JP2005184765A

JP2005184765A - Ｎｔｓｃにおけるフレーム間ｙ／ｃ分離方法

Info

Publication number: JP2005184765A
Application number: JP2004151012A
Authority: JP
Inventors: Pei-Ming Shan; 培明單; Genchi Ho; 源智彭
Original assignee: Sunplus Technology Co Ltd
Current assignee: Sunplus Technology Co Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-05-20
Publication date: 2005-07-07
Also published as: TWI227630B; US20050134743A1; TW200522716A

Abstract

【課題】ＮＴＳＣ用のフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法を提供する。
【解決手段】複合ビデオ信号をサンプリングし、複数のサンプリングされた信号Ｆ_mＰ_x,yを一次的に保存する。Ｆ_mＰ_x,yはｍフレームのｘラインにおけるｙピクセルのデータを表し、ｍ、ｘおよびｙは０以上の整数である。次に、ｘラインのｙピクセルにおけるルマデータを表す複数のルマデータＹ_x,yをＦ_m+1Ｐ_x,y、Ｆ_mＰ_x,y、Ｆ_m-1Ｐ_x,yおよびＦ_m-2Ｐ_x,yにより測定する。最後に、ｘラインのｙピクセルにおけるクロマデータを表す複数のクロマデータＣ_x,yをＦ_m+1Ｐ_x,y、Ｆ_mＰ_x,y、Ｆ_m-1Ｐ_x,yおよびＦ_m-2Ｐ_x,yにより測定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＮＴＳＣ用の３Ｄビデオデコーディング方法に関し、特に、ＮＴＳＣ用のフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法に関するものである。

科学技術の発達に伴い、ニュースや情報または遠隔地の映像を発信するのに、テレビなどの電子機器が広く用いられている。さらに、モニタシステムが住居周辺の状況を監視するのに用いられている。これらシステムや装置では、ビデオ信号が送信機から受信機に向けて発信される。

光は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色からなる。送信されるビデオ信号は、送信に適した信号に変換することが可能である。送信帯域幅には限度があるので、その帯域幅に関する問題を解決するために、ビデオ信号はルマデータ（Ｙ）とクロマデータ（ＵおよびＶ）とに変換される。例えば、Ｒ、Ｇ、ＢおよびＹ、Ｕ、Ｖの間の関係は、Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ；Ｕ＝０．４９３（Ｂ−Ｙ）；Ｖ＝０．８７７（Ｒ−Ｙ）となる。Ｙの式におけるＲ、Ｇ、Ｂへの係数は、他の色に対する裸眼の感度を表したものである。ＵおよびＶはルマを取り除いた後の青および赤を表している。自然光に関しては、ＵおよびＶが０であり、これは色収差が存在しないことを意味している。

信号送信時には、クロマデータはサブキャリア信号によって運ばれ、ルマデータと合成される。ＮＴＳＣ（ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｌｅｖｉｓｉｏｎＳｔａｎｄａｒｄｓＣｏｍｍｉｔｔｅｅ）方式における基準では、信号は、Ｙ＋Ｕ＊sin（ωｔ）＋Ｖ＊cos（ωｔ）の関係（ここでは２π＊Ｆｓｃに等しい）で複合ビデオ信号に変調され、Ｆｓｃはサブキャリア信号の周波数を表している。

受信機が複合ビデオ信号を受信した後、まずその信号のサンプリングが行われる。コムフィルタはその信号をＦｓｃの４倍の周波数でサンプリングする。したがって、ＮＴＳＣ方式における各ラインは９１０のサンプリングポイントを備えている。ＮＴＳＣ方式の各フレームは５２５本のラインを有しているため、ＮＴＳＣ方式の各フレームは４７７，７５０のサンプリングポイントを有している。

一般的に、ビデオデコーディング技術において重要なのは、ルマとクロマとの分離である。Ｙ／Ｃ分離は画質に影響を及ぼす。高画質画像のために、３Ｄコムフィルタが広く用いられている。

