专利名称：图象信号轮廓校正装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电视接收机等利用的图象信号部分通过使其上升或下降加剧变化来更清晰地校正图象轮廓的轮廓校正装置，更详细地说，涉及根据图象信号的状态改变加剧变化方法而不损害原来图象特征的轮廓校正装置。
背景技术：
以往为了使图象的轮廓部分更鲜明，有各种使该图象对应的轮廓成分的上升或下降加剧变化的轮廓校正手法及轮廓校正装置已经实用化，
图17所示为作为这种以往轮廓校正装置的典型例子，是日本专利特公平7-57009号公报揭示的校正图象信号轮廓的轮廓校正装置。如图17所示，轮廓校正装置OEc包含延迟电路1、减法电路2、延迟电路3、最小值电路4、延迟电路5、减法电路6、延迟电路7、最小值电路8、延迟电路9及减法电路10。
延迟电路1与外部图象信号源(未图示)连接，使输入的图象信号a仅延迟第1规定时间P1，生成延迟输入图象信号b。减法电路2的正输入口与前述图象信号源连接，将图象信号a输入，负输入口与延迟电路1连接，将延迟输入图象信号b输入。然后，从图象信号a减去延迟输入图象信号b，生成1次微分信号c。
延迟电路3与减法电路2连接，将1次微分c输入。演唱电路3再使输入的1次微分信号c延迟第2规定时间P2，生成延迟1次微分信号d。
最小值电路4与减法电路2及延迟电路3连接，分别将1次微分信号c及延迟1次微分信号d输入。然后，最小值电路4取出输入的1次微分信号c及延迟一次微分信号d的最小值，生成最小值1次微分信号e。
延迟电路5及延迟电路7都与最小值电路4连接，将最小值1次微分信号e输入。然后，输入的最小值1次微分信号e利用延迟电路5，仅延迟第3规定时间P3，生成第1延迟最小值1次微分信号f。同样，最小1次微分信号e利用延迟电路7，仅延迟第4规定时间P4，生成第2延迟最小值1次微分信号h。
减法电路6的正输入口与最小值电路4连接，将最小值1次微分信号e输入，负输入口与延迟电路5连接，将第1延迟最小值一次微分信号f输入。减法电路6从输入的最小值一次微分信号e减去第1延迟最小值一次微分信号f，生成2次微分信号g。
最小值电路8与减法电路6及延迟电路7连接，分别将2次微分信号g及第2延迟最小值一次微分信号h输入。最小值电路8取出输入的2次微分信号g及第2延迟最小值1次微分信号h的最小值，生成校正信号I。
延迟电路9与上述图象信号源连接，将图象信号a输入。然后，延迟电路9使输入的图象信号a仅延迟第5规定时间P5，生成延迟输入图象信号j。
减法电路10的正输入口与延迟电路9连接，将延迟输入图象信号j输入，负输入口与最小值电路8连接，将校正信号I输入。减法电路10从输入的延迟输入图象信号j减去校正信号I，得到输出图象信号k。
下面参照图18，详细说明上述构成的轮廓校正装置OEc的图象信号轮廓校正作用。首先，用延迟器1使输入图象信号a延迟，得到延迟图象输入信号b。用减法胆略2从输入图象信号a减去该延迟图象输入信号b，得到1次微分信号c。接着，利用延迟器3使该一次微分信号c仅延迟与延迟器1相同的第1规定时间，得到延迟一次微分信号d。
然后，最小值电路4选择一次微分信号c与延迟一次微分信号d之觉得值的小的数值，作为最小值一次微分信号2输出。但是，若1次微分信号c与延迟1次微分信号d的符号不同，则输出0作为最小值1次微分信号e。该最小值1次微分信号e一定具有与输入图象信号a的轮廓部分的上升或下降时间相同的宽度。
然后，利用延迟器5及延迟电路7，分别使最小值一次微分信号e仅延迟第3规定时间P3及第4规定时间P4，得到第1延迟最小值1次微分信号f及第2延迟最小值一次微分信号h。另外，第4规定时间P4为第3规定时间P3的1/2(P4＝P3/2)。
接着，减法电路6从最小值1次微分信号e减去第1延迟最小值1次微分信号f，得到2次微分信号g。用最小值电路8选择2次微分信号g与第2延迟最小值一次微分信号h之绝对值的小的数值，得到校正信号I。但是，符号采用与2次微分信号g相同的符号。
接着，减法电路10从延迟输入图象信号j减去校正信号I，通过这样得到输出图象信号k。另外，延迟输入图象信号j是使图象信号a仅延迟上述运算处理所需的时间(第5规定时间P5)的信号。结果，疏忽图象信号K由于一定具有与输入图象信号a的轮廓部分的上升或下降时间相同的宽度，因此无下冲及超调，进行轮廓校正。
这样，在轮廓校正装置OEc中，最小值1次微分信号e与第2延迟最小值一次微分信号h取得同步，第4规定时间P4设定第3规定时间P3的一半，同时根据轮廓校正装置OEc适当设定第1规定时间P1、第2规定时间P2、第3规定时间P3、第4规定时间P4第5规定时间P5，能够得到集中在图象信号a的轮廓部分上升或下降期间内的校正信号I。然后，用该校正信号I减去图象信号a，通过这样能够得到无下冲及超调而且具有比输入信号加剧变化、宽度狭窄的轮廓的输出图象信号k。
