JP2554116B2 - テレビジョン受像機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ノイズ低減回路と走査線補間回路とを備え
たテレビジョン受像機に関する。

［従来の技術］ 最近、デジタル処理技術を用いてテレビジョン受像機
において画質を改善するようにしたいわゆるIDTVが提案
されている。

かかるIDTVにおいては、テレビジョン信号のフレーム
相関性を利用して、すなわち１フレームだけ異なるテレ
ビジョン信号を足し合わせた場合に振幅和となる信号成
分が電力和となるノイズ成分に比して大きくなることを
利用してS/N比を向上させるようにしたノイズ低減回路
が設けられている。

また、入力テレビジョン信号を、走査線数を倍増させ
たノンインタレースのテレビジョン信号に変換して表示
画像の垂直解像度を高めるように、走査線数を倍増させ
る走査線補間回路及びその補間後のテレビジョン信号の
時間軸を1/2に圧縮する時間軸圧縮回路が設けられてい
る。

ここで、走査線補間は、テレビジョン信号が静止画の
場合には１フィールド前のテレビジョン信号を補間信号
とするフィールド間補間方式が垂直解像度を向上させる
上で良好であるが、このフィールド間補間方式によって
動画を補間する場合に、走査線補間することで却って画
質低下を起こすため、動画が入力されてきた場合には、
同一フィールドの着目ラインの上下ラインの平均値で補
間するライン間補間方式を適用するのが妥当であるとさ
れている。

このような走査線補間方式を切換えるための動き検出
信号としては、コンポジットビデオ信号から輝度信号及
びクロマ信号を動きに適応した分離方式で分離するY/C
分離回路に動き検出信号を与える動き検出回路からの検
出信号が用いられていた。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このような動き検出回路は、上述のように
Y/C分離回路の動き適応制御用のものであり、動き検出
回路からの動き検出信号の時間軸とY/C分離回路で処理
される信号との時間軸は一致している。

しかしながら、Y/C分離回路で分離処理された後、輝
度信号についてはコントラスト調整等の処理がY/C処理
回路でなされて、さらに上述したノイズ低減回路でノイ
ズ低減されて走査線補間回路に与えられ、色信号につい
てはACC処理及び色復調等の処理がY/C処理回路でなされ
て、さらに上述したノイズ低減回路でノイズが低減され
て走査線補間回路に与えられる。そのため、走査線補間
回路で走査線補間される信号の時間軸と動き検出回路か
ら走査線補間問回路に与えられる動き検出信号との時間
軸は大きく異なり、静止画から動画への切り替わり時
に、また動画から静止画への切り替わり時に走査線補間
が適切になされずに垂直解像度の僅かな時間ではあるが
乱れ、画質に悪影響を及ぼすといった問題があった。

一方、特開昭64−5192号「動き適応形ノンインターレ
ース変換回路」には、ライン間補間信号とフィールド間
補間信号の混合比を、フレーム間差信号すなわち動きに
応じて適応的に切り替える構成としたテレビジョン受像
機が開示されている。

しかしながら、このものは、フィールド間補間信号と
ライン間補間信号の混合比を、動き信号の大きさに応じ
て可変し、動き信号が大きい場合はライン間補間信号の
比率を高め、動き信号が小さい場合はフィールド間補間
信号の比率を高めるというように、フィールド間補間信
号とライン間補間信号の混合比をただ漠然と可変制御す
るだけのものであった。すなわち、動き信号の大きさを
判別する基準となる閾値或いは閾値判別結果に応じた混
合比の対応等が、何ら具体的に明らかにされておらず、
輝度の高いきめ細かな動き適応制御を望むことはできな
いものであった。また、補間信号の生成に先立って雑音
低減処理を行う構成とされているが、この雑音低減処理
は巡回型とも非巡回型とも規定されておらず、しかもた
だフレーム間差信号が閾値を越える場合（動画部分）と
そうでない場合（静止画部分）とで動作内容を切り替え
るとあるだけであり、フレーム間差分信号に乗算する係
数の大きさを２段階に切り替えるだけでは、良質の動き
適応雑音低減処理を望むことはできないものであった。

本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、
巡回型の雑音低減処理を施した輝度信号と復調色信号に
対し、静止画及び動画間に切り替わり時にも垂直解像度
を低下させることなく、動きに適応して走査線補間を実
行させることのできるテレビジョン受像機を提供しよう
とするものである。

