專利名稱：圖像信號(hào)處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及強(qiáng)調(diào)圖像信號(hào)的特定頻率成分，修正再生圖像輪廓的圖像信號(hào)處理裝置。
背景技術(shù)：
作為畫質(zhì)調(diào)整的處理方法之一，有強(qiáng)調(diào)圖像輪廓的輪廓修正處理。圖10是說明輪廓修正處理原理的示意性時(shí)間圖。圖10(a)表示作為原圖像信號(hào)的灰度信號(hào)。圖10(b)是對(duì)應(yīng)于原圖像信號(hào)的二次微分波形的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)(窗孔信號(hào)aperture signal)，在此，圖示出了將原圖像信號(hào)進(jìn)行二次微分后，反轉(zhuǎn)極性的信號(hào)。輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)在亮度信號(hào)的上升沿、下降沿，即在圖像中的邊界部分有大的振動(dòng)。圖10(c)是實(shí)施輪廓修正處理的圖像信號(hào)，是通過將圖10(a)的原圖像信號(hào)和圖10(b)的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)相加合成而生成的。這樣，在實(shí)施輪廓修正處理的圖像信號(hào)中，在上升時(shí)一旦下降后再上升，以使其超過所定的電平后返回的方式進(jìn)行輪廓強(qiáng)調(diào)。由此，圖像的輪廓被強(qiáng)調(diào)，可提高圖像的鮮明度。
圖11是生成輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)產(chǎn)生電路的簡要構(gòu)成的框圖。由帶通濾波器(Band Pass FilterBPF)2取出輸入信號(hào)中的特定帶域(例如1.5MHz附近)的頻率成分。在該提取處理中容易產(chǎn)生噪音脈沖。為了除去該噪音而設(shè)置有晶內(nèi)偏析電路4。晶內(nèi)偏析電路4僅透過振幅超過所定閾值的脈沖，其以下的脈沖作為噪音除去。透過晶內(nèi)偏析電路4的脈沖在增益電路6中乘以所定的增益。在此，二次微分波形生成對(duì)應(yīng)于亮度信號(hào)的上升沿、下降沿的陡度的振幅。即，如果原圖像的邊界是尖銳的，則相應(yīng)輪廓強(qiáng)調(diào)的程度也變強(qiáng)。但是，過于強(qiáng)的輪廓強(qiáng)調(diào)會(huì)使圖像不自然。為防止這種情況，設(shè)置有限幅電路(clip circuit)8。當(dāng)由增益電路6進(jìn)行增益調(diào)整的二次微分波形的振幅超過設(shè)定的上限、下限時(shí)，限幅電路8以其上限、下限限幅該波形。
其次，對(duì)于亮度信號(hào)，除進(jìn)行上述輪廓修正外，還實(shí)施對(duì)應(yīng)于構(gòu)成顯示特性或圖像的像素的亮度分布的非線性變換處理，進(jìn)行使再生圖像達(dá)到視覺上最佳灰度的灰度等級(jí)修正。作為該灰度修正常見灰度系數(shù)修正，在該修正中進(jìn)行強(qiáng)調(diào)低亮度部分、抑制高亮度部分的處理。在輪廓修正方式中，原來存在幾種與灰度系數(shù)修正有關(guān)的方式。
第1方式是在輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)與亮度信號(hào)合成后實(shí)施灰度系數(shù)修正。在該方式中，在圖像信號(hào)的高亮度側(cè)和低亮度側(cè)輪廓修正有效一方反映灰度系數(shù)修正并成為非對(duì)稱。具體是，即使在原圖像信號(hào)中亮度信號(hào)的上升沿側(cè)相同，當(dāng)該上升沿發(fā)生在高亮度區(qū)域時(shí)輪廓強(qiáng)調(diào)相對(duì)弱，當(dāng)發(fā)生在低亮度區(qū)域時(shí)輪廓強(qiáng)調(diào)相對(duì)強(qiáng)。存在該強(qiáng)調(diào)的程度不同依賴于灰度系數(shù)修正，出現(xiàn)視覺上不自然圖像的問題。
