JP2534846B2

JP2534846B2 - 巡回型フイルタ装置

Info

Publication number: JP2534846B2
Application number: JP61154289A
Authority: JP
Inventors: シンルーチュング; アカンポーラアルフォンセ
Original assignee: RCA Licensing Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1985-07-03
Filing date: 1986-07-02
Publication date: 1996-09-18
Anticipated expiration: 2011-09-18
Also published as: GB8615923D0; HK94394A; KR870001730A; DE3622204C2; US4737850A; DE3622204A1; GB2177872A; KR950007902B1; FR2584553A1; SG24092G; FR2584553B1; GB2177872B; JPS6212281A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、巡回型の濾波技法を使ってビデオ信号の雑
音低減を実行する巡回型フィルタ装置に関する。

発明の背景入力テレビジョン信号が配分され、同様に配分された
テレビジョン信号の前フレームからの重み付けされた信
号に加えられる巡回型フィルタ装置はよく知られてい
る。巡回型の濾波処理は、ビデオ信号成分、すなわち、
ルミナンス信号および色差信号、もしくはクロミナンス
信号あるいは複合ビデオ信号に関して実行される。巡回
型の濾波処理が成分信号に関して実行される場合、複合
ビデオ信号を巡回的に濾波するシステムに比べてかなり
沢山のメモリすなわち記憶装置が必要となる。しかしな
がら、例えば、１フレームの遅延を使って複合ビデオ信
号を巡回的に濾波しなければならない場合、クロミナン
ス成分はフレームからフレームで位相が180°ずれてい
るから、複合ビデオ信号のクロミナンス成分を位相反転
させなければならない。従来、クロミナンスの位相を反
転させるためには、ルミナンス成分とクロミナンス成分
を分離し、クロミナンス成分を反転させ、ルミナンス成
分と反転されたクロミナンス成分とを再合成することが
必要であった。本発明の目的は、複合ビデオ信号の巡回
型濾波システムに使われる簡単化されたクロミナンス位
相の反転回路を提供することである。

発明の概要本発明の巡回型フィルタ装置は、入力信号および配分
し合成する回路により予め処理されている遅延画像セグ
メントからの信号を配分し合成する回路を含んでいる。
遅延要素は、画像期間のほぼ整数倍の信号遅延を与える
ために、配分し合成する回路の出力に結合される。正確
な１画像期間より少しばかり多くもしくは少なく遅延さ
れた最も近くの信号サンプルが、遅延要素から、配分し
合成する回路に帰還される。

実施例本発明は、ハードウェアを適当に選ぶことにより、ア
ナログ信号もしくはディジタル信号のいずれにも適用で
きる。個々のハードウェア要素、すなわち、加算器、ス
ケーラー、メモリ等は通常設計のものである。ここで、
信号はアナログ信号およびディジタル信号の両方のもの
についてサンプル・データ形式のものであるという１つ
の仮定を行なう。処理されるサンプルは、色副搬送波に
位相固定されており、以下に行なう説明の便宜上、副搬
送波周波数の４倍で抽出される。サンプルが、(Y-
Q)_n-1、(Y+I)_n、(Y+Q)_n、(Y-I)_n、(Y-Q)_n、(Y+I)_n+1、
のようなシーケンスで生じるように、サンプルはＩとＱ
の色差信号位相軸に沿って抽出されるものと仮定する。
ここで、Ｙは複合ビデオ信号のルミナンス成分を表わ
し、ＩおよびＱは複合ビデオ信号のクロミナンス成分の
色差成分および色副搬送波の連続するサイクルを表わ
す。

NTSC方式の信号形式の場合、クロミナンス成分はフィ
ールド内のラインからラインで位相が180°ずれてお
り、フレームからフレームでも位相が180°ずれてい
る。

第１図を参照すると、複合ビデオ信号の３つのフィー
ルド部分が三次元の表現形式で図示されている。Ｘ軸と
Ｙ軸は、再生画像の水平方向および垂直方向を与えるビ
デオ信号を表わす。七軸は、時間すなわち表示画像のフ
ィールド・シーケンスを表わす。Ｘ軸に平行で、ｎ＋ｉ
の番号の付されたラインは、表示の如く水平ラインの情
報を表わす。＋もしくは−の符号は、ある特定のライン
についての色副搬送波の相対位相を表わす。ｎ−３から
ｎ＋２までのラインは、フレームＪ−１のフィールドＭ
−１からのラインの一部に対応する。ｎ＋522からｎ＋5
27までのラインは、フレームＪにおける水平ラインに対
応している。フレームＪは現フレームであり、フレーム
Ｊ−１は直前のフレームである。ある特定のライン上の
ドットは、画素（以下、ピクセルという。）に相当する
信号サンプルを表わす。ある特定のラインにおいて連続
するサンプルは、色副搬送波に対して90°の位相間隔で
生じる。フィールドＭ＋１における点Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕお
よびＷは、フィールドＭ−１のピクセルがＲ′、Ｓ′、
Ｔ′、Ｕ′およびＷ′に対応し、１フレーム期間離れて
いる。点Ｒ、Ｓ、Ｔ、ＵおよびＷのクロミナンス位相
は、点Ｒ′、Ｓ′、Ｔ′、Ｕ′およびＷ′とそれぞれ逆
位相である。位相関係は第２図に示される。

