JP2589549B2

JP2589549B2 - 複合映像信号のｙ／ｃ分離装置

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Publication number: JP2589549B2
Application number: JP63159504A
Authority: JP
Inventors: 秀行林
Original assignee: NEC Home Electronics Ltd
Current assignee: NEC Home Electronics Ltd
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1997-03-12
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JPH0211089A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明はNTSCカラー・テレビジョン方式の複合映像
信号を輝度信号と搬送色信号とに分離するY/C分離装置
に関する。

従来の技術 NTSC方式の複合映像信号から輝度信号と搬送色信号と
を分離する現在のY/C分離回路は、周波数フィルタまた
はくし型フィルタによっている。しかし搬送色信号の周
波数帯域と輝度信号の周波数帯域とが一部重なっている
ので、上記のアナログフィルタによる分離方式では、完
全なY/C分離ができず、クロスカラー・ドットクロール
妨害があり、画質低下が避けられなかった。最近、高品
質、高精細な画像に対する要求が増加し、一方半導体技
術の進歩によりコストが低下したことから、ディジタル
信号処理技術を適用することで上記問題を実用的に解決
する見込みが大きくなった。

そこで１つのフレーム・メモリを用い、ディジタル変
換された入力複合映像信号をこのフレーム・メモリに入
れて１フレーム遅延させ、遅延された複合映像信号と入
力複合映像信号とのフレーム間相関を利用してY/C分離
することが考えられている。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記のディジタルY/C分離装置は、映像
信号が静止画を表わすものであれば信号のフレーム間相
関が強いので適切に動作するが、一般に画像には動きが
あり、動きがあるとフレーム間相関が弱くなるのでY/C
分離に不充分さが残る。一方、複合映像信号の処理回路
にはS/N改善を図るためのいわゆるノイズ・リデューサ
といわれるノイズ低減回路があり、このノイズ低減回路
もフレーム・メモリを用いてディジタル的に構築する試
みが行なわれている。

特開昭62−71391号「テレビジョン受像機」には、２
フレーム間差信号及び少なくとも１つの１フレーム間差
信号を入力とし、画像における動きの程度を検出する動
き検出手段及びライン間Y/C分離手段及びフレーム間Y/C
分離手段の出力を動きに応じて適宜選択する選択手段と
を備えたY/C分離装置が開示されている。

このものは、画面上で細線が移動するような動きの検
出漏れを防止するため、２フレーム間差信号以外にも、
互いに１ラインだけずれた一対の１フレーム間差信号を
用いて動き検出するようにしているが、フレーム間差信
号には動き成分の外に色成分が含まれるため、一対の１
フレーム間差信号どうしを加算した上で低域濾波して動
き成分だけを抽出するといった対策を取る必要があり、
動き検出回路の構成が複雑であった。また、画像の動き
に応じてライン間Y/C分離手段及びフレーム間Y/C分離手
段の出力を選択するといっても、この場合の選択は、M0
モードと呼ぶ静止画像とM1モードと呼ぶ静止画像とM2モ
ードと呼ぶ動画像とで、分離形態を定型的に異ならしめ
るだけであり、３種類のモードに応じた選択肢しか許さ
れないものであった。すなわち、例えば色信号Ｃについ
て見たときに、走査線番号ｎを添え字に付した走査線信
号Xnについて、 M0モードでは、Ｃ＝X₀/2−（X_-525＋X₅₂₆）/4 M1モードでは、Ｃ＝X₀/2−（X_-263＋X₂₆₂）/4 M2モードでは、Ｃ＝X₀/2−（X_-1＋X₁）/4 というように、静止画に対しては現走査線とその１フレ
ーム前後の走査線の混合（M0モード）か又は現走査線と
１フィールド前後の走査線との混合（M1モード）による
Y/C分離と、動画に対して現走査線とその１ライン前後
の走査線との混合（M2モード）によるY/C分離の計３パ
ターンに限定されるものであった。従って、画像の動き
の程度をいくら厳密に数値化しようとも、結局は３種類
の画像パターンに対応した定型的なY/C分離に帰結して
しまうものであり、動き係数を用いた重み付け加算のよ
うなきめ細かなY/C分離ではなく、きわめて大雑把なY/C
分離しか行えないものであった。

また、特開昭62−72290号「高画質テレビジョンY/C分
離装置」には、２フレーム間差信号を用いたノイズ低減
手段を備えたY/C分離装置が開示されている。

このものは、ノイズ低減装置とY/C分離回路のフレー
ム・メモリを共用し、クロスカラーやドットクロールの
少ないY/C分離を行うことを目的とするものであり、帰
線ループに挿入していたクロマインバータを不要とする
ため、クロマインバータに代えてフレーム・メモリを用
い、２フレームで同相となる搬送色信号について２フレ
ーム間差信号を巡回加算してノイズ低減するに過ぎない
ものであった。また、２フレーム間差信号に乗算する係
数Ｋと原信号に乗算する係数１−Ｋは、動き適応補償を
受けておらず、またY/C分離回路についてもフレーム間Y
/C分離手段だけで構成されており、画像の動きの程度に
応じてフレーム間Y/C分離出力とライン間Y/C分離出力と
を重み付け加算する動き適応型の構成とはなっていない
ために、動きの激しい画像についてはY/C分離精度が落
ちるといった課題を抱えるものであった。

さらにまた、特開昭62−290268号「雑音除去装置」に
は、巡回型雑音低減係数をノイズ成分の多寡に応じて制
御するフレーム巡回形ノイズ除去回路が開示されてい
る。

