JP2005191895A

JP2005191895A - 映像信号処理装置、映像信号処理方法および映像信号処理プログラム

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Publication number: JP2005191895A
Application number: JP2003430325A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Komoda; 昌博菰田; Ikuo Someya; 郁男染谷
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-12-25
Filing date: 2003-12-25
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-12-25
Also published as: JP4419566B2

Abstract

【課題】リンギングやモスキートノイズを強調することなく、入力映像信号の高域成分を強調処理する。
【解決手段】入力映像信号の高域成分を強調する高域強調手段２０と、入力映像信号から、この入力映像信号のエッジ部の前後の非強調領域および非強調量に応じた検出出力αを得る非強調領域・非強調量検出手段３０とを設ける。高域強調手段２０における高域成分の強調量を、非強調領域・非強調量検出手段３０の検出出力αに応じて制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、映像信号に対するエッジ強調などの高域強調処理（エンハンス処理）を行なう映像信号処理装置、映像信号処理方法および映像信号処理プログラムに関する。

従来から、例えばテレビジョン受信機で受信され、映像検波されて得られる映像信号に対してエッジ強調などを行なって、表示される映像の輪郭をくっきりとするようにする高域強調処理（エンハンス処理）が行なわれている。

例えば、特許文献１（特開平１１−１１２８３８号公報）には、映像信号のノイズレベルに応じてエンハンス処理を制御することにより、ノイズの多いところでは、エンハンス処理を行なわないようにすると共に、フィールドあるいはフレームごとのノイズレベルの揺動に伴うフリッカを低減することができるようにすることが記載されている。

上記の特許文献は、次の通りである。
特開平１１−１１２８３８号公報

ところで、テレビジョン受信機で受信され、映像検波されて得られる、例えばＮＴＳＣ（ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＳｙｓｔｅｍＣｏｍｍｉｔｔｅｅ）信号などの映像信号は、例えば音声信号成分を除去するためのフィルタの特性が急峻であるため等の理由により、図１５に示すように、映像信号の高域成分であるエッジ部１の前後に、リンギング２が多く発生し、エッジ部１の前後が図１５のように平坦である場合に、当該リンギングが画面上で目に付き、画質を劣化させる原因となる。

このようなリンギングが発生している映像信号に対して、エンハンス処理を施すと、エッジ部が強調されるのみではなく、リンギングも強調されてしまうという問題がある。

また、画像を例えばＭＰＥＧ（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）圧縮したときなど、信号成分が消失してしまうことが原因として、大振幅の信号の近傍の平坦部でモスキートノイズと呼ばれるノイズが発生するが、リンギングと同様の理由により、その映像信号をエンハンス処理を施したときには、モスキートノイズも強調されてしまうという問題がある。

この発明は、以上の問題点にかんがみ、映像信号のエッジ部の近傍に例えばリンギングやモスキートノイズなどのノイズがあっても、それらのノイズ等を強調することなく、エンハンス処理を行なって、高域強調することができる映像信号処理装置、映像信号処理方法および映像信号処理プログラムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１の発明においては、
入力映像信号の高域成分を強調する高域強調手段と、
前記入力映像信号から、前記入力映像信号のエッジ部の前後の非強調領域および非強調量に応じた検出出力を得る非強調領域・非強調量検出手段と、
を備え、前記高域強調手段における前記高域成分の強調量を、前記非強調領域・非強調量検出手段の前記検出出力に応じて制御する
ことを特徴とする映像信号処理装置を提供する。

この請求項１の発明においては、非強調領域・非強調量検出手段は、入力映像信号の高域成分であるエッジ部の前後の領域を、非強調領域として検出する。そして、非強調領域・非強調量検出手段の検出出力により、検出された非強調領域では、高域強調手段での高域強調量が制御されて、あまり高域強調されないようにされる。

したがって、請求項１の発明によれば、検出された非強調領域には、前述したようにリンギングやモスキートノイズが乗っていても、これらリンギングやモスキートノイズは、強調されること無く、エッジ部分のみが強調される。

この発明によれば、入力映像信号のエッジ部などにリンギングやモスキートノイズが乗っていても、これらリンギングやモスキートノイズは、強調されること無く、エッジ部分などの高域成分のみを強調することができる。

以下、この発明による映像信号処理装置および方法の実施形態を、図を参照しながら説明する。

図１は、実施形態の映像信号処理装置の全体の構成を示すブロックであり、この例は、入力映像信号のエッジ部の前後に存在するリンギングを強調することなく、エッジ部のみを強調することができるようにした場合の例である。

