JP3573025B2 - Ｙｃ分離回路 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はＹＣ分離回路に係り、特にコンポジット映像信号から輝度信号と搬送色信号（クロマ信号）とをディジタル処理により分離する２次元ＹＣ分離回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の２次元ＹＣ分離回路では、輝度信号に搬送色信号（クロマ信号）が帯域共用多重化されているアナログ映像信号であるコンポジット映像信号を、Ａ／Ｄ変換器により、搬送色信号の色副搬送波周波数ｆｓｃの４倍の周波数のクロックに基づきサンプリングし、このサンプリングされたコンポジット映像信号から１Ｈ（Ｈは水平走査期間）遅延回路２つと帯域フィルタ（ＢＰＦ）を用いて抽出した搬送色信号の帯域の隣接する３ラインの各信号を得て、それら３つの信号からロジカルコムフィルタによって搬送色信号を抜き出して水平メディアン回路に入力し、水平メディアン回路の出力信号を分離出力搬送色信号としていた。また、コンポジット映像信号から水平メディアン回路の出力信号を減算することにより、分離出力輝度信号を得ている。
【０００３】
ロジカルコムフィルタには、垂直方向に画像の非相関があった場合、搬送色信号帯域に含まれる輝度信号成分を誤って搬送色信号と判断することによる、クロスカラーや輝度信号の解像度低下といった問題があった。水平メディアン回路はロジカルコムフィルタによって誤って搬送色信号と判断された輝度信号成分を除去するための回路であり、例えば、従来は図４のブロック図に示す如く、入力端子１５に対して２段縦続接続された４Ｔ遅延回路１６及び１７と、入力端子１５の入力信号と４Ｔ遅延回路１６及び１７の各出力信号をそれぞれ入力として受け、時間４Ｔ（Ｔ＝１／（４ｆｓｃ））ずつ離れた３つのサンプリング値（画素）のうち中間値を出力端子１９へ出力する中間値選択回路１８とから構成されている。
【０００４】
この従来のＹＣ分離回路中の水平メディアン回路には、４Ｔ遅延回路１７の出力信号Ａ、４Ｔ遅延回路１６の出力信号Ｂ、入力端子１５の入力信号Ｃが入力され、これら４ｆｓｃでサンプリングされた入力搬送色信号では、水平方向に画像の大きな変化がなければ、４Ｔ離れた画素のデータはほぼ等しい値となる（４Ｔで１周期のため）。
【０００５】
従って、例えば図５（Ｂ）に示すような途中で位相が変化する波形で、各時刻での各信号Ａ、Ｂ、Ｃの値が図５（Ａ）に示すような搬送色信号が入力された場合は、画像に変化がないときは、中間値選択回路１８からはどれが中間値として選択されてもよい（時刻０，１２Ｔ時）。ＢとＣの間でクロマの位相が変化する場合には、ＡまたはＢの値が中間値として出力される（時刻４Ｔ時）。ＡとＢの間でクロマの位相が変化する場合には、ＢまたはＣの値が中間値として出力される（時刻８Ｔ時）。このように、水平メディアン回路に搬送色信号のみが入力される場合には、Ｂのポイントのデータがそのまま出力されるので、水平メディアン回路による悪影響はない。
【０００６】
次に、水平メディアン回路の入力に輝度信号が混入されている場合を考える。輝度信号は搬送色信号に比較して帯域が広いので、上記３つの画素のデータの差が大きい場合には、他の２つと大きく違うデータは輝度信号である可能性が高い。
【０００７】
従って、例えば図６（Ｂ）に示すような信号で、各時刻での各信号Ａ、Ｂ、Ｃの値が図６（Ａ）に示すような搬送色信号が入力された場合は、図６の時刻４Ｔ時のように、入力される３つの信号Ａ、Ｂ、Ｃのうち、信号Ｂの値が他の２つの信号の値と大きく違う（Ｂ＞＞Ｃ＞Ａ）ため、中間値選択回路１８は輝度信号成分である可能性が高い信号Ｂを出力せずに、中間値の信号Ｃを出力することにより、入力された搬送色信号から輝度信号成分を除去して出力することができる。
【０００８】
