JP2004153507A - Luminance signal and chrominance signal separating apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a luminance signal and chrominance signal separating apparatus with less deterioration in the resolution capable of suppressing occurrence of chrominance disturbance. <P>SOLUTION: An adder 31, multipliers 36, 37, and an adder 38 compose a vertical correlation type YC separating apparatus, and an adder 32, the multipliers 36, 37, and the adder 38 compose a horizontal correlation type YC separating apparatus. A singular point detection section 40 detects a degree of vertical correlation to generate singular point information α. An adaptive mixer 35 adaptively mixes outputs of the adders 31, 32 in response to the singular point information α. Any of a state of using only the vertical correlation type YC separating apparatus, a state of using only the horizontal correlation type YC separating apparatus, and a state of using the both is selected according to the result above. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、輝度信号（Ｙ信号）と色信号（Ｃ信号）とが多重された複合映像信号から、Ｙ信号とＣ信号とを分離する輝度信号・色信号分離装置（ＹＣ分離装置）に係り、特に、解像度の劣化が少なく、クロスルミナンス妨害の発生を抑えることができる輝度信号・色信号分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現行のＮＴＳＣ信号は、図６に示すように、Ｃ信号をＹ信号の高域周波数領域（色副搬送波周波数ｆｓｃ＝３．５８ＭＨｚ）に周波数多重した複合映像信号である。複合映像信号を受信して画像表示するテレビジョン受像機では、Ｙ信号とＣ信号とを分離するＹＣ分離が必要である。
【０００３】
一般的なＹＣ分離装置としては、周波数分離型、水平相関型、垂直相関型等が用いられている。図７〜図９を用いて、周波数分離型、水平相関型、垂直相関型の各ＹＣ分離装置（ＹＣ分離方法）の概略について説明する。図７に示す周波数分離型ＹＣ分離装置は、入力された複合映像信号からバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１によってｆｓｃ周辺の帯域を抽出することによって、Ｃ信号を分離する。そして、減算器２によって、複合映像信号からＣ信号を減算してＹ信号を分離する。
【０００４】
図８に示す水平相関型ＹＣ分離装置は、同一ライン上の１つ飛びの３画素のデータを取り出し、水平方向に並んだ画素の相関を利用してＹＣ分離を行うものである。即ち、図８に示すように、Ｄフリップフロップ（ＤＦＦ）３，４及び５，６は、入力された複合映像信号を１画素ずつ順次遅延する。乗算器７〜９は、入力された複合映像信号とＤＦＦ４，６の出力に対し、それぞれ係数ｋとして−０．２５，０．５，−０．２５を乗算する。加算器１０は、乗算器７〜９の出力を加算してＣ信号を出力する。そして、減算器１１は、ＤＦＦ４の出力よりＣ信号を減算してＹ信号を分離する。
【０００５】
図９に示す垂直相関型ＹＣ分離装置は、垂直方向に連続する３つのラインの画素を取り出し、垂直方向に隣接する画素の相関を利用してＹＣ分離を行うものである。即ち、図９に示すように、ラインメモリ１２，１３は、入力された複合映像信号を１ラインずつ遅延する。乗算器１４〜１６は、入力された複合映像信号とラインメモリ１２，１３の出力に対し、それぞれ係数ｋとして−０．２５，０．５，−０．２５を乗算する。加算器１７は、乗算器１４〜１６の出力を加算してＣ信号を出力する。そして、減算器１８は、ラインメモリ１２の出力よりＣ信号を減算してＹ信号を分離する。
【０００６】
水平相関型ＹＣ分離装置（水平方向フィルタ）と垂直相関型ＹＣ分離装置（垂直方向フィルタ）や他の方式のＹＣ分離装置（時間方向フィルタ）を水平相関、垂直相関、時間相関に応じて選択的に用いるものとして、特開昭６３−２２１７９３号公報（特許文献１）に記載のものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６３−２２１７９３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した複数のＹＣ分離装置の内、例えば周波数分離型及び水平相関型ＹＣ分離装置では、水平解像度が劣化するという問題点がある。垂直相関型ＹＣ分離装置では、クロスルミナンス妨害が発生しやすいという問題点がある。垂直相関型ＹＣ分離装置を用いた場合のクロスルミナンス妨害は、図１０（Ａ）に示す有効映像期間外と有効映像期間との境界部である画面最上位部及び最下位部、図１０（Ｂ）に示す白黒から所定の色の信号への切り替わり部、図１０（Ｃ）に示す例えば赤から緑への色の切り替わり部のような垂直相関のない特異点で発生する。