第2方式是由原亮度信號(hào)生成輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)，與實(shí)施了灰度系數(shù)修正的亮度信號(hào)合成。在該方式中，在原圖像信號(hào)中即使亮度信號(hào)的上升沿側(cè)相同，灰度系數(shù)修正的結(jié)果為當(dāng)該上升沿發(fā)生在高亮度區(qū)域時(shí)亮度信號(hào)的電平變化相對(duì)小，當(dāng)發(fā)生在低亮度區(qū)域時(shí)相對(duì)大。另一方面，輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)不受灰度系數(shù)修正的影響，不依賴于上升沿發(fā)生的亮度區(qū)域，而呈同樣大小。即，對(duì)應(yīng)于亮度信號(hào)的上升量的輪廓強(qiáng)調(diào)，在高亮度側(cè)相對(duì)強(qiáng)，在低亮度側(cè)相對(duì)弱，同樣存在出現(xiàn)視覺上不自然圖像的問題。
第3方式是根據(jù)實(shí)施灰度系數(shù)修正的圖像信號(hào)生成輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)。為此，由BPF2的微分處理生成的噪音脈沖電平對(duì)應(yīng)于亮度信號(hào)電平變化。具體是，在高亮度側(cè)噪音電平相對(duì)低，在低亮度側(cè)噪音電平相對(duì)大。其結(jié)果，在具有一定閾值的晶內(nèi)偏析電路4中，存在不能正確除去噪音的問題。
作為解決這些方式中問題的現(xiàn)有方式，有在下述專利文獻(xiàn)1中記載的方式。圖12是通過該現(xiàn)有方式對(duì)亮度信號(hào)實(shí)施輪廓強(qiáng)調(diào)的亮度信號(hào)生成電路的框圖。該電路由以下部分構(gòu)成生成根據(jù)從攝像裝置等輸入的圖像信號(hào)進(jìn)行了灰度系數(shù)修正的亮度信號(hào)的主系統(tǒng)；和相對(duì)該主系統(tǒng)并列設(shè)置且根據(jù)圖像信號(hào)來生成輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部20。在主系統(tǒng)中，由低通濾波器(Low Pass FilterLPF)(Y-LPF22)取得的亮度信號(hào)Y在Y信號(hào)用灰度系數(shù)修正電路24中實(shí)施灰度系數(shù)修正。另一方面，在輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部20中，具有與圖11所示的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成電路同樣構(gòu)成的邊界信號(hào)產(chǎn)生電路26提取對(duì)應(yīng)于輪廓的特定頻率成分并生成邊界信號(hào)。對(duì)該邊界信號(hào)實(shí)施與主系統(tǒng)不同的灰度系數(shù)修正，生成輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)。通過將該輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)和從主系統(tǒng)輸出的亮度信號(hào)在加法合成電路28中進(jìn)行加法合成，從而獲得實(shí)施輪廓修正后的輸出圖像信號(hào)。
輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部20如下所述地生成輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)。首先，在邊界信號(hào)產(chǎn)生電路26的輸出中除去直流成分，由于會(huì)失去亮度信息，故不能直接進(jìn)行灰度系數(shù)修正。因此，將由LPF(A-LPF30)取得的亮度信號(hào)與從邊界信號(hào)產(chǎn)生電路26輸出的邊界信號(hào)合成。之后，通過實(shí)施灰度系數(shù)修正，從而取得在實(shí)施了邊界信號(hào)用灰度系數(shù)修正后的亮度信號(hào)上重疊實(shí)施了相同邊界信號(hào)用灰度系數(shù)修正后的邊界信號(hào)成分的信號(hào)。在此，這兩個(gè)成分重疊后的信號(hào)中的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)是起因于邊界信號(hào)的成分。因此，輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部20為了除去這兩種成分中的亮度信號(hào)起因成分，在上述邊界信號(hào)和亮度信號(hào)合成中，生成兩種信號(hào)應(yīng)用加法合成電路32進(jìn)行兩信號(hào)相加后的信號(hào)、和應(yīng)用減法差分電路34從亮度信號(hào)減去邊界信號(hào)后的信號(hào)。