图19所示为轮廓校正装置OEc中的图形信号a及输出图象信号k的理想关系的一个例子。在该图中，实线表示输入的图象信号a，点划线表示在轮廓校正装置OEc中进行了轮廓校正的输出图象信号K。在该例中，输出图象信号K的上升沿及下降沿的斜率比的图象信号a的各相应斜率要大。即输出图象信号K进行了校正，使得比图象信号a的轮廓更鲜明。这样，在轮廓校正装置OEc中，在图象信号a是以规定振幅以上有浓淡或强度变化即所谓轮廓信号的情况下，能够有效进行校正。
但是，图16所示的理想的一个例子仅限于图象信号a的轮廓部分斜率在规定值以上而且在规定期间以内的情况。在图象信号a的轮廓部分斜率在规定值以下(特别是斜率变化)而且达到规定期间以上的渐变信号的情况下，或者在图象信号a是按照规定规律的波形信号的情况下，在轮廓校正装置OEc中不能得到图19所示的理想结果。
下面参照图20及图21说明这样的情况。另外，从观看性来说，图20及图21所示为图19中用圆Ven包围的下降沿部分。另外，在这些附图中，也是实线表示图象信号a，点划线表示输出图象信号k。
首先，图20所示为图象信号a是以小的振幅单调增加或减少那样的渐变信号情况下的图象信号a与输出图象信号k的一个例子。在轮廓校正装置OEc中，对于以小的振幅单调增加或减少那样的渐变信号，与以规定振幅以上急剧变化的轮廓信号进行相同的轮廓校正因此，如该图中用圆Lp包围的部分那样，若作为渐变信号的图象信号a与周围相比以略大一点的振幅变化，则在轮廓校正装置OEc中，由于进行了轮廓矫正，因此输出图象信号k的斜率加剧变化。但是，本来单调变化的渐变信号进行这样的轮廓校正并不是理想的，这一点若设想渐变信号是人的肌肤那样的情况就很清楚了。
其次，图21例如是图象信号a具有一个由连续的增加部分及减少部分构成的尖顶Po的情况在输出图象信号K中，对于该P0则具有两个尖顶Pm及Pe。这样，在输出图象信号K中比图象信号a出现一个多余的尖顶Pm，很明显图象信号a的特征丧失了。
因此，本发明的目的在于提供解决了上述那样对于渐变信号或轮廓部分附近具有峰值的波形信号不能正确进行轮廓校正的轮廓校正装置OEc所固有的稳妥的轮廓校正装置，而且明确规定第1规定时间P1、第2规定时间P2、第3规定时间P3、第4规定时间P4及第5规定时间P5的最佳值。
发明内容
本发明为了达到上述目的，具有下述的特征。
本发明的第1方面的轮廓校正装置，以对应象素的单位期间来处理输入图象信号以强调该输入信号的轮廓成分，包括第1延迟器，使所述输入图象信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟输入图象信号，第1减法器，从所述输入图象信号减去所述第1延迟输入图象信号，生成第1的一次微分信号，第2延迟器，使所述第1的一次微分信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟一次微分信号，最小绝对值运算器，选择所述第1的一次微分信号与所述2T延迟一次微分信号内的小的数值并生成最小值一次微分信号，第3延迟器，使所述最小值一次微分信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟最小值1次微分信号，第2减法器，从所述最小值一次微分信号Se减去所述第1延迟最小值一次微分信号，生成2次微分信号，第4延迟器，使所述最小值一次微分信号仅延迟所述单位期间，生成1T延迟最小值1次微分信号，第2最小值器，选择所述2次微分信号与所述一T延迟最小值一次微分信号的小的数值并生成第1校正信号，运算器，将所述第1校正信号与所述2T延迟一次微分信号根据规定的函数进行运算，生成第2校正信号，第5延迟器，使所述输入图象信号仅延迟所述单位期间的3倍，生成3T延迟输入图象信号，以及第3减法器，从所述3T延迟输入图象信号减去所述第2校正信号，生成进行了轮廓校正的图象信号。
如上所述，在本发明的第1方面中，通过使单调增加或减少部分的信号波形加剧变化，能够校正图象信号的轮廓，还能够根据图象信号的斜率自适应地使校正值改变，不丧失原来图象特征而进行轮廓校正。
本发明的第2方面的轮廓校正装置，以对应于象素的单位期间来处理输入图象信号以强调该输入信号的轮廓成分，包括第1延迟器，使所述输入图象信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟输入图象信号，第1减法器，从所述输入图象信号减去所述第1延迟输入图象信号，生成第1的一次微分信号，第2延迟器，使所述第1的1次微分信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟1次微分信号，最小绝对值运算器，选择所述第1的一次微分信号与所述2T延迟一次微分信号内的小的数值并生成最小值一次微分信号，第4延迟器，使所述最小值一次微分信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟最小值一次微分信号，第2减法器，从所述最小值一次微分信号Se减去所述第1延迟最小值一次微分信号，生成2次微分信号，第5延迟器，使所述最小值一次微分信号仅延迟所述单位期间，生成1T延迟最小值一次微分信号，第6延迟器，使所述输入图象信号仅延迟所述单位期间，生成1T延迟输入图象信号，第3减法器，从所述输入图象信号减去所述1T延迟输入图象信号，生成第2的一次微分信号，第7延迟器，使所述第2的一次微分信号仅延迟所述单位期间的3倍，生成3T延迟输入图象信号，第2最小值器，选择所述2次微分信号与1T延迟最小值得1次微分信号与所述第2延迟1次微分信号内的最小数值并生成第1校正信号，以及第4减法器，从所述3T延迟输入图象信号减去所述第1校正信号，生成进行了轮廓校正的图象信号。