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、解像度の劣化が少なく、クロスルミナンス妨害の発生を大幅に抑えることができる輝度信号・色信号分離装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した従来技術の課題を解決するため、複合映像信号を輝度信号と色信号とに分離する輝度信号・色信号分離装置において、前記複合映像信号における輝度信号・色信号分離の対象画素毎に、この対象画素と前記対象画素の上下の画素とを用いて色信号を分離する第１の色信号分離手段（３１，３６〜３８）と、前記対象画素毎に、前記対象画素と前記対象画素と同一ライン上の左右方向に位置する画素とを用いて色信号を分離する第２の色信号分離手段（３２，３６〜３８）と、任意の輝度信号・色信号分離方法を用いて、前記対象画素毎に色信号を分離すると共に、前記対象画素と前記対象画素に対して上下方向に位置する画素とがなす垂直相関または前記対象画素と前記対象画素に対して左右方向に位置する画素とがなす水平相関の程度を検出する相関検出手段（４０）と、前記相関検出手段で検出された相関の程度に応じて、前記第１の色信号分離手段で分離された色信号のみを出力する第１の状態と、前記第２の色信号分離手段で分離された色信号のみを出力する第２の状態と、前記第１の色信号分離手段で分離された色信号と前記第２の色信号分離手段で分離された色信号とを混合して出力する第３の状態とを切り換える切換手段（３５）とを備えて構成したことを特徴とする輝度信号・色信号分離装置を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の輝度信号・色信号分離装置（ＹＣ分離装置）について、添付図面を参照して説明する。図１は本発明のＹＣ分離装置の一実施形態を示すブロック図、図２は映像信号の画素を２次元的に示す図、図３は本発明のＹＣ分離装置の動作を説明するための特性図、図４は本発明のＹＣ分離装置の動作を説明するためのフローチャート、図５は本発明のＹＣ分離装置の他の実施形態を示す部分ブロック図である。
【００１２】
図１において、入力された複合映像信号はＤフリップフロップ（ＤＦＦ）２１，２２で１画素ずつ順次遅延される。入力された複合映像信号はラインメモリ２３にも入力され、１ライン遅延される。ラインメモリ２３の出力は、ＤＦＦ２４〜２７で１画素ずつ順次遅延される。また、ラインメモリ２３の出力は、ラインメモリ２８にも入力され、１ライン遅延される。ラインメモリ２８の出力は、ＤＦＦ２９，３０で１画素ずつ順次遅延される。ここでは、入力する複合映像信号を、色副搬送波周波数の４倍の周波数（４ｆｓｃ＝１４．３２ＭＨｚ）のクロックでサンプリングしたデジタル映像信号としている。
【００１３】
一般に知られているように、ＮＴＳＣ信号を４ｆｓｃのクロックでサンプリングすると、図２に示すように、隣接する水平方向の画素間の位相は９０°となり、２画素間では１８０°となる。図１におけるＤＦＦ２５の出力を、ＹＣ分離を行う対象の画素（図２の画素Ｐ１１）とする。図２の黒丸で示す画素Ｐ１０はＤＦＦ２７の出力、ＹＣ分離の対象画素である画素Ｐ１１はＤＦＦ２５の出力、画素Ｐ１２はラインメモリ２３の出力にそれぞれ相当する。ライン１の１つ上のライン０の画素Ｐ０１はＤＦＦ３０の出力、ライン１の１つ下のライン２の画素Ｐ２１はＤＦＦ２２の出力にそれぞれ相当する。なお、図２は一つのフィールドの画素配列を示している。
【００１４】
ＤＦＦ２５の出力は、乗算器３６及び減算器３９に供給される。ＤＦＦ２２，３０の出力は、加算器３１に入力されて加算される。ラインメモリ２３とＤＦＦ２７の出力の出力は、加算器３２に入力されて加算される。加算器３１，３２の出力はそれぞれ遅延器３３，３４によって所定時間遅延され、適応混合器３５に供給される。適応混合器３５は、乗算器３５１，３５２及び加算器３５３を有する。適応混合器３５は、後述する特異点検出部４０によって生成された特異点情報αを用いて、遅延器３３，３４の出力を適応混合する。
【００１５】
適応混合器３５の出力は、乗算器３７に入力される。乗算器３７は、適応混合器３５の出力に係数ｋとして−０．２５を乗算する。乗算器３６は、ＤＦＦ２５の出力に係数ｋとして０．５を乗算する。加算器３８は、乗算器３６，３７の出力を加算してＣ信号を出力する。そして、減算器３９は、ＤＦＦ２５の出力よりＣ信号を減算してＹ信号を分離する。
【００１６】
ここで、特異点検出部４０の具体的構成及び動作について説明する。特異点検出部４０は、乗算器４０１〜４０３と、加算器４０４と、クロマ復調部４０５と、ラインメモリ４０６と、減算器４０７と、判定部４０８とを備える。乗算器４０１〜４０３は、ラインメモリ２３の出力とＤＦＦ２５，２７の出力に対し、それぞれ係数ｋとして−０．２５，０．５，−０．２５を乗算する。加算器４０４は、乗算器４０１〜４０３の出力を加算してＣ信号を出力する。これらの乗算器４０１〜４０３及び加算器４０４の部分は、図８で説明した水平相関型ＹＣ分離装置に相当する。
【００１７】
特異点検出部４０は、任意のＹＣ分離装置（ＹＣ分離方法）を用いて簡易的にＣ信号を生成し、垂直相関または水平相関のない特異点や垂直相関または水平相関の程度を検出するためのものである。本実施形態の特異点検出部４０は、簡易的なＹＣ分離装置として水平相関型ＹＣ分離装置を用い、垂直相関の有無及び程度を検出するようにしている。特異点検出部４０内のＹＣ分離装置として周波数分離型や垂直相関型を用いることもできる。
【００１８】
加算器４０４より出力されたＣ信号は、クロマ復調部４０５に入力されてクロマ復調される。即ち、クロマ復調部４０５は、入力されたＣ信号をクロマ復調して、例えば色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを生成する。色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙのいずれか一方のみでもよい。勿論、他の色差信号でもよいし、Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色信号（のいずれか）であってもよい。Ｃ信号をクロマ復調して３原色信号のいずれかを含む信号に変換するのは、図１０で説明した特異点（色の変化点）を検出するためである。本実施形態では、クロマ復調部４０５の出力を色差信号として説明する。
【００１９】
