JPH0132716B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

産業上の利用分野 カラーテレビジヨン信号をデイジタル処理によ
り、高品位かつ高精細な画像に変換する装置の内
部で、複合映像信号を、輝度信号（以下Ｙ信号と
称す。）と色信号（以下Ｃ信号と称す。）に分離す
るYC分離部に関する。 従来の技術 カラーテレビジヨン信号のYC分離は、従来よ
り周波数分離方式やライン遅延線を用いたくし形
分離方式（以下ライン間YC分離と称する）が用
いられていた。また、リアルタイムの画像のデイ
ジタル処理が可能になると、フレームメモリを使
い信号のフレーム間相関を利用したYC分離（以
下フレーム間YC分離と称する）も行われるよう
になつた。しかし、フレーム間YC分離は、１フ
レーム分の時間だけ経過した画像に、動きが存在
すると、フレーム間相関が小さくなり、画質の劣
化が著しい。そこで、画像の動きを検出してこの
動き情報により、前記ライン間YC分離とフレー
ム間YC分離に重み付けして合成する方法が提案
されている。 第３図は、この従来技術によるYC分離の一例
で、大きく分離して１１０番台のブロツクはフレ
ーム間YC分離に使用する機能を持つた回路ブロ
ツク、１２０番号のブロツクはライン間YC分離
に使用する機能を持つた回路ブロツク、１３０番
台は、動き検出に使用する機能を持つた回路ブロ
ツクである。まず第１に、フレーム間YC分離系
統から説明する。 １１１の入力端子より入力された複合映像信号
（NTSC信号）は、ライン間YC分離系統が1Hデ
イレイを持つことから、フレーム間YC分離の遅
延補償のため、１１２のラインメモリを通り、フ
レームメモリ１１３により、１フレーム分の時間
差のある１１３ａ，１１３ｂの２系統の信号を得
る。NTSC信号がフレーム間で色副搬送波の位相
が180゜異なることにより、減算器１１４で、１１
３ａ，１１３ｂの２信号の差を得て、減衰器１１
５により信号のレベルを1/2に落とし、第２図に
示すごとく特性をもつた帯域通過型波器１１６
（以下BPFと称す。）を通して色副搬送波周波数
成分以外の成分を除去し、色信号１１７Ｃを得
る。 輝度信号１１７Ｙは、元の信号１１３ａより減
算器１１７により減算して得る。 次に、ライン間YC分離系統の説明を行う。フ
レーム間YC分離と同様入力端子１１１より入力
された映像信号は、直列に配置したラインメモリ
１２１により３ラインにまたがる情報として取り
出される。この３ラインの情報は、１タツプ目と
３タツプ目が減衰器１２２により−1/4され、２
タツプ目が減衰器１２３により1/2にされる。こ
の３系統の信号は、加算器１２４により加算さ
れ、前記BPF１１６と同特性のBPF１２５を通
り、色信号１２６Ｃとして抽出される。また、こ
の色信号１２６Ｃを元の信号より減算器１２６で
減算し、輝度信号１２６Ｙとして取り出される。 以上のように分離されたYC信号は、下表のよ
うに分類される。 Industrial Application Fields A composite video signal is converted into a luminance signal (hereinafter referred to as Y signal) and a color signal (hereinafter referred to as C signal) within a device that converts a color television signal into a high-quality and high-definition image through digital processing. (referred to as signal). BACKGROUND ART For YC separation of color television signals, a frequency separation method and a comb separation method using line delay lines (hereinafter referred to as inter-line YC separation) have been used. Furthermore, as real-time digital processing of images became possible, YC separation using frame memory and interframe correlation of signals (hereinafter referred to as interframe YC separation) began to be performed. However, in the inter-frame YC separation, if there is movement in an image after one frame's time, the inter-frame correlation becomes small and the image quality deteriorates significantly. Therefore, a method has been proposed in which the motion of the image is detected and the inter-line YC separation and inter-frame YC separation are weighted and combined based on this motion information. Figure 3 shows an example of YC separation using this conventional technology.The blocks numbered 110 are circuit blocks with a function used for YC separation between frames, and the blocks numbered 120 are used for YC separation between lines. The functional circuit block number 130 is a circuit block that has a function used for motion detection. First, the inter-frame YC separation system will be explained. Since the line-to-line YC separation system has a 1H delay, the composite video signal (NTSC signal) input from the input terminal of 111 passes through the line memory of 112 and is transferred to the frame memory 113 in order to compensate for the delay of the inter-frame YC separation. As a result, two signals 113a and 113b with a time difference of one frame are obtained. Since the phase of the color subcarrier of the NTSC signal differs by 180 degrees between frames, the subtracter 114
Obtaining the difference between the two signals 3a and 113b, the attenuator 11
5, the signal level is reduced to 1/2, and a band-pass type transducer 116 with characteristics as shown in FIG.
