DE19712295B4

DE19712295B4 - Luminanz/Chrominanzsignaltrennvorrichtung

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Publication number: DE19712295B4
Application number: DE19712295A
Authority: DE
Inventors: Joo Won Kim; Woo Jin Song
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 1996-03-23
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 2005-06-23
Anticipated expiration: 2017-03-25
Also published as: GB2311436A; KR970068682A; GB2311436B; DE19712295A1; KR100202565B1; GB9706057D0; US5990978A; JP3331138B2; JPH1013855A

Abstract

Luminanz/Chrominanz(Y/C)signaltrennvorrichtung, aufweisend:
Einen Speicher zum vorübergehenden Speichern eines Eingangs-Composit-Videosignals,
einen Bewegungsermittlungsabschnitt zum Ermitteln der Bewegung eines vorausgehenden Bilds und eines aktuellen Bilds in der Einheit eines vorbestimmten Blocks, auf der Grundlage des Composit-Videosignals, das von dem Speicher ausgegeben wird, und zum Ermitteln, ob das aktuelle Bild einem Standbild oder einem bewegten Bild entspricht,
einen dreidimensionalen Y/C-Signaltrennabschnitt zum Durchführen einer dreidimensionalen Y/C-Signaltrennung in bezug auf das Standbild, wenn das aktuelle Bild durch den Bewegungsermittlungsabschnitt als dem Standbild entsprechend ermittelt wird,
einen Bewegungseinschätzungsabschnitt zum Einschätzen, ob das bewegte Bild bewegungskompensiert werden kann oder nicht, wenn das aktuelle Bild durch den Bewegungsermittlungsabschnitt als dem bewegten Bild entsprechend ermittelt wird,
einen dreidimensionalen Bewegungskompensations-Y/C-Signaltrennabschnitt zum Durchführen einer bewegungskompensierten dreidimensionalen Y/C-Signaltrennung in bezug auf das bewegte Bild, wenn der Bewegungseinschätzungsabschnitt einschätzt, daß das bewegte Bild bewegungskompensiert werden kann, und
einen zweidimensionalen Y/C-Signaltrennabschnitt zum Durchführen einer zweidimensionalen Y/C-Signaltrennung in bezug auf...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Bildsignalverarbeitung, und inbesondere eine Luminanz/Chrominanzsignaltrenntechnik unter Verwendung einer Bewegungseinschätzung und -kompensation. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine dreidimensionale (3D) Luminanz/Chrominanz(Y/C)signaltrennvorrichtung, die ein hochqualitatives Bild durch selektives Durchführen von entweder einer 3D-Y/C-Signaltrennung, einer bewegungskompensierten 3D-Y/C-Signaltrennung bzw. einer Y/C-Signaltrennung pro Block unter Verwendung eines 2D-Halbbildkammfilters in Übereinstimmung mit der ermittelten Bildbewegung bereitstellen kann.

In D1 ( US 5,333,054 A ) wird eine Apparatur beschrieben, die in der Lage ist, das Signal-zu-Rausch-Verhältnis eines Videosignals zu verbessern, indem ein erster Luminanz/Chrominanz-Trennschaltkreis für nicht bewegte Bilder und ein zweiter Luminanz/Chrominanz-Trennschaltkreis für bewegte Bilder verwendet wird. Farbstörungen auf dem Bildschirm können dadurch vermieden werden, indem zwischen einer parallelen Konfiguration und einer seriellen Konfiguration des ersten und des zweiten Trennschaltkreises gewählt wird. Dadurch entstehen keine Signal-Verzögerungszeiten und auch keine Farbstörungen.

Herkömmlicherweise werden in den Signalgemisch- bzw. Composit-Videosignalen des NTSC-(National Television System Committee)Systems, das in vielen Ländern der Welt eingeführt ist, das Chrominanz(C)-Signal in einen Chrominanzunterträger moduliert und daraufhin in spektrale Räume verschachtelt, die zwischen den Frequenzspektren des Luminanzsignals vorhanden sind, um mit Schwarz/Weiß-Fernsehsignalen kompatibel zu sein.

Um das Luminanzsignal und das Chrominanzsignal zu trennen, welche durch die Frequenzmultiplikation im NTSC-System verschachelt sind, wurde zunächst ein Horizontalfilter eingeführt, woraufhin ein Ein-Zeilenvertikalfilter und ein Zwei-Zeilenvertikalfilter als die Y/C-Signaltrennvorrichtung verwendet wurden. In jüngster Zeit sind bewegungskompensierte 3D-Kammfilter, die Vollbild(Frame)speicher verwenden, als LSI-Schaltung (Schaltung mit hohem Integrationsgrad), kommer ziell eingesetzt und allmählich auf das HDTV (High Definition Television) angewendet worden.

