JP2539364B2

JP2539364B2 - テレビジョン信号の色信号・輝度信号処理方法

Info

Publication number: JP2539364B2
Application number: JP60126011A
Authority: JP
Inventors: 宏吉木; 裕弘平野; 秀彦重左
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-06-12
Filing date: 1985-06-12
Publication date: 1996-10-02
Anticipated expiration: 2011-10-02
Also published as: JPS61285894A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、テレビジヨン信号の輝度信号，色信号の処
理方法に係り、特に輝度信号Y,色信号Ｃ間の漏話が少な
く、かつ、動画像の解像度低下の少ないYC多重に好適な
テレビジョン信号処理方法に関する。

〔発明の背景〕

現行テレビジヨン方式では、輝度信号Ｙに色信号Ｃが
重畳されたコンポジツト信号となつているが、YC間の漏
話防止の帯域制限が水平周波数のみしか行なわれておら
ず、動画像などでは、クロスカラー，クロスミルナンス
などのYC間の漏話による画質劣化が発生する。これを改
善するため、送信側でYC共に「水平−垂直−時間」の３
次元の帯域制限を行なうことが提案されている［平野
他；完全交信性を有する高精細TV方式の３次元信号処理
（その１），昭和59年度電子通信学会総合全国大会予稿
S14−11］。

以下の説明を容易とするために、前記従来提案方式に
ついて簡単に説明する。第１図は、テレビジヨン信号
（NTSC）を水平周波数μ，垂直周波数ν，時間周波数
_t,の３次元周波数で表わしたものである。第１図（ａ）
は、垂直周波数ν，時間周波数_ｔの領域で示したもの
であり、現行テレビジヨン方式の色信号Ｃは、同図に示
す如く、第２象限と第４象限に挿入されている。すなわ
ち、現行テレビジヨン方式では同図で第１象限と第３象
限は空いており、前記従来方式ではここに、高精細情報
として高域輝度信号Y_H′を挿入する。

第１図（ｂ）は、第１図（ａ）ので示す部分を水平
周波数μと垂直周波数νの領域で示したものである。

前記従来提案方式では、Ｃ信号,Y_H′信号と低域輝度
信号Y_Lを多重する際に、各信号間の漏話を防止するため
に「水平・垂直・時間」の３次元周波数領域で帯域制限
する。すなわち、Ｃ信号は第１図の斜線部分を通過域と
し、Y_H′はドツトで示す領域を通過域とする。そして、
Y_LはＣおよびY_H′の通過域の部分を阻止域とするように
帯域制限する。

このようにすることにより、漏話による画質劣化を大
幅に低減させることができる。

しかし、帯域制限することにより漏話は少なくなる
が、帯域制限された部分の解像度が低下してしまうとい
う問題がある。たとえば、時間周波数が15Hzの低域輝度
信号Y_Lは、第１図（ｂ）に示す如く、水平周波数が2.1M
Hz以下程度になつてしまう。

このように、同画像の解像度向上が大きな課題であつ
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、現行テレビジヨンと完全に交信性を
保ちながら、YC間の漏話が少なく、かつ動画像の解像度
低下も少ないYC多重方法を提供することある。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するために、送像側での輝度
信号Ｙの帯域制限ができるだけ小さくなるようにYC多重
を行なう。

漏話が発生し、帯域制限が必要なのは動画のときであ
る。そこで、本発明では、撮像系からの信号により、動
画と静止画を判別し、動画のときのみ輝度信号を帯域制
限する。前記従来方式では、Ｙ信号と多重するのはＣ信
号の他に高域輝度信号Y_H′がある。しかし、Y_H′は動画
の場合は、その成分は小さいと考えられるので多重しな
い。また、現行NTSC方式では静止画、動画に拘らずＣ信
号のみ多重する。したがつて、Ｙの帯域制限はＣ成分と
の漏話が発生する所のみ行えばよい。

そこで、Ｃ成分との漏話部分をできるだけ少なくする
ことを考える。すなわち動画の場合は動きが小さい場合
より狭い周波数帯域となるようにＣ成分を帯域制限す
る。その結果Ｙの帯域制限は狭い領域のみで良く、動画
像の解像度低下が低減される。説明を簡単ににするため
に、水平周波数の帯域を制御する場合について述べる。
例えば動画の場合はＣ成分を低域周波数成分C_Lと高域成
分C_Hに分割して、C_HはY_H′が挿入されていた「垂直−時
間」周波数領域の第1,第３象限に周波数シフトして挿入
し、水平周波数がC_Lの周波数に含まれるようにする。も
しくは、動画像に対する視覚特性を考慮すると、動画の
場合に色信号を低域周波数成分C_Lに帯域制限し、残った
高周波成分C_Hは多重しない、つまり送信しないようにし
ても良い。これにより、Ｙとの水平周波数の漏話成分が
小さくなりＹの帯域制限も少なくすることができ、動画
の解像度を向上させることができる。