入力映像信号Ｖｉは、入力端１１を通じて高域強調回路（エンハンサ）２０に供給されると共に、非強調領域・非強調量検出回路３０に供給される。

非強調領域・非強調量検出回路３０は、後で詳述するように、入力映像信号Ｖｉのエッジ部分を検出し、その検出したエッジ部分の前後の所定の平坦領域を、高域強調したくない非強調領域とすると共に、検出したエッジ部分に基づいて検出される非強調量に応じた検出出力αを出力する。すなわち、非強調領域・非強調量検出回路３０は、前述の図１５に示したように、エッジ部分の前後のリンギングが存在する可能性のある区間を非強調領域とするようにすると共に、エッジ部分の大きさに応じたリンギングが生じるであろうと推定し、当該エッジ部分の大きさに対応した非強調量となるように検出出力α（α≦１）を生成して出力する。

高域強調回路２０は、ハイパスフィルタ２１と、非線形変換回路２２と、出力制御回路２３と、加算回路２４とからなる。ハイパスフィルタ２１は、入力映像信号Ｖｉから、その高域成分ＶＨｉを抽出する。

非線形変換回路２２は、高域成分を、より強調するようにするためのもので、その入出力特性は、図２に示すような非線形特性を有するものとされている。すなわち、非線形変換回路２２の非線形特性は、入力映像信号の高域成分ＶＨｉの入力レベル（絶対値）が微小であるときには、出力レベルはゼロであり、第１の所定レベルＬ１以上になると、入力レベルよりも大きい出力レベルとし、第２の所定レベルＬ２以上になると、出力レベルが一定となるように設定されている。

非線形変換回路２２から得られた入力映像信号の高域成分ＣＶＨｉは、この例では、出力制御回路２３を通じて加算回路２４に供給されて、入力端子１１を通じて入力された入力映像信号Ｖｉに加算される。

出力制御回路２３は、非強調領域・非強調量検出回路３０の検出出力αに応じて、非線形変換回路２２からの入力映像信号の高域成分ＣＶＨｉを、加算回路２４で入力映像信号Ｖｉに加算する信号量を制御するようにする。出力制御回路２３からは、
ＥＶＨｉ＝ＣＶＨｉ×（１−α）
なる出力信号ＥＶＨｉが得られる。

この場合、検出出力αが大きいほど、非線形変換回路２２からの信号の加算回路２４での加算量は小さくなり、検出出力αが小さいほど、非線形変換回路２２からの信号の加算回路２４での加算量は大きくなるものである。

すなわち、加算回路２４では、
Ｖｉ＋ＣＶＨｉ×（１−α）
なる演算が行なわれるものである。この場合、加算回路２４で、非線形変換回路２２からの信号の加算量が多くなればなるほど、高域強調量が多くなるので、検出出力αの大きさは、高域強調しない量、つまり非強調量に応じたものとなる。

そして、この実施形態では、加算回路２４の出力として、出力映像信号Ｖｏが得られ、出力端１２を通じて次段に出力される。

この実施形態の映像信号処理装置は、以上のような構成を備え、入力映像信号Ｖｉの高域成分が、入力映像信号Ｖｉに加算されることにより高域強調されるが、非強調領域・非強調量検出回路３０からの検出出力αにより、入力映像信号Ｖｉのエッジ部の前後のリンギングが乗り易い区間では、高域強調量が少なくあるいは高域強調を行なわないようにされるので、例えばエッジ部の前後の区間にリンギングが生じていても、そのリンギングが強調されることが防止され、画像の劣化を抑えることができる。

図１の構成は、アナログ回路としても構成することもできるが、この実施形態では、デジタル回路として構成されている。したがって、入力映像信号Ｖｉは、標本化周波数が、例えば１３．５ＭＨｚのデジタル映像信号とされており、ハイパスフィルタ２１には、デジタルフィルタが用いられたハイパスフィルタが用いられる。この場合、デジタルフィルタとしては、ＦＩＲ（ＦｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）型のもの、あるいは、ＩＩＲ（ＩｎｆｉｎｉｔｅＩｍｐｕｌｓｅＲｅｓｐｏｎｓｅ）型のものの、いずれでも使用可能である。

図３は、ＦＩＲ型のデジタルフィルタの構成例を示すもので、入力信号に対して直列に接続される複数個の１サンプル遅延回路４１と、入力信号および各遅延回路４１の出力信号に係数を乗算する複数個の係数乗算回路４２と、複数個の係数乗算回路４２の出力の総和を算出する総和算出回路４３とで構成され、総和算出回路４３から出力信号が出力される。

そして、このデジタルフィルタは、タップ数（遅延回路４１の数＋１）および複数個の係数乗算回路４２で乗算するフィルタ係数Ｗ０、Ｗ１、Ｗ２・・・Ｗ（ｎ−２）、Ｗ（ｎ−１）（ｎは、タップ数）を設定することにより、所望の特性のフィルタを構成することができる。この例の場合、ハイパスフィルタ２１は、例えば３タップのデジタルフィルタが用いられ、そのフィルタ係数Ｗ１〜Ｗ３としては、図４に示すようなものとされて構成されている。

