JP2974354B2

JP2974354B2 - 映像信号処理回路

Info

Publication number: JP2974354B2
Application number: JP2036324A
Authority: JP
Inventors: 聡之石井; 通宮崎; 一雅池田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-02-19
Filing date: 1990-02-19
Publication date: 1999-11-10
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: JPH03240393A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、記録再生装置に関するもので、メモリを
用いたY/C分離手段とノイズ低減手段を有するものであ
る。

（従来の技術）一般に家庭用ビデオテープレコーダ（VTR）では、複
合映像信号が輝度信号と色信号部に分離された後、輝度
信号はFM変調され、色信号は周波数を低域に変換されFM
輝度信号の低域に重畳されて記録される。輝度信号と色
信号を分離する分離回路（以下Y/C分離回路と記す）に
は、１次元フィルタが用いられていたが、電荷結合素子
（CCD）やガラス遅延素子を用いた２二次元フィルタが
使用されるようになっている。

２次元フィルタは、NTSC信号の色搬送波の位相がライ
ン毎に反転することを利用するもので、現ラインとその
1H（H:水平期間）前のラインの和をとり輝度信号Ｙを
得、差をとり色信号Ｃを得るものである。

第７図は２次元フィルタの構成例である。入力端子70
0から入力した複合映像信号は、ラインメモリ701と減算
器704に入力される。ラインメモリ701の入力と出力とは
減算器702において減算処理される。これにより、減算
器702からは色信号Ｃが得られ、帯域フィルタ703を介し
て出力端子705に導出される。帯域フィルタ703の出力
は、減算器704に供給される。これにより減算器704から
は輝度信号Ｙが得られ、出力端子706に導出される。

２次元フィルタにより複合映像信号から輝度信号の水
平高域成分を取り出すことが可能となった。しかし、水
平・垂直高域成分においては輝度信号と色信号の分離は
困難であり、相互干渉による画質の劣化があった。

家庭用VTRでは、輝度信号と色信号は周波数分割され
た形で記録される。このために、再生時に輝度信号と色
信号とを分離するには１次元フィルタで充分である。再
生時には、輝度信号はFM復調された後、ディエンファシ
ス回路、ドロップアウト補償回路を経てノイズリダクシ
ョン回路（以下NR回路）に入力される。

第８図は従来のNR回路である。

入力端子800には、輝度信号が導入され、高域通過フ
ィルタ（HPF）801と低域通過フィルタ（LPF）802に入力
される。高域通過フィルタ801で取り出された、水平高
域成分は、コアリング回路803に入力され、あるレベル
以下の信号を零にして出力され、加算器804に供給され
る。加算器804には、低域通過フィルタ804の出力も導か
れており、出力端子805にはノイズが低減された輝度信
号が得られる。このコアリング回路の特性は第９図に示
されている。

上記のNR回路は、平坦な画面でノイズが目立つのを抑
えるのに有効であるが、信号の微少振幅成分は失われて
しまう。

ノイズ低減と他の方法として、映像が垂直方向に比較
的相関の高いことを利用し、ラインメモリにより前ライ
ンと加算処理を行う方法がある。この方法では、相関の
高い映像信号はそのまま通過させ、相関のないランダム
なノイズは低減されることになる。この場合、垂直の高
域成分のレベルが所定値より大きい場合は加算を止める
ようにし、高域成分がレベル低下されるの防止している
が、垂直高域成分のレベルが低い場合は加算動作を行わ
せノイズ低減を得るようにしている。しかし、このため
に垂直高域成分の微少振幅成分は、失われてしまう。

（発明が解決しようとする課題）上記したように、従来の記録再生装置では記録時にお
けるY/C分離では輝度信号と色信号との分離が充分では
なく、水平および垂直高域成分において両信号の干渉成
分により画質劣化を生じさせている。また、再生時に
は、再生信号の水平高域成分の微少振幅を失うか、ある
いは垂直方向に加算した場合は水平または垂直成分の微
少振幅分を失い画質劣化を生じるという問題がある。