本発明における動画の場合のテレビジヨン信号の周波数
スペクトルの１例を第２図に示す。第２図（ａ）は「垂
直−時間」周波数領域で示したものであり、同図（ｂ）
は同図（ａ）の時間周波数が15Hzの部分（）を「水平
−垂直」周波数領域で示したものである。第２図で斜線
部分がＹの帯域制限用時空間フイルタの阻止域を示す。
同図（ｂ）に示すように、C_Hを周波数シフトしてC_Lに含
まれる周波数帯域に多重した、あるいは送信しないよう
にした結果Ｙの帯域は従来2.1MHzであつたのが3.1MHz程
度まで広げることが可能となり、動画時の解像度が向上
する。

第３図，第４図は、本発明のC_Hの周波数シフトの具体
例を示す図である。この例では、C_Hは色差信号Ｉの高域
成分I_Hの場合を示す。まず、第４図に示す如く、Ｉ（０
〜1.5MHz）からI_H（0.5〜1.5MHz）を抽出する。そし
て、搬送波周波数が2.7MHzの信号でI_Hを振幅変調してそ
の上側帯波（3.2〜4.2MHz）を抽出する。この時、が「垂直−時間」領域の第1,第３象限に挿入されるよう
にするために、搬送波周波数の位相を走査線毎、フイー
ルド毎に反転させる。

一方、色差信号の低域成分I_L（０〜0.5MHz）,Q_L（０
〜0.5MHz）は現行テレビジヨン方式（NTSC）と同様に色
副搬送波（周波数約3.58MHz）で直交変調する。そし
て、と合せて、輝度信号Ｙと多重し伝送する。

受信側では、を送像側と同じ周波数で同期検波して、その下側帯波を
採ることにより、元のI_H（0.5〜1.5MHz）を再生する。
そして、別に復調された、I_L,Q_Lと合せて元の色差信号
（０〜1.5MHz）が得られる。ただし、静止画では1.5MHz
まであった色差信号Ｉを動画の場合に0.5MHzに帯域制限
し，高周波成分を送信しない方式では、動画時のI_Hを再
生する上記の構成は勿論必要ない。両方式ともに受信側
で必要なのは、受信信号からＹ信号とＣ信号を分離する
際に、動画であるか静止画であるかを判別し、それぞれ
の場合の多重された色信号の帯域に対応して分離周波数
を使い分けることである。

上記、本発明の信号形態は、現行方式と同じため、現
行受像機でそのまま受信可能である。なお、新しく追加
した高域輝度信号成分Y_H′，高域色信号成分C_Hは、前述
の如く、フイールド間，走査線間で位相反転する信号で
変調されており、かつ、エネルギーも小さいため、妨害
とはならない。

また、現行受像機で受信した場合、動画時のC_Hを垂直
−時間周波数空間の第１、第３象限に挿入する方式でも
再生される動画像の色信号は０〜0.5MHzの帯域となる
が、家庭用受像機の色信号帯域は、この程度のものが殆
どであることや、動画の視覚特性を考えると問題はない
と考えられる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を説明する。

第５図は、本発明の実施例における送像側の構成を示
す図である。撮像系（図示せず）からの輝度信号Ｙは、
時空間フイルタ１により動き成分が抽出され、判定回路
２に入れられて、動画か静止画かの判定がされ、動画あ
るいは静止画のどちらかを示す制御信号３が得られる。
ここで、動き成分を抽出する時空間フイルタ１の構成の
一例を第６図（ａ）に示し、その特性を同図（ｂ）に示
す第６図で、Ｆはフレーム遅延,Hは走査線遅延素子であ
る。第５図の判定回路２では、時空間フイルタ１の出力
信号が一定値以上のレベルであれば動画と判定する。

