JP3075040B2 - 色信号処理装置 - Google Patents

色信号処理装置

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JP3075040B2 JP05241226A JP24122693A JP3075040B2 JP 3075040 B2 JP3075040 B2 JP 3075040B2 JP 05241226 A JP05241226 A JP 05241226A JP 24122693 A JP24122693 A JP 24122693A JP 3075040 B2 JP3075040 B2 JP 3075040B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、民生用VTR(ビデオ
テープレコーダ)における映像信号の記録再生処理をデ
ィジタル信号処理により実現する色信号処理装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】近年、民生用VTRの映像信号処理は、
水平及び垂直方向の処理に加えて時間軸方向の処理を行
う、いわゆる3次元信号処理が要求されるようになって
きており、3次元の高度な信号処理が比較的容易に実現
できるディジタル信号処理の必要性が高まっている。
【0003】カラー映像信号をディジタル信号に変換し
て処理する場合、そのサンプリング周波数は、処理を簡
単化するために色副搬送波周波数fscの4倍とするのが
一般的である。NTSC方式の場合、このサンプリング
周波数は14.32MHzとなり、一水平走査期間のサンプリ
ングデータ(画素)数は910である。
【0004】NTSC方式のカラー映像信号の場合、輝
度信号の信号帯域は約4.2MHzであるのに対し、色差信
号の信号帯域は約500kHz程度しかない。標本化定理に
よると、サンプリング周波数に対して最高1/2の周波
数までの信号を復元できるので、ベースバンド色信号に
対するサンプリング周波数は約1MHz以上であれば、信
号を劣化させずに復元することができる。色差信号を4
fscの周波数でサンプリングした場合、500kHzから2
fscまでの周波数帯域は不必要な帯域であるといえる。
【0005】一般にディジタル信号処理は、サンプリン
グ周波数が高いほど、必要なメモリ量などが多くなり、
また消費電力も増加するという特徴を有している。従来
の民生用VTRのディジタル信号処理は、輝度信号と色
信号を同じ4fscのサンプリング周波数で処理する構成
であるので、回路規模が大きく、コストが高くなる上、
消費電力も多いという問題点を有していた。このような
問題点を解決する一つの手段として、前述したように伝
送信号帯域に余裕のある色差信号に対しては、サンプリ
ングデータを1/2nに間引きサンプリング周波数を4
/2nfscとして処理を行う方法が公知である。色差信
号に折り返し歪等が生じることなく、必要な信号帯域を
確保して処理することができ、かつ処理に要するメモリ
量などを最小にするのは、サンプリングデータを1/8
に間引き4/8fscのサンプリング周波数で処理を行う
場合である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たような従来の方法では、1/8にサンプリングデータ
を間引くと、一水平走査期間のサンプリングデータ数9
10が8の整数倍の値ではないので、間引きされたサン
プリングデータの位置が走査線毎に異なり、垂直方向に
サンプリングデータが並ばない状態となって、垂直方向
の処理に不都合である。また、間引きされたサンプリン
グデータが垂直方向に並ぶように水平期間毎に間引き処
理をリセットする方法では、間引きの処理や補間の処理
が複雑になるという欠点を有している。
【0007】従って、本発明は上記の問題点を解決し、
信号を劣化させることなく、回路規模が小さく比較的簡
単な構成により、低コスト、低消費電力が実現できる色
信号処理装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の色信号処理装置は、色副搬送波周波数の4倍
のサンプリング周波数でサンプリングされ、一水平走査
期間当り910個のサンプリングデータを有するNTS
C方式のベースバンド色信号を入力とし、一水平走査期
間当り91個のサンプリングデータを有する信号となる
