专利名称：画像信号处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及强调画像信号的特定频率成份，并对再生画像的轮廓予以修正的画像信号处理装置。
图11为形成开口信号的开口信号产生电路的概略的方块结构图。所输入的信号，是通过带通滤波器(Bandpass Filter)2而将特定带域(例如1.5MHz附近)的频率成份抽出。在此抽出处理中易于产生噪声脉冲。为去除此噪声，而设置核心(Coring)电路4。核心电路4，是仅使振幅超出预定阈值(threshold value)的脉冲通过，而将该阈值以下的脉冲则作为噪声去除。通过核心电路4的脉冲，是由增益电路6乘上预定的增益。在此，二次微分波形，即形成对应亮度信号的点亮、点灭的急遽程度的振幅。亦即，如原画像的边缘非常清晰，则轮廓强调的程度亦随之增强。但过于增强的轮廓强调将使画像不自然。为防止此不自然，而设有截波电路(Clipping Circuit)8。截波电路8，当以增益电路6进行增益调整的二次微分波形的振幅，超过所设定的上限、下限时，则将该波形在上限、下限截割。
此外，针对亮度信号，除进行上述轮廓修正外，并施加依照预定转换表的非线形转换处理，以强调低亮度部份，且进行所谓抑制高亮度部份的伽玛(Gamma)修正。以下，即说明进行轮廓修正以及伽玛修正两方的亮度信号的现有形成方式。
图12，是有关现有的产生亮度信号的第1方式的信号处理电路的简略方块图。由摄像装置等输出的影像信号，其与亮度信号以及颜色信号是多重频率，Y-LPF20是由此影像信号取出亮度信号成份的低域通过滤波器。影像信号，是与Y-LPF20及开口信号产生电路22串行输出。然后，在加算合成电路24中，再加算Y-LPF20输出的亮度信号与开口信号产生电路22所产生的开口信号。加算合成电路24的输出信号，是由伽玛修正电路26进行非线形转换，且形成并输出施加轮廓修正及伽玛修正的亮度信号。
图13是有关现有的形成亮度信号的第2方式的信号处理电路的简略方块图。以此方式，开口信号产生电路22将根据由Y-LPF20所抽出的亮度信号而形成开口信号，此即由加算合成电路24加算成为Y-LPF20的输出。然后，加算合成电路24的输出信号，是由伽玛修正电路26进行非线形转换，并形成而输出施加轮廓修正及伽玛修正的亮度信号。
图14是有关现有的产生亮度信号的第3方式的信号处理电路的简略方块图。影像信号是与Y-LPF20及开口信号产生电路22串行输出。由Y-LPF20所抽出的亮度信号即输入至伽玛修正电路26。然后，经伽玛修正的亮度信号与开口信号产生电路22所形成的开口信号，由加算合成电路24加算。此加算结果的信号，输出成施加开口补偿及伽玛修正的亮度信号。
图15，是有关现有的产生亮度信号的第4方式的信号处理电路的简略方块图。影像信号是由Y-LPF20抽出亮度信号，且此亮度信号输入至伽玛修正电路26。开口信号产生电路22是根据经伽玛修正的亮度信号而形成开口信号，此即由经伽玛修正的亮度信号及加算合成电路24进行加算。此加算结果的信号，输出成施加轮廓修正及伽玛修正的亮度信号。
图16是说明上述现有第1及第2方式中问题点的信号波形的模式图。在第1及第2方式中，开口信号经与亮度信号合成后施加伽玛修正。图16(a)表示对伽玛修正电路26的输入信号，亦即开口信号经与亮度信号合成的信号波形。在此输入信号中，将起因于开口信号的触发下冲(undershoot)及过冲(overshoot)设成为同样大小的δ。另一方面，图16(b)表示来自伽玛修正电路26的输出信号。以伽玛修正方式，输入信号准位愈高，则输出信号的准位变动愈受抑制。其结果，伽玛修正后的过冲的大小δU将较触发下冲的大小δD变小。亦即，以第1及第2方式，将会产生δU＜δD，且在信号的高亮度侧与低亮度侧轮廓修正的效用变为非对称，在高亮度侧的轮廓强调变为相对较小，在低亮度侧则变为相对较大的问题。
