JP2003208609A - 画像処理方法および画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズによる誤動作を起こすことなく、画像
信号のエッジを十分に急峻化する。 【解決手段】 エッジ強調回路１は、画像信号Ｄinの１
次微分Ｄgを求める遅延器１２および減算器１８と、１
次微分Ｄgの絶対値Ｄhを求める絶対値演算回路１９と、
絶対値Ｄhがピークかつ所定の閾値ｔｈ以上であるか否
かを判定するピーク検出回路３０と、ピーク検出回路３
０の検出結果に基づいて、対応する画素の画像信号Ｄd
を隣接する画素の画像信号ＤcまたはＤeで書き換える画
素選択回路１７とを備える。これにより、ピーク量が閾
値ｔｈ未満ではエッジ強調を行わないため、ノイズによ
る誤動作を起こさない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像信号のエッジ
を急峻化する画像処理方法および画像処理装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】カラー信号のエッジを強調する従来の技
術として、公開特許公報「特開平１０−１１２８６７号
公報（公開日：平成１０年（１９９８）４月２８日）」
に記載の方法および装置がある。

【０００３】図８は、上記装置の構成を示すブロック図
である。また、図９は、上記装置の動作を説明するカラ
ー信号の時間線図である。なお、カラー信号Ｑｂ（色差
信号Ｂ−Ｙ）の処理系と、カラー信号Ｑｒ（色差信号Ｒ
−Ｙ）の処理系とは、同一の構成を有し、同一の処理を
行う。

【０００４】図８に示すように、上記装置では、入力カ
ラー信号Ｑｂin（Ｑｒin）をコピー回路１０１（１１
１）および１次微分回路１０２（１１２）に供給する。
コピー回路１０１（１１１）は、コピー制御回路１０５
（１１５）の制御に従って、入力カラー信号Ｑｂin（Ｑ
ｒin）を画素にコピーして、出力カラー信号Ｑｂout
（Ｑｒout）として出力する。

【０００５】一方、１次微分回路１０２（１１２）に入
力された入力カラー信号Ｑｂin（Ｑｒin）は、１次微分
回路１０２（１１２）が微分し（１次微分信号Ｑｂa
（Ｑｒa））、整流回路１０３（１１３）が整流した後
（整流信号Ｑｂb（Ｑｒb））、２次微分回路１０４（１
１４）が再度微分して入力カラー信号Ｑｂin（Ｑｒin）
に時間的に対応する２次微分信号Ｑｂc（Ｑｒc）を生成
する。２次微分回路１０４（１１４）は、２次微分信号
Ｑｂc（Ｑｒc）を、コピー制御回路１０５（１１５）に
入力するとともに、微分制御回路１０６（１１６）にも
入力する。

【０００６】コピー制御回路１０５（１１５）は、２次
微分信号Ｑｂc（Ｑｒc）の値に応じて、コピー回路１０
１（１１１）における入力カラー信号Ｑｂin（Ｑｒin）
のコピーを制御するためのコピー制御信号Ｑｂe（Ｑｒ
e）を生成する。そして、微分制御回路１０６（１１
６）は、２次微分信号Ｑｂc（Ｑｒc）の値がゼロ交差す
るか、またはゼロ個所を越えると、コピー回路１０１
（１１１）が入力カラー信号Ｑｂin（Ｑｒin）をコピー
しないように制御する微分制御信号Ｑｂd（Ｑｒd）を生
成して、コピー制御信号Ｑｂe（Ｑｒe）に入力する。

【０００７】このように、上記装置では、２次微分信号
Ｑｂc，Ｑｒcが入力カラー信号Ｑｂin，Ｑｒinに時間的
に対応して発生される。そして、２次微分信号Ｑｂc，
Ｑｒcが正の場合、入力カラー信号Ｑｂin，Ｑｒinのエ
ッジ画素に先行する基準画素のクロミナンス値をエッジ
画素上にコピーする。一方、２次微分信号Ｑｂc，Ｑｒc
が負の場合、エッジ画素に後続する基準画素のクロミナ
ンス値をエッジ画素上にコピーする。

【０００８】これにより、上記装置では、２次微分信号
に応じて、入力カラー信号の基準画素のクロミナンス値
をカラー信号のエッジ画素上にコピーすることによっ
て、カラー信号のエッジを急峻化している。

【０００９】この際、カラー信号の急峻化パルスの疑似
クロミナンス値をなくすために、基準画素とエッジ画素
との間の割当て領域における２次微分信号の値がゼロ交
差を有さない場合にだけ、基準画素のクロミナンス値を
エッジ画素上にコピーする。その結果、例えば、異なる
クロミナンス値を有している近隣のパルスの値が、２つ
のパルス間の遷移領域でのコピー処理によって混合され
てしまうことを防止できる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、信号に含まれているノイズ成分のレベル
がエッジ強調を行う閾値以上である場合、エッジが誤検
出されてしまう。そのため、誤検出したノイズ成分をエ
ッジ強調がエッジ強調した結果、映像が劣化する現象が
発生していた。

【００１１】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、ノイズによる誤動作を起
こすことなく、画像信号のエッジを十分に急峻化できる
画像処理方法および画像処理装置を提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の画像処理方法は、画像信号の１次微分を
求める１次微分演算処理と、上記１次微分演算処理で得
られた１次微分の絶対値を求める絶対値演算処理と、上
記絶対値演算処理で得られた絶対値が、ピークかつ所定
の閾値以上であるか否かを判定するピーク検出処理と、
上記ピーク検出処理での検出結果に基づいて、対応する
画素の上記画像信号を隣接する画素の画像信号で書き換
える信号補正処理と、を含むことを特徴としている。

【００１３】また、本発明の画像処理装置は、画像信号
の１次微分を求める１次微分演算手段と、上記１次微分
演算手段で得られた１次微分の絶対値を求める絶対値演
算手段と、上記絶対値演算手段で得られた絶対値が、ピ
ークかつ所定の閾値以上であるか否かを判定するピーク
検出手段と、上記ピーク検出手段の検出結果に基づい
て、対応する画素の上記画像信号を隣接する画素の画像
信号で書き換える信号補正手段と、を備えることを特徴
としている。