加法合成電路32的輸出由邊界信號(hào)用灰度系數(shù)修正電路36進(jìn)行灰度系數(shù)修正，另一方面，減法差分電路34的輸出由邊界信號(hào)用灰度系數(shù)修正電路38進(jìn)行灰度系數(shù)修正。而且，在減法差分電路40中，通過從邊界信號(hào)用灰度系數(shù)修正電路36的輸出中減去邊界信號(hào)用灰度系數(shù)修正電路38的輸出，從而使包含于兩輸出的亮度信號(hào)差分相互抵消，只有邊界信號(hào)起因成分作為輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)被取出。
專利文獻(xiàn)1特開2003-32513號(hào)公報(bào)根據(jù)圖12所示的現(xiàn)有電路，對(duì)于亮度信號(hào)和邊界信號(hào)可以根據(jù)另一個(gè)變換特性函數(shù)來進(jìn)行灰度系數(shù)修正，容易得到視覺最佳的再生圖像。在其另一方面，該現(xiàn)有電路存在因輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部20構(gòu)成復(fù)雜而使電路規(guī)模變大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，其目的在于，以更加簡單的電路構(gòu)成提供一種不隨亮度信號(hào)的電平不同而變化、進(jìn)行視覺最佳的輪廓強(qiáng)調(diào)的圖像信號(hào)處理裝置。
本發(fā)明涉及的圖像信號(hào)處理裝置具有從原圖像信號(hào)提取出對(duì)應(yīng)于圖像輪廓的特定頻率成分并生成邊界信號(hào)的邊界信號(hào)生成電路；根據(jù)上述原圖像信號(hào)的信號(hào)電平，生成增益信號(hào)的增益生成電路；和根據(jù)上述增益信號(hào)變換上述邊界信號(hào)的振幅，并生成修正上述再生圖像輪廓的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成電路。
在其他的本發(fā)明涉及的圖像信號(hào)處理裝置中，上述邊界信號(hào)生成電路具有從上述原圖像信號(hào)提取上述特定頻率成分的頻率濾波電路；從上述頻率濾波電路的輸出信號(hào)除去峰值在所定基準(zhǔn)值以下的波形的噪音除去電路，根據(jù)上述噪音除去電路的輸出信號(hào)來生成上述邊界信號(hào)。
另外，在其他本發(fā)明涉及的圖像信號(hào)處理裝置中，上述增益信號(hào)生成電路預(yù)先設(shè)定非線性增益定義函數(shù)，根據(jù)該增益定義函數(shù)，確定對(duì)應(yīng)于上述原圖像信號(hào)的信號(hào)電平的上述增益信號(hào)的信號(hào)電平。
再者，在其他本發(fā)明涉及的圖像信號(hào)處理裝置中，上述輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成電路具有將上述增益信號(hào)乘以上述邊界信號(hào)并生成上述輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的乘法電路。
進(jìn)而，在其他本發(fā)明涉及的圖像信號(hào)處理裝置中，具有對(duì)應(yīng)上述原圖像信號(hào)實(shí)施基于非線性特性的灰度修正的灰度修正電路；和將上述輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)與上述灰度修正后的上述原圖像信號(hào)相加并生成輸出圖像信號(hào)的加法電路。
根據(jù)本發(fā)明，在將從圖像輪廓中提取的邊界信號(hào)的振幅根據(jù)提取位置的原圖像信號(hào)的信號(hào)電平進(jìn)行變換而得到輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的處理中，將邊界信號(hào)和原圖像信號(hào)合成，不經(jīng)過從合成的信號(hào)中除去原圖像信號(hào)成分的處理。即，在本發(fā)明中，邊界信號(hào)直接根據(jù)增益信號(hào)變換振幅，生成輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)。據(jù)此，可得到生成輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的處理簡單，實(shí)現(xiàn)其電路構(gòu)成也簡單的效果。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的亮度信號(hào)生成電路的簡要的框圖。
