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発明の名称 輪郭強調回路
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2003−18431(P2003−18431A)
公開日 平成15年1月17日(2003.1.17)
出願番号 特願2001−200655(P2001−200655)
出願日 平成13年7月2日(2001.7.2)
代理人
発明者 戸村 直人
要約 課題
カラーテレビジョンカメラ装置の高品位化をはかるため、付加される輪郭強調信号のモアレ成分や、輪郭強調処理で生じる折り返し成分が低周波領域に混入することを防止する輪郭強調回路を実現すること。

解決手段
複数の撮像素子を有するカラーテレビジョンカメラ装置において、輪郭強調回路の基準信号源を倍速処理で生成し、あらかじめ標本化周波数の1/2以上の信号成分を除去した上で輪郭強調信号を生成し、これを本線信号に加算する構成とする。
特許請求の範囲
【請求項1】 複数の撮像素子を有するカラーテレビジョンカメラ装置において、輪郭強調回路の基準信号源を倍速処理で生成し、あらかじめ標本化周波数の1/2以上の信号成分を除去した上で輪郭強調信号を生成することを特徴とする輪郭強調回路。
【請求項2】 複数の撮像素子を有するカラーテレビジョンカメラ装置において、標本化周波数の2倍の周波数で基準信号源を生成する輪郭強調処理用の信号源生成部と、標本化周波数の1/2以上の信号成分を遮断するフィルタと、所望の周波数成分を強調する回路と、雑音成分除去、輪郭強調の過補正を防止する非線形処理部と、位相調整部と、遅延回路とを有し、上記フィルタによりあらかじめ標本化周波数の1/2以上の信号成分を除去することで輪郭強調回路内部の非緑形処理によって生じる高調波成分の影響を阻止することを特徴とする輪郭強調回路。
【請求項3】 請求項1または2記載の輪郭強調回路において、標本化周波数の1/2以上の信号成分を遮断するフィルタを標本化周波数の2倍速処理とし、該フィルタ出力以降は1倍速で処理することを特徴とする輪郭強調回路。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はカラーテレビジョンカメラ装置の輪郭強調回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、カラーテレビジョンカメラ装置の高解像度特性を実現するために、様々な改善がなされている。例えば、空間画素ずらしのように、撮像素子からの信号成分の赤色信号(以下R信号と略記)成分と青色信号(以下B信号と略記)成分に対し、緑色信号(以下G信号と略記)成分を半画素ピッチずらして高解像度化を図っている。このような信号成分をディジタル的に処理する場合、特に解像度を左右する輝度信号生成時等には、倍速処理を実施することで高解像度特性を実現している。また、カラーテレビジョンカメラ装置には、輪郭強調回路が内蔵されており、画像の輪郭を強調することにより画質改善を図っている。カラーテレビジョンカメラ装置における輪郭強調回路の従来構成の1例を、図4に示すブロック図で説明する。入力端41,42,43に入力したG信号、R信号、B信号は、信号源生成部44に入力し、輪郭強調回路の基準信号を生成する。 この基準信号をブースト回路46で所望の周波数成分を強調し、非線形処理回路47でクリスプニング処理して雑音成分を除去し、所望の利得調整し、クリップ処理でオーバフロー/アンダーフロー対策等を実施し、位相調整部48で、G信号、R信号、B信号の位相に合わせた輪郭強調信号を出力し、遅延回路49で遅延させた本線信号と加算し、出力端50,51,52にG信号、R信号、B信号として出力する。輪郭強調回路には、必要以上の強調処理を防止するためのクッリプ回路や、雑音成分の強調を防止するクリスプ回路等の非線形処理は必要不可欠である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術によって、高域成分の信号まで得られるようになったが、この信号成分には特に高域成分側にモアレ成分が残留しており、そのまま輪郭強調処理を実施すると、モアレ成分ごと強調してしまうという問題がある。もう1つの問題として、また、輪郭強調回路内の非線形処理により生じる高調波成分の折り返しが信号成分の低域側に入りこみ、画質改善効果が低下してしまうという問題があつた。この問題点について図5を用いて説明する。 図5は、標本化周波数の2倍の周波数で標本化し信号処理しているイメージ図である。標本化周波数をFsとし、Fs/2付近を輪郭強調回路で強調すると、従来の構成の場合、Fs/2≦F<Fsの領域に有る信号成分、例えば、図5のFa=3Fs/5は、輪郭強調回路によりFa’のように強調されるが、輪郭強調回路内部の非線形処理により生じる高調波歪Fb=9Fs/5が発生する。標本化周波数の2倍の周波数である2Fsを基準として考えると、このFbの折り返し成分Fb’は、Fb’=Fs/5となって信号成分領域に入り込むため、画質劣化要因となつていた。