如上所述，在本发明的第2方面中，通过使单调增加或减少部分的信号波形加剧变化，能够校正图象信号的轮廓，能够抑制相对于原来图象特征产生较大的变形，同时不丧失原来图象特征而记性轮廓校正。
本发明的第3方面的轮廓校正装置，是在本发明的第2方面中，还包括第8延迟器，使所述第2的一次微分信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟一次微分信号，所述第2最小值器选择所述2次微分信号、1T延迟最小值一次微分信号、所述第2延迟一次微分信号及所述2T延迟一次微分信号内的最小的数值，并生成所述第1校正信号。
如上所述，在本发明的第3方面中，具有与第2方面相同的效果。
本发明的第4方面的轮廓校正装置，是在本发明的第2方面或第3方面中，还包括运算器，将所述第1校正信号与所述2T延迟一次微分信号根据规定的函数进行运算，生成第2校正信号，所述第4减法器具有从所述3T延迟输入图象信号减去所述第2校正信号后生成进行了轮廓校正的图象信号的第3减法器。
如上所述，在本发明的第4方面中，通过使单调增加或单调减少部分的信号波形加剧变化，能够校正图象信号的轮廓，还能够根据图象信号的斜率自适应地使校正值改变，能够抑制相对于原来图象产生较大的变形，同时不丧失原来图象特征而进行轮廓校正。
本发明的第5方面的轮廓校正装置，是在本发明的第1方面或第4方面中，所述运算器按照所述输入图象信号的灰度并根据预定的函数进行预算。
附图简单说明图1所示为本发明第1实施形态有关的轮廓校正装置的构成方框图。
图2所示为图1所示的轮廓校正装置中处理的各种信号值。
图3为通过对比表示图1所示的轮廓校正装置中的输入图象信号与输出图象信号。
图4所示为图1所示的轮廓校正装置中在使自适应校正功能为无效的状态下处理的信号值。
图5为通过对比表示图4所示状态的轮廓校正装置中的输入图象信号与输出图象信号。
图6所示为本发明第2实施形态有关的轮廓校正装置的构成方框图。
图7所示为图6所示的轮廓校正装置中处理的各种信号值。
图8为通过对比表示图6所示的轮廓校正装置中的输入图象信号与输出图象信号。
图9所示为图6所示的轮廓校正装置中在除去变形抑制功能的状态下处理的信号值。
图10为通过对比表示图9所示状态的轮廓校正装置中的输入图象信号与输出图象信号。
图11所示为图6所示的轮廓校正装置中对具有不连续部分的输入图象信号进行处理的有关的信号值。
图12为通过对比表示图11所示状态的轮廓校正装置中的输入图象信号与输出图象信号。
图13所示为本发明第3实施形态有关的轮廓校正装置的构成方框图。
图14所示为图13所示的轮廓校正装置中处理的各种信号值。
图15为通过对比表示图13所示的轮廓校正装置中的输入图象信号与输出图象信号。
图16所示为本发明第4实施形态有关的轮廓校正装置的构成方框图。
图17所示为以往的轮廓校正装置的构成方框图。
图18为图17所示的轮廓校正装置中处理的各种信号的波形图。
图19为表示利用图18所示的轮廓校正装置对具有规定值以上浓度斜率的轮廓部分的图象信号进行轮廓校正的结果的说明图。
图20为表示利用图18所示的轮廓校正装置对具有固定值以下浓度斜率的渐变部分的图象信号进行轮廓校正的结果的说明图。
图21为表示利用图18所示的轮廓校正装置对轮廓部分附近具有峰值的图象信号进行轮廓校正的结果的说明图。
实施发明的最佳形态为了更详细叙述本发明，下面根据附图对它进行说明。
(第1实施形态)在参照附图具体进行说明之前，首先说明本实施形态有关的轮廓校正装置的基本概念。本实施形态有关的轮廓校正装置OEp1是用来解决参照图20说明的轮廓校正装置OEc中的对渐变信号进行轮廓校正的问题。
如上所述，在轮廓校正装置OEc中，由于使输入的图象信号a仅延迟第5固定时间P5后生成延迟输入图象信号j，从该延迟输入图象信号j减去校正信号I后，生成输出图象信号，因此在图象信号a为灰度在整体上缓慢变化的渐变信号的情况下，比周围的灰度差大的部分显现过度的轮廓校正(加剧变化)，本来没有轮廓的部分产生轮廓。为了防止这种情况，在实施形态中，不是根据灰度差，而是对应于灰度变化的程度调整轮廓校正量。
下面参照图1说明本发明第1实施形态有关的轮廓校正装置。如该图所示，轮廓校正装置OEp1包含2T延迟器101、减法器102、2T延迟器103、最小绝对值运算器104、2T延迟器105、减法器106、1T延迟器107、最小绝对值选择器108、3T延迟器109、减法器110、2T延迟器111及运算器112。
