JPS58117788A - カラ−テレビジヨン信号処理回路 - 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】 本発明はカラーテレビジョン信号処理回路、更に詳しく
言えば受信されたカラーテレビジョン信号の走査線数を
２倍にしたカラーテレビジョン信号に変換し、高精細な
画像を再生する信号処理回路に係り、特に輝度信号と色
差信号が重畳された複合カラーテレビジョン信号を対象
とするカラーテレビジョン信号処理回路に係るものであ
る。

現在実用化されているＮＴＳＣ方式等のカラーテレビジ
ョン方式等においては２：１インタレース走査を行なっ
ており、そのため、テレビジョン受で象機における再生
画像は垂直方向の解像度が劣化し、又）横縞のエツジ部
分にフリッカが生じる。

一方、従来のテレビジョン受ｆ象よりも更に画質がよく
、又、テレビジョン方式は変更しないで経済的な装置で
高精細なｍｆｌｌを得たいとの要求かある。この要求を
満すものとして、送信のテレビジョン信号は現行方式の
ものを使用し、受像機において、受信カラーテレビジョ
ン信号に過去に受量した信号を内挿補間することによっ
て、走査線数を送信された走査線数の２倍化したテレビ
ジョン信号に変換して、高精細な画像を再生するテレピ
ジョ／受イ象装置の開発が進められている。この高精細
な画像を得る原理は、現受信信号及びフレーム又はフィ
ールド期間前に受信した信号をメモリに記憶し、メモリ
送信信号における水平走査周期の倍の早さで、上記現受
信信号及び過去受信信号を交互に読み出し、いわば、時
間圧縮したプレビジョン信号を作ることによって行なう
。複合カラーテレビジョン信号を対象とする場合、複合
カラーテレビジョン信号’ｋＡ接上述のような時間圧縮
処理することは不可能であるので、複合カラーテレビジ
ョン信号を３種類の信号（例えば赤（Ｒ）。

緑（Ｇ）、青（Ｂ）信号あるいに輝度信号Ｙと２つの色
差信号Ｉ、Ｑ等）に分離後、それぞれに時間圧縮処理し
て、マトリックス回路を通して、再生に適した信号に変
換される。

従来提案されている、この種のカラーテレビジョン信号
処理回路においては、輝度信号及び色信号（以下それぞ
れＹ信号及−びＣ信号と略称する）を通常のカラーテレ
ビ受儂機に使用されている色信号分離回路（以下、ＹＣ
分離回路と略称する）を使用している。

本発明者等の実験によれば、従来使用されている通常の
カラーテレビジョン受儂機に使用されているＹＣ分離回
路を前述の走査線数を２倍化した高精細テレビジョン受
備機に使用した場合、走査線数を２倍にしたＫも係らず
予期される画質の向上が十分には得られないことが分っ
た。すなわち、輝度の模様が色信号となって表われたり
、色の１変化部（エッヂ部）Ｋドツトパターンが現れた
り、更に、輝度信号の解像度が低下したりする等の画質
劣化がある。すなわち、Ｙ信号とＣ信号との分離が不完
全なことを原因として走査線数ｔ−２倍化したことによ
る画像の画質改善効果が半減してしまうという問題があ
ることが分った。

したがって、本発明の目的は、複合カラーテレビジョン
信号の走査線数を２倍化した高精細テレビジョン信号を
得る回路において、走査線数を２倍化したことによる画
質改善効果を最も良く発揮できる力２−テレビジョン信
号処理回路を実現することである。更に詳しく宵えば、
高精細テレビジョン信号におけるドツトクロール、輝度
解像度の低下およびクロスカラーによる画質劣化金除去
することである。

本発明は上記目的を達成するため、搬送色信号が輝度信
号（重畳された複合カラーテレビジョン信号を入力信号
とし、その入力信号の走査線数の２倍の走査線数のカラ
ーテレビジョン信号に変換する信号処理回路を上記複合
カラーテレビジョン信号の隣接フレームあるいは隣接フ
ィール間の差信号から搬送色信号と輝度信号とに分ける
分離回路と、上記分離された搬送色信号と輝度信号のう
ち少なくとも輝度信号について、隣接した前フィールド
の走査線の信号から補間走査信号を得て走査線数ｔ−２
倍化する走査線２倍化回路會で構成し念ものである。

