JPH0783488B2

JPH0783488B2 - 信号処理回路

Info

Publication number: JPH0783488B2
Application number: JP61143020A
Authority: JP
Inventors: 俊之栗田; 敏則村田; 敏幸坂本; 郁也荒井; 一三夫中川; 征彦阿知葉; 和夫石倉
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-06-20
Filing date: 1986-06-20
Publication date: 1995-09-06
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: JPS631281A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、カラーテレビジョン信号の信号処理回路に関
するものであり、特にVTRやVDPなどのNTSC信号と異った
信号を処理するのに好適な信号処理回路に関する。

〔従来の技術〕

現行のカラーテレビジョン信号に対し、受信機側の信号
処理で、画質改善を図ろうとする技術が知られている。
例えば、阿知葉他1:「内外の新しい研究開発動向」，テ
レビジョン学会誌Vol.36,No.10（1982）がある。この中
で、カラーテレビジョン信号を、画面の垂直軸と水平軸
の空間的な座標に、時間軸を加えた３次元の時空間で扱
う信号処理装置について論じられている。この信号処理
装置のブロック図を第２図に示す。この信号処理装置
は、画像の動きを検出し、その動き量に応じて種々のフ
ィルタ処理を適応的に行うものである。これらの適応的
なフィルタ処理の例として、以下YC分離と走査線補間と
いう２つのフィルタ処理について詳しい説明をする。

まず最初に、適応的なYC分離の方法について述べる。

現行方式のカラーテレビジョン信号から輝度信号と色信
号とを分離するYC分離の方法の例として、特開昭58−11
5995号に示されるように、フレームメモリの入出力の差
によって被写体の動きを検出し、この動きが小さい時に
はフレーム相関を利用してYC分離（以下、フレームくし
形フィルタと称する。）し、動きが大きい時には垂直相
関を利用してYC分離（以下、ラインくし形フィルタと称
する。）するものがある。

上記従来例におけるYC分離の方法は例えば第３図のよう
に表すことができる。このブロック図において、ビデオ
信号の流れを実線で示し、制御信号の流れを破線で示
す。

フレームくし形フィルタ305は１フレームメモリ302の入
力信号と出力信号とを係数器でそれぞれ1/2倍して両者
の差分をとり、減算器からの出力をバンドパスフィルタ
（以下BPFと記す。）308を介して混合器310に供給する
構成とされている。

また、１フレームメモリ302の出力がラインくし形フィ
ルタ305を介してBPF308に供給され、その出力が混合器3
10に供給される。この混合器310では制御信号Ｋによ
り、静止画の時はフレームくし形フィルタ305により分
離された色信号C_Fが、動画の時はラインくし形フィルタ
304により分離された色信号C_Lが出力される。この制御
信号Ｋは動き検出及び制御回路303において１フレーム
メモリ302の入力信号と出力信号から求められ、混合器3
10に供給される。混合器310より出力された色信号Ｃを
１フレームメモリ302の出力信号を遅延回路306により遅
延された信号から減算器311によって減算することによ
り、輝度信号Y312を得る。

次にラインフリッカや粗い走査線構造が見えるという劣
化に対する改善方法である走査線補間の適応的な処理に
ついて説明する。

この方法は受信側で走査線を補間してやり、順次走査の
信号として、その信号の映像を表示することにより上記
の劣化を回避するものである。例えば、特開昭58−2053
77号公報に見られる例では、画像の動きを検出し、動き
が小さいときには静止画としてフィールド間内挿を行っ
て補間走査線を作成し、また、動きが大きいときは動画
であるとしてフィールド内内挿を行うといった、動き適
応型の処理を行っている。この信号処理回路の概略を第
４図を用いて説明する。

第４図において、401は入力端子、402,403は第1,第２の
フィールドメモリ、404は走査線補間回路、405は動き検
出回路、406,407は第1,第２の時間圧縮回路、408は選択
回路、409は出力端子である。

入力端子401からの2:1インターレース走査信号と、これ
を１フレーム期間遅延した信号とを動き検出回路405に
入力し、フレーム間差信号の絶対値を求めるなどして画
像の動きを検出している。前述したように走査線補間回
路404の特性は、この画像の動き量によって制御され
る。

補間走査線の作成に際しては入力信号がインターレース
走査を行っていることから、１フィールド前・後のフィ
ールドの走査線は、現在のフィールドにおいて補間しよ
うとしている走査線の位置を走査しており、従ってこれ
らの走査線信号をそのまま補間走査線信号とすることが
できる。但しこのようなフィールド間補間は静止画に対
してのみ行うことができる。動画については、1/60秒離
れた２枚の画像を重ねることになり大きな劣化を生じて
しまう。

