JPH0314312A - 適応型輝度信号色信号分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はテレビジョン受像機等の画像を扱う機器におい
て、複合カラーテレビジョン信号から柿度信号と色信号
を分離して取出す輝度信号色信号分離装置に関する。

〔従来の技術〕

現在、テレビ放送等で一般に使われるカラーテレビジョ
ン標準方式は輝度信号或分と色信号或分とが周波数多重
化された複合信号となっている。

そのためカラーテレビジョン受像機等では、腹合信号か
ら輝度信号と色信号を分離して取出す必要がある。その
方法として現在はもっぱらくし形フィルタを用いた固定
形２次元フィルタが使われる。

それに対し特開昭６０−１６５８８９号公報に示されて
いるように、最近ディジタル信号処理技術を用いて、画
像の各画素の近辺形状により２次元フィルタの特性を切
換える適応型フィルタが開発されている。この手法は分
離フィルタとして垂直方向フィルタと水平方向フィルタ
の２種類を用意し、各画素において、その周囲の垂直方
向の変化が少ない場合には垂直方向分離フィルタ出力を
分離された出力とするものである。この場合、変化の激
しい方向、すなわち、２次元空間周波数域における高城
成分の多い方向は高城成分が残り、方、クロストーク成
分は除かれる。結果として解像度をあまり低下させるこ
となく、ドット妨害やクロスカラーを少なくするするこ
とができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記ディジタル信号処理技術を用いた従来の適
応型輝度信号色信号分離装置においてはフィルタの特性
が２種類と少なく、その特性は両極端なので、それを画
素毎に切換えた場合、その切換点の波形が不連続となり
、見かけ上、ノイズが発生することとなる。このような
ノイズは切換えを各画素独立に行っているため、垂直方
向と水平方向で変化の程度にあまり差がない場合には、
フィルタが不安定に切替わることになり特に問題となる
。

そこで、本発明の発明者は、このような問題を解決する
手段として夫々異なる適応型輝度信号位信号分離装置を
開発し、本願の出願人により特願昭６２−３２０９６５
号及び特願昭６２−３３６１２１号として特許出願され
ている。

前者は画像の垂直と水平の変化の程度により垂直フィル
タと水平フィルタとの帯域幅を変えるもので、後者はさ
らに時間方向フィルタと動き検出とを持ち、画像の空間
的な形状と動きの程度により３次元時空間フィルタの特
性を変えることで、より高精度な分離が行われるもので
ある。このように両者は高精度な分離が行なえるように
はｔよっているものの、いまだ充分なものとは言い難い
面があった。

すなわち、特願昭６２−３２０９６５号の装置にあって
は、空間的に斜め戊分が少ない縦や｝黄のエッジ部分で
は、適応動作によりかなり高精度な分離が可能になって
はいるものの、斜め戊分か多い場合には、ドット妨害や
クロスカラーなどのクロストークを生じる虞れがある。

また、特願昭６２−３３６１２１号の装置にあっては、
斜め成分が多い場合に、静止画では時間方向フィルタに
より良好に分離できるが、動いている場合にはフィール
ド内処理となり時間方向の処理をしないものと同様にク
ロストークを生じる。

つまり、空間的に斜め或分が多く、動いている画像は３
次元時空間の全てで高城か存在することになり、ＮＴＳ
Ｃのスペクトラム４Ｍ造上完全な分離は不可能である。

一方、動き適応処理のためには動き検出が必要になるが
、複合カラー信号から正確な動き検出を行うためには、
色副搬送波位相関係が一致する２フレーム差分を使わな
ければならない。しかも、特開方向フィルタは１フレー
ム毎にタップを持って構成するので、２フレーム差で起
こる検出漏れを防ぐために、１フレームの補間フィルタ
を用いる必要がある。したがって、補間フィルタを２ビ
ット程度の低精度のものとしても、２＋１／４フレーム
分程度のフレームメモリが必要になる。

ＮＴＳＣ信号では１フレームに４Ｍビット程度のメモリ
を必要とするので、合計９Ｍビッ１・となり装置の大幅
なコストアップとなる。ここで、ＩＰｊ間方向フィルタ
は１フレーム分でよく、両者を共用したとしても、ｌ＋
１／４フレーム分は動き検出のためのみに使われること
となる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたちので、その
目的とするところは、時間方向の分離を用いることによ
り空間的斜め戊分が多い場合てもクロストークを生じさ
せず良好な分離を可能とするとともに、その時間方向の
分離を動き検出なしで行うことができるようにした適応
型輝度信号已信号分離装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の適応型輝度信号色信号分離装置は、時間方向の
分離を付加し、これを空問変化検出により制御すること
で、斜め或分が少ない場合にはフィールド内処理を、斜
め成分か多い場合にはフレーム間処理を行うようにした
ものである。