其次图17，是说明上述在现有第3方式的问题点的信号波形的模式图。以第3方式，在对亮度信号施加伽玛修正之后，将开口信号合成。图17(a)表示对于伽玛修正电路26的输入信号，是信号准位以相同步骤P并分2阶段上升的波形。在此，亮度信号的2阶段的点亮方式类似，在任何一个点亮中，均设为产生同样大小δ的触发下冲(undershoot)及过冲(overshoot)以作为开口信号。另一方面，图17(b)，来自加算合成电路24的输出信号，其是显示经伽玛修正的亮度信号，再加上经合成开口信号的信号。2阶段的亮度信号的准位变化经伽玛修正的结果，其第2段的准位变化P2’将较第1段的准位变化P1’变小。另一方面，开口信号不受伽玛修正的影响，不论在第1段及第2段任何一个亮度信号的点亮，均进行同样大小δ的轮廓修正。换言之，对于亮度信号的准位变化为P2’＜P1’，轮廓强调的大小将变为相同。此即意味在高亮度侧开口补偿相对较大，而在低亮度侧则相对变小，并且仍有在视觉上造成不自然画像等问题。
如以上述现有的第4方式，根据施以伽玛修正的画像信号而使开口信号形成。因此，在开口信号产生电路22中的带通滤波器(BandpassFilter)2的微分处理所形成的噪声脉冲的准位，依亮度信号而变化。具体而言，在高亮度侧的噪声准位相对变低，而在低亮度侧的噪声准位则相对变大。其结果，将产生以具有一定阈值的核心(Coring)电路4而无法正确去除噪声等问题。
发明内容
本发明是解决上述问题而创作，其目的是提供不受限于亮度信号的准位相异，而能施加适合视觉的轮廓强调的开口补偿电路。
有关本发明的画像信号处理装置，具备针对原画像信号施加根据第1非线形特性的伽玛修正的第1伽玛修正电路；抽出前述原画像信号的特定频率成份，而形成边缘信号的边缘信号形成电路；针对根据前述原画像信号及前述边缘信号而形成的第1中间画像信号，施加与第2非线形特性相因应的伽玛修正的第2伽玛修正电路；针对根据前述原画像信号而形成的第2中间画像信号，施加与前述第2非线形特性相因应的伽玛修正的第3伽玛修正电路；算出经伽玛修正的前述第1中间画像信号与经伽玛修正的前述第2中间画像信号之间的差，以形成开口信号的减算电路；以及对于经伽玛修正的前述原画像信号加算前述开口信号，以形成输出画像信号的加算电路。
有关本发明的另一画像信号处理装置，还具有使前述原画像信号的第1带域衰减而形成第1亮度信号，且对第1伽玛修正电路供给的第1滤波电路；以及使前述原画像信号的第2带域衰减而形成第2亮度信号的第2滤波电路，其中，前述第1中间画像信号，是针对前述第2亮度信号加算前述边缘信号而形成，而前述第2中间画像信号，是由前述第2亮度信号减算前述边缘信号而形成。
有关本发明的又一画像信号处理装置，具有使前述原画像信号的特定带域衰减而形成亮度信号，并对前述第1伽玛修正电路的滤波电路供给的滤波电路，其中，前述第1中间画像信号，是对于前述亮度信号加算前述边缘信号而形成，而前述第2中间画像信号，则是由前述亮度信号减算前述边缘信号而形成。
有关本发明的再一画像信号处理装置，具有使前述原画像信号的第1带域衰减而形成第1亮度信号，并对前述第1伽玛修正电路供给的第1滤波电路；以及使前述原画像信号的第2带域衰减而形成第2亮度信号的第2滤波电路，其中，前述第1中间画像信号，是对于前述第2亮度信号加算前述边缘信号而形成，而前述第2中间画像信号，是前述第2亮度信号。
有关本发明的又一画像信号处理装置，具有使前述原画像信号的特定带域衰减而形成亮度信号，并对前述第1伽玛修正电路供给的滤波电路，其中，前述第1中间画像信号，是对于前述亮度信号加算前述边缘信号而形成，而前述第2中间画像信号，是前述亮度信号。