2T延迟器101与外部图象信号源(未图示)连接，使输入的模拟或数字输入图象信号Sa仅延迟2T期间，生成2T延迟输入图象信号Sb。另外，所谓该2T期间中的T期间是指与输入图象信号Sa显现的1个象素对应的期间GP的N倍(N为自然数)。即可以表示为T＝N·GP。这样，所谓T期间是与任意数N的象素对应的期间。即所谓2T期间是输入图象信号Sa的2N个象素期间。而且，最好是根据输入图象信号Sa的频率决定最佳的N值。但是，在本说明书中，为了说明的简便起见，若没有特别说明，则以N＝1的情况作为代表例子进行说明。
减法器102的正输入口与所述图象信号源连接，将输入图象信号Sa输入，负输入口与2T延迟器101连接，将2T延迟输入图象信号Sb输入。然后，从输入图象信号Sa减去2T延迟输入图象信号Sb，生成第1的一次微分信号Sc。
2T延迟器103与减法器102连接，将第1的一次微分信号Sc输入。2T延迟器103再使输入的第1的一次微分信号Sc仅延迟2T期间，生成2T延迟一次微分信号Sd。
最小绝对值运算器104与减法器102及2T延迟器103连接，分别将第1的一次微分信号Sc及2T延迟一次微分信号Sd输入。然后，最小绝对值运算器104取出的第1的一次微分信号Sc与2T延迟1次微分信号Sd的最小值，生成最小值1次微分信号Se。
2T延迟器105及1T延迟器107都与最小绝对值运算器104连接，将最小值1次微分信号Se输入。然后，输入的最小值1次微分信号Se利用2T延迟器105，仅延迟2T期间，生成2T延迟最小值1次微分信号Sf。同样，最小值1次微分信号Se利用1T延迟器107，仅延迟1T期间(1个象素期间)，生成1T延迟最小值一次微分信号Sh。
减法器106的正输入口与最小绝对值运算器104连接，将最小值1次微分信号Se输入，负输入口与2T延迟器105连接，2T延迟最小值1次微分信号Sf输入。减法器106从输入的最小值一次微分信号Se减去2T延迟最小值1次微分信号Sf，生成2次微分信号Sg。
最小绝对值选择器108与减法器106及1T延迟器107连接，分别将2次微分信号Sg及1T延迟最小值1次微分信号Sh输入。最小绝对值选择器108取出输入的2次微分信号Sg及1T延迟最小值1次微分信号Sh的最小值，生成第1校正信号Si1。
3T延迟器109与上述图象信号源连接，将输入图象信号Sa输入。然后，3T延迟器109使输入的2次微分信号Sg仅延迟3T期间，生成3T延迟输入图象信号Sj。
2T延迟器111与减法器102连接，将第1的一次微分信号Sc输入。然后，2T延迟器111使第1的一次微分信号Sc仅延迟2T期间，生成第2延迟1次微分信号Sm。另外，2T延迟一次微分信号Sd与第2延迟1次微分信号Sm是等效的。因此，也可以去掉2T延迟器111，将第1延迟一次微分信号Sd代替第2延迟1次微分信号Sm输入至运算器112。
运算器112与最小绝对值选择器108及2T延迟器111连接，分别将第1校正信号Si1、第2延迟1次微分信号Sm及灰度信息Li输入。运算器112对第1校正信号Si1及第2延迟1次微分信号Sm进行单值的固定运算，生成第2校正信号Ss，是第1校正信号Si1的调整器。即该运算器112及2T延迟器111实现了是本实施形态的基本概念即不是根据灰度而是根据灰度变化的程度自适应地调整轮廓校正量的自适应校正功能。
运算器112还与外部设置的图象信号灰度指示器(未图示)连接，将表示输入图象信号Sa的灰度的灰度信息Li输入。然后，根据灰度信息Li改变第1校正信息Si1与第2延迟一次微分信号Sm的运算内容，通过这样生成调整了的第2校正信号Ss。
减法电路10的正输入口与3T延迟器109连接，将3T延迟输入图象信号Sj输入，负输入口与运算器112连接，将第2校正信号Ss输入。减法电路10从输入的3T延迟输入图象信号Sj减去第2校正信号Ss，得到第1输出图象信号Sk1、这样，利用减法器110从3T延迟输入图象信号Sj减去第2校正信号Ss，通过这样生成输入图象信号Sa的轮廓进行了校正的第1输出图象信号Sx1。这意味着运算器112具有以第2延迟一次微分信号Sm及灰度信号Li即所谓二元项来调整第1输出图象信号Sk1的轮廓状态的功能。
下面详细说明上述构成的轮廓校正装置Oep1的作用。用延迟器1使输入图象信号Sa延迟，得到延迟2T期间(2个象素期间)的输入图象信号Sa即2T延迟输入图象信号Sb。利用减法器102从输入图象信号Sa减去该2T延迟输入图象信号Sb，得到第1的一次微分信号Sc。
接着，利用2T延迟器103得到使该第1的一次微分信号Sc延迟2T期间的2T延迟1次微分信号Sd，然后用最小绝对值运算器104选择第1的一次微分信号Sc与2T延迟一次微分信号Sd之绝对值的小的数值，得到最小值一次微分信号Se。但是，若第1的一次微分信号Sc与2T延迟1次微分信号Sd的符号不同，则输出0。另外，符号采用第1的一次微分信号S的符号。这样得到的最小值1次微分信号Se移动集中在输入图象信号Sa的轮廓部分的上升或下降期间内。