すなわち、分離フィルタ手段に、複合カラーテレビジョ
ン信号における時間方向通過シ；冫域幅を有する時間方
向フィルタ手段と、時間方向フィルタ手段の出力と複合
カラーテレビジョン信号とを時間制御信号に応じた混合
率で混合し、その出力を空間フィルタ手段に与える混合
手段とを設け、垂直変化検出信号値ならびに水平変化検
出信号値の両検出信号値が共に同程度の大きさを有する
とき両検出信号値が大きいほど時間方向フィルタ手段出
力の混合率を高めるように前記時間制御ｆ≦号を発生す
る時間制御信号発生手段を設ける構成としたものである
。

〔作　用〕

まず、分離特性としては、画像に空間的斜め成分が少な
い画像は、静止していても動いていてもフィールド内処
理で比較的良好な分離が行われる。

当該斜め成分が多い画像は、静止画では動き適応型と同
様に良好な分離が行われる。そして、斜め成分の多い画
像が動いていると、時間領域でクロストークを生じるこ
とになるが、この場合、フレーム内処理としても空間領
域でクロストークを生じることとなる。このような状態
で画像変化が時間方向に激しい場合には時間方向フィル
タを使わないフィールド内処理が良く、他方、空間斜め
方向に激しい場合には時間方向フィルタを使ってフレー
ム間処理した方が良く、その中間の状態において、本発
明装置による手法が極めて有利になる。

激しい動きでは、撮像ボケなどで解像度が低ドし易く斜
め成分が出にくくなる。換言すれば、斜め成分が多い場
合には激しく動いていない場合が多いことになり、動き
検出を用いなくとも、動き検出に似た動作が得られる。

そして、画像に空間的斜め成分が多い場合、垂直・水平
両変化が大きくなる。本発明にあっては、垂直変化検出
信号及び水平変化検出信号が共にある程度まで大きくな
っている場合には時間方向フィルタ手段を分離フィルタ
に用い、その出力を画像に斜め成分が多いほど多く用い
るようにしたので、画像の斜め方向変化によるクロスト
ークの発生を防止することができる。

そして、動き検出を行わないために、大量のフレームメ
モリを必要とする動き検出回路を省略できる。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例について図面を参照しつつ説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る動き適応型輝度信号色
信号分離装置のブロック図である。

この図において、１０は複合信号人力端子、１２は遅延
補償回路、１８は減算器、３０は輝度信号出力端子であ
り、これらは大略、輝度信号抽出系を構成するものであ
る。

入力端子１０には図示しないＡ／Ｄｉ換器によりディジ
タル化された複合カラーテレビジョン信号が人力され、
遅延回路１２は、その複合力ラーテレビジョン信号を後
述する色信号抽出系の処理による色信号の遅れに合せて
遅延させるもので、これにより両者の時間関係を一致さ
せるようにしたものである。減算器１８においては、こ
の迦延袖償回路１２からの複合カラーテレビジョン信号
から色信号抽出系で取出された色信号を差引いて褌度信
号のみが取出されるようになっており、この減算器１８
の出力が輝度信号出力端子３０から輝度信号の分離出力
として後続の系に送出されるものである。

次に、かかる色信号抽出系について説明する。

１３は時間方向バンドパスフィルタ（Ｂ　Ｐ　Ｆ）であ
る。このＨ！ｔ間方向ＢＰＦ１３は人力端子１０からの
複合カラーテレビジョン信号を受け、その色信号の存在
する時間帯域を通過させるものである。

１７は減算器、１つは乗算器、２１は加算器、１４は可
変垂直ＢＰＦ，１６は可変水平ＢＰＦ，３２は色信号出
力端子である。時間方向ＢＰＦ１３の出力は減算器１７
でコンポジットカラー信号が差引かれる。この減算器１
７の出力は乗算器１つにおいて時間制御信号Ｓｔとの積
が取られ、その後、加算器２１でコンポジットカラー信
号と加算されて可変垂直ＢＰＦ１４に与えられる。この
可変垂直ＢＰＦ１４は、垂直方向で色信号に対する帯域
幅を持ち、この帯域幅は垂直制御信号Ｓｖにより可変と
されている。この可変垂直ＢＰＦ１４の出力は可変水平
ＢＰＦ１６に供給される。可変水平ＢＰＦ１６は水平方
向で色信号に対する通過帯域幅を持ち、このシ１｝域幅
は水平制御信号ｓｈにより可変とされるものである。こ
のＩ’ｌＪ変水平ＢＰＦ１６の出力が色信号分離出力と
して輝度信号系の減算器１８に与えられるとともに、色
信号出力端子３２から後続の系に送出されるようになっ
ている。