【００１４】上記の方法および構成により、入力された
画像信号の一次微分後の絶対値が基準画素においてピー
クであるか否かを判定し、ピークである場合には基準画
素の前後の位置の画素の値を基準画素にコピーする。

【００１５】ここで、上記の方法および構成では、特
に、一次微分の絶対値がピークであるか否かを判断する
際、その絶対値が所定の閾値以上であるか否かも同時に
判定する。そして、この閾値は、１次微分の絶対値のＳ
／Ｎ比を考慮して、ピーク量が閾値ｔｈ未満では、エッ
ジ強調を行わないように設定できる。

【００１６】これにより、一次微分の絶対値がピークか
つ所定の閾値以上である時のみ、基準画素の前後の位置
の画素の値を基準画素にコピーして、画像信号のエッジ
を強調できる。よって、従来のように高周波成分に含ま
れるノイズ成分をエッジとして判断することがないた
め、ノイズによる誤動作を防止しながら、画像信号のエ
ッジを強調することが可能となる。

【００１７】具体的には、例えば、基準画素を含む区間
の１次微分の絶対値がピークである場合に、ピーク時点
でパルスを発生させたパルス信号と、このパルス信号を
１クロック分遅延させたパルス信号とを生成する。そし
て、ピーク時点のパルスとこれを１クロック遅延させた
パルスとの組合せが、（１，０）の場合には基準画素に
後続する値をコピーする一方、（０，１）の場合には基
準画素に先行する値をコピーする。その結果、エッジで
ある基準画素の前後で画素のコピーが行われ、エッジが
急峻化された画像信号を得ることができ、画質を改善で
きる。

【００１８】なお、上記の方法および構成は、輝度信号
を入力画像信号とする白黒画像のエッジ強調処理に適し
ているほか、カラー画像の色差信号やＲＧＢ信号のエッ
ジ強調処理にも好適である。

【００１９】さらに、本発明の画像処理方法は、複数の
信号を組み合わせて画素の表示を行う画像信号を、上記
の各処理を上記信号ごとに行って処理する画像処理方法
であって、いずれかの信号のピーク検出処理で、絶対値
がピークかつ所定の閾値以上であることを検出した時、
すべての信号の処理において、対応する画素の信号を隣
接する画素の信号でそれぞれ書き換えるように、各信号
補正処理を行う制御処理を含むことを特徴としている。

【００２０】また、本発明の画像処理装置は、複数の信
号を組み合わせて画素の表示を行う画像信号を処理する
画像処理装置であって、上記の各手段を上記信号ごとに
１系統ずつ備え、かつ、いずれかの系統のピーク検出手
段で、ピークかつ所定の閾値以上である絶対値が検出さ
れた時、すべての系統において、対応する画素の信号を
隣接する画素の信号でそれぞれ書き換えるように、各信
号補正手段を制御する制御手段を備えることを特徴とし
ている。

【００２１】上記の方法および構成により、さらに、入
力する画像信号が色差信号によるカラー信号であれば２
系統の信号を処理して、また、入力する画像信号がＲＧ
Ｂ信号によるカラー信号であれば３系統の信号を処理し
て、エッジ強調処理を行うことができる。

【００２２】ここで、上記の方法および構成では、特
に、一つの系統でのみピークが検出された場合でも、す
べての系統でエッジ強調処理を施す。よって、より細か
な検出条件で色エッジを強調することができる。すなわ
ち、複数の入力データに対して個々にピーク検出を行う
ため、検出分解能が大きくなる。また、カラー画像の色
差信号やＲＧＢ信号等の場合、各信号ごとに独立してエ
ッジ強調を行えば色味バランスが崩れてにじみが発生す
るが、上記の方法および構成によれば、これを防止でき
る。

【００２３】具体的には、例えば、各系統において基準
画素を含む区間の１次微分の絶対値のピークを検出した
パルス信号を、ＯＲ回路に入力して１つの制御信号に合
成し、この制御信号に基づいてすべての系統でエッジ強
調処理を行えばよい。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
から図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

【００２５】図１は、本実施の形態に係る画像信号のエ
ッジ強調回路（画像処理装置）１の構成の概略を示すブ
ロック図である。

【００２６】上記エッジ強調回路１は、１系統の画像信
号のエッジを検出して、これを強調する処理を行う画像
処理回路である。なお、処理する画像信号としては、カ
ラー信号の１つや輝度信号などが可能である。

【００２７】上記エッジ強調回路１は、処理する画像信
号Ｄinを入力する入力端子１１、信号を１クロック遅延
させる遅延器１２，１３，１４，１５，１６，２３、画
素選択回路（信号補正手段）１７、減算器１８、絶対値
演算回路（絶対値演算手段）１９、ピーク位置判定回路
（ピーク位置判定手段）２０、ピーク量判定回路（ピー
ク量判定手段）２１、ＡＮＤ回路２２、処理後の画像信
号Ｄoutを出力する出力端子２４を備えて構成されてい
る。なお、遅延器１２と減算器１８とによって、１次微
分回路（１次微分演算手段）が構成されている。

【００２８】そして、入力端子１１に入力された画像信
号Ｄinは遅延器１２に入力され、遅延器１２が出力した
信号Ｄaは遅延器１３に入力され、遅延器１３が出力し
た信号Ｄbは遅延器１４に入力され、遅延器１４が出力
した信号Ｄcは遅延器１５に入力され、遅延器１５が出
力した信号Ｄdは遅延器１６に入力され、遅延器１６が
出力した信号Ｄeは画素選択回路１７に入力される。す
なわち、画像信号Ｄinは、遅延器１２〜１６に順次に入
力されて１クロックずつ遅延された後、画素選択回路１
７に入力される。なお、遅延器１３，１４は、ピーク検
出回路３０とのタイミングを合わせるために設けられて
いる。

【００２９】これとともに、画素選択回路１７には、遅
延器１４が出力した信号Ｄc、遅延器１５が出力した信
号Ｄd、遅延器１６が出力した信号Ｄeが入力される。画
素選択回路１７は、これらの信号Ｄc，Ｄd，Ｄeのいず
れか１つを、後述する信号Ｄm，Ｄnの組合せに応じて選
択する（信号補正処理）。そして、画素選択回路１７に
よって選択された画像信号Ｄoutを、出力端子２４が出
力する。