Das Horizontalfilter kann in ein Horizontaltiefpaßfilter und ein Horizontalbandpaßfilter klassifiziert werden. In der Y/C-Signaltrennvorrichtung, die das Horizontaltiefpaßfilter verwendet, wird das Y-Signal zunächst von dem Composit-Videosignal durch das Tiefpaßfilter getrennt, um das Tieffrequenzband des Chrominanzunterträgers zu entfernen, und daraufhin wird die abgetrennte Luminanzkomponente von dem Composit-Videosignal subtrahiert, um das Chrominanzsignal abzutrennen.

In der Y/C-Signaltrennvorrichtung, welche das Zeilenvertikalfilter verwendet, wird die Y/C-Signalabtrennung unter Verwendung der Eigenschaft der Phaseninversion für jede Zeile des Composit-Videosignals durchgeführt.

In der Y/C-Signaltrennvorrichtung unter Verwendung des bewegungskompensierten 3D-Kammfilters wird die Y/C-Signaltrennung durch geeignetes Mischen des Ausgangssignals eines 2D-Y/C-Signaltrennfilters mit dem Ausgangssignal eines 3D-Vollbildkammfilters auf der Grundlage des Werts von k durchgeführt, der durch das Ausgangssignal eines Bewegungsdetektors ermittelt wird. Wenn beispielsweise der k-Wert "0" beträgt, wird dann, wenn keine Bewegung ermittelt wird, eine 3D-Y/C-Signaltrennung durchgeführt, während dann, wenn der k-Wert "1" beträgt, wird dann, wenn die ermittelte Bewegung groß ist, eine 2D-Y/C-Signaltrennung durchgeführt. In bezug auf die Zwischenwerte zwischen den Werten "0" und "1" wird eine adaptive Y/C-Signaltrennung durchgeführt. Beim Ermitteln der Bildbewegung wird die Y-Komponente durch den Ein-Vollbild-Differenzwert der Niederfrequenzkomponente des Y-Signals ermittelt, während die C-Komponente durch die Differenzwerte zwischen dem Y-Signal eines Hochfrequenzbands und den C-Signalen von zwei Vollbildern ermittelt wird. Alternativ kann die C-Komponente durch den Differenzwert zwischen dem Y-Signals des Hochfrequenzbands und dem C-Signal eines Vollbilds ermittelt werden.

Gemäß der vorstehend erläuterten herkömmlichen Y/C-Signaltrennvorrichtung stellt das Horizontalbandpaßfilter jedoch eine relativ gute Y/C-Signaltrennfunktion in dem Fall bereit, daß eine kleine Änderung des Bilds in horizontaler Richtung auftritt, sie hat jedoch den Nachteil, daß die Y/C-Signaltrennung aufgrund der Farbinterferenz und der Luminanzinterferenz in dem Fall nicht zufriedenstellend durchgeführt wird, daß eine große Änderung des Bilds in der horizontalen Richtung auftritt, wodurch die horizontale Auflösung des Bilds verschlechtert wird.

Das Vertikalfilter hat den Nachteil, daß Punktkriechen und Farbinterferenz auftreten können, wenn eine Korrelation in vertikaler Richtung verringert wird. Das bewegungsadaptive 3D-Kammfilter hat den Nachteil, daß die Bewegungseinschätzung und -kompensation nicht wirksam durchgeführt werden, wodurch die Trennung des Y/C-Signals ungenau durchgeführt wird, was eine Luminanzinterferenz und Farbinterferenzen verursachen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Y/C-Signaltrennvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, ein hochqualitatives Bild durch Durchführen der Y/C-Signaltrennung in Übereinstimmung mit dem Bildbewegungspegel durchzuführen, der in der Einheit eines Blocks ermittelt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der vorliegenden Erfindung wird die Bildbewegung in der Einheit eines Blocks ermittelt, und wenn keine Bewegung ermittelt wird, wird eine 3D-Y/C-Signaltrennung in bezug auf das Standbildsignal unter Verwendung eines Vollbildkammfilters durchgeführt, während dann, wenn eine Bewegung ermittelt wird, eine Bewegungseinschätzung in vorbestimmten Bereichen des vorausgehenden Vollbilds durchgeführt wird, und zwar basierend auf der Position des aktuellen Vollbilds. Wenn beim Einschätzen der Bewegung ein koinzidenter Block vorliegt, wird die 3D-Y/C-Signaltrennung durchgeführt, während dann, wenn kein koinzidenter Block vorliegt, die 2D-Y/C-Signaltrennung unter Verwendung des 2D-Halbbild(Field)kammfilters durchgeführt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Y/C-Signaltrennvorrichtung bereitgestellt, die zwei Vollbildspeicher, einen Bewegungsermittlungsabschnitt, einen 3D-Y/C-Signaltrennabschnitt, einen Bewegungseinschätzungsabschnitt, einen Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signaltrennabschnitt und einen 2D-Y/C-Signaltrennabschnitt aufweist.