＜非強調領域・非強調量検出回路３０の詳細な構成例＞
次に、この実施形態における非強調領域・非強調量検出回路３０の詳細な構成例について説明する。この実施形態の非強調領域・非強調量検出回路３０は、対象となる入力映像信号Ｖｉに発生するリンギングの発生状況に応じて、エッジ部分からどれくらい離れた領域までを非強調領域とするかを、容易に設定することができるような構成を備えている。そのため、この実施の形態では、例えば、対象となる入力映像信号Ｖｉに発生するリンギングの発生状況を予め調べて、その発生状況に応じて、エッジ部分からどれくらい離れた領域までを非強調領域とするかを決定するようにしている。

図５は、この実施形態における非強調領域・非強調量検出回路３０の構成例を示すブロック図である。また、図６〜図８は、この実施形態における非強調領域・非強調量検出回路３０の構成例の説明のための図である。以下、図５〜図８を参照して、この実施形態における非強調領域・非強調量検出回路３０の構成について説明する。

図５に示すように、この実施形態における非強調領域・非強調量検出回路３０においては、入力映像信号（デジタル映像信号）Ｖｉは、デジタルフィルタで構成されるハイパスフィルタ３０１に供給される。この例では、このハイパスフィルタ３０１は、５タップのデジタルフィルタとされ、そのフィルタ係数は、例えば図６に示すようなものとされて構成されている。

このハイパスフィルタ３０１の出力Ｓ１は、絶対値化回路３０２に供給されて絶対値化され、その絶対値化出力Ｓ２は、非線形変換回路３０３および３０４に供給される。これらの非線形変換回路３０３および３０４は、後で詳述するように、リンギングは大振幅のエッジ部分で目立ち、中振幅や小振幅のエッジ部分では目立たないので、大振幅のエッジ部分と、中振幅や小振幅のエッジ部分とで、リンギングかどうかの検出判断を変えるようにするために設けられている。

これら非線形回路３０３および３０４は、それぞれデジタルフィルタからなるローパスフィルタ３０５および３０６に供給される。このローパスフィルタ３０５および３０６は、この例では、共に、例えば３タップのデジタルフィルタであって、図７に示すようなフィルタ係数とされたものが用いられている。

そして、ローパスフィルタ３０５の出力Ｓ３は、非強調領域設定回路３０７に供給される。この非強調領域設定回路３０７は、非強調領域を設定するための複数個の遅延回路３０８〜３１２と、アンプ３１３〜３１６と、最大値検出回路３１７とからなる。

非強調領域設定回路３０７では、ローパスフィルタ３０５の出力Ｓ３は、遅延回路３１０により所定遅延量ＤＬｃだけ遅延される。この例では、この遅延回路３１０の出力Ｓ４が注目サンプル位置の信号となる。そして、遅延回路３０８および３０９は、それぞれ遅延量ＤＬｃよりも小さい、異なる遅延量だけローパスフィルタ３０５の出力Ｓ３を遅延させて、注目サンプル位置の出力Ｓ４よりも前の時点の信号Ｓ５およびＳ６を得る。

さらに、遅延回路３１１および３１２は、遅延回路３１０の出力Ｓ４をさらに遅延することにより、それぞれ遅延量ＤＬｃよりも大きい、異なる遅延量だけローパスフィルタ３０５の出力Ｓ３を遅延させた、注目サンプル位置よりも後の時点の信号Ｓ７およびＳ８を得る。

この実施形態では、各遅延回路３０８〜３１２の遅延量は、例えば次のようにされている。すなわち、遅延回路３１０の遅延量ＤＬｃは１７サンプル分とされ、遅延回路３０８の遅延量は０サンプル分（遅延なし）とされ、遅延回路３０９の遅延量は８サンプル分とされる。また、遅延回路３１１の遅延量は９サンプル分とされ、遅延回路３１２の遅延量は１７サンプル分とされる。

したがって、この例においては、遅延回路３１０の出力Ｓ４と遅延回路３０８の出力Ｓ５とは１７サンプル分、遅延回路３１０の出力Ｓ４と遅延回路３０９の出力Ｓ６とは９サンプル分、それぞれ離れており、遅延回路３１１の遅延量は９サンプル分とされ、遅延回路３１２の遅延量は１７サンプル分とされていることから、遅延回路３１０の出力Ｓ４を中心にすると、信号Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８は、前後に同一の時間だけ異なる位置の信号となっている。

そして、遅延回路３０８，３０９および遅延回路３１１，３１２の出力Ｓ５，Ｓ６およびＳ７，Ｓ８が、それぞれアンプ３１３，３１４，３１５，３１６を通じて最大値検出回路３１７に供給される。最大値検出回路３１７は、各時点において、その入力信号Ｓ５，Ｓ６およびＳ７，Ｓ８の最大値を出力する。この最大値検出回路３１７の出力Ｓ９は、割り算回路３１８に供給される。