［課題を解決するための手段］ かかる問題を解決するため、本発明は、輝度信号入力
及び復調色信号入力から、１フレーム期間遅延した輝度
信号出力及び復調色信号出力をそれぞれ減算してフレー
ム間差分信号を得、各フレーム間差分信号に１に満たな
い係数を乗算してそれぞれ前記輝度信号入力及び復調色
信号入力から減算し、振幅和となる信号成分に対し電力
和となるノイズ成分を巡回的に抑圧する巡回型ノイズ低
減回路と、該ノイズ低減回路から出力される輝度信号出
力を１フィールド期間遅延したフィールド間補間信号
と、該輝度信号出力とこれを１ライン期間遅延したライ
ン遅延信号とを相加平均したライン間補間信号とを外部
から指示された混合比率に従って合成して出力する輝度
信号用走査線補間部と、前記ノイズ低減回路から出力さ
れる復調色信号出力とこれを１ライン期間遅延したライ
ン遅延信号とを相加平均したライン間補間信号を出力す
る復調色信号用走査線補間部と、前記ノイズ低減回路か
ら輝度信号のフレーム間差分信号が供給され、該フレー
ム間差分信号の絶対値をとってフレーム間の動きの大き
さを検出し、該絶対値を最小閾値と最大閾値を含む少な
くとも２個の閾値を基準に閾値判別し、該閾値判定結果
に応じて前記混合比率を可変し、動きが乏しく前記絶対
値が前記最小閾値に満たない場合は前記フィールド間補
間信号だけを出力させ、動きが激しく前記絶対値が前記
最大閾値を越える場合は前記ライン間補間信号だけを出
力させ、前記絶対値が前記最小閾値と最大閾値の中間の
場合は前記フィールド間補間信号とライン間補間信号に
それぞれ動きに応じた１に満たない係数を乗算して合成
して出力させる動き検出回路とを具備することを特徴と
するものである。

［作用］ 本発明によれば、輝度信号入力及び復調色信号入力か
ら、１フレーム期間遅延した輝度信号出力及び復調色信
号出力をそれぞれ減算してフレーム間差分信号を得、各
フレーム間差分信号に１に満たない係数を乗算してそれ
ぞれ前記輝度信号入力及び復調色信号入力から減算し、
振幅和となる信号成分に対し電力和となるノイズ成分を
巡回的に抑圧する。

ノイズ低減処理を施した輝度信号出力からは、１フィ
ールド期間遅延したフィールド間補間信号と、該輝度信
号出力とこれを１ライン期間遅延したライン遅延信号と
を相加平均したライン間補間信号とを外部から指示され
た混合比率に従って合成して出力するとともに、復調色
信号出力からは、これと１ライン期間遅延したライン遅
延信号とを相加平均したライン間補間信号を出力する。
そのさいに、動きの大きさが最小閾値に満たない場合は
フィールド間補間信号だけを出力させ、動きの大きさが
最大閾値を越える場合はライン間補間信号だけを出力さ
せ、動きの大きさが最小閾値と最大閾値の中間の場合は
フィールド間補間信号とライン間補間信号にそれぞれ動
きに応じた１に満たない係数を乗算して合成して出力さ
せる。これにより、相関の乏しい画像による補間によっ
て画像にぼけを生じさせることなく、高精度の動き適応
型走査線補間が可能である。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述する。図
は、本発明のテレビジョン受像機の一実施例を示すブロ
ック図である。

図において、ノイズ低減回路１には、Y/C処理回路
（図示せず）からコントラスト調整等がなされた輝度信
号Y1及び色復調等の処理がなされて得られた色差信号C1
が与えられる。ノイズ低減回路１は、これら信号Y1及び
C1のノイズを低減して低減後の輝度信号Y2及び色差信号
C2を、輝度信号用走査線補間部と復調色信号用走査線補
間部とからなる走査線補間回路２に与える。走査線補間
回路２にはまた、動き検出回路３から動き検出信号S1及
びS2が与えられ、これらの動き検出信号S1,S2に応じて
輝度信号Y2の走査線補間信号Y3を形成し、色差信号C2の
走査線補間信号C3と併せ、入力信号Y2,C2と共に時間軸
圧縮回路（図示せず）に出力する。具体的には、輝度信
号用走査線補間部は、ノイズ低減回路１から出力される
輝度信号出力Y2を１フィールド期間遅延したフィールド
間補間信号Y5と、輝度信号出力Y2とこれを１ランイン時
間遅延したライン遅延信号Y6とを相加平均したライン間
補間信号Y7とを、動き検出信号S1及びS2に従って合成
し、信号Y3として出力する。また、復調色信号用走査線
補間部は、ノイズ低減回路１から出力される復調色信号
出力C2とこれを１ライン期間遅延したライン遅延信号C5
とを相加平均し、ライン間補間信号C3として出力する。