しかしながら、この雑音低減装置の実施例は、フレー
ム差信号を少なくとも２以上の周波数領域に分割し、各
々の周波数領域でノイズ成分を抽出し、それぞれに適当
な係数を対応付けて入力テレビジョン信号に含まれるノ
イズを抑圧するものであり、周波数領域で一様でないノ
イズ成分の除去することを目的としたものである。ま
た、そのノイズ低減原理は、動き適応型ではなくノイズ
適応型になっており、フレーム差信号入力テレビジョン
信号の垂直帰線期間におけるノイズの大きさを閾値判別
して動き係数を形成しているため、周波数領域で一様で
ないノイズ成分を除去するのにノイズ抽出期間を垂直帰
線期間に限定するという矛盾は否めないものであった。
また、従来例として記載された雑音低減装置は、映像信
号成分に重畳するノイズ成分と動き成分が複合されたフ
レーム差信号を閾値判別して動き係数を可変する構成に
なっているが、１系統のフレーム差信号だけをただ単に
閾値判別する程度では、動き成分を可能な限り温存して
ノイズ成分だけを除去するといった高度の動き適応型ノ
イズ低減処理を望めないことは明らかであった。

また、特開昭63−90988号「動き信号発生回路」に
は、例えば動き適応型のY/C分離を行うさいに、全周波
帯域を対象とした２フレーム間差信号の外に、動きの早
い画像の輝度信号低域成分に含まれる動き成分を、互い
に１フレームだけずれた第１、第２の１フレーム間差信
号を検出し、動き検出の精度を高めるようにした動き信
号発生回路が開示されている。

しかしながら、このものは、２フレーム間差信号と第
１、第２の１フレーム間差信号を単純加算することで動
き係数を生成しており、２フレーム間差信号の閾値判別
結果と第１、第２の１フレーム間差信号の閾値判別結果
を総合して動き検出するといったきめ細かな動き検出を
行うまでに至っておらず、また輝度信号も色信号も２フ
レーム間では位相が一致しているため、色信号に対して
も正確な動き検出が可能であると説明はされているが、
輝度信号と色信号に対してそれぞれの信号特性を考慮し
た別個の動き検出を施す構成にはなっておらず、輝度信
号を主体としたY/C分離であると言わざるを得ないもの
であった。

本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたものであ
り、Y/C分離のためのフレーム・メモリとノイズ低減の
ためのフレーム・メモリとを共用化するとともに、画像
の動き検出のためにもフレーム・メモリを利用し、輝度
分離用動き係数K_Yと色分離用動き係数K_Cとノイズ低減用
動き係数K_Nの３つの動き係数を活用し、きめ細かなY/C
分離を行うことを目的とするものである。

課題を解決するための手段上記目的を達成するため、本発明は、入力複合映像信
号を１フレーム分遅延させる第１フレーム・メモリと、
第１フレーム・メモリに縦続接続された第２フレーム・
メモリと、第１フレーム・メモリの出力複合映像信号と
第２フレーム・メモリの出力複合映像信号との差をと
り、第１の１フレーム間差信号を出力する第１の減算手
段と、第１フレーム・メモリの出力複合映像信号と入力
複合映像信号との差をとり、第２の１フレーム間差信号
を出力する第２の減算手段と、入力複合映像信号と第２
フレーム・メモリの出力複合映像信号との差をとり、２
フレーム間差信号を出力する第３の減算手段と、前記第
１、第２のフレーム間差信号および２フレーム間差信号
をそれぞれ閾値判別し、判別結果を総合して前記複合映
像信号に含まれる輝度信号に表れる画像の動きの程度を
示す係数K_Yを検出する輝度分離用動き係数検出手段と、
前記２フレーム間差信号を閾値判別し、前記複合映像信
号に含まれる搬送色信号に表れる画像の動きの程度を示
す係数K_Cを検出する色分離用動き係数検出手段と、前記
第１、第２のフレーム間差信号および２フレーム間差信
号のうち値の大きな方の信号を閾値判別し、前記複合映
像信号に表れる動きの程度を示す係数K_Nを検出するノイ
ズ低減用動き係数検出手段と、前記２フレーム間差信号
に前記係数K_Nを乗じて入力複合映像信号から巡回的に減
算するノイズ低減手段と、前記第１フレーム・メモリの
出力複合映像信号とそれに隣接するラインの複合映像信
号とを用いて輝度信号と搬送色信号とを分離するライン
間Y/C分離手段と、前記第１フレーム・メモリの出力複
合映像信号と前記第２フレーム・メモリの出力複合映像
信号とを用いて輝度信号と搬送色信号とを分離するフレ
ーム間Y/C分離手段と、前記ライン間Y/C分離手段により
分離された輝度信号と前記フレーム間Y/C分離手段によ
り分離された輝度信号とを、前記係数K_Yと係数（１−
K_Y）の比をもって重み付け加算するとともに、前記ライ
ン間Y/C分離手段により分離された搬送色信号と前記フ
レーム間Y/C分離手段により分離された搬送色信号と
を、前記係数K_Cと係数（１−K_C）の比をもって重み付け
加算し、最終的なY/C分離出力を得る混合切換手段とを
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、第１、第２の１フレーム間差信号お
よび２フレーム間差信号に基づき、動き検出手段が画像
の動きの程度を表す３種類の動き係数K_Y,K_C,K_Nを検出
し、ノイズ低減手段およびY/C分離に供する。ノイズ低
減手段は、複合映像信号に含まれるノイズ成分にはフレ
ーム間相関がないこと、および搬送色信号は１フレーム
間で位相が反転しているので２フレーム間であれば同相
になることを利用し、輝度信号と搬送色信号に個別にノ
イズ低減を施す。この場合、２フレーム間差信号を入力
複合映像信号から減算すればノイズ低減が達成される
が、画像に動きがある場合には２フレーム間差信号中に
ノイズ成分のみならず動きを表わす信号成分も含まれる
ため、検出された動き係数K_Nの値に応じて入力複合映像
信号から減算する２フレーム間差信号のレベルを変化さ
せる。Y/C分離は、ライン間Y/C分離手段とフレーム間Y/
C分離手段の各分離結果を、動き係数K_Y,K_Cと係数（１−
K_Y），（１−K_C）の比に従って重み付け加算し、輝度信
号と搬送色信号に個別に施す。動きが無いかまたは少な
い画像の場合には映像信号の相関はライン間よりもフレ
ーム間の方が強く、その逆に動きの多い画像の場合に
は、動きが激しければ激しいほど映像信号のフレーム間
相関は弱くなり、ライン間の相関の方が相対的に強くな
るので、ライン間Y/C分離結果とフレー間Y/C分離結果と
を、検出された動きの程度に応じて混合することで、画
像の動きに適応した最適なY/C分離が可能である。