本発明は、これらの欠点を除去し、カラーテレビジョンカメラ装置の高品位化をはかるため、付加される輪郭強調信号のモアレ成分や、輪郭強調処理で生じる折り返し成分が低周波領域に混入することを防止する輪郭強調回路を実現することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するため、複数の撮像素子を有するカラーテレビジョンカメラ装置において、輪郭強調回路の基準信号源を倍速処理で生成し、あらかじめ標本化周波数の1/2以上の信号成分を除去した上で輪郭強調信号を生成するものである。また、複数の撮像素子を有するカラーテレビジョンカメラ装置において、標本化周波数の2倍の周波数で基準信号源を生成する輪郭強調処理用の信号源生成部と、標本化周波数の1/2以上の信号成分を遮断するフィルタと、所望の周波数成分を強調する回路と、雑音成分除去、輪郭強調の過補正を防止する非線形処理部と、位相調整部と、遅延回路とを有し、上記フィルタによりあらかじめ標本化周波数の1/2以上の信号成分を除去することで輪郭強調回路内部の非緑形処理によって生じる高調波成分の影響を阻止する輪郭強調回路である。さらに、標本化周波数の1/2以上の信号成分を遮断するフィルタを標本化周波数の2倍速処理とし、該フィルタ出力以降は1倍速で処理するものである。その結果、高域のモアレ成分を強調せずに、信号の高調波成分の折り返しが低周波領域に入りこむことの無い輪郭強調回路を実現できる。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例を、図1を用いて詳細に説明する。 図1は、本発明の全体構成の1例を示すブロック図である。入力端1,2,3に入力したG信号、R信号、B信号は、信号源生成部4に入力し、空間画素ずらし等を考慮し、倍速処理した輪郭強調回路の基準信号を生成する。 この基準信号は、フィルタ5に入力し、標本化周波数成分以上の信号を遮断する。 このフィルタ出力をブースト回路6で所望の周波数成分を強調し、非線形処理部7では、クリスプニング処理し雑音成分を除去、必要な成分の利得調整、クリップ処理してオーバーフロー/アンダーフロー対策等を実施し、位相調整部8で、G信号、R信号、B信号の位相に合わせた輪郭強調信号を出力し、遅延回路9で遅延させた本線信号と加算し、出力端10,11,12にG信号、R信号、B信号として出力する。次に信号源生成部4の部分について図2を用いて詳細に説明する。 図2は、空間画素ずらしを想定したG信号、R信号、B信号と、信号源生成部4によって生成される輪郭強調回路の基準信号の1例である。 図2では、G信号が、R信号、B信号に対して1/2画素遅れているイメージを示している。また、基準信号は、R信号成分50%、G信号成分を50%で生成した1例を示している。 このようなG信号、R信号、B信号から、倍速処理することで、R1G0,R1G1,R2G1のように組み合わせて、実際に即した、輪郭強調回路の基準信号を生成する。 なお、画素のずらし方、G信号、R信号、B信号の混合比は他にもいくらでも考えられる。倍速処理で電力等が問題になる場合は、フィルタ5の出力で1/2に間引いて、以降の処理を等速処理とし、位相調整部8で、等価的に倍速処理する等で位相を合わせて本線信号に加算してやれば同等の効果が得られる。
【0006】次に、図1のフィルタ5の効果について、図3を用いて説明する。 図3は、標本化周波数の2倍の周波数で標本化し信号処理している図面である。 まず、非線形処理によって生じる高調波成分は、原信号の奇数倍のところに発生して、その次数が小さい程影響は大きい。カラーテレビジョンカメラ装置の場合は、映像信号は高解像度特性を実現するため、より高い周波数成分まで再現できるように進化している。 標本化周波数をFsとすると、Fs/2≦F<Fsを満足する周波数特性が要求されている。カラーテレビジョンカメラ装置では、Fs/2以上の成分を取り出すため、倍速処理等を実施している。ここで、このような信号成分を輪郭強調回路により、Fs/2付近を強調することを考える。 Fs/2≦Fa<Fsを満たす周波数成分Faとして、例えば、Fa=3Fs/5と仮定する。従来構成の輸郭強調回路では、非線形処理により生じる高調波成分は、前述したように奇数倍で次数の小さいもの、すなわち3倍を考えると、Fb=3×Fa=9Fs/5となる。従って、この場合の高調波成分は、Fb’=2Fs−9Fs/5=Fs/5のところに高調波成分が折り返してくることになる。 このようにして生じた信号成分を後段処理により除去するには、標本化周波数の4倍以上の標本化周波数での信号処理が必要となり、その高速処理は消費電力を考えても得策ではない。そこで、図1のフィルタ5でFs/2以上の周波数成分を事前に除去することによって輪郭強調回路内のFa成分は除去され、その高調波であるFbも生じず、その折り返し成分Fb’も生じないため、輪郭強調処理部分での非線形処理の影響を受けない輪郭強調回路を実現できる。
【0007】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高域のモアレ成分を強調せず、折り返し成分の低周波領域に入りこむことなく輪郭強調することが出来、高解像度、高品位なカラーテレビジョン装置を実現できる。




 

 


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