そこで、動き検出回路405で検出した画像の動き量が大
きく、したがって動画像であると判断されるときには現
フィールドの走査線信号のみを用い、例えば連続した２
本の走査線の平均をとるなどして補間走査線信号を作成
することにより、上記の劣化が生じるのを避けている。

上述したようにして従来例では、静止画に対しては解像
度が低下することなく、また動画に対しても残像のよう
な劣化を生じないようにして、インタレース走査信号を
順次走査信号に変換することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように上記従来技術は、静止画においてはフレーム
間で、色信号成分が反転していることを動き検出および
YC分離などに利用している。従って現行のVTRやVDPなど
から再生される信号を処理しようとすると、色信号成分
がフレーム間で反転するという関係が失われているため
に、動き検出などが誤動作し却って信号劣化を招く可能
性が生じるという問題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、VTR
やVDPからの信号が入力された場合でも動き検出やYC分
離回路の誤動作なしで信号劣化が生じない信号処理回路
を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、VTRやVDPの再生信号に於てフレーム間で水
平帰線消去期間内にあるカラーバースト信号の位相が反
転していないことを着目し、カラーバースト位相の非反
転状態を検出する手段と、時空間における適応形の信号
処理と空間のみの信号処理とを切り換える手段を設け、
上記カラーバーストの位相がフレーム間で非反転状態で
あることを検出した時には適応形の信号処理をやめ、空
間内のみの信号処理に切り換えることにより達成され
る。

〔作用〕 VTRやVDPなどのフレーム間で水平帰線消去期間内のカラ
ーバースト信号の位相が反転していない信号に対して
は、上記検出回路はカラーバースト信号の位相非反転状
態を検出する。それによって上記検出回路は、信号処理
回路を時空間の適応形の信号処理から、空間内のみの信
号処理へ切り換えるので、動き検出の誤動作の問題がな
くこの場合の最も信号の相関が強い領域で信号処理がな
され信号の劣化がなくなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ビデ
オ信号を実線で、制御信号を破線で示す。第１図におい
て、101はカラーテレビジョン信号、102はA/D変換器、1
03は動き適応形YC分離回路、104はRGB変換回路、105は
動き適応形走査線補間回路、106は水平帰線消去期間内
のカラーバースト非反転検出回路、107は空間内YC分離
回路、108はRGB変換回路、109は空間内走査線補間回
路、110は切換回路、111は時間圧縮および多重化回路、
112はD/A変換器、113はブラウン管、114は動き検出回路
である。ここではカラーテレビジョン信号としてNTSC方
式の場合を例にとり説明する。NTSC方式では色副搬送波
周波数、水平周波数およびフレーム周波数をそれぞれf
_SC,f_H,f_rとすると、以下の２つの関係がある。

この２式からf_SCとf_rの関係を求めるととなる。したがって色副搬送波の位相は２フレームで元
に戻る関係にあり、フレーム間の水平帰線消去期間内に
おけるカラーバーストの位相は互いに反転している。

当然、放送局から送られてくる信号は式（３）を満たす
が、現行のVTRやVDPの特殊再生時における再生信号は式
（３）の関係を満たさない。

そこで本発明では、式（３）の関係が満たされていない
かどうかを調べ、この条件が満たされていない時にはこ
の場合に相関が最も強い空間内のYC分離および走査線補
間を用いる。以上が本発明の基本的な考え方である。

次に本発明の具体的な動作について第１図を用いて説明
する。まずNTSC信号の規格に準拠している信号を入力し
た場合は、カラーバースト非反転検出回路106は、フレ
ーム間でカラーバースト信号の位相が反転していること
を検出し、切換回路110を動き適応形走査線補間回路105
出力を通過させるように動作する。そうすると動作上、
第２図の構成と同一となり、時空間内の適応形の信号処
理がなされ、現行の放送方式の劣化問題が改善された面
を出力することが可能である。

一方、VTRとかVDPの特殊再生時における再生信号のよう
な、NTSC信号の規格に収まっていない信号を入力した場
合については、カラーバースト非反転検出回路106は、
フレーム間でカラーバースト信号の位相が反転していな
いことを検出し、切換回路110を空間内走査線補間回路1
09出力を通過させるように切り換える。そうすると、空
間内YC分離回路107、RGB変換回路108、空間内走査線109
で信号処理されたビデオ信号が切換回路110を介して時
間圧縮および多重化回路111へ送られるので最も相関の
強い空間領域での処理が可能である。したがって動き検
出の誤動作とかフレーム間の信号処理が行えないという
問題もない。