また、ローパスフィルタ３０６の出力が、注目サンプル位置の出力Ｓ４を得る遅延回路３１０と等しい遅延量の遅延回路３１９を通じて割り算回路３１８に供給される。遅延回路３１９は、ローパスフィルタ３０６の出力を注目サンプル位置に同期させるためのものである。

割り算回路３１８では、最大値検出回路３１７の出力Ｓ９を、遅延回路３１９を通じたローパスフィルタ３０６の出力で割り算するようにする。なお、割り算回路３１８では、遅延回路３１９を通じたローパスフィルタ３０６の出力の値がゼロであるときには、当該ローパスフィルタ３０６の出力の値を表現し得る最小値に置き換えて、割り算を行なうようにする。

前述した非線形変換回路３０３および３０４と、この割り算回路３１８での処理により、リンギングが目立つ大振幅のエッジ部分では、リンギングが検出されやすくされ、また、リンギングがあまり目立たない中振幅や小振幅のエッジ部分では、リンギングの検出感度を低くするようにしている。

すなわち、この実施形態においては、非線形変換回路３０３は、その入出力特性が、入力信号の小振幅および中振幅の領域において、図８（Ａ）に示すように、破線のような線形の場合よりも、実線のように持ち下がった非線形特性を備えるものとされる。つまり、非線形変換回路３０３は、入力信号が所定のレベルθ２以下であるときには、線形の場合よりも小さい出力レベルで出力信号を出力し、入力信号が所定のレベルθ２以上であるときには、線形の場合よりも大きい出力レベルで出力信号を出力する。

一方、非線形変換回路３０４は、その入出力特性が、入力信号の小振幅および中振幅の領域において、図８（Ｂ）に示すように、破線のような線形の場合よりも、実線のように持ち上がった非線形特性を備えるものである。つまり、非線形変換回路３０４は、入力信号が所定のレベルθ２以下であるときには、線形の場合よりも大きい出力レベルで出力信号を出力し、入力信号が所定のレベルθ２以上であるときには、線形の場合よりも小さい出力レベルで出力信号を出力する。

割り算回路３１８では、上述のように、非線形変換回路３０３の出力をローパスフィルタ３０５に通したものを、非線形回路３０４の出力をローパスフィルタ３０６に通したもので割り算しているので、割り算結果は、大振幅部分は強調されてリンギングとして検出されやすくなり、小振幅部分は、リンギングとして検出されにくくされる。

このことを、図９および図１０を参照してさらに説明する。

すなわち、図９（Ａ）に示すように、信号が大振幅の場合には、リンギングも大きいものとなり、一方、図９（Ｂ）に示すように、信号が中振幅および小振幅の場合には、エッジ部分にリンギングあるいはリンギングに似た信号が生じても、それは小さいものとなり、表示画像上では目立たない。

非線形変換回路３０３および３０４の代わりに入出力特性が線形の回路を設けた場合には、割り算回路３１８では、信号が大振幅の場合でも、また、中振幅および小振幅の場合でも、検出出力の値は、同様となる。

これに対して、入出力特性が非線形の非線形変換回路３０３および３０４を設けた場合には、信号が大振幅の場合には、非線形変換回路３０３では、より大振幅で出力するようにされると共に、非線形変換回路３０４では、振幅が低減されたものとして出力される。割り算回路３１８では、非線形変換回路３０３側の信号が分子になり、非線形変換回路３０４側の信号が分母になるので、割り算結果は、図１０（Ａ）に示すように、より強調されるように検出される。

また、入出力特性が非線形の非線形変換回路３０３および３０４を設けた場合において、信号が中振幅および小振幅の場合には、非線形変換回路３０３では、より小振幅で出力するようにされると共に、非線形変換回路３０４では、振幅がより大振幅で出力される。したがって、割り算回路３１８での割り算結果は、図１０（Ｂ）に示すように、より小さいものとして検出される。

したがって、大振幅部分でのリンギングは、より検出されやすくなり、また、中振幅および小振幅部分ではリンギングの検出感度は低くなる。

この割り算回路３１８の出力は、リンギングを低減する期間および低減量に応じた検出出力値αを生成するための非線形変換回路３２０に供給される。この非線形変換回路３２０は、図１１に示すような入出力非線形特性を備える。すなわち、非線形変換回路３２０からの検出出力値αは、割り算回路３１８の出力が第１の所定値θ１よりも小さいときには、α＝０となり、第１の所定値θ１よりも大きくなると入力値に応じたものとなり、第２の所定値θ２よりも大きくなると、一定とされる。

この非線形変換回路３２０の出力は、広げ回路３２１に供給され、非強調領域を前後に広げる処理がなされた後、非強調領域・非強調量検出回路３０の検出出力値αとして出力される。この例では、広げ回路３２１では、１サンプル分を非強調領域として前後に広げるようにする。なお、この広げ回路３２１は、適用される入力映像信号Ｖｉによっては設けなくてもよい。