【００３０】また、入力端子１１に入力された画像信号
Ｄinは、遅延器１２が出力した信号Ｄaとともに減算器
１８に入力され、１次微分信号Ｄgが生成される（１次
微分演算処理）。減算器１８が出力した１次微分信号Ｄ
gは、絶対値演算回路１９に入力され、１次微分信号Ｄg
の絶対値である絶対値信号Ｄhが生成される（絶対値演
算処理）。絶対値演算回路１９が出力した絶対値信号Ｄ
hは、ピーク検出回路（ピーク検出手段）３０に入力さ
れ、信号Ｄmが出力される（ピーク検出処理）。ピーク
検出回路３０が出力した信号（第１画素選択制御信号）
Ｄmは、画素選択回路１７に直接入力されるとともに、
遅延器２３で１クロック遅延された信号（第２画素選択
制御信号）Ｄnとしても入力される。

【００３１】ここで、上記ピーク検出回路３０は、絶対
値信号Ｄhのピーク位置を検出する回路である。図１に
示すように、ピーク検出回路３０は、ピーク位置判定回
路２０、ピーク量判定回路２１、ＡＮＤ回路２２を備え
て構成されている。また、ピーク検出回路３０の具体的
な一例を示すと、図２のとおりである。

【００３２】図２に示すように、上記ピーク検出回路３
０は、信号を１クロック遅延させる遅延器３１，３２，
３３，３４，３５、比較器３６，３７，３８，３９，４
０、ＡＮＤ回路２２を備えて構成されている。なお、遅
延器３１〜３５および比較器３６〜３９がピーク位置判
定回路２０に対応する。また、比較器４０がピーク量判
定回路２１に対応する。

【００３３】そして、絶対値演算回路１９から入力され
た絶対値信号Ｄhは遅延器３１に入力され、遅延器３１
が出力した信号Ｅ1は遅延器３２に入力され、遅延器３
２が出力した信号Ｅ2は遅延器３３に入力され、遅延器
３３が出力した信号Ｅ3は遅延器３４に入力され、遅延
器３４が出力した信号Ｅ4は遅延器３５に入力され、遅
延器３５は信号Ｅ5を出力する。

【００３４】また、遅延器３１，３２，３４，３５が出
力した信号Ｅ1，Ｅ2，Ｅ4，Ｅ5は、比較器３６，３７，
３８，３９にそれぞれ入力される。これとともに、遅延
器３３が出力した信号Ｅ3は、比較器３６，３７，３
８，３９に入力される。そして、比較器３６，３７，３
８，３９は、信号Ｅ3と、信号Ｅ1，Ｅ2，Ｅ4，Ｅ5との
大小関係をそれぞれ比較して、信号Ｅ3の方が大きい場
合に“１”を信号Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4としてそれぞれ出
力する。なお、信号Ｆ1〜Ｆ4は、ピーク位置検出信号Ｄ
ｊ（図１）に含まれている。

【００３５】また、比較器４０には、遅延器３３が出力
した信号Ｅ3と、閾値ｔｈとが入力されている。そし
て、比較器４０は、信号Ｅ3が閾値ｔｈ以上の場合に、
“１”を信号Ｆ5として出力する。なお、信号Ｆ5は、ピ
ーク量判定信号Ｄｉ（図１）に含まれている。

【００３６】さらに、比較器３６，３７，３８，３９，
４０の出力である信号Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4，Ｆ5が、Ａ
ＮＤ回路２２に入力されている。そして、ＡＮＤ回路２
２は、信号Ｆ1，Ｆ2，Ｆ3，Ｆ4，Ｆ5の値がすべて
“１”の場合には“１”を、それ以外の場合には“０”
を、信号Ｄmとして出力する。

【００３７】これにより、上記ピーク位置判定回路２０
は、絶対値信号Ｄhを３クロック遅延した信号Ｅ3が、そ
れより２クロックおよび１クロック先行する信号Ｅ1，
Ｅ2と、それより２クロックおよび１クロック遅延する
信号Ｅ4，Ｅ5とを合わせた５つの絶対値信号の中でピー
クであるか否かを判定できる。すなわち、ピーク位置判
定回路２０は、５個の絶対値からなる区間で中央の絶対
値が最大値であるか否かを判定する。なお、絶対値信号
Ｄhのピークを何クロック分の絶対値の中から検出する
かは、適宜選択可能であり、それに応じて遅延器および
比較器（比較器４０を除く）の数を設定すればよい。

【００３８】また、上記ピーク量判定回路２１は、絶対
値信号Ｄhを３クロック遅延した信号Ｅ3の値Ｙ３４（図
３）が閾値ｔｈ以上であるか否かを判定できる。ここ
で、閾値ｔｈは、画像信号Ｄinのノイズ成分に主に由来
する絶対値信号Ｄhに含まれるノイズによるピークを検
出しないように設定されている。

【００３９】よって、上記ピーク検出回路３０によれ
ば、絶対値信号Ｄhを３クロック遅延した信号Ｅ3がピー
クであり、かつ、その値Ｙ３４が閾値ｔｈ以上であるか
否かを判定できる。すなわち、ピーク検出回路３０によ
れば、絶対値信号Ｄhの閾値ｔｈ以上のピークを検出で
きる。そして、絶対値信号Ｄhの閾値ｔｈ以上のピーク
を検出した時、信号Ｄmとして“１”を出力する。

【００４０】一方、上記画素選択回路１７は、画像信号
Ｄinを３，４，５クロック遅延させた信号Ｄc，Ｄd，Ｄ
eのいずれか１つを、ピーク検出回路３０が出力した信
号Ｄmとこれを１クロック遅延させた信号Ｄnとの組合せ
に応じて選択する。

【００４１】具体的には、画素選択回路１７は、次の規
則、 （Ｄm，Ｄn）＝（０，０）の場合、Ｄout＝Ｄd （Ｄm，Ｄn）＝（０，１）の場合、Ｄout＝Ｄc （Ｄm，Ｄn）＝（１，０）の場合、Ｄout＝Ｄe （Ｄm，Ｄn）＝（１，１）の場合、Ｄout＝Ｄd に従って、出力する信号を選択する。

