段の出力に基づいて、上記直流成
分の信号レベルが低いほど、上記ディテール信号生成手
段で生成するディテール信号のブースト周波数が低くな
るように、上記ディテール信号生成手段を制御する制御
手段と、上記ディテール信号を上記映像信号に混合する混合手段
とを備えたことを特徴とするビデオカメラ。