実施例の説明 NTSC複合映像信号は、輝度信号Ｙと搬送色信号Ｃの多
重信号である。第１図に示すように、輝度信号Ｙは、０
〜4.2MHz程度の周波数帯域をもつ。搬送色信号Ｃは、周
波数fsc（3.579545MHz）が同じで位相が90゜異なる色副
搬送波を２つの色差信号によって平衡変調した信号であ
り、周波数fscを中心として高域側約0.5MHz,低減側約1.
5MHzの周波数帯域を有する。Y/C分離装置は、NTSC複合
映像信号において輝度信号Ｙと搬送色信号（以下、単に
色信号という）Ｃとを分離するものである。したがっ
て、このY/C分離装置の入力信号はNTSC複合映像信号、
出力信号は輝度信号Ｙと色信号Ｃとなる。

ここで述べるY/C分離装置は、ディジタル信号処理回
路である。NTSC複合映像信号は、A/D変換器でたとえば
８ビットのディジタル信号に変換されてY/C分離装置に
与えられる。A/D変換器のクロック信号は、水平同期信
号またはカラーバースト信号をPLLロックした上記色副
搬送波の周波数fscの４倍の周波数4fscをもち、入力映
像信号はこの周波数4fscでサンプリングされディジタル
信号に変換される。したがってディジタルY/C分離装置
は、基本的に周波数4fscのクロック信号に同期して動作
する。このクロック信号の１周期Td＝1/4fscを用いる
と、第２図に示したように、１フィールドにおける１水
平走査期間は1H＝910Td、１垂直走査期間は1V＝262.5H
である。

第３図は、Y/C分離装置の基本構成を示すものであ
る。Y/C分離は、輝度信号がフレーム間またはライン間
（隣接する水平走査ライン間）で相関が強いことを利用
している。動きのない画像（これを静止画という）の場
合には、輝度信号の相関はライン間よりもフレーム間の
方が強い。他方、動きのある画像（これを動画という）
の場合には、動きが激しければ激しいほど輝度信号のフ
レーム間相関は弱くなる。したがって、動きが激しい場
合には輝度信号の相関はフレーム間よりもライン間の方
が相対的に強くなる。

画像における動きに関連する色信号のライン間相関と
フレーム間相関の強弱についても同じようなことが言え
るが、色信号の方が相関の強さの変動は輝度信号に比較
すると小さい。

画像における動きは、ある画素におけるある時点の映
像信号とその時点よりも１フレーム前または後または２
フレーム前の同一画素における映像信号との差（この差
を表わす信号を１フレーム間差信号、または２フレーム
間差信号という）をとることにより検出される。一般に
動きが比較的ゆるやかな場合には１フレーム間差信号や
２フレーム間差信号のレベルは小さく、動きが激しくな
ると、それにつれて１フレーム間差信号や２フレーム間
差信号のレベルも大きくなる。

一方、映像信号に含まれるノイズ成分はフレーム間相
関性が無い。そこで２フレーム間差信号に１より小さい
適当な係数を掛けたのちそれを原映像信号から減算すれ
ば、ノイズの低減を図ることができる。ただし、色信号
Ｃはフレーム間で位相が180゜反転しているので、１フ
レーム間差信号中には色信号Ｃが残り、好ましくなく、
２フレーム間差信号を原映像信号から減算する訳であ
る。

しかしながら、画像に動きがある場合には２フレーム
間差信号には動きに基づく差信号成分が現われる。そこ
で動き検出に応じて上記の係数を制御し、場合によって
は係数を０としてノイズ低減動作を行なわないようにす
る必要がある。

第３図において、フレーム間Y/C分離のための１フレ
ーム遅れた信号および２フレーム遅れた信号を得るた
め、かつまたノイズ低減動作に用いる２フレーム間差信
号を得るため、さらに動き検出のための１フレーム間差
信号および２フレーム間差信号を得るため、２つの第１
及び第２のフレーム・メモリ10,20が設けられ、縦続接
続されている。NTSC複合映像信号の入力端子と第１のフ
レーム・メモリ10との間には、ノイズ低減回路60が接続
されている。入力複合映像信号は、ライン間Y/C分離回
路30、フレーム間Y/C分離回路40、ノイズ低減回路60お
よび動き検出回路80に与えられる。ライン間Y/C分離の
ため、第１のフレーム・メモリ10の出力信号がライン間
Y/C分離回路30に与えられる。ノイズ低減回路60には、
第２フレーム・メモリ20の出力信号が与えられる。さら
に、動き検出のため、第１および第２フレーム・メモリ
10,20の出力信号が動き検出回路80に入力する。

動き検出回路80は、１フレーム間差信号および２フレ
ーム間差信号に基づいて画像における動きを検出し、動
きの程度をそれぞれ表わす３種類の係数K_N,K_Y,K_Cを発生
する。係数K_Nは上述した２フレーム間差信号に乗ずべき
係数としてノイズ低減回路60に与えられ、他の係数K_Y,K
_Cは、混合切換回路50に与えられる。