このように、従来の４ｆｓｃクロックの２次元ＹＣ分離回路は、ロジカルコムフィルタと水平メディアン回路を組み合わせることにより、高い精度を得ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、ディジタルＶＴＲその他のディジタル映像機器では、近年、ＮＴＳＣ方式カラー映像信号とＰＡＬ方式カラー映像信号の各水平走査周波数の公倍数の周波数（例えば、１３．５ＭＨｚ）を装置のクロックとして使用するものがあり、このようなディジタル映像機器において、上記のクロックを従来の２次元ＹＣ分離回路のＡ／Ｄ変換器のサンプリングクロックに選ぶと、サンプリング周波数がｆｓｃの整数倍でないため、水平メディアン回路において、搬送色信号の１周期離れた時点にサンプリングポイントは存在せず（例えば、１３．５ＭＨｚの場合、ＮＴＳＣの搬送色信号の１周期は３．７７Ｔ）、正しい演算ができない。
【００１０】
例えば、サンプリング周波数を１３．５ＭＨｚにした時に、従来のＹＣ分離回路中の水平メディアン回路の動作について説明する。いま、図７に示すような搬送色信号が水平メディアン回路に入力された場合、入力信号が搬送色信号であるなら、ｂのポイントの信号をそのまま出力するのが望ましい。
【００１１】
しかし、図７のように搬送色信号が周波数４ｆｓｃでない１３．５ＭＨｚのクロックでサンプリングされていると、従来の水平メディアン回路では入力される時間４Ｔ（＝２９６ｎｓ）ずつ離れた３つのサンプリング値（画素）ａ、ｂ及びｃのうち中間値としてａまたはｃの信号を出力してしまう（ａとｃはほぼ同じ値だが、ｂは異なる）ので、水平メディアン回路の出力信号は歪みを生じてしまう。
【００１２】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、入力コンポジット映像信号を、その色副搬送波周波数の整数倍でないサンプリング周波数でサンプリングしても、十分なＹＣ分離性能を得ることができるＹＣ分離回路を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、輝度信号と搬送色信号とが帯域共用多重化されているコンポジット映像信号を、搬送色信号の色副搬送波周波数の非整数倍の周波数のクロックでサンプリングするサンプリング手段と、サンプリング手段によりサンプリングされたコンポジット映像信号から、搬送色信号の帯域で、かつ、隣接する３ラインの信号を分離生成する信号生成手段と、信号生成手段からの隣接する３ラインの信号を入力として受け、搬送色信号を分離するロジカルコムフィルタと、ロジカルコムフィルタの出力信号の基準のサンプリング点に対して、搬送色信号の１周期前後に離れた２つの時点の各データを、２つの時点の周辺のサンプリング点の値から補間により求め、補間により求めた２つの時点の各データと基準のサンプリング点の値のうち中間値を選択して分離した搬送色信号として出力する水平メディアン回路と、コンポジット映像信号から水平メディアン回路の出力搬送色信号を減算して輝度信号を分離する減算手段とを有する構成としたものである。
【００１４】
この発明では、コンポジット映像信号のサンプリング周波数を、コンポジット映像信号の搬送色信号の色副搬送波周波数の非整数倍としたとき、水平メディアン回路を、基準のサンプリング点に対して、搬送色信号の１周期前後に離れた２つの時点の各データを、２つの時点の周辺のサンプリング点の値から補間により求め、補間により求めた２つの時点の各データと基準のサンプリング点の値のうち中間値を選択して分離した搬送色信号として出力する構成としたため、コンポジット映像信号の基準のサンプリング点に対して、所定距離離れた２つのサンプリング点と基準のサンプリング点の各データの中間値を選択する従来の水平メディアン回路に比べて、正確な水平メディアン処理ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面と共に説明する。図１は本発明になるＹＣ分離回路の一実施の形態のブロック図、図２は図１中の要部の水平メディアン回路の一実施の形態の回路構成図を示す。