ようにサンプリングデータを1/10に間引き、色副搬
送波周波数の4/10倍のサンプリング周波数で出力す
る間引き手段と、前記間引き手段により間引き処理され
た信号に対し、少なくともライン間処理またはフィール
ド間処理を施して出力する信号処理手段と、前記信号処
理手段の出力信号を入力とし、サンプリングデータが1
0倍の一水平走査期間当り910個となるように補間
し、色副搬送波周波数の4倍のサンプリング周波数で出
力する補間手段と、前記補間手段における補間処理の際
に生じる高周波数帯域の不要信号成分を除去して出力す
るフィルタリング手段とを備えた構成を有している。
【0009】
【作用】本発明は上記した構成により、色副搬送波周波
数fscの4倍の周波数でサンプリングされた色差信号が
入力されると、間引き手段によりサンプリングデータが
1/10に間引かれて、4/10fscのサンプリング周
波数で出力され、4/10fscのサンプリング周波数で
ディジタルメモリを使用したライン間処理またはフィー
ルド間処理を含むVTRの記録や再生に必要な処理が行
われ、補間手段により再びサンプリング周波数が4fsc
となるようにサンプリングデータの補間がなされ、補間
処理後に高周波数帯域に生じる不要信号成分がフィルタ
リング手段により除去されて出力されることにより、記
録や再生に必要な処理が信号の劣化のない必要最小限の
回路規模で実現でき、低コスト化や低消費電力化が図れ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
【0011】図1は本発明の第1の実施例を示す色信号
処理装置のブロック図であり、NTSC方式のVTR再
生時の色信号処理をディジタル信号処理により実現した
ものである。図1において、復調器11は低域変換色信
号の復調器であり、LPF12は復調器11の出力に含
まれる低域変換色信号の搬送周波数の2倍の周波数を中
心とする信号成分を除去するローパスフィルターであ
る。間引き回路13は復調された色差信号を1/10の
サンプリングデータ数に間引く。櫛形フィルター14お
よびCNR(色信号雑音除去回路)15を経た色差信号
は、補間回路16において10倍のサンプリングデータ
数に補間される。LPF17は、補間処理によって高周
波数帯域に生じる信号成分を除去するローパスフィルタ
ーである。変調器18は、処理された色差信号を用いて
色副搬送波を搬送波抑圧振幅変調し、搬送色信号を出力
する。なお、LPF12,間引き回路13,櫛形フィル
ター14,CNR15,補間回路16およびLPF17
においては、色差信号のR−Y信号とB−Y信号が、そ
れぞれ並列に処理されているものとする。
【0012】以上のように構成された本実施例の色信号
処理装置について、以下その動作について説明する。V
TRで再生された低域変換色信号が、色副搬送波周波数
fscの4倍のサンプリング周波数4fscでディジタル信
号に変換されて復調器11に入力されると、復調器11
において、再生低域変換色信号の搬送周波数(約629kH
z)で同期検波がなされ、R−Y信号とB−Y信号の色
差信号に復調される。復調器11から出力されるR−Y
信号とB−Y信号には、それぞれ同期検波時に生じる低
域変換色信号の搬送波の2倍の周波数を中心とする不要
な信号成分が含まれている。この不要な信号成分は、L
PF12において除去され、不要成分のない色差信号と
して、間引き回路13に供給される。なお、復調器11
およびLPF12は、入力信号のサンプリング周波数に
等しいクロック周波数4fscで動作するディジタル回路
である。間引き回路13では、一水平走査期間につき9
10個のサンプリングデータを有する色差信号から、
/10にデータが間引かれて、一水平走査期間当り91
個のサンプリングデータを有する色差信号に変換され
る。間引かれた色差信号のサンプリング周波数は、4/
10fsc(約1.43MHz)に相当する。サンプリング定理
によれば、サンプリング周波数の1/2の周波数成分ま
で復元できるので、帯域約500kHzの色差信号は、1/
10に間引き処理しても劣化することはない。間引かれ
た色差信号は、櫛形フィルター14においてクロストー
ク成分が除去され、CNR15において残留ノイズ成分
が除去される。櫛形フィルター14およびCNR15
は、間引かれた色差信号のサンプリング周波数に等しい