依据针对本发明的画像信号的开口信号补偿电路，将不因亮度信号的准位相异，而能有对于视觉绝佳的轮廓强调。
图16是说明现有的第1及第2方式中问题点的信号波形的模式图；图17是说明现有的第3方式中问题点的信号波形的模式图。
图中符号说明42、102 加算合成电路50Y-LPF52A-LPF54Y信号用伽玛修正电路56边缘信号产生电路100 开口信号形成部106、108 边缘信号用伽玛修正电路104、110 减算差分电路图1，是有关本发明实施例的亮度信号形成电路的概略方块图。此电路，具有开口信号形成部100。开口信号形成部100，是针对由摄像装置等所输入的影像信号，而形成经伽玛修正的亮度信号的主系统成串行设置，并由影像信号形成开口信号。本亮度信号形成电路，是以加算合成电路42，将主系统所输出的亮度信号与开口信号形成部100所输出的开口信号进行加算合成，而输出施以轮廓修正的输出画像信号。
由摄像装置等输入的影像信号，其与亮度信号以及颜色信号是多重频率，设于主系统的LPF(以下记为Y-LPF)50以及设于开口信号形成部100的LPF(以下记为A-LPF)52，均为由此影像信号取出亮度信号成份的低域通过滤波器，其使原画像信号衰减而各别形成第1亮度信号、第2亮度信号。图2，是显示Y-LPF50与A-LPF52的透过特性的频率特性图。任一滤波电路均为水平取样频率fH的1/2，具有极小点，并于该附近使输出信号衰减。Y-LPF50的特性80，是使不因滤波而有损亮度信号的解像度，故设定成具有急遽的衰减特性。另一方面，A-LPF52的特性82，设定成与Y-LPF50的特性80相较具有和缓的衰减特性。此即为回避在开口信号形成部100所采用的第2亮度信号中，混入一种称的为锯齿的云纹噪声所致。此外，亦可将电路结构简化成为不设置A-LPF52，而将Y-LPF50的输出供给至开口信号产生部100，且用此以作为进行开口信号产生处理者。
主系统包含Y-LPF50、及对该输出进行伽玛修正的Y信号用伽玛修正电路54而构成。
在开口信号形成部100中，影像信号输入至A-LPF52与边缘信号产生电路56。边缘信号产生电路56，是与采用图11进行说明的现有的开口信号产生电路概略相同，抽出由影像信号(原画像信号)所取出的亮度信号成份的特定带域的频率成份，而产生开口信号(以下，为与由开口信号形成部100最终输出的开口信号加以区别而称为边缘信号)。
加算合成电路102，是将由边缘信号产生电路56所形成的边缘信号，与由A-LPF52所输出的原画像信号加以加算合成，而产生第1中间画像信号。在此，此加算合成电路102的输出称为边缘加算画像信号。另一方面，减算差分电路104，是由以A-LPF52所获得的原画像信号，将以边缘信号产生电路56所形成的边缘信号予以减算，而形成第2中间画像信号。在此，此减算差分电路104的输出称为边缘减算画像信号。此些边缘加算画像信号以及减算画像信号，各别输入至边缘信号用伽玛修正电路106、108。
边缘信号用伽玛修正电路106、108，是相互根据相同的非线形转换特性而对输入信号进行伽玛修正者。伽玛修正电路，是根据输入信号准位愈高时，则抑制输出信号的准位变动的伽玛函数ΓA(h)而进行非线形转换。
边缘信号用伽玛修正电路106、108的伽玛函数ΓA与Y信号用伽玛修正电路54的伽玛函数ΓY系可共通，而且另一方面，采用与ΓY不同的ΓA能使更适于形成开口信号。
减算差分电路110，是由以边缘信号用伽玛修正电路106所获得的伽玛修正修正后的边缘加算画像信号，将以边缘信号用伽玛修正电路108所获得的伽玛修正后的边缘减算画像信号予以减算。此减算差分电路110的输出，是由开口信号形成部100输入至加算合成电路42以作为开口信号，并加算合成为经由Y信号用伽玛修正电路54进行伽玛修正的原画像信号，而能获得施以轮廓修正的输出画像信号。