そこでこの発明は、複合映像信号のY/C分離や、また
分離された輝度信号と色信号とを処理するような回路に
適用されるもので、相関演算を行うことにより良質のY/
C分離及び良好なノイズ低減を得られるようにした映像
信号処理回路を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は、複合映像信号を輝度信号と色信号に分離
し、各信号に所定の処理を施して記録媒体に記録し、こ
の記録媒体から再生された信号に対して上記所定の処理
とは逆の処理を行い元の輝度信号と色信号を得る映像信
号処理回路において、前記複合映像信号を輝度信号と色信号とに分離する場
合、画像動きに応じて分離特性が可変され、かつ色副搬
送波に位相同期したクロックで動作する動き適応型３次
元Y/C分離回路と、前記記録媒体からの再生輝度信号のノイズまたは再生
色信号のノイズあるいは両信号のノイズを低減する場
合、当該信号の画像動きを検出し、動き検出信号により
静止画領域では隣接したフレーム間またはフィールド間
で演算し、動画領域ではライン間で演算してノイズを低
減するもので、水平同期信号に位相同期したクロックで
動作する手段とを備えるものである。

上記手段により、良好なY/C分離処理およびノイズ低
減処理を適切なクロックで実現することができる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例における記録回路と再生
回路を示している。入力端子10には、記録用の映像信号
が入力され、輝度信号色信号分離回路（Y/C分離回路）1
1に導入される。このY/C分離回路11は、後述するように
動き適応型の分離回路であり、輝度信号と色信号との分
離特性がすぐれている。分離された輝度信号は、自動利
得制御回路12において利得制御され、プリエンファシス
回路13に入力される。ここで周波数特性の制御を受けた
輝度信号は、FM変調回路14で周波数変調され、高域通過
フィルタ15を介して合成器25に入力される。以後、この
信号をFM輝度信号と言う。

またY/C分離回路11で分離された色信号は、帯域通過
フィルタ（BPF）21を介して自動色制御回路（ACC回路）
22に入力される。そして、ACC回路22で一定の振幅制御
された色信号は、周波数変換器23において、低域周波数
に変換される。以後、この信号を低域変換色信号と言
う。低域変換色信号は、低域通過フィルタ（LPF）24を
介して合成器25に入力され、FM輝度信号と合成され、合
成器25より出力される。合成器25から出力された記録信
号は、記録増幅器16、回転トランス17を介して磁気ヘッ
ド18に入力される。

磁気ヘッド18から再生された信号は、回転トランス3
1、再生増幅器32を介して、高域通過フィルタ（HPF）33
及び低域フィルタ（LPE）41に入力される。高域フィル
タ33では、FM輝度信号が分離導出され、FM復調器34に入
力される。FM復調された輝度信号は、ディエンファシス
回路35においてエンファシス処理され、ドロップアウト
補償回路36に入力される。ドロップアウト補償回路36か
ら出力された輝度信号は、輝度信号ノイズリダクション
回路37にてノイズ低減され出力端子38に導出される。

低域フィルタ41から導出された低域変換色信号は、色
信号ノイズリダクション回路42にてノイズ低減され、AC
C回路43に入力される。ACC回路43にて振幅制御された信
号は、周波数変換器44において元の周波数の色信号に変
換され、出力端子45に導出される。

このシステムにおいて、Y/C分離回路11は、第２図に
示すように動き適応型の構成である。

即ち、入力端子100に供給された複合映像信号は、ア
ナログデジタル変換器101にてデジタル化され、動き検
出回路102、フレームメモリ103、ラインメモリ110、減
算器114に入力される。

フレームメモリ103の入力と出力とは、減算器104にお
いて減算処理されるので、この出力は色信号成分とな
り、係数器105で1/2倍され、帯域通過フィルタ106を介
して混合器107に入力される。一方、ラインメモリ110の
入力と出力も減算器111にて減算処理され、その出力
は、色信号成分となり、係数器112で1/2倍され帯域通過
フィルタ113を介して混合器107に入力される。混合器10
7は、動き検出回路102からの動き検出信号に応じて、両
入力の混合比が制御され、画像動きが大きい（動画）場
合あいは、ラインメモリ111側からの信号の割合を多く
し、画像動きが小さい（静止画）場合は、フレームメモ
リ103側からの信号の割合を大きくして混合する。混合
器107から得られた色信号は、デジタルアナログ変換器1
15にてアナログ信号に変換され出力端子116に導出され
るとともに、減算器114に入力される。減算器114では、
複合映像信号から色信号を減じる処理が行われるので、
出力は輝度信号となる。輝度信号は、デジタルアナログ
変換器115でアナログ信号に変換され出力端子117に導出
される。

