JPS61222388A - Device for improving picture quality of high grade television - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To reduce the capacity of memories within a signal processing circuit by reducing the sampling frequency of a chrominance signal to a quarter of the case of a luminance signal, A/D converting it and passing it through a quadruple rate conversion digital filter after the signal is processed. CONSTITUTION:An analog luminance signal Y is digitized at an A/D converter 12a by a sampling frequency fs through an LPF 11a and after a flare correction and an outline correction are applied to it at a signal processing circuit 13a, it is supplied to a digital matrix circuit 14. On the other hand, a wide frequency band chrominance component Cw and a narrow frequency band chrominance component Cn are supplied to A/D converters 12b and 12c respectively through an LPF 11b and an LPF 11c. Each converter samples an inputted chrominance component with the frequency of a quarter of the sampling frequency in the luminance signal and digitizes it and outputs it to signal processing parts 13b and 13c respectively. The signals that the flare correction and the outline correc tion are applied at the signal processing part are outputted to a matrix circuit 14 through digital filters 17 and 18 with the quadruple rate.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 産業上の利用分野 本発明は、高品位テレビジョン方式の受像機内に設置さ
れる画質改善装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an image quality improvement device installed in a high-definition television receiver.

従来の技術 高品位テレビジョン方式の一つの特徴は、高精細度のテ
レビジョン画像を大型のスクリーンに表示することによ
り、通常のテレビジョンでは得られないような迫力や臨
場感を視聴者に感得させることにある。Conventional technology One of the characteristics of high-definition television systems is that by displaying high-definition television images on a large screen, viewers can experience a sense of impact and realism that cannot be obtained with ordinary television. The purpose is to make you gain.

高品位テレビジョン用受像機では、表示装置の大型化に
伴うフレア妨害や輪郭のぼけ等を補正するために、表示
装置の前段でディジタル処理による画質改善が行われる
。このような画質改善装置は、「カラーテレビジョン画
質改善装置」と題する先願（特願昭５９−２０８８４６
．同２１０３１？乃至２１０３１９）の明細書に詳細に
開示されている。In high-definition television receivers, image quality is improved by digital processing upstream of the display device in order to correct flare disturbances, blurred outlines, etc. that occur as the display device becomes larger. Such an image quality improvement device is disclosed in a previous application entitled “Color Television Image Quality Improvement Device” (Japanese Patent Application No. 59-208846).
．． Same 21031? 210319).

上記先行技術の画質改善装置の一つは、第６図のブロッ
ク図に示すように構成されている。One of the above prior art image quality improvement devices is configured as shown in the block diagram of FIG.

３個の入力端子のそれぞれには、約２５ＭＨ２の帯域を
有するアナログの輝度信号Ｙと、それぞれ約７ＭＨｚの
帯域を有するアナログの広帯域色信号Ｃｗ及び狭帯域色
信号Ｃｎが供給される。アナログの輝度信号Ｙは、低域
通過濾波回路１ａを経てＡ／Ｄ変換回路２ａにおいて約
６５ＭＨ２のサンプリング周波数でディジタル信号に変
換されたのち、後段のディジタル信号処理回路３ａにお
いてフレア補正と輪郭補正が施され、ディジタル・マト
リックス回路４に供給される。Each of the three input terminals is supplied with an analog luminance signal Y having a band of about 25 MHz, and an analog wideband color signal Cw and narrowband color signal Cn each having a band of about 7MHz. The analog luminance signal Y passes through a low-pass filter circuit 1a and is converted into a digital signal at a sampling frequency of approximately 65 MH2 in an A/D conversion circuit 2a, after which flare correction and contour correction are performed in a subsequent digital signal processing circuit 3a. and is supplied to the digital matrix circuit 4.