上述のごとく、輝度信号のライン間相関、フレーム間
相関の強さは画像の動きに応じて変わる。ライン間Y/C
分離回路30から得られる輝度信号YLとフレーム間Y/C分
離回路40から得られる輝度信号YFとを、動き検出回路80
から与えられる動きの程度を表わす係数K_Yに応じた割合
で混合または切換えて最終的な輝度信号Ｙを作成するの
が混合切換回路50である。この混合切換回路50はまた、
色信号についても同じように、ライン間Y/C分離回路30
の出力色信号CLとフレーム間Y/C分離回路40の出力色信
号CFとを、動き検出回路80から与えられる係数K_Cに応じ
た割合で混合または切換えて最終的な色信号Ｃを作成し
て出力する。

第３図に示す構成の一部をより詳しく示したのが第４
図である。NTSC複合映像信号の入力端子と第１フレーム
・メモリ10との間に、ノイズ低減回路60の減算回路61が
接続されている。第１のフレームメモリ10は、入力映像
信号データを263H（1Hは１水平走査明間）遅延させるフ
ィールド・メモリ11と、262H遅延させるフィールド・メ
モリ12とか縦続接続されて構成されている。フィールド
・メモリ12は入力映像信号データを261H遅延させるメモ
リ15と、1H遅延させる（１水平走査ライン分の複合映像
信号データを記憶する）ライン・メモリ16とが縦続接続
されることにより構成される。第２のフレーム・メモリ
20は、263Hのフィールドメモリ21と262Hのフィールド・
メモリ22とが縦続接続されることにより構成される。フ
ィールド・メモリ21は、ライン・メモリ23と262Hメモリ
24とから構成されている。中央部に接続された２つのラ
イン・メモリ16,23は、ライン間Y/C分離のためのもので
あり、回路30の一部をなしている。

ライン間Y/C分離回路30には、第１フレーム・メモリ1
0内のメモリ15の出力複合映像信号すなわちライン・メ
モリ16の入力信号（これをL₂とする）と、ライン・メモ
リ16の出力信号（これをL₀とする）と、第２のフレーム
・メモリ20内のライン・メモリ23の出力信号（これをL₁
とする）とが入力する。信号L₀が基準であり、これは入
力複合映像信号の１フレーム前の信号である。信号L
₁は、基準信号L₀の１ライン前の信号であり、信号L₂は
基準信号L₀の１ライン後の信号である。信号L₂は係数器
32でそのレベルが1/4倍され（信号L₂/4）、信号L₀は係
数器33で1/2倍され（信号L₀/2）、信号L₁は係数器34で1
/4倍される（信号L₁/4）。そして、減算回路35において
信号L₀/2から信号L₂/4とL₁/4が減算される。この減算演
算によって、輝度信号のライン間相関の程度に応じて輝
度信号が相殺される。たとえば信号L₂,L₀,L₁において輝
度信号の相関が１であれば、輝度信号は完全に相殺され
る。色信号はライン間において位相が反転しているの
で、信号L₂/4と信号L₀/2と信号L₁/4の色信号が減算回路
35において加算され、これにより結局１倍のレベルの色
信号が得られる。減算回路35の出力信号は、fscを中心
周波数とし、第１図に示す色信号の周波数帯域とほぼ等
しい通過帯域をもつ第１の色信号用帯域通過フィルタ
（この第１の帯域通過フィルタをBPF₁と略す）37を経て
ライン間Y/C分離による色信号CLとして出力される。

一方、減算回路35の出力信号は、fscを中心周波数と
しBPF₁よりも通過帯域の狭い第２の色信号用帯域通過フ
ィルタ（これをBPF₂と略す）36を通って減算回路38に与
えられる。減算回路38には基準となる信号L₀が入力して
おり、この回路38において、BPF₂の出力信号である色信
号が信号L₀から減算されることにより輝度信号が残り、
これがライン間Y/C分離による輝度信号YLとして出力さ
れる。

フレーム間Y/C分離回路40には、第１のフレーム・メ
モリ10の出力信号F₀（これは上記の信号L₀と同じである
がフレーム間Y/C分離の基準となるものであるから記号F
₀を使う）と、第２フレーム・メモリ20の出力信号（こ
れを信号F₁とする）とが入力する。基準信号F₀に対し
て、信号F₁は１フレーム前の信号である。信号F₀は、係
数器41で1/2倍され（信号F₀/2）、信号F₁は係数器42で1
/2倍される（信号F₁/2）。そして、減算回路43において
信号号F₁/2が減算される。この減算演算によって、輝度
信号のフレーム間相関の程度に応じて輝度信号が相殺さ
れる。色信号はフレーム間において位相が反転している
ので、信号F₀/2と信号F₁/2の色信号が減算回路43におい
て加算されることにより、結局１倍のレベルの色信号が
得られる。この色信号はBPF₁45を通ってフレーム間Y/C
分離の色信号CFとして出力される。一方、減算回路44に
おいて信号F₀から減算回路43の出力である色信号が減算
されるので輝度信号が残り、フレーム間Y/C分離の輝度
信号YFとして出力される。

減算回路81は入力復合映像信号から、２フレーム前の
信号であるフレーム・メモリ20の出力信号を減算して２
フレーム間差信号DYCを出力する。この減算回路81はノ
イズ低減回路60と動き検出回路80に共用され、この回路
81の出力信号である２フレーム間差信号DYCは、ノイズ
低減回路60の振幅調整回路70に与えられるとともに、動
き検出回路80の主要部90に入力する。

動き検出回路80にはまた、減算回路82,83が含まれて
いる。減算回路82は、Y/C分離の基準となる第１フレー
ム・メモリ10の出力映像信号（L₀,F₀に同じ）からその
１フレーム前の信号である第２フレーム・メモリ20の出
力信号（F₁に同じ）を減算して、１フレーム間差信号DY
1を出力するものである。この１フレーム間差信号DY1
は、動き検出回路80の主要部90に入力する。

減算回路83は、Y/C分離の基準となる第１フレーム・
メモリ10の出力複合映像信号からその１フレーム後の信
号である入力複合映像信号を減算して、１フレーム間差
信号DY2を出力するものである。この１フレーム間差信
号DY2も、動き検出回路主要部90に入力する。