上記のようにこの実施例では動き適応型のY/C分離回
路を用い、単に色信号のライン毎の位相反転関係を要件
として輝度信号と色信号とを分離する従来の方式に比べ
て、動画領域と静止画領域とに応じて２種類の分離信号
の割合を変化させるという要件が加わっている。このた
めに、水平・垂直高域成分における輝度信号と色信号と
の分離能力が向上し、静止画領域における信号品質が向
上する。

第３図は、動き適応型Y/C分離回路11の他の実施例で
ある。

第２図の実施例と同じ部分には第２図と同一符号を付
している。上記の例は、色信号の系統についてライン間
の演算で得られた信号と、フレーム間の演算で得られた
信号とを混合器107に入力し、動き検出信号に応じて混
合比を制御した。しかし第３図の例は、さらに輝度信号
についても、ライン間で得られる信号と、フレーム間で
得られる信号を動き検出信号に応じて混合比を制御する
ようにしている。即ち、係数器105からは、フレーム間
の演算で得られた色信号が導出されるので、この色信号
を複合映像信号から減算器120において減算すると、フ
レーム間演算による輝度信号を得ることができる。ま
た、帯域通過フィルタ113からは、ライン間の演算で得
られた色信号が導出されるので、この色信号を複合映像
信号から減算器121において減算すると、ライン間演算
による輝度信号を得ることができる。このように得られ
た２つの輝度信号を混合器122において動き検出回路102
からの動き検出信号に応じて混合比を制御すれば、一層
品質が向上した輝度信号を得ることができる。

第４図は、第１図に示したノイズリダクション回路37
を詳しく示している。

ドロップアウト補償回路36からの輝度信号は、入力端
子200を介してアナログデジタル変換器201にてデジタル
化され、動き検出回路202、フレームメモリ203、加算器
206、207、ラインメモリ204に供給される。加算器206、
207の出力は、混合器205に入力され、動き検出信号に応
じてその混合比が制御され、得られた輝度信号は、デジ
タルアナログ変換器208にてアナログ信号に変換され出
力端子209に導出される。加算器206は、フレームメモリ
203の入力と出力とを加算して出力し、加算器207は、ラ
インメモリ204の入力と出力とを加算して出力する。混
合器205では、静止画領域でフレーム加算信号の加重を
大きくし、動画領域ではライン加算信号の加重を大きく
する制御が行われる。

静止画では隣接フレーム間の信号は、相関性が強いの
で本来の信号の加算結果は、相似形になるが、ランダム
ノイズは、フレーム間で相関がないために加算結果でみ
ると低減されることになる。よって、静止画領域におけ
るノイズ低減効果が向上する。また動画領域の成分につ
いては、ライン間の加算結果の割合が多くなるので、ラ
イン間で相関性のないランダムノイズが低減される。

動き検出を行う場合、再生信号は複合映像信号のよう
に輝度信号と色信号とが周波数インターリーブの関係で
多重されていないので１次元フィルタで容易に分離可能
である。従って、このノイズリダクション回路における
動き検出は、１フレーム間差分信号から形成すれば十分
である。

第５図はノイズリダクション回路37の他の例である。

この実施例では、第４図の回路に比べてフィールド加
算によりノイズを低減する方式である。即ち、フィール
ドメモリ203の出力は、ラインメモリ211に入力される。
ラインメモリ211の入力と出力とは加算器212において加
算され、係数器213により1/2倍され、その後、加算器21
4に供給されている。

従って、フィールドメモリ203、ラインメモリ211、加
算器212、係数器213、加算器214により構成される回路
では、第６図に示すような画像の加算処理が行われる。
即ち、加算器214にアナログデジタル変換器201から画素
0Hが入力したとすると、係数器213からは画素−263Hと
−262Hを加算して1/2倍した信号が出力される。なおラ
イン間における処理は先の例と同じである。