アナログの広帯域色信号Ｃｗと狭帯域色信号Ｃｎについ
ても、同様に、それぞれ低域通過濾波回路ｌｂと１ｃを
経てＡ／Ｄ変換回路２ｂと２０において約６５ＭＨｚの
サンプリング周波数でディジタル信号に変換されたのち
、後段のディジタル信号処理回路３ｂと３０においてフ
レア補正と輪郭補正が施され、ディジタル・マトリック
ス回路４に供給される。The analog wideband color signal Cw and narrowband color signal Cn were similarly converted into digital signals at a sampling frequency of approximately 65 MHz in A/D conversion circuits 2b and 20 via low-pass filter circuits lb and 1c, respectively. Thereafter, the signal is subjected to flare correction and contour correction in the subsequent digital signal processing circuits 3b and 30, and is supplied to the digital matrix circuit 4.

ディジタル・マトリックス回路４に供給された画質改善
後の各ディジタル信号は、ここでＲ，Ｇ。Each digital signal after image quality improvement supplied to the digital matrix circuit 4 is R, G.

Ｂのディジタル三原色信号に変換される。これらディジ
タル三原色信号は、それぞれＤ／Ａ変換回路５３〜５Ｃ
でアナログ信号に変換され、低域通過濾波回路６ａ〜６
Ｃを経て出力端子から出力される。It is converted into B digital three primary color signals. These digital three primary color signals are sent to D/A conversion circuits 53 to 5C, respectively.
is converted into an analog signal by the low-pass filter circuits 6a to 6.
It is output from the output terminal via C.

発明が解決しようとする問題点 上記先行技術の画質改善装置では、ディジタル信号処理
回路内に遅延補償や時間軸反転用のフィールド・メモリ
を多数必要とする。このため、ディジタル信号処理回路
の規模が増大し、製造コストが嵩むという問題がある。Problems to be Solved by the Invention The above-mentioned prior art image quality improvement apparatus requires a large number of field memories for delay compensation and time axis inversion within the digital signal processing circuit. Therefore, there is a problem that the scale of the digital signal processing circuit increases and the manufacturing cost increases.

また、Ａ／Ｄ変換用のサンプリング周波数がかなり高い
ため、高価な高速Ａ／Ｄ変換回路が必要になるという問
題もある。Furthermore, since the sampling frequency for A/D conversion is quite high, there is also the problem that an expensive high-speed A/D conversion circuit is required.

発明の構成 問題点を解決するための手段 上記先行技術の問題点を解決する本発明の画質改善装置
は、広帯域色信号と狭帯域色信号のそれぞれについては
、輝度信号の場合の１／４の低いサンプリング周波数で
ディジタル化して画質改善のためのディジタル信号処理
を行い、処理後に４倍のレート変換濾波を行うことによ
り、色信号についてのディジタル信号処理回路の規模を
縮減し、画質改善装置全体の規模とコストの逓減を図る
ように構成されている。Means for Solving the Problems of the Structure of the Invention The image quality improving device of the present invention which solves the problems of the prior art described above has an image quality improvement device that solves the problems of the prior art described above. By performing digital signal processing to improve image quality by digitizing at a low sampling frequency, and performing 4x rate conversion filtering after processing, the scale of the digital signal processing circuit for color signals is reduced, and the overall image quality improvement device is It is structured to reduce scale and cost.

すなわち、広帯域色信号と狭帯域色信号の帯域は、輝度
信号の帯域の約１／４であるから、輝度信号の場合の１
７４のサンプリング周波数でディジタル化しても信号の
忠実度を輝度信号と同程度に保つことができる。その一
方、サンプリング個数が１／４になると、後段のディジ
タル信号処理回路内のフィールド・メモリやライン・メ
モリ等の容量が１／４で済み、各信号処理回路の規模は
大幅に縮減される。In other words, the bandwidth of the wideband chrominance signal and the narrowband chrominance signal is approximately 1/4 of the bandwidth of the luminance signal, so it is 1/4 of the bandwidth of the luminance signal.
Even if the signal is digitized at a sampling frequency of 74, the signal fidelity can be maintained at the same level as the luminance signal. On the other hand, when the number of samples is reduced to 1/4, the capacity of the field memory, line memory, etc. in the subsequent digital signal processing circuit is reduced to 1/4, and the scale of each signal processing circuit is significantly reduced.