次に、この非強調領域・非強調量検出回路３０の動作を、各部の出力波形を示す図１２および図１３を参照しながら説明する。ここでは、非強調領域・非強調量検出回路３０に図１２（Ａ）に示すようなリンギングが乗ったエッジ部分を備える入力映像信号Ｖｉが供給された場合について説明する。

ハイパスフィルタ３０１では、図１２（Ａ）に示すようなエッジ部分が供給されると、その出力Ｓ１として、図１２（Ｂ）に示すように、当該エッジ部分を微分したような信号を出力する。この出力信号Ｓ１は、絶対値化回路３０２を通されて、その出力信号Ｓ２として、図１２（Ｃ）に示すような信号が得られる。なお、図１２（Ｂ）以下では、図１２（Ｋ）の波形図を除き、説明の簡単のため、リンギングは省略してある。

そして、非線形変換回路３０３および３０４をそれぞれ通された後、ローパスフィルタ３０５および３０６に供給され、これらローパスフィルタ３０５および３０６からは、図１２（Ｄ）に示すように絶対値化回路３０２の出力Ｓ２が平滑化された出力信号Ｓ３が得られる。

この図１２（Ｄ）に示す信号Ｓ３を遅延回路３１０により遅延した信号が注目サンプル位置となる出力信号Ｓ４であるので、この図１２（Ｄ）の信号を、出力Ｓ４として考えると、遅延回路３０８、３０９および３１１、３１２の出力Ｓ５，Ｓ６およびＳ７，Ｓ８は、図１２（Ｅ）、（Ｆ）および（Ｇ）、（Ｈ）に示すようなものとなる。

したがって、最大値検出回路３１７の出力Ｓ９は、図１２（Ｉ）に示すように、エッジ部分の前部で、出力Ｓ７，Ｓ８を合成したような信号となり、また、エッジ部分の後部で、出力Ｓ５，Ｓ６を合成したような信号となる。そして、これを広げ回路３２１で広げると、図１２（Ｊ）に示すような信号となる。

したがって、この図１２（Ｊ）に示した信号を検出出力値αとして、出力制御回路２３に供給することにより、出力端１２からは、図１２（Ｋ）に示すように、エッジ部の前後のリンギングを強調しない出力信号Ｖｏが得られる。

以上の説明から判るように、遅延回路３０８、３０９、３１１、３１２は、非強調領域を生成するための回路である。そして、これら遅延回路３０８、３０９、３１１、３１２の遅延量を変更することにより、エッジ部の前後の非強調領域をどの程度の幅にするかを容易に変更設定することができる。また、この例では、エッジ部の前後の非強調領域をそれぞれ２個ずつの遅延回路で生成するようにしたが、その個数も、非強調領域をどの程度の幅にするかに応じて変更して、それぞれ希望する幅の非強調領域を生成することができる。

したがって、対象となる入力映像信号Ｖｉに発生するリンギングの発生状況を予め調べて、その発生状況に応じて、非強調領域設定回路３０７を構成する遅延回路の数や遅延量を設定することにより、所期の非強調領域を得ることができる。なお、非強調領域は、リンギング等の発生状況に合わせて設定すればよく、エッジ部を中心として前後対象の区間でなくともよい。

なお、エッジ部分の前後に平坦部がないときには、リンギングがあっても目立たないので、それらの部分は、非強調領域とする必要はなく、前記検出出力値αは、ゼロあるいは微小な値でよい。この実施形態の非強調領域・非強調量検出回路３０では、前述の構成により、この点も考慮されている。

すなわち、例えば入力映像信号Ｖｉが図１３（Ａ）に示すように、エッジのみからなるような信号であった場合、ハイパスフィルタ３０１の出力Ｓ１は、図１３（Ｂ）に示すように、ほぼ入力信号がそのまま表れるような信号となる。そして、絶対値化回路３０２からは、図１３（Ｃ）に示すように、信号Ｓ１が正極性に全て折り返されたような信号Ｓ２が得られる。

そして、ローパスフィルタ３０５および３０６からは、図１３（Ｄ）に示すように、この高周波信号Ｓ２が平滑化されたほぼ直流の信号Ｓ３が得られる。このため、図１３（Ｅ）に示すように、最大値検出回路３１７の出力信号Ｓ９も同様にほぼ直流の信号となる。したがって、割り算回路３１８の出力は、図１３（Ｆ）に示すような微小な一定値が得られ、検出出力値αは、ほぼゼロあるいは微小値となるので、出力映像信号Ｖｏは、図１３（Ｇ）に示すように、入力映像信号Ｖｉが高域強調されたような信号となる。

なお、リンギングは、エッジ部から離れるにしたがって、そのレベルが小さくなるようになることを考慮して、遅延回路３０８〜３１２で生成する非強調領域の信号は、エッジから離れるに従ってレベルが小さくなるような信号とするようにしても良い。

