JP2585217B2 - 適応型サブサンプル用フイルタ装置 - Google Patents
適応型サブサンプル用フイルタ装置Info
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- JP2585217B2 JP2585217B2 JP61094315A JP9431586A JP2585217B2 JP 2585217 B2 JP2585217 B2 JP 2585217B2 JP 61094315 A JP61094315 A JP 61094315A JP 9431586 A JP9431586 A JP 9431586A JP 2585217 B2 JP2585217 B2 JP 2585217B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、テレビジョン信号をディジタル符号化
し、その標本化周波数を低減するサブナイキストサンプ
リング用のフィルタ装置に関し、特にその切り換えによ
り画質の向上を図るようにしたものである。
し、その標本化周波数を低減するサブナイキストサンプ
リング用のフィルタ装置に関し、特にその切り換えによ
り画質の向上を図るようにしたものである。
まず第３図にサブナイキストサンプリングの構成図を
示す。図において、１は画像信号をA/D（Analog to Dig
ital）変換した信号を入力するディジタル映像入力端
子、110はディジタル映像入力端子１よりの信号の斜め
成分を落とす２次元前置フィルタ、11は２次元前置フィ
ルタ110の出力信号を画素毎に間引いてサブサンプリン
グするサブサンプルスイッチである。12はサブサンプル
スイッチ11よりの信号を伝送する通信路、111は通信路1
2よりの信号を補間する２次元補間フィルタ、48は２次
元補間フィルタ111の出力信号を外部へ出力するディジ
タル映像信号出力端子である。
示す。図において、１は画像信号をA/D（Analog to Dig
ital）変換した信号を入力するディジタル映像入力端
子、110はディジタル映像入力端子１よりの信号の斜め
成分を落とす２次元前置フィルタ、11は２次元前置フィ
ルタ110の出力信号を画素毎に間引いてサブサンプリン
グするサブサンプルスイッチである。12はサブサンプル
スイッチ11よりの信号を伝送する通信路、111は通信路1
2よりの信号を補間する２次元補間フィルタ、48は２次
元補間フィルタ111の出力信号を外部へ出力するディジ
タル映像信号出力端子である。
次に上記２次元前置フィルタ110及び２次元補間フィ
ルタ111の従来の一構成例を第10図に示す。
ルタ111の従来の一構成例を第10図に示す。
まず２次元前置フィルタ110において、２はディジタ
ル映像入力端子１より入力された信号を１ライン遅延さ
せる１ライン遅延器（以下1H遅延器と記す）、３は1H遅
延器２の出力信号をさらに１ライン遅延させる1H遅延
器、４は1H遅延器２の出力信号を１画素遅延させる１画
素遅延器（以下1D遅延器と記す）、５は1D遅延器４の出
力信号をさらに１画素遅延させる1D遅延器、９は1H遅延
器３の出力信号を１画素遅延させる1D遅延器、10はディ
ジタル映像入力端子１より入力される信号を１画素遅延
させる1D遅延器である。101は1H遅延器２と1D遅延器5,
9,10の出力信号の和を得るための加算器、102は1D遅延
器４の出力信号を２で除算する割算器、103は加算器101
の出力を８で除算する割算器、104は割算器102,103の出
力を加算する加算器である。
ル映像入力端子１より入力された信号を１ライン遅延さ
せる１ライン遅延器（以下1H遅延器と記す）、３は1H遅
延器２の出力信号をさらに１ライン遅延させる1H遅延
器、４は1H遅延器２の出力信号を１画素遅延させる１画
素遅延器（以下1D遅延器と記す）、５は1D遅延器４の出
力信号をさらに１画素遅延させる1D遅延器、９は1H遅延
器３の出力信号を１画素遅延させる1D遅延器、10はディ
ジタル映像入力端子１より入力される信号を１画素遅延
させる1D遅延器である。101は1H遅延器２と1D遅延器5,
9,10の出力信号の和を得るための加算器、102は1D遅延
器４の出力信号を２で除算する割算器、103は加算器101
の出力を８で除算する割算器、104は割算器102,103の出
力を加算する加算器である。
また、２次元補間フィルタ111において、13は通信路1
2よりの信号を１ライ遅延させる1H遅延器、14は1H遅延
器13の出力信号をさらに１ライン遅延させる1H遅延器、
19は1H遅延器14の出力信号を１画素遅延させる1D遅延
器、20は通信路12よりの信号を１画素遅延させる1D遅延
器、15は1H遅延器13の出力信号を１画素遅延させる1D遅
延器、16は1D遅延器15の出力信号をさらに１画素遅延さ
せる1D遅延器である。105は1H遅延器13と1D遅延器19,2
0,16の出力信号を加算する加算器、106は加算器105の出
力信号を４で除算する割算器、107は1D遅延器15の出力
信号と割算器106の出力信号とを加算する加算器であ
る。
2よりの信号を１ライ遅延させる1H遅延器、14は1H遅延
器13の出力信号をさらに１ライン遅延させる1H遅延器、
19は1H遅延器14の出力信号を１画素遅延させる1D遅延
器、20は通信路12よりの信号を１画素遅延させる1D遅延
器、15は1H遅延器13の出力信号を１画素遅延させる1D遅
延器、16は1D遅延器15の出力信号をさらに１画素遅延さ
せる1D遅延器である。105は1H遅延器13と1D遅延器19,2
0,16の出力信号を加算する加算器、106は加算器105の出
力信号を４で除算する割算器、107は1D遅延器15の出力
信号と割算器106の出力信号とを加算する加算器であ
る。
次に動作について説明する。
まずサブサンプリングについて第３図を用いて説明す