クロック周波数4/10fscで動作するディジタル回路
である。ディジタル信号処理による櫛形フィルター14
やCNR15は、一般にラインメモリやフィールドメモ
リなどを使用するために回路規模が大きくなるが、本実
施例においては色差信号を1/10に間引いた状態で処
理しており、間引かずに処理する場合に比べて、処理に
要するメモリ量がおよそ1/10で済み、小規模の回路
で実現できる。櫛形フィルター14,CNR15を経た
色差信号は、補間回路16に供給される。補間回路16
において、サンプリングデータが補間され一水平走査期
間のサンプリングデータ数が910個で、サンプリング
周波数が4fscの色差信号に変換される。補間処理によ
って信号の伝送帯域が10倍になることによって、間引
かれた状態におけるサンプリング周波数の整数倍の周波
数を中心とした折り返し成分が現れる。この様子を図2
に示した。図2において、横軸に周波数、縦軸にスペク
トルの振幅を示しており、横軸の周波数はそれぞれサン
プリング周波数の1/2の信号伝送帯域のみを示した。
(a)はサンプリング周波数が4/10fscに間引かれ
た状態の色差信号の周波数スペクトルを表し、(b)は
(a)の色差信号が補間回路16において補間処理され
サンプリング周波数が4fscとなった状態の色差信号の
周波数スペクトルを表している。この補間処理後に見ら
れる折り返し成分は画質を劣化させる要因となるので、
LPF17によって除去され、(c)に示したような状
態となる。折り返し成分が除去された色差信号は、それ
ぞれ変調器18に供給される。なお、LPF17および
変調器18は、補間された色差信号のサンプリング周波
数に等しいクロック周波数4fscで動作するディジタル
回路である。変調器18はLPF17より供給された色
差信号を用いて、3.58MHzの色副搬送波を搬送波抑圧振
幅変調し、搬送色信号を出力する。
【0013】以上のように本実施例によれば、VTRの
再生低域変換色信号に対して、ディジタル信号処理によ
る再生処理を施す際に、ディジタルメモリを多く使用す
る櫛形フィルター14やCNR15の前に、間引き回路
13を設け、色差信号を1/10に間引くことにより、
櫛形フィルター14やCNR15における処理に必要な
メモリ量を削減することができる。また、櫛形フィルタ
ー14やCNR15の後に、補間回路16を設けて間引
かれた色差信号を10倍に補間し、折り返し成分をLP
F17で除去して変調器18に出力することにより、画
質を劣化させることなく搬送色信号を得ることができ
る。
【0014】図3は本発明の第2の実施例を示す色信号
処理装置のブロック図であり、第1の実施例と同じく、
NTSC方式のVTR再生時の色信号処理をディジタル
信号処理により実現したものである。図3において、復
調器11および変調器18は、図1に示したものと同じ
構成を有し、同じ動作をする。間引き回路23aは、復
調された色差信号をそれぞれ1/2のサンプリングデー
タ数に間引いた後、R−Y信号とB−Y信号を時間軸多
重して色差多重信号として出力する。LPF22は、色
差多重信号に含まれる低域変換色信号の搬送波周波数の
2倍の周波数を中心とする信号成分を除去するローパス
フィルターである。間引き回路23bは、色差多重信号
を1/5のサンプリングデータ数に間引く。櫛形フィル
ター24およびCNR(色信号雑音除去回路)25を経
た色差多重信号は、補間回路26aにおいて5倍のサン
プリングデータ数に補間される。LPF17は、補間処
理によって高周波数帯域に生じる信号成分を除去するロ
ーパスフィルターである。補間回路26bは、色差多重
信号をR−Y信号とB−Y信号に分離し、それぞれサン
プリングデータ数を2倍に補間して出力する。なお、L
PF22,櫛形フィルター24,CNR25およびLP
F27は、多重されたR−Y信号とB−Y信号を、それ
ぞれ独立に時分割処理する構成を有している。
【0015】以上のように構成された本実施例の色信号
処理装置について、以下その動作について説明する。V
TRで再生された低域変換色信号が、色副搬送波周波数
fscの4倍のサンプリング周波数4fscでディジタル信
号に変換されて復調器11に入力されると、復調器11
において、再生低域変換色信号の搬送周波数(約629kH
z)で同期検波がなされ、R−Y信号とB−Y信号の色
差信号に復調される。復調された色差信号は、間引き回