また、色信号用のＡ／Ｄ変換回路もサンプリング周波数
の大幅な低下に伴い著しく低度なものとなる。Further, the A/D conversion circuit for color signals becomes extremely low-performance as the sampling frequency decreases significantly.

以下、本発明の作用を実施例によって詳細に説明する。Hereinafter, the effects of the present invention will be explained in detail by way of examples.

実施例 第１図は、本発明の一実施例の画質改善装置の構成を示
すブロック図である。Embodiment FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image quality improvement apparatus according to an embodiment of the present invention.

第１図において、ｌｌａ〜ｌｌｃは低域通過濾波回路、
１２ａ〜１２ｃはＡ／Ｄ変換回路、１３ａ〜１３ｃはデ
ィジタル信号処理回路、１４はディジタル・マトリック
ス回路、１５ａ〜１５ＣはＤ／Ａ変換回路、１６ａ〜１
６ｃは低域通過濾波回路、１７．１８は４倍レート変換
ディジタル・フィルタである。In FIG. 1, lla to llc are low-pass filter circuits,
12a to 12c are A/D conversion circuits, 13a to 13c are digital signal processing circuits, 14 is a digital matrix circuit, 15a to 15C are D/A conversion circuits, 16a to 1
6c is a low-pass filter circuit, and 17.18 is a quadruple rate conversion digital filter.

３個の入力端子のそれぞれには、約２５ＭＨｚの帯域を
有するアナログの輝度信号Ｙと、それぞれ約７ＭＨｚの
帯域を有するアナログの広帯域色信号Ｃｗ及び狭帯域色
信号Ｃｎが供給される。Each of the three input terminals is supplied with an analog luminance signal Y having a band of about 25 MHz, and analog wide-band color signals Cw and narrow-band color signals Cn each having a band of about 7 MHz.

アナログの輝度信号Ｙは、低域通過濾波回路１１ａを経
てＡ／Ｄ変換回路１２ａにおいて約６５ＭＨ２のサンプ
リング周波数ｆｓでディジタル信号に変換されたのち、
後段のディジタル信号処理回路１３ａにおいてフレア補
正と輪郭補正が施され、ディジタル・マトリックス回路
１４に供給される。The analog luminance signal Y passes through a low-pass filter circuit 11a and is converted into a digital signal at a sampling frequency fs of about 65 MH2 in an A/D conversion circuit 12a.
Flare correction and contour correction are performed in the subsequent digital signal processing circuit 13a, and the signal is supplied to the digital matrix circuit 14.

一方、アナログの広帯域色信号Ｃｗは、低域通過濾波回
路１１ｂで濾波されたのち、Ａ／Ｄ変換回路１２ｂにお
いて、輝度信号のサンプリング周波数の４分の１のサン
プリング周波数（ｆ　ｓ／４）でサンプリングされ、デ
ィジタル信号に変換される。このディジタル広帯域色信
号Ｃｗは、後段のディジタル信号処理回路１３ｂにおい
てフレア補正と輪郭補正が施される。補正済みのディジ
タル広帯域色信号ＣＷは、４倍レート変換ディジタル・
フィルタ１７で濾波され、ディジタル・マトリックス回
路１４に供給される。On the other hand, the analog wideband color signal Cw is filtered in the low-pass filter circuit 11b, and then in the A/D conversion circuit 12b at a sampling frequency (f s/4) that is one-fourth of the sampling frequency of the luminance signal. It is sampled and converted into a digital signal. This digital wideband color signal Cw is subjected to flare correction and contour correction in the subsequent digital signal processing circuit 13b. The corrected digital wideband color signal CW is converted into a 4x rate converted digital signal.
The signal is filtered by a filter 17 and supplied to a digital matrix circuit 14.