次に、各回路１〜３の構成を詳説する。

ノイズ低減回路１は、いわゆるフレーム巡回型の回路
構成になっている。このノイズ低減回路１において、入
力輝度信号Y1は減算回路11に与えられる。減算回路11
は、この輝度信号Y1から後述する輝度信号のノイズ成分
ΔY1を減算してノイズ成分を減少させ、S/N比が向上さ
れた輝度信号Y2を得て走査線補間回路２及び内蔵するフ
レームメモリ構成の１フレーム遅延回路12に与える。こ
の遅延回路12を介して遅延された輝度信号Y4は、減算回
路13に減算入力として与えられる。減算回路13には、上
述した入力輝度信号Y1が被減算入力として与えられてお
り、減算回路13はこれら輝度信号Y2及びY4の差分信号Δ
Ｙを得て可変形数回路14に与える。可変係数回路14は、
例えばROM構成の変換テーブルで形成されており、入力
差分信号ΔＹに応じたアドレスから、差分信号ΔＹに１
に満たない係数を乗算して得られる値をもつデータを読
み出し、動き成分を含むノイズ成分ΔY1として上述した
減算回路11に与える。可変係数回路14を構成する変換テ
ーブルはROMであるため、係数乗算回路等は不要であ
り、変換を素早く実行することができる。

かくして、減算回路13において入力輝度信号Y1と、過
去数フレームの輝度信号を重み付け合成して得られた輝
度信号Y4とのフレーム間差分信号ΔＹを得てこの信号Δ
Ｙに基づいてノイズ成分ΔY1を得、入力輝度信号Y1から
減算してノイズ成分を減少させることができる。すなわ
ち、出力輝度信号Y2は、１フレーム遅延回路12を介して
巡回的に入力輝度信号Y1に加算され、振幅和となる信号
成分に対し電力和となるノイズ成分を巡回的に抑圧する
ことができる。

ノイズ低減回路１は、色差信号C1についても輝度信号
Y1に対するのと同様の巡回型ノイズ低減処理を施す。す
なわち、減算回路15、１フレーム遅延回路16、減算回路
17及び可変係数回路18からなる構成を有する。なお、こ
れら回路15〜18の構成の説明は省略する。

こうしてノイズ低減された輝度信号Y2及び色差信号C2
2は、走査線補間回路２に与えられる。走査線補間回路
２は、入力された輝度信号Y2と色差信号C2を原信号とし
てそのまま出力する。

この走査線補間回路２において、入力輝度信号Y2は、
フィールドメモリ構成の１フィールド遅延回路21、加算
回路構成の平均値回路22及びラインメモリ構成の１ライ
ン遅延回路23に与えられる。１フィールド遅延回路21
は、入力輝度信号Y2を１フィールド期間だけ遅延させて
フィールド間補間方式に従って補間処理を施し、原信号
Y2の直前の補間信号Y5を形成して合成回路24に出力す
る。また、１ライン遅延回路23は、輝度信号Y2の１ライ
ン期間だけ遅延された輝度信号Y6を得て平均値回路22に
与える。平均値回路22は、到来する輝度信号Y2及びY6の
平均値信号Y7を得てその信号をライン間補間方式に従っ
て補間処理し、原信号Y2の直前の補間信号として合成回
路24に出力する。合成回路24は、上述した補間輝度信号
Y5及びY7を動き検出信号S1及びS2にによって指示された
混合比率で合成して最終的に補間信号Y3を得て次段の時
間軸圧縮回路に出力する。

他方、この走査線補間回路２において、入力色信号C2
は、加算回路構成の平均値回路25及びラインメモリ構成
の１ライン遅延回路26に与えられる。１ライン遅延回路
26は、色差信号C2の１ライン期間だけ遅延された色差信
号C5を得て平均値回路25に与える。平均値回路25は、到
来する色差信号C2及びC5の平均値信号C3を得てその信号
をライン間補間方式に従って補間処理し、原信号C2の直
前の補間信号として時間軸圧縮回路に出力する。