Die Vollbildspeicher speichern vorübergehend ein digitales Composit-Videosignal pro Vollbild und der Bewegungsermittlungsabschnitt ermittelt die Bewegung eines vorausgehenden Vollbilds und eines aktuellen Vollbilds in der Einheit eines Blocks auf der Grundlage des Composit-Videosignals, das von den Vollbildspeichern ausgegeben wird, und er ermittelt, ob das aktuelle Vollbild einem Standbild oder einem bewegten Bild entspricht.

Der 3D-Y/C-Signaltrennabschnitt führt eine 3D-Y/C-Signaltrennung in bezug auf das Standbild durch, das durch den Bewegungsermittlungsabschnitt ermittelt und von diesem ausgegeben wird, und der Bewegungseinschätzungsabschnitt schätzt ab, ob das bewegte Bild bewegungskompensiert werden kann oder nicht, wenn das aktuelle Vollbild als dem bewegten Bild durch den Bewegungsermittungsabschnitt ermittelt wird.

Der Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signaltrennabschnitt führt eine bewegungskompensierte 3D-Y/C-Signaltrennung in bezug auf das bewegte Bild durch, wenn das bewegte Bild als bewegungskompensierbar durch den Bewegungseinschätzungsabschnitt eingeschätzt wird, und der 2D-Y/C-Signaltrennabschnitt führt eine 2D-Y/C-Signaltrennung in der Einheit eines Blocks in bezug auf das bewegte Bild durch, wenn das bewegte Bild als nicht bewegungskompensierbar eingeschätzt wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; es zeigen:

1 ein Blockdiagramm einer Y/C-Signaltrennvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung,

2A und 2B den Zustand der N-ten und (N-1)-ten Vollbilder mit einer Abtastrate 4xfsc in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung,

3A und 3B den Zustand der N-ten und (N-1)-ten Vollbilder zur Erläuterung der Y/C-Signaltrennfunktion in bezug auf ein Standbild in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung,

4 den Y/C-Signaltrennbereich des (N-1)-ten Vollbilds in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, und

5 den Zustand der Halbbild-Typ-2D-Y/C-Signaltrennung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