第２図において、フレームＪからの３つのラインの部
分からのサンプルおよびフレームＪ−１からの対応する
サンプルが示されている。各サンプルは、ルミナンス成
分Ｙおよび色差成分ＩもしくはＱを含んでいる。±の符
号は、サンプリング位相を表わし、信号の極性を示すも
のではない。＋Ｉ（＋Ｑ）サンプルのサンプリング位相
は、−Ｉ（−Ｑ）サンプルのサンプリング位相から180
°である。第２図において、フレームＪからの例示サン
プルＲ、Ｓ、Ｔ、ＵおよびＷは丸で囲まれ、文字が付さ
れている。同様に、フレームＪ−１からのサンプル
Ｒ′、Ｓ′、Ｔ′、Ｕ′およびＷ′も丸で囲まれ、文字
が付されている。フレームからフレームで対応するピク
セルのクロミナンスが逆位相であることが分る。

サンプルＷについて考えてみる。普通のビデオ用巡回
型フィルタは、サンプルＷの一部と、サンプルＷ′の相
補的一部とを合成する（フレームＪ−１が予め巡回型の
濾波処理を受けているものと仮定している。）サンプル
ＷもしくはＷ′のいずれかのクロミナンス位相（すなわ
ち、Ｉ位相）が反転していなければ、Ｉ成分は一部相殺
される。従って、クロミナンスの反転回路が必要であ
る。

第２図におけるフレームＪ−１からのサンプルを調べ
ると、サンプルＲ′、Ｓ′、Ｔ′およびＵ′は、すべて
フレームＪからのサンプルＷと同じクロミナンス位相を
含んでいることが分る。これらのサンプルの中のどれ
も、クロミナンス位相の反転を必要とすることなく、サ
ンプルＷと巡回的に合成される。このように構成する
と、従来の複合ビデオ信号用巡回型フィルタと同じ応答
特性が生じるのではないかという疑問がすぐ発生する。
実験によるとその通りである。帯域における雑音低減の
ためにビデオを巡回的に濾波する原理は、同じもしくは
コヒーレントな画像情報を表わす連続するフレームから
の対応するサンプルに依存し、また、その信号中に入っ
てくる雑音は対応するサンプルについてランダムであ
る。ビデオ信号が大きな割合で冗長な情報を含んでいる
ことはよく知られている。連続するライン上において垂
直方向に整合のとれたサンプルは、大きな時間の割合で
同じ情報を含んでいる。サンプルＷ′の情報がサンプル
Ｗの情報と同じならば、サンプルＲ′もしくはＴ′の情
報がサンプルＷと同じである可能性が高い。従って、巡
回型フィルタの雑音低減機能に影響を与えることなく、
サンプルＷ′の代りにサンプルＲ′もしくはＴ′を使う
ことができる。

同様に、サンプルＵ′もしくはＳ′の少なくとも一方
の背景情報がサンプルＷ′のは背景情報と同じである確
率は高い。従って、雑音低減に悪い影響を与えないで、
巡回プロセスにおいてサンプルＷ′の代りにサンプル
Ｕ′もしくはＳ′を使うことができる。

本発明の一実施例は、これらの原理に基づいて動作す
る。サンプルＲ′とＴ′および／もしくはＳ′とＵ′
は、現フレームからのサンプルＷと個々に比較される。
サンプルＷの振幅値に最も近い振幅値を有するサンプル
Ｒ′、Ｔ′および／もしくはＳ′、Ｕ′が、巡回過程に
おいてサンプルＷ′の代りに用いられる。この機能を実
行する装置については、後で第３図を参照しながら説明
する。

本発明の第２番目の実施例は、同様の原理を利用する
ものであるが、全フレームではなくて１フィールドだけ
の信号メモリを必要とするものである。第１図の特にフ
ィールドＭで示されるラインに注目されたい。第１図に
おいて、フィールドＭ＋１からのラインｎ＋525は表示
される位置においてフィールドＭに変換されている。ラ
インｎ＋525上のピクセルＷは、ラインｎ＋262およびｎ
＋263上のピクセルＰとＥから空間的距離の半分だけ変
位しており、またラインｎ＋524およびｎ＋526上のピク
セルＲおよびＴ（もしくはラインｎ−１およびｎ＋１上
のＲ′およびＴ′）から変位している。より少ない空間
的距離のため、ピクセルＰおよびＥが、ピクセルＲ′お
よびＴ′に比べて、ピクセルＷに類似した情報を含んで
いる可能性が高い。さらに、サンプルＰおよびＥは、ピ
クセルＲ′およびＴ′に比べて、時間軸上ピクセルＷに
より近いから、ピクセルＰおよびＥがピクセルＲ′およ
びＴ′に比べて、ピクセルＷに対して背景の動きがより
少ない可能性が大きい。従って、１フィールド遅延され
た信号、例えば、ピクセルＰおよびＥを処理する巡回型
フィルタは、フレーム遅延された代用ピクセル、例え
ば、Ｒ′およびＴ′を用いるフレーム巡回型フィルタと
少くとも同程度の雑音低減特性を有するはずである。