同様に、アナログの狭帯域色信号Ｃｎも、低域通過濾波
回路１１Ｃで濾波されたのち、Ａ／Ｄ変換回路１２ｃに
おいて、輝度信号のサンプリング周波数の４分の１のサ
ンプリング周波数（ｆｓ／４）でサンプリングされ、デ
ィジタル信号に変換される。このディジタル狭帯域色信
号Ｃｎは、後段のディジタル信号処理回路１３ｃにおい
てフレア補正と輪郭補正が施される。補正処理後のディ
ジタル狭帯域色信号Ｃｎは、４倍レート変換ディジタル
・フィルタ１８で濾波されたのち、ディジタル・マトリ
ックス回路１４に供給される。Similarly, the analog narrowband color signal Cn is also filtered by the low-pass filter circuit 11C, and then passed to the A/D conversion circuit 12c at a sampling frequency (fs/4) that is one-fourth of the sampling frequency of the luminance signal. sampled and converted to a digital signal. This digital narrowband color signal Cn is subjected to flare correction and contour correction in the subsequent digital signal processing circuit 13c. The digital narrowband color signal Cn after the correction process is filtered by the quadruple rate conversion digital filter 18 and then supplied to the digital matrix circuit 14.

ディジタル・マトリックス回路１４に供給された画質改
善後の各ディジタル信号は、ここでＲｌＧ、Ｂのディジ
タル三原色信号に変換される。これらディジタル三原色
信号は、それぞれＤ／Ａ変換回路１５ａ−１５Ｃでアナ
ログ信号に変換され、低域通過濾波回路１６ａ〜１６Ｃ
を経て出力端子から出力される。Each digital signal after image quality improvement supplied to the digital matrix circuit 14 is converted here into digital three primary color signals of RlG and B. These digital three primary color signals are converted into analog signals by D/A conversion circuits 15a to 15C, respectively, and low pass filter circuits 16a to 16C.
It is output from the output terminal after passing through.

第１図の４倍レート変換ディジタル・フィルタは、第２
図に示すように、入力端子ＩＮに供給されたディジタル
色信号を順次所定時間ずつ遅延させるために縦列接続さ
れたｎ個の遅延回路ＤＩ。The quadruple rate conversion digital filter shown in FIG.
As shown in the figure, n delay circuits DI are connected in series to sequentially delay the digital color signal supplied to the input terminal IN by a predetermined time.

Ｄ２．Ｄ３・・・Ｄｎと、入力信号及び各遅延回路Ｄｌ
ｘＤｎの出力を重み付けする（ｎ＋１）個の係数回路Ｋ
１．に２．に３・・・Ｋｎ＋１と、各係数回路Ｋ　１　
＝　Ｋ　ｎ　＋　１の出力を加算して出力端子ＯＵＴに
供給する加算回路ＡＤＤを備えたトランスバーサル・フ
ィルタで構成されている。D2. D3...Dn, input signal and each delay circuit Dl
(n+1) coefficient circuits K that weight the output of xDn
1. 2. 3...Kn+1 and each coefficient circuit K1
= K n + 1 is composed of a transversal filter including an adder circuit ADD that adds the outputs and supplies the sum to the output terminal OUT.

各遅延回路ＤＩ＝Ｄｎは、供給されたディジタル色信号
Ｃｗ、Ｃｎを書込み、設定すべき遅延時間に等しい時間
後にこれを読出すメモリ素子から構成されている。この
遅延時間は、色信号Ｃ・Ｗ。Each delay circuit DI=Dn is composed of a memory element in which the supplied digital color signals Cw and Cn are written and read out after a time equal to the delay time to be set. This delay time is the color signal C.W.