【００１６】
図１に示すＹＣ分離回路では、入力端子１に入力されたアナログ映像信号であるコンポジット映像信号を、Ａ／Ｄ変換器２によりサンプリングクロックに基づきサンプリングするが、サンプリングクロックの周波数は、入力コンポジット映像信号中の搬送色信号の色副搬送波周波数ｆｓｃの整数倍（例えば４ｆｓｃ）ではない点に特徴がある。本実施の形態では、サンプリングクロック周波数は１３．５ＭＨｚとされる。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換器２より取り出されたコンポジット映像信号のサンプリング値は、帯域フィルタ（ＢＰＦ）３により搬送色信号帯域の信号が濾波される一方、１Ｈ遅延回路５により１Ｈ遅延されてＢＰＦ６に供給され、ここで搬送色信号帯域の信号が濾波される。ＢＰＦ６の出力信号はロジカムコムフィルタ４に供給される一方、１Ｈ遅延回路７により更に１Ｈ遅延された後ロジカルコムフィルタ４に供給される。
【００１８】
ロジカルコムフィルタ４はＢＰＦ３、ＢＰＦ６及び１Ｈ遅延回路７からそれぞれ取り出された、搬送色信号の帯域で、かつ、隣接する３ラインの信号を入力として受け、従来と同様の処理により搬送色信号を抜き出して水平メディアン回路９に供給する。水平メディアン回路９は、後述するように従来と同等の性能で搬送色信号を分離抽出し、この搬送色信号を出力端子１２へ出力する。また、１Ｈ遅延回路５より取り出されたコンポジット映像信号のサンプリング値は、搬送色信号分離系との時間合わせのための遅延回路８を通して減算回路１０に供給され、ここで水平メディアン回路９よりの搬送色信号と減算されることにより、輝度信号が分離され、出力端子１１へ出力される。
【００１９】
次に、水平メディアン回路９の構成及び動作について更に詳細に説明する。この実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器２に入力されるサンプリングクロックの周波数がｆｓｃの整数倍でない周波数（つまり、非整数倍の周波数）に選ばれていることから、搬送色信号の１周期離れた時点にサンプリングポイントは存在しないため、水平メディアン回路９は周辺の画素データから補間によって搬送色信号の１周期離れた時点の画素データを求め、中間値選択回路に入力することにより、入力信号のサンプリングクロックの周波数が４ｆｓｃである従来の水平メディアン回路と同等の性能を得る。
【００２０】
水平メディアン回路９は図２に示すように、入力端子２０に対して１０段縦続接続された、各々遅延時間Ｔ（Ｔはサンプリング周波数の逆数、すなわちサンプリング周期）の遅延回路２１〜３０と、遅延回路２１、２２、２３、２４、２８、２９及び３０の各入力信号が分岐して入力され、それぞれに所定の乗算係数（フィルタ係数）を乗算する乗算器３１、３２、３３、３４、３５、３６及び３７と、遅延回路３０の出力信号に所定の乗算係数（フィルタ係数）を乗算する乗算器３８と、乗算器３１〜３４の各出力信号を加算する加算器３９と、乗算器３５〜３８の各出力信号を加算する加算器４０と、加算器３９、４０の出力信号と遅延回路２５の出力信号とを受け、その３つの入力信号から中間値を選択して出力端子４２へ出力する中間値選択回路４１とからなる。
【００２１】
ここで、入力コンポジット映像信号がＮＴＳＣ方式カラー映像信号で、サンプリング周波数を１３．５ＭＨｚに設定した場合の例について説明する。図３に示すように、同じラインのサンプリング周期Ｔ（＝１／１３．５ＭＨｚ＝７４ｎｓ）のサンプリング点Ｙ０〜Ｙ１０のうち、あるサンプリング点Ｙ５を基準に、前後にＮＴＳＣ方式カラー映像信号中の搬送色信号の１周期離れた時点Ｙｔ１、Ｙｔ２のデータをスプライン補間によって求めると、