其次说明亮度信号形成电路的动作。
图3，是由A-LPF52输出的原画像信号的信号波形的模式图，其原画像信号系显示在时刻t1及t2各以相同步骤P并分2阶段上升的波形。图4，是由边缘信号产生电路56输出的边缘信号的信号波形的模式图。在此，原画像信号的2阶段的点亮方式类似，不论时刻t1及t2的点亮，均设为产生同样大小δ的触发下冲(undershoot)及过冲(overshoot)以作为开口信号。
此些由原画像信号及边缘信号所形成的伽玛修正后的边缘加算画像信号以及边缘减算画像信号，如图5所示。图5(a)，是由边缘信号用伽玛修正电路106输出的伽玛修正后的边缘加算画像信号。在此伽玛修正后的边缘加算画像信号的时刻t1的前后所产生的触发下冲与过冲，其大小各别设成δD1、δU1，而在时刻t2的前后所产生的触发下冲与过冲，则各别设成δD2、δU2。在经由伽玛修正的非线形转换的结果，在此些边缘信号的大小中间，将产生δU1＜δD1、δU2＜δD2、δD2＜δD1、δU2＜δU1之类的关系。另一方面，图5(b)，是由边缘信号用伽玛修正电路108输出的伽玛修正后的边缘减算画像信号。
在此伽玛修正后的边缘减算画像信号的时刻t1的前后所产生的触发下冲的反转信号与过冲的反转信号的大小，各别设成δD1、δU1，而在时刻t2的前后所产生的触发下冲的反转信号与过冲的反转信号的大小，则各别设成δD2、δU2。在经由伽玛修正的非线形转换的结果，在此些边缘信号的大小中间，将产生δU1＜δD1、δU2＜δD2、δD2＜δD1、δU2＜δU1之类的关系。
图6，是显示由减算差分电路110输出的开口信号的信号波形的模式图。减算差分电路110，是由图5(a)所示的边缘信号用伽玛修正电路106的输出，对图5(b)所示的边缘信号用伽玛修正电路108的输出予以减算，而形成如图6所示的开口信号。如图6所示，将产生t1瞬间前的大小(δD1+δ’D1)的触发下冲与t1瞬间后的大小(δU1+δ’U1)的过冲，以作为对应时刻t1的开口信号。此外，将产生t2瞬间前的大小(δD2+δ’D2)的触发下冲与t2瞬间后的大小(δU2+δ’U2)的过冲，以作为对应时刻t2的开口信号。
在此，将在时刻t1通过开口信号形成部100所获得的开口信号中的触发下冲与过冲之间大小的比R≡(δU1+δ’U1)/(δD1+δ’D1)，与现有的开口信号中的触发下冲与过冲之间大小的比R’≡δUδD进行比较。由图16(b)与图5(a)的对比，可理解δU相当于δU1，且δD相当于δD1，并可设成R’＝δU1/δD1。是故，将可获得数1R-R’＝(δ’U1δD1-δU1δ’D1)/(δD1+δ’D1)δD1。
其右边的分子由于δU1＜δ’U1，δ’D1＜δD1故成正，结果，R＞R’。且由于δU1＜δD1，δ’U1＜δ’D1故R＜1。亦即，R’＜R＜1，依据开口信号产生形成部100，在同一轮廓部份中的开口信号的触发下冲与过冲之间的差异将缓和。换言之，即现有技术的第1及第2方式所具有的问题获得缓和。
其次，对于在时刻t1与t2的开口信号的大小进行比较。例如，对时刻t1与t2的各别触发下冲的大小ΔD1、ΔD2进行比较。在此，ΔD1＝δD1+δ’D1)、ΔD2＝δD2+δ’D2)。如上所述，由于δD2＜δD1，δ’D2＜δ’D1故ΔD1＜ΔD2。亦即，轮廓强调部份的绝对值在高亮度侧变为较低亮度侧小，亦缓和现有技术的第3方式具有的问题。
再者，因于边缘信号产生电路56之后段配置边缘信号用伽玛修正电路106、108，故亦不会产生现有技术的第4方式具有的问题。
图7，是显示本实施例的第1变形例的方块图。以此结构，能不设置A-LPF52，而使Y-LPF50的输出赋予在加算合成电路102、减算差分电路104。