さらに第4b図に示すように、他の種類の１フレーム間
差信号を用いて動き検出を行なうようにしてもよい。第
4b図は、動き検出回路80の変形例を示すものである。第
１フレーム・メモリ10内のフィールド・メモリ11は、26
2Hメモリ13とライン・メモリ14とに分けられている。ま
た第２レームメモリ20内のフィールド・メモリ21の262H
メモリ24は、261Hメモリ25とライン・メモリ26とに分離
されている。減算回路84,85は、基準信号L₀,F₀に対して
１フィールド前後の信号から１フレーム間差信号をつく
り出すものである。これらの減算回路84,85は、入力復
合映像信を基準とすると１フィールド前の１フレーム間
差信号を導出するためのものであるともいえる。減算回
路84は、フィールド・メモリ11の出力映像信号からフィ
ールド・メモリ21の出力映像信号を減算して１フレーム
間差信号DY01を出力する。これらのフィールド・メモリ
11,21の出力映像信号は、入力複合映像信号や基準信号L
₀,F₀からみると、飛び越し走査における異なるフィール
ドの映像信号に該当する。もう１つの減算回路85には、
減算回路84に与えられる映像信号よりも１ライン後の映
像信号が与えられる。すなわち、減算回路85では、フィ
ールド・メモリ11の262Hメモリ13の出力映像信号からフ
ィールド・メモリ21の261Hメモリ25の出力映像信号が減
算されて、１フレーム間差信号DY02が得られる。これら
の１フレーム間差信号DY01とDY02は１ラインずれた位置
における差信号であり、動き検出回路の主要部90に入力
する。

動き検出回路80の主要部90は、輝度信号YL、YFの混合
切換えのための係数K_Y（および１−K_Y）を作成する回路
と、色信号CL,CYの混合切換えのための係数K_Cおよび係
数（１−K_C）を作成する回路と、ノイズ低減のために用
いる係数K_Nを作成する回路とを含んでいる。

輝度信号の混合切換えのための係数K_Y,1−K_Yを作成す
る回路の一例が、第５図に示されている。この回路に
は、２フレーム間差信号DYCと１フレーム間差信号DY1,D
Y2,DY01,DY02とが入力している。信号DY01,DY02は、第4
b図に示すように減算回路84,85が設けられた場合にのみ
入力する。

２フレーム間差信号DYCは、２フレーム間の動きを表
わす輝度信号成分と色信号或分とを含んでいる。２フレ
ーム間で全く動きがなければ、この２フレーム間差信号
DYCのレベルは０（ただしノイズを含む）である。この
差信号DYCから動きを表わす輝度信号成分のみを取出す
ため、第１の低域通過フィルタ（これをLPF₁という）10
1が設けられている。このLPF₁の通過帯域は、色信号を
遮断する程度以下の帯域に設定されている。LPF₁を通過
した信号は絶対値回路102で絶対値化され、次に３つの
比較器C1A,C1B,C1Cにそれぞれ与えられる。

これらの比較器C1A〜C1Cは、動きを表わす輝度信号成
分のレベルを４段階に振分けるものである。この明細書
において、一般に比較器は、第９図に示すごとく、入力
信号のレベルが比較器に与えられる基準値（または閾
値）以下の場合に“0"出力を、入力信号が基準値を超え
ている場合に“1"出力を発生するものとする。比較器C1
A,C1B,C1Cにはそれぞれ基準値1A,1B,1Cが与えられてい
る。これらの基準値は1A＜1B＜1Cの関係にある。これら
の比較器C1A〜C1Cの出力は、デコーダD1に与えられる。

デコーダD1は、入力する３つの比較結果を表わす信号
に応じて第10図に示すような２ビット（MSBとLSB）と出
力を発生する。２フレーム間における動きが激しい場合
には比較器C1Cの出力が“1"となり、この場合にはデコ
ーダD1の出力は“11"となる。これとは逆に２レール間
における動きがきわめて小さいかまたは無い場合には、
全比較器C1C〜C1Aの出力は“0"となり、デコーダD1の出
力は“00"を表す。このようにデコーダD1の２ビット出
力信号によって、２フレーム間における輝度信号によっ
て表わされる動きの程度が表現される。

第10図は、後に述べるデコーダD2およびデコーダD4の
動作も共通に表わしている。１フレーム間差信号は、１
フレーム間における動きを表わす輝度信号成分と色信号
成分に加えて、静止画部分の色信号成分を含んでいる。
色信号は、１フレーム間では180゜の位相差をもつから
である。１フレーム間差信号DY1,DY2,DY01,DY02は、係
数器111,112,113,114でそれぞれA_K1,B_K1,C_K1,D_K1倍され
たのち最大値回路115に入力する。係数器111〜114は、
４種類の１フレーム間差信号に重み付けを与えるための
もので、それらの係数A_K1〜D_K1は実験により最適値にあ
らかじめ設定される。最大値回路115は入力信号のうち
最も大きいレベルをもつものを選択して出力する回路で
ある。上記の減算回路84,85が設けられない場合は、係
数器113,114が不要となるのはいうまでもない。最大値
回路115で選択された最も激しい動きを表わす信号は、
第２の低域通過フィルタ（これをLPF₂という）116に入
力する。LPF₂の通過帯域は上述したLPF₁の通過帯域より
も狭く、色信号成分を完全に除去してそれよりも周波数
の低い輝度信号成分のみを通過させるようにつくられて
いる。これは、１フレーム間差信号には上述のように静
止画部分の色信号成分も含まれているからである。LPF₂
を通過した１フレーム間の最も大きな動きを表わす輝度
信号成分は絶対値回路117で絶対値化され、３つの比較
器C2A,C2B,C2Cに入力する。

