JP2690174B2 - 輝度・色信号分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、動き適応型の輝度・色信号分離を行う輝
度・色信号分離装置に関する。

［従来の技術］ テレビジョン受像機やビデオテープレコーダ等の映像
機器に用いられる輝度・色信号分離方式には、占有帯域
の違いを利用して輝度信号と色信号を帯域分離するもっ
とも古典的なものから、ライン相関やフレーム相関を利
用するものなど、種々の方式がある。第４図に示すライ
ン間輝度・色信号分離回路１は、色信号の位相が走査線
ごとに反転することに着目し、ライン間の相関を利用し
て輝度・色信号分離を行うものであり、信号遅延手段と
して２個のラインメモリ2,3を用いる。このものは、ま
ず走査線を挟んで隣合う２本の走査線を加算器４にて加
算し、続く係数器５にて1/2倍することで平均化する。
そして、平均化された信号をラインメモリ２の出力から
減算し、続く係数器６にて1/2倍することで色信号C1を
分離する。一方また、分離された色信号C1を減算器７に
て原映像信号から減算し、輝度信号Y1を得る。しかし、
このライン間輝度・色信号分離回路１は、例えば上下の
走査線の色相が変化したときに、画像の垂直方向の相関
が薄れてしまうために、ドット妨害や色だれなどの画質
劣化を招く問題があった。

また、第５図に示すフレーム間輝度・色信号分離回路
８は、色信号の位相がフレームごとに反転することに着
目し、フレーム間相関を利用して輝度・色信号分離を行
うものである。このものは、フレームメモリ９を用いて
遅延した１画面前の信号を、減算器10にて原信号から減
算し、続く係数器11にて1/2倍することで色信号Cfを分
離する。そして、分離された色信号Cfを減算器12にて原
映像信号から減算し、輝度信号Yfを得る。しかし、この
フレーム間輝度・色信号分離回路８も、フレーム間で相
関が成立する静止画の場合はよいが、動きのある動画で
は、フレーム間で画像のずれが生ずるために分離度が低
下するといった問題を抱えていた。

そこで、画像の動きに合わせ、動画部分についてはラ
イン相関を利用したライン間処理を行い、静止画部分で
は、フレーム間処理に切り替える動き適応型と呼ばれる
輝度・色信号分離装置が提案されるに至った。第６図に
示す動き適応型の輝度・色信号分離装置12は、ライン間
輝度・色信号分離回路１とフレーム間輝度・色信号分離
回路８の各分離出力を、動き検出回路13が検出する画像
の動きに応じて加重平均する構成をとるものである。す
なわち、輝度・色信号分離装置12の分離出力Ya,Caは、
加重平均回路14における Ya＝kYf＋（１−ｋ）Y1 Ca＝kCf＋（１−ｋ）C1 なる演算を通じて生成される。ただし、ｋは動き検出回
路13により決定される動き係数で、 ０≦ｋ≦１ なる範囲にある。

また、上式の右辺は Ya＝ｋ（Yf−Y1）＋Y1 Ca＝ｋ（Cf−C1）＋C1 のごとく変形することができ、フレーム間分離出力とラ
イン間分離出力の差分に動きｋを重み付けし、ライン間
分離出力に混合することで動き適応処理された輝度信号
Yaと色信号Caが得られることが分かる。なお、動き検出
回路13は、動き係数ｋを静止画では１に近い値とし、動
画については０に近い値に切り替える。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来の動き適応型の輝度・色信号分離装置12は、
３次元の輝度・色信号分離特性が画素単位に刻々と変化
する時変形３次元フィルタであると考えられ、従前の他
の分離方式と比べ、水平方向や縦方向のドット妨害除去
効果が高く、また斜め縞や細かい模様のクロスカラーの
除去にも効果がある。ただし、動き係数ｋを大まかに切
り替えたのでは切り替え部分で画質劣化を招くため、実
際には画像の動きに合わせて動き係数ｋをできるだけ細
かく切り替える必要があり、このための動き検出回路13
の構成が複雑化するといった課題を抱えていた。また、
動き係数ｋは、ライン間分離出力とフレーム間分離出力
の差信号に対し、その大小に関係なく一様に乗ぜられる
ため、ライン間分離出力とフレーム間分離出力の差が大
きいとき、すなわち画像に動きがあるときに、いくら小
さな動き係数ｋを乗ずるとはいっても、確実に微妙な動
き適応処理を施すのは容易でないといった課題を抱えて
いた。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記課題を解決したものであり、カラー
映像信号をライン相関を利用して輝度・色信号分離する
ライン間輝度・色信号分離回路と、前記カラー映像信号
をフレーム相関を利用して輝度・色信号分離するフレー
ム間輝度・色信号分離回路と、前記フレーム間輝度・色
信号分離回路の出力色信号と前記ライン間輝度・色信号
分離回路の出力色信号との差分をとる減算器と、この減
算器の出力を振幅制限する振幅制限回路と、この振幅制
限回路の出力に前記ライン間輝度・色信号分離回路の出
力色信号を加算し、求める色信号を得る加算器と、この
加算器の出力色信号を前記カラー映像信号から減算し、
輝度信号を得る減算器とを具備することを特徴とするも
のである。