1 zeigt ein Blockdiagramm der 3D-Y/C-Signaltrennvorrich- tung gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in 1 gezeigt, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen Analog/Digital(A/D)Wandler 1 zum Wandeln eines analogen Composit-Video signals CVBS in ein Digitalsignal und Vollbildspeicher 2 und 3 zum vorübergehenden Speichern eines (N-1)-ten Vollbilds und eines N-ten Vollbilds des digitalen Composit-Videosignals auf, das von dem A/D-Wandler 1 ausgegeben wird.
Ein Bewegungsermittlungs- und Einschätzungsblock 4 weist einen Bewegungsermittlungsabschnitt 4A und einen Bewegungseinschätzungsabschnitt 4B auf. Der Bewegungsermittlungsabschnitt 4A ermittelt die Bewegung des vorausgehenden Vollbilds und des aktuellen Vollbilds, die jeweils von den Vollbildspeichern 2 und 3 in der Einheit eines Blocks ausgegeben werden und er ermittelt, ob das aktuelle Vollbild einem Standbild oder einem bewegten Bild entspricht. Der Bewegungseinschätzungsabschnitt 4B schätzt ab, ob das bewegte Bild bewegungskompensiert werden kann oder nicht, wenn das aktuelle Vollbild als dem bewegten Bild entsprechend durch den Bewegungsermittlungsabschnitt 4A ermittelt wird.
Ein 3D-Y/C-Signaltrennabschnitt 5 führt eine 3D-Y/C-Signaltrennung in bezug auf das Standbild durch, das von dem Bewegungsermittlungsabschnitt 4A ermittelt und ausgegeben wird. Ein bewegungskompensierter 3D-Y/C-Signaltrennabschnitt 6 führt eine Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signaltrennung in bezug auf das bewegte Bild durch, wenn das bewegte Bild durch den Bewegungseinschätzungsabschnitt 4B als bewegungskompensierbar eingeschätzt wird, und der 2D-Y/C-Signaltrennabschnitt 7 führt eines 2D-Y/C-Signaltrennung in der Einheit eines Blocks in bezug auf das bewegte Bild durch, wenn das bewegte Bild durch den Bewegungseinschätzungsabschnitt 4B als nicht bewegungskompensierbar eingeschätzt wird.
Ein Schalter 8 wählt entweder das Y- oder das C-Signal aus, das durch den 3D-Y/C-Signaltrennabschnitt 5, den Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signaltrennabschnitt 6 bzw. den Halb bild-Typ-2D-Y/C-Signaltrennabschnitt 7 unter Steuerung des Bewegungsermittlungs- und Einschätzungsblocks 4 abgetrennt ist und gibt die ausgewählten Y- und C-Signale an die nachfolgenden Schaltungen weiter.
Die Arbeitsweise der Y/C-Signaltrennvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im einzelnen erläutert.
Das analoge Eingangs-Composit-Videosignal CVBS wird durch den A/D-Wandler 1 in ein Digitalsignal gewandelt, woraufhin das digitale Composit-Videosignal in dem Vollbildspeicher 2 gespeichert wird. Das aus dem Vollbildspeicher 2 ausgelesene Composit-Videosignal wird daraufhin in dem Vollbildspeicher 3 um ein Vollbild verzögert gespeichert. Infolge davon speichert der Vollbildspeicher 3 das Composit-Videosignal des aktuellen Vollbilds (d.h. des N-ten Vollbilds), und der Vollbildspeicher 2 speichert das Composit-Videosignal des vorausgehenden Vollbilds (d.h. des (N-1)-ten Vollbilds).
Der Bewegungsermittlungsabschnitt 4A ermittelt die Bildbewegung der zwei benachbarten Vollbilder, d.h. des N-ten Vollbilds und des (N-1)-ten Vollbilds, die jeweils von den Vollbildspeichern 3 und 2 in der Einheit eines Blocks ausgegeben werden und ermittelt, ob das aktuelle Vollbild einem Standbild oder einem bewegten Bild entspricht.
Wenn ermittelt wird, daß das aktuelle Vollbild dem Standbild entspricht, wird es in ein Y-Signal und ein C-Signal durch den 3D-Y/C-Signaltrennabschnitt 5 getrennt. Wenn ermittelt wird, daß das aktuelle Vollbild dem bewegten Bild entspricht, wird es an den Bewegungseinschätzungsabschnitt 4B ausgegeben, um die Bewegung des Bilds abzuschätzen. Das bewegte Bild, das bewegungskompensierbar eingeschätzt wird, wird in den 3D-Y/C- Signaltrennabschnitt 6 eingegeben, so daß die 3D-Y/C-Signaltrennung mit Bewegungskompensation in bezug auf das bewegte Bild durchgeführt wird. Das bewegte Bild, das nicht bewegungskompensiert werden kann, wird an den Halbbild-Typ 2D-Y/C-Signaltrennabschnitt 7 so ausgegeben, daß die 2D-Y/C-Signaltrennung in der Einheit eines Blocks in bezug auf das bewegte Eingangsbild durchgeführt wird.