接着，利用2T延迟器105及1T延迟器107，得到使该最小值1次微分信号Se分别延迟2T期间及1T期间的2T延迟最小值1次微分信号Sf及1T延迟最小值1次微分信号Sh。
接着，用减法器106从最小值1次微分信号Se减去2T延迟最小值1次微分信号Sf，得到2次微分信号Sg。用最小绝对值选择器108选择2次微分信号Sg与1T延迟最小值1次微分信号Sh之绝对值的小的数值，得到第1校正信号Si1。但是，符号采用与2次微分信号Sg相同的符号。
2T延迟器111使第1的一次微分信号Sc延迟2T期间，得到第2延迟1次微分信号Sm。该第2延迟一次为分信号Sm比输入图象信号Sa仅延迟3T期间。
如上所述，第1校正信号Si1利用运算器112，根据第2延迟1次微分信号Sm及灰度信息Li进行规定运算，生成第2校正信号Ss。
即这意味着，在本实施形态中，第1校正信号Si1、第2校正信号Ss、第2延迟一次微分信号Sm及灰度信息Li之间，最好下式(1)～(9)所示的关系成立。
Ss＝f(Si1、Sm、Li)……(1)Ss＝f(Si1、Li)×f(Sm、Li) ……(2)根据上式，作为输入图象信号Sa为256级灰度(Li＝256)时的理想的一个例子，第2校正信号Ss表现为2折线段。即第2校正信号Ss根据第2延迟一次微分信号Sm的值，采用下式(3)及(4)规定的值Ss＝Si1×Sm/16(Sm≤16)……(3)Ss＝Si1(Sm＞16) ……(4)上式(3)及(4)所示为第2延迟一次微分信号Sm的值将16作为阈值的例子，但根据所希望的轮廓校正结果，也可以设定为32或24这样的16以外的适当的值。
另外，如用下式(5)、(6)及(7)规定那样，第2校正信号Ss也可以设定为用3折线段表示。
Ss＝Si1×Sm/32(Sm≤16) ……(5)Ss＝Si1/2+si1×(Sm-16)/64(Sm＞16、Sm≤48)……(6)Ss＝Si1(Sm＞48) ……(7)另外，上式(1)～(7)所示例子的相对于灰度信息Li的值适当规定的函数或阈值作为表格存储在运算112中。然后，根据输入至运算器112的灰度信息Li，参照存储在内部的表格，进行规定的运算，通过这样用第2延迟一次微分信号Sm调整第1校正信号Si1，生成第2校正信号Ss。
另外，作为灰度信息Li的不同数值的例子，在输入图象信号Sa为1024级灰度时，可得到下式(8)及(9)。
Ss＝Si1×Sm/64(Sm≤64)……(8)Ss＝Si1(Sm＞64) ……(9)然后，该Ss作为第2校正信号Ss，输出给减法器110。
接着，利用减法器110，从延迟了3T期间的输入图象信号Sa即3T延迟输入图象信号Sj减去该第2校正信号Ss，得到第1输出图象信号Sk1。该第1输出图象信号Sk1在像渐变信号那样的平稳单调增加或单调减少的图象信号的情况下，如上式(2)所示，利用一次微分值(Sm)的函数决定增益，通过这样第1输出图象信号Sk1变小，不丧失原来的输入图象信号Sa的特征。另外，关于加剧变化的轮廓部分，与以往例子的轮廓校正装置OEc的输出图象信号K相同，由于第1输出图象部分的上升或下降期间内，因此进行轮廓校正而无下冲及超调。
另外，对于上述灰度信息Li的值的函数式(1)～(9)及阈值是一个例子，但可以根据输入图象信号Sa的特性及显示校正后的第1输出图形信号Sk1的显示器的特性，通过实验等进行各种适当的设定，以便得到最佳的轮廓校正结果。
下面参照图2、图3、图4及图5，以对输入图象信号Sa进行数字取样的信号为例，具体说明利用本实施形态有关的轮廓校正装置Oep1进行的轮廓校正处理。图2及图3表示利用本实施形态有关的轮廓校正装置Oep1处理的信号值及信号波形，图4及图5所示的信号值及信号波形，是从轮廓校正装置Oep1去掉提供自适应校正功能的2T延迟器111及运算器112，将用减法器110从3T延迟输入图象信号Sj减去第1校正信号Si1的Sj-si作为第1输出图象信号Sk1n输出时的信号值及信号波形。
在图2中，最左边一栏所示的符号Sa、Sb、Sc、Sd、Se、Sf、Sg、Sh、Si、Sm、Ss、Sj及Sk1分别表示在轮廓校正装置Oep1的各部分观察的上述输入图象信号Sa、2T延迟输入图象信号Sb、第1的一次微分信号Sc、2T延迟一次微分信号Sd、最小值一次微分信号Se、2T延迟最小值一次微分信号Sf、2次微分信号Sg、1T延迟最小值一次微分信号Sh、第1校正信号Si1、第2延迟一次微分信号Sm、第2校正信号Ss、3T延迟输入图象信号Sj及第1输出图象信号Sk1。另外，最上行是用期间T的倍数表示输入图象信号Sa输入轮廓校正装置Oep1之后经过的时间。将用期间T的倍数表示的各时间分别称为时刻n×T(n为自然数)。另外，上述信号的包含符号的各分别表示对应信号的各时刻的值。
另外，图3是以时间轴(横轴)及灰度轴(纵轴)用图形表示图2所示的输入图象信号Sa及第1输出图象信号Sk1的变化。