【００４２】すなわち、画素選択回路１７は、（Ｄm，
Ｄn）が（０，０）または（１，１）の場合、信号Ｄdの
値をそのまま出力して、強調を行わない。また、（Ｄ
m，Ｄn）が（０，１）の場合、信号Ｄdの値を先行する
信号Ｄcの値に置き換えて出力する。逆に、（Ｄm，Ｄ
n）が（１，０）の場合、信号Ｄdの値を後続する信号Ｄ
eの値に置き換えて出力する。

【００４３】これにより、画像信号Ｄinの１次微分信号
Ｄgの絶対値信号Ｄhが閾値ｔｈ以上のピークを形成する
時、画像信号Ｄinのエッジを強調することができる。

【００４４】つづいて、図３を用いて、エッジ強調回路
１におけるエッジ強調処理を詳細に説明する。なお、図
３の横軸は時間軸である。

【００４５】画像信号Ｄinは、エッジ強調回路１に入力
された入力信号である。信号Ｄa〜Ｄeは、画像信号Ｄin
が遅延器１２〜１６によって１クロックずつ遅延された
信号である。ここで、Ｘ１〜Ｘ６は、連続する６個の画
素を示す。

【００４６】また、信号Ｄgは、上記画像信号Ｄinに基
づき減算器１８によって生成された１次微分信号であ
る。さらに、信号Ｄhは、信号Ｄgが絶対値演算回路１９
によって変換された絶対値信号である。そして、信号Ｅ
1〜Ｅ5は、絶対値信号Ｄhが遅延器３１〜３５によって
１クロックずつ遅延された信号である。ここで、Ｙ１２
は画素Ｘ１と画素Ｘ２との間の１次微分の絶対値を表
す。同様に、Ｙ２３，Ｙ３４，Ｙ４５，Ｙ５６は、それ
ぞれ画素Ｘ２，Ｘ３、画素Ｘ３，Ｘ４、画素Ｘ４，Ｘ
５、画素Ｘ５，Ｘ６の１次微分の絶対値を表す。

【００４７】信号Ｄmは、信号Ｄhに基づいて、１次微分
の絶対値が、先行する２クロック分の絶対値と、後続の
２クロック分の絶対値とを含む合計５つの絶対値の中で
最大、かつ、閾値ｔｈ以上である時にパルスが出力され
る信号である。そして、信号Ｄnは、信号Ｄmを１クロッ
ク遅延させたパルス信号である。

【００４８】ここで、エッジ強調回路１は、基本的に信
号Ｄdを画像信号Ｄoutとして出力し、エッジ画素が検出
された場合、すなわち、信号Ｄm，Ｄnにパルスが出力さ
れている場合に、先行する信号Ｄcあるいは後続する信
号Ｄeをコピーする。なお、制御パルス（信号Ｄm，Ｄ
n）の幅はクロック周期分に相当する。

【００４９】よって、図３の例では、絶対値Ｙ３４が上
記の条件を満たすため、絶対値Ｙ３４の元になった画素
Ｘ３，Ｘ４と対応してパルスが出力されている。そし
て、画素Ｘ３の出力時には、（Ｄm，Ｄn）＝（１，０）
であるため、信号Ｄdの下方の矢印に示されるように、
信号Ｄeすなわち先行する画素Ｘ２をコピーする。次
に、画素Ｘ４の出力時には、（Ｄm，Ｄn）＝（０，１）
であるため、信号Ｄdの上方の矢印に示されるように、
信号Ｄcすなわち後続する画素Ｘ５をコピーする。

【００５０】このように、上記エッジ強調回路１は、基
本的には、入力された画像信号Ｄinを４クロック遅延さ
せた信号Ｄdを画像信号Ｄoutとして出力する。そして、
エッジ画素が検出された場合、前後の信号Ｄc，Ｄeをコ
ピーすることにより、エッジ強調処理を施す。ここで、
エッジ画素とは、画像信号の１次微分の絶対値信号がピ
ークとなる箇所の両端の画素である。

【００５１】図３の例では、画素Ｘ３と画素Ｘ４とがエ
ッジ画素である。そして、画素Ｘ３，Ｘ４間の１次微分
の絶対値Ｙ３４が、絶対値信号Ｄh上で隣接する５つの
絶対値の内でピークとなっている。よって、画素Ｘ３と
画素Ｘ４の中間部分が画像信号Ｄinのピーク位置にな
る。したがって、エッジ画素Ｘ３，Ｘ４において画像信
号Ｄinを急峻化した画像信号Ｄoutが得られる。すなわ
ち、上記エッジ強調回路１によれば、基準となる２つの
カラー信号のエッジ部分においてエッジ強調処理を行う
ことができる。

【００５２】以上のように、上記エッジ強調回路１で
は、水平に隣接する６画素に対して、時系列的に１次微
分（水平に隣接する信号の差分）の絶対値を求めて、得
られた水平方向に隣接する５個の絶対値のピーク位置を
検出する。なお、ピークを検出する区間の長さは、絶対
値３個（すなわち４画素）以上であれば任意に選択でき
る。これと同時に、エッジ強調回路１では、ピークとな
る絶対値の値が閾値以上であるかを検出する。そして、
２つの条件を満たす場合のみ、ピーク検出回路３０が画
素選択回路１７へ制御信号を出力する。

【００５３】また、上記エッジ強調回路１は、基準とな
る信号に対し、時間的に進んでいる信号と、遅延し
ている信号とを有している。そして、基準となる信号の
立ち上がりまたは立ち下がりを示す上記制御信号（エッ
ジ情報）に応じて、基準となる信号に上記またはの
信号をコピーすることにより、基準となる信号のエッジ
の立ち上がりまたは立ち下がり特性を良くすることがで
きる。

【００５４】ここで、上記エッジ強調回路１では、特
に、ピークとなる絶対値の値が閾値以上であるかを検出
している。すなわち、従来のようなノイズの誤検出によ
る誤動作が起こらないように、ピーク量判定回路２１を
設けて、１次微分後の絶対値のＳ／Ｎ比を考慮し、ピー
ク量が閾値ｔｈ（設定値）未満では、補正（エッジ強
調）を行わないように制御している。