图8，是显示本实施例的第2变形例的方块图。以此结构，将给予在边缘信号用伽玛修正电路106、108与Y信号用伽玛修正电路54中相互不同的伽玛特性，且不通过Y信号用减算差分电路104的原画像信号而进行边缘信号的减算。亦即边缘减算画像信号不被形成。在边缘信号用伽玛修正电路108中，取代边缘减算画像信号，A-LPF52的输出即输入成第2中间画像信号。以减算差分电路110，将使经伽玛修正的边缘加算画像信号与经伽玛修正的原画像信号之间的差分形成，而被设为开口信号。且相反地，亦可成为不设加算合成电路102，而由此不形成边缘加算画像信号的结构。
图9，是显示本实施例的第3变形例的方块图。此结构，在如上述图8所示结构中，是不设置A-LPF52，而使Y-LPF50的输出，作为边缘信号用伽玛修正电路108及加算合成电路102的输入。
权利要求
1.一种画像信号处理装置，是强调画像信号的特定频率成份，并对再生画像的轮廓予以修正的画像信号处理装置，其特征为具备有针对原画像信号施以根据第1非线形特性的伽玛修正的第1伽玛修正电路；抽出前述原画像信号的特定频率成份，而形成边缘信号的边缘信号形成电路；针对根据前述原画像信号及前述边缘信号而形成的第1中间画像信号，施以与第2非线形特性相因应的伽玛修正的第2伽玛修正电路；针对根据前述原画像信号而形成的第2中间画像信号，施以与前述第2非线形特性相因应的伽玛修正的第3伽玛修正电路；算出经伽玛修正的前述第1中间画像信号与经伽玛修正的前述第2中间画像信号之间的差，以形成开口信号的减算电路；以及对于经伽玛修正的前述原画像信号加算前述开口信号，以形成输出画像信号的加算电路。
2.根据权利要求1所述的画像信号处理装置，其特征在于具备有使前述原画像信号的第1带域衰减而产生第1亮度信号，且对第1伽玛修正电路供给的第1滤波电路；以及使前述原画像信号的第2带域衰减而形成第2亮度信号的第2滤波电路，其中，前述第1中间画像信号，针对前述第2亮度信号加算前述边缘信号而形成，而前述第2中间画像信号，是由前述第2亮度信号减算前述边缘信号而产生。
3.根据权利要求1所述的画像信号处理装置，其特征在于具备有使前述原画像信号的特定带域衰减而产生亮度信号，并对前述第1伽玛修正电路的滤波电路供给的滤波电路，其中，前述第1中间画像信号，对于前述亮度信号加算前述边缘信号而形成，而前述第2中间画像信号，则是由前述亮度信号减算前述边缘信号而形成。
4.根据权利要求1所述的画像信号处理装置，其特征在于具备有使前述原画像信号的第1带域衰减而形成第1亮度信号，并对前述第1伽玛修正电路供给的第1滤波电路；以及使前述原画像信号的第2带域衰减而形成第2亮度信号的第2滤波电路，其中，前述第1中间画像信号，对于前述第2亮度信号加算前述边缘信号而形成，而前述第2中间画像信号，是前述第2亮度信号。
5.根据权利要求1所述的画像信号处理装置，其特征在于具备有使前述原画像信号的特定带域衰减而形成亮度信号，并对前述第1伽玛修正电路供给的滤波电路，其中，前述第1中间画像信号，对于前述亮度信号加算前述边缘信号而形成，而前述第2中间画像信号，是前述亮度信号。
全文摘要
本发明的目的为依据亮度信号准位差异而使轮廓修正程度的变化调整成最适于视觉。其中，针对加算边缘信号于原画像信号的中间画像信号，以伽玛修正电路106进行伽玛修正。另一方面，针对由原画像信号减算边缘信号的中间画像信号，则以伽玛修正电路108予以伽玛修正。将此2个中间画像信号，以减算差分电路110予以相互减算，且将该输出加算到由Y信号用伽玛修正电路54输出的原画像信号，以作为开口信号。
文档编号G06T5/20GK1398110SQ02140370
公开日2003年2月19日 申请日期2002年7月1日 优先权日2001年7月17日
发明者中茎俊朗 申请人:三洋电机株式会社