Die Y- und C-Signale, die durch den 3D-Y/C-Signaltrennabschnitt 5, den Bewegungskompensations-Y/C-Signaltrennabschnitt 6 und den Halbbild-2D-Y/C-Signaltrennabschnitt 7 getrennt werden, werden durch den Schalter unter Steuerung des Bewegungsermittlungs- und Einschätzungsblocks 4 ausgewählt und daraufhin werden die ausgewählten Y- und C-Signale an die nachfolgenden Schaltungen ausgegeben.
Zunächst wird die Arbeitsweise des Bewegungsermittlungsabschnitts 4A im einzelnen erläutert.
Die Bewegungsermittlung ist zur bewegungsadaptiven 3D-Y/C-Signaltrennung wesentlich. Beim Durchführen der Bewegungsermittlung wird die Y/C-Signaltrennung in der Einheit eines Pixel derart durchgeführt, daß das NTSC-Farbsignal, das in dem Farbburstsignal mit einer Frequenz 4xfsc (wobei fsc die Frequenz des Unterträgers für das Farbdifferenzsignal wiedergibt) beobachtet wird, quantisiert, hochpaßgefiltert und daraufhin in die Y- und C-Signale mit zwei oder drei Zeilen getrennt bzw. abgetrennt wird.
Bei der Ausführungsform werden das aktuelle Vollbild und das vorausgehende Vollbild in die Y-Signale (Y) bzw. C-Signale (I und Q) in der Einheit eines Blocks getrennt, der aus vier mit einer Frequenz 4xfsc abgetasteten Abtastungen zusammengesetzt ist, und die jeweiligen Y-Signale Y und C-Signale I und Q werden miteinander verglichen.
2A und 2B zeigen Abtastungen des aktuellen Vollbilds und des vorausgehenden Vollbilds, die mit 4xfsc abgetastet werden. Wie in 2A und 2B gezeigt, wird die Phase der Abtastung für jede Zeile, jedes Halbbilds und jedes Vollbilds um 180° invertiert, und ein Einheitsblock, der strichliert gezeigt ist, weist vier Abtastpixel auf.
Wenn unter bezug auf 2A und 2B angenommen wird, daß vier strichliert umschlossene Abtastungen in Y- und C-Signale getrennt werden sollen, wird das Y-Signal des N-ten Vollbilds zunächst in Übereinstimmung mit dem folgenden Ausdruck abgetrennt: Yn = {(Y + I) + (Y + Q) + (Y – I) + (Y – Q)}/4 (Ausdruck 1)
Die C-Signale I und Q des N-ten Vollbilds werden in Überstimmung mit den folgenden Ausdrücken abgetrennt: C1n = I = {(Y + I) – (Y – I)}/2 (Ausdruck 2) C2n = Q = {(Y + Q) – (Y – Q)}/2 (Ausdruck 3)
Da der Farbton des N-ten Vollbilds konstant ist, wird er durch den folgenden Ausdruck berechnet:
Wenn das abgetrennte Y-Signal sich im Bereich des Quantisierungspegels entsprechend 0–100 IRE (Institute Radio Engineer) befindet, d.h. 64 < Y < 214, und wenn das abgetrennte C-Signal unter der Bedingung 20, 5 < |C_n| < 22,5 erfüllt, (64 < YYI(i,j) < 214) und (20,5 < abs(C11(i,j)) < 22,5) (Ausdruck 5)enthält der entsprechende Block das C-Signal. Anderweitig enthält der entsprechende Block das Y-Signal. Durch dasselbe Verfahren werden die Y- und C-Signale Y, I und Q des Blocks des (N-1)-ten Vollbilds abgetrennt und daraufhin verglichen.
Die Bedingung für die Bewegungsermittlung kann in die drei folgenden Arten unterteilt werden.
Wenn angenommen wird, daß das px1 und px2 Luminanz oder Chrominanzvariable der Blöcke der vorausgehenden und der aktuellen Vollbilder sind, lautet die erste Bewegungsermittlungsbedindung, daß der Block des N-ten Vollbilds das Y-Signal "2" ist und das Blocksignal des (N-1)-ten Vollbilds das C-Signal in "1" ist, in Übereinstimmung mit dem folgenden Ausdruck: cond1 = (px2 = 2) und (px1 = 1) (Ausdruck 6)
Die zweite Bewegungsermittlungsbedingung lautet, daß der Block des N-ten Vollbilds der Block des C-Signals ist, und der Block des (N-1)-ten Vollbilds des Blocks des Y-Signals ist, in Übereinstimmung mit dem folgenden Ausdruck: cond2 = (px2 = 1) und (px1 = 2) (Ausdruck 7)