圖2是表示Y-LPF和A-LPF透過特性的頻率特性圖。
圖3是表示設(shè)定于灰度系數(shù)修正電路的變換特性函數(shù)示例的示意性曲線圖。
圖4是表示設(shè)定于輪廓修正增益生成電路的變換特性函數(shù)的一例的示意性曲線圖。
圖5是表示設(shè)定于輪廓修正增益生成電路的變換特性函數(shù)的另一示例的示意性曲線圖。
圖6是輸入輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部的圖像信號(hào)的信號(hào)波形的示意圖。
圖7是對(duì)應(yīng)與圖6圖像信號(hào)的波形，從邊界信號(hào)生成電路輸出的邊界信號(hào)的信號(hào)波形的示意圖。
圖8是在乘法電路中生成的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的信號(hào)波形的示意圖。
圖9是表示加法合成電路的輸出信號(hào)波形的示意圖。
圖10是說明輪廓修正處理原理的示意性時(shí)間圖。
圖11是現(xiàn)有的生成輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)產(chǎn)生電路的簡要的構(gòu)成框圖。
圖12是由該現(xiàn)有方式對(duì)亮度信號(hào)實(shí)施灰度系數(shù)修正和輪廓強(qiáng)調(diào)的亮度信號(hào)生成電路的框圖。
圖中50-輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部，52-加法合成電路，54-Y-LPF，56-A-LPF，58-灰度系數(shù)修正電路，60-邊界信號(hào)生成電路，62-BPF64-晶內(nèi)偏析電路，66-輪廓修正增益生成電路，68-乘法電路。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式(以下稱為實(shí)施方式)進(jìn)行說明。
圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的亮度信號(hào)生成電路的簡要的框圖。該電路具有輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部50。輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部50，相對(duì)生成根據(jù)從攝像裝置等輸入的圖像信號(hào)(原圖像信號(hào))進(jìn)行了灰度系數(shù)修正后的亮度信號(hào)的主系統(tǒng)而被并列設(shè)置，根據(jù)圖像信號(hào)生成輪廓強(qiáng)度信號(hào)。本亮度信號(hào)生成電路在加法合成電路52中，將從主系統(tǒng)輸出的亮度信號(hào)和從輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部50輸出的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)相加合成，并將實(shí)施輪廓修正后的亮度信號(hào)作為輸出圖像信號(hào)輸出。
從攝像裝置等輸入的圖像信號(hào)，亮度信號(hào)和顏色信號(hào)為頻率多重化，設(shè)置于主系統(tǒng)的LPF54(以下標(biāo)記為Y-LPF)及設(shè)置于輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部50的LPF56(以下標(biāo)記為A-LPF)均從該圖像信號(hào)取出亮度信號(hào)成分。圖2是表示Y-LPF54和A-LPF56的透過特性的頻率特性圖。所有的濾波電路均在水平采樣頻率fH的1/2處有極小點(diǎn)，在其附近使輸出信號(hào)衰減。Y-LPF54的特性80由于在濾波中不損失亮度信號(hào)的分辨率，故設(shè)定其有急劇的衰減特性。另一方面，A-LPF56的特性82設(shè)定為與Y-LPF54的特性80相比具有平緩衰減特性。這是因?yàn)楸苊饬嗽谳喞獜?qiáng)調(diào)信號(hào)生成部50中所用的亮度信號(hào)中混入被稱為鋸齒狀(jaggy)的一種波紋噪音。而且，不設(shè)置A-LPF56，將Y-LPF54的輸出供給到輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部50，應(yīng)用其進(jìn)行輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成處理，從而可簡化電路構(gòu)成。