クロマ復調部４０５より出力された色差信号は、ラインメモリ４０６及び減算器４０７に入力される。減算器４０７は、クロマ復調部４０５の出力（図２の画素Ｐ１１のＣ信号より生成した色差信号に相当）よりラインメモリ４０６の出力（図２の画素Ｐ０１のＣ信号より生成した色差信号に相当）を減算することにより、垂直方向に隣接する画素の相関の程度を表す信号を生成する。減算器４０７の出力は、判定部４０８に入力される。判定部４０８は、後述のように、減算器４０７の出力としきい値とを比較することによって、特異点情報αを生成して適応混合器３５に供給する。
【００２０】
ところで、特異点検出部４０では、クロマ復調部４０５によるクロマ復調やラインメモリ４０６によるライン遅延等を行っているので、特異点情報αを出力するタイミングは、ＹＣ分離を行う対象である図２の画素Ｐ１１が発生するタイミングよりも遅くなってしまう。遅延器３３，３４は、このタイミングのずれをなくすためのものである。なお、遅延器３３，３４他タイミングあわせのための遅延器は適宜に設ければよい。
【００２１】
図３は、判定部４０８が、減算器４０７の出力の絶対値に応じて特異点情報αをどのように生成するかを示している。図２の画素Ｐ０１のＣ信号より生成した色差信号をＣ０１とし、図２の画素Ｐ１１のＣ信号より生成した色差信号をＣ１１とする。図３の横軸は、Ｃ１１−Ｃ０１の絶対値であり、縦軸は特異点情報αの値である。
判定部４０８は、２つのしきい値Ｔ１，Ｔ２を備えている。しきい値Ｔ１，Ｔ２は、判定部４０８に予め設定されているか、外部より設定されるものである。
【００２２】
図３に示すように、判定部４０８は、｜Ｃ１１−Ｃ０１｜がしきい値Ｔ１未満であれば、特異点情報αを０とし、｜Ｃ１１−Ｃ０１｜がしきい値Ｔ２以上であれば、特異点情報αを１とする。特異点情報αが０とは、図１０で説明したような特異点ではないことを表す。また、｜Ｃ１１−Ｃ０１｜がしきい値Ｔ１以上しきい値Ｔ２未満であれば、特異点情報αを図３に示す特性（直線）で決まる０〜１までの値とする。
【００２３】
図４を用いて、特異点情報αの決定方法についてさらに説明する。図４において、ステップＳ１にて、｜Ｃ１１−Ｃ０１｜がしきい値Ｔ１未満か否かを判定する。
しきい値Ｔ１未満であれば、ステップＳ２にて、特異点情報αを０とする。しきい値Ｔ１未満でなければ、ステップＳ３にて、｜Ｃ１１−Ｃ０１｜がしきい値Ｔ２未満か否かを判定する。しきい値Ｔ２未満であれば、ステップＳ４にて、特異点情報αを（｜Ｃ１１−Ｃ０１｜−Ｔ１）／（Ｔ２−Ｔ１）とする。しきい値Ｔ２未満でなければ、ステップＳ５にて、特異点情報αを１とする。
【００２４】
以上のように生成された特異点情報αは、上述した適応混合器３５の乗算器３５１，３５２に設定される。乗算器３５１は、遅延器３３の出力に係数ｋとして１−αを乗算し、乗算器３５２は、遅延器３４の出力に係数ｋとしてαを乗算する。
【００２５】
特異点情報αが０であれば、適応混合器３５の出力は、遅延器３３の出力のみとなる。遅延器３３の出力は、ＤＦＦ２２，３０の出力を加算したものであるので、図１の回路は、垂直相関型ＹＣ分離装置として動作していることが分かる。
このとき、画素Ｐ１１のＣ信号成分Ｐ１１_ＣＶは、
Ｐ１１_ＣＶ＝（−０．２５）×Ｐ０１＋０．５×Ｐ１１＋（−０．２５）×Ｐ２１
となる。
【００２６】
特異点情報αが１であれば、適応混合器３５の出力は、遅延器３４の出力のみとなる。遅延器３４の出力は、ラインメモリ２３の出力とＤＦＦ２７の出力を加算したものであるので、図１の回路は、水平相関型ＹＣ分離装置として動作していることが分かる。
このとき、画素Ｐ１１のＣ信号成分Ｐ１１_ＣＨは、
Ｐ１１_ＣＨ＝（−０．２５）×Ｐ１０＋０．５×Ｐ１１＋（−０．２５）×Ｐ１２
となる。
【００２７】
また、特異点情報αが０＜α＜１であれば、図１の回路は、水平相関型ＹＣ分離装置により得られるＣ信号と垂直相関型ＹＣ分離装置により得られるＣ信号を、特異点情報αの値に応じて適応混合する構成であることが分かる。
このとき、画素Ｐ１１のＣ信号成分Ｐ１１_Ｃは、
Ｐ１１_Ｃ＝Ｐ１１_ＣＶ×（１−α）＋Ｐ１１_ＣＨ×α
ここで、αは（｜Ｃ１１−Ｃ０１｜−Ｔ１）／（Ｔ２−Ｔ１）である。
【００２８】
以上のようにして、本発明のＹＣ分離装置は、ＹＣ分離の対象となっている映像信号の画素それぞれについて順次ＹＣ分離を行う。本発明のＹＣ分離装置によれば、垂直方向に色の変化のない垂直相関が高い部分では垂直相関型ＹＣ分離装置として動作するので、水平解像度がほとんど劣化しない。また、垂直方向に色の変化のある垂直相関が低い部分では水平相関型ＹＣ分離装置として動作するので、クロミナンス妨害がほとんど劣化しない。さらに、垂直相関が所定の範囲で、垂直相関型ＹＣ分離装置と水平相関型ＹＣ分離装置とを併用するので、両者の切り換えに伴う画面上での不自然さが解消され、解像度の劣化とクロミナンス妨害の発生の双方を抑えることができる。
【００２９】
前述のように、特異点検出部４０にて用いるＹＣ分離装置は、水平相関型ＹＣ分離装置に限定されるものではない。図５は、他の特異点検出部の構成例を示している。図５に示す特異点検出部５０は、周波数分離型ＹＣ分離装置を用いると共に、有効映像期間内の画素の位置に応じて垂直相関と水平相関のいずれか一方を強制的にオフとするよう構成したものである。
【００３０】
図５において、複合映像信号はＢＰＦ５０１に入力されて、Ｃ信号が分離される。クロマ復調部５０２とラインメモリ５０３と減算器５０４の動作は、特異点検出部４０におけるクロマ復調部４０５とラインメモリ４０６と減算器４０７と同じであり、その説明を省略する。判定部５０８は、特異点検出部４０の判定部４０８と同様、図３のような特性で特異点情報αを生成する。
【００３１】
端部検出部５０５及びＯＲ回路５０６，５０７は、有効映像期間内の画素の位置に応じて垂直相関と水平相関のいずれか一方を強制的にオフにするための部分である。図２のように画素が配列した状態において、有効映像期間の最上位ラインと最下位ラインは、垂直相関型ＹＣ分離を行うことができず、有効映像期間の左右端部それぞれの２画素分は、水平相関型ＹＣ分離を行うことはできない。そこで、有効映像期間の最上位ラインと最下位ライン及び左右端部２画素分の位置を検出して、垂直相関と水平相関のいずれか一方を強制的にオフにする。
【００３２】
図５において、端部検出部５０５には、図示していない同期信号分離回路によって複合映像信号から分離された垂直同期信号と水平同期信号が入力される。端部検出部５０５は、入力された垂直同期信号と水平同期信号を基にして、有効映像期間の最上位ラインと最下位ライン及び左右端部２画素分の位置を検出する。