［作用］ この発明は、フレーム間輝度・色信号分離回路とライ
ン間輝度・色信号分離回路の各出力の差信号を、振幅制
限を施した上でライン間輝度・色信号分離回路の分離出
力に加算することにより、制限振幅値以下の差信号に対
してはライン間輝度・色信号分離回路の出力をそのま
ま、また制限振幅値を越える差信号に対しては振幅制限
比に応じた重み付け係数をもってライン間輝度・色信号
分離回路の出力とフレーム間輝度・色信号分離回路の出
力を加重平均して出力することで、残像が少なく動き適
応度の高い３次元輝度・色信号分離を可能にする。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について、第１図ないし第３
図を参照して説明する。第１図は、この発明の輝度・色
信号分離装置の一実施例を示す回路構成図、第２図は、
第１図に示した動き検出回路の入・出力特性図、第３図
は、第１図に示した振幅制限回路の振幅制限特性図であ
る。

第１図に示す輝度・色信号分離装置21は、映像信号か
ら３次元動き適応型分離処理により色信号Caを分離し、
分離した色信号Caを原映像信号から差し引くことで輝度
信号Yaを生成する。

ライン間輝度・色信号分離回路１の出力C1は、加算器
22と減算器23に供給され、一方フレーム間輝度・色信号
分離回路８の出力Cfは、減算器23と動き検出回路24に供
給される。減算器23は、両分離出力CfとC1の差をとるも
のであり、ここで得られる差信号Cf−C1は、次段の振幅
制限回路25を経由して加算器22に送り込まれる。

振幅制限回路25は、フレーム間輝度・色信号分離回路
８の分離出力Cfとライン間輝度・色信号分離回路１の分
離出力C1の差信号Cf−C1に対し振幅制限を施すものであ
り、動き検出回路24が検出する画像の動きを示す信号に
応じて制限振幅値を可変する。動き検出回路24は、フレ
ーム間輝度・色信号分離回路８の分離出力Cfに含まれる
色信号と動き信号及びノイズのなかから、適当な低域通
過フィルタ（図示せず）により動き信号ｄだけを抽出
し、第２図に示す入・出力特性に従って制限振幅値Ｌを
決定する。すなわち、実施例では、動き信号ｄと制限振
幅値Ｌはほぼ逆比例の関係に設定してあり、画像の動き
が激しくなるにつれ、すなわち静止画から動画に近付く
につれて制限振幅値Ｌを小さくする。一方、振幅制限回
路25は、動き制限振幅値Ｌに満たない差信号Cf−C1はそ
のままの振幅でもって出力するが、制限振幅値Ｌを越え
る差信号Cf−C1については振幅制限するため、画像の動
きが緩慢な静止画に近い画像ほど差信号Cf−C1に対する
振幅制限を緩和し、逆に画像の動きの激しい動画に近い
画像ほど差信号Cf−C1に対する振幅制限を強化する。

従って、第３図に示したように、差信号Cf−C1が大き
くなるほど振幅制限は厳しく、同時にまた動き係数ｋの
値も小さくなる。このため、実質的には差信号Cf−C1に
動き係数ｋを乗じたのと等価な動き適応処理を、より実
効性のあるものとすることができ、動きの激しい画像に
対しては、出力色信号Caのうちライン間分離出力C1の占
める割合を相対的に増大させ、特に1/30秒以内の高速で
動く画像に対して、残像を多く含むフレーム間分離出力
Cfを抑制することができる。また逆に、動きの乏しい画
像に対しては、色信号Caのうちフレーム間分離出力Cfの
占める割合を、偽信号を抑えつつ相対的に増大させ、完
全な静止画に対してはフレーム間分離出力Cfだけを色信
号Caとして抽出させることで、より良好な３次元輝度・
色信号分離が可能である。