路23aにおいて、それぞれ1/2に間引かれて一水平
走査期間のサンプリングデータ数が455個となり、時
間軸上でR−Y信号のサンプリングデータとB−Y信号
のサンプリングデータが交互に並ぶように、時間軸多重
され色差多重信号としてLPF22に供給される。LP
F22においては、R−Y信号とB−Y信号がそれぞれ
独立に時分割処理されており、復調器11での同期検波
の際に生じる低域変換色信号の搬送波の2倍の周波数を
中心とする不要な信号成分が除去され、不要成分のない
色差多重信号として、間引き回路23bに供給される。
なおLPF22は、入力信号のサンプリング周波数に等
しいクロック周波数4fscで時分割処理動作をするディ
ジタル回路である。間引き回路23bでは、一水平走査
期間につき455個のサンプリングデータを有する色差
多重信号中のR−Y信号とB−Y信号から、各色差信号
に対して1/5にデータを間引く処理がなされ、一水平
走査期間当り91個のサンプリングデータを有するR−
Y信号とB−Y信号が時間軸上で交互に並ぶように時間
軸多重された色差多重信号に変換される。間引き回路2
3aと間引き回路23bにおける間引き処理によって間
引かれた色差多重信号に含まれる各色差信号のサンプリ
ング周波数は、4/10fsc(約1.43MHz)に相当す
る。色差信号の帯域は約500kHzであるので、間引きに
より信号が劣化することはない。間引かれた色差多重信
号は、櫛形フィルター24においてクロストーク成分が
除去され、CNR25において残留ノイズ成分が除去さ
れる。櫛形フィルター24およびCNR25は、間引か
れた色差多重信号に含まれる各色差信号のサンプリング
周波数の2倍のクロック周波数4/5fscで動作し、各
色差信号を独立に時分割処理できるディジタル回路であ
る。本実施例においては各色差信号をそれぞれ1/10
に間引き、時間軸多重した状態で処理しており、時間軸
多重をしないで各色差信号を並列処理する場合に比べて
処理に要する回路が少なくて済む。櫛形フィルター2
4,CNR25を経た色差多重信号は、補間回路26a
に供給される。補間回路26aにおいて、各色差信号の
サンプリングデータが5倍に補間され、一水平走査期間
のサンプリングデータ数がそれぞれ455個で、R−Y
信号とB−Y信号が時間軸上で交互に並ぶように多重さ
れた色差多重信号に変換される。この補間処理によって
各色差信号の伝送帯域が5倍になることによって、間引
かれた状態におけるサンプリング周波数の整数倍の周波
数を中心とした折り返し成分が現れる。この補間処理後
に見られる折り返し成分は画質を劣化させる要因となる
ので、LPF27において、各色差信号の折り返し成分
が除去されるような時分割処理が施される。LPF27
は、補間回路26aで補間された各色差信号のサンプリ
ング周波数の2倍の周波数に等しいクロック周波数4f
scで動作をする。折り返し成分が除去された色差多重信
号は、補間回路26bに供給され、R−Y信号とB−Y
信号に分離された後、それぞれ2倍にサンプリングデー
タが補間され、サンプリング周波数4fscに相当する色
差信号として、変調器18に供給される。変調器18は
補間回路26bより供給されたR−Y信号とB−Y信号
を用いて、3.58MHzの色副搬送波を搬送波抑圧振幅変調
し、搬送色信号を出力する。
【0016】以上のように本実施例によれば、第1の実
施例と同様、VTRの再生低域変換色信号に対して、デ
ィジタル信号処理による再生処理を施す際に、間引き回
路23aおよび間引き回路23bにおいて、色差信号を
1/10に間引くことにより、櫛形フィルター24やC
NR25における処理に必要なメモリ量を削減すること
ができ、また、補間回路26aにおいて色差信号を補間
した際に生じる折り返し成分を、LPF27で除去する
ことにより、画質を劣化させることなく搬送色信号を得
ることができる。さらに、LPF22,櫛形フィルター
24,CNR25およびLPF27においては、色差信
号を時間軸多重した状態で時分割処理することによりそ
れぞれの動作を実現しているため、色差信号を並列処理
する場合に比べて、回路規模の削減が図れる。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明は、色副搬送波周波
数の4倍のサンプリング周波数でサンプリングされ、一
水平走査期間当り910個のサンプリングデータを有す