る。第３図において、ある画像を標本化周波数2fsで標
本化した信号3aをディジタル映像入力端子１に入力す
る。信号3aは画素配置で表すと第６図で示すように、ま
たｘ方向,y方向でサンプリングした２次元空間スペクト
ラムで表すと第８図で示すようになる。第６図におい
て、Txは１画素間隔を、Tyは１ライン間隔を示してい
る。第８図において、標本化周波数は1/Ty,1/Txを基本
周期とする格子点上に存在するため、下り返し雑音なし
に映像が再生できる２次元空間スペクトラム領域は水平
空間周波数1/2Tx,垂直空間周波数1/2Tyの長方形領域で
ある。通常、サブサンプリングでは標本化周波数を１ラ
イン毎に180゜位相をずらしたPASS（Phase Alternative
Sub−Nyquist Sampling）方式が採用されている。第３
図のサブサンプリング後の信号3cは画素配置で表すと第
７図の千鳥格子状標本点となり、ｘ方向,y方向でサンプ
リングした２次元空間スペクトラムでは第９図のように
表される。第９図において、標本化周波数は千鳥格子状
の点に表され、折り返し雑音なしに映像が再生できる２
次元空間スペクトラム領域は水平空間周波数1/2Tx,垂直
空間周波数1/2Tyを直線で結んだ三角形領域となる、画
像上では細い斜め線が存在すると折り返し雑音が発生す
る。このためサブサンプルフィルタでは斜め成分を落と
すことが重要である。
る。第３図において、ある画像を標本化周波数2fsで標
本化した信号3aをディジタル映像入力端子１に入力す
る。信号3aは画素配置で表すと第６図で示すように、ま
たｘ方向,y方向でサンプリングした２次元空間スペクト
ラムで表すと第８図で示すようになる。第６図におい
て、Txは１画素間隔を、Tyは１ライン間隔を示してい
る。第８図において、標本化周波数は1/Ty,1/Txを基本
周期とする格子点上に存在するため、下り返し雑音なし
に映像が再生できる２次元空間スペクトラム領域は水平
空間周波数1/2Tx,垂直空間周波数1/2Tyの長方形領域で
ある。通常、サブサンプリングでは標本化周波数を１ラ
イン毎に180゜位相をずらしたPASS（Phase Alternative
Sub−Nyquist Sampling）方式が採用されている。第３
図のサブサンプリング後の信号3cは画素配置で表すと第
７図の千鳥格子状標本点となり、ｘ方向,y方向でサンプ
リングした２次元空間スペクトラムでは第９図のように
表される。第９図において、標本化周波数は千鳥格子状
の点に表され、折り返し雑音なしに映像が再生できる２
次元空間スペクトラム領域は水平空間周波数1/2Tx,垂直
空間周波数1/2Tyを直線で結んだ三角形領域となる、画
像上では細い斜め線が存在すると折り返し雑音が発生す
る。このためサブサンプルフィルタでは斜め成分を落と
すことが重要である。
第３図において、ディジタル映像入力端子１より入力
された信号3aは斜め成分を落とすため基本クロック2fs
で動作する２次元前置フィルタ110に入力される。２次
元前置フィルタ110を通った信号3bは斜め成分の落ちた
信号となり、サブサンプルスイッチ11によりサブサンプ
リングされ信号3cとなる。信号3cはサンプルクロックfs
毎にリサンプルされた信号となるため、画像情報が半分
に減少したこととなる。そしてこの信号3cは通信路12を
用いて伝送され、伝送された信号はサンプルクロックfs
毎の信号となる。次に受信側でサンプルクロックを2fs
にするため、第７図において×印で示された欠落画素は
２次元補間フィルタ111により補間されると共に、斜め
成分が落とされる。そして補間された信号3dは、サンプ
ルクロックが2fsとなった信号としてディジタル映像出
力端子48に出力される。
された信号3aは斜め成分を落とすため基本クロック2fs
で動作する２次元前置フィルタ110に入力される。２次
元前置フィルタ110を通った信号3bは斜め成分の落ちた
信号となり、サブサンプルスイッチ11によりサブサンプ
リングされ信号3cとなる。信号3cはサンプルクロックfs
毎にリサンプルされた信号となるため、画像情報が半分
に減少したこととなる。そしてこの信号3cは通信路12を
用いて伝送され、伝送された信号はサンプルクロックfs
毎の信号となる。次に受信側でサンプルクロックを2fs
にするため、第７図において×印で示された欠落画素は
２次元補間フィルタ111により補間されると共に、斜め
成分が落とされる。そして補間された信号3dは、サンプ
ルクロックが2fsとなった信号としてディジタル映像出
力端子48に出力される。
以上サブサンプリングにおけるフィルタリングの重要
性を第３図を用いて説明した訳であるが、次に従来のフ
ィルタリングの一具体例について第10図を用いて説明す
る。映像入力端子１より入力された信号10aは、サブサ
ンプルスィッチ11の入力信号10bとなるまでに、下記
（１）式の伝達特性を実現した２次元前置フィルタ110
により斜め成分が落とされる。
性を第３図を用いて説明した訳であるが、次に従来のフ
ィルタリングの一具体例について第10図を用いて説明す
る。映像入力端子１より入力された信号10aは、サブサ
ンプルスィッチ11の入力信号10bとなるまでに、下記
（１）式の伝達特性を実現した２次元前置フィルタ110
により斜め成分が落とされる。
Z-L:画像上１ライン遅延 Z-1:画像上１画素遅延 信号10bは2fsのサンプリングクロックで処理されてい
るため、サブサンプルスイッチ11でライン毎に180゜位
相反転するfsのクロックでサブサンプルされ、これを画
素配置で表すと第７図の千鳥格子サンプリングとなる。
サブサンプリングされた信号10cは通信路12により伝送
クロックfsで伝送される。このようにして伝送された信
号は第７図の欠落サンプル点に０挿入された2fsのクロ
ックの信号である。そして通信路12よりの信号が入力さ