本発明のカラーテレビジョン信号処理回路によれば走査
線数２倍化に“よる画質の向上と、走査線数２倍化によ
る画質向上の効果を半減するドツトクロール、輝度解倫
度低下クロスカラー等による画質劣化を完全に除去し、
走査線数２倍化による画質向上効果を最大限に発揮でき
る。なお、発明に使用される、輝度信号と色信号との分
離回路自体はすでに知られているものであるが、上記分
離回路は通常の走査線数を２倍化しないインターレース
走査場れたテレビジョン信号の信号処理回路に使用して
も、前述の７リツカや垂厘解儂度劣化によってその効果
は十分発揮できないものであるが、走査線数を２倍化す
る複合カラーテレビジョン信号処理回路に使用すること
によって、その相乗効果によって画質のよい高精細なテ
レビジョン再生画ｇ１を得ることができるようになった
ものである。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は本発明によるカラーテレビジョン信号処理回路
が実施されるカラーテレビジョン受ｆ象機の全体的構成
図である。なお、簡明のため、本発明に関係のない音声
信号の処理回路について省略している。

入力端子ｌに入力された複合カラーテレビジョン信号は
アナログ／ディジタル変換回路２によりディジタル信号
に変換され、フレームメモリを利用したＹＣ分離回路３
で輝度信号Ｙと搬送色信号Ｃに分離される。得られたＣ
信号は色復調回路４で２種の色差信号（Ｉ、Ｑ、）に復
調され、Ｙ信号と共にマトリクス回路５に入力されて、
次式で示す演算が行なわれて３原色信号に変換される。

次いで、各３原色信号について、走査＄２２倍化路６に
よって、夫々走査線数が２倍化された３原色信号Ｒ’　
、Ｇ’　、Ｂ’に変換され、３個のディジタル／アナロ
グ（Ｄ／Ａ　）変換回路７によりアナログビデオ信号に
要式れ高精細カラー表示装＃８に表示される。

＠２図は第１図の実絢例におけるＹＣＣ信号分目回路３
一実施例の構成を示す図である。入力端子９に入力され
たＮＴ８Ｃ方式による複合カラーテレビジョン信号はテ
レビジョン信号の１フレーム（５２５水平走査線信号分
、以下、１水平走査−の時間をＨで表す）分の記憶容量
５２５Ｈを持つフレームメモリｌＯにより、遅延された
萌フレームの信号と減算回路門で殖算される。フレーム
間のＰ搬送波の位相框１８０＠異なり、かつ輝度成分は
近僚しているため、減算回路の出力は色搬送波成分の２
倍とな′：）たもののみか取出され、輝度成分は除かれ
る。し曳がって、この出力ｔ　１／２の係数回路１２を
通する、色成分のフレーム間で含まれない搬送色信号Ｃ
が出力端子１７より出力される。一方、ＮＴＳＣ信号の
一部はＢＰＦＩ　１の遅延時間に等しい遅延時間を有す
る遅延回路１４で遅延時間ｔｗＡｍされ、減算回路１５
に加えもれる。減算回路１５ではＮＴＳＣ信号から上記
搬送色信号Ｃが減算される定めＮＴＳＣ信号の輝度成分
Ｙのみ得られる。上記分離回路３によって分離されたＹ
信号、Ｃ信号は第１図の色復調回路４、マトリックス回
路５を介して、Ｒ，Ｇ、Ｈの信号に変換されるが、これ
らの回路４，５の構成は従来良く知られているので説明
は省略する。