主系統(tǒng)的構(gòu)成包括Y-LPF54、和對(duì)該輸出進(jìn)行灰度系數(shù)修正的灰度系數(shù)修正電路58。圖3是表示設(shè)定于灰度系數(shù)修正電路58的變換特性函數(shù)示例的示意性曲線圖，橫軸表示輸入電平、縱軸表示輸出電平。在此，輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)是8位，表示值分別在0～255的范圍內(nèi)變化的情況。如該圖所示，灰度系數(shù)修正電路58是非線性變換電路，在該例中，變換特性函數(shù)在輸入電平低的范圍具有大的斜率，在輸入電平高的范圍具有校的斜率。變換特性函數(shù)例如由變換表或數(shù)式預(yù)先設(shè)定于灰度系數(shù)修正電路58中。在采用變換表的情況下，按照被數(shù)字化的輸入電平的各值輸出電平值被登錄于該表中。而且，當(dāng)根據(jù)數(shù)式由輸入電平通過運(yùn)算求取輸出電平時(shí)，例如，將在劃分輸入電平后的多個(gè)區(qū)間各自的變換特性函數(shù)進(jìn)行線性近似，表示該直線的參數(shù)被登錄到灰度系數(shù)修正電路58中。這些表、參數(shù)的登錄通過將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器而實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用表時(shí)，灰度系數(shù)修正電路58生成對(duì)應(yīng)于輸入電平的地址，并讀取輸出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器的該地址的輸出電平。另一方面，當(dāng)根據(jù)在每個(gè)輸入電平的區(qū)間指定的數(shù)式來求取輸出電平時(shí)，灰度系數(shù)修正電路58判別輸入電平屬于哪個(gè)區(qū)間，從存儲(chǔ)器讀出對(duì)應(yīng)于該區(qū)間的數(shù)式的參數(shù)，應(yīng)用其來進(jìn)行計(jì)算輸出電平的處理。
在輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部50中，圖像信號(hào)被輸入到A-LPF56和邊界信號(hào)生成電路60。邊界信號(hào)生成電路60構(gòu)成為包括BPF62及晶內(nèi)偏析電路64。BPF62通過從原圖像信號(hào)提取特定帶域(例如1.5MHz附近)的頻率成分，從而生成、輸出圖像信號(hào)的二次微分波形。在此，二次微分波形在亮度中產(chǎn)生間隙的部分、即在圖像的輪廓位置變大，因此，應(yīng)用其可生成表示輪廓的邊界信號(hào)。晶內(nèi)偏析電路64只透過振幅超過所定閾值的脈沖。在由BPF62進(jìn)行的提取處理中，作為包含于圖像信號(hào)的隨機(jī)噪音等引起的二次微分波形產(chǎn)生噪音脈沖。晶內(nèi)偏析電路64根據(jù)該噪音脈沖的峰值設(shè)定其閾值，將BPF62的輸出信號(hào)中、該閾值以下的脈沖作為噪音除去。由晶內(nèi)偏析電路64除去噪音的信號(hào)作為邊界信號(hào)從邊界信號(hào)生成電路60輸出。而且二次微分波形產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于亮度信號(hào)的上升沿、下降沿陡度的振幅。即，如果原圖像的邊界尖銳，則相應(yīng)地其輪廓強(qiáng)調(diào)的程度變強(qiáng)。但是，過于強(qiáng)的輪廓強(qiáng)調(diào)會(huì)使圖像不自然。為防止該情況，在邊界信號(hào)生成電路60中，與圖11所示的原來電路相同，具有限幅電路，當(dāng)二次微分波形的振幅超過設(shè)定上限時(shí)，可以以該上限限幅該波形。