【００５５】これにより、高周波成分に含まれるノイズ
成分をエッジとして判断することがないため、ノイズに
よる誤動作を防止して、画像信号のエッジを強調するこ
とができる。

【００５６】また、上記エッジ強調回路１では、入力信
号を輝度信号とすると、リンキングを発生することな
く、輝度信号のエッジだけを強調することができ、簡単
な構成で、映像の精細感を高めることができ、視覚上重
要な画質改善効果が得られる。

【００５７】上述のように、上記エッジ強調回路１は、
白黒画像のエッジ強調に適している。しかし、これに限
定されず、本発明は、白黒画像信号だけでなく、カラー
画像信号を含む画像信号の処理に一般的に適用できるも
のである。

【００５８】つづいて、図４および図５を用いて、色差
信号を用いて画像表示を行う表示装置に、上記エッジ強
調回路１を適用した例について説明する。

【００５９】図４は、色差信号を入力信号とする液晶表
示装置６０の構成の概略を示すブロック図である。

【００６０】図４に示すように、液晶表示装置６０に
は、Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒ，Ｈ，Ｖの各信号が入力されてい
る。Ｙ，Ｐｂ，Ｐｒの各信号は、Ａ／Ｄ変換器６１…
で、デジタル信号に変換された後、ＹＰｂＰｒ／ＲＧＢ
変換器６２で、ＲＧＢ信号に変換され、液晶コントロー
ラ６３に入力される。また、Ｈ，Ｖの各信号は、液晶コ
ントローラ６３に入力されるとともに、ＰＬＬ（phase-
locked loop）６４にも入力されてＣＬＫ信号が生成さ
れる。そして、液晶コントローラ６３の出力信号は、信
号ドライバ６５および走査ドライバ６６を介して、液晶
パネル６７に入力され、画像表示される。

【００６１】ここで、液晶表示装置６０は、Ａ／Ｄ変換
器６１とＹＰｂＰｒ／ＲＧＢ変換器６２との間に、エッ
ジ強調回路（画像処理装置）２を備えている。このエッ
ジ強調回路２は、デジタル信号に変換された画像信号Ｐ
ｂin，Ｐｒinにエッジ強調処理を施して、画像信号Ｐｂ
out，Ｐｒoutを出力する。

【００６２】図５は、上記エッジ強調回路２の構成の概
略を示す回路図である。このエッジ強調回路２は、２つ
の画像信号を処理するために、図１に示したエッジ強調
回路１と同一の構成を備えたエッジ強調回路１ｂ，１ｒ
を備えている。なお、図５には、図１との相違を示す要
部のみを示している。図示しない遅延器および減算器
（１次微分演算処理）、絶対値演算回路（絶対値演算処
理）、およびその他の構成については、図１および図２
を用いて上述したとおりである。

【００６３】図５に示すように、上記エッジ強調回路１
ｂの画素選択回路（信号補正手段）１７ｂには、画像信
号Ｐｂinを３，４，５クロックずつ遅延させた信号Ｐｂ
c，Ｐｂd，Ｐｂeが入力されている。ピーク検出回路
（ピーク検出手段）３０ｂには、画像信号Ｐｂinの１次
微分信号の絶対値信号Ｐｂhが入力されている。同様
に、上記エッジ強調回路１ｒの画素選択回路（信号補正
手段）１７ｒには、画像信号Ｐｒinを３，４，５クロッ
クずつ遅延させた信号Ｐｒc，Ｐｒd，Ｐｒeが入力され
ている。ピーク検出回路（ピーク検出手段）３０ｒに
は、画像信号Ｐｒinの１次微分信号の絶対値信号Ｐｒh
が入力されている。

【００６４】なお、ピーク検出回路３０ｂ，３０ｒ（ピ
ーク検出処理）および画素選択回路１７ｂ，１７ｒ（信
号補正処理）の動作の詳細については、図１および図２
を用いて上述したとおりである。ただし、ピーク量判定
回路の閾値ｂｔｈ，ｒｔｈは、画像信号Ｐｂin，Ｐｒin
のノイズ成分に主に由来する絶対値信号Ｐｂh，Ｐｒhに
含まれるノイズによるピークを検出しないようにそれぞ
れ設定されている。

【００６５】さらに、上記エッジ強調回路２は、２入力
のＯＲ回路（制御手段）５１，５２を備えている。上記
ＯＲ回路５１は、ピーク検出回路３０ｂが出力した信号
Ｐｂmと、ピーク検出回路３０ｒが出力した信号Ｐｒmと
が入力され、この２入力の論理和を求めて信号Ｄmとし
て画素選択回路１７ｂ，１７ｒに入力する（制御処
理）。また、上記ＯＲ回路５２は、遅延器２３ｂが出力
した信号Ｐｂnと、遅延器２３ｒが出力した信号Ｐｒnと
が入力され、この２入力の論理和を求めて信号Ｄnとし
て画素選択回路１７ｂ，１７ｒに入力する（制御処
理）。

【００６６】そして、上記画素選択回路１７ｂは、信号
Ｄm，Ｄnの組合せに応じて、信号Ｐｂc，Ｐｂd，Ｐｂe
から１つ選択して、色差信号Ｐｂout（（Ｂ−Ｙ）′）
として出力する。同様に、上記画素選択回路１７ｒは、
信号Ｄm，Ｄnの組合せに応じて、信号Ｐｒc，Ｐｒd，Ｐ
ｒeから１つ選択して、色差信号Ｐｒout（（Ｒ−
Ｙ）′）として出力する。

【００６７】上記のように、２系統の画像信号Ｐｂin，
Ｐｒinに対してエッジ強調処理を施すエッジ強調回路２
では、ＯＲ回路５１，５２を設けて、エッジ画素検出信
号を合成し、１種類の信号Ｄm，Ｄnを画素選択回路１７
ｂ，１７ｒに共通に入力する。