比較器C2A,C2B,C2Cもまた動きを表わす輝度信号成分
のレベルを４段階に分類するものであり、それぞれに基
準値2A,2B,2C（2A＜2B＜2C）が与えられている。これら
の比較器C2A〜C2Cの出力（“1"または“0"）はデコーダ
D2に入力する。デコーダD2の動作は第10図に示す通りで
あり、２ビット（MSB,LSB）の出力を発生する。

２つのデコーダD1とD2の各２ビットの出力信号は、係
数発生回路103に入力する。係数発生回路103は、デコー
ダD1,D2からの入力信号の表わすコード（“1"または
“0"）に応じて所定の係数K_Y,1−K_Yを表わす信号を出力
するものであり、その動作が第12図に示されている。

上述のように、デコーダD1,D2の出力はそれぞれ２フ
レーム間差信号DYC、１フレーム間差信号における輝度
信号成分によって表わされる動きの程度を示しており、
出力“11"が最も激しい動きを、出力“00"が最も穏やか
な動きないしは静止画状態を示している。輝度信号のた
めの係数K_Yは０〜１の間の値をとり、動きが激しいほど
大きな値に設定される。この実施例では、係数K_Yのとり
うる値は４段階0,0.375,0.625および１にあらかじめ固
定されている。第12図においては、デコーダD1の出力と
デコーダD2の出力との間の最小関係を判定し、K_Yが決定
されている。係数K_Yの決定の仕方はこれに限られること
なく種々考えられるのはいうまでもない。係数１−K
_Yは、係数K_Yを１から減算した値として決定される。

色信号の混合切換えのための係数K_C,1−K_Cを作成する
回路の一例が、第６図に示されている。この回路には、
２フレーム間差信号DYCのみが入力している。２フレー
ム間差信号DYCは第３の帯域通過フィルタ（これをBPF₃
という）に与えられる。BPF₃は、BPF₂と中心周波数は同
じであるがそれよりもさらに狭帯域の通過帯域をもつも
ので、これにより２フレーム間差信号DYC中の動きを表
わす色信号成分が確実に抽出される。BPF₃121の出力色
信号成分は、絶対値回路122で絶対値化されて２つの比
較器C3A,C3Bに入力する。これらの比較器C3A,C3Bには、
基準値3A,3B（3A＜3B）がそれぞれ与えられている。こ
のように色信号或分のレベルを２つの比較器によって３
段階に分類しているのは、色信号の混合切換えは人間の
視覚特性により細かく制御する必要がないからである。

比較器C3A,C3Bの出力信号は、デコーダD3に入力す
る。デコーダD3の動作が、第11図に示されている。デコ
ーダD3もまた、動きが激しいほど大きな値を表わす２ビ
ット・コードを出力する。デコーダD3の２ビット出力
は、次に係数発生回路123に入力する。係数発生回路123
の動作は、第13図に示されている。デコーダD3から入力
する２ビット・コード信号が表わす値が大きいほど動き
が激しく、大きな値の係数K_Cが設定される。係数K_Cもま
た０〜１の間の値をとり、この実施例においては0,0.5
および１の３段階の値に固定され、この値がデコーダD3
の出力に応じて選択される。１からKCを減算した値をも
つ係数１−K_Cもまた決定される。

ノイズ低減のために用いる係数K_Nを作成する回路の一
例が、第７図に示されている。この回路には２フレーム
間差信号DYCと１フレーム間差信号DY1,DY2,DY01,DY02と
が入力する。２フレーム間差信号DYCは、絶対値回路131
で絶対値化されたのち最大値回路132に入力する。絶対
値回路131の出力信号は、２フレーム間における動きを
表わす輝度信号成分と色信号成分とを含んでいる。

他方、１フレーム間差信号DY1,DY2,DY01,DY02は係数
器141,142,143,144でそれぞれA_K2,B_K2,C_K2,D_K2倍された
のち、最大値回路145に入力する。これらの係数器も１
フレーム間差信号に適当な重みを与えるためのもので、
その係数は実験により最適値に設定される。最大値回路
145から出力される最も大きい動きを表わす信号は、次
にLPF₂146に入力し、色信号或分が除去される。LPF₂146
の出力信号は１フレーム間における動きを表わす輝度信
号成分であり、これは絶対値回路147で絶対値化され、
最大値回路132に入力する。減算回路84,85が設けられれ
いない態様では、係数器143,144は不要である。

最大値回路132は、絶対値回路131,147から入力する２
つの入力信号のうちいずれかレベルの大きい方の信号を
選択して出力する。この回路132の出力信号は、基準値4
A,4B,4C（4A＜4B＜4C）がそれぞれ与えられている３つ
の比較器C4A,C4B,C4Cに入力し、４段階に分けられる。
これらの比較器C4A〜C4Cの出力は、デコーダD4に入力す
る。デコーダD4の動作は、上述した第10図に示されてい
る。デコーダD4の２ビット・コード出力は、係数発生回
路133に入力する。

係数発生回路133の動作が、第14図に示されている。
デコーダD4の出力コードの表わす値が大きいほど動きが
激しい。係数K_Nは動きが激しいほど小さな値に設定され
る。この実施例では、係数K_Nは、0.75,0.625,0.375およ
び０の４段階に固定的に設定されており、入力コードに
応じてこれらのうちのいずれかが選択される。動きがほ
とんど無いないしは静止画のときには（入力コードは
“00"）、係数K_Nは最も大きい0.75に、動きが最も激し
いときには（入力コードは“11"）、係数K_Nは０に設定
される。

第８図は、ノイズ低減回路60に含まれる振幅調整回路
70の一例を示すものである。図示の回路70は、上述した
ように２フレーム間差信号DYCを入力とし減算回路61に
与えるべき被減算信号を出力するものである。振幅調整
回路70は、切換器72を備えている。この切換器72は、３
つの入力a,b,cのうちのいずれか１つをデコーダD5から
出力されるコード信号に応じて切換え接続して出力し、
減算回路61に与えるものである。後に詳しく説明するよ
うに、２フレーム間差信号DYCによって表わされる動き
の程度に応じて動きが無いないしは穏やかなときには入
力ａが、中間のときには入力ｂが、激しいときには入力
ｃがそれぞれ選択される。