端部検出部５０５は、最上位ラインのとき例えばハイの最上位ライン検出信号Ｖｔを出力し、最下位ラインのとき例えばハイの最下位ライン検出信号Ｖｂを出力する。また、端部検出部５０５は、左端部２画素のとき例えばハイの左端部検出信号Ｈｌを出力し、右端部２画素のとき例えばハイの右端部検出信号Ｈｒを出力する。
【００３３】
ＯＲ回路５０６は、最上位ライン検出信号Ｖｔと最下位ライン検出信号ＶｂとのＯＲをとり、強制的に垂直相関をオフにするための水平相関強制信号として判定部５０８に供給する。ＯＲ回路５０７は、左端部検出信号Ｈｌと右端部検出信号ＨｒとのＯＲをとり、強制的に水平相関をオフにするための垂直相関強制信号として判定部５０８に供給する。判定部５０８は、ＯＲ回路５０６より水平相関強制信号が入力されたら、減算器５０４の出力の値に関わらず、特異点情報αとして１を出力する。また、判定部５０８は、ＯＲ回路５０７より垂直相関強制信号が入力されたら、減算器５０４の出力の値に関わらず、特異点情報αとして０を出力する。なお，画面角部の水平及び垂直相関双方が行えない部分は、一例として水平相関を用いればよい。
【００３４】
このようにして、図５に示す特異点検出部５０は、垂直相関型ＹＣ分離を行うことができない部分と、水平相関型ＹＣ分離を行うことができない部分とを検出して、特異点情報αの値を強制的に設定している。なお、この特異点検出部５０及びＯＲ回路５０６，５０７の回路構成を、図１の特異点検出部４０に付加してもよいことは当然である。
【００３５】
以上説明した本実施形態においては、特異点検出部４０，５０によって垂直相関の程度を検出し、この検出結果を用いて、垂直相関型ＹＣ分離装置で分離された色信号のみを出力する第１の状態と、水平相関型ＹＣ分離装置で分離された色信号のみを出力する第２の状態と、垂直相関型ＹＣ分離装置で分離された色信号と水平相関型ＹＣ分離装置で分離された色信号とを混合して出力する第３の状態とを適応混合器３５によって切り換えるよう構成している。前述のように、特異点検出部によって水平相関の程度を検出し、この検出結果を用いて、第１〜第３の状態を切り換えるよう構成してもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の輝度信号・色信号分離装置は、複合映像信号における輝度信号・色信号分離の対象画素毎に、この対象画素と対象画素の上下の画素とを用いて色信号を分離する第１の色信号分離手段と、対象画素毎に、対象画素と対象画素と同一ライン上の左右方向に位置する画素とを用いて色信号を分離する第２の色信号分離手段と、任意の輝度信号・色信号分離方法を用いて、対象画素毎に色信号を分離すると共に、対象画素と対象画素に対して上下方向に位置する画素とがなす垂直相関または対象画素と対象画素に対して左右方向に位置する画素とがなす水平相関の程度を検出する相関検出手段と、この相関検出手段で検出された相関の程度に応じて、第１の色信号分離手段で分離された色信号のみを出力する第１の状態と、第２の色信号分離手段で分離された色信号のみを出力する第２の状態と、第１の色信号分離手段で分離された色信号と第２の色信号分離手段で分離された色信号とを混合して出力する第３の状態とを切り換える切換手段とを備えて構成したので、解像度の劣化が少なく、クロスルミナンス妨害の発生を大幅に抑えることができる。また、第３の状態を設けることにより、第１の状態と第２の状態との切り換えに伴う画面上での不自然さが解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】映像信号の画素を２次元的に示す図である。
【図３】本発明の動作を説明するための特性図である。
【図４】本発明の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施形態を示す部分ブロック図である。
【図６】複合映像信号の周波数特性を示す図である。
【図７】周波数分離型ＹＣ分離装置を示すブロック図である。
【図８】水平相関型ＹＣ分離装置を示すブロック図である。
【図９】垂直相関型ＹＣ分離装置を示すブロック図である。
【図１０】特異点で発生するクロスルミナンス妨害を示すである。
【符号の説明】
２１，２２，２４〜２７，２９，３０ Ｄフリップフロップ
２３，２８ ラインメモリ
３１，３２，３８ 加算器
３６，３７ 乗算器
３９ 減算器
３５ 適応混合器（切換手段）
４０，５０ 特異点検出部（相関検出手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a luminance / color signal separation device (YC separation device) for separating a Y signal and a C signal from a composite video signal in which a luminance signal (Y signal) and a chrominance signal (C signal) are multiplexed. More particularly, the present invention relates to a luminance signal / chrominance signal separation device that can suppress the occurrence of cross luminance interference with little deterioration in resolution.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 6, the current NTSC signal is a composite video signal obtained by frequency-multiplexing the C signal in the high frequency region of the Y signal (color subcarrier frequency fsc = 3.58 MHz). A television receiver that receives a composite video signal and displays an image requires YC separation for separating a Y signal and a C signal.