Ｙ信号は、さらに、高域通過フイルタ４により、高域
輝度信号５（4.2MHz〜7MHz）が抽出され、振幅変調器６
に入る。そして、振幅変調器６で、搬送波_M1（周波数
3.58MHz）により振幅変調され、低域通過フイルタ７に
より、その下側帯波が抽出される。このとき、搬送波
_M1は走査線毎，フイールド毎に位相反転する。

一方、Ｙ信号は減算器８により、高域輝度信号が除か
れ、低域輝度信号９が得られる。

撮像系から得られた色差信号Ｉは、低域通過フイルタ
10により、広い帯域のＩ信号12（０〜1.5MHz）が抽出さ
れる。そして、もう一方の低域通過フイルタ11により狭
い帯域のＩ信号13が得られる。減算器14により広帯域Ｉ
信号12と狭帯域Ｉ信号13の減算を行ないＩ信号の高域成
分15（0.5MHz〜1.5MHz）が抽出されて振幅変調器16に入
る。振幅変調器16では、搬送波M₂（周波数2.7MHz）で
振幅変調し、高域通過フイルタ17により、その上側帯波
が抽出され動画モードのときに伝送される高域Ｉ信号成
分18（3.2MHz〜4.2MHz）となる。なお、搬送波_M2は、
フイールド毎，走査線毎に位相反転する。

撮像系から得られたＱ信号は、低域通過フイルタ19に
より帯域制限された信号20（0.5MHz以下）となり、直交
変調器21でＩ信号成分と共に色副搬送波_SC（3.58MH
z）で直交変調される。このときＩ信号成分は、切替ス
イツチ22で、広帯域信号12と狭帯域信号13が、モード制
御信号３に従つて切替えられる。

さらに、直交変調器21の出力信号は、加算器23によ
り、静止モードのときは、高域輝度信号成分18′と、動
画モードのときは、Ｉ信号の高域成分18と加算されて、
時空間フイルタ24に入る。そして、切替スイツチ25によ
り、動画モードのときは、時空間フイルタ24により帯域
制限された信号が選ばれ、静止モードのときは、帯域制
限されない信号が選ばれ、輝度信号と加算器26で加算さ
れて伝送信号27となる。

低域輝度信号９は、切替スイツチ29および減算器30に
より、動画モードのときは、時空間フイルタ28で帯域制
限され、静止モードのときは、帯域制限されないように
制御される。

なお、静止，動画のモード情報は、加算器31でフイー
ルドに１回，第１走査線に挿入して伝送する。

ここで、帯域制限用の時空間フイルタ24,28は同一構
成となつており、その構成を第７図（ａ）に示し、特性
を同図（ｂ），（ｃ）に示す。第７図で、Ｆはフレーム
遅延素子,Hは走査線遅延素子,BPFは、帯域通過フイルタ
（3.2MHz〜4.2MHz）である。

本発明における受像側の実施例の構成を第８図に示
す。

受信したNTSC信号から、モード情報抽出回路32によ
り、静止／動画モードの情報を抽出する。そして、色信
号および、高域輝度信号成分を静止画用と動画用の時空
間フイルタ33,34で抽出し、切替スイツチ35で、モード
情報36にしたがつて、静止モードのときは、時空間フイ
ルタ33の信号を、動画モードのときは、時空間フイルタ
34の信号をそれぞれ選択する。ここで、静止モード用の
時空間フイルタ33の構成と特性を第９図（ａ），（ｂ）
に示す。同図でＦはフレーム遅延素子である。動画モー
ド用の時空間フイルタ34は、第７図に示したものと同じ
である。

色信号および高域輝度成分の信号37は、時空間フイル
タ38により、「垂直−時間」周波数領域で第1,第３章限
の成分が抽出され、復調器39,40にそれぞれ入り、搬送
波_M1,_M2で同期検波される。ここで_M1,_M2はフイ
ールド毎，走査線毎に位相反転する。復調器39からの信
号は、高域通過フイルタ41を通り、高域輝度信号42が再
生される。また、復調器40からの信号は、低域通過フイ
ルタ43を通り、色差信号Ｉの高域成分44（0.5〜1.5MH
z）が再生される。

低域輝度信号45は、受信信号から色成分，高域輝度信
号成分の信号37が除かれて得られ、加算器46で、再生さ
れた高域輝度信号42と加算される。なお、動画のとき
は、加算されない。