ＣｎをＡ／Ｄ変換する際のサンプリング周期の４分の１
　（すなわち輝度信号をＡ／Ｄ変換する際のサンプリン
グ周期に等しい値）に設定される。従って、色信号Ｃｗ
、ＣｎをＡ／Ｄ変換する際に生じた高調波成分のうち、
サンプリング周波数の４倍の高調波成分（ｆｓ酸成分だ
けがこの４倍レート変換ディジタル・フィルタを通過し
、出力される。1/4 of the sampling period when A/D converting Cn
(that is, a value equal to the sampling period when A/D converting the luminance signal). Therefore, the color signal Cw
, among the harmonic components generated when A/D converting Cn,
Only the harmonic component (fs acid component) at four times the sampling frequency passes through this quadruple rate conversion digital filter and is output.

説明を補足すれば、Ａ／Ｄ変換直後の輝度信号。To add to the explanation, it is a luminance signal immediately after A/D conversion.

広帯域色信号及び狭帯域色信号の周波数スペクトラムは
、第３図のｙ、Ｃｗ及びＣｎで示すものとなる。ただし
、輝度信号と各色信号は、Ａ／Ｄ変換回路前段の低域通
過濾波回路１１ａ〜ＩＩＣにおいてそれぞれｆｓ／２と
ｆｓ／８以上の高域成分が予め除去されている。一方、
ディジタル・マトリックス回路１４に供給される輝度信
号と各色信号の周波数スペクトラムは、第４図のＹ、Ｃ
Ｗ及びＣｎで示すようになる。すなわち、４倍レート変
換ディジタル・フィルタ１７．１８を通過する色信号Ｃ
ｗ、Ｃｎは、ｆｓを中心とする帯域幅ｆｓ／４の成分の
みとなり、これらはディジタル・マトリックス回路１４
において輝度信号Ｙと組合せられてｆｓを中心周波数と
するＲ、Ｇ、Ｂのディジタル三原色信号に変換される。The frequency spectra of the wideband color signal and the narrowband color signal are shown by y, Cw, and Cn in FIG. However, high-frequency components of fs/2 and fs/8 or higher are removed in advance from the luminance signal and each color signal in low-pass filter circuits 11a to IIC before the A/D conversion circuit, respectively. on the other hand,
The frequency spectra of the luminance signal and each color signal supplied to the digital matrix circuit 14 are as shown in FIG.
It becomes as shown by W and Cn. That is, the color signal C passing through the quadruple rate conversion digital filter 17.18
w and Cn are only components with a bandwidth fs/4 centered at fs, and these are the components of the digital matrix circuit 14.
The signal is combined with the luminance signal Y and converted into digital primary color signals of R, G, and B having a center frequency of fs.

ディジタル・マトリックス回路１４は、第５図に示すよ
うに、供給された輝度信号Ｙ、広帯域色信号Ｃｗ及び狭
帯域色信号Ｃｎのそれぞれを、所定の重付けで加算する
ことによりＲ，Ｇ、Ｂの三原色信号に変換する係数回路
群と加算回路群から構成されている。As shown in FIG. 5, the digital matrix circuit 14 adds the supplied luminance signal Y, wideband color signal Cw, and narrowband color signal Cn, respectively, with predetermined weights, thereby converting R, G, and B. It consists of a group of coefficient circuits that convert into three primary color signals and a group of adder circuits.

以上、画質改善処理としてフレア補正や輪郭補正を行う
場合を例示したが、各種雑音の除去やライン補間、フィ
ールド補間等画質改善のための種々のディジタル処理が
行われてもよい。Although the case where flare correction and contour correction are performed as image quality improvement processing has been exemplified above, various digital processing for image quality improvement such as removal of various noises, line interpolation, field interpolation, etc. may be performed.