れる受信側では、該入力信号がディジタル映像出力端子
48の出力映像信号10dとなるまでに、上記（１）式の伝
達特性を実現した補間フィルタ111により欠落サンプル
点が補間される。
るため、サブサンプルスイッチ11でライン毎に180゜位
相反転するfsのクロックでサブサンプルされ、これを画
素配置で表すと第７図の千鳥格子サンプリングとなる。
サブサンプリングされた信号10cは通信路12により伝送
クロックfsで伝送される。このようにして伝送された信
号は第７図の欠落サンプル点に０挿入された2fsのクロ
ックの信号である。そして通信路12よりの信号が入力さ
れる受信側では、該入力信号がディジタル映像出力端子
48の出力映像信号10dとなるまでに、上記（１）式の伝
達特性を実現した補間フィルタ111により欠落サンプル
点が補間される。
以上のフィルタは２次元前置フィルタ110、２次元補
間フィルタ111共に斜め成分を落とすフィルタとなって
いる。
間フィルタ111共に斜め成分を落とすフィルタとなって
いる。
従来のサブサンプルフィルタは以上のように構成され
ており、画像情報に斜め高域成分が存在しない場合にも
斜め方向のフィルタリングを無条件に行うため、画像の
一部に水平，垂直解像度の高い成分を含んでいる場合に
は、その部分の画質が劣化してしまう。そこでこれを防
止するためには、フィルタの次数の高い、即ちハードウ
ェア複雑なフィルタを用いる必要があり、ハードウェア
規模が大きくなるという欠点があった。
ており、画像情報に斜め高域成分が存在しない場合にも
斜め方向のフィルタリングを無条件に行うため、画像の
一部に水平，垂直解像度の高い成分を含んでいる場合に
は、その部分の画質が劣化してしまう。そこでこれを防
止するためには、フィルタの次数の高い、即ちハードウ
ェア複雑なフィルタを用いる必要があり、ハードウェア
規模が大きくなるという欠点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、従来同様のハードウェア規模で、従来よ
り水平，垂直解像度の高い画質を得ることができ、しか
も誤検出の少ない適応型サブサンプル用フィルタ装置を
得ることを目的とする。
されたもので、従来同様のハードウェア規模で、従来よ
り水平，垂直解像度の高い画質を得ることができ、しか
も誤検出の少ない適応型サブサンプル用フィルタ装置を
得ることを目的とする。
この発明に係る適応型サブサンプル用フィルタ装置
は、後置フィルタ（補間フィルタ）に、水平方向ローパ
スフィルタ（Low Pass Filter:LPF），垂直方向LPF,2次
元LPFと、画像の局所的な水平方向変化と垂直方向変化
とを検出してこれらを比較する比較手段と、注目画素と
その隣接画素における上記比較結果により上記水平方向
LPF,垂直方向LPF,2次元LPFの出力値のうちいずれかを選
択する切り換え手段とを設けたものである。
は、後置フィルタ（補間フィルタ）に、水平方向ローパ
スフィルタ（Low Pass Filter:LPF），垂直方向LPF,2次
元LPFと、画像の局所的な水平方向変化と垂直方向変化
とを検出してこれらを比較する比較手段と、注目画素と
その隣接画素における上記比較結果により上記水平方向
LPF,垂直方向LPF,2次元LPFの出力値のうちいずれかを選
択する切り換え手段とを設けたものである。
この発明においては、後置フィルタにて、注目画素と
その隣接画素における画像の局所的な水平方向変化と垂
直方向変化とを検出し、その検出結果により水平方向高
域成分の多い画像には垂直方向LPFを、垂直方向高域成
分の多い画像には水平方向LPFを、そのどちらでもない
画像には２次元LPFを選択することにより、誤検出が少
なく高解像度の画質を得ることができる。
その隣接画素における画像の局所的な水平方向変化と垂
直方向変化とを検出し、その検出結果により水平方向高
域成分の多い画像には垂直方向LPFを、垂直方向高域成
分の多い画像には水平方向LPFを、そのどちらでもない
画像には２次元LPFを選択することにより、誤検出が少
なく高解像度の画質を得ることができる。
以下、本発明の実施例を図について説明する。第１図
は本発明の一実施例による適応型サブサンプル用フィル
タ装置の後置フィルタ、即ち受信側の構成を示したもの
である。図において、12は通信路、13はこの通信路12よ
りの信号を１ライン遅延させる1H遅延器、15は1H遅延器
13の出力信号を１画素遅延させる1D遅延器、16は1D遅延
器15の出力信号をさらに１画素遅延させる1D遅延器、1
7,18はそれぞれ1H遅延器13,1D遅延器16の出力信号を２
で除算する割算器,23は割算器17,18の２つの出力信号を
加算する加算器、33は加算器23の出力信号を１ライン遅
延させる1H遅延器、38は1H遅延器33の出力信号を１画素
遅延させる1D遅延器である。そしてこれらの各構成要素
により、水平方向ディジタルフィルタ（水平方向LPF）
が構成されている。
は本発明の一実施例による適応型サブサンプル用フィル
タ装置の後置フィルタ、即ち受信側の構成を示したもの
である。図において、12は通信路、13はこの通信路12よ
りの信号を１ライン遅延させる1H遅延器、15は1H遅延器
13の出力信号を１画素遅延させる1D遅延器、16は1D遅延
器15の出力信号をさらに１画素遅延させる1D遅延器、1
7,18はそれぞれ1H遅延器13,1D遅延器16の出力信号を２
で除算する割算器,23は割算器17,18の２つの出力信号を
加算する加算器、33は加算器23の出力信号を１ライン遅
延させる1H遅延器、38は1H遅延器33の出力信号を１画素
遅延させる1D遅延器である。そしてこれらの各構成要素
により、水平方向ディジタルフィルタ（水平方向LPF）
が構成されている。
14は1H遅延器13の出力信号をさらに１ライン遅延させ
る1H遅延器、19は1H遅延器14の出力信号を１画素遅延さ