このノイズリダクション回路によると、静止画におい
て垂直解像度は低下するが、これに使用するメモリ容量
は少なくてすむという利点がある。

上記の説明は、輝度信号用のノイズリダクション回路
37の構成例を説明したが、色信号用のノイズリダクショ
ン回路42も同様な構成である。

上記の説明では、第３図の回路を動き適応型Y/C分離
回路11として説明したが、この回路はノイズリダクショ
ン回路としても活用することができる。記録時において
は、Y/C分離動作を行わせ、再生時においては、ノイズ
低減動作を行わせることができる。

即ち、輝度信号についてみると、減算器104からは、
ノイズ成分が得られることになる。このノイズ成分は、
さらに減算器120において現信号から減じられるから、
この減算器120からはノイズが低減された輝度信号を得
ることができる。また、減算器111においてもノイズ成
分を得ることができ、このノイズ成分は、減算器121に
おいて現信号から減じられるので、この減算器121から
の輝度信号はノイズ成分が低減されたものとなる。信号
再生時には、輝度信号のみのノイズリダクション回路と
して利用すればよい。また回路全体のクロックとして
は、記録時は色幅搬送波に同期したクロックが使用さ
れ、再生時は水平同期信号に同期したクロックが使用さ
れる。この回路において、フレームメモリ103、ライン
メモリ110については、記録時と再生時で共用すること
は十分可能であるから、メモリ削減を行うこともでき
る。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明は、映像信号の垂直方向
相関を有効に活用し、かつ記憶手段を有効に活用し、良
好なY/C分離及びノイズ低減を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図及び
第３図は第１図のY/C分離回路の例を示す図、第４図及
び第５図は第１図のノイズリダクション回路の例を示す
図、第６図は第５図の回転の動作を説明するために示し
た信号説明図、第７図は従来のY/C分離回路を示す図、
第８図は従来のノイズリダクション回路を示す図、第９
図は第８図のコアリング回路の特性を示す図である。 11……Y/C分離回路、12……自動利得制御回路、13……
プリエンファシス回路、14……FM変調回路、15、33……
高域通過フィルタ、16……記録増幅器、17、31……回転
トランス、18……磁気ヘッド、21……帯域通過フィル
タ、22……ACC回路、23……周波数変換器、24……低域
通過フィルタ、25……合成器、32……再生増幅器、34…
…FM復調器、35……ディエンファシス回路、36……ドロ
ップアウト補償回路、37、42……ノイズリダクション回
路、41……低域通過フィルタ、43……ACC回路、44……
周波数変換器。

フロントページの続き (72)発明者池田一雅神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝横浜事業所家電技術研究所内 (56)参考文献特開昭63−217790（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−290484（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−163592（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−299181（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 9/64 - 9/898

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】複合映像信号を輝度信号と色信号に分離
し、各信号に所定の処理を施して記録媒体に記録し、こ
の記録媒体から再生された信号に対して上記所定の処理
とは逆の処理を行い元の輝度信号と色信号を得る映像信
号処理回路において、前記複合映像信号を輝度信号と色信号とに分離する場
合、画像動きに応じて分離特性が可変され、かつ色副搬
送波に位相同期したクロックで動作する動き適応型３次
元Y/C分離回路と、前記記録媒体からの再生輝度信号のノイズまたは再生色
信号のノイズあるいは両信号のノイズを低減する場合、
当該信号の画像動きを検出し、動き検出信号により静止
画領域では隣接したフレーム間またはフィールド間で演
算し、動画領域ではライン間で演算してノイズを低減す
るもので、水平同期信号に位相同期したクロックで動作
する手段とを有することを特徴とする映像信号処理回
路。
【請求項２】記録時に輝度信号と色信号の分離を行うた
めに上記Y/C分離回路で用いたフレームメモリを、再生
時に上記ノイズ低減手段で用いるメモリとして共用した
ことを特徴とする請求項１記載の映像信号処理回路。