Ｙｔ１＝｛（−５ｔ３＋１２ｔ２−７ｔ）／１５｝・Ｙ０＋｛（１５ｔ３−２７ｔ２−３ｔ＋１５）／１５｝・Ｙ１＋｛（−１５ｔ３＋１８ｔ２＋１２ｔ）／１５｝・Ｙ２＋｛（５ｔ３−３ｔ２−２ｔ）／１５｝・Ｙ３ （１）
Ｙｔ２＝｛（−５ｔ３＋１２ｔ２−７ｔ）／１５｝・Ｙ１０＋｛（１５ｔ３−２７ｔ２−３ｔ＋１５）／１５｝・Ｙ９＋｛（−１５ｔ３＋１８ｔ２＋１２ｔ）／１５｝・Ｙ８＋｛（５ｔ３−３ｔ２−２ｔ）／１５｝・Ｙ７ （２）
となる。ただし、（１）式及び（２）式中、Ｙ０〜Ｙ３、Ｙ７〜Ｙ１０は図３のサンプリング点Ｙ０〜Ｙ３、Ｙ７〜Ｙ１０の値を示す。この時、色副搬送波周波数ｆｓｃは３．５７９５４５ＭＨｚであるので、（１）式及び（２）式中の図３に示すサンプリング点Ｙｔ１とＹ１との時間差ｔ、及びサンプリング点Ｙｔ２とサンプリング点Ｙ９との時間差ｔは、
ｔ＝４−（１３．５／３．５７９５４５）＝０．２２８５７ （３）
であることが知られているので、（３）式の値を（１）式と（２）式に代入することにより、（１）式と（２）式は次式に書き改めることができる。
【００２２】
Ｙｔ１＝−０．０６８９・Ｙ０＋０．８７２１９・Ｙ１＋０．２３３６１・Ｙ２−０．０３６９・Ｙ３ （４）
Ｙｔ２＝−０．０６８９・Ｙ１０＋０．８７２１９・Ｙ９＋０．２３３６１・Ｙ８−０．０３６９・Ｙ７ （５）
図２中の遅延回路３０、２９、２８及び２７の各出力信号は、上記のサンプリング点Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２及びＹ３に相当する。よって、乗算器３８の乗算係数は（４）式から「−０．０６８９」であるが、図２では乗算器３８をディジタル回路で構成する都合上、分母が２のべき乗の値とするために「−０．０６８９」の近似値である「−９／１２８」に設定される。同様に、乗算器３７、３６及び３５の乗算係数は（４）式から「０．８７２１９」の近似値「２２３／２５６」、「０．２３３６１」の近似値「１５／６４」、「−０．０３６９」の近似値「−９／２５６」にそれぞれ設定される。同様に、乗算器３１〜３４の各乗算係数も（５）式の示す係数の近似値にそれぞれ設定される。
【００２３】
これにより、乗算器３５〜３８の各出力信号を加算する加算器４０からは（４）式で表されるサンプリング点Ｙｔ１の値の近似値が取り出され、乗算器３１〜３４の各出力信号を加算する加算器３９からは（５）式で表されるサンプリング点Ｙｔ２の値の近似値が取り出され、それぞれ中間値選択回路４１に供給される。基準のサンプリング点Ｙ５に対して搬送色信号の１周期遅れた時点Ｙｔ１の値は、図３及び（４）式から分かるように、その周辺のサンプリング点Ｙ０〜Ｙ３の値から補間により求めた値である。同様に、基準のサンプリング点Ｙ５に対して搬送色信号の１周期進んだ時点Ｙｔ２の値は、図３及び（５）式から分かるように、その周辺のサンプリング点Ｙ７〜Ｙ１０の値から補間により求めた値である。
【００２４】
図２に示した中間値選択回路４１は、加算器４０から取り出されたサンプリング点Ｙｔ１の値の近似値と、遅延回路２５から取り出された基準のサンプリング点Ｙ５の値と、加算器３９から取り出されたサンプリング点Ｙｔ２の値の近似値とを入力として受け、従来と同様のアルゴリズムに従い、中間値を選択して出力端子４２へ出力する。
【００２５】
従って、本実施の形態のように、Ａ／Ｄ変換器２におけるサンプリング周波数をｆｓｃの整数倍でない１３．５ＭＨｚに設定した場合でも、補間により搬送色信号の１周期前後にそれぞれ離れた時点Ｙｔ１及びＹｔ２のデータを求め、中間値選択回路４１に入力することにより、ｆｓｃの整数倍のサンプリング周波数を用いる従来の２次元ＹＣ分離回路と同等のＹＣ分離性能を有する２次元ＹＣ分離回路を構成することができる。