せる1D遅延器、20は通信路12よりの信号を１画素遅延す
る1D遅延器、21,22はそれぞれ1D遅延器20,19の出力信号
を２で除算する割算器、25は割算器21,22の２つの出力
信号を加算する加算器、35は加算器25の出力信号を１ラ
イン遅延させる1H遅延器、40は1H遅延器35の出力信号を
１画素遅延させる1D遅延器である。そして通信路12から
1D遅延器40に至る各構成要素により、垂直方向LPFが構
成されている。
る1H遅延器、19は1H遅延器14の出力信号を１画素遅延さ
せる1D遅延器、20は通信路12よりの信号を１画素遅延す
る1D遅延器、21,22はそれぞれ1D遅延器20,19の出力信号
を２で除算する割算器、25は割算器21,22の２つの出力
信号を加算する加算器、35は加算器25の出力信号を１ラ
イン遅延させる1H遅延器、40は1H遅延器35の出力信号を
１画素遅延させる1D遅延器である。そして通信路12から
1D遅延器40に至る各構成要素により、垂直方向LPFが構
成されている。
27は加算器23,25の２つの出力信号を加算する加算
器、31は加算器27の出力信号を２で除算する割算器、34
は割算器31の出力信号を１ライン遅延させる1H遅延器、
39はそれぞれ1H遅延器34の出力信号を１画素遅延させる
1D遅延器である。そして通信路12から1D遅延器39に至る
各構成要素により２次元LFPが構成されている。
器、31は加算器27の出力信号を２で除算する割算器、34
は割算器31の出力信号を１ライン遅延させる1H遅延器、
39はそれぞれ1H遅延器34の出力信号を１画素遅延させる
1D遅延器である。そして通信路12から1D遅延器39に至る
各構成要素により２次元LFPが構成されている。
また、24は1D遅延器20の出力信号から1D遅延器19の出
力信号を減算する減算器、26は1H遅延器13の出力信号か
ら1D遅延器16の出力信号を減算する減算器、28,29はそ
れぞれ減算器26,24の出力信号の絶対値をとる絶対値回
路である。30は絶対値回路28,29の２つの出力信号を比
較する比較器、36は比較器30の出力信号を１ライン遅延
させる1H遅延器、41は1H遅延器36の出力信号を１画素遅
延させる1D遅延器、42は比較器30の出力信号を２画素遅
延させる2D遅延器、43は比較器30の出力信号を２ライン
遅延させる2H遅延器、44は2H遅延器43の出力信号を２画
素遅延させる2D遅延器、45は比較器30,1D遅延器41,2D遅
延器42,44,2H遅延器43の５つの出力信号を入力し、２ビ
ットの信号を出力するROM、46はROM45の出力信号により
1D遅延器38,39,40のいずれかの１つの出力信号、即ち水
平方向LPF,2次元LPF,垂直方向LPFのいずれか１つの出力
信号を選択する切り換えスイッチである。
力信号を減算する減算器、26は1H遅延器13の出力信号か
ら1D遅延器16の出力信号を減算する減算器、28,29はそ
れぞれ減算器26,24の出力信号の絶対値をとる絶対値回
路である。30は絶対値回路28,29の２つの出力信号を比
較する比較器、36は比較器30の出力信号を１ライン遅延
させる1H遅延器、41は1H遅延器36の出力信号を１画素遅
延させる1D遅延器、42は比較器30の出力信号を２画素遅
延させる2D遅延器、43は比較器30の出力信号を２ライン
遅延させる2H遅延器、44は2H遅延器43の出力信号を２画
素遅延させる2D遅延器、45は比較器30,1D遅延器41,2D遅
延器42,44,2H遅延器43の５つの出力信号を入力し、２ビ
ットの信号を出力するROM、46はROM45の出力信号により
1D遅延器38,39,40のいずれかの１つの出力信号、即ち水
平方向LPF,2次元LPF,垂直方向LPFのいずれか１つの出力
信号を選択する切り換えスイッチである。
32は1D遅延器15の出力信号を１ライン遅延させる1H遅
延器、37は1H遅延器32の出力信号を１画素遅延させる1D
遅延器、47は切り換えスイッチ46の出力信号と1D遅延器
37の出力信号とを加算する加算器、48は加算器47の出力
信号を外部に出力するディジタル映像出力端子である。
延器、37は1H遅延器32の出力信号を１画素遅延させる1D
遅延器、47は切り換えスイッチ46の出力信号と1D遅延器
37の出力信号とを加算する加算器、48は加算器47の出力
信号を外部に出力するディジタル映像出力端子である。
次に第１図に従って２次元後置フィルタ、即ち受信側
の動作について説明する。
の動作について説明する。
通算路12より入力される信号1aは、第７図の欠落サン
プル点に０データを挿入した信号である。この入力信号
1aは1H遅延器13により１ライン遅延され、さらに1D遅延
器15,16により各々１画素遅延される。1H遅延器13の出
力信号は割算器17により２で除算され、1D遅延器16の出
力信号は割算器18により２で除算される。割算器17,18
の出力信号は加算器23により加算されて、さらに1H遅延
器33により１ライン遅延され、1D遅延器38により１画素
遅延されて出力信号1bとなる。ここで入力信号1aから1D
遅延器38までの水平方向LPFの伝達特性は、 Ｈ（Ｚ）＝Z-1・（１＋Z-2）・Z-2L/2 で表される。この伝達特性は画素配置上の演算として第
２図においてＥ点を求めるのに Ｅ＝（Ａ＋Ｂ）/2 の演算を行うことに相当する。このとき信号1aは１画素
毎に０データが挿入された信号であるから、信号1bはＥ
点が０挿入データのときには水平方向LPFの出力値が得
られ、Ｅ点が０挿入データでないときには０となる。
プル点に０データを挿入した信号である。この入力信号
1aは1H遅延器13により１ライン遅延され、さらに1D遅延
器15,16により各々１画素遅延される。1H遅延器13の出
力信号は割算器17により２で除算され、1D遅延器16の出