(hereinafter referred to as BPF) to remove components other than the color subcarrier frequency component to obtain a color signal 117C. The luminance signal 117Y is obtained by subtracting the signal from the original signal 113a using the subtracter 117. Next, the line-to-line YC separation system will be explained. Similar to the interframe YC separation, the video signal input from the input terminal 111 is taken out as information spanning three lines by the line memory 121 arranged in series. The information on these three lines is reduced to -1/4 by the attenuator 122 at the first and third taps, and then
The tap is halved by the attenuator 123. These three signals are added by an adder 124, passed through a BPF 125 having the same characteristics as the BPF 116, and extracted as a color signal 126C. Further, this color signal 126C is subtracted from the original signal by a subtracter 126, and is extracted as a luminance signal 126Y. The YC signals separated as described above are classified as shown in the table below.

【表】 各々のYC信号は、前記説明した画像の動き情
報を用いて、重みづけ合成を行う。動き検出器１
３１は、フレーム間差信号をもとに、画像の動き
を検出して、係数ｋ、及び１−ｋ発生器１３２で
動きに応じて係数を発生させる。つまり動きのな
い時はｋ＝１として乗算器１１８，１２７に入力
する。ｋ＝１の時１−ｋ＝０となるため、出力の
Ｙ、Ｃには１１７Ｙと１１７Ｃが直接出力され
る。また、動きの大きい時にはｋ＝０として、前
記と同様な考え方で、出力Ｙ、Ｃには１２６Ｙ，
１２６Ｃが直接出力される。動きのさほど大きく
ない時はその程度に応じて０＜ｋ＜１の範囲で適
宜値を決め、ライン間の分離信号、フレーム間の
分離信号をそれぞれ重みをつけて加算器１１９，
１２８で加算合成する。 以上のように、画像の動きによつて複数種類の
YC分離を加重合成する方法が従来、一般に使用
されている。しかしこの方法は、比較的大きな容
量のフレームメモリを持つていながら、フレーム
間YC分離の機能でしか利用されていない。 発明が解決しようとする問題点 このように映像信号をデジタル処理する場合、
その情報量は英数、記号等の場合よりもはるかに
多く、かつ映像に動きがともなうときにはさらに
数倍の情報量を処理することとなる。特に、この
種の装置では半導体メモリが用いられ、この半導
体メモリは１ビツトの情報蓄積単位でそのコスト
が決定される。 したがつて、このようなデジタル回路におい
て、いかにメモリ容量を少なくして実現するかは
重要な課題のひとつであつた。 問題点を解決するための手段 本発明は、かかる従来の効率の悪いフレームメ
モリを利用して、Ｓ／Ｎ比の改善のため、ノイズ
リダクシヨン機能を持たせるとともに、特にライ
ン間のYC分離を独立して持たず、ノイズリデユ
ーサとして必ず必要な色副搬送波位相反転器（以
下クロマインバータと称す。）を利用することに
より、装置の簡素化を計るものである。 実施例 第１図は本発明を実施するための最良の形態で
ある。 従来の１フレームメモリ（＝525Hメモリ）は、
524Hメモリ３１１と２つの1Hメモリ３１５に置
き換わる。 減算器３１２，３１４と係数器３１３はノイ
ズ・リデユーサのために付加した部分で、1Hメ
モリ３１５と、減衰器３１６，３１７、加算器３
１８、BPF３１９、増幅器３２０と減算器３２
１で、ライン間のYC分離を利用したクロマイン
バータをクロマインバータ形成する。 入力のNTSC信号は、減算器３１２で、第４図
に示す特性をもつた係数器３１３の初期状態の値
が、減算される。初期状態はどのような値であつ
てもよい。入力が一巡した時（つまり３１１ａに
伝送された時）には、次のデータが入いるためで
ある。今、係数器の出力を仮りに０とすると、減
算器３１２の出力には、入力のNTSC信号がその
まま出てくる。この信号からクロマインバータ用
1Hメモリ３１５で、３タツプの信号を得、前記
ライン間YC分離と同様に、色信号を分離する。
この色信号は、減算器３２１の出力３２１ａで、
色信号位相のみ反転した信号を得るため、増幅器
３２０で２倍され、元の信号より減算する。そし
て、524Hメモリ３１１で524H遅延させる。減算
器３１４の両入力は、色信号位相の合つた１フレ
ーム間をおいた信号となる。この時減算器３１４
の出力は、フレーム間の差信号３１４ａに相当
し、静止画面において、あるフレームだけ発生し
たノイズ、つまりフレーム相関のないノイズは、
差信号となり３１４ａに現われる。一般にノイズ
はある程度レベルが低いと考えられるので、第４
図の特性の領域に相当するため、ほぼ入力信号
と同レベルの信号が係数器３１３の出力となり、
減算器３１２で打ち消される。また、動画面で
は、フレーム間差信号３１４ａは、かなり大きな
レベルとなり第４図の特性の領域に相当すると
考えられ、この時は、係数器３１３の出力は０と
なり１フレーム前の情報は完全に消滅させ、以後
に影響を及ぼすことはない。 以上のノイズリデユーサは、Ｓ／Ｎの改善に効
果があり、以後のYC分離の処理を施された輝度、
色信号は、雑音の少ない信号が得られる。 ところで、本発明ではクロマインバータとして
ライン間のYC分離を用いているため、これを、
前記従来技術で述べたフレーム間YC分離とライ
ン間YC分離を動きに適応して加重合成する際の、
ライン間のYC分離に利用することができる。つ
まり、BPF３１９の出力はライン間YC分離の色
信号と考えることができ、これを、元の複合信号
から減算器３２２で、減算して輝度信号を得るこ
とができる。また、フレーム間YC分離は、524H
メモリ３１１の入力と、次に配置されるラインメ
モリ３３３の出力とにより１フレーム時間をおい
た信号が得られるため、減算器３２３、BPF３