另一方面，輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部50的A-LPF56如上所述從圖像信號(hào)提取亮度信號(hào)成分。輪廓修正增益生成電路66根據(jù)從A-LPF56輸入的亮度信號(hào)的信號(hào)電平生成、輸出輪廓修正增益G。具體是，在輪廓修正增益生成電路66中設(shè)定變換特性函數(shù)，根據(jù)該函數(shù)亮度信號(hào)電平被變換為輪廓修正增益G。變換特性函數(shù)例如根據(jù)變換表和數(shù)式而預(yù)先設(shè)定于輪廓修正增益生成電路66，而且，可以設(shè)定非線性的變換特性。在應(yīng)用變換表時(shí)，在每個(gè)數(shù)字化的輸入電平值中，增益值被登錄于該表。而且，當(dāng)根據(jù)數(shù)式由輸入電平運(yùn)算、求取輸出電平時(shí)，將在劃分輸入電平后的多個(gè)區(qū)間各自的變換特性函數(shù)進(jìn)行線性近似，表示該直線的參數(shù)被登錄到輪廓修正增益生成電路66。這些表、參數(shù)的登錄通過將這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)。在應(yīng)用表時(shí)，輪廓修正增益生成電路66生成對(duì)應(yīng)于輸入電平的地址，并讀取輸出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中該地址的增益值。另一方面，當(dāng)根據(jù)在每個(gè)輸入電平的區(qū)間指定的數(shù)式求取增益值時(shí)，輪廓修正增益生成電路66判別輸入電平是屬于哪個(gè)區(qū)間，從存儲(chǔ)器讀出對(duì)應(yīng)于該區(qū)間的數(shù)式的參數(shù)，應(yīng)用其進(jìn)行計(jì)算增益值的處理。
從邊界信號(hào)生成電路60輸出的邊界信號(hào)及從輪廓修正增益生成電路66輸出的輪廓修正增益G被輸入到乘法電路68。乘法電路68將輪廓修正增益G與邊界信號(hào)相乘，生成輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)。求得的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)從輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部50輸出，如上所述，在加法合成電路52中與灰度系數(shù)修正后的亮度信號(hào)進(jìn)行相加合成。
下面說明本亮度信號(hào)生成電路的動(dòng)作。圖4及圖5是分別表示設(shè)定于輪廓修正增益生成電路66的變換特性函數(shù)的一例的示意性曲線圖，橫軸表示輸入的亮度信號(hào)電平(0～255)，縱軸表示輸出值的輪廓修正增益G。該變換特性函數(shù)例如設(shè)定為使將輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)和灰度系數(shù)修正后的亮度信號(hào)合成的信號(hào)特性的畫質(zhì)最佳。例如，該變換特性函數(shù)可以與灰度系數(shù)修正的變換特性函數(shù)的斜率相關(guān)聯(lián)而進(jìn)行設(shè)定。例如，圖4、圖5的變換特性函數(shù)對(duì)應(yīng)于圖3所示的灰度系數(shù)修正特性，按以下要求進(jìn)行調(diào)整在灰度系數(shù)修正特性的斜率大的低輸入電平側(cè)將增益值G設(shè)定的大，以使圖像的輪廓被比較強(qiáng)地強(qiáng)調(diào)，在灰度系數(shù)修正特性的斜率小的高輸入電平側(cè)將增益值G設(shè)定的小，以通過灰度比較使輪廓不被過度強(qiáng)調(diào)。
圖6是輸入輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部50的圖像信號(hào)的信號(hào)波形的示意圖，示出了在時(shí)刻t1從電平d1到電平d2，在時(shí)刻t2從電平d2到電平d3，分別上升相同階躍P亮度值的波形。附帶說明，在同圖中，橫軸表示時(shí)間，縱軸表示信號(hào)電平。在此，圖像信號(hào)是將圖像沿所定的掃描線掃描得到的時(shí)間系列信號(hào)，圖中橫軸位置的各時(shí)刻對(duì)應(yīng)沿掃描線的圖像內(nèi)空間位置。其在以下的圖7～圖10中也相同。
圖7是對(duì)應(yīng)圖6的圖像信號(hào)波形而從邊界信號(hào)生成電路60輸出的邊界信號(hào)的信號(hào)波形的示意圖。在此，原圖像信號(hào)的2階段上升沿相似，在時(shí)刻t1、t2任何一個(gè)上升沿都作為邊界信號(hào)生成相同大小δ的負(fù)脈沖信號(hào)70-1、70-2及正脈沖信號(hào)72-1、72-2。而且，為了方便，在圖中以只在某一點(diǎn)值發(fā)生變化的波形表示邊界信號(hào)，但該波形是只從特定頻率成分提取得到的理想波形。實(shí)際上，BPF62提取帶域?qū)挼念l率成分的結(jié)果，在圖像的邊界出現(xiàn)的邊界信號(hào)的正脈沖信號(hào)、負(fù)脈沖信號(hào)成為以峰值點(diǎn)為中心、某種程度上平滑擴(kuò)大的波形。