力信号は割算器18により２で除算される。割算器17,18
の出力信号は加算器23により加算されて、さらに1H遅延
器33により１ライン遅延され、1D遅延器38により１画素
遅延されて出力信号1bとなる。ここで入力信号1aから1D
遅延器38までの水平方向LPFの伝達特性は、 Ｈ（Ｚ）＝Z-1・（１＋Z-2）・Z-2L/2 で表される。この伝達特性は画素配置上の演算として第
２図においてＥ点を求めるのに Ｅ＝（Ａ＋Ｂ）/2 の演算を行うことに相当する。このとき信号1aは１画素
毎に０データが挿入された信号であるから、信号1bはＥ
点が０挿入データのときには水平方向LPFの出力値が得
られ、Ｅ点が０挿入データでないときには０となる。
一方、通信路12より入力される信号1aは1D遅延器20に
より１画素遅延され、さらに割算器21によって２で除算
される。また1H遅延器13の出力信号はさらに1H遅延器14
により１ライン遅延され、その出力が1D遅延器19によっ
て１画素遅延される。1D遅延器19の出力信号は割算器22
によって２で除算され、これら割算器21,22の出力信号
は加算器25によって加算されて、さらに1H遅延器35によ
り１ライン遅延され、1D遅延器40により１画素遅延され
て出力信号1dとなる。ここで入力信号1aから1D遅延器40
の出力信号1dまでの垂直方向LPFの伝達特性は、 Ｈ（Ｚ）＝Z-L・（１＋Z-2L）・Z-2/2 で表される。この伝達特性は画素配置上の演算として、
第２図においてＥ点を求めるのに、 Ｅ＝（Ｃ＋Ｄ）/2 の演算を行うことに相当する。このとき、信号1aは１画
素毎に０データが挿入された信号であるから、信号1dは
Ｅ点が０挿入データのときには垂直方向LPFの出力値が
得られ、Ｅ点が０挿入データでないときには０となる。
より１画素遅延され、さらに割算器21によって２で除算
される。また1H遅延器13の出力信号はさらに1H遅延器14
により１ライン遅延され、その出力が1D遅延器19によっ
て１画素遅延される。1D遅延器19の出力信号は割算器22
によって２で除算され、これら割算器21,22の出力信号
は加算器25によって加算されて、さらに1H遅延器35によ
り１ライン遅延され、1D遅延器40により１画素遅延され
て出力信号1dとなる。ここで入力信号1aから1D遅延器40
の出力信号1dまでの垂直方向LPFの伝達特性は、 Ｈ（Ｚ）＝Z-L・（１＋Z-2L）・Z-2/2 で表される。この伝達特性は画素配置上の演算として、
第２図においてＥ点を求めるのに、 Ｅ＝（Ｃ＋Ｄ）/2 の演算を行うことに相当する。このとき、信号1aは１画
素毎に０データが挿入された信号であるから、信号1dは
Ｅ点が０挿入データのときには垂直方向LPFの出力値が
得られ、Ｅ点が０挿入データでないときには０となる。
他方、加算器23,25の出力信号は加算器27により加算
され、割算器31により２で除算される。さらにこの割算
器31の出力信号は1H遅延器34により１ライン遅延され、
1D遅延器39により１画置遅延されて出力信号1cとなる。
ここで入力信号1aから1D遅延器39までの２次元LPFの伝
達特性は、 Ｈ（Ｚ）＝Z-1・Z-L・（１＋Z-1・Z-L）（Z-1＋Z-L）/4 で表される。この伝達特性は画素配置上の演算として第
２図においてＥ点を求めるのに、 Ｅ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）/4 の演算を行うことに相当する。このとき信号1aは１画素
毎に０データが挿入された信号であるから、信号1cはＥ
点が０データ挿入データのときには２次元LPFの出力値
が得られ、Ｅ点が０挿入データでないときには０とな
る。
され、割算器31により２で除算される。さらにこの割算
器31の出力信号は1H遅延器34により１ライン遅延され、
1D遅延器39により１画置遅延されて出力信号1cとなる。
ここで入力信号1aから1D遅延器39までの２次元LPFの伝
達特性は、 Ｈ（Ｚ）＝Z-1・Z-L・（１＋Z-1・Z-L）（Z-1＋Z-L）/4 で表される。この伝達特性は画素配置上の演算として第
２図においてＥ点を求めるのに、 Ｅ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）/4 の演算を行うことに相当する。このとき信号1aは１画素
毎に０データが挿入された信号であるから、信号1cはＥ
点が０データ挿入データのときには２次元LPFの出力値
が得られ、Ｅ点が０挿入データでないときには０とな
る。
以上に述べた３つのLPFの出力信号を次に述べる論理
で選択する。
で選択する。
まず減算器26により1H遅延器13の出力信号から1D遅延
器16の出力信号を減算し、この出力信号の絶対値を絶対
値回路28により信号1eとして得る。一方、減算器24によ
り1D遅延器20の出力信号から1D遅延器19の出力信号を減
算し、この出力信号の絶対値を絶対値回路29により信号
1fとして得る。比較器30は信号1eと信号1fとを比較し、
１ビットの信号を出力する。比較器30の出力信号は1H遅
延器36により１ライン遅延され、さらに1D遅延器41によ
り１画素遅延される。また比較器30の出力信号は2D遅延
器42により２画素遅延される。また比較器30の出力信号
は2H遅延器43により２ライン遅延され、さらに2D遅延器
44により２画素遅延される。ROM45は1D遅延器41,比較器
30,2D遅延器42,44,2H遅延器43の５つの出力信号により
アドレスを指定され、２ビットの出力1gを得る。
器16の出力信号を減算し、この出力信号の絶対値を絶対
値回路28により信号1eとして得る。一方、減算器24によ
り1D遅延器20の出力信号から1D遅延器19の出力信号を減
算し、この出力信号の絶対値を絶対値回路29により信号
1fとして得る。比較器30は信号1eと信号1fとを比較し、