２４もう１つの減算器３２５を使用して前記のフ
レーム間YC分離による輝度、色信号が得られる。 この時、得られるライン間及びフレーム間、そ
れぞれの輝度、色信号は時間的な遅延量がちよう
ど合つており、第３図に示す遅延調整用ラインメ
モリ１１２に相当するものが不必要となる。 画像の動き検出については、クロマインバータ
により色位相が反転しているため、単にフレーム
間の差信号３１４ａより時間的な位相を合わせる
ため、ラインメモリ３３２を入れて検出し、係数
を発生させる。また、従来通りフレーム間差信号
３２３ａより検出する方法もある。動き検出器３
３０、係数発生３３１は第３図と同等の機能をも
つ。 動き検出により発生された係数は、第３図と同
様に、乗算器３２６，３２７によりｋ及び１−ｋ
が乗算され、加算器３２８，３２９で合成され
る。 発明の効果 以上のように本発明によれば、ノイズリダクシ
ヨン機能を有する巡回形フイルタの一部メモリを
クロマコンバータの回路構成の一部に組み込むこ
とにより、ライン間およびフレーム間の相関関係
を有する色信号および輝度信号を簡便にして分離
可能となる。また、クロマコンバータを構成する
回路に従属する形で、１フレームメモリに相当す
る524ラインメモリを続接する配置なので、ライ
ン間およびフレーム間の相関関係をとつた動き補
正が比較的正確なものとなる。[Table] Each YC signal is weighted and combined using the motion information of the image described above. motion detector 1
31 detects the movement of the image based on the inter-frame difference signal, and generates coefficients according to the movement in a coefficient k and 1-k generator 132. That is, when there is no movement, k=1 is input to the multipliers 118 and 127. When k=1, 1-k=0, so 117Y and 117C are directly output as outputs Y and C. Also, when the movement is large, set k = 0, and using the same idea as above, the outputs Y and C are 126Y,
126C is output directly. When the motion is not very large, an appropriate value is determined in the range of 0<k<1 depending on the degree of motion, and the adder 119 weights the line-to-line separation signal and the inter-frame separation signal, respectively.
128 for addition and synthesis. As mentioned above, there are multiple types of images depending on the movement of the image.
Conventionally, a method of weighted synthesis of YC separation has been commonly used. However, this method is only used for the inter-frame YC separation function, even though the frame memory has a relatively large capacity. Problems to be solved by the invention When digitally processing video signals in this way,
The amount of information is much larger than that of alphanumeric characters, symbols, etc., and when the video is accompanied by movement, the amount of information must be several times larger. In particular, this type of device uses a semiconductor memory, and the cost of this semiconductor memory is determined by the unit of information storage of one bit. Therefore, one of the important issues is how to reduce the memory capacity of such digital circuits. Means for Solving the Problems The present invention utilizes the conventional inefficient frame memory to provide a noise reduction function in order to improve the S/N ratio, and in particular to improve YC separation between lines. The device is simplified by using a color subcarrier phase inverter (hereinafter referred to as a chroma inverter), which is not provided independently and is indispensable as a noise reducer. Embodiment FIG. 1 shows the best mode for carrying out the present invention. Conventional 1 frame memory (=525H memory) is
It is replaced by a 524H memory 311 and two 1H memories 315. Subtracters 312, 314 and coefficient unit 313 are parts added for noise reducer, 1H memory 315, attenuators 316, 317, and adder 3.