従って、ここでは輝度信号についての画像の動きに適
応した走査線補間がなされる。

動き検出回路３には、上述したノイズ低減回路１の減
算回路13から出力されたフレーム間差分信号ΔＹが与え
られるようになされている。動き検出回路３は、ローパ
スフィルタ30、絶対値回路31及び係数設定回路32を従属
接続した構成をなし、ローパスフィルタ30を介して高周
波ノイズ成分を除去してこのノイズ成分による動き信号
の誤検出を防止するようにし、その高周波ノイズ成分が
除去された差分信号の絶対値を絶対値回路31において
得、さらに係数設定回路32においてこれら絶対値信号AB
の所定期間の累積値を得てその累算値に応じた動き検出
信号S1及びS2を出力するようになされている。

ここで、係数設定回路32は、累積値が最小閾値に満た
ないほど非常に小さく、静止画と確実に判断できるとき
は補間信号Y5をそのまま出力させるような動き検出信号
S1及びS2を合成回路24に与える。また、累積値が最大閾
値を越えるほど非常に大きく、動画と確実に判断できる
ときは補間信号Y7をそのまま出力させるような動き検出
信号S1及びS2を合成回路24に与える。さらに、累積値が
最小閾値と最大閾値の中間にある場合には、補間信号Y7
及びY5を静止画及び動画のいずれに近いかによって定ま
る混合比率で合成させるような動き検出信号S1,S2を合
成回路24に与える。

なお、動き検出するためには、テレビジョン信号の３
次元上での差分を必要とするが、この実施例においては
その差分信号を減算回路13で得ているので、この意味で
は１フレーム遅延回路12及び減算回路13は動き検出回路
６の一部を構成している。

以上の構成において、入力輝度信号Y1及び色差信号C1
は、フレーム巡回型のノイズ低減回路１によってノイズ
が低減されて走査線補間回路２に与えられる。このノイ
ズ低減回路１の処理系において得られた入力輝度信号Y1
と過去の輝度信号情報Y4との差分信号ΔＹは、動き検出
回路３に与えられ、動き検出回路３によって動き検出信
号S1及びS2が得られる。

走査線補間回路２に与えられた色差信号C2からは、こ
の走査線補間回路２によって走査線補間信号C3が形成さ
れ、動き検出信号S1及びS2に関係なく時間軸圧縮回路に
出力される。他方、輝度信号Y2からは走査線補間回路２
においてフィールド間補間信号Y7及びライン間補間信号
Y5が形成され、これら補間信号Y7及びY5が合成回路24に
よって動き横出信号S1及びS2に応じて定まる混合比率で
合成されて補間信号Y3として時間軸圧縮回路に出力され
る。

従って、上述の実施例によれば、走査線補間方式を動
きに適応させて切り替えるための動き検出信号を走査線
補間回路に与えられる信号の時間軸とさほど時間軸が異
ならない信号によって形成することができ、時間軸の差
によって走査線補間方式の切換時に画質が低下すること
を防止することができる。また、かくするにつき、かか
る動き検出信号を得るための動き検出回路の一部として
ノイズ低減回路１の一部を利用しているので、構成を特
に複雑化することはない。

また、ノイズ低減回路１から輝度信号のフレーム間差
分信号が供給される動き検出回路３が、フレーム間差分
信号の絶対値をとってフレーム間の動きの大きさを検出
し該絶対値を最小閾値と最大閾値を含む少なくとも２個
の閾値を基準に閾値判別し、この閾値判別結果に応じて
混合比率を可変し、動きが乏しく前記絶対値が最小閾値
に満たない場合はフィールド間補間信号だけを出力さ
せ、動きが激しく前記絶対値が最大閾値を越える場合は
ランイン間補間信号だけを出力させ、前記絶対値が最小
閾値と最大閾値の中間の場合はフィールド間補間信号と
ライン間補間信号にそれぞれ動きに応じた１に満たない
係数を乗算して合成して出力させるようにしたので、フ
レーム間差分信号の大きさとして把握される動きの程度
に応じて、フィールド間補間信号とライン間補間信号と
を動的に切り替えて適用することができ、相関の乏しい
画像による補間によって画像にぼけを生じさせることな
く、高精度の動き適応型走査線補間が可能であり、これ
により画質を劣化させることなく飛び越し走査から順次
走査への変換が可能である。