在图4中也与图2相同，但是去掉第2延迟一次微分信号Sm及第2校正信号Ss，同时表示第1输出图象信号Sk1n的信号值以代替第1输出图象信号Sk1。另外，在图5中用图形表示图4所示的输入图象信号Sa及第1输出图象信号Sk1n的变化。
试将图3与图5进行比较可知，在图5中，斜率的振幅不是一定的，而在图3中，斜率的振幅抑制为近似一定。这就是表示对于以小的振幅单调增加或减少的那样的渐变信号，抑制对其进行校正，保持了原来图象信号的特征。通过这样本发明有关的2T延迟器111及运算器112构成的根据灰度变化程度的自适应校正功能的效果是明显的。
(第2实施形态)在参照附图具体进行说明之前，首先说明本实施形态有关的轮廓校正装置的基本概念。本实施形态有关的轮廓校正装置OEc中对轮廓部分附近具有峰值的波形信号不能正确进行轮廓校正的轮廓校正装置OEc所固有的问题。
如图6所示，本实施形态有关的轮廓校正装置Oep2是这样构成的，是在图1所示的轮廓校正装置Oep1中，将最小绝对值选择器108a换成最小绝对值选择器108b，去掉2T延迟器111及运算器12，另外新增加1T延迟器113、减法器114及3T延迟电路115。另外，这些新设置的1T延迟器113、减法器114及3T延迟电路115在轮廓校正装置中附加变形抑制功能，该功能抑制输入图象信号Sa的波形产生变形那样的轮廓校正处理。
即由图象信号源输入图象信号Sa利用减法器102、2T延迟器103、最小绝对值运算器104、2T延迟器105、减法器106及1T延迟器107，接受与轮廓校正装置Oep1中相同的处理，由减法器106及1T延迟器107分别将2次微分信号Sg及1T延迟最小值1次微分信号Sh输出给最小绝对值选择器108b。
轮廓校正装置Oep2中新设置的1T延迟器113与图象信号源连接，将输入图象信号Sa输入。然后，1T延迟器113使输入图象信号Sa仅延迟1T期间，生成1T延迟输入图象信号Sn。
减法器114与减法器102相同，正输入口与前述图象信号源连接，将输入图象信号Sa输入，负输入口与1T延迟器113连接，将1T延迟输入图象信号Sn输入。然后，减法器114从输入图象信号Sa减去1T延迟输入图象信号Sn，生成第2的一次微分信号Sp。3T延迟电路115与减法器114连接，将第2的一次微分信号Sp输入。3T延迟电路115使第2的一次微分信号Sp仅延迟3T期间，生成第2延迟一次微分信号Sq，输出给最小值选择器108b。
最小绝对值选择器108b取出由减法器106输入的2次微分信号Sg、由1T延迟器107输入的1T延迟最小值1次微分信号Sh及由3T延迟电路115输入的第2延迟1次微分信号Sg的最小值，生成第1校正信号si2。另外，第1实施形态有关的最小绝对值选择器108a是取出2个输入信号(2次微分信号Sg与1T延迟最小值1次微分信号Sh)内的最小值，但不同的是，最小绝对值选择器108b是取出3个输入信号(2次微分信号Sg、1T延迟最小值一次微分信号Sh与第2延迟1次延迟最小值1次微分信号Sh与第2延迟一次微分信号Sg)的最小值。当然，由最小绝对值选择器108a输出的第1校正信号Si1与由最小绝对值选择器108b输出的第1校正信号Si2所能得到的值不同。
下面详细说明如上所述构成的轮廓校正装置Oep2的轮廓校正作用。另外，由于由2T延迟器101至最小绝对值选择器108b的作用与引进说明的轮廓校正装置Oep1的作用相同，因此省略其说明。
1T延迟器113使输入图象信号Sa延迟1T期间，得到1T延迟输入图象信号Sn。用减法器114以输入图象信号Sa减去1T延迟输入图象信号Sn，得到第2的一次微分信号Sp。3T延迟电路115得到使第2的一次微分信号Sp。3T延迟电路115得到使第2的一次微分信号Sp延迟3T期间的第2延迟1次微分信号Sg。用最小绝对值选择器108选择2次微分信号Sg、1T延迟最小值一次微分信号Sh与第2延迟一次微分信号Sg之绝对值的小的数值，得到第1校正信号Si2。但是，符号采用与2次微分信号Sg相同的符号。
接着，利用减法趋110从仅延迟了3T期间的输入图象信号Sa即3T延迟输入图象信号Sj减去第1校正信号Si2，通过这样得到第1校正信号Si2。与上述轮廓校正装置OEc中的输出图象信号K及轮廓校正装置Oep1中的第1输出图象信号Sk1相同，由于第1校正信号Si2一定集中在输入图象信号Sa(a)的轮廓部分的上升或下降期间内，因此进行轮廓校正而无下冲及超调。再有，对于某种图象信号的图形，解决了相对于输入图象信号的特征(增加及减少的图形)而输出图象信号具有不同特征的问题。
下面参照图7、图8、图9、图10、图11及图12，以对输入图象信号Sa进行数字样的信号为例，具体说明利用本实施形态有关的轮廓校正装置Oep2进行的轮廓校正处理。
图7及图8所示为利用本实施形态有关的轮廓校正装置Oep2处理的信号值及信号波形，图9及图10所示为从轮廓校正装置Oep2去掉1T延迟器114及3T延迟电路115情况下的处理。在这种情况下，由于对最小绝对选择器108b不输入第2延迟1次微分信号Sg，因此从最小绝对值选择器108b将第1校正信号Si1代替第1校正信号Si2输出给减法器110。结果，用减法器110从延迟了3T期间的输入图象信号Sa即3T延迟输入图象信号Sj减去第1校正信号Si1，生成第1校正信号Si2n。然后，在图9及图10中表示这时的信号值及信号波形。