また第１図の構成では、カラーバースト非反転検出回路
106により、空間内のみの処理と、時空間内の適応形の
信号処理を切り換えるようにしてあるが、その他に、カ
ラーバースト非反転検出回路106によりカラーバースト
非反転を検出した時には、動き検出回路114を制御し、
強制的に動画モードにして空間内のみの処理を行っても
よい。このようにすれば、空間内YC分離回路107、RGB変
換回路108、空間内走査線補間回路109のそれぞれの信号
処理回路を新たに設ける必要がなくなるので回路が簡単
になる。

さらに別の実施例を第５図に示す。第５図の構成は第１
図と一部同じであり、同一の働きをする箇所について
は、第１図と同一の番号を付けてある。第５図において
第１図と異っているところは、501のくし形フィルタと5
02,503のA/D変換回路である。つまり第１図では空間内Y
C分離回路107はディジタル回路で構成されていたが、こ
の第５図のようにアナログで構成してもよい。

カラーバースト非反転検出回路106が、入力信号101のフ
レーム間で、カラーバースト信号の位相が反転している
ことを検出している場合の第５図の動作は第１図と同様
である。そして、カラーバースト非反転検出回路106
が、入力信号101のフレーム間で、カラーバースト信号
の位相が反転していないことを検出した場合には、カラ
ーバースト非反転検出回路106は切換回路110を空間走査
線補間回路109出力を選択する様に切り換える。このよ
うに切り換えた後、入力信号であるカラーテレビジョン
信号101を一度空間内のYC分離回路の１つであるアナロ
グのくし形フィルタ501でYC分離し、A/D変換器502,503
でディジタル量へ変換する。その後RGB変換回路108によ
りY,C信号からRGB信号へ変換し、空間内走査線補間回路
109で走査線補間を行って、切換回路110を介し時間圧
縮および多重化回路111へ信号を送れば、第１図と同様
の空間内で信号処理された画をブラウン管113で見るこ
とが可能である。

以上第５図では空間内YC分離回路107として、アナログ
のラインくし形フィルタを用いる場合について説明した
わけであるが、本発明の他の実施例として、帯域通過フ
ィルタ、低域通過フィルタ、ディジタルのラインくし形
フィルタ、および空間内でこれらのフィルタを適応させ
た空間内適応YC分離フィルタなどを第１図の空間内YC分
離回路107として用いるものがあげられる。また今まで
の説明でわかるように空間内YC分離回路107はディジタ
ルでもアナログでもどちらでも良い。

次にカラーバースト非反転検出回路106について補促説
明する。

第６図（ａ）はカラーバースト非反転検出回路106の一
例であり、601はカラーテレビジョン信号、602は１フレ
ーム遅延回路、603は加算回路、604は絶対値化回路、60
5は積分回路、606は比較回路、607は出力信号である。

第６図（ｂ）は第６図（ａ）の動作説明するための波形
図であり、（ｉ）はカラーバーストの位相がフレーム間
で正しく反転している場合であり、（ii）はカラーバー
ストの位相がフレーム間で反転していない場合である。

（ｉ）で示すようにカラーバースト信号がフレーム間で
反転している場合には、フレーム間で加算回路603によ
り加算するとほぼ０となり、絶対値化回路604、積分回
路605を通過させても０のままである。したがってその
値０を比較回路606と所定の値と比較しても出力607は０
となり、カラーバーストのフレーム間での位相が反転し
ていることを示す。これに対しカラーバースト信号がフ
レーム間で位相が反転していない場合、例えばフレーム
間で同相になる場合については、絶対値化回路604出力
は（ii）で示すようになる。したがってこれを積分回路
605を通し、比較回路606で所定の値と比較すれば１が出
力される。これはカラーバーストの位相がフレーム間で
反転していないことを示す。

またカラーバーストの位相がフレーム間で反転していな
い場合で、任意の位相でずれている場合も同様の動作で
検出可能である。

第７図（ａ）はカラーバースト非反転検出回路の別の一
例である。第７図（ａ）において701はカラーバースト
信号、702は位相比較回路、703はVCO、704,705は低域通
過フィルタ、706は比較回路、707はサンプルホールド回
路、707は出力信号である。この第７図（ａ）の動作説
明のための波形図を同図（ｂ）に示す。第７図において
（ｉ）はカラーバースト信号の位相がフレーム間で反転
する場合であり、（ii）はカラーバースト信号の位相が
フレーム間で反転しない場合である。