実験によると、１フィールド＋1/2ライン（NTSC方式
の信号の場合、263ライン）だけ遅延されたサンプルを
処理するフィールド巡回型フィルタは、実際かなりの雑
音低減を与えることを示した。サンプルＥは適当なクロ
ミナンス位相を含んでいないので、このような方法で直
接使用することはできない。このことは、第２図におい
て、フィールドＭとフィールドＭ＋１を加えたサンプル
のアレイに示されている。このアレイは、インターレー
ス走査により表示される場合において、連続する２つの
フィールド部分を重畳したものである。一つ置きのライ
ンはフィールドＭ＋１からのものであり、その間にフィ
ールドＭからのラインが現れる。ラインｎ＋263のピク
セルＰは、ライン525のピクセルＷと垂直方向に整合し
ており、位相も合っている。ラインｎ＋262において、
サンプルＷと位相が合っている最も近いサンプルはサン
プルＣとＧである。本発明のもう１つの実施例において
は、サンプルＣとＧが平均化され、反復用ピクセルを発
生する。平均化されたサンプルとサンプルＰは両方とも
現サンプルＷと比較される。サンプルＷに最も近い振幅
を有する平均化サンプルもしくはサンプルＰが反復プロ
セスにおいて用いられる。

さらに別の実施例では、サンプルＤ、ＥおよびＦから
反復用サンプルが発生される。サンプルＤとＦは実質上
クロミナンス成分を相殺するものと仮定される。両方の
サンプルが色副搬送波の１サイクル内で抽出され、従っ
て、両方のサンプルにおけるクロミナンス情報がほぼ同
じでなければならないことに注目されたい。サンプルＥ
がサンプルＤとＦの和から引き算され、所望のサンプル
を発生する。このプロセスは次式により明らかになる。

(Y-Q)_D＋(Y+Q)_F＝2Y （１） 2Y−(Y+I)_E＝（Ｙ−Ｉ）（２）これらの機能を実行する装置については、後で第５図
を参照しながら説明する。

もう１つの別の実施例は、後の方で説明した実施例の
中の１つもしくはそれ以上と、最初に説明した実施例と
の組合わせである。この実施例は第６図に示される。

第３図は、本発明の最初の実施例を実現するフレーム
巡回型フィルタである。第３図において、回路結線近く
の文字は第１図および第２図に示される信号サンプルに
対応する。第３図、第５図および第６図の回路は、NTSC
方式の信号を処理するように構成されている。しかしな
がら、遅延段を適当に選定すれば、本発明をPAL方式の
信号処理に適用できることは当該分野の技術者には明ら
かである。例えば、第３図の回路をPAL方式の実施例に
するには、NTSC方式の信号処理に使われる１つのNTSC用
フレームメモリではなくて、２つのPAL用フレームメモ
リが必要となる。

ベースバンドの複合ビデオ信号が、例えば、テレビジ
ョン受像機のチューナー中間周波部分から端子10に供給
される。この信号（Ｗ）は、公知のスケーリング／合成
回路20の第１の入力に結合される。マルチプレクサ33か
らの遅延された信号S₂が回路20の第２の入力に結合され
る。回路20からの出力信号OUTは次式で表わされる。

OUT＝KW＋（１−Ｋ）S₂ ここで、Ｋはスケーリング因数であり、ＷおよびS₂はそ
れぞれ入力信号Ｗおよび遅延信号S₂の振幅である。この
回路の詳細な説明は米国特許第4,240,106号明細書中で
行なわれている。回路20は、信号ＷおよびS₂の大きさの
差の関係としてスケーリング因数Ｋの値を変える動き検
出回路24もオプションとして含んでいる。

回路20からの出力信号は遅延要素26の入力に結合され
る。遅延要素26は、１ビデオ・フレーム期間より１ライ
ン期間と小さな期間τ１だけ小さい期間だけ信号OUTを
遅延させる。遅延期間τ１は、遅延信号S₂がマルチプレ
クサ33およびスケーリング／合成回路20を通過すること
により生じる遅延に等しい。言い換えれば、遅延要素26
の出力からマルチプレクサ33を介して点S₂に結合される
信号Ｔ′が、入力信号Ｗに対して１フレームより１水平
ラインだけ正確に遅延されるように、遅延要素26は信号
遅延を与えるように選定される。

遅延要素26からの出力はタップ付き遅延線28に結合さ
れる。遅延線28は遅延要素30,31および32を縦続接続し
たものから成る。遅延要素30は、１水平ラインより２つ
のサンプル期間小さい遅延期間を与える。遅延要素31
は、４つのサンプル期間の遅延期間を与え、遅延要素32
は、１水平ライン期間より２つのサンプル期間だけ少な
い遅延期間を与える。タップ付き遅延線28により与えら
れる全体の遅延期間は２つの水平ライン期間である。遅
延要素26の出力（および遅延要素28の入力）に得られる
信号は、第１図および第２図に示すサンプルＴ′に対応
する。サンプルＴ′よりちょうど２水平ラインだけ先に
生じたサンプルＲ′が遅延要素32の出力に同時に得られ
る。１水平ラインより２つのサンプル期間だけ少なく、
サンプルＴ′より先に生じたサンプルＳ′は、遅延要素
30の出力に同時に得られ、サンプルＳ′より４つのサン
プル期間前に生じたサンプルＵ′は遅延要素31の出力に
同時に得られる。