３Ｄコムフィルタが複合ビデオ信号の処理を行う際には、９０度の位相差で信号のサンプリングを行う。ＮＴＳＣ方式では、サンプリング位相がそれぞれ０、０．５π、π、および１．５πである場合、信号はＹ＋Ｖ、Ｙ＋Ｕ、Ｙ−Ｖ、Ｙ−Ｕである。図１はＮＴＳＣのフレームのサンプリング結果を示すものである。図１を参照すると、縦軸はフレーム内のラインの位置ｘを表し、横軸はラインのピクセルの位置ｙを表している。サンプリングされた２つのデータが近接したフレーム内の同一の位置にある場合、この２つのデータ間の位相差は１８０度となる。図１の縦軸をフレームのシリアル番号ｍに変えることによっても、近接フレームのサンプリングにおける関係を説明することが可能である。

図２は、従来の技術における３Ｄコムフィルタを示すブロック図である。図２を参照すると、従来のコムフィルタは、フレーム間Ｙ／Ｃセパレータ２１０と、２Ｄフィールド内Ｙ／Ｃセパレータ、すなわち２Ｄコムフィルタ２２０と、モーション検出器２３０と、メモリ２４０と、ミキサ２５０とからなる。複合ビデオ信号２０１はサンプリングされた信号であり、Ｆ_m+1はｍ＋１フレームの複合ビデオ信号を示している。メモリ２４０は複合ビデオ信号２０１を一次的に保存し、ｍフレームの複合ビデオ信号２０５を供給する。２Ｄコムフィルタ２２０は複合ビデオ信号２０５を受信し、ピクセル間の関係によってＹ／Ｃ分離を行い、分離ビデオ信号２２１を出力する。

モーションビデオ信号のＹ／Ｃ分離は、２Ｄコムフィルタ２２０によって完了する。しかしながら、２Ｄコムフィルタ２２０では、スチルビデオ信号との境目が不明瞭となってしまう。画質を向上するために、フレーム間Ｙ／Ｃセパレータ２１０によりスチルビデオ信号が処理される。従来のフレーム間Ｙ／Ｃセパレータ２１０は、Ｆ_m+1およびＦ_mのサンプリングされたデータを同時に受信し、ピクセル間のタイミング関係によってフレーム間Ｙ／Ｃ分離を実行し、分離ビデオ信号２１１を出力する。モーション検出器２３０は複合ビデオ信号２０１がモーション信号かスチル信号かを判断する。従来のモーション検出器２３０は複合ビデオ信号２０１と分離ビデオ信号２２１とを受信するように構成され、近接フレームのルマ差およびクロマ差を測定し、それにより選択信号２３１を出力する。ミキサ２５０は、選択信号２３１にしたがって、分離ビデオ信号２２１もしくは２１１を選択するかまたはそれらを合成し、分離ビデオ信号２５１を出力する。

以下、ＮＴＳＣ方式に関する従来のイントラフレームＹ／Ｃ分離方法について説明する。図１を参照すると、従来の方法では、近接フレームにおける同一の位置、例えば、ｙ番目ピクセルの複合ビデオ信号の合算および平均化を行い、ルマデータの測定する。また、減算を行うことにより、クロマデータを得ることができる。変調もしくは信号の送信においてノイズが加えられる場合には、ノイズにより画質が減じられることとなる。

したがって、本発明の目的は、ノイズに対する耐性を向上しルマデータとクロマデータとを正確に分離することが可能なフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法を提供することである。

上述の目的によれば、本発明はＮＴＳＣ方式用のフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法を開示するものであり、該方法は、複合ビデオ信号をサンプリングして、複数のサンプリングされたデータＦ_mＰ_x,yを一次的に保存するステップと、複数のルマデータＹ_x,yをＦ_m+1Ｐ_x,y、Ｆ_mＰ_x,y、Ｆ_m-1Ｐ_x,yおよびＦ_m-2Ｐ_x,yにより測定するステップと、複数のクロマデータＣ_x,yをＦ_m+1Ｐ_x,y、Ｆ_mＰ_x,y、Ｆ_m-1Ｐ_x,yおよびＦ_m-2Ｐ_x,yにより測定するステップとを備え、Ｆ_mＰ_x,yはｍフレームのｘラインにおけるｙピクセルのデータを表し、ｍ、ｘおよびｙは０以上の整数であり、Ｙ_x,yはｘラインのｙピクセルにおけるルマデータを表し、Ｃ_x,yはｘラインのｙピクセルのクロマデータを表すことを特徴とする。