【００６８】これにより、画素選択回路１７ｂ，１７ｒ
において、画像信号Ｐｂout，Ｐｒoutとして出力すべき
信号の選択の状態が同一になる。特に、エッジ強調回路
２では、ＯＲ回路で合成することにより、少なくとも一
方の系統でピーク位置が検出されれば、信号Ｄm，Ｄnに
パルスを出力する。それゆえ、一方の色差でのみピーク
位置が検出された場合にでも、両色差でピーク位置を検
出したように、２系統の画像信号Ｐｂin，Ｐｒinに対し
てエッジ強調処理を施すことができる。

【００６９】したがって、一つの系統でもピークが検出
されれば、すべての系統でエッジ強調処理を施すことに
より、より細かな検出条件で色エッジを強調することが
できる。すなわち、複数の入力データである画像信号Ｐ
ｂin，Ｐｒinに対して個々にピーク検出回路３０ｂ，３
０ｒを設けるため、ピークの検出分解能が大きくなる。
また、特に色差成分であるＰｂ，Ｐｒ信号の場合には、
色差信号ごとに独立してエッジ強調を行った場合に発生
する、エッジ強調後の色差信号Ｐｂout，Ｐｒoutの色味
バランスの崩れによるにじみを防止できる。

【００７０】つづいて、図６および図７を用いて、ＲＧ
Ｂ信号を用いて画像表示を行う表示装置に、上記エッジ
強調回路１を適用した例を説明する。

【００７１】図６は、ＲＧＢ信号を入力信号とする液晶
表示装置８０の構成の概略を示すブロック図である。

【００７２】図６に示すように、液晶表示装置８０に
は、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｈ，Ｖの各信号が入力されている。
Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号は、Ａ／Ｄ変換器８１…で、デジタ
ル信号に変換された後、液晶コントローラ８３に入力さ
れる。また、Ｈ，Ｖの各信号は、液晶コントローラ８３
に入力されるとともに、ＰＬＬ８４にも入力されてＣＬ
Ｋ信号が生成される。そして、液晶コントローラ８３の
出力信号は、信号ドライバ８５と走査ドライバ８６を介
して、液晶パネル８７に入力され、画像表示される。

【００７３】ここで、液晶表示装置８０は、エッジ強調
回路（画像処理装置）３を備えている。このエッジ強調
回路３は、デジタル信号に変換された画像信号ＰＲin，
ＰＧin，ＰＢinにエッジ強調処理を施して、画像信号Ｐ
Ｒout，ＰＧout，ＰＢoutを出力する。

【００７４】図７は、上記エッジ強調回路３の構成の概
略を示す回路図である。このエッジ強調回路３は、３つ
の画像信号を処理するために、図１に示したエッジ強調
回路１と同一の構成を備えたエッジ強調回路１Ｒ，１
Ｇ，１Ｂを備えている。なお、図７には、図１との相違
を示す要部のみを示している。図示しない遅延器および
減算器（１次微分演算処理）、絶対値演算回路（絶対値
演算処理）、およびその他の構成については、図１およ
び図２を用いて上述したとおりである。

【００７５】図７に示すように、上記エッジ強調回路１
Ｒの画素選択回路（信号補正手段）１７Ｒには、画像信
号ＰＲinを３，４，５クロックずつ遅延させた信号ＰＲ
c，ＰＲd，ＰＲeが入力されている。ピーク検出回路
（ピーク検出手段）３０Ｒには、画像信号ＰＲinの１次
微分信号の絶対値信号ＰＲhが入力されている。同様
に、上記エッジ強調回路１Ｇの画素選択回路（信号補正
手段）１７Ｇには、画像信号ＰＧinを３，４，５クロッ
クずつ遅延させた信号ＰＧc，ＰＧd，ＰＧeが入力され
ている。ピーク検出回路（ピーク検出手段）３０Ｇに
は、画像信号ＰＧinの１次微分信号の絶対値信号ＰＧh
が入力されている。同様に、上記エッジ強調回路１Ｂの
画素選択回路（信号補正手段）１７Ｂには、画像信号Ｐ
Ｂinを３，４，５クロックずつ遅延させた信号ＰＢc，
ＰＢd，ＰＢeが入力されている。ピーク検出回路（ピー
ク検出手段）３０Ｂには、画像信号ＰＢinの１次微分信
号の絶対値信号ＰＢhが入力されている。

【００７６】なお、ピーク検出回路３０Ｒ，３０Ｇ，３
０Ｂ（ピーク検出処理）および画素選択回路１７Ｒ，１
７Ｇ，１７Ｂ（信号補正処理）の動作の詳細について
は、図１および図２を用いて上述したとおりである。た
だし、ピーク量判定回路の閾値Ｒｔｈ，Ｇｔｈ，Ｂｔｈ
は、画像信号ＰＲin，ＰＧin，ＰＢinのノイズ成分に主
に由来する絶対値信号ＰＲh，ＰＧh，ＰＢhに含まれる
ノイズによるピークを検出しないようにそれぞれ設定さ
れている。

【００７７】さらに、上記エッジ強調回路３は、３入力
のＯＲ回路（制御手段）７１，７２を備えている。上記
ＯＲ回路７１は、ピーク検出回路３０Ｒが出力した信号
ＰＲmと、ピーク検出回路３０Ｇが出力した信号ＰＧm
と、ピーク検出回路３０Ｂが出力した信号ＰＢmとが入
力され、この３入力の論理和を求めて信号Ｄmとして画
素選択回路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂに入力する（制御処
理）。また、上記ＯＲ回路７２は、遅延器２３Ｒが出力
した信号ＰＲnと、遅延器２３Ｇが出力した信号ＰＧn
と、遅延器２３Ｂが出力した信号ＰＢnとが入力され、
この３入力の論理和を求めて信号Ｄnとして画素選択回
路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂに入力する（制御処理）。

【００７８】そして、上記画素選択回路１７Ｒは、信号
Ｄm，Ｄnの組合せに応じて、信号ＰＲc，ＰＲd，ＰＲe
から１つ選択して、画像信号ＰＲoutとして出力する。
同様に、上記画素選択回路１７Ｇは、信号Ｄm，Ｄnの組
合せに応じて、信号ＰＧc，ＰＧd，ＰＧeから１つ選択
して、画像信号ＰＧoutとして出力する。同様に、上記
画素選択回路１７Ｂは、信号Ｄm，Ｄnの組合せに応じ
て、信号ＰＢc，ＰＢd，ＰＢeから１つ選択して、画像
信号ＰＢoutとして出力する。