18, BPF319, amplifier 320 and subtractor 32
1, form a chromine inverter using YC separation between lines. From the input NTSC signal, a subtracter 312 subtracts the initial state value of a coefficient multiplier 313 having the characteristics shown in FIG. The initial state may have any value. This is because the next data is entered when the input completes one cycle (that is, when it is transmitted to 311a). Now, assuming that the output of the coefficient multiplier is 0, the input NTSC signal is output as is from the output of the subtracter 312. From this signal for chroma inverter
The 1H memory 315 obtains a 3-tap signal and separates the color signal in the same manner as the line-to-line YC separation.
This color signal is the output 321a of the subtracter 321,
In order to obtain a signal in which only the color signal phase is inverted, the signal is doubled in an amplifier 320 and subtracted from the original signal. Then, it is delayed by 524H in the 524H memory 311. Both inputs of the subtracter 314 are signals separated by one frame and having the same color signal phase. At this time, the subtractor 314
The output corresponds to the interframe difference signal 314a, and the noise that occurs only in a certain frame on a still screen, that is, the noise that has no frame correlation, is
A difference signal appears at 314a. In general, the level of noise is considered to be low to some extent, so
Since this corresponds to the characteristic region shown in the figure, a signal with approximately the same level as the input signal becomes the output of the coefficient multiplier 313.
The subtracter 312 cancels the result. Furthermore, on the moving image screen, the inter-frame difference signal 314a has a fairly large level and is considered to correspond to the characteristic region shown in FIG. It will disappear and have no effect in the future. The above noise reducer is effective in improving the S/N, and the luminance that has been subjected to the subsequent YC separation processing,
A color signal with less noise can be obtained. By the way, since the present invention uses YC separation between lines as a chromine inverter, this is
When performing weighted synthesis of the inter-frame YC separation and inter-line YC separation described in the prior art by adapting to motion,
It can be used for YC separation between lines. In other words, the output of the BPF 319 can be considered as a color signal of line-to-line YC separation, and can be subtracted from the original composite signal by the subtracter 322 to obtain a luminance signal. Also, the inter-frame YC separation is 524H
Since a signal separated by one frame time is obtained by the input of the memory 311 and the output of the next line memory 333, the subtracter 323 and the BPF3
24. Another subtracter 325 is used to obtain the luminance and chrominance signals based on the inter-frame YC separation. At this time, the luminance and color signals obtained between lines and between frames match each other depending on the amount of time delay, and there is no need for something equivalent to the delay adjustment line memory 112 shown in FIG. 3. . Regarding image motion detection, since the color phase is inverted by the chroma inverter, a line memory 332 is inserted to detect and generate coefficients in order to simply adjust the temporal phase using the inter-frame difference signal 314a. There is also a conventional method of detecting from the interframe difference signal 323a. motion detector 3
30, the coefficient generator 331 has the same function as in FIG. The coefficients generated by the motion detection are multiplied by multipliers 326 and 327, as in FIG.
are multiplied and combined by adders 328 and 329. Effects of the Invention As described above, according to the present invention, by incorporating a partial memory of a cyclic filter having a noise reduction function into a part of the circuit configuration of a chroma converter, correlation between lines and between frames is achieved. Color signals and luminance signals can be easily separated. In addition, since the arrangement is such that 524 line memories, which correspond to one frame memory, are connected in a manner that is subordinate to the circuit that makes up the chroma converter, motion correction that takes the correlation between lines and frames is relatively accurate. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す要部回路図、
第２図は帯域波器の特性の一例を示す周波数対
通過量特性図、第３図は従来のこの種回路の一例
を示す要部回路図、第４図は複合映像信号の受信
系における入出力特性図である。 ３１５……２ライン遅延メモリ、３１８……加
算器、３１９……第１の帯域波器、３２０……
増幅器、３２１……第１の減算器、３１１……
（Ｎ−１）ラインメモリ、３３３……１ライン遅
延メモリ、３２３……第２の減算器、３２４……
第２の帯域波器、３２２……第３の減算器、３
２５……第４の減算器。 FIG. 1 is a main circuit diagram showing an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a frequency vs. throughput characteristic diagram showing an example of the characteristics of a bandpass filter, Fig. 3 is a main circuit diagram showing an example of a conventional circuit of this type, and Fig. 4 is an input signal in a composite video signal receiving system. It is an output characteristic diagram. 315... 2-line delay memory, 318... Adder, 319... First band wave generator, 320...