第３図は走査線数２倍化回路６の原理的構成を示すもの
で、実際には同様の構成のものが複数個使用されるが、
簡明のためその１つについて説明する。又これらの回路
はすでに、種々の回路が知られているので原理のみ簡単
に説明する。前述のようにして分離されたＹ信号あるい
はＲ，Ｇ、Ｂの−の信号は入力端子１８に入力され、一
部は時間圧縮回路２０に加えられるとともに、他の一部
はフィールドメモリ１９（遅延時間２６３Ｈ）に入力さ
れる。フィールドメモリ１９の出力は前フィールドの信
号であり、インタレース走査方式の場合には現フィール
ドの走査線の中間をトレースしている。従って、時間圧
縮回路２０．２１により現フィールドの信号と前フィー
ルドの信号の時間軸を１７２に圧縮し、切換回路２２を
時間軸圧縮後の走査線毎に切換えることＫより走査線数
が２倍化された信号を得る−ことができる。

上述した実施例によれば、フレーム間ＹＣ分離回路によ
り、輝度信号と色信号とを理想的に分離し、クロスカラ
ーのない色信号と、ドットクロールヤ解僧度低下のない
輝度信号をもとに（フィールドメモリを利用した）走査
Ｉ！２倍化処理を行なうことになり、インタレース走査
に伴なうエツジフリッカや垂直解儂度の低下等の画質劣
化が除去され、非常に高品質のｉ！ｉｉｆ＃表示を行な
うことができる。

第１図の実施例ではＹＣ分離回路３にフレームメモリｔ
ｌケ、走査線２倍化処°理に３ケのフィールドメモリを
用いていたが、装置の経済化のためには所要メモリ量を
できる限り少くすることが望ましい。

第４図は本発明による信号処理回路の他の実施例の構成
を示し、唯一個のフィールドメモリによりＹＣ分分離走
査線２倍化の処理回路を構成するものである。入力端子
２４に入力され７ｔデイジタル化されたＮＴＳＣ方式に
よる複合カラーテレビ信号は２６３Ｈの容ｔを待つフィ
ールドメモリ２５に入力され、減算回路２６％　１／２
係数回路２７、ＢＰＦ２８により搬送色信号Ｃが抽出さ
れる。現在の信号に対し、２６３Ｈ遅延した信号は画面
上インタレースされた直上の走査線の信号に対応し、画
儂の垂直方向の相関係から、この両者の信号は相関が高
く、かつ副搬送波信号の極性がπだけ異なっている。従
って、両信号で減算することによりほぼ理懇状態に近い
Ｃ信号が抽出できる。得られたＣ信号を遅延回路２９．
３０でＢＰＦ２８の遅延時間だけ遅延調整された信号と
減算回路３０、加算回路３２で演算することにより、Ｙ
信号およびこれに対して２６３　Ｈ遅延した輝度信号Ｙ
−を得ることができる。従ってこの両信号Ｙ、Ｙａｋ時
間幅圧縮回路３３．３４で１７２に時間軸を圧縮し、切
換回路３５を経由式ぜることにより、走査線数が２倍化
された輝度信号Ｙ′を得ることができる。

色信号に対する人間の視力は輝度信号よりも劣っている
ので、色信号に対してはフィールドメモリを用いず、同
一フィールドの隣接走査線の平均値で補間走査線信号を
作成しても、表示されたカラー画儂の画質劣化はほとん
ど横細できない。従って、第４図でＢＰＦ２８で得られ
たＣ信号は色復調回路３６で２種の色差信号■、Ｑに復
調され、それぞれに対して、ＩＨの容量を持つラインメ
モリ３７、加算回路３８、ｌ／２係数回路３９により同
一フィールドの隣接走査線の平均値が算出され、この信
号ともとの信号とから時間軸圧縮回路４０．４１％切換
回路４２で時間軸ｔ−１／２に圧縮し走査線の倍増され
た■′倍信号よび同様構成の走査線２倍化回路４３によ
り゛Ｑ′信号が得られる。得られたＹ’、Ｉ’、Ｑ’倍
信号マトリクス回路４４により式（υの演算を行なうこ
とにより、走査線数が２倍化されたＲ’　、Ｇ’　、Ｂ
’信号を伊ることができる。

被写体が静止した静止１儂の場合には上に述ぺた実施例
により、高品質のカラーｖｊｉ＋儂が再生できる。一方
、一般のテレビ放送番組のように、被写体が動いた場合
には、１フレ一ム周期前あるいは１フイ一ルド同期前の
信号を利用しているため、１／３０秒あるいは１７６０
秒間の移動距離に対応した画儂領域には特有の画質の劣
化が生じる。