[0003]
As a general YC separation device, a frequency separation type, a horizontal correlation type, a vertical correlation type, or the like is used. The outline of the frequency separation type, horizontal correlation type, and vertical correlation type YC separation devices (YC separation method) will be described with reference to FIGS. The frequency separation type YC separation device shown in FIG. 7 separates a C signal by extracting a band around fsc by a bandpass filter (BPF) 1 from an input composite video signal. Then, the subtracter 2 subtracts the C signal from the composite video signal to separate the Y signal.
[0004]
The horizontal correlation type YC separation device shown in FIG. 8 extracts data of three pixels on the same line, one at a time, and performs YC separation by using the correlation between pixels arranged in the horizontal direction. That is, as shown in FIG. 8, the D flip-flops (DFF) 3, 4, 5 and 6 sequentially delay the input composite video signal by one pixel. The multipliers 7 to 9 multiply the input composite video signal and the outputs of the DFFs 4 and 6 by -0.25, 0.5 and -0.25 as coefficients k, respectively. Adder 10 adds the outputs of multipliers 7 to 9 and outputs a C signal. Then, the subtractor 11 subtracts the C signal from the output of the DFF 4 to separate the Y signal.
[0005]
The vertical correlation type YC separation device shown in FIG. 9 extracts pixels in three lines that are continuous in the vertical direction, and performs YC separation by using the correlation between vertically adjacent pixels. That is, as shown in FIG. 9, the line memories 12 and 13 delay the input composite video signal line by line. The multipliers 14 to 16 multiply the input composite video signal and the outputs of the line memories 12 and 13 by -0.25, 0.5 and -0.25 as the coefficient k, respectively. Adder 17 adds the outputs of multipliers 14 to 16 and outputs a C signal. Then, the subtractor 18 subtracts the C signal from the output of the line memory 12 to separate the Y signal.
[0006]
Select the horizontal correlation type YC separation device (horizontal direction filter), vertical correlation type YC separation device (vertical direction filter) or other type of YC separation device (time direction filter) according to horizontal correlation, vertical correlation, and time correlation. There is a method described in JP-A-63-221793 (Patent Document 1).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-63-221793
[Problems to be solved by the invention]
Among the plurality of YC separators described above, for example, the frequency separation type and the horizontal correlation type YC separator have a problem that the horizontal resolution is deteriorated. The vertical correlation type YC separation device has a problem that cross luminance disturbance is likely to occur. The cross-luminance disturbance in the case of using the vertical correlation type YC separation device is caused by the uppermost and lowermost portions of the screen, which are boundaries between the outside of the effective video period and the effective video period, as shown in FIG. ) Occurs at a singular point having no vertical correlation, such as a switching section from black and white to a signal of a predetermined color, for example, a switching section from red to green shown in FIG.
[0009]
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a luminance signal / chrominance signal separation device that has little degradation in resolution and can greatly suppress the occurrence of cross luminance disturbance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a luminance signal / color signal separation device for separating a composite video signal into a luminance signal and a chrominance signal, in order to solve the above-described problems of the related art. A first color signal separating unit (31, 36 to 38) for separating a color signal using the target pixel and pixels above and below the target pixel, for each pixel; A second color signal separation unit (32, 36 to 38) for separating a color signal using the target pixel and pixels located in the left-right direction on the same line, and an arbitrary luminance signal / color signal separation method. A color signal is separated for each target pixel, and a vertical correlation between the target pixel and a pixel located in the vertical direction with respect to the target pixel or a horizontal correlation between the target pixel and the target pixel is determined in the horizontal direction. Pixel A correlation detecting means (40) for detecting the degree of flat correlation, and a first means for outputting only the color signal separated by the first color signal separating means according to the degree of correlation detected by the correlation detecting means. And a second state in which only the color signals separated by the second color signal separation means are output, and a color signal separated by the first color signal separation means and the second color signal separation. Switching means (35) for switching between a third state of mixing and outputting the color signals separated by the means, and a luminance signal / color signal separating apparatus. .
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a luminance signal / color signal separation device (YC separation device) of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a YC separation device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing pixels of a video signal two-dimensionally, and FIG. 3 is a characteristic for explaining the operation of the YC separation device according to the present invention. FIG. 4 is a flow chart for explaining the operation of the YC separation device of the present invention, and FIG. 5 is a partial block diagram showing another embodiment of the YC separation device of the present invention.
[0012]
In FIG. 1, an input composite video signal is sequentially delayed one pixel at a time by D flip-flops (DFF) 21 and 22. The input composite video signal is also input to the line memory 23 and is delayed by one line. The output of the line memory 23 is sequentially delayed one pixel at a time by the DFFs 24-27. The output of the line memory 23 is also input to the line memory 28 and is delayed by one line. The output of the line memory 28 is sequentially delayed one pixel at a time by the DFFs 29 and 30. Here, the input composite video signal is a digital video signal sampled with a clock having a frequency four times the color subcarrier frequency (4 fsc = 14.32 MHz).
[0013]
As generally known, when the NTSC signal is sampled with a clock of 4 fsc, the phase between adjacent horizontal pixels is 90 °, and between two pixels is 180 °, as shown in FIG. The output of the DFF 25 in FIG. 1 is a pixel to be subjected to YC separation (pixel P11 in FIG. 2). A pixel P10 indicated by a black circle in FIG. 2 corresponds to the output of the DFF 27, a pixel P11 which is a target pixel for YC separation corresponds to an output of the DFF 25, and a pixel P12 corresponds to an output of the line memory 23. A pixel P01 in line 0, one line above line 1, corresponds to the output of DFF30, and a pixel P21 in line 2, one line below line 1, corresponds to the output of DFF22. FIG. 2 shows a pixel arrangement in one field.