２フレーム間差信号DYCは、２フレーム間における動
きを表わす輝度信号成分および色信号或分（動きが無い
ときにはこれらの成分は０）ならびにノイズ成分を含ん
でいる。この差信号DYCは、係数器71に入力する。係数
器71の係数は、上記K_Nによって決定される。係数器71に
よってK_N倍された差信号DYCは、入力ａとして切換器72
に与えられる。

２フレーム間差信号DYCはまた符号判別回路73に入力
し、その符号（正または負）が判別され、この判別結果
は閾値符号化回路74に入力する。閾値符号化回路74に
は、後述する閾値発生回路63または64から出力される閾
値A1またはA2（これらを包括して便宜的にＡで表わす）
が入力している。符号化回路74においてこの入力閾値Ａ
に符号化回路73が判別された符号が付与され、入力ｂと
して切換器72に与えられる。閾値発生回路63,64とは別
に設けられた閾値発生回路から出力される閾値信号を、
符号化回路74に入力するようにしてもよい。

切換回路72の入力ｃは０レベルの信号である。２フレ
ーム間差信号DYCはまた動きの程度を検出するために絶
対値回路75に与えられ、絶対値化されたのち比較器CAお
よびCBにそれぞれ入力する。比較器CAおよびCBの基準値
となる相互に異なる閾値A1,A2およびB1,B2をそれぞれ発
生する回路63,64および65,66が設けられている。これら
の閾値は、A1＜B1,A1＜A2,B1＜B2の関係にある。閾値A
1,A2のうちのいずれか一方が切換スイッチ76によって、
また閾値B1,B2のうちのいずれか一方が切換スイッチ77
によってそれぞれ選択され、比較器CA,CBにそれぞれ与
えられる。切換スイッチ76,77は連動しており、手動で
切換が可能である。これによって、S/N改善の効果が画
像によって切換えられる。

比較器CA,CBの出力信号（“0"または、“1"）は、デ
コーダD5に入力する。デコーダD5の動作およびデコーダ
D5の出力によって制御される切換器72の切換動作が、第
15図に示されている。２フレーム間差信号DYCに基づい
て検出される像の動きが激しいときは、デコーダD5の出
力は“11"となり、切換器72において入力ｃが選択され
る。この場合には切換器72の出力は０であるから、減算
回路61に入力する原映像信号はそのまま減算回路61を通
過する。すなわち、ノイズ低減動作は行なわれない。動
きが中間程度の場合には、デコーダD5の出力は“10"と
なり、切換器72において入力ｂが選択される。したがっ
て、閾値符号化回路74から出力される振幅が一定（閾値
Ａに等しい）でかつ差信号DYCと同じ符号をもつ閾値信
号が減算回路61に与えられ、原映像信号からこの閾値信
号が減算される。このことにより、ある程度のノイズ低
減効果が得られる。動きが穏やかまたは無い場合にはデ
コーダD5の出力が“00"となり、切換器72において入力
ａが選択される。この場合には、係数器71によってK_N倍
された２フレーム間差信号が減算回路61に与えられ、こ
の信号が原映像信号から減算されるので、動きの程度に
応じたノイズ低減効果が期待できる。

第16図は、混合切換回路50の具体的構成の一例を示し
ている。この回路50は、輝度信号についての回路と色信
号についての回路とを備えている。輝度信号についての
回路は、ライン間Y/C分離による輝度信号YLが入力する
係数器51と、フレーム間Y/C分離による輝度信号YFが入
力する係数器52と、これらの係数器51,52の出力信号を
加算する加算回路53とから構成され、加算回路53の出力
信号がこのY/C分離装置の出力である輝度信号Ｙとな
る。係数器51の係数はK_Yであり、係数器52の係数は１−
K_Yである。信号YLは、係数器51においてK_Y倍される。信
号YFは、係数器52において（１−K_Y）倍される。係数K_Y
は、画像における動き（輝度信号に基づいて検出された
動き）が激しいほど大きな値をとり、係数１−K_Yは動き
が小さいほど大きな値をとる。したがって、動きが激し
いほどライン間Y/C分離輝度信号YLの混合される割合が
多くなり、K_Yが１の場合にはこの信号YLが輝度信号Ｙと
して出力される。逆に動きが小さいほどフレーム間Y/C
分離輝度信号YFの混合される割合が多くなり、静止画の
場合には信号YFが輝度信号Ｙとして出力される。

色信号についての混合切換回路の動作も、輝度信号の
場合と全く同じである。すなわち、この回路は、ライン
間Y/C分離による色信号CLをK_C倍する係数器54と、フレ
ーム間Y/C分離による色信号CFを（１−K_C）倍する係数
器55と、これらの係数器54,55の出力信号を加算する加
算回路56とから構成され、加算回路56の出力信号がこの
Y/C分離装置の出力である色信号Ｃとなる。係数K_Cは画
像における動き（色信号に基づいて検出された動き）が
激しいほど大きな値をとり、係数１−K_Cは動きが小さい
ほど大きな値をとる。したがって、動きが激しいほどラ
イン間Y/C分離色信号CLの混合される割合が多くなり、K
_Cが１の場合にはこの信号CLが色信号Ｙとして出力され
る。逆に動きが小さいほどフレーム間Y/C分離色信号CF
の混合される割合が多くなり、静止画の場合には信号CF
が色信号Ｃとして出力される。