Die dritte Bewegungsermittlungsbedingung lautet, daß der Block des N-ten Vollbilds der Block des C-Signals ist, der Block des (N-1)-ten Vollbilds der Block des C-Signals ist und die variablen Werte der C-Signale I und Q größer als der Wert von k sind, in Übereinstimmung mit dem folgenden Ausdruck: cond3 = (px2 = 1) und (px1 = 1) und [abs(Cd(i,j)) > k, oder abs (Cd(i + 1, j )) > k, oder abs (Cd (i,j + 1)) > k, oder abs(Cd(i + 1, j = 1)) > k] (Ausdruck 8)
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des 3D-Y/C-Signaltrennabschnitts 5 zum Durchführen der 3D-Y/C-Signaltrennung in Übereinstimmung mit dem Standbild mehr im einzelnen erläutert.
Wenn keine Bewegung ermittelt wird, wird das Bild als Standbild angenommen, und die 3D-Y/C-Signaltrennung wird unter Verwendung von vier Abtastblöcken des N-ten Vollbilds und diejenigen des (N-1)-ten Vollbilds durchgeführt. Die Bedingung für das Standbild lautet, daß sowohl das N-te Vollbild wie das (N-1)-te Vollbild dem Y-Signal entsprechen, oder daß, wenn sowohl das N-te Vollbild wie das (N-1)-te Vollbild dem C-Signal entsprechen, der Wert von k kleiner als "10" ist.
Wenn, beim Durchführen der 3D-Y/C-Signaltrennung, wie in 3A und 3B gezeigt, angenommen wird, daß X0 das Composit-Videosignal des N-ten Vollbilds ist, und X1 das Composit-Videosignal des (N-1)-ten Vollbilds ist, wird das Y-Signal der j-ten Zeile von dem aktuellen N-ten Vollbild und dem vorausgehenden (N-1)-ten Vollbild in Übereinstimmung mit dem folgenden Ausdruck abgetrennt: Y(i,j) = {(X0(i,j) + X1(i,j)/2} (Ausdruck 9)
Das j-te C-Signal und das (i + 1)-te C-Signal werden ebenfalls in Übereinstimmung mit den folgenden Ausdrücken abgetrennt: C(i,j) = Ij = {X0(i,j) – Y(i,j)} (Ausdruck 10) C(i + 1, j) = Qj = {X0(i + 1, j) – Y(i,j)} (Ausdruck 11)
Durch dasselbe Verfahren werden die Y- und C-Signale der (j + 1)-ten Zeile abgetrennt. Die 3D-Y/C-Signaltrennung wie vorstehend erläutert, kann das Farbinterferenzphänomen beseitigen.
Als nächstes wird die Arbeitsweise des Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signalabtrennabschnitts 6 im einzelnen erläutert.
Der Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signaltrennabschnitt 6 verwendet die Bewegungseinschätzungstechnik, bei welcher es sich um Codierverfahren zum wirksamen Übertragen von Videosignalen handelt. Insbesondere führt der Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signaltrennabschnitt 6 die 3D-Y/C-Signaltrennung in bezug auf das NTSC-Composit-Videosignal durch Bewegungseinschätzung und Bewegungskompensation unter Verwendung eines Blockanpassungsverfahrens durch, bei dem es sich um einen Typ des Bereichsanpassungsverfahrens handelt.
Die Größe eines Blocks wird bevorzugt so ermittelt, daß ein Block aus zwei Zeilen in vertikaler Richtung und einem Pixel (einer Abtastung) in horizontaler Richtung zusammengesetzt ist. Wenn die Größe des Blocks als größer ermittelt wird, wie die Vorstehende, wird ein Blockiereffekt erzeugt. Die Suche nach einer Bewegung zwischen Vollbildern für die Bewegungseinschätzung wird üblicherweise im Bereich von etwa ±7 Pixel in horizontaler Richtung und im Bereich von etwa ±4 Zeilen in der vertikalen Richtung durchgeführt.
In Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen Simulationsexperiment wurde ein Vollsuchverfahren als Bewegungssuchverfahren verwendet, und die Suche erfolgte im Bereich von ±7 Blöcken in der horizontalen Richtung und ±7 Blöcken in der vertikalen Richtung. 4 zeigt den Bereich der Bewegungseinschätzung, der im Experiment gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
In 4 hat der Block, der aus vier Abtastungen (i,j), (i + 1, j), (i,j + 1) und (i + 1, j + 1) in dem (N-1)-ten Vollbild zusammengesetzt ist, eine invertierte Phase in bezug auf den entsprechenden Block, der aus vier Abtastungen (i,j), (i + 1,j), (i,j + 1) und (i + 1, j + 1) des N-ten Vollbilds zusammengesetzt ist, jedoch dieselbe Phase wie der benachbarte Block, der aus vier Abtastungen (i + 2, j), (i + 3, j), (i + 2, j + 1) und (i + 3, j + 1) zusammengesetzt ist. In bezug auf den Block mit derselben Phase im (N-1)-ten Vollbild wird deshalb der Absolutwert der Farbdifferenz durch den folgenden Ausdruck erhalten: abs (Cn(i,j) – Cn–1 (i,j)) (Ausdruck 12) abs (Cn(i + 1, j) – Cn–1(i + 1, j))