第５図は１フレーム前の信号を利用して動きの有無を検
出し、動いている部分についてはフィールド内の隣接走
査線を利用したＹＣ分離と走査線２倍化処理を行なわせ
るようにした場合の一実施例の要部の構成を示す。同図
において、入力端子４８に入力されたディジタル化され
た複合カラーテレビジョン信号は縦続接続された４ケの
ラインメモリ４９，５０，５２．５３及び２ケの２６１
Ｈ容量のフィールドメモリ５１．５４に入力され一ライ
ンメモリ４９の出力信号Ｌ’に基準として１フイールド
（５２５Ｈ）遅延した信号Ｎ等を出力する。

さて−信号りとＮは１フレ一ム同期離れた同一走査線上
の同−画壇位置の信号であるから、動き検出回路５９で
は例えば信号りとＮの差の低゛周波成分會抽出すると、
被写体が静止している場合には０となり、被写体が動い
た場合にはその輝度の差に比例した信号が得られ、動き
情報として利用できる。

本実施例はフレーム周期のメモリを持っているため、信
号りに対して、１フレーム前の信号Ｎｔ利用したフレー
ム間の差から第２図に示すように搬送色信号を得ること
ができる。しかし、被写体が動いた場合にはフレーム間
差信号には正しい搬送色信号が出力されないため、信号
りに対し、同７ヘーご 一フィールドの上下の隣接走査線の平均値０を加算回路
５５．１／２係数回路５６で算出し、信号りとの差信号
から搬送色信号を抽出する。減算回路６０、乗算回路６
１、加算回路６２により、信号Ｎと０について、次式に
示す演算を行ない、動き検出回路５９の出力で、ｋｔ−
０〜１の間で変化０＋ｋ　（Ｎ−０）　＝ｋＮ＋　（１
−ｋ　）　０させれば、フレーム間差信号の大小により
信号ＮとＯの混合比が変化し、これを減算回路６３で信
号りから減算し、係数回路６４で１／２倍し、ＢＰＦ６
５で帯域制限すれば動きに適応した劣化の少ない搬送色
信号Ｃが得られる。従って、遅延回路６６を経由したＬ
信号から減算回路６７で減算すれば、動きに適応した劣
化の少ない輝度（ｇ号を得ることができる。

信号りに対し、１フイールド遅延した信号Ｍの輝度成分
は、加算回路５７，７０．１／２係数回路５８．７２％
減算回路６８，７１，７５、乗算回路６９．ＢＰＦ７３
および遅延回路７４により、上に述べたと同様の動作に
よりフレーム間差信号とライン間差信号とを動きにより
その混合比を変化させた動き適応形のＹＣ分離回路によ
り減算回路７５の出力Ｒとして得られる。

走査線数を２倍化するための補間信号は被写体が静止し
ている場合は信号Ｒでよいが、被写体が動いている場合
は、Ｙに対し同一フィールドの隣接走査線との平均値Ｑ
、ｔ−ラインメモリ７６、加算回路７７．１／２係数回
路７８により求める。そして減算回路７９、乗算回路８
０、加算回路８１、により動き検出回路５９の動き情報
出力を遅延回路７９で遅延調整した信号で信号ＲとＱの
混合比に′を制御し、加算回路８１の出力として動き情
報に適応した補間走査線Ω輝度信号Ｙ−を得る。

信号Ｙ、Ｙａ　、Ｃにより走査線を２倍化する処理回路
は第４図実施例の対応する信号から出力端子４５，４６
．４７までの回路構成と同じであるから、記述を省く。

なお第５図の構成において、信号Ｍの輝度成分ＲＶｉ、
信号りに対する輝度成分Ｙを容量が２６３Ｈのフィール
ドメモリで遅延させることにより得ることもできる。

上述した第５図の実施例により、被写体が動いても劣化
が生じない高品質のカラー画儂信号が得られる。

第１図の実施例では、信号変換して得られたカラー画儂
信号は高精細カラー表示装置２３に表示されるように示
されているが、この表示装置は、カラー表示管（ＣＰＴ
）、カラー投写装置等に限られるものではない。本信号
は光学僧としてフィルムに記録したり、あるいは適宜の
紙に印刷やプリントしたりする高品質１儂信号としても
利用可能である。