１ビットの信号を出力する。比較器30の出力信号は1H遅
延器36により１ライン遅延され、さらに1D遅延器41によ
り１画素遅延される。また比較器30の出力信号は2D遅延
器42により２画素遅延される。また比較器30の出力信号
は2H遅延器43により２ライン遅延され、さらに2D遅延器
44により２画素遅延される。ROM45は1D遅延器41,比較器
30,2D遅延器42,44,2H遅延器43の５つの出力信号により
アドレスを指定され、２ビットの出力1gを得る。
上述した比較器30の出力から信号1gまでの信号の流れ
は、注目する欠落サンプル点の内挿にあたって、第４図
に示す注目点αの空間上１画素左上の欠落サンプル点
β，空間上１画素右上の欠落サンプル点γ，空間上１画
素左下の欠落サンプル点δ，空間上１画素右下の欠落サ
ンプル点εをそれぞれ注目点としたときに、水平方向変
化と垂直方向変化のいずれが大きいかにより、注目点α
で、水平方向LPF,垂直方向LPF,2次元LPFのいずれを用い
るかを判断するものである。
は、注目する欠落サンプル点の内挿にあたって、第４図
に示す注目点αの空間上１画素左上の欠落サンプル点
β，空間上１画素右上の欠落サンプル点γ，空間上１画
素左下の欠落サンプル点δ，空間上１画素右下の欠落サ
ンプル点εをそれぞれ注目点としたときに、水平方向変
化と垂直方向変化のいずれが大きいかにより、注目点α
で、水平方向LPF,垂直方向LPF,2次元LPFのいずれを用い
るかを判断するものである。
第５図に水平方向変化の方が大きい場合の信号を1,垂
直方向変化の方が大きい場合の信号を０とし、注目点α
で水平方向LPFを用いる場合の信号1gを00,垂直方向LPF
を用いる場合の信号1gを01,2次元LPFを用いる場合の信
号1gを10として切り換えスイッチ46の選択基準を示す。
図中、α，β，γ，δ，εはそれぞれ欠落サンプル点
α，β，γ，δ，εを注目画素としたときの比較器30の
出力信号を示す。
直方向変化の方が大きい場合の信号を０とし、注目点α
で水平方向LPFを用いる場合の信号1gを00,垂直方向LPF
を用いる場合の信号1gを01,2次元LPFを用いる場合の信
号1gを10として切り換えスイッチ46の選択基準を示す。
図中、α，β，γ，δ，εはそれぞれ欠落サンプル点
α，β，γ，δ，εを注目画素としたときの比較器30の
出力信号を示す。
このような選択基準で選択された信号1hは、加算器47
により1D遅延器15の出力を1H遅延器32,1D遅延器37でさ
らに１ライン,1画素遅延された信号1iと加算され、補間
されたディジタル映像出力信号1jとしてディジタル出力
端子48から出力される。ここで入力信号1aから1D遅延器
37の出力信号1iまでの伝達特性は、 Ｈ（Ｚ）＝Z-2・Z-2L で表される。またサブサンプルにより０挿入されるため
に、信号1hと1iはどちらかが交互に０となる信号であ
る。従って入力信号1aからディジタル映像出力端子48の
出力信号1jまでの０挿入も含めた伝達特性は（εを注目
画素とした場合）、 水平方向LPFを選択した場合には、 Ｈ（Ｚ）＝Z-1・（１＋Z-1）２・Z-2L/2 垂直方向LPFを選択した場合には、 Ｈ（Ｚ）＝Z-L・（１＋Z-L）２・Z-2/2 ２次元LPFを選択した場合には、 Ｈ（Ｚ）＝Z-1・Z-L｛Z-L（１＋Z-1）２ ＋Z-1（１＋Z-L）２｝/4 となる。この選択論理は、第２図の画素配置上の演算と
しては、Ｅ点を求めるのに 信号1eは|A−B|, 信号1fは|C−D| に相当し、第４図におけるα，β，γ，δ，ε点での比
較器30の出力をそれぞれＳα,Sβ,Sγ,Sδ,Sεとする
と、 |A−B|＜|C−D|の場合がＳα＝0, |A−B|≧|C−D|の場合がＳα＝１ に相当する。従って、 Ｓβ＝0,Sγ＝0,Sδ＝0,Sε＝０のとき又はＳα＝０か
つＳβ,Sγ,Sδ,Sεのうち１つだけ０でないときには Ｅ＝（Ａ＋2E＋Ｂ）/2 Ｓβ＝1,Sγ＝1,Sδ＝1,Sε＝１のとき又はＳα＝１か
つＳβ,Sγ,Sδ,Sεのうち１つだけ１でないときには Ｅ＝（Ｃ＋2E＋Ｄ）/2 Ｓα＝０かつＳβ,Sγ,Sδ,Sεのうち２つ以上０でない
とき、又は Ｓα＝１かつＳβ,Sγ,Sδ,Sεのうち２つ以上０でない
ときには Ｅ＝（Ａ＋Ｃ＋4E＋Ｂ＋Ｄ）/4 なる選択をするものである。このように注目画素α点の
みで判断すると誤検出の危険性があるので、注目画素と
周辺画素の総合判断によりLPFの切り換えを行うと誤検
出が少なくなる。これにより画像によって水平方向変化
の少ない画像には水平方向LPFを、垂直方向変化の少な
い画像には垂直方向LPFを少ない誤判断で選択して欠落
画素を補間することになり、精度の高い適応的な補間フ
ィルタリングが実現できる。
により1D遅延器15の出力を1H遅延器32,1D遅延器37でさ
らに１ライン,1画素遅延された信号1iと加算され、補間
されたディジタル映像出力信号1jとしてディジタル出力
端子48から出力される。ここで入力信号1aから1D遅延器
37の出力信号1iまでの伝達特性は、 Ｈ（Ｚ）＝Z-2・Z-2L で表される。またサブサンプルにより０挿入されるため
に、信号1hと1iはどちらかが交互に０となる信号であ
る。従って入力信号1aからディジタル映像出力端子48の
出力信号1jまでの０挿入も含めた伝達特性は（εを注目
画素とした場合）、 水平方向LPFを選択した場合には、 Ｈ（Ｚ）＝Z-1・（１＋Z-1）２・Z-2L/2 垂直方向LPFを選択した場合には、 Ｈ（Ｚ）＝Z-L・（１＋Z-L）２・Z-2/2 ２次元LPFを選択した場合には、 Ｈ（Ｚ）＝Z-1・Z-L｛Z-L（１＋Z-1）２ ＋Z-1（１＋Z-L）２｝/4 となる。この選択論理は、第２図の画素配置上の演算と
しては、Ｅ点を求めるのに 信号1eは|A−B|, 信号1fは|C−D| に相当し、第４図におけるα，β，γ，δ，ε点での比