サンプルＲ′とＴ′および必要に応じてサンプルＳ′
とＵ′は、マルチプレクサ33の各信号入力端子に結合さ
れる。比較器34からの制御信号に応答するマルチプレク
サは、サンプルＲ′およびＴ′（もしくはサンプル
Ｒ′、Ｔ′、Ｓ′およびＵ′）の中の１つを信号S₂とし
てスケーリング／合成回路20に選択的に供給する。

遅延されたサンプルＲ′、Ｔ′、Ｓ′、Ｕ′および入
力サンプルＷは、比較器34の各入力端子に供給される。
比較器34は、遅延されたサンプルＲ′、Ｔ′、Ｓ′、
Ｕ′の各々と入力サンプルＷとを比較し、どの遅延サン
プルがサンプルＷの振幅値に最も近い振幅値を有してい
るかを決定する。この決定に応じて、比較器34はマルチ
プレクサ33に供給される制御信号を発生する。

第４図は、第３図の巡回型フィルタの２進信号実行に
使われる比較器34′の一例である。サンプルは並列ビッ
トの２の補数形式で表わされているものと仮定する。比
較器34′は、入力サンプルＷが被減数として供給される
２つの減算器40および41を含んでいる。サンプルＴ′お
よびＲ′は、減数として減算器40および41にそれぞれ供
給される。減算器40の出力は差（Ｗ−Ｔ′）であり、減
算器41の出力は差（Ｗ−Ｒ′）である。減算器40の出力
は大きさ検出器42に供給され、減算器41の出力は大きさ
検出器43に供給される。大きさ検出器42および43は、差
のそれぞれの符号ビットおよび負の差の値の１の補数に
応答する排他的オアゲートである。このような構成によ
り、減算器40および41の両方からのサンプル差はすべて
単一の極性を有する。（さらに正確にするためには、極
性を選択する１の補数化排他的オアゲート42および43の
代りに極性選択性の２の補数化回路を使うことが望まし
い。）排他的オアゲート42および43の出力は、被減数入力信
号および減数入力信号として減算器44に結合される。サ
ンプルＲ′もしくはＴ′のいずれか一方だけを使うシス
テムでは、減算器44からの符号ビットだけが必要であ
る。排他的オアゲート42および43の出力は、それぞれ|W
−Ｔ′｜および|W−Ｒ′｜である。減算器44の出力は|W
−Ｔ′｜−|W−Ｒ′｜である。|W−Ｔ′｜が|W−Ｒ′｜
より大きいと、その差は正であり、減算器44の符号ビッ
トは“0"である。従って、“0"の符号ビット出力は、サ
ンプルＲ′の振幅がサンプルＷの振幅により近いことを
示す。反対に、“1"の符号ビット出力は、サンプルＴ′
がサンプルＷに近い振幅を有することを示す。この例で
は、減算器44からの符号ビット出力が制御信号である。

同様の基準で、例えば、４つのサンプルＲ′、Ｔ′、
Ｕ′およびＳ′間の選択を行なうことが必要ならば、第
４図の回路は４つのサンプルを処理することができるよ
うに容易に拡張することができる。

第５図は、少なくとも４つの遅延信号フィードバック
のオプションを含んでいる複合ビデオ信号のフィールド
巡回型フィルタを示す。第５図において、端子10に供給
されるベースバンドの複合ビデオ信号は、公知の信号ス
ケーリング／合成回路20′の第１の入力に結合される。
マルチプレクサ69からの遅延信号S₃は、次式で与えられ
る出力信号（OUT）を発生する回路20′の第２の入力に
結合される。

OUT＝（１−Ｋ）Ｗ＋ＫS₃ ここで、Ｋはスケーリング係数であり、ＷおよびS₃はそ
れぞれ入力信号および遅延信号の振幅である。この信号
スケーリング／合成回路20′の詳細な説明は米国特許第
4,240,106号明細書中で行なわれている。また回路20′
は、信号ＷとS₃の振幅差の関数としてスケール係数Ｋを
変える動きを検出器53をオプションとして含んでいる。

出力信号OUTは遅延要素53の入力端子に供給される。
遅延要素55は、それに供給される信号を、１フィールド
期間より１水平ラインの半分（すなわち、NTSC方式の場
合、262ライン）および小さな遅延期間τ_cだけ少ない期
間遅延させる。遅延期間τ_cは回路20′およびマルチプ
レクサ69の処理による遅延を補償する。言い換えると、
遅延要素55により与えられる遅延期間は、遅延要素55の
出力からマルチプレクサ69を介して回路20′の第２の入
力に結合される信号が、この信号と回路20′で合成され
る入力サンプルＷに対して、１フィールドより１水平ラ
イン期間だけ正確に遅延されるように選定される。