试将图8与图10进行比较可知，在图10中，第1校正信号Si2n的增加及减少的尖顶变成2个，而在图8中的第1校正信号Si2的增加及减少的尖顶与输入图象信号Sa相同，抑制为一个。这样就表示，在本实施形态中，解决了丧失输入图象信号Sa的特征的问题。这样，1T延迟器113。减法器114及3T延迟电路115提供的抑制使输入图象信号Sa的波形变形的轮廓校正的变形抑制功能的效果是明显的。
下面参照图11及图12说明在本实施形态有关的轮廓校正装置Oep2中还没有解决的问题。
图11所示为与图7相同的轮廓校正装置Oep2的各信号的值。但是，在图11及图12中，在输入时刻T11显著看出来的那样灰度不连续的输入图象信号Sa时，如图12所示，本来只有一个在时刻11出现的增加及减少的尖顶，而在第1输出图象信号Sk2，在时刻T12及T14产生2个尖顶。为了解决该问题，下面提出本发明第3实施形态有关的轮廓校正装置的方案。
(第3实施形态)下面参照图13说明本发明第3实施形态有关的轮廓校正装置。本实施形态有关的轮廓校正装置Oep3是在图6所示的轮廓校正装置Oep2中新设置与3T延迟器115平行的2T延迟器116。然后，将最小绝对值选择器108b换成最小绝对值选择器108c。
即2T延迟器116与减法器114连接，将第2的1次微分信号Sp输入。然后，2T延迟器116使第2的一次微分信号Sp仅延迟2T期间，生成2T延迟一次微分信号Sr，输出给最小绝对值选择器108c。结果，对最小绝对值选择器108c输入1T延迟最小值1次微分信号Sh、第2延迟1次微分信号Sg及2T延迟一次微分信号Sr的3个信号，选择该3个信号内的最小值，生成第1校正信号Si3，输出给减法器110。
另外，第2实施形态有关的最小绝对值选择器108b是取出3个输入信号(2次微分信号Sg、1T延迟最小值一次微分信号Sh及第2延迟一次微分信号Sq)内的最小值，但不同的是，最小绝对值选择器108c是取出4个输入信号(2次微分信号Sg、1T延迟最小值1次微分信号Sh、第2延迟1次微分信号Sq及2T延迟1次微分信号Sr)的最小值。当然，由最小绝对值选择器108c输出的第1校正信号Si3与由最小绝对值选择器108b输出的第1校正信号Si2所能得到的值得不同。
下面详细说明如上所述构成的轮廓校正装置Oep3的轮廓校正作用。另外，除了如上所述利用2T延迟器116生成2T延迟一次微分信号Sr、利用最小绝对值选择108c生成第1校正信号Si3、以及利用减法器110从3T延迟输入图象信号Sj减去第1校正信号Si3而生成第1输出图象信号SK3以外，与利用轮廓校正装置Oep2的作用相同。
用延迟器116得到使第2的一次微分信号Sp仅延迟2T期间的2T延迟一次微分信号Sr。最小绝对值选择器108选择2次微分信号Sg、1T延迟最小值一次微分信号Sh、第2延迟一次微分信号Sq及2T延迟1次微分信号Sr之绝对值的小的数值，得到第1校正信号Si3。但是，第1校正信号Si3的符号采用与2次微分信号Sg相同的符号。
然后，利用减法器110从仅延迟了3T期间的输入图象信号Sa即3T延迟输入图象信号Sj减取第1校正信号Si3，得到第1输出图象信号Sk3。由于第1输出图象信号Sk3一定集中在输入图象信号Sa的轮廓部分的上升或下降期间内，因此进行轮廓校正而无下冲及超调。
再有，对于输入图象信号Sa的图形，解决了了相对于输入图象信号的特征(增加及减少的图形)而输出图象信号具有不同特征的问题。除了第2延迟一次微分信号Sg，再增加2T延迟一次微分信号Sr，通过这样进一步能够对图象信号的图形保持输入图象信号的特征。
下面参照图14及图15，说明对进行了数字采样的输入图象信号Sa进行本实施形态有关的轮廓校正处理时的结果。试将图15与上述的图12进行比较，则在图12中，输出图象信号Sk的增加及减少的尖顶变成2个，而在图7中的输出图象信号Sk的增加及减少的尖顶与输入图象信号Sa相同，抑制为一个。这表示，在本实施形态中，还解决了丧失图象信号特征的问题。
(第4实施形态)下面参照图16说明本发明第4实施形态有关的轮廓校正装置。本实施形态有关的轮廓校正装置Oep4是图1所示的轮廓校正装置Oep1与图13所示的轮廓校正装置Oep3的组合而构成的。即轮廓校正装置Oep4是对轮廓校正装置Oep3增加轮廓校正装置OEp1的2T延迟器111及运算器112。结果，同时具有轮廓校正装置Oep1及轮廓校正装置Oep3这两者的特征。
如上所述，在本发明第1实施形态中，通过使单调增加或单调减少部分的信号波形加剧变化，来校正图象信号的轮廓，再根据图象信号的斜率自适应地使校正值变化，能够不丧失原来图象的特征而进行轮廓校正。
另外，在第2及第3实施形态中，通过使单调增加或单调减少部分的信号波形加剧变化，来校正图象信号的轮廓，能够抑制相对于原来图象特征产生较大的变形，同时不丧失原来图象特征而进行轮廓校正。