例えば、上述の非強調領域・非強調量検出回路３０において、注目サンプル位置から遠い遅延回路の出力ほど、そのレベルを低くするような重み付けをするようにする。例えば、前述の図５の場合の例で言えば、図１４（Ａ），（Ｄ）に示すように、遅延回路３０８および３１２の出力Ｓ５，Ｓ８に対しては、そのレベルを低くするような重み付けをすると共に、遅延回路３０９および３１１の出力に対しては、図１４（Ｂ），（Ｃ）に示すように、レベルを低くしないようにする。

このようにすれば、最大値検出回路３１７の出力Ｓ９は、図１４（Ｅ）に示すように、エッジ部の前部および後部において、エッジ部から離れるとレベルが低くなる信号となる。なお、理想的には、図１４（Ｆ）に示すように、この出力Ｓ９を平滑化したような信号が好ましい。

［その他の実施形態および変形例］
なお、以上の説明は、リンギングを強調することなく、エッジ部などを強調する場合について説明したが、画像を例えばＭＰＥＧ（ＭｏｖｉｎｇＰｉｃｔｕｒｅＥｘｐｅｒｔｓＧｒｏｕｐ）圧縮したときなど、信号成分が消失してしまうことが原因として、大振幅の信号の近傍の平坦部でモスキートノイズが発生する場合において、当該モスキートノイズを強調することなく、大振幅のエッジ部などを強調する場合にも、上述と同様にして、この発明による映像信号処理装置が適用可能である。

また、映像信号についての水平方向の処理に関する場合だけではなく、垂直方向の処理についても、この発明による映像信号処理装置が適用可能である。つまり、画面の水平方向において発生するリンギングやモスキートノイズについてのみではなく、画面の垂直方向において発生するモスキートノイズについても強調することなく、高域強調する場合についてもこの発明は適用できるものである。

また、上述の構成は、入力映像信号をデジタル映像信号としたデジタル回路の構成としたが、アナログ入力映像信号を対象としたアナログ回路の構成とすることも勿論できる。

また、デジタル入力映像信号を対象とする場合においては、ハードウエアのデジタル回路で上述した映像信号処理装置を構成するのではなく、全ての処理をプログラム化し、そのプログラムを用いて、コンピュータでソフトウエア処理により、処理を実行するようにすることもできる。

この発明による映像信号処理装置の実施形態の全体の構成例を示すブロック図である。図１の構成の一部の回路の入出力特性を説明するための図である。デジタルフィルタを説明するための図である。デジタルフィルタのフィルタ係数の例を示す図である。図１の一部の非強調領域・非強調量検出回路の、より詳細な構成例を示すブロック図である。デジタルフィルタのフィルタ係数の例を示す図である。デジタルフィルタのフィルタ係数の例を示す図である。図５の回路の説明に用いる図である。図５の回路の説明に用いる図である。図５の回路の説明に用いる図である。図５の回路の一部の回路の入出力特性を説明するための図である。図５の回路の動作説明に用いる波形図である。図５の回路の動作説明に用いる波形図である。図５の回路の他の例の説明に用いる図である。エッジ部近傍のリンギングを説明するための図である。

符号の説明

２０…高域強調回路、２１…ハイパスフィルタ、２２…非線形変換回路、２３…出力制御回路、２４…加算回路、３０…非強調領域・非強調量検出回路、３０１…ハイパスフィルタ、３０２…絶対値化回路、３０３，３０４…非線形変換回路、３０５，３０６…ローパスフィルタ、３０８〜３１２および３１９…遅延回路、３１７…最大値検出回路、３１８…割り算回路