遅延要素55の出力は、マルチプレクサ69にいくつかの
別個の遅延信号を供給する回路60の入力に結合される。
回路60は、遅延要素61-65が縦続接続されたものと信号
合成手段67および66を含んでいるタップ付き遅延線で構
成される。遅延要素61は、１水平ラインより２つのサン
プル期間だけ少ない信号遅延期間を与える。遅延要素62
-65は、それぞれ１つのサンプル期間の信号遅延期間を
与える。遅延要素55および遅延要素61-65の各出力は、
第１図および第２図に示すサンプルＰ、Ｇ、Ｆ、Ｅ、Ｄ
およびＣに対応するサンプルを同時に発生する。

第１の実施例においては、遅延要素55の出力からの信
号Ｐは信号スケーリング／合成回路20′に連続的に結合
される。

第２の実施例においては、遅延要素61および65の出力
からの信号サンプルＧおよびＣが合成回路67で合計され
る。合成回路67からの出力信号は、信号ＧおよびＣの平
均に相当する信号を発生する２で割る回路68に供給され
る。このように選択した場合、２で割る回路68からの信
号は信号スケーリング／合成回路20′の第２の入力に連
続的に供給される。

第３の実施例では、信号Ｆ、ＥおよびＤが、信号（Ｄ
＋Ｆ−Ｅ）を発生する合成回路66に供給される。この例
の場合、合成回路66の出力からの信号は、信号スケーリ
ング／合成回路20′の第２の入力に連続的に供給され
る。

第４番目の好ましい実施例では、遅延要素55の出力か
らの信号Ｐおよび合成回路66からの信号（Ｄ＋Ｆ−Ｅ）
は、マルチプレクサ69により信号スケーリング／合成回
路20′の第２の入力に選択的に結合される。信号Ｐおよ
び（Ｄ＋Ｆ−Ｅ）は、マルチプレクサ69の信号入力端子
および比較器70の入力端子に供給される。入力端子10か
らの信号も比較器70に供給される。比較器70は、信号
Ｐ、（Ｄ＋Ｆ−Ｅ）およびＷに応答し、信号Ｐもしくは
（Ｄ＋Ｆ−Ｅ）のいずれが信号Ｗの振幅に近い振幅を有
するかを示す制御信号を発生する。この制御信号はマル
チプレクサ69の制御入力Ｃに結合され、適当な信号を回
路20′に結合させる。

もう１つの実施例では、３つの信号Ｐ、（Ｄ＋Ｆ−
Ｅ）およびＧとＣの平均が比較器70で比較され、信号Ｗ
の振幅に最も近い振幅を有する振幅がマルチプレクサ69
により回路20′に選択的に結合される。

第６図は、第３図および第５図の実施例を組み合わせ
た回路を示す。第６図において、入力端子10に供給され
るベースバンドの複合ビデオ信号は、回路20もしくは回
路20′と同様な信号スケーリング／合成回路20″に結合
される。回路20″の出力は、第５図の遅延要素55と同様
な遅延要素55に結合される。遅延要素55の出力は、第５
図の回路60と同様な回路60′に結合される。回路60′
は、マルチプレクサ84の各信号入力端子および比較器82
の各入力端子に供給される出力信号Ｐ、（Ｄ＋Ｆ−Ｅ）
および（Ｇ＋Ｃ）/2を発生する。遅延要素55からの出力
信号は、１フィールド期間より１水平ライン期間の半分
の期間だけ小さい期間信号を遅延させる遅延要素80の入
力端子にも供給される。遅延要素55および80を縦続接続
したものにより与えられる全体の信号遅延は、第３図の
遅延要素26により与えられる遅延に等しい。

遅延要素80の出力は、第３図のタップ付き遅延線28と
同様なタップ付き遅延線28′に結合される。タップ付き
遅延線28′は、マルチプレクサ84の各信号入力端子およ
び比較器82の各入力端子に結合される出力信号Ｒ′、
Ｕ′、Ｓ′およびＴ′を発生する。入力信号Ｗも、比較
器82の入力に供給される信号の中、入力信号Ｗの振幅に
最も近い振幅を有する信号がどれであるかを示す制御信
号を発生する比較器82の信号入力端子に結合される。マ
ルチプレクサ84は制御信号に応答し、巡回のために、信
号スケーリング／合成回路20″の第２の入力端子に適当
な遅延信号を選択的に結合する。

第６図においては検討されたすべての信号がマルチプ
レクサ84および比較器82に結合されている。しかしなが
ら、ある種の応用例では、図示した信号の中のいくつか
をマルチプレクサに結合させるように構成してもよいこ
とを理解されたい。