Amplifier, 321...First subtractor, 311...
(N-1) Line memory, 333... 1 line delay memory, 323... Second subtractor, 324...
Second band wave generator, 322...Third subtractor, 3
25...Fourth subtractor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ Ｎラインで１フレームを構成する現複合映像
信号が与えられる２ライン遅延メモリと、 この２ライン遅延メモリの入力点、１ライン遅
延点、２ライン遅延点の３タツプより引き出され
た信号の各々に、所定の定数を乗じた上で加算す
る加算器と、 この加算器の出力信号からライン相関関係を利
用した色信号を引き出す第１の帯域波器と、 この第１の帯域波器より引き出された色信号
を２倍に増幅する増幅器と、 この増幅器の出力信号と、前記２ライン遅延メ
モリの１ライン遅延点より引き出された信号とを
減算することによつて、ライン相関関係を利用し
かつ色信号の位相を反転した複合映像信号を生成
する第１の減算器とによつて色副搬送波位相反転
器を形成し、 この色副搬送波位相反転器から出力される複合
映像信号を（Ｎ−１）ライン分の容量を有するメ
モリに書き込むことによつて、このメモリから前
記現複合映像信号より実質的に１フレーム前の複
合映像信号を読み出して、この信号と前記現複合
映像信号とを減算し、この減算した差信号に適宜
係数を乗じて得た信号と前記現複合映像信号とを
再び減算することによつて得た差信号、前記２ラ
イン遅延メモリへ入力される複合映像信号とする
ことにより、１フレーム単位のノイズリダクシヨ
ン機能を有する巡回形フイルタを形成する回路で
あつて、 前記（Ｎ−１）ライン分の容量を有するメモリ
から読み出された信号を１ライン遅延メモリに供
給し、この１ライン遅延メモリを介した信号と前
記第１の減算器から出力される複合映像信号とを
減算することにより、フレーム相関関係を利用し
た複合映像信号を生成する第２の減算器と、 この第２の減算器の出力信号からフレーム相関
関係を利用した色信号のみを引き出す第２の帯域
波器と、 前記第１の帯域波器より引き出された信号
と、前記２ライン遅延メモリの１ライン遅延点よ
り引き出された信号とを減算することによつて、
ライン相関関係を利用した輝度信号を生成する第
３の減算器とを備えたことを特徴とするテレビジ
ヨン信号のYC分離回路。 ２ 前記第２の帯域波器より引き出された信号
と、前記第１の減算器より出力された信号とを減
算することによつて、フレーム相関関係を利用し
た輝度信号を生成する第４の減算器を付加したこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のテレ
ビジヨン信号のYC分離回路。[Claims] A 2-line delay memory to which a current composite video signal that constitutes 1 frame with 1N lines is applied, and 3 taps: an input point, a 1-line delay point, and a 2-line delay point of this 2-line delay memory. an adder that multiplies each of the extracted signals by a predetermined constant and then adds the result; a first bandpass filter that extracts a color signal using line correlation from the output signal of the adder; an amplifier that doubles the chrominance signal extracted from the bandpass filter; and by subtracting the output signal of this amplifier from the signal extracted from the 1-line delay point of the 2-line delay memory, a first subtractor that utilizes line correlation and generates a composite video signal in which the phase of the color signal is inverted, forming a color subcarrier phase inverter; By writing a composite video signal into a memory having a capacity for (N-1) lines, a composite video signal substantially one frame before the current composite video signal is read out from this memory, and this signal and the previous composite video signal are read out from this memory. A difference signal obtained by subtracting the current composite video signal and a signal obtained by multiplying the subtracted difference signal by an appropriate coefficient and the current composite video signal is input to the two-line delay memory. The circuit forms a cyclic filter having a noise reduction function on a frame-by-frame basis by converting the signal into a composite video signal read from a memory having a capacity for the (N-1) lines. is supplied to a one-line delay memory, and a composite video signal using frame correlation is generated by subtracting the signal passed through the one-line delay memory and the composite video signal output from the first subtracter. a second subtractor that extracts only a color signal using frame correlation from the output signal of the second subtracter; a signal extracted from the first bandpass filter; , and the signal extracted from the 1-line delay point of the 2-line delay memory,
A YC separation circuit for a television signal, comprising a third subtracter that generates a luminance signal using line correlation. 2. A fourth subtraction that generates a luminance signal using frame correlation by subtracting the signal extracted from the second bandpass filter and the signal output from the first subtracter. 2. A YC separation circuit for television signals according to claim 1, further comprising a YC separation circuit for television signals.