なお、上記実施例において、ライン間輝度・色信号分
離回路１とフレーム間輝度・色信号分離回路８は、それ
ぞれの方式原理を踏襲する他の回路構成のものに変えて
もよい。

また、動き検出回路24の入・出力特性は、第２図に示
したように動き信号ｄに対して制限振幅値Ｌが直線的に
減少するものに限らず、例えば曲線に沿って逆比例的に
変化するような入・出力特性をもたせることもできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明は、フレーム間輝度・
色信号分離回路の出力とライン間輝度・色信号分離回路
の出力の差信号を、振幅制限した上でライン間輝度・色
信号分離回路の分離出力に加算する構成としたから、制
限振幅値以下の差信号に対しては実質的にライン間輝度
・色信号分離回路の出力をそのまま出力することで、加
重平均に伴う分離精度の劣化を避けることができ、また
制限振幅値を越える差信号に対しては振幅制限比に応じ
た重み付け係数をもってライン間輝度・色信号分離回路
の出力とフレーム間輝度・色信号分離回路の出力を加重
平均し出力することで、画像の動きの程度が大きくなる
につれて動き係数を小さくしたのと同じ効果を得ること
ができ、これにより偽信号の発生を良好に抑制すること
ができる等の効果を奏する。

また、この発明は、フレーム間輝度・色信号分離回路
の分離出力とライン間輝度・色信号分離回路の分離出力
の差信号に、画像の動きに応じた制限振幅値をもって振
幅制限を施す構成としたから、画像の動きが緩慢な静止
画に近い画像ほどフレーム間分離出力とライン間分離出
力の差信号に対する振幅制限を緩和し、逆に画像の動き
の激しい動画に近い画像ほど差信号に対して振幅制限す
ることで、実質的には動き係数を乗じて行ったのと等価
な動き適応処理を、より実効性のあるものとすることが
でき、また仮に画像の動き検出精度が悪く、正確な動き
係数が得られないような場合でも、大振幅の差信号に対
して大幅は振幅制限が施されることで、輝度・色信号分
離動作に大きな破綻を招くことはなく、これにより画像
の動きに伴う偽信号を追放し、残像のより少ない動き適
応度の高い３次元輝度・色信号分離が可能である等の効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の輝度・色信号分離装置の一実施例
を示す回路構成図、第２図は、第１図に示した動き検出
回路の入・出力特性図、第３図は、第１図に示した振幅
制限回路の振幅制限特性図、第４図は、従来のライン間
輝度・色信号分離回路の一例を示す回路構成図、第５図
は、従来のフレーム間輝度・色信号分離回路の一例を示
す回路構成図、第６図は、従来の動き適応型の輝度・色
信号分離装置の一例を示す回路構成図である。 １……ライン間輝度・色信号分離回路,7……減算器,8…
…フレーム間輝度・色信号分離回路,21……輝度・色信
号分離装置,22……加算器,23……減算器,24……動き検
出回路,25……振幅制限回路。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カラー映像信号をライン相関を利用して輝
   度・色信号分離するライン間輝度・色信号分離回路と、
   前記カラー映像信号をフレーム相関を利用して輝度・色
   信号分離するフレーム間輝度・色信号分離回路と、前記
   フレーム間輝度・色信号分離回路の出力色信号と前記ラ
   イン間輝度・色信号分離回路の出力色信号との差分をと
   る減算器と、この減算器の出力を振幅制限する振幅制限
   回路と、この振幅制限回路の出力に前記ライン間輝度・
   色信号分離回路の出力色信号を加算し、求める色信号を
   得る加算器と、この加算器の出力色信号を前記カラー映
   像信号から減算し、輝度信号を得る減算器とを具備する
   ことを特徴とする輝度・色信号分離装置。
2. 【請求項２】前記カラー映像信号の画像の動きの程度を
   検出する動き検出回路を具備し、この動き検出回路が検
   出する動き信号に応じて前記振幅制限回路の制限振幅値
   を可変するようにしたことを特徴とする輝度・色信号分
   離装置。