一つ置きの遅延信号および現信号間の差がすべて比較
的大きい場合に画像の変化が生じる。このような条件の
下では、一つ置きのサンプルの中のどれをフィードバッ
クさせても、その結果得られる画像に良くない影響を与
える。また、信号状態が、ある特定の信号（フレーム遅
延された信号Ｔ′もしくはＲ′のような信号）が巡回の
ために繰返して選定されるようであれば、望ましくな
い、くすんだほうき星状のテールが画像に生じることが
確実である。これらのアーティファクトは相関雑音を発
生させる。後者の影響は、巡回のために用いられる一つ
置きの信号の各々を、遅延された対応画像点について空
間的にほぼ対称的な位置にあるサンプルから発生させる
ことにより取り除くことができる。水平および垂直方向
の両方において対称であることが望ましい。しかしなが
ら、実質的に垂直方向の対称性がより重要な条件であ
る。前者の問題は、現画像フィールドから発生される別
の一つ置きの信号を巡回用に発生させることにより改善
される。

第１図および第２図において、Ｕ′およびＷ′間の画
像点とＷ′およびＳ′間の画像点とをそれぞれＸ′およ
びＹ′とする。同様に、フレームＪにおけるＵおよびＷ
とＷおよびＳ間の対応する画像点をＸおよびＹとする。
現フレームＪの画像点Ｒ、Ｕ、Ｘ、Ｙ、ＳおよびＴは、
それぞれサンプル（Ｙ＋Ｉ）、（Ｙ＋Ｉ）、（Ｙ＋
Ｑ）、（Ｙ−Ｑ）、（Ｙ＋Ｉ）および（Ｙ＋Ｉ）に対応
する。ＸサンプルとＹサンプル、すなわち（Ｙ＋Ｑ）と
（Ｙ−Ｑ）を合計すると、±Ｑ成分の大きさが等しいと
仮定した場合、２倍の振幅（2Y）のルミナンス・サンプ
ルが得られる。画像点Ｒ、Ｓ、ＴおよびＵに対応するサ
ンプルを合計すると、４（Ｙ＋Ｉ）が得られる。この値
を４で割り、画像点ＸおよびＹからの信号の和から引き
算すると、（Ｙ−Ｉ）の結果が得られる。この結果のル
ミナンス成分の振幅は、６つのサンプルのルミナンス成
分の振幅の重み付け平均となる傾向があり、クロミナン
ス成分の位相は、現サンプルＷのクロミナンス成分の位
相に対応する傾向がある。この信号は次式で与えられ
る。

F1＝（Ｘ＋Ｙ−1/4（Ｒ＋Ｓ＋Ｕ＋Ｔ））（３）ここで、Ｘ、Ｙ、Ｒ、Ｓ、ＵおよびＴは、現フィールド
からのサンプルから発生されたサンプルの値に対応し、
現サンプルＷについて対称の位置にあり、サンプルＷと
同様な大きさを有し、従って、一つ置きのフレーム信号
およびフィールド信号の振幅が現サンプルの振幅と著し
く異なる場合に巡回アルゴリズムに使用するのに適して
いる。都合の悪いことに、水平方向における５つのサン
プルの平均化は、水平方向の帯域幅を制限する傾向があ
る。従って、信号F1は、比較的制限された基準で巡回ア
ルゴリズムに用いられる。例えば、信号F1が、第３図の
装置における一つ置きの巡回用信号の１つとして使用可
能なら、すなわち、F1がマルチプレクサ33および比較器
34に結合されていると、各一つ置きの信号間において決
定を行なうために発生される差（Ｗ−F1）は、もう一方
の一つ置きの信号を有利にするように重み付けされる。

遅延信号の垂直方向における実質的に対称であるとい
う条件は、多数のサンプルから一つ置きの巡回用信号を
発生させることにより実現させることができる。例え
ば、フィールド遅延された巡回信号は、サンプルＷのま
わりに三角形を作るサンプルＤ、Ｅ、ＦおよびＰから発
生させることができる。この信号F2は次式で与えられ
る。

F2＝（Ｐ＋Ｄ＋Ｆ−Ｅ）/2 （４）ここで、Ｐ、Ｄ、ＥおよびＦはサンプルＰ、Ｄ、Ｅおよ
びＦの振幅値である。

フレーム遅延された巡回信号F3はサンプルＷ′、Ｘ′
およびＹ′を使って次式で表わされる。

F3＝Ｘ′＋Ｙ′−Ｗ′ （５）ここで、Ｘ′、Ｙ′およびＷ′はサンプルＸ′、Ｙ′お
よびＷ′の振幅の値である。用いられている各サンプル
が画像点Ｗ′と同じラインからのものであり、画像点
Ｗ′に関して水平方向に配置されているから、信号F3は
画像点Ｗ′について垂直方向に対称である。フレーム遅
延された一つ置きの信号は、画像点Ｒ′およびＴ′を平
均化することにより得られる。第２図より次式で与えら
れる。

F2＝〔（Ｙ−Ｉ）＋（Ｙ−Ｑ）＋（Ｙ＋Ｑ）−（Ｙ＋
Ｉ）〕/2＝（Ｙ−Ｉ）（６） F3＝（Ｙ−Ｑ）＋（Ｙ＋Ｑ）−（Ｙ＋Ｉ）＝（Ｙ−Ｉ）
（７）信号F2およびF3の両方のクロミナンス成分が現サンプ
ルＷと同位相であり、従って巡回用として適当であるこ
とが（６）式と（７）式から分る。