発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明の画質改善装置は、
広帯域色信号と狭帯域色信号の帯域が輝度信号の帯域の
約１／４であることに着目し、色信号についてはサンプ
リング周波数を輝度信号の場合の４分の１に落としてＡ
／Ｄ変換し、ディジタル信号処理後に４倍レート変換デ
ィジタル・フィルタに通す構成であるから、ディジタル
信号処理回路内のフィールド・メモリやライン・メモリ
等の容量が１／４で済み、装置全体の規模が大幅に縮減
される。Effects of the Invention As explained in detail above, the image quality improvement device of the present invention has the following effects:
Focusing on the fact that the bandwidth of the wideband chrominance signal and the narrowband chrominance signal is approximately 1/4 of the bandwidth of the luminance signal, the sampling frequency for the chrominance signal is lowered to 1/4 of that for the luminance signal.
/D conversion and passes it through a 4x rate conversion digital filter after digital signal processing, so the capacity of field memory, line memory, etc. in the digital signal processing circuit can be reduced to 1/4, reducing the overall scale of the device. is significantly reduced.

また、低速化に伴いＡ／Ｄ変換回路や後段の信号処理系
統に安価な素子を使用でき、画質改善装置全体の低廉化
が達成される。Further, as the speed is lowered, inexpensive elements can be used in the A/D conversion circuit and the subsequent signal processing system, and the cost of the entire image quality improvement device can be reduced.

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

第１図は本発明の一実施例の画質改善装置の構成を示す
ブロック図、第２図は４倍レート変換ディジタル・フィ
ルタの一般的構成を示す回路図、第３図と第４図は本発
明の詳細な説明するための信号周波数スペクトラム、第
５図はディジタル・マトリックス回路の構成を示す回路
図、第６図は先行技術の画質改善装置の構成を示すブロ
ック図である。 １２ａ＝１２ｃｍ　・Ａ／Ｄ変換回路、１３ａ〜１３ｃ
・・ディジタル信号処理回路、１４・・ディジタル・マ
トリックス回路、１５ａ〜１５ｃ・・Ｄ／Ａ変換回路、
１７．１８・・４倍レート変換ディジタル・フィルタ、
Ｙ・・輝度信号、ＣＷ・・°広帯域色信号、Ｃｎ・・狭
帯域色信号、ｆｓ・・輝度信号をＡ／Ｄ変換する際のサ
ンプリング周波数。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an image quality improvement device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the general configuration of a quadruple rate conversion digital filter, and FIGS. FIG. 5 is a circuit diagram showing the configuration of a digital matrix circuit, and FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a prior art image quality improvement device. 12a=12cm ・A/D conversion circuit, 13a to 13c
...Digital signal processing circuit, 14...Digital matrix circuit, 15a to 15c...D/A conversion circuit,
17.18...4x rate conversion digital filter,
Y: Luminance signal, CW: Wideband color signal, Cn: Narrowband color signal, fs: Sampling frequency when A/D converting the luminance signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 高品位テレビジョンの画質改善装置において、アナログ
の輝度信号を所定のサンプリング周波数でディジタル化
したのちディジタル画質改善処理を行う輝度信号の画質
改善系統と、 アナログの広帯域色信号及び狭帯域色信号のそれぞれを
前記輝度信号の場合の１／４のサンプリング周波数でデ
ィジタル化したのちディジタル画質改善処理を行い、該
画質改善処理後の各ディジタル色信号に対し４倍のレー
ト変換濾波を行う色信号の画質改善系統とを備えたこと
を特徴とする高品位テレビジョンの画質改善装置。[Scope of Claim] A picture quality improvement device for a high-definition television, comprising: a luminance signal picture quality improvement system that digitizes an analog luminance signal at a predetermined sampling frequency and then performs digital picture quality improvement processing; an analog broadband color signal; Each of the narrowband color signals is digitized at a sampling frequency that is 1/4 of that of the luminance signal, and then digital image quality improvement processing is performed, and each digital color signal after the image quality improvement processing is subjected to 4 times rate conversion filtering. 1. A high-definition television picture quality improvement device, characterized in that it is equipped with a color signal picture quality improvement system.