本発明における好適なフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法によれば、ルマデータＹ_x,yを測定するための式は、Ｙ_x,y＝（Ｆ_m+1Ｐ_x,y＋Ｆ_mＰ_x,y＋Ｆ_m-1Ｐ_x,y＋Ｆ_m-2Ｐ_x,y）／４である。

本発明における好適なフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法によれば、複合ビデオ信号をサンプリングするステップは、サブキャリア信号の４倍の周波数で行われ、サブキャリア信号の位相は０π、０．５π、πもしくは１．５πである。

本発明における好適なフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法によれば、クロマデータＣ_x,yを測定するための式は、Ｃ_x,y＝±（Ｆ_mＰ_x,y＋Ｆ_m-2Ｐ_x,y−Ｆ_m+1Ｐ_x,y−Ｆ_m-1Ｐ_x,y）／４である。

本発明においては、Ｙ／Ｃ分離に４フレームのデータを用いる。ＮＴＳＣ方式において、ノイズの干渉を減らすことが可能となり、正確なＹ／Ｃデータを得ることが可能となる。

本発明の前述およびその他の目的、特徴および利点を理解するために、以下に図面を参照しながら好適な実施形態の詳細な説明を行う。

図３は本発明の、ＮＴＳＣ用のフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法の一例を説明するためのフローチャートである。図１および３を参照すると、ステップＳ３０１において複合ビデオ信号をサンプリングし、サンプリングされたデータＦ_mＰ_x,yを得る。ここではＦ_mＰ_x,yはｍフレームのｘラインにおけるｙピクセルのデータを表しており、ｍ、ｘおよびｙは０以上の整数である。本実施形態においては、サブキャリア信号の４倍の周波数でステップＳ３０１が実行され、サブキャリア信号の位相は０、０．５π、πもしくは１．５πである。

ステップＳ３０２において、複数のルマデータＹ_x,yが測定される。ここではＹ_x,yはｘラインのｙピクセルのルマデータを表している。ルマデータを測定するための式は、Ｙ_x,y＝（Ｆ_m+1Ｐ_x,y＋Ｆ_mＰ_x,y＋Ｆ_m-1Ｐ_x,y＋Ｆ_m-2Ｐ_x,y）／４である。本実施形態においては、Ｙ_x,yは、例えば、ｍフレームのルマデータである。縦軸がフレームを表し横軸がピクセルを表す図１に示すＮＴＳＣ方式の場合においては、Ｙ_x,y＝（（Ｙ−Ｕ）＋（Ｙ＋Ｕ）＋（Ｙ−Ｕ）＋（Ｙ＋Ｕ））／４である。ｘラインのｙピクセルにおけるルマデータＹは複合ビデオ信号から分離したものである。

ステップＳ３０３において、クロマデータＣ_x,yが測定される。ここではＣ_x,yはｘラインのｙピクセルにおけるクロマデータを表している。クロマデータＣ_x,yを測定するための式は、Ｃ_x,y＝±（Ｆ_mＰ_x,y＋Ｆ_m-2Ｐ_x,y−Ｆ_m+1Ｐ_x,y−Ｆ_m-1Ｐ_x,y）／４である。本実施形態においては、Ｃ_x,yは、例えば、ｍフレームのルマデータである。したがって、縦軸がフレームを表し横軸がピクセルを表す図１のＮＴＳＣ方式においては、Ｃ_x,y＝（（Ｙ＋Ｕ）＋（Ｙ＋Ｕ）−（Ｙ−Ｕ）−（Ｙ−Ｕ））／４＝Ｕであり、ルマデータＣすなわちＵまたはＹは複合ビデオ信号から分離したものである。

フレーム間Ｙ／Ｃ分離方法に基づいて、以下に本発明の好適な実施形態の説明を行う。図４は本発明の好適なフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法を示したブロック図である。図４を参照すると、３Ｄコムフィルタは、フレーム間Ｙ／Ｃセパレータ４１０と、２Ｄフィールド内Ｙ／Ｃセパレータ、すなわち２Ｄコムフィルタ４２０と、モーション検出器４３０と、メモリ４４０と、ミキサ４５０とからなり、フレーム間Ｙ／Ｃセパレータ４１０が本発明の機能を実行するものである。複合ビデオ信号４０１はサンプリングされた信号であり、Ｆ_m+1はｍ＋１フレームの複合ビデオ信号を示している。メモリ４４０は複合ビデオ信号４０１を一次的に保存し、ｍフレームの複合ビデオ信号４０２、ｍ−１フレームの複合ビデオ信号４０３およびｍ−２フレームの複合ビデオ信号４０４を供給する。メモリ４４０はｍフレームの複合ビデオ信号４０５も供給する。２Ｄコムフィルタ４２０は複合ビデオ信号４０５を受信し、ピクセル間の関係によってＹ／Ｃ分離を行い、分離ビデオ信号４２１を出力する。