第７図は、複合ビデオ信号用の巡回型フィルタにおい
て、これらの機能を具体化する回路を示す。第７図にお
いて、複合ビデオ信号100は、遅延信号Ｓ、Ｙ、Ｗ、
Ｘ、ＵおよびＲを発生する出力タップを有する遅延要素
102に供給される。タップ付き出力信号に関連する入力
信号Ｔと、信号Ｓ、Ｙ、Ｘ、ＵおよびＲは演算回路104
に結合される。演算回路104は、それに供給される信号
を合成し、（３）式に従って信号F1を発生する。

タップ付き出力信号Ｗは、第３図および第５図の回路
20および20′と同様な回路要素20″の第１の入力端子に
結合される。回路20″は、信号Ｗをスケール化し、予め
定められる割合で信号Ｗと選定された巡回信号とを合成
し、雑音の低減された複合ビデオ信号を発生する。回路
20″の出力は、フィールド遅延された信号Ｐ、Ｆ、Ｅお
よびＤを各タップに発生する遅延要素106に結合され
る。これらのフィールド遅延された信号は演算回路112
の各入力端子に結合される。回路112は、信号Ｐ、Ｆ、
ＥおよびＤを合成し、（４）式に従って信号F2を発生す
る。

遅延信号Ｄは遅延要素114にも結合される。遅延要素1
14は、さらに約１フィールド期間信号を遅延させ、フレ
ーム遅延された信号Ｘ′、Ｙ′およびＷ′を各出力タッ
プに発生する。信号Ｘ′、Ｙ′およびＷ′は、これらの
信号を合成し、（５）式に従って信号F3を発生する演算
回路116に結合される。

演算回路104、112および116により発生される信号F
1、F2およびF3は、マルチプレクサ108および制御回路11
0に結合される。また、遅延要素102からの信号Ｗは制御
回路110に結合される。制御回路110は、マルチプレクサ
108に結合され、信号F1、F2およびF3の中のどれが回路2
0″に供給されるかを制御する制御信号を発生する。

制御回路110は、第３図を参照しながら説明した比較
器34と同様のものである。一般に、制御回路110は、現
信号Ｗとの最大から最小への信号相関の順番がF3、F2、
F1であり（少なくとも静止画について）、最も狭い帯域
幅の巡回信号の順番がF3、F2、F1であるから、信号F2お
よびF1より信号F3を、信号F1より信号F2を優先させる傾
向がある。この優先は、比較を行なう前に信号差|W−Fi
|を重み付けすることにより実現される。３つの信号F
1、F2およびF3が巡回用に使われる好ましい信号である
傾向にある場合、第３図、第５図および第６図を参照し
ながら説明した他の信号も第７図の装置の決定およびフ
ィードバック・プロセスにおいて利用することができ
る。

第8A図は、第７図のマルチプレクサ108および制御回
路110の機能を実行する別の回路の一例を示す。第8A図
において、演算回路104、112および116からの３つの巡
回信号F1、F2およびF3は、それぞれスケーリング回路12
1、122および123に結合される。スケーリング回路121〜
123からのスケール化された出力信号は、巡回回路20″
に供給される巡回信号を発生する合計回路130に結合さ
れる。

スケーリング回路121-123において、信号F1、F2およ
びF3に係数α１、α２およびα３がそれぞれ掛けられ
る。合計回路130から発生される巡回信号RSは次式で与
えられる。

RS＝α1F1＋α2F2＋α3F3 （８）ここで、α１＋α２＋α３＝１または０（９）典型的には、３つのスケール係数の中の２つが０であ
り、もう１つが１である。しかしながら、３つのスケー
ル係数すべてを０にするのが望ましい場合もあるし、巡
回信号を作るために信号F1−F3の中の少なくとも２つを
比例させる場合もある。

第8A図において、スケール係数は次のようにして発生
される。信号F1−F3および信号Ｗは、（Ｗ−F1）、（Ｗ
−F2）および（Ｗ−F3）の絶対値に対応する３つの出力
信号を発生する差分回路124に供給される。これら３つ
の信号は第２の差分回路126に供給される。差分回路126
は、予め定められる値THと、その入力に供給される信号
|W−F1|、|W−F2|および|W−F3|の各々との差の極性に
対応する３つの出力信号を発生する。使われる基準は、
入力信号が予め定められる値THを越えると、極性表示は
論理値１であり、さもなければ論理値０である。極性す
なわち符号の信号は、スケール係数α１−α３を発生す
るデコーダ128の入力端子に結合される。