再有，在第4实施形态中，通过使单调增加或单调减少部分的信号波形加剧变化，来校正图象信号的轮廓，再根据图象信号的斜率自适应地使校正值变化，能够抑制相对于原来图象特征产生较大的变形，同时不丧失原来图象特征而进行轮廓校正。
工业上的实用性如上所述，本发明能够全面用于根据模拟及数字图象信号重放图象的图象显示装置。
权利要求
1.一种轮廓校正装置，以对应象素的单位期间来处理输入图象信号以强调该输入信号的轮廓成分，其特征在于，包括第1延迟器，使所述输入图象信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟输入图象信号，第1减法器，从所述输入图象信号减去所述第1延迟输入图象信号，生成第1的一次微分信号，第2延迟器，使所述第1的一次微分信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟一次微分信号，最小绝对值运算器，选择所述第1的一次微分信号与所述2T延迟一次微分信号内的小的数值并生成最小值一次微分信号，第3延迟器，使所述最小值一次微分信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟最小值1次微分信号，第2减法器，从所述最小值一次微分信号Se减去所述第1延迟最小值一次微分信号，生成2次微分信号，第4延迟器，使所述最小值一次微分信号仅延迟所述单位期间，生成1T延迟最小值1次微分信号，第2最小值器，选择所述2次微分信号与所述一T延迟最小值一次微分信号的小的数值并生成第1校正信号，运算器，将所述第1校正信号与所述2T延迟一次微分信号根据规定的函数进行运算，生成第2校正信号，第5延迟器，使所述输入图象信号仅延迟所述单位期间的3倍，生成3T延迟输入图象信号，以及第3减法器，从所述3T延迟输入图象信号减去所述第2校正信号，生成进行了轮廓校正的图象信号。
2.一种轮廓校正装置，以对应于象素的单位期间来处理输入图象信号以强调该输入信号的轮廓成分，其特征在于，包括第1延迟器，使所述输入图象信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟输入图象信号，第1减法器，从所述输入图象信号减去所述第1延迟输入图象信号，生成第1的一次微分信号，第2延迟器，使所述第1的1次微分信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟1次微分信号，最小绝对值运算器，选择所述第1的一次微分信号与所述2T延迟一次微分信号内的小的数值并生成最小值一次微分信号，第4延迟器，使所述最小值一次微分信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟最小值一次微分信号，第2减法器，从所述最小值一次微分信号Se减去所述第1延迟最小值一次微分信号，生成2次微分信号，第5延迟器，使所述最小值一次微分信号仅延迟所述单位期间，生成1T延迟最小值一次微分信号，第6延迟器，使所述输入图象信号仅延迟所述单位期间，生成1T延迟输入图象信号，第3减法器，从所述输入图象信号减去所述1T延迟输入图象信号，生成第2的一次微分信号，第7延迟器，使所述第2的一次微分信号仅延迟所述单位期间的3倍，生成3T延迟输入图象信号，第2最小值器，选择所述2次微分信号与1T延迟最小值得1次微分信号与所述第2延迟1次微分信号内的最小数值并生成第1校正信号，以及第4减法器，从所述3T延迟输入图象信号减去所述第1校正信号，生成进行了轮廓校正的图象信号。
3.如权利要求2所述的轮廓校正装置，其特征在于，还包括第8延迟器，使所述第2的一次微分信号仅延迟所述单位期间的2倍，生成2T延迟一次微分信号，所述第2最小值器选择所述2次微分信号、1T延迟最小值一次微分信号、所述第2延迟一次微分信号及所述2T延迟一次微分信号内的最小的数值，并生成所述第1校正信号。
4.如权利要求2或3所述的轮廓校正装置，其特征在于，还包括运算器，将所述第1校正信号与所述2T延迟一次微分信号根据规定的函数进行运算，生成第2校正信号，所述第4减法器具有从所述3T延迟输入图象信号减去所述第2校正信号后生成进行了轮廓校正的图象信号的第3减法器。
5.如权利要求1或4所述的轮廓校正装置，其特征在于，所述运算器按照所述输入图象信号的灰度并根据预定的函数进行预算。
全文摘要
本发明目的在于提供防止发生重复那样的噪声及丧失渐变部分的灰度性能的灰度校正器，该灰度校正器根据图象信号的斜率自适应地控制校正值，检测重复那样的噪声发生，抑制噪声发生，使大振幅的边沿加剧变化、图象质量无恶化，从而改善图象信号的空间频率。
文档编号H04N5/208GK1462542SQ02801602
公开日2003年12月17日 申请日期2002年5月9日 优先权日2001年5月11日
发明者石川雄一, 榛葉充明 申请人:松下电器产业株式会社