另一方面，在負(fù)脈沖信號(hào)70-1、70-2及正脈沖信號(hào)72-1、72-2的各定時(shí)內(nèi)，將從A-LPF56輸入到輪廓修正增益生成電路66的信號(hào)電平分別設(shè)為dD1、dD2、dU1、dU2，將對(duì)應(yīng)于這些各信號(hào)電平的增益G值設(shè)為gD1、gD2、gU1、gU2。以下以在輪廓修正增益生成電路66中設(shè)定圖4的變換特性函數(shù)的情況為例進(jìn)行說明。如在圖4的特性中，將對(duì)應(yīng)于信號(hào)電平d1～d3的增益值G設(shè)為g1～g3，則g1＞g2＞g3。在此，d1≤dD1，dU1≤d2，d2≤dD2，dU2≤d3……………(1)據(jù)此，在負(fù)脈沖信號(hào)70-1、70-2及正脈沖信號(hào)72-1、72-2被從邊界信號(hào)生成電路60輸入到乘法電路68的各定時(shí)內(nèi)，成為g1≥gD1，gU1≥g2，g2≥gD2，gU2≥g3……………(2)的增益值gD1、gD2、gU1、gU2被從輪廓修正增益生成電路66輸入到乘法電路68。附帶說明，在(1)、(2)式中，等號(hào)在忽視由A-LPF56引起的圖像信號(hào)的平滑化的情況下成立。
圖8是在乘法電路68中生成的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的信號(hào)波形的示意圖。圖8的負(fù)脈沖信號(hào)74-1、74-2、正脈沖信號(hào)76-1、76-2分別對(duì)應(yīng)于圖7的負(fù)脈沖信號(hào)70-1、70-2、正脈沖信號(hào)72-1、72-2。這些負(fù)脈沖信號(hào)74-1、74-2、正脈沖信號(hào)76-1、76-2的峰值在乘法電路68中分別乘以上述增益值的結(jié)果，由從邊界信號(hào)生成電路60輸出時(shí)的峰值δ分別被變換為δD1、δD2、δU1、δU2。在此，根據(jù)在時(shí)刻t1附近和時(shí)刻t2附近的圖像信號(hào)的信號(hào)電平差引起的增益G的不同，呈δD1＞δD2，δU1＞δU2。
圖9是表示加法合成電路52的輸出信號(hào)波形的示意圖。該信號(hào)波形是合成對(duì)應(yīng)于圖6圖像信號(hào)的灰度系數(shù)修正電路58的輸出信號(hào)、和圖8所示的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)后形成的。在此，d1′、d2′、d3′是分別由對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)電平d1、d2、d3的灰度系數(shù)修正電路58進(jìn)行灰度系數(shù)修正后的信號(hào)電平。
根據(jù)以上的本亮度信號(hào)生成電路，與對(duì)應(yīng)于亮度信號(hào)成分的灰度系數(shù)修正可以獨(dú)立地確定輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的振幅。例如，在高亮度部分灰度系數(shù)修正的變換特性曲線的斜率變小、灰度被壓縮，但通過將與邊界信號(hào)相乘的輪廓修正增益生成電路66的增益信號(hào)設(shè)定的比該灰度系數(shù)修正的斜率大，從而可實(shí)現(xiàn)最亮點(diǎn)控制部分處理、得到清晰的圖像。另一方面，在亮度低的部分，通過將增益信號(hào)設(shè)定的比灰度系數(shù)修正的斜率小，從而可以使噪音不明顯。而且，本亮度信號(hào)生成電路可以以簡單的電路構(gòu)成來實(shí)現(xiàn)這種圓滑的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的生成。
而且，在上述構(gòu)成中，在邊界信號(hào)生成電路60中具有晶內(nèi)偏析電路64，通過除去所定閾值以下的脈沖，來防止噪音被輪廓強(qiáng)調(diào)。但代替設(shè)置晶內(nèi)偏析電路64，在輪廓修正增益生成電路66中，在相當(dāng)于設(shè)定在晶內(nèi)偏析電路64的閾值的輸入信號(hào)電平以下，增益也可以設(shè)定為例如0的變換特性函數(shù)。