[0014]
The output of the DFF 25 is supplied to a multiplier 36 and a subtractor 39. Outputs of the DFFs 22 and 30 are input to an adder 31 and added. The outputs of the line memory 23 and the output of the DFF 27 are input to an adder 32 and added. The outputs of the adders 31 and 32 are delayed for a predetermined time by delay units 33 and 34, respectively, and supplied to an adaptive mixer 35. The adaptive mixer 35 has multipliers 351 and 352 and an adder 353. The adaptive mixer 35 adaptively mixes the outputs of the delay units 33 and 34 using the singularity information α generated by the singularity detecting unit 40 described later.
[0015]
The output of the adaptive mixer 35 is input to the multiplier 37. The multiplier 37 multiplies the output of the adaptive mixer 35 by −0.25 as a coefficient k. The multiplier 36 multiplies the output of the DFF 25 by 0.5 as a coefficient k. Adder 38 adds the outputs of multipliers 36 and 37 and outputs a C signal. Then, the subtractor 39 subtracts the C signal from the output of the DFF 25 to separate the Y signal.
[0016]
Here, a specific configuration and operation of the singularity detection unit 40 will be described. The singular point detection unit 40 includes multipliers 401 to 403, an adder 404, a chroma demodulation unit 405, a line memory 406, a subtractor 407, and a determination unit 408. The multipliers 401 to 403 multiply outputs of the line memory 23 and outputs of the DFFs 25 and 27 by −0.25, 0.5 and −0.25 as coefficients k, respectively. Adder 404 adds the outputs of multipliers 401 to 403 and outputs a C signal. The multipliers 401 to 403 and the adder 404 correspond to the horizontal correlation type YC separation device described with reference to FIG.
[0017]
The singularity detection unit 40 simply generates a C signal using an arbitrary YC separation device (YC separation method) and detects a singularity having no vertical correlation or horizontal correlation or a degree of vertical correlation or horizontal correlation. belongs to. The singular point detection unit 40 of the present embodiment uses a horizontal correlation type YC separator as a simple YC separator, and detects the presence or absence and degree of vertical correlation. A frequency separation type or a vertical correlation type can be used as the YC separation device in the singular point detection unit 40.
[0018]
The C signal output from the adder 404 is input to a chroma demodulation unit 405 and chroma demodulated. That is, the chroma demodulation unit 405 chroma-demodulates the input C signal to generate, for example, color difference signals RY and BY. Only one of the color difference signals RY and BY may be used. Of course, other color difference signals may be used, or (one of) the three primary color signals of R, G, and B may be used. The reason why the C signal is chroma-demodulated and converted into a signal containing any of the three primary color signals is to detect the singular point (color change point) described with reference to FIG. In the present embodiment, the output of the chroma demodulation unit 405 will be described as a color difference signal.
[0019]
The color difference signal output from the chroma demodulation unit 405 is input to a line memory 406 and a subtractor 407. The subtractor 407 outputs the output of the line memory 406 (corresponding to the color difference signal generated from the C signal of the pixel P01 in FIG. 2) from the output of the chroma demodulation unit 405 (corresponding to the color difference signal generated from the C signal of the pixel P11 in FIG. 2). ) Is subtracted to generate a signal indicating the degree of correlation between vertically adjacent pixels. The output of the subtracter 407 is input to the determination unit 408. The determination unit 408 generates the singularity information α by comparing the output of the subtractor 407 with a threshold value and supplies the information to the adaptive mixer 35, as described later.
[0020]
By the way, since the singular point detection unit 40 performs chroma demodulation by the chroma demodulation unit 405 and line delay by the line memory 406, the timing for outputting the singular point information α is the target of FIG. This is later than the timing at which the pixel P11 occurs. The delay units 33 and 34 are for eliminating this timing shift. The delay units 33 and 34 and other delay units for adjusting the timing may be appropriately provided.
[0021]
FIG. 3 shows how the determination unit 408 generates the singularity information α according to the absolute value of the output of the subtractor 407. The color difference signal generated from the C signal of the pixel P01 in FIG. 2 is C01, and the color difference signal generated from the C signal of the pixel P11 in FIG. 2 is C11. The horizontal axis in FIG. 3 is the absolute value of C11-C01, and the vertical axis is the value of the singular point information α.
The determination unit 408 has two thresholds T1 and T2. The threshold values T1 and T2 are preset in the determination unit 408 or externally set.
[0022]
As shown in FIG. 3, the determination unit 408 sets the singularity information α to 0 if | C11−C01 | is less than the threshold T1, and if | C11−C01 | is greater than or equal to the threshold T2, The singular point information α is set to 1. When the singularity information α is 0, it indicates that the singularity is not a singularity as described in FIG. If | C11−C01 | is equal to or greater than threshold value T1 and less than threshold value T2, singularity information α is set to a value from 0 to 1 determined by the characteristic (straight line) shown in FIG.
[0023]
The method of determining the singular point information α will be further described with reference to FIG. In FIG. 4, in step S1, it is determined whether or not | C11-C01 | is smaller than threshold value T1.
If it is less than the threshold value T1, the singularity information α is set to 0 in step S2. If not less than threshold value T1, it is determined in step S3 whether | C11-C01 | is less than threshold value T2. If it is less than the threshold value T2, the singularity information α is set to (| C11-C01 | -T1) / (T2-T1) in step S4. If it is not less than the threshold value T2, the singularity information α is set to 1 in step S5.
[0024]
The singular point information α generated as described above is set in the multipliers 351 and 352 of the adaptive mixer 35 described above. The multiplier 351 multiplies the output of the delay unit 33 by 1-α as the coefficient k, and the multiplier 352 multiplies the output of the delay unit 34 by α as the coefficient k.