デコーダ128は、極性入力信号の起りうるすべての組
合わせに対応する各スケール係数を有するようにプログ
ラムされている読出し専用メモリで構成することができ
る。第8B図はスケール係数と入力信号の対応関数の一例
を示すものである。F1、F2およびF3の符号の欄は３つの
極性信号を表わす。これらの縦の欄における０は、各信
号ＷおよびFi間の差が、ある信号Fiが回路20″のフィー
ドバック入力に結合されることを許容しうる程小さいこ
とを示す。信号F2およびF3の両方が許容可能ならば、α
１、α２およびα３がそれぞれ０、1/4および3/4（第8B
図の１列と５列）となるようにプログラムすることによ
り両方の部分が用いられる。他のすべての場合、３つの
信号F1−F3の中の１つだけが、信号F1−F3の中のすべて
が許容しうるものではない場合（最下列）を除いて使用
される。信号F1と他の信号F2およびF3の中の一方が同時
に許容しうるものであれば、すなわち符号（Fi）＝０な
らば、他の信号F2およびF3が信号F1に優先して選定され
る。

通常、巡回的に濾波すると、再生背景中の動いている
物体のエッジを表わす信号の帯域幅を減少させる傾向が
あり、撮像が発生される。これらの望ましくない特性を
減少させるために、スケーリング／合成回路は動き適応
型であるように構成される。動き適応型回路は、遅延信
号がより少ない割合いで現すなわち入力信号と合成され
るように、動いているエッジを含んでいるピクセルにつ
いてのスケーリング係数を変える。これは、動いている
エッジを含む領域におけるシステムの雑音低減機能を実
質的に低減させる傾向がある。従って、動いている物体
のエッジに近い再生画像の領域は、再生された背景の動
いていない部分より雑音が多くなる傾向がある。

ここで説明した巡回型フィルタは、動き適応型スケー
リング／合成手段が、入力信号と合成される遅延信号の
割合いを減少させるように作動される頻度を減少させる
傾向がある。これは、比較器により、入力信号に最も類
似した遅延信号が選択されるからである。全体の効果
は、再生画像におけるアーティファクトがより少なくな
り、動いているエッジの領域における雑音がより少なく
なる。

例示した回路は、本発明を最も分り易く説明するよう
に選ばれている。しかしながら、回路中の各箇所に、例
えば、補償用の遅延要素を配置することが必要であるこ
とは、回路設計分野の技術者には明らかであり、またそ
のような遅延要素を含ませることも容易である。

特許請求の範囲において、“画像期間”という用語
は、ビデオ情報の１フィールドもしくはビデオ情報の１
フレームの時間間隔として定義される。フィールドの巡
回型フィルタ装置の場合、“ほぼ１画像期間”の遅延
は、１画像期間に１水平ライン期間の約半分を加えたも
のから、１画像期間より１水平ライン期間の約半分少な
いものまでの遅延期間の範囲を含み、フレームの巡回型
フィルタ装置の場合は、１画像期間に約１水平ライン期
間を加えたものから、１画像期間より約１水平ライン期
間少ないものまでの遅延期間を含むものと考えられてい
る。サンプル周期は、色副搬送波周波数の１サイクルの
1/4もしくは色副搬送波周波数の整数サイクルに、その
周波数の1/4サイクルを加えたものに相当する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、インターレースのビデオ信号を三次元で表わ
したものである。第２図は、複合ビデオ信号の連続するフレームからの信
号サンプルの一部と、インターレースの複合ビデオ信号
の連続する２つのフィールドからのサンプルを重畳させ
た二次元アレイを示す。第３図、第５図、第６図および第７図は、本発明を具体
化するビデオ用巡回型フィルタのブロック図である。第４図は、第３図の巡回型フィルタ装置で使われる比較
器の論理図である。第8A図は、巡回アルゴリズムに適用するために、いくつ
かの信号の中から１つの信号を選択する決定回路のブロ
ック図である。第8B図は、第8A図の回路で使われる符号ワードの図であ
る。 10……複合ビデオ信号入力端子、20、20′、20″……ス
ケーリング／合成回路、26……遅延要素、28……遅延
線、55……遅延要素。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】サンプル・データ形式の複合ビデオ信号を
巡回的に濾波する巡回型フィルタ装置であって、前記複合ビデオ信号を供給する入力端子と、前記入力端子から入来するサンプル・データ複合ビデオ
信号と遅延されたサンプル・データ複合ビデオ信号を所
定の割合で合成するスケーリング／合成手段と、前記スケーリング／合成手段の出力ポートに結合される
遅延手段であって、該遅延手段は前記スケーリング／合
成手段の出力信号に応答して前記スケーリング／合成手
段の出力信号を可変的に遅延して複数の遅延された信号
を供給し、該複数の遅延された信号の各々は、前記入来
するサンプル・データ複合ビデオ信号に対して１画像期
間に約１水平ライン期間を加えた期間から、１画像期間
より約１水平ライン期間少ない期間までの範囲内で互い
に異なる時間間隔で遅延され、且つ前記複数の遅延され
た信号の各々は、前記入来するサンプル・データ複合ビ
デオ信号のクロミナンス成分とほぼ同相のクロミナンス
成分を含んでいる、前記遅延手段と、前記遅延手段に結合され、前記入来するサンプル・デー
タ複合ビデオ信号のクロミナンス成分とほぼ同相のクロ
ミナンス成分を含んでいる前記複数の遅延された信号の
うち適当なものを前記スケーリング／合成手段に選択的
に結合させる選択手段とを含む、前記巡回型フィルタ装
置。