【００７９】上記のように、３系統の画像信号ＰＲin，
ＰＧin，ＰＢinに対してエッジ強調処理を施すエッジ強
調回路３では、ＯＲ回路７１，７２を設けて、エッジ画
素検出信号を合成し、１種類の信号Ｄm，Ｄnを画素選択
回路１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂに共通に入力する。

【００８０】これにより、画素選択回路１７Ｒ，１７
Ｇ，１７Ｂにおいて、画像信号ＰＲin，ＰＧin，ＰＢin
として出力すべき信号の選択の状態が同一になる。特
に、エッジ強調回路３では、ＯＲ回路で合成することに
より、少なくとも一つの系統でピーク位置が検出されれ
ば、信号Ｄm，Ｄnにパルスを出力する。それゆえ、一つ
の色でのみピーク位置が検出された場合にでも、すべて
の色でピーク位置を検出したように、３系統の画像信号
ＰＲin，ＰＧin，ＰＢinに対してエッジ強調処理を施す
ことができる。

【００８１】したがって、一つの系統でもピークが検出
されれば、すべての系統でエッジ強調処理を施すことに
より、より細かな検出条件で色エッジを強調することが
できる。すなわち、複数の入力データに対して個々にピ
ーク検出回路を設けるため、検出分解能が大きくなる。
また、特に色成分であるＲＧＢ信号の場合には、色信号
ごとに独立してエッジ強調を行った場合に発生する、エ
ッジ強調後の色信号ＰＲout，ＰＧout，ＰＢoutの色味
バランスの崩れによるにじみを防止できる。

【００８２】なお、本実施の形態は本発明の範囲を限定
するものではなく、本発明の範囲内で種々の変更が可能
である。

【００８３】例えば、本実施の形態では、液晶表示装置
に適用したエッジ強調装置について説明したが、本発明
は液晶表示装置のほか、テレビビジョン受像機、映像プ
ロジェクタ等の各種映像表示装置のカラー信号処理装置
にも、適用可能であることはもちろんである。

【００８４】また、本発明は、例えば、以下のように構
成することができる。

【００８５】本発明に係るエッジ強調装置は、カラー信
号を微分する微分手段と、この微分した信号の絶対値を
算出する絶対値演算手段と、この絶対値からカラー信号
の水平方向に隣接するｎ＋３個の絶対値のピーク位置を
検出するピーク位置検出手段と、この検出されたピーク
位置の検出信号に応じてカラー信号のエッジ画素に前後
する基準画素の色差値がエッジ画素上に選択されるよう
にしてカラーのエッジを強調させる画素選択手段と、を
備えて構成されていてもよい。

【００８６】これにより、入力された入力色差信号の１
次微分後の絶対値が基準画素においてピークであるかど
うかを判断し、ピークである場合にはパルス信号とこの
パルス信号を１クロック分遅延させた信号を発生させ基
準画素の前後の位置の色差値をエッジ画素上にコピーす
ることで、カラー信号のエッジがより急峻にされた色差
値を得ることができる。

【００８７】さらに、上記エッジ強調装置は、微分手段
が、１クロック分のデータを遅延させるＤフリップフロ
ップと減算器とからなり、出力が正であれば立ち上が
り、負であれば立ち下りと判定するものであってもよ
い。

【００８８】さらに、上記エッジ強調装置は、カラー信
号の立ち上がりか、立ち下がりを検出したときに、エッ
ジ強調を行うものであってもよい。

【００８９】さらに、上記エッジ強調装置は、各手段が
遅延回路、加算器（減算器）、比較器、ＡＮＤ回路、Ｏ
Ｒ回路より構成されていてもよい。

【００９０】

【発明の効果】以上のように、本発明の画像処理方法
は、画像信号の１次微分を求める１次微分演算処理と、
上記１次微分演算処理で得られた１次微分の絶対値を求
める絶対値演算処理と、上記絶対値演算処理で得られた
絶対値が、ピークかつ所定の閾値以上であるか否かを判
定するピーク検出処理と、上記ピーク検出処理での検出
結果に基づいて、対応する画素の上記画像信号を隣接す
る画素の画像信号で書き換える信号補正処理と、を含む
方法である。

【００９１】また、本発明の画像処理装置は、画像信号
の１次微分を求める１次微分演算手段と、上記１次微分
演算手段で得られた１次微分の絶対値を求める絶対値演
算手段と、上記絶対値演算手段で得られた絶対値が、ピ
ークかつ所定の閾値以上であるか否かを判定するピーク
検出手段と、上記ピーク検出手段の検出結果に基づい
て、対応する画素の上記画像信号を隣接する画素の画像
信号で書き換える信号補正手段と、を備える構成であ
る。

【００９２】それゆえ、一次微分の絶対値がピークであ
るか否かを判断する際、その絶対値が所定の閾値以上で
あるか否かも同時に判定する。そして、この閾値は、１
次微分の絶対値のＳ／Ｎ比を考慮して、ピーク量が閾値
ｔｈ未満では、エッジ強調を行わないように設定でき
る。

【００９３】これにより、一次微分の絶対値がピークか
つ所定の閾値以上である時のみ、基準画素の前後の位置
の画素の値を基準画素にコピーして、画像信号のエッジ
を強調できる。よって、従来のように高周波成分に含ま
れるノイズ成分をエッジとして判断することがないた
め、ノイズによる誤動作を防止しながら、画像信号のエ
ッジを強調することが可能となるという効果を奏する。

【００９４】さらに、本発明の画像処理方法は、複数の
信号を組み合わせて画素の表示を行う画像信号を、上記
の各処理を上記信号ごとに行って処理する画像処理方法
であって、いずれかの信号のピーク検出処理で、絶対値
がピークかつ所定の閾値以上であることを検出した時、
すべての信号の処理において、対応する画素の信号を隣
接する画素の信号でそれぞれ書き換えるように、各信号
補正処理を行う制御処理を含む方法である。