[0025]
If the singular point information α is 0, the output of the adaptive mixer 35 is only the output of the delay unit 33. Since the output of the delay unit 33 is the sum of the outputs of the DFFs 22 and 30, it can be seen that the circuit of FIG. 1 operates as a vertical correlation type YC separation device.
At this time, the C signal component P11 _CV of the pixel P11 is
P11 _CV = (− 0.25) × P01 + 0.5 × P11 + (− 0.25) × P21
It becomes.
[0026]
If the singular point information α is 1, the output of the adaptive mixer 35 is only the output of the delay unit 34. Since the output of the delay unit 34 is the sum of the output of the line memory 23 and the output of the DFF 27, it can be seen that the circuit of FIG. 1 operates as a horizontal correlation type YC separation device.
At this time, the C signal component P11 _CH of the pixel P11 is
P11 _CH = (− 0.25) × P10 + 0.5 × P11 + (− 0.25) × P12
It becomes.
[0027]
If the singularity information α is 0 <α <1, the circuit of FIG. 1 converts the C signal obtained by the horizontal correlation type YC separation device and the C signal obtained by the vertical correlation type YC separation device into singularity information. It can be seen that the configuration is such that adaptive mixing is performed according to the value of α.
At this time, the C signal component P11 _C of the pixel P11 is
P11 _C = P11 _CV × (1-α) + P11 _CH × α
Here, α is (| C11−C01 | −T1) / (T2−T1).
[0028]
As described above, the YC separation device of the present invention sequentially performs YC separation for each pixel of the video signal to be subjected to YC separation. According to the YC separation device of the present invention, a portion having a high vertical correlation with no color change in the vertical direction operates as a vertical correlation type YC separation device, so that the horizontal resolution hardly deteriorates. In a portion where the vertical correlation is low and the vertical correlation is low, the device operates as a horizontal correlation type YC separation device, so that chrominance disturbance hardly deteriorates. Further, since the vertical correlation type YC separation device and the horizontal correlation type YC separation device are used together within a predetermined range of the vertical correlation, the unnaturalness on the screen due to the switching between the two is eliminated, and the degradation of the resolution and the chrominance are reduced. Both occurrence of interference can be suppressed.
[0029]
As described above, the YC separation device used in the singular point detection unit 40 is not limited to the horizontal correlation type YC separation device. FIG. 5 shows a configuration example of another singularity detection unit. The singular point detection unit 50 shown in FIG. 5 uses a frequency separation type YC separation device and is configured to forcibly turn off one of the vertical correlation and the horizontal correlation according to the position of a pixel in the effective video period. It was done.
[0030]
In FIG. 5, a composite video signal is input to a BPF 501 to separate a C signal. The operations of the chroma demodulation unit 502, the line memory 503, and the subtractor 504 are the same as those of the chroma demodulation unit 405, the line memory 406, and the subtractor 407 in the singularity detection unit 40, and a description thereof will be omitted. The determination unit 508 generates the singular point information α with the characteristics as shown in FIG. 3, similarly to the determination unit 408 of the singular point detection unit 40.
[0031]
The edge detection unit 505 and the OR circuits 506 and 507 are units for forcibly turning off one of the vertical correlation and the horizontal correlation according to the position of the pixel within the effective video period. In the state where the pixels are arranged as shown in FIG. 2, the uppermost line and the lowermost line of the effective video period cannot be subjected to the vertical correlation type YC separation. However, horizontal correlation type YC separation cannot be performed. Therefore, the uppermost line and the lowermost line in the effective video period and the positions of the left and right end pixels are detected, and one of the vertical correlation and the horizontal correlation is forcibly turned off.
[0032]
In FIG. 5, a vertical synchronizing signal and a horizontal synchronizing signal separated from a composite video signal by a synchronizing signal separating circuit (not shown) are input to an end detection unit 505. The edge detection unit 505 detects the uppermost line and the lowermost line of the effective video period and the positions of two pixels at the left and right ends based on the input vertical synchronization signal and horizontal synchronization signal.
The end detection unit 505 outputs, for example, a high-most upper line detection signal Vt when the line is the highest line, and outputs a high-lowest line detection signal Vb when the line is the lowest line. Further, the edge detection unit 505 outputs, for example, a high left edge detection signal Hl when there are two left edge pixels, and outputs a high right edge detection signal Hr when there are two right edge pixels.
[0033]
The OR circuit 506 performs an OR operation between the uppermost line detection signal Vt and the lowermost line detection signal Vb, and supplies the result to the determination unit 508 as a horizontal correlation forced signal for forcibly turning off the vertical correlation. The OR circuit 507 performs an OR operation on the left end detection signal Hl and the right end detection signal Hr and supplies the result to the determination unit 508 as a vertical correlation forced signal for forcibly turning off the horizontal correlation. When the horizontal correlation forcing signal is input from the OR circuit 506, the determination unit 508 outputs 1 as the singular point information α regardless of the output value of the subtractor 504. Further, when the vertical correlation forcing signal is input from the OR circuit 507, the determination unit 508 outputs 0 as the singularity information α regardless of the output value of the subtractor 504. In a portion where both horizontal and vertical correlation cannot be performed at the corner of the screen, horizontal correlation may be used as an example.
[0034]
In this way, the singularity detection unit 50 shown in FIG. 5 detects a portion where vertical correlation type YC separation cannot be performed and a portion where horizontal correlation type YC separation cannot be performed, and performs singularity information α. Is forcibly set. Note that the circuit configuration of the singularity detection unit 50 and the OR circuits 506 and 507 may be added to the singularity detection unit 40 of FIG.