本発明によれば、ＮＴＳＣ方式等の複合カラーテレビ信
号から、ドツトクロール、クロスカラー、エツジ７リツ
カ等のない、さらに解像度の低下しない走査線数が２倍
化式れた高品質のカラー信号が得られるので、これｔ高
精細度カラーモニタ等の表示装置で表示すると、極めて
高品質のカラーｉｉｉｉｇＩ！を表示することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカラーテレビジョン信号処理回路
が実施される高精細テレビ受像機の全体的構成を示す図
、第２図は第１図のＹＣ分離回路の一実施例の構成図、
第３図は走査線数２倍化回路の原理的構成図、第３．第
４および第５図はいずれも本発明によるカラーテレビジ
ョン信号処理回路の実施例の構成図である。 ２・・・Ａ／Ｄ変換回路、３・・・ＹＣ分離回路％−４
ｍ５６・・・色復調回路、５．４４・・・マトリックス
回路、６・・・走査線数２倍化回路、７・・・Ｄ／Ａ変
換回路、８・・・表示装置、ｌＯ・・・フレームメモリ
、１１゜１５．２６，３０，６０，６３，６７．６８゜
７１．７５．７９・・・減算回路、１２，２７，３９゜
５６．５８，６４，７２．７８・・・係数回路、１３゜
２８．６５．７３・・・ＢＰＦ％、１４＊　２９，３１
゜６６・・・遅延回路、１９．２ｇ、５１．５４・・・
フィールドメモリ、２０，２１，３３，３４，４０゜Ｖ
Ｊｚ図 ￥Ｊ３図 篤５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、搬送色信号が輝度信号に重畳された複合カラーテレ
   ビジョン信号を入力とし、上記復号カラーテレビジョン
   信号から色信号と輝度信号を分離し、それぞれの信号を
   上記復号カラーテレビジョン信号の走査線数の２倍の走
   査線数のカラーテレビジョン信号を得る信号処理回路に
   おいて、上記色信号と輝度信号を分離する回路が上記複
   合カラーテレビジョン信号の隣接フレームあるいは隣接
   フィールド間の差信号から搬送色信号と輝度信号を分離
   する分離回路で構成され、走査線数を２倍化する回路が
   、上記分離回路の出力の少なくとも輝度信号を隣接した
   前フィールドの走査線の信号から補間走査線信号を得る
   走査線２倍化回路で構成されたことを特徴とするカラー
   テレビジョン信号処理回路。 春 ２、第１項記載において、上記分離回路は複文カラーテ
   レビジョン信号の入力信号を一フレーム期間遅延するフ
   レームメモリと、上記入力信号と上記フレームメモリの
   出力との差信号を得る第一の減算回路と上記入力信号か
   ら上記差（ｇ号を減算する第２減算回路を、上記第１及
   び第２の減算回路の出力をそれぞれ分離された色信号お
   よび輝度信号として取り出す手段を具備して３、第１項
   記載において、上記分離回路は複Ｘカラーテレビジョン
   信号の入力信号を一フィールド期間遅延するフィールド
   メモリと、上記入力信号と一記フレームメモリの出力と
   差信号を得る第１の減算回路と、上記入力信号から上記
   第１の減算回路の出力成分全減算する第２の減算回路を
   有してなり、上記走査＋１２倍化回路は、上記フィール
   ドメモリの出力に上記第１の減電回路出力を加算する加
   算回路と上記第２の減算回路の出力と上記加算回路の出
   力をメモリに書き込み上記メモリから嚇き込み時の２倍
   のｔ＊さて上記書き込まれた信号を交互に読み出す時間
   圧縮回路と、上記第１の減算回路の出力を色キ信号工お
   よびＣ信号に変換する回路と上記■およびＣ信号の同一
   フィールドの隣接走査線から補間走査信号を作る回路を
   有して構成されたカラーテレビジョン信号処理回路。