【００９５】また、本発明の画像処理装置は、複数の信
号を組み合わせて画素の表示を行う画像信号を処理する
画像処理装置であって、上記の各手段を上記信号ごとに
１系統ずつ備え、かつ、いずれかの系統のピーク検出手
段で、ピークかつ所定の閾値以上である絶対値が検出さ
れた時、すべての系統において、対応する画素の信号を
隣接する画素の信号でそれぞれ書き換えるように、各信
号補正手段を制御する制御手段を備える構成である。

【００９６】それゆえ、さらに、一つの系統でのみピー
クが検出された場合でも、すべての系統でエッジ強調処
理を施す。よって、より細かな検出条件で色エッジを強
調することができるという効果を奏する。すなわち、複
数の入力データに対して個々にピーク検出を行うため、
検出分解能が大きくなるという効果を奏する。また、カ
ラー画像の色差信号やＲＧＢ信号等の場合、各信号ごと
に独立してエッジ強調を行えば色味バランスが崩れてに
じみが発生するが、上記の方法および構成によれば、こ
れを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るエッジ強調回路の
構成の概略を示す機能ブロック図である。

【図２】図１に示したエッジ強調回路が備えるピーク検
出回路の一具体例を示す回路図である。

【図３】図１に示したエッジ強調回路によるエッジ強調
処理を説明する時間線図である。

【図４】図１に示したエッジ強調回路を色差信号の補正
に適用した液晶表示装置を示すブロック図である。

【図５】図４に示した液晶表示装置に搭載されたエッジ
強調回路の構成の概略を示す機能ブロック図である。

【図６】図１に示したエッジ強調回路をＲＧＢ信号の補
正に適用した液晶表示装置を示すブロック図である。

【図７】図６に示した液晶表示装置に搭載されたエッジ
強調回路の構成の概略を示す機能ブロック図である。

【図８】従来の技術に係るエッジ強調回路を示す機能ブ
ロック図である。

【図９】図８に示したエッジ強調回路によるエッジ強調
処理を説明する時間線図である。

【符号の説明】

１，２，３ エッジ強調回路（画像処理装置） １２ 遅延器（１次微分演算手段） １７，１７ｂ，１７ｒ，１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂ 画
素選択回路（信号補正手段） １８ 減算器（１次微分演算手段） １９ 絶対値演算回路（絶対値演算手段） ２０，２０ｂ，２０ｒ，２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ ピ
ーク位置判定回路（ピーク位置判定手段） ２１，２１ｂ，２１ｒ，２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ ピ
ーク量判定回路（ピーク量判定手段） ３０，３０ｂ，３０ｒ，３０Ｒ，３０Ｇ，３０Ｂ ピ
ーク検出回路（ピーク検出手段） ５１，５２，７１，７２ ＯＲ回路（制御手段） Ｄin，Ｐｂin，Ｐｒin，ＰＲin，ＰＧin，ＰＢin 画
像信号 Ｄc，Ｐｂc，Ｐｒc，ＰＲc，ＰＧc，ＰＢc 隣接する
画素の画像信号 Ｄd，Ｐｂd，Ｐｒd，ＰＲd，ＰＧd，ＰＢd 対応する
画素の画像信号 Ｄe，Ｐｂe，Ｐｒe，ＰＲe，ＰＧe，ＰＢe 隣接する
画素の画像信号 Ｄg，Ｐｂg，Ｐｒg，ＰＲg，ＰＧg，ＰＢg １次微分 Ｄh，Ｐｂh，Ｐｒh，ＰＲh，ＰＧh，ＰＢh １次微分
の絶対値 ｔｈ，ｂｔｈ，ｒｔｈ，Ｒｔｈ，Ｇｔｈ，Ｂｔｈ 閾
値

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CA02 CA08 CA12 CA16 CB01 CB02 CB08 CB12 CB16 CC01 CE03 CH08 5C021 PA12 PA42 PA53 PA56 PA62 PA66 PA75 RA02 RB04 RB08 XB04 5C066 AA03 BA20 CA06 EC02 EF04 GA01 GA02 GA33 KA08 KC11 KD02 KD06 KD07 KE02 KE05 KG01 KP02 5C077 LL08 LL09 MP01 MP08 PP03 PP32 PP34 PP47 PQ12 PQ20 TT02 5C079 HB01 HB04 LA15 MA11 NA04 PA05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】画像信号の１次微分を求める１次微分演算
   処理と、 上記１次微分演算処理で得られた１次微分の絶対値を求
   める絶対値演算処理と、 上記絶対値演算処理で得られた絶対値が、ピークかつ所
   定の閾値以上であるか否かを判定するピーク検出処理
   と、 上記ピーク検出処理での検出結果に基づいて、対応する
   画素の上記画像信号を隣接する画素の画像信号で書き換
   える信号補正処理と、を含むことを特徴とする画像処理
   方法。
2. 【請求項２】複数の信号を組み合わせて画素の表示を行
   う画像信号を、請求項１に記載の各処理を上記信号ごと
   に行って処理する画像処理方法であって、 いずれかの信号のピーク検出処理で、絶対値がピークか
   つ所定の閾値以上であることを検出した時、すべての信
   号の処理において、対応する画素の信号を隣接する画素
   の信号でそれぞれ書き換えるように、各信号補正処理を
   行う制御処理を含むことを特徴とする画像処理方法。
3. 【請求項３】画像信号の１次微分を求める１次微分演算
   手段と、 上記１次微分演算手段で得られた１次微分の絶対値を求
   める絶対値演算手段と、 上記絶対値演算手段で得られた絶対値が、ピークかつ所
   定の閾値以上であるか否かを判定するピーク検出手段
   と、 上記ピーク検出手段の検出結果に基づいて、対応する画
   素の上記画像信号を隣接する画素の画像信号で書き換え
   る信号補正手段と、を備えることを特徴とする画像処理
   装置。
4. 【請求項４】複数の信号を組み合わせて画素の表示を行
   う画像信号を処理する画像処理装置であって、 請求項３に記載の各手段を上記信号ごとに１系統ずつ備
   え、 かつ、いずれかの系統のピーク検出手段で、ピークかつ
   所定の閾値以上である絶対値が検出された時、すべての
   系統において、対応する画素の信号を隣接する画素の信
   号でそれぞれ書き換えるように、各信号補正手段を制御
   する制御手段を備えることを特徴とする画像処理装置。