In bezug auf den Block mit der invertierten Phase wird die Farbdifferenz durch den folgenden Ausdruck erhalten: abs (Cn (i,j) + Cn–1(i,j)) (Ausdruck 13) abs (Cn (i + 1, j) + Cn–1(i + 1, j))
Außerdem wird die Luminanzdifferenz durch den folgenden Ausdruck erhalten: abs (Yn(i,j) + Yn–1(i,j)) (Ausdruck 14)
Wenn die Luminanzdifferenz und Farbdifferenz geringer als 5 bzw. 1 sind, wird ermittelt, daß die Blöcke dieselben sind. Insbesondere wenn der Block des vorausgehenden (N-1)-ten Vollbilds, der als derselbe Block wie das aktuelle N-te Vollbild ermittelt wird, die invertierte Phase aufweist, wird die Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signaltrennung in Übereinstimmung mit den Ausdrücken 9 bis 11 durchgeführt. Wenn der Block des vorausgehenden Vollbilds dieselbe Phase hat, wird die Bewegungskompensations-Y/C-Signaltrennung in Übereinstimmung mit den Ausdrücken 9 bis 11 unter Berücksichtung dessen ausgeführt, daß die j-te Zeile des aktuellen Vollbilds die (j + 1)-te Zeile des vorausgehenden Vollbilds ist und daß die (j + 1)-te Zeile des aktuellen Vollbilds die j-te Zeile der vorausgehenden Zeile ist.
Als letztes wird die Arbeitsweise des 2D-Y/C-Signaltrennabschnitts 7 zum Durchführen der 2D-Y/C-Signaltrennung unter Verwendung eines Halbbildkammfilters im einzelnen erläutert.
In dem Fall, daß die 3D-Y/C-Signaltrennung durch die Bewegungseinschätzung und die Bewegungskompensation nicht durchgeführt werden kann, wird die 2D-Y/C-Signaltrennung in Übereinstimmung mit den Ausdrücken 1 bis 3 unter Verwendung einer Halbbild-Korrelation zwischen den j-ten und (j + 1)-ten Zeilen des aktuellen N-ten Vollbilds durchgeführt, wie in 5 gezeigt. Außerdem kann die 2D-Y/C-Signaltrennung durch ein korrelationsadaptives 2D-Y/C-Signaltrennfilter durchgeführt werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird folglich die Bildbewegung in der Einheit eines 2 × 2(Abtastung × Zeile)-Block ermittelt, um das NTSC-Fernsehsignal in Y- und C-Signale aufzutrennen. Wenn keine Bewegung ermittelt wird, wird die 3D-Y/C-Signaltrennung mit der Bewegungseinschätzung und -kompensation in der Einheit eines 2 × 2(Abtastung × Zeile)-Blocks in dem vorbestimmten Bereich des vorausgehenden Vollbilds durchgeführt. In bezug auf die Bildabschnitte, deren Bewegung nicht eingeschätzt wurde, wird die Halbbild-2D-Y/C-Signaltrennung in der Einheit eines 2 × 1(Abtastung × Zeile)-Block in dem aktuellen Vollbild durchgeführt.
Beim Implementieren der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vergrößerung des Speichers weniger stark beachtet worden, da die Kosten für den vorliegend verwendeten Halbleiterspeicher in Übereinstimmung mit Fortschritten der Halbleiterherstellungstechnik ständig abnehmen. Die vorliegende Erfindung kann eine dreistufige Suche für die Bewegung anstelle einer vollständigen Suche für die Bewegungseinschätzung anwenden, wie vorstehend erläutert, und zwar aus Praktikabilitätsgründen.
Aus dem Vorstehenden geht hervor, daß die vorliegende Erfindung die Vorteile erbringt, daß sie ein hochqualitatives Bild durch selektives Durchführen von entweder der 3D-Y/C-Signaltrennung, der Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signaltrennung bzw. der 2D-Y/C-Signaltrennung in Übereinstimmung mit der Bildbewegung bereitstellen kann, die in der Einheit eines Blocks ermittelt wird.
Während die vorliegende Erfindung in bezug auf bevorzugte Ausführungsformen erläutert wurde, erschließen sich dem Fachmann zahlreiche Änderungen und Modifikationen im Umfang der durch die beiliegenden Ansprüche festgelegten Erfindung.