Claims

入力映像信号の高域成分を強調する高域強調手段と、
前記入力映像信号から、前記入力映像信号のエッジ部の前後の非強調領域および非強調量に応じた検出出力を得る非強調領域・非強調量検出手段と、
を備え、前記高域強調手段における前記高域成分の強調量を、前記非強調領域・非強調量検出手段の前記検出出力に応じて制御する
ことを特徴とする映像信号処理装置。
請求項１に記載の映像信号処理装置において、
前記高域強調手段は、
前記入力映像信号の高域成分を抽出するためのハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタの出力が供給され、前記入力映像信号の高域成分を強調するように入出力特性が非線形な非線形手段と、
前記非強調領域・非強調量検出手段の検出出力に応じて前記非線形手段の出力信号の信号量を制御する信号出力制御手段と、
前記信号出力制御手段の出力信号を、前記入力映像信号に加算する加算手段と、
を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
請求項１に記載の映像信号処理装置において、
前記非強調領域・非強調量検出手段は、
前記入力映像信号の高域成分を抽出するためのハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタの出力信号の絶対値を求める絶対値化手段と、
前記絶対値化手段の出力の低域成分を抽出する第１のローパスフィルタと、
前記第１のローパスフィルタの出力を第１の所定量だけ遅延させた位置を注目信号位置として、前記第１のローパスフィルタの出力を前記第１の所定量よりも小さい量だけ遅延させることにより、前記注目信号位置よりも前の時点の第１の出力を得ると共に、前記第１のローパスフィルタの出力を前記第１の所定量よりも大きい量遅延させることにより、前記注目信号位置よりも後の時点の第２の出力を得る手段と、
前記第１の出力と前記第２の出力とが入力信号として供給され、前記入力信号の最大値を出力する最大値出力手段と、
を備え、前記最大値出力手段の出力に基づいて、前記エッジ部の前後の平坦領域に応じた検出出力を生成する
を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
請求項３に記載の映像信号処理装置において、
前記最大値出力手段の出力を、前記絶対値化手段の出力の低域成分を前記第１の所定量だけ遅延させたもので割り算する割り算手段を備え、
前記割り算手段の出力に基づいて、前記非強調領域および非強調量に応じた検出出力を生成する
ことを特徴とする映像信号処理装置。
請求項３に記載の映像信号処理装置において、
前記絶対値化手段の出力の低域成分を抽出する第２のローパスフィルタと、
前記最大値算出手段の出力を、前記第２のローパスフィルタの出力を前記第１の所定量だけ遅延させたもので割り算する割り算手段と、
前記第１のローパスフィルタの前段に設けられ、入出力特性が、入力信号の小振幅および中振幅の領域において、線形の場合よりも持ち下がった非線形特性の第１の非線形処理手段と、
前記第２のローパスフィルタの前段に設けられ、入出力特性が、入力信号の小振幅および中振幅の領域において、線形の場合よりも持ち上がった非線形特性の第２の非線形処理手段と、
を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
請求項３に記載の映像信号処理装置において、
前記第１の出力および前記第２の出力のそれぞれは、前記第１のローパスフィルタの出力を、異なる遅延量ずつ遅延させた複数の遅延出力からなると共に、
前記複数の遅延出力のうちの、前記注目信号位置から遠い方の出力ほど、その出力レベルを下げるようにする
ことを特徴とする映像信号処理装置。
入力映像信号の高域成分を強調する高域強調ステップと、
前記入力映像信号から、前記入力映像信号のエッジ部の前後の非高域強調領域および高域強調量に応じた検出出力を得る非高域強調領域・高域強調量検出ステップと、
を備え、前記高域強調ステップにおける前記高域成分の強調量を、前記非高域強調領域・高域強調量検出ステップで得られた前記検出出力に応じて制御する映像信号処理方法。
請求項７に記載の映像信号処理方法において、
前記高域強調ステップは、
前記入力映像信号の高域成分を抽出するための高域成分抽出ステップと、
前記高域成分抽出ステップで抽出された高域成分を、入出力特性が非線形な特性の処理をして強調するようにする非線形処理ステップと、
前記非強調領域・非強調量検出ステップでの検出出力に応じて前記非線形処理ステップの出力信号の信号量を制御する信号出力制御ステップと、
前記信号出力制御ステップで得られる出力信号を、前記入力映像信号に加算する加算ステップと、
を備えることを特徴とする映像信号処理方法。
請求項７に記載の映像信号処理方法において、
前記非高域強調領域・高域強調量検出ステップは、
前記入力映像信号の高域成分を抽出する高域成分抽出ステップと、
前記高域成分抽出ステップで得られた高域成分出力の絶対値を求める絶対値化ステップと、
前記絶対値化ステップの出力の低域成分を抽出する第１の低域成分抽出ステップと、
前記第１の低域成分抽出ステップで得られた前記低域成分出力を第１の所定量だけ遅延させた位置を注目信号位置として、前記第１の低域成分抽出ステップで得られた低域成分出力を前記第１の所定量よりも小さい量だけ遅延させることにより、前記注目信号位置よりも前の時点の第１の出力を得ると共に、前記第１の低域成分抽出ステップで得られた低域成分出力を前記第１の所定量よりも大きい量遅延させることにより、前記注目信号位置よりも後の時点の第２の出力を得るステップと、