[0035]
In the present embodiment described above, the degree of vertical correlation is detected by the singularity detectors 40 and 50, and using this detection result, only the color signal separated by the vertical correlation type YC separation device is output. , The second state in which only the color signal separated by the horizontal correlation type YC separation device is output, and the color signal separated by the vertical correlation type YC separation device and the color separated by the horizontal correlation type YC separation device The adaptive mixer 35 is configured to switch between a signal and a third state in which the signal is mixed and output. As described above, the degree of horizontal correlation may be detected by the singular point detection unit, and the first to third states may be switched using the detection result.
[0036]
【The invention's effect】
As described in detail above, the luminance signal / color signal separation device of the present invention uses, for each target pixel of luminance signal / color signal separation in a composite video signal, the target pixel and pixels above and below the target pixel. First color signal separation means for separating color signals, and second color signal separation for separating color signals using, for each target pixel, a target pixel and a pixel located on the same line as the target pixel in the left-right direction. Means, using an arbitrary luminance signal / color signal separation method, separating a color signal for each target pixel, and a vertical correlation or a target pixel between the target pixel and a pixel located in the vertical direction with respect to the target pixel. Correlation detection means for detecting the degree of horizontal correlation between the target pixel and pixels located in the left-right direction, and separation by the first color signal separation means according to the degree of correlation detected by the correlation detection means Output only the color signal And the second state in which only the color signals separated by the second color signal separation means are output, and the color signals separated by the first color signal separation means and the second color signal separation means A switching means for switching between the third state of mixing and outputting the mixed color signal is provided, so that the deterioration of resolution is small and the occurrence of cross luminance interference can be greatly suppressed. Further, by providing the third state, unnaturalness on the screen due to switching between the first state and the second state is eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating pixels of a video signal in a two-dimensional manner.
FIG. 3 is a characteristic diagram for explaining the operation of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the present invention.
FIG. 5 is a partial block diagram showing another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating frequency characteristics of a composite video signal.
FIG. 7 is a block diagram showing a frequency separation type YC separation device.
FIG. 8 is a block diagram showing a horizontal correlation type YC separation device.
FIG. 9 is a block diagram showing a vertical correlation type YC separation device.
FIG. 10 is a diagram showing cross luminance disturbance occurring at a singular point.
[Explanation of symbols]
21, 22, 24 to 27, 29, 30 D flip-flops 23, 28 Line memories 31, 32, 38 Adders 36, 37 Multipliers 39 Subtractors 35 Adaptive mixer (switching means)
40,50 Singular point detection unit (correlation detection means)

Claims (2)

複合映像信号を輝度信号と色信号とに分離する輝度信号・色信号分離装置において、
前記複合映像信号における輝度信号・色信号分離の対象画素毎に、この対象画素と前記対象画素の上下の画素とを用いて色信号を分離する第１の色信号分離手段と、
前記対象画素毎に、前記対象画素と前記対象画素と同一ライン上の左右方向に位置する画素とを用いて色信号を分離する第２の色信号分離手段と、
任意の輝度信号・色信号分離方法を用いて、前記対象画素毎に色信号を分離すると共に、前記対象画素と前記対象画素に対して上下方向に位置する画素とがなす垂直相関または前記対象画素と前記対象画素に対して左右方向に位置する画素とがなす水平相関の程度を検出する相関検出手段と、
前記相関検出手段で検出された相関の程度に応じて、前記第１の色信号分離手段で分離された色信号のみを出力する第１の状態と、前記第２の色信号分離手段で分離された色信号のみを出力する第２の状態と、前記第１の色信号分離手段で分離された色信号と前記第２の色信号分離手段で分離された色信号とを混合して出力する第３の状態とを切り換える切換手段とを備えて構成したことを特徴とする輝度信号・色信号分離装置。In a luminance signal / color signal separation device that separates a composite video signal into a luminance signal and a chrominance signal,
A first color signal separation unit that separates a color signal by using the target pixel and pixels above and below the target pixel for each target pixel of luminance signal / color signal separation in the composite video signal;
For each of the target pixels, a second color signal separation unit that separates a color signal using the target pixel and a pixel located in the left-right direction on the same line as the target pixel,
Using an arbitrary luminance signal / chrominance signal separation method, the color signal is separated for each target pixel, and the vertical correlation or the target pixel between the target pixel and a pixel positioned vertically with respect to the target pixel is formed. And correlation detection means for detecting the degree of horizontal correlation between pixels located in the left-right direction with respect to the target pixel,
According to the degree of correlation detected by the correlation detection means, a first state in which only the color signals separated by the first color signal separation means are output, and a first state in which the color signals separated by the second color signal separation means are output. A second state in which only the separated color signal is output, and a second state in which the color signal separated by the first color signal separation means and the color signal separated by the second color signal separation means are mixed and output. 3. A luminance signal / chrominance signal separation device comprising switching means for switching between the three states. 前記対象画素が、有効映像期間内の位置として、前記第１の色信号分離手段で用いるべき上下の画素が存在しない上下端部か、前記第２の色信号分離手段用いるべき左右方向に位置する画素が存在しない左右端部に位置することを検出する端部検出手段を備え、
前記切換手段は、前記端部検出手段の検出結果に応じて、前記対象画素が前記上下端部に位置するときは前記第２の状態を強制的に選択すると共に、前記対象画素が前記左右端部に位置するときは前記第１の状態を強制的に選択することを特徴とする請求項１記載の輝度信号・色信号分離装置。The target pixel is located at the upper and lower ends where no upper and lower pixels to be used by the first color signal separating means exist or in the horizontal direction to be used by the second color signal separating means as positions within the effective video period. An edge detection unit that detects that the pixel is located at the left or right edge where no pixel is present,
The switching means forcibly selects the second state when the target pixel is located at the upper and lower ends according to the detection result of the end detection means, and sets the target pixel to the left and right ends. 2. The luminance signal / chrominance signal separation device according to claim 1, wherein the first state is forcibly selected when the first position is located in the unit.

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