一方、時空間フイルタ47により「垂直−時間」周波数
領域の第2,第４象限の成分が抽出され、復調器48で色副
搬送波_SCにより、周期検波され、一方は低域通過フイ
ルタ49により、色差信号Ｉの成分50が得られ、動画モー
ドのときは高域Ｉ成分44と加算されてもとのＩ信号が得
られる。他方の、低域通過フイルタ50を通してＱ信号が
再生される。

以上述べた実施例では高域色信号として色差信号Ｉの
場合を示したが、Ｑ信号の場合でもよく、I,Qの組み合
せでもよいことは、当然である。また、動画時には、高
域色信号は送らないようにしてもよい。

また、静止画，動画モート切替え時に、一旦高域輝度
信号成分，高域色信号成分ともに挿入しない期間を設け
てもよい。

〔発明の効果〕

以上、述べたように、本発明によれば、YC間の漏話も
少なく、かつ、動画像の解像度の低下も少なくでき、実
施して効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は従来方式のテレビジヨン信号を垂直−時
間周波数領域で示した図、第１図（ｂ）は第１図（ａ）
の−線断面を水平−垂直周波数領域で表した図、第
２図（ａ）は本発明のテレビジヨン信号の周波数スペク
トルの図、第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の−線の
断面図、第３図は本発明のテレビジヨン信号の周波数ス
ペクトル、第４図は本発明の高域色信号成分の周波数シ
フトを説明する図、第５図は本発明の実施例における送
像側の構成図、第６図，第７図は時空間フイルタの構成
例、第８図は本実施例における受像側の構成図、第９図
はYC分離用時空間フイルタの構成と特性を示す図であ
る。１……時空間フイルタ、２……判定回路、３……モード
情報、４……高域通過フイルタ、6,16……振幅変調器、
21……直交変調器、7,10,11,19……低域通過フイルタ、
17……高域フイルタ、24,28……時空間フイルタ、12…
…広帯域色差信号、13……狭帯域色差信号、32……モー
ド情報抽出回路、33,34……YCY_H′、分離用時空間フイ
ルタ、36……モード情報、37……Ｃ−Y_H′信号、45……
低域輝度信号、38,47……時空間フイルタ、39,40,48…
…復調器、41……高域フイルタ、43,49,50……低域フイ
ルタ。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】色信号と輝度信号を周波数多重し、伝送す
るテレビジョン信号を形成する際に、画像の動きを検出し、上記輝度信号を、第１の水平周波数より高い水平周波数
成分からなる高域輝度信号と上記第１の水平周波数より
低い水平周波数より低い水平周波数成分からなる低域輝
度信号とに分離し、動きの検出結果が、動きが小さいことを示した場合、上記高域輝度信号を、「垂直−時間」周波数領域の第1,
第３象限で且つ上記低域輝度信号の水平周波数帯域の高
域側に周波数シフトし、上記色信号を、「垂直−時間」周波数領域の第2,第４象
限で且つ上記低域輝度信号の水平周波数帯域の高域側に
周波数シフトし、上記低域輝度信号に、上記高域輝度信号と上記色信号と
を周波数多重し、動きの検出結果が、動きが大きいことを示した場合、上記色信号を、第２の水平周波数より高い水平周波数成
分からなる高域色信号と上記第２の水平周波数より低い
水平周波数成分からなる低域色信号とに分離し、上記高域色信号を、「垂直−時間」周波数領域の第1,第
３象限で且つ上記低域輝度信号の水平周波数帯域の高域
側に周波数シフトし、上記低域色信号を、「垂直−時間」周波数領域の第2,第
４象限で且つ上記低域輝度信号の水平周波数帯域の高域
側に周波数シフトし、上記低域色信号と上記高域色信号とを、動きが大きい場
合に上記色信号が上記低域輝度信号に周波数多重された
水平周波数帯域のうち高域側のより狭い水平周波数帯域
が通過域となるように帯域制限し、上記低域輝度信号を、上記通過域が阻止域となるように
帯域制限し、上記低域輝度信号に、上記上記高域色信号と上記低域色
信号とを周波数多重することを特徴とするテレビジョン
信号の色信号・輝度信号処理方法。
【請求項２】動きの検出結果が動きが小さいことを示し
た場合、前記高域輝度信号及び前記色信号を約2.1〜4.2
MHzの水平周波数帯域に周波数シフトし、動きの検出結果が動きが大きいことを示した場合、前記
高域色信号及び前記低域色信号を約3.2〜4.2MHzの水平
周波数帯域に周波数シフトすることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のテレビジョン信号の色信号・輝度
信号処理方法。