再者，代替乘法電路68設(shè)置其他運(yùn)算電路，輪廓修正增益生成電路可構(gòu)成如下作為增益信號(hào)，生成用于該運(yùn)算電路的變換參數(shù)。例如，作為運(yùn)算電路也可以設(shè)置加法電路。這種情況下，輪廓修正增益生成電路66例如將來自A-LPF56的輸入信號(hào)的范圍劃分為多個(gè)區(qū)間，按照每個(gè)區(qū)間輸出一定的增益信號(hào)，加法電路將該增益和邊界信號(hào)生成電路60輸出的邊界信號(hào)相加，并作為輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)輸出。
權(quán)利要求
1.一種圖像信號(hào)處理裝置，其中強(qiáng)調(diào)圖像信號(hào)的特定頻率成分，修正再生圖像輪廓，其特征在于，具有從原圖像信號(hào)提取出對(duì)應(yīng)于圖像輪廓的特定頻率成分并生成邊界信號(hào)的邊界信號(hào)生成電路；根據(jù)上述原圖像信號(hào)的信號(hào)電平，生成增益信號(hào)的增益生成電路；和根據(jù)上述增益信號(hào)變換上述邊界信號(hào)的振幅，并生成修正上述再生圖像輪廓的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于，上述邊界信號(hào)生成電路具有從上述原圖像信號(hào)提取上述特定頻率成分的頻率濾波電路；和從上述頻率濾波電路的輸出信號(hào)除去峰值在所定基準(zhǔn)值以下的波形的噪音除去電路，根據(jù)上述噪音除去電路的輸出信號(hào)來生成上述邊界信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于，上述增益信號(hào)生成電路預(yù)先設(shè)定非線性增益定義函數(shù)，根據(jù)該增益定義函數(shù)，確定對(duì)應(yīng)于上述原圖像信號(hào)的信號(hào)電平的上述增益信號(hào)的信號(hào)電平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于，上述輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成電路具有將上述增益信號(hào)乘以上述邊界信號(hào)并生成上述輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)的乘法電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像信號(hào)處理裝置，其特征在于，具有對(duì)應(yīng)上述原圖像信號(hào)實(shí)施基于非線性特性的灰度修正的灰度修正電路；和將上述輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)與上述灰度修正后的上述原圖像信號(hào)相加并生成輸出圖像信號(hào)的加法電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像信號(hào)處理裝置。輪廓修正增益生成電路(66)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的變換特性函數(shù)，生成對(duì)應(yīng)于通過A－LPF(56)后的圖像信號(hào)的信號(hào)電平的增益信號(hào)。邊界信號(hào)生成電路(60)根據(jù)圖像信號(hào)的二次微分信號(hào)生成對(duì)應(yīng)于圖像輪廓的邊界信號(hào)。在乘法電路(68)中將增益與邊界信號(hào)相乘，輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部(50)將其作為輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)輸出。另一方面，圖像信號(hào)由設(shè)在和輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部(50)不同的系統(tǒng)的信號(hào)通路上的灰度系數(shù)修正電路(58)實(shí)施灰度系數(shù)修正。加法合成電路(52)將來自輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)生成部(50)的輪廓強(qiáng)調(diào)信號(hào)合成到灰度系數(shù)修正后的圖像信號(hào)。
文檔編號(hào)H04N5/20GK1668067SQ20051005293
公開日2005年9月14日 申請(qǐng)日期2005年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者中莖俊朗 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社