発明の効果以上説明したように、本発明によれば、動き係数検出
手段が、輝度分離用と色分離用とノイズ低減用とでそれ
ぞれに最適な検出方法を採用しており、輝度分離用に
は、２フレーム間差信号と第１、第２フレーム間差信号
のそれぞれを閾値判別したものを総合して動き係数K_Yを
検出することで、多角的かつ総合的な動き係数検出が可
能であり、また１フレーム間で位相が反転しているため
に２フレーム間であれば同相になる搬送色信号の分離用
には、２フレーム間差信号のみを閾値判別して動き係数
K_Cを検出することで、搬送色信号の特性を考慮した最善
の動き係数検出が可能であり、さらにノイズ低減用に
は、複合映像信号に含まれるノイズ成分にはフレーム間
相関が無いことに着目し、２フレーム間差信号と第１、
第２の１フレーム間差信号のうち値の大きな方の信号を
閾値判別して動き係数K_Nを検出するため、２フレーム間
差信号だけでなく第１、第２の１フレーム間差信号を考
慮したきめ細かな動き係数の検出が可能であり、さらに
画像に動きがある場合には２フレーム間差信号中にノイ
ズ成分のみならず動きを表わす信号成分も含まれるた
め、ノイズ低減は、２フレーム間差信号に前記係数K_Nを
乗じて入力複合映像信号から巡回的に減算することによ
り行い、検出された動きの程度に応じて入力複合映像信
号から減算されるべき２フレーム間差信号のレベルを変
化させることで、最適なノイズ低減が可能であり、さら
にライン間Y/C分離手段とフレーム間Y/C分離手段とを設
け、動きが無いかまたは少ない画像の場合には映像信号
の相関はライン間よりもフレーム間の方が強く、その逆
に動きの多い画像の場合には、動きが激しければ激しい
ほど映像信号のフレーム間相関は弱くなり、ライン間の
相関の方が相対的に強くなることを踏まえ、ライン間Y/
C分離結果とフレーム間Y/C分離結果とを、動き係数K_Y,K
_Cによる重み付け加算により混合し、動き係数K_Y,K_Cを最
終的な輝度信号と搬送色信号の分離出力に有効利用する
ことができ、高品質、高精細な画像再生を果たすことが
できる等の優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、輝度信号と色信号の周波数帯域を示し、第２
図は、１フィールド画面の走査を説明するための図であ
る。第３図は、本発明のY/C分離装置の基本構成を示す
ブロック図である。第4a図は、Y/C分離装置をより詳し
く示すブロック図であり、第4b図は、Y/C分離装置内の
動き検出回路の変形例を示すブロック図である。第５図
から第７図は、動き検出回路の主要部の構成を具体的に
示すブロック図であって、第５図は輝度信号成分の動き
検出回路を、第６図は色信号或分の動き検出回路を、第
７図はノイズ低減のための動き検出回路をそれぞれ示し
ている。第８図は、ノイズ低減回路における振幅調整回
路の具体的構成を示すブロック図である。第９図は、比
較器の動作を説明するための図である。第10図および第
11図は、第５図から第７図で用いられているデコーダの
動作を説明するためのものである。第12図、第13図およ
び第14図は、第５図から第７図でそれぞれ用いられてい
る係数発生回路の動作を示すものである。第15図は、第
８図で用いられているデコーダの動作を示すものであ
る。第16図は、混合切換回路の構成を示す回路図であ
る。 10,20……フレーム・メモリ 30……ライン間Y/C分離回路 40……フレーム間Y/C分離回路 50……混合切換回路 60……ノイズ低減回路 80……動き検出回路 81,82,83……減算回路 90……動き検出回路の主要部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力複合映像信号を１フレーム分遅延させ
る第１フレーム・メモリと、第１フレーム・メモリに縦
続接続された第２フレーム・メモリと、第１フレーム・
メモリの出力複合映像信号と第２フレーム・メモリの出
力複合映像信号との差をとり、第１の１フレーム間差信
号を出力する第１の減算手段と、第１フレーム・メモリ
の出力複合映像信号と入力複合映像信号との差をとり、
第２の１フレーム間差信号を出力する第２の減算手段
と、入力複合映像信号と第２フレーム・メモリの出力複
合映像信号との差をとり、２フレーム間差信号を出力す
る第３の減算手段と、前記第１、第２のフレーム間差信
号および２フレーム間差信号をそれぞれ閾値判別し、判
別結果を総合して前記複合映像信号に含まれる輝度信号
に表れる画像の動きの程度を示す係数K_Yを検出する輝度
分離用動き係数検出手段と、前記２フレーム間差信号を
閾値判別し、前記複合映像信号に含まれる搬送色信号に
表れる画像の動きの程度を示す係数K_Cを検出する色分離
用動き係数検出手段と、前記第１、第２のフレーム間差
信号および２フレーム間差信号のうち値の大きな方の信
号を閾値判別し、前記複合映像信号に表れる動きの程度
を示す係数K_Nを検出するノイズ低減用動き係数検出手段
と、前記２フレーム間差信号に前記係数K_Nを乗じて入力
複合映像信号から巡回的に減算するノイズ低減手段と、
前記第１フレーム・メモリの出力複合映像信号とそれに
隣接するラインの複合映像信号とを用いて輝度信号と搬
送色信号とを分離するライン間Y/C分離手段と、前記第
１フレーム・メモリの出力複合映像信号と前記第２フレ
ーム・メモリの出力複合映像信号とを用いて輝度信号と
搬送色信号とを分離するフレーム間Y/C分離手段と、前
記ライン間Y/C分離手段により分離された輝度信号と前
記フレーム間Y/C分離手段により分離された輝度信号と
を、前記係数K_Yと係数（１−K_Y）の比をもって重み付け
加算するとともに、前記ライン間Y/C分離手段により分
離された搬送色信号と前記フレーム間Y/C分離手段によ
り分離された搬送色信号とを、前記係数K_Cと係数（１−
K_C）の比をもって重み付け加算し、最終的なY/C分離出
力を得る混合切換手段とを具備することを特徴とする複
合映像信号のY/C分離装置。