【００２６】
すなわち、本実施の形態によれば、図７に示すような周波数１３．５ＭＨｚのクロックでサンプリングされている搬送色信号が水平メディアン回路９に入力された場合、ａとｃのポイントの信号は補間により白三角で示した、搬送色信号の１周期前後にそれぞれ離れたｄとｅのポイントの信号を入力するようにしているため、従来のように誤ったポイントの信号を出力することがなく、よって水平メディアン回路９からは歪みの発生の防止された搬送色信号を出力することができる。
【００２７】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えばＰＡＬ方式カラー映像信号など、輝度信号と搬送色信号が帯域共用多重化されているコンポジット映像信号を伝送する他の標準テレビジョン放送方式にも適用でき、また、１３．５ＭＨｚ以外のサンプリング周波数においても実施可能である。また補間方法には、上記実施の形態のスプライン補間だけでなく、若干性能は劣るが回路構成を簡単にした直線補間やその他の補間方法を用いてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンポジット映像信号のサンプリング周波数を、コンポジット映像信号の搬送色信号の色副搬送波周波数の非整数倍としたとき、水平メディアン回路を、基準のサンプリング点に対して、搬送色信号の１周期前後に離れた２つの時点の各データを、２つの時点の周辺のサンプリング点の値から補間により求め、補間により求めた２つの時点の各データと基準のサンプリング点の値のうち中間値を選択して分離した搬送色信号として出力する構成とすることにより、サンプリング周波数が色副搬送波周波数の非整数倍であっても正確な水平メディアン処理ができるため、サンプリング周波数が色副搬送波周波数の非整数倍であるときに従来生じていた出力搬送色信号の歪みの発生を未然に防止することができ、よって、十分なＹＣ分離性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。
【図２】図１の要部を構成する水平メディアン回路の一実施の形態の回路構成図である。
【図３】ＮＴＳＣ方式のコンポジット映像信号を１３．５ＭＨｚでサンプリングしたときのサンプリング点と、基準のサンプリング点に対して搬送色信号の前後の１周期離れた時点を示す図である。
【図４】従来のＹＣ分離回路中の水平メディアン回路の一例のブロック図である。
【図５】図４の水平メディアン回路の各部のデータと入力信号波形の一例を示す図である。
【図６】図４の水平メディアン回路の各部のデータと入力信号波形（Ｙ混入）の他の例を示す図である。
【図７】図４の水平メディアン回路に１３．５ＭＨｚでサンプリングされた信号が入力されたときの従来回路の問題を説明する波形図である。
【符号の説明】
１ コンポジット映像信号入力端子
２ Ａ／Ｄ変換器
３、６ 帯域フィルタ（ＢＰＦ）
４ ロジカルコムフィルタ
５、７ １Ｈ遅延回路
８ 遅延回路
９ 水平メディアン回路
１０ 減算器
１１ 輝度信号出力端子
１２、４２ 搬送色信号出力端子
２０ 入力端子
２１〜３０ 遅延回路
３１〜３８ 乗算器
３９、４０ 加算器
４１ 中間値選択回路
【発明の属する技術分野】
本発明はＹＣ分離回路に係り、特にコンポジット映像信号から輝度信号と搬送色信号（クロマ信号）とをディジタル処理により分離する２次元ＹＣ分離回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の２次元ＹＣ分離回路では、輝度信号に搬送色信号（クロマ信号）が帯域共用多重化されているアナログ映像信号であるコンポジット映像信号を、Ａ／Ｄ変換器により、搬送色信号の色副搬送波周波数ｆｓｃの４倍の周波数のクロックに基づきサンプリングし、このサンプリングされたコンポジット映像信号から１Ｈ（Ｈは水平走査期間）遅延回路２つと帯域フィルタ（ＢＰＦ）を用いて抽出した搬送色信号の帯域の隣接する３ラインの各信号を得て、それら３つの信号からロジカルコムフィルタによって搬送色信号を抜き出して水平メディアン回路に入力し、水平メディアン回路の出力信号を分離出力搬送色信号としていた。また、コンポジット映像信号から水平メディアン回路の出力信号を減算することにより、分離出力輝度信号を得ている。