なお、上述の実施例においては、色復調によって得ら
れる信号が色差信号であるテレビジョン受像機に適用し
たものを示したが、色復調によってられる信号がＩ軸及
びＱ軸に従う色信号であるテレビジョン受像機に対して
も適用することができる。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、輝度信号入力及び復
調色信号入力から、１フレーム期間遅延した輝度信号出
力及び復調色信号出力をそれぞれ減算してフレーム間差
分信号を得、各フレーム間差分信号に１に満たない係数
を乗算してそれぞれ前記輝度信号入力及び復調色信号入
力から減算し、振幅和となる信号成分に対し電力和とな
るノイズ成分を巡回的に抑圧するようにしたから、信号
成分とノイズ成分との信号相関の違いを利用した効率的
なノイズ低減が可能であり、またノイズ低減処理を施し
た輝度信号出力からは、１フィールド期間遅延したフィ
ールド間補間信号と、該輝度信号出力とこれを１ライン
期間遅延したライン遅延信号とを相加平均したライン間
補間信号とを外部から指示された混合比率に従って合成
して出力するとともに、復調色信号出力からは、これと
１ライン期間遅延したライン遅延信号とを相加平均した
ライン間補間信号を出力し、そのさいにノイズ低減回路
から輝度信号のフレーム間差分信号が供給される動き検
出回路が、フレーム間差分信号の絶対値をとってフレー
ム間の動きの大きさを検出し、該絶対値を最小閾値と最
大閾値を含む少なくとも２個の閾値を基準に閾値判別
し、この閾値判別結果に応じて前記混合比率を可変し、
動きが乏しく前記絶対値が最小閾値に満たない場合はフ
ィールド間補間信号だけを出力させ、動きが激しく前記
絶対値が最大閾値を越える場合はライン間補間信号だけ
を出力させ、前記絶対値が最小閾値と最大閾値の中間の
場合はフィールド間補間信号とライン間補間信号にそれ
ぞれ動きに応じた１に満たない係数を乗算して合成して
出力させるようにしたから、走査線補間用の原信号との
時間軸の差が少ない動き検出信号によって走査線補間方
式を制御でき、静止画及び動画の切換時にも良好な表示
画像を実現でき、しかもフレーム間差分信号の大きさと
して把握される動きの程度に応じて、フィールド間補間
信号とライン間補間信号とを動的に切り替えて適用する
ことができ、相関の乏しい画像による補間によって画像
にぼけを生じさせることなく、高精度の動き適応型走査
線補間が可能であり、これにより画質を劣化させること
なく飛び越し走査から順次走査への変換が可能である等
の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明のテレビジョン受像機の一実施例を示すブ
ロック図である。 １……ノイズ低減回路 ２……走査線補間回路 ３……動き検出回路 11,13……減算回路 12……１フレーム遅延回路 21……１フィールド遅延回路 22……平均値回路 23……１ライン遅延回路 24……合成回路 31……絶対値回路 32……係数設定回路

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】輝度信号入力及び復調色信号入力から、１
   フレーム期間遅延した輝度信号出力及び復調色信号出力
   をそれぞれ減算してフレーム間差分信号を得、各フレー
   ム間差分信号に１に満たない係数を乗算してそれぞれ前
   記輝度信号入力及び復調色信号入力から減算し、振幅和
   となる信号成分に対し電力和となるノイズ成分を巡回的
   に抑圧する巡回型ノイズ低減回路と、該ノイズ低減回路
   から出力される輝度信号出力を１フィールド期間遅延し
   たフィールド間補間信号と、該輝度信号出力とこれを１
   ライン期間遅延したライン遅延信号とを相加平均したラ
   イン間補間信号とを外部から指示された混合比率に従っ
   て合成して出力する輝度信号用走査線補間部と、前記ノ
   イズ低減回路から出力される復調色信号出力とこれを１
   ライン期間遅延したライン遅延信号とを相加平均したラ
   イン間補間信号を出力する復調色信号用走査線補間部
   と、前記ノイズ低減回路から輝度信号のフレーム間差分
   信号が供給され、該フレーム間差分信号の絶対値をとっ
   てフレーム間の動きの大きさを検出し、該絶対値を最小
   閾値と最大閾値を含む少なくとも２個の閾値を基準に閾
   値判別し、該閾値判定結果に応じて前記混合比率を可変
   し、動きが乏しく前記絶対値が前記最小閾値に満たない
   場合は前記フィールド間補間信号だけを出力させ、動き
   が激しく前記絶対値が前記最大閾値を越える場合は前記
   ライン間補間信号だけを出力させ、前記絶対値が前記最
   小閾値と最大閾値の中間の場合は前記フィールド間補間
   信号とライン間補間信号にそれぞれ動きに応じた１に満
   たない係数を乗算して合成して出力させる動き検出回路
   とを具備することを特徴とするテレビジョン受像機。