較器30の出力をそれぞれＳα,Sβ,Sγ,Sδ,Sεとする
と、 |A−B|＜|C−D|の場合がＳα＝0, |A−B|≧|C−D|の場合がＳα＝１ に相当する。従って、 Ｓβ＝0,Sγ＝0,Sδ＝0,Sε＝０のとき又はＳα＝０か
つＳβ,Sγ,Sδ,Sεのうち１つだけ０でないときには Ｅ＝（Ａ＋2E＋Ｂ）/2 Ｓβ＝1,Sγ＝1,Sδ＝1,Sε＝１のとき又はＳα＝１か
つＳβ,Sγ,Sδ,Sεのうち１つだけ１でないときには Ｅ＝（Ｃ＋2E＋Ｄ）/2 Ｓα＝０かつＳβ,Sγ,Sδ,Sεのうち２つ以上０でない
とき、又は Ｓα＝１かつＳβ,Sγ,Sδ,Sεのうち２つ以上０でない
ときには Ｅ＝（Ａ＋Ｃ＋4E＋Ｂ＋Ｄ）/4 なる選択をするものである。このように注目画素α点の
みで判断すると誤検出の危険性があるので、注目画素と
周辺画素の総合判断によりLPFの切り換えを行うと誤検
出が少なくなる。これにより画像によって水平方向変化
の少ない画像には水平方向LPFを、垂直方向変化の少な
い画像には垂直方向LPFを少ない誤判断で選択して欠落
画素を補間することになり、精度の高い適応的な補間フ
ィルタリングが実現できる。
このような本実施例装置では、画像の局所的な性質に
より、水平方向高域成分の多い画像には垂直LPFを、垂
直方向高域成分の多い画像には水平方向LPFをかけるの
で、従来同様の回路規模で従来より水平，垂直解像度の
高い画質を忠実に再生することができる。
より、水平方向高域成分の多い画像には垂直LPFを、垂
直方向高域成分の多い画像には水平方向LPFをかけるの
で、従来同様の回路規模で従来より水平，垂直解像度の
高い画質を忠実に再生することができる。
なお、上記実施例のうち第２図に示した後置フィルタ
では、第５図のように内容を定めたROMを用いて水平方
向LPF,垂直方向LPF,2次元LPFのいずれかの出力値を選択
するようにしたが、これはゲートによっても実現可能で
あり、上記実施例と同様の効果を奏する。
では、第５図のように内容を定めたROMを用いて水平方
向LPF,垂直方向LPF,2次元LPFのいずれかの出力値を選択
するようにしたが、これはゲートによっても実現可能で
あり、上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明に係るサブサンプル用フィル
タ装置によれば、その後置フィルタに水平方向LPF,垂直
方向LPF,2次元LPFを設けるとともに、画像の局所的な水
平方向変化及び垂直方向変化を少ない誤検出で検出し、
水平方向変化の多い画像には垂直方向LPFの出力を、垂
直方向変化の多い画像には水平方向LPFの出力を、その
どちらとも判断できない画像には２次元LPFの出力を選
択して出力するようにしたので、少ないハードウェアで
高解像度の画質が得られる効果がある。
タ装置によれば、その後置フィルタに水平方向LPF,垂直
方向LPF,2次元LPFを設けるとともに、画像の局所的な水
平方向変化及び垂直方向変化を少ない誤検出で検出し、
水平方向変化の多い画像には垂直方向LPFの出力を、垂
直方向変化の多い画像には水平方向LPFの出力を、その
どちらとも判断できない画像には２次元LPFの出力を選
択して出力するようにしたので、少ないハードウェアで
高解像度の画質が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による適応型サブサンプル
用フィルタ装置の後置フィルタを示すブロック図、第２
図は本発明及び従来例を画素上の演算として説明するた
めの画素上の配置図、第３図はPASS方式を説明するため
のPASS方式ブロック図、第４図は本発明の後置フィルタ
における３つのLPFの選択論理を説明するための画素上
の配置図、第５図は本発明の後置フィルタにおける３つ
のLPFの選択基準を示す図、第６図はサブサンプルする
前のサンプリング点を示す画素配置図、第７図はサブサ
ンプリング後のサンプリング点を示す画素配置図、第８
図は第６図に示したサンプリング点の２次元空間スペク
トラムを示す図、第９図は第７図に示したサンプリング
点の２次元空間スペクトラムを示す図、第10図は従来例
によるサブサンプル用前置フィルタ及び補間フィルタを
示すブロック図である。 11……サプサンプル用スイッチ、12……通信路、13,14,
32〜36……１ライン遅延器、15,16,19,20,37〜41……１
画素遅延器、17,18,21,22,31……割算器、24,26……減
算器、23,25,27,47……加算器、28,29……絶対値回路、
30……比較器、42,44……２画素遅延器、43……２ライ
ン遅延器、45……ROM、46……切り換えスイッチ、110…
…２次元前置フィルタ、111……２次元後置フィルタ。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
用フィルタ装置の後置フィルタを示すブロック図、第２
図は本発明及び従来例を画素上の演算として説明するた
めの画素上の配置図、第３図はPASS方式を説明するため
のPASS方式ブロック図、第４図は本発明の後置フィルタ
における３つのLPFの選択論理を説明するための画素上
の配置図、第５図は本発明の後置フィルタにおける３つ
のLPFの選択基準を示す図、第６図はサブサンプルする
前のサンプリング点を示す画素配置図、第７図はサブサ
ンプリング後のサンプリング点を示す画素配置図、第８
図は第６図に示したサンプリング点の２次元空間スペク
トラムを示す図、第９図は第７図に示したサンプリング
点の２次元空間スペクトラムを示す図、第10図は従来例
によるサブサンプル用前置フィルタ及び補間フィルタを
示すブロック図である。 11……サプサンプル用スイッチ、12……通信路、13,14,
32〜36……１ライン遅延器、15,16,19,20,37〜41……１
画素遅延器、17,18,21,22,31……割算器、24,26……減