Claims

Luminanz/Chrominanz(Y/C)signaltrennvorrichtung, aufweisend: Einen Speicher zum vorübergehenden Speichern eines Eingangs-Composit-Videosignals, einen Bewegungsermittlungsabschnitt zum Ermitteln der Bewegung eines vorausgehenden Bilds und eines aktuellen Bilds in der Einheit eines vorbestimmten Blocks, auf der Grundlage des Composit-Videosignals, das von dem Speicher ausgegeben wird, und zum Ermitteln, ob das aktuelle Bild einem Standbild oder einem bewegten Bild entspricht, einen dreidimensionalen Y/C-Signaltrennabschnitt zum Durchführen einer dreidimensionalen Y/C-Signaltrennung in bezug auf das Standbild, wenn das aktuelle Bild durch den Bewegungsermittlungsabschnitt als dem Standbild entsprechend ermittelt wird, einen Bewegungseinschätzungsabschnitt zum Einschätzen, ob das bewegte Bild bewegungskompensiert werden kann oder nicht, wenn das aktuelle Bild durch den Bewegungsermittlungsabschnitt als dem bewegten Bild entsprechend ermittelt wird, einen dreidimensionalen Bewegungskompensations-Y/C-Signaltrennabschnitt zum Durchführen einer bewegungskompensierten dreidimensionalen Y/C-Signaltrennung in bezug auf das bewegte Bild, wenn der Bewegungseinschätzungsabschnitt einschätzt, daß das bewegte Bild bewegungskompensiert werden kann, und einen zweidimensionalen Y/C-Signaltrennabschnitt zum Durchführen einer zweidimensionalen Y/C-Signaltrennung in bezug auf das bewegte Bild, wenn der Bewegungseinschätzungsabschnitt einschätzt, daß das bewegte Bild nicht bewegungskompensiert werden kann.
Y/C-Signaltrennvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bewegungsermittlungsabschnitt die Y- und C-Signale des aktuellen Bilds und des vorausgehenden Bilds in der Einheit eines Blocks trennt, der aus einer vorbestimmten Anzahl von Abtastungen zusammengesetzt ist, die mit einer Frequenz 4xfsc abgetastet werden, und Y- und C-Signale, die von dem aktuellen Bild und dem vorausgehenden Bild abgetrennt sind, miteinander vergleicht.
Y/C-Signaltrennvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bewegungseinschätzungsabschnitt eine Bewegungssuche zwischen den vorausgehenden und aktuellen Bildern im Bereich ±7 Pixel in horizontaler Richtung und ±4 Zeilen in vertikaler Richtung von bzw. aus dem vorbestimmten Block durchführt.
Y/C-Signaltrennvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die dreidimensionale Y/C-Signaltrennvorrichtung die dreidimensionale Y/C-Signaltrennung unter Verwendung eines Vier-Abtastblocks des aktuellen Bilds und des entsprechenden Vier-Abtastblocks des vorausgehenden Bilds durchführt.
Y/C-Signaltrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die dreidimensionale Bewegungskompensations-Y/C-Signaltrennvorrichtung die dreidimensionale Y/C-Signaltrennung durch Bewegungseinschätzung und Bewegungskompensation des Composit-Videosignals unter Verwendung eines Blockanpassungsverfahrens durchführt.
Y/C-Signaltrennvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Größe des Blocks so ermittelt wird, daß er aus zwei Zeilen in vertikaler Richtung und einem Pixel in horizontaler Richtung zusammengesetzt ist.
Y/C-Signaltrennvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweidimensionale Y/C-Signaltrennvorrichtung die zweidimensionale Y/C-Signaltrennung unter Verwendung einer Korrelation zwischen der j-ten Zeile und den (j + 1)-ten Zeilen des aktuellen Bilds durchführt.
Luminanz/Chrominanz(Y/C)signaltrennvorrichtung, aufweisend: Einen Speicher, der zum Speichern eines aktuellen Vollbilds und eines vorausgehenden Vollbilds eines digitalen Bildsignals betreibbar ist, einen Bewegungsermittlungsabschnitt, der mit dem Speicher verbunden ist und zum Ermitteln einer Bewegung zwischen dem aktuellen und dem vorausgehenden Vollbild betreibbar ist, einen dreidimensionalen (3D)Y/C-Signaltrennabschnitt, der mit dem Bewegungsermittlungsabschnitt verbunden und betreibbar ist, um eine Signaltrennung durchzuführen, wenn durch den Bewegungsermittlungsabschnitt keine Bewegung ermittelt wird, und einen Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signaltrennabschnitt, der mit dem Bewegungsermittlungsabschnitt verbunden und betreibbar ist, um eine Signaltrennung mit Bewegungskompensation durchzuführen, wenn die Bewegung durch den Bewegungsermittlungsabschnitt ermittelt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 8, außerdem aufweisend einen Bewegungseinschätzungsabschnitt, der mit dem Bewegungsermittlungsabschnitt verbunden und betreibbar ist, um zu ermitteln, ob das Bild bewegungskompensiert werden kann, wobei der Bewegungskompensations-3D-Y/C-Signaltrennabschnitt eine Signaltrennung durchführt, wenn der Bewegungseinschätzungsabschnitt ermittelt, daß das Bild bewegungskompensiert werden kann.