前記第１の出力と前記第２の出力とを入力信号として、その最大値を出力する最大値出力ステップと、
を備え、前記最大値出力ステップの出力に基づいて、前記非強調領域および非強調量に応じた検出出力を生成する
ことを特徴とする映像信号処理方法。
請求項９に記載の映像信号処理方法において、
前記最大値出力ステップの出力を、前記絶対値化ステップの出力の低域成分を前記第１の所定量だけ遅延させたもので割り算する割り算ステップを備え、
前記割り算ステップの出力に基づいて、前記非強調領域および非強調量に応じた検出出力を生成する
ことを特徴とする映像信号処理方法。
請求項９に記載の映像信号処理方法において、
前記絶対値化ステップの出力の低域成分を抽出する第２の低域成分抽出ステップと、
前記最大値算出ステップの出力を、前記第２の低域成分抽出ステップの出力を前記第１の所定量だけ遅延させたもので割り算する割り算ステップと、
前記第１の低域成分抽出ステップの前に行なわれ、入出力特性が、入力信号の小振幅および中振幅の領域において、線形の場合よりも持ち下がった非線形特性の処理を行なう第１の非線形処理ステップと、
前記第２の低域成分抽出ステップの前に行なわれ、入出力特性が、入力信号の小振幅および中振幅の領域において、線形の場合よりも持ち上がった非線形特性の処理を行なう第２の非線形処理ステップと、
を備えることを特徴とする映像信号処理方法。
請求項９に記載の映像信号処理装置において、
前記第１の出力および前記第２の出力のそれぞれは、前記第１の低域成分抽出ステップの出力を、異なる遅延量ずつ遅延させた複数の出力からなると共に、
前記複数の出力のうちの、前記注目信号位置から遠い方の出力ほど、その出力レベルを下げるようにする
ことを特徴とする映像信号処理方法。
入力映像信号の高域を強調処理するために、コンピュータを、
入力映像信号の高域成分を強調する高域強調手段、
前記入力映像信号から、前記入力映像信号のエッジ部の前後の非強調領域および非強調量に応じた検出出力を得、前記検出出力に応じて前記高域強調手段における前記高域成分の強調量を制御する非強調領域・非強調量検出手段、
として機能させるための映像信号処理プログラム。
請求項１３に記載の映像信号処理プログラムにおいて、
前記高域強調手段は、
前記入力映像信号の高域成分を抽出するためのハイパスフィルタ、
前記ハイパスフィルタの出力が供給され、前記入力映像信号の高域成分を強調するように入出力特性が非線形な非線形手段、
前記非強調領域・非強調量検出手段の検出出力に応じて前記非線形手段の出力信号の信号量を制御する信号出力制御手段、
前記信号出力制御手段の出力信号を、前記入力映像信号に加算する加算手段、
として機能する処理プログラムを含む
ことを特徴とする映像信号処理プログラム。
請求項１３に記載の映像信号処理プログラムにおいて、
前記非強調領域・非強調量検出手段は、
前記入力映像信号の高域成分を抽出するためのハイパスフィルタ、
前記ハイパスフィルタの出力信号の絶対値を求める絶対値化手段、
前記絶対値化手段の出力の低域成分を抽出する第１のローパスフィルタ、
前記第１のローパスフィルタの出力を第１の所定量だけ遅延させた位置を注目信号位置として、前記第１のローパスフィルタの出力を前記第１の所定量よりも小さい量だけ遅延させることにより、前記注目信号位置よりも前の時点の第１の出力を得ると共に、前記第１のローパスフィルタの出力を前記第１の所定量よりも大きい量遅延させることにより、前記注目信号位置よりも後の時点の第２の出力を得る手段、
前記第１の出力と前記第２の出力とが入力信号として供給され、前記入力信号の最大値を出力する最大値出力手段、
として機能する処理プログラムを含み、前記最大値出力手段の出力に基づいて、前記エッジ部の前後の平坦領域に応じた検出出力を生成する
ことを特徴とする映像信号処理プログラム。
請求項１５に記載の映像信号処理プログラムにおいて、
前記絶対値化手段の出力の低域成分を抽出する第２のローパスフィルタ、
前記最大値算出手段の出力を、前記第２のローパスフィルタの出力を前記第１の所定量だけ遅延させたもので割り算する割り算手段、
前記第１のローパスフィルタの前段に設けられ、入出力特性が、入力信号の小振幅および中振幅の領域において、線形の場合よりも持ち下がった非線形特性の第１の非線形処理手段、
前記第２のローパスフィルタの前段に設けられ、入出力特性が、入力信号の小振幅および中振幅の領域において、線形の場合よりも持ち上がった非線形特性の第２の非線形処理手段、
として機能する処理プログラムを含むことを特徴とする映像信号処理プログラム。
請求項１５に記載の映像信号処理プログラムにおいて、
前記最大値算出手段の出力を、前記絶対値化手段の出力の低域成分を前記第１の所定量だけ遅延させたもので割り算する割り算手段として機能する処理プログラムを含み、
前記割り算手段の出力に基づいて、前記信号低減領域および信号低減量に応じた検出出力を生成する
ことを特徴とする映像信号処理プログラム。
請求項１５に記載の映像信号処理プログラムにおいて、
前記第１の出力および前記第２の出力のそれぞれは、前記第１のローパスフィルタの出力を、異なる遅延量ずつ遅延させた複数の遅延出力からなると共に、
前記複数の遅延出力のうちの、前記注目信号位置から遠い方の出力ほど、その出力レベルを下げるようにする
ことを特徴とする映像信号処理プログラム。