算器、23,25,27,47……加算器、28,29……絶対値回路、
30……比較器、42,44……２画素遅延器、43……２ライ
ン遅延器、45……ROM、46……切り換えスイッチ、110…
…２次元前置フィルタ、111……２次元後置フィルタ。 なお図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】ディジタル化されたテレビジョン信号の標
本化周波数を通信路上で低減するPASS方式（Phase Alte
rnative Sub−Nyquist Sampling）に用いるディジタル
フィルタ装置であって、 受信側に設けられ欠落した画素を内挿により補間するた
めの補間フィルタが、 伝達特性が、 Ｈ（Ｚ）＝（１＋Z-1）２・Z-L/2 但し、Z-L:空間上１ライン遅延， Z-1:空間上１画素遅延 である水平方向ディジタルフィルタと、 伝達特性が、 Ｈ（Ｚ）＝（１＋Z-L）２・Z-1/2 である垂直方向ディジタルフィルタと、 伝達特性が、 Ｈ（Ｚ）＝｛（１＋Z-1）２・Z-L＋（１＋Z-L）２・
Z-1｝/4 である２次元ディジタルフィルタと、 内挿すべき注目画素の空間上１ライン上，下の画素の画
素値間の垂直方向差分絶対値V0と上記注目画素の空間上
１画素前，後の画素の画素値間の水平方向差分絶対値H0
とを得てこれらを比較する比較手段と、 上記注目画素の空間上１画素左上の欠落サンプル点を注
目画素としたときの各差分絶対値Ｖ−1,−１、Ｈ
−1,−１、 上記注目画素の空間上１画素右上の欠落サンプル点を注
目画素としたときの各差分絶対値Ｖ1,−１、Ｈ1,−１、 上記注目画素の空間上１画素左下の欠落サンプル点を注
目画素としたときの各差分絶対値Ｖ−1,1、Ｈ−1,1、 上記注目画素の空間上１画素右下の欠落サンプル点を注
目画素としたときの各差分絶対値Ｖ1,1、Ｈ1,1から Vx,y＞Hx,y（ｘ＝1,−１、ｙ＝1,−１）の場合，若しく
はV0＞H0かつｘ＝1,−１、ｙ＝1,−１の４組の組み合わ
せのうち１組だけがVx,y≦Hx,yとなる場合には上記水平
方向ディジタルフィルタの出力値を、 Vx,y≦Hx,y（ｘ＝1,−１、ｙ＝1,−１）の場合若しくは
V0≦H0かつｘ＝1,−１、ｙ＝1,−１の４組の組み合わせ
のうち１組だけがVx,y＞Hx,yとなる場合には上記垂直方
向ディジタルフィルタの出力値を、 V0＞H0かつｘ＝−1,1、ｙ＝−1,1の４組の組み合わせの
うち２組以上がVx,y≦Hx,yとなる場合、若しくはV0≦H0
かつｘ＝−1,1、ｙ＝−1,1の４組の組み合わせのうち２
組以上がVx,y＞Hx,yとなる場合には上記２次元ディジタ
ルフィルタの出力値を 選択して出力する切り換え手段とからなるものであるこ
とを特徴とする適応型サブサンプル用フィルタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61094315A JP2585217B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 適応型サブサンプル用フイルタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61094315A JP2585217B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 適応型サブサンプル用フイルタ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62250708A JPS62250708A (ja) | 1987-10-31 |
| JP2585217B2 true JP2585217B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=14106839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61094315A Expired - Lifetime JP2585217B2 (ja) | 1986-04-23 | 1986-04-23 | 適応型サブサンプル用フイルタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585217B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01216612A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Canon Inc | デイジタルフイルタ |
| JPH01216613A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Canon Inc | デイジタルフイルタ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4605963A (en) * | 1983-08-15 | 1986-08-12 | Rca Corporation | Reduction of control bits for adaptive sub-nyquist encoder |
| JPS612482A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | サブナイキスト標本化フイルタ |
-
1986
- 1986-04-23 JP JP61094315A patent/JP2585217B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62250708A (ja) | 1987-10-31 |
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