制御信号Ｓｖ，Ｓｔ，Ｓｈは“Ｏ″〜“１”の値を取る
もので、後述の制御信号発生回路により調整されるもの
である。可変垂直ＢＰＦ１４及び可変水平ＢＰＦ１６の
通過帯域は各々制御信号Ｓｖ，Ｓｈが“１″のとき最も
狭く、”Ｏ″のとき最も広くなるものである。また、上
述のように時間方向ＢＰＦ１３の出力は減算器１７、乗
算器１つ、加算器２１からなる混合回路を介して可表垂
直ＢＰＦ１４に与えられるようになっているため、乗算
器１９に供給される時間制御信号Ｓｔが“０”である場
合には、この時間方向ＢＰＦ１３の出力は乗算器１９に
おいて消去され、加算器２１からは複合信号が得られる
。また、乗算器１９に供給される時間制御信号Ｓｔが“
１″である場合には、複合信号は減算器１７及び加算器
２１への各入力分が相殺し、時間方向ＢＰＦ　１　Ｂの
出力がその混合回路をそのまま通過して加算器２１の出
力として得られることとなる。特開制御信号Ｓｔが゛０
″と“１″との中間値である場合には、その値に応じた
混合比で複合信号と時間ｈ゛向ＢＰＦ１　３の出力との
混合信号が加算器２１より得られる。

このような制御信号Ｓｔが“０”〜“１”の間で連続的
に変えられることにより、減算器１７、乗算器１９、加
算器２ｌにおいて複合カラーテレビジョン信号とＢＰＦ
１３の出力との混合率が交えられ、画像の状態に応じた
色信号の抽出制御かなされる。

２０は垂直変化検出回路、２２は水平変化検出回路、２
６は制御信号発生回路である。垂直変化検出回路２０で
は垂直方向の変化であるライン差を、水平変化検出回路
２２では水平方向の変化であるサンプル差を基に処理さ
れる。制御信号発生回路２６では、それらの出力である
垂直変化信号Ｆｖ、水平変化信号Ｆｈにより上記制御信
号Ｓｖｓｈ，ｓｔを作るようになっているものである。

垂直変化検出回路２０は１フィールドの画像における垂
直方向の（ライン間での）画素の変化を検出するもので
あり、水平変化検出回路２２は１フィールドの画像にお
ける水平方向の（サンプル間での）画素の変化を検出す
るものである。このような検出を行う場合、複合カラー
テレビジョン信号は色信号が多重されており、色信号の
直流成分である色副搬送波を検出しないようにする必要
がある。かかる変化の検出のために、例えばＮＴＳＣ方
式の信号においては、コンポジットカラー信号を色副搬
送波の４倍の周波数でサンプルした画素間において差分
を取る際、色副搬送波を打萌すように減算することとな
る。なお、この詳細な内容については、本出願人による
特願昭６２−３２０９６５号で詳細に述べられている。

制御信号発生回路２６は第２図に示すようにｌ＋’ｈ成
されている。空間制御信号Ｓｖ，Ｓｈの発坐に関しては
特頽昭６２−３２０９６５号と基本的には同じであるが
、本発明では時間方向ＢＰＦ　１　３が追加され、これ
により分離が可能なことから、促来、空間斜め戊分が多
い場合にクロスカラーを重視して狭めに設定していた帯
域をやや広くする。

これにより、ドット妨害をも防止できることとなる。

本発明で特徴となるのは、侍間方向ＢＰＦ　１　３の出
力を制御する時間制御信号Ｓｔの発生法にある。入力端
子４２及び入力端子４４がら入力された垂直・水平各変
化信号Ｆｖ，Ｆｈは垂直水平制御信号発生回路２４に入
力されると共に減算器４６で減算ｊｉ（Ｆｖ−Ｆｈ）を
、加算２″Ａ４８で加算値（Ｆｖ十Ｆｈ）を得る。制御
信号発生回路部２４はテーブルＲＯＭであり、変化信号
Ｆｖ，Ｆｈはそれぞれ例えば４ビットからなり、各変化
信号Ｆｖ，Ｆｈによりアドレス指定されることで、各制
御信号Ｓｖ，Ｓｈが出力される。この各制御信号Ｓｖ，
Ｓｈはそれぞれ可変垂直ＢＰＦ　１　３と可変水平ＢＰ
Ｆ１６とに入力され、各通過帯域が制御される。

減算器４６の出力は絶対値回路５０でｌＦｖＦｈｌにな
り、減算器５２で加算値（Ｆｖ十Ｆｈ）から減算される
。以上の処理で（Ｆｖ＋Ｆｈ−Ｆｖ−Ｆｈｌ）／２が算
出される。この値は、（Ｆｖ＋Ｆｈ）が大きいほど、ま
た、（ＦｖＦｈ）が小さいほど大きな値となる。これを
非線形回路５４で変換し、時間制御信号Ｓｔを得る。