るNTSC方式の色差信号を、一水平走査期間当り91
個のサンプリングデータを有する信号となるようにサン
プリングデータを間引き、間引かれた色差信号に対しV
TRの記録再生処理を施し、サンプリングデータが一水
平走査期間当り910個となるように補間し、色副搬送
波周波数の4倍に相当するサンプリング周波数で出力す
る。そして、補間処理の際に生じる高周波数帯域の不要
信号成分を除去することにより、VTRの記録再生処理
に係る回路規模を削減し、画質を劣化させることなく低
コストな色信号処理装置を実現することができる。ま
た、間引き処理によってVTRの記録再生処理回路の動
作クロック周波数が低くなるので、回路の低消費電力化
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における色信号処理装置
のブロック図
【図2】同第1の実施例における動作を説明するための
周波数スペクトル図
【図3】本発明の第2の実施例における色信号処理装置
のブロック図
【符号の説明】
11 復調器 12,17,22,27 LPF(ローパスフィルタ
ー) 13,23a,23b 間引き回路 14,24 櫛形フィルター 15,25 CNR(色信号雑音除去回路) 16,26a,26b 補間回路 18 変調器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 9/79 - 9/898 H04N 9/66

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 色副搬送波周波数の4倍のサンプリング
    周波数でサンプリングされ、一水平走査期間当り910
    個のサンプリングデータを有するNTSC方式の色差信
    号を入力とし、一水平走査期間当り91個のサンプリン
    グデータを有する信号となるようにサンプリングデータ
    を1/10に間引き、色副搬送波周波数の4/10倍に
    相当するサンプリング周波数で出力する間引き手段と、 前記間引き手段により間引き処理された信号に対し、少
    なくともライン間処理またはフィールド間処理を施して
    出力する信号処理手段と、 前記信号処理手段の出力信号を入力とし、サンプリング
    データが10倍の一水平走査期間当り910個となるよ
    うに補間し、色副搬送波周波数の4倍に相当するサンプ
    リング周波数で出力する補間手段と、 前記補間手段における補間処理の際に生じる高周波数帯
    域の不要信号成分を除去して出力するフィルタリング手
    段とを備えた色信号処理装置。
  2. 【請求項2】 色副搬送波周波数の4倍のサンプリング
    周波数でサンプリングされ、一水平走査期間当り910
    個のサンプリングデータを有するNTSC方式の色差信
    号を入力とし、前記色差信号のR−Y信号とB−Y信号
    をそれぞれ1/2のサンプリングデータ数に間引いた
    後、時間軸多重して一水平走査期間当り455個のサン
    プリングデータを有する色差多重信号として出力する第
    1の間引き手段と、 前記色差多重信号が一水平走査期間当り91個のサンプ
    リングデータを有する信号となるようにサンプリングデ
    ータを1/5に間引き、色副搬送波周波数の4/10倍
    に相当するサンプリング周波数で出力する第2の間引き
    手段と、 前記第2の間引き手段により間引き処理された信号に対
    し、少なくともライン間処理またはフィールド間処理
    施して出力する信号処理手段と、 前記信号処理手段の出力信号を入力とし、サンプリング
    データが5倍の一水平走査期間当り455個となるよう
    に補間する第1の補間手段と、 前記第1の補間手段における補間処理の際に生じる高周
    波数帯域の不要信号成分を除去して出力するフィルタリ
    ング手段と、 前記フィルタリング手段で処理された色差多重信号をR
    −Y信号とB−Y信号に分離し、それぞれサンプリング
    データ数を2倍に補間して、色副搬送波周波数の4倍に
    相当するサンプリング周波数で出力する第2の補間手段
    とを備えた色信号処理装置。
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