第７図（ａ）において、位相比較回路702、VCO703、低
域通過フィルタ704はPLL回路を構成しており、入力カラ
ーバースト信号701の位相にロックするようになってい
る。第７図（ｂ）の（ｉ）で示すように、VCO出力703が
カラーバースト信号701にロックしている場合には、カ
ラーバースト信号701とVCO出力703の位相差は90゜に保
たれる。この時の位相比較回路702出力は（ｃ）のよう
であり、したがって低域通過フィルタ705出力は（Ｄ）
のようになる。そしてサンプルホールド707出力には０
が出力される。一方、VDPの特殊再生時のようにカラー
バーストの位相がフレーム間で不連続になると位相比較
回路702の出力は（ｂ）の（ii）のようになり、これを
低域通過フィルタ705を通し、サンプルホールドすると
（Ｅ）のＨレベルの信号が得られる。

ところでこれまでカラーバーストの位相がフレーム間で
反転していないという状態のみを検出して、時空間内の
適応形の信号処理と、空間内のみの信号処理とを切り換
える例について説明してきたが、必ずしもこの条件のみ
を時空間内の適応形の信号処理と空間内のみの信号処理
とを切り換えるための切り換え信号にする必要はない。
つまり、このカラーバーストの位相がフレーム間で反転
していないという状態検出に、他の非NTSC信号状態検出
信号とを混合して用いても良い。例えば第８図（ａ）の
ブロック図がこの例である。第８図（ａ）は、バースト
にロックしているクロック信号801と、水平同期信号に
ロックしているクロック信号802とをそれぞれ分周回路8
03,804でＮ分周してから、周波数比較回路805により周
波数が等しいか否かを判定し、この判定出力とカラーバ
ースト非反転検出出力とを混合して、今まで述べてきた
時空間内の適応形の信号処理回路と、空間内のみの信号
処理回路とを切り換える切換回路の切り換え制御信号と
しても良い。この混合方法としては、例えば互いの信号
の論理和をとればよい。

それから空間内の走査線補間回路について補促説明をす
る。第９図（ａ），（ｂ）は空間内の走査線補間回路
で、（ａ）は補間走査線として前走査線を繰り返して用
いる例、（ｂ）は補間走査線として前走査線と次の走査
線の平均を用いる例である。

まず第９図（ａ）について説明する。（ａ）において走
査線補間回路は入力走査線811と1/2H遅延回路812からな
り、その後、時間圧縮回路813,814を通過させて、多重
化回路815で多重化され、そして走査線補間を行った出
力信号816を出力する。

次にこの動作を第９図（ｃ）の波形図を用いて説明す
る。まず入力走査線811が第９図（ｃ）のように送られ
てくると、1/2H遅延回路はこの信号を1/2H期間遅らせて
出力する。ここで時間圧縮回路は入力信号に対して、時
間を半分に圧縮した信号を出力する回路である。したが
って時間圧縮回路813,814の出力波形は入力信号の波形
を時間圧縮したものとなる。

そして多重化回路815によって、これらの時間圧縮され
た信号を1/2H期間毎に切り換える。そうすると入力走査
線811に対し時間圧縮されて、かつ前の走査線を繰り返
すように補間された信号が得られる。

一方、第９図（ｂ）の走査線補間回路は、入力走査線81
1、1/2H遅延回路817,818、加算回路819、そして1/2係数
回路820からなり、第９図（ａ）と同様に時間圧縮回路8
13,814を介し、その後多重化回路815へ接続される。

この動作は第９図（ａ）と同様であり、同図（ｃ）によ
って説明する。現信号である入力走査線811は、1/2H遅
延回路817で1/2H期間遅らせて期間圧縮回813へ送られ
る。そして補間走査線信号は、入力走査線811を1/2H遅
延線817,818により1H遅延したものと、入力走査線811と
を加算器819、1/2係数回路820で平均化して作成され
る。その後この信号を時間圧縮回路814へ送られ、時間
圧縮される。そして時間圧縮回路813,814の出力を多重
化回路815で切り換えれば、補間走査線として前後の走
査線の平均を用いた。信号を得ることが可能である。

ところで第１図，第５図の実施例では、走査線補間を行
なって通常のNTSC受信機の２倍の水平周波数で動作させ
る場合について説明してきたが、この走査線補間を行わ
ないで通常のNTSC受信機と同じ水平周波数で動作させる
場合も本発明が有効なのは明らかである。