非線形回路５４の特性は第３図に示したようなもので、
入力値がある程度より小さい場合（不感域二〇．　　３
〜０．５）には出力“０“となり、ある提度より大きく
、クロストークが問題となる値となった場合（飽和域二
〇，７〜０．９）には“１″となる。

このような処理で、時間制御信号Ｓｔは、両変化信号Ｆ
ｖ，Ｆｈが共にある程度より大きく、その大きさが同程
度の場合に大きな値がｉ号られるようになり、その片方
だけがいくら大きくても大きな値にはならない。上記混
合回路に対する混合制御は、時間制御信号Ｓｔが大きい
ほど特間方向ＢＰＦ１３の出力が多くなるので、侍間方
向の通過帯域幅が狭められ、クロストークの発生を！＋
／ｉ＋Ｉｔできるようになる。

制御信号発生回路２６は、４ビットの絶対値口路、非線
形回路、加減算器３個程度の増加であり、他の回路規模
と比較して簡単である。制御信号発生にテーブルＲＯＭ
を用いる場合には、時間制御信号をＲＯＭから出力する
ようにするために、４ビットＸ２５６　（ｌｋビット）
のＲＯＭが追加されるだけである。

以上一実施例について説明したが、本発明は、この実施
例に限定されるものではない。

例えば、上記実施例の装置では、色信号抽出系において
フィルタにより分離した色信号を複合信号から引くこと
によって輝度信号を書るようになっているが、フィルタ
手段を輝度信号・色信号の各抽出系につき別々に設けて
、各系独自に分離出力を得るようにした装置にも適応可
能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、垂直変化検出信号
及び水平変化検出信号が共にある程度まで大きい場合に
はその大きさに応じて時間ｈ゛向フィルタ手段を分離フ
ィルタに用い、その出力を山像に斜め或分が多いほど多
く用いるようにしたので、画像の斜め方向変化によるク
ロストークの発生を少なくすることができる。なお、垂
直変化検出信号及び水平変化検出信号が共に大きくなけ
れば時間フィルタは使用されず、空間的に平坦な部分や
、垂直あるいは水平エッジなどでは従来と同じ処理とな
るため、時間フィルタの加設によるクロストークの心配
は無い。

このように、本発明は動き適応型分離と同等の特性を持
ちながら、動き検出を行わないため、メモリ量はその半
分以下となり、動き適応型のしに比して大幅な装置の簡
略化が可能となる。また、動き適応処理に伴う不自然さ
や、動き検出もれによって起こる動ボケも軽減されるこ
ととなる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施列に係る適応型輝度信号色信号
分離装置のブロック図、第２図はその制御信号発生回路
の詳細図、第３図は時間制御ｆｇ号の特性を示す曲線図
である。 １０・・・複合信号入力端子、１２・・・遅延捕償回路
、１３・・・時間方向ハンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、
１４・・・可変垂直ＢＰＦ，１６・・・可変水平ＢＰＦ
、１７・・・混合回路を構或する減算器、１９・・・ｌ
Ｍ　Ａ’　Ｉ”１路を構成する乗算器、２１・・・混合
回路を昂ｉ成する加算器、２０・・・垂直変化検出回路
、２２・・・水平表化検出回路、２４・・・垂直水平制
御信号発生同路（ＲＯＭ）　、２６・・・制御信号発生
回路、３０・・輝度信号出力端子、３２・・・色信号出
力端子、４６．５２・・・時間制御信号発生用減算器、
４８・・・時間制御信号発生用加算器、５０・・・時間
制御信号発生用絶対値化回路、５４・・・非線形回路、
Ｆｈ・・・水・Ｖ＜化信号、Ｆｖ・・・垂直変化信号、
ｓｈ・・・水平制御信号、 Ｓｖ・・・垂直制御信号、 Ｓｔ・・・時間制御信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複合カラーテレビジョン信号を輝度信号と色信号とに分
   離し、その分離出力を得るための装置であって、 前記複合カラーテレビジョン信号における垂直方向、水
   平方向ならびに時間方向の通過帯域幅を有し、その出力
   が前記分離出力とされる３次元時空間分離フィルタ手段
   と、前記複合カラーテレビジョン信号における垂直方向
   の変化を検出し垂直変化検出信号を出力する手段と、前
   記複合カラーテレビジョン信号における水平方向の変化
   を検出し水平変化検出信号を出力する手段と、前記垂直
   変化検出信号値ならびに水平変化検出信号値の両検出信
   号値が共に同程度の大きさを有するとき、その大きさに
   応じて前記分離フィルタ手段における時間方向の通過帯
   域幅を狭くする時間制御信号を発生する時間制御信号発
   生手段とを備えている適応型輝度信号色信号分離装置。