JPS627292A - Ｐａｌ適応型輪郭抽出フイルタ - 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】 〔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ＰＡＬ複合映像信号から輪郭信号をディジタル的に抽
出するＰＡＬ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
度の向上を図ってぃる。

ＰＡＬ方式の複合映像信号Ｓ　（ｔｌは、輝度信号Ｙ（
１）と、２つの色差信号Ｕ　（ｔｌ及びＶ　（ｔ）の色
副搬送波ｆ　ｓ　ｃ　＝４．４３３６１８７５ＭＨｚ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）　５ｉｎ２　ｒｃ　ｆ　ｓ　ｃ　
ｔ±Ｖ（ｔ）　ｃｏｓ２　ｒｃ　ｆ　ｓ　ｃ　を但し、
Ｖ　（ｔ）の符号は走査線毎に＋と−とに切換えられる
。

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５１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　（
（ｎ２）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５
４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の遅延時閉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５の
遅延回路５５゜第１の遅延回路５１．第２の遅延回路５
２．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、ＰＡＬ方弐
の複合映像信号を色副搬送波の４倍の標本化パルスによ
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、遅延手段、信号変化量検出手段、及び適応型高周
波成分抽出手段からなる２次元フィルタとを設け、上記
ディジタル信号の当該標本点と、それぞれ当該標本点と
色副搬送波位相が逆相であり、画面上当該標本点から２
水平走査線だけ上、下の上、下標本点及び当該水平走査
線で２標本点左、右の左、右標本点とを使用し、これら
の各標本点の標本値を用いて複合映像信号が急激に変化
している方向を検出し、信号の急激に変化している方向
の輪郭成分を抽出するようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、当該標本点及び当該標本点と色副
搬送波の位相が逆相である近隣の画素信号を用い、信号
変化の大きい方向を検出し、信号変化の大きい方向の信
号値系列の高周波成分を求めて輪郭信号を抽出するから
、従来に比し少ないライン遅延回路で、複合映像信号に
対して精度よく輪郭信号の抽出が可能となる。

〔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Ｅｓｃの４倍の周波数ｆｓの
標本化パルスが与えられ、８８　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１１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２２１．２２２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２５１．２５２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、２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１／２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２
９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の出力の絶対値値を求めるものである
。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ＰＡＬ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
図はこの発明の一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（Ｐｌ）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２４
１の出力（Ｐ２＋Ｐ４−Ｐｉ−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、 一１／４　（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かできる。

［−１／４（１１本点Ｐ１へ鉢（の＋１／２琳点Ｐ３例
鉢（の−１／４σ本点Ｐ５の標本１■］ −［−１／４３零点Ｐ２（ハ）排材り＋１／２［株］本
点Ｐ３の（２）月面−１／４　　（ＩＲＥ点Ｐ　４６１
）　コ　・　（１’）この（１°）式における第１項（
最初の［コの中）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、 Ｔｌ−１（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）ｉ 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、 Ｔ２−１（標本点Ｐ２の標本値） −２（標本点Ｐ３の標本（１） ＋（標本点Ｐ４の標本値）１ となる。

上述の第１の絶対値回路２５１．第２の絶対イ直回路２
５２のそれぞれの出力信号Ｔｌ、Ｔ２Ｌよ比較回路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７年号反転回路２７に制御信
号が送出される。７午号反転回路２７には、第１の減算
回路２４１の出カイ言号が与えられており、比較回路２
６は出力信号Ｔｌ。

Ｔ２が Ｔｌ＞７２のときは符号反転回路２７の出力力く第１の
減算回路２４１の出力信号となるようＧこ、ＴＩ＜７２
のときは符号反転回路２７の出力が第１の減算回路２４
１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（１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、隣接標本点の値を用いて信号変化の大
きい方向の輪郭信号を抽出するので、複合映像信号に対
し、精度良く輪郭信号の抽出ができる。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ことから、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、この発明によれば、色副搬送波の位相が
逆相である近隣の画素信号を用いて信号変化の大きい方
向を検出し、信号変化の大きい方向の輪郭信号を複合映
像信号から直接抽出するようにしたので、従来装置に比
しライン遅延回路が少なくて済み、また複合映像信号に
対して、精度良く輪郭信号の抽出ができる効果がある。

さらに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ので、水平輪郭
信号及び垂直輪郭信号が同時に抽出できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるＰＡＬ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ＰＡＬ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、２１，２２，２０１．２（１２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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＰＡＬ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ＰＡＬ適応型輪郭抽出フィ
   ルタであって、 上記複合映像信号をその色副搬送波の４倍の標本化周波
   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、 前記ディジタル信号の当該標本点と、それぞれ当該標本
   点と色副搬送波位相が逆相であり、画面上当該標本点か
   ら２水平走査線だけ上、下に位置する上、下標本点及び
   当該標本点と同一水平走査線で当該標本点より２標本点
   左、右に位置する左、右標本点の標本値を同時に抽出す
   るための遅延手段と、 前記当該標本点及び上、下標本点の標本値から画面上垂
   直方向の信号の変化量を検出する垂直方向信号変化量検
   出手段と、 前記当該標本点及び左、右標本点の標本値から画面上水
   平方向の信号の変化量を検出する水平方向信号変化量検
   出手段と、 前記水平方向と垂直方向の信号の変化量を比較して該変
   化量の大きい方向の信号系列の高周波成分を抽出する適
   応型高周波成分抽出手段とを備えたことを特徴とするＰ
   ＡＬ適応型輪郭抽出フィルタ。