ところで、今まではVTRやVDPの検出としてカラーバース
トのフレーム間の位相差を利用した場合について説明し
てきた。この他にVTRやVDPの検出方法としてフレーム間
の水平同期の位相差を見る方法を用いて、時空間内の適
応形の信号処理と、空間内のみの信号処理を切り換えて
もよい。この例を第10図に示す。第10図において901は
カラーテレビジョン信号、902は１フレーム遅延回路、9
03は減算回路、904は絶対値化回路、905は積分回路、90
6は比較回路、907は保持回路である。もしカラーバース
ト信号にロックさせた信号で１フレーム遅延回路902を
動かすと、VTRやVDPなどではバースト信号の周波数と、
水平同期や垂直同期周波数との周波数関係がないことか
ら、第10図（ｂ）の902出力のように水平同期信号の位
相が901と位相が異なる。したがってこの後、減算回路9
03で減算し、絶対値化回路904で絶対値をとり、積分回
路905で積分し、比較回路906で所定の値と比較する。そ
して保持回路907でこの値を保持すればVTRなどでは“H"
レベルの信号を出力する。この検出信号を用いてもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、NTSC信号仕様を満足しないVTR,VDPの
特殊再生などの信号を入力されても、自動的に検出し、
この場合に最も相関が高い空間内でのみ信号処理を行う
ことが可能となるので常に信号劣化のない処理が可能と
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
従来技術を説明するブロック図、第３図は動き適応形YC
分離回路の一例、第４図は動き適応形走査線補間回路の
一例を示すブロック図、第５図は本発明の別の一実施例
を示すブロック図、第６図はカラーバースト非反転検出
回路の一例を示すブロック図及び波形図、第７図は別の
カラーバースト非反転検出回路の一例を示すブロック図
及び波形図、第８図はカラーバースト非反転検出回路の
構成を補促説明するためのブロック図、第９図は空間内
走査線補間回路を説明するためのブロック図及び波形
図、第10図は水平同期の位相ずれを検出する回路の説明
図である。 101……カラーテレビジョン信号 103……動き適応形YC分離 105……動き適応形走査線補間 106……カラーバースト非反転検出 107……空間内YC分離 109……空間内走査線補間 110……SW 111……時間圧縮および多重化 113……ブラウン管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒井郁也神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者中川一三夫神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者阿知葉征彦東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者石倉和夫東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献特開昭61−296886（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力カラーテレビジョン信号のカラーバー
スト信号の位相がフレーム間で反転関係にあるか否かを
検出することにより、該入力カラーテレビジョン信号が
放送規格を満足する標準信号であるか、あるいは該放送
規格からずれた非標準信号であるかを検出する非標準信
号検出手段と、少なくとも輝度／色信号分離手段を有し、該非標準信号
検出手段の検出結果により、該入力カラーテレビジョン
信号が標準信号であるとき、該入力カラーテレビジョン
信号を画像の動き量に適応した処理をして輝度信号と色
信号とを分離出力し、該入力カラーテレビジョン信号が
非標準信号であるとき、該入力カラーテレビジョン信号
を画面毎の空間内のみの処理をして輝度信号と色信号と
を分離出力する信号処理手段と、を備えたことを特徴とする信号処理回路。
【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記非標準信号検出手段は、前記入力カラーテレビジョン信号のカラーバースト信号
を１フレーム期間遅延する遅延手段と、該遅延手段の入出力カラーバースト信号を加算する加算
手段と、該加算手段のレベルを判定する判定手段とからなることを特徴とする信号処理回路。
【請求項３】入力カラーテレビジョン信号の水平同期信
号の位相がフレーム間で一致しているか否かを検出する
ことにより、該入力カラーテレビジョン信号が放送規格
を満足する標準信号であるか、あるいは該放送規格から
ずれた非標準信号であるかを検出する非標準信号検出手
段と、少なくとも輝度／色信号分離手段を有し、該非標準信号
検出手段の検出結果により、該入力カラーテレビジョン
信号が標準信号であるとき、該入力カラーテレビジョン
信号を画像の動き量に適応した処理をして輝度信号と色
信号とを分離出力し、該入力カラーテレビジョン信号が
非標準信号であるとき、該入力カラーテレビジョン信号
を画面毎の空間内のみの処理をして輝度信号と色信号と
を分離出力する信号処理手段と、を備えたことを特徴とする信号処理回路。
【請求項４】特許請求の範囲第３項において、前記非標準信号検出手段は、前記入力カラーテレビジョン信号の水平同期信号を１フ
レーム期間遅延する遅延手段と、該遅延手段の入出力水平同期信号を減算する減算手段
と、該減算手段のレベルを判定する判定手段とからなることを特徴とする信号処理回路。