モーションビデオ信号のＹ／Ｃ分離は、２Ｄコムフィルタ４２０により完了する。画質向上のために、フレーム間Ｙ／Ｃセパレータ４１０によりスチルビデオ信号が処理される。フレーム間Ｙ／Ｃセパレータ４１０は、Ｆ_m+1、Ｆ_m、Ｆ_m-1およびＦ_m-2のサンプリングされたデータを同時に受信し、本発明のフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法を用いて、分離ビデオ信号４１１を出力する。モーション検出器４３０は複合ビデオ信号４０１がモーション信号かスチル信号かを判断する。モーション検出器４３０はＦ_m+1、Ｆ_m、Ｆ_m-1およびＦ_m-2のサンプリングされたデータを受信し、それらのルマエラーおよびクロマエラーを測定し、それにより選択された信号４３１を出力する。ミキサ４５０は、選択された信号４３１にしたがって、分離ビデオ信号４２１もしくは４１１を選択するかまたはそれらを合成し、分離ビデオ信号４５１を出力する。

本発明を例示的な実施形態に基づいて説明したが、本発明はそれに限定されるものではない。むしろ添付の特許請求の範囲は、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者によって作成しうる発明の変形や実施形態を広く包含するものと解釈されるべきものである。

ＮＴＳＣ方式におけるフレームのサンプリング結果を示す図である。従来の３Ｄコムフィルタのブロック図である。本発明によるのフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法の一例を説明するためのフロー図である。本発明の好適なフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法を示すブロック図である。

符号の説明

４０１複合ビデオ信号
４１０フレーム間Ｙ／Ｃセパレータ
４２０フィールド内Ｙ／Ｃセパレータ
４３０モーション検出器
４４０メモリ
４５０ミキサ

Claims

複合ビデオ信号をサンプリングして複数のサンプリングされたデータであってＦ_mＰ_x,yはｍフレームのｘラインにおけるｙピクセルのデータを表し、ｍ、ｘおよびｙは０以上の整数であるデータＦ_mＰ_x,yを一次的に保存し、
Ｙ_x,yはｘラインのｙピクセルにおけるルマデータである複数のルマデータＹ_x,yをＦ_m+1Ｐ_x,y、Ｆ_mＰ_x,y、Ｆ_m-1Ｐ_x,yおよびＦ_m-2Ｐ_x,yにより測定し、
Ｃ_x,yはｘラインのｙピクセルのクロマデータである複数のクロマデータＣ_x,yをＦ_m+1Ｐ_x,y、Ｆ_mＰ_x,y、Ｆ_m-1Ｐ_x,yおよびＦ_m-2Ｐ_x,yにより測定することを特徴とするＮＴＳＣ用フレーム間Ｙ／Ｃ分離方法。
請求項１に記載のフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法において、前記ルマデータを測定するための式は、Ｙ_x,y＝（Ｆ_m+1Ｐ_x,y＋Ｆ_mＰ_x,y＋Ｆ_m-1Ｐ_x,y＋Ｆ_m-2Ｐ_x,y）／４であることを特徴とするフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法。
請求項１に記載のフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法において、前記複合ビデオ信号をサンプリングするステップはサブキャリア信号の４倍の周波数で行われ、サブキャリア信号の位相は０、０．５π、πもしくは１．５πであることを特徴とするフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法。
請求項３に記載のフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法において、前記クロマデータを測定するための式は、Ｃ_x,y＝±（Ｆ_mＰ_x,y＋Ｆ_m-2Ｐ_x,y−Ｆ_m+1Ｐ_x,y−Ｆ_m-1Ｐ_x,y）／４であることを特徴とするフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法。
請求項４に記載のフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法において、前記クロマデータＣ_x,yはｍフレームのクロマデータであることを特徴とするフレーム間Ｙ／Ｃ分離方法。