【０００３】
ロジカルコムフィルタには、垂直方向に画像の非相関があった場合、搬送色信号帯域に含まれる輝度信号成分を誤って搬送色信号と判断することによる、クロスカラーや輝度信号の解像度低下といった問題があった。水平メディアン回路はロジカルコムフィルタによって誤って搬送色信号と判断された輝度信号成分を除去するための回路であり、例えば、従来は図４のブロック図に示す如く、入力端子１５に対して２段縦続接続された４Ｔ遅延回路１６及び１７と、入力端子１５の入力信号と４Ｔ遅延回路１６及び１７の各出力信号をそれぞれ入力として受け、時間４Ｔ（Ｔ＝１／（４ｆｓｃ））ずつ離れた３つのサンプリング値（画素）のうち中間値を出力端子１９へ出力する中間値選択回路１８とから構成されている。
【０００４】
この従来のＹＣ分離回路中の水平メディアン回路には、４Ｔ遅延回路１７の出力信号Ａ、４Ｔ遅延回路１６の出力信号Ｂ、入力端子１５の入力信号Ｃが入力され、これら４ｆｓｃでサンプリングされた入力搬送色信号では、水平方向に画像の大きな変化がなければ、４Ｔ離れた画素のデータはほぼ等しい値となる（４Ｔで１周期のため）。
【０００５】
従って、例えば図５（Ｂ）に示すような途中で位相が変化する波形で、各時刻での各信号Ａ、Ｂ、Ｃの値が図５（Ａ）に示すような搬送色信号が入力された場合は、画像に変化がないときは、中間値選択回路１８からはどれが中間値として選択されてもよい（時刻０，１２Ｔ時）。ＢとＣの間でクロマの位相が変化する場合には、ＡまたはＢの値が中間値として出力される（時刻４Ｔ時）。ＡとＢの間でクロマの位相が変化する場合には、ＢまたはＣの値が中間値として出力される（時刻８Ｔ時）。このように、水平メディアン回路に搬送色信号のみが入力される場合には、Ｂのポイントのデータがそのまま出力されるので、水平メディアン回路による悪影響はない。
【０００６】
次に、水平メディアン回路の入力に輝度信号が混入されている場合を考える。輝度信号は搬送色信号に比較して帯域が広いので、上記３つの画素のデータの差が大きい場合には、他の２つと大きく違うデータは輝度信号である可能性が高い。
【０００７】
従って、例えば図６（Ｂ）に示すような信号で、各時刻での各信号Ａ、Ｂ、Ｃの値が図６（Ａ）に示すような搬送色信号が入力された場合は、図６の時刻４Ｔ時のように、入力される３つの信号Ａ、Ｂ、Ｃのうち、信号Ｂの値が他の２つの信号の値と大きく違う（Ｂ＞＞Ｃ＞Ａ）ため、中間値選択回路１８は輝度信号成分である可能性が高い信号Ｂを出力せずに、中間値の信号Ｃを出力することにより、入力された搬送色信号から輝度信号成分を除去して出力することができる。
【０００８】
このように、従来の４ｆｓｃクロックの２次元ＹＣ分離回路は、ロジカルコムフィルタと水平メディアン回路を組み合わせることにより、高い精度を得ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、ディジタルＶＴＲその他のディジタル映像機器では、近年、ＮＴＳＣ方式カラー映像信号とＰＡＬ方式カラー映像信号の各水平走査周波数の公倍数の周波数（例えば、１３．５ＭＨｚ）を装置のクロックとして使用するものがあり、このようなディジタル映像機器において、上記のクロックを従来の２次元ＹＣ分離回路のＡ／Ｄ変換器のサンプリングクロックに選ぶと、サンプリング周波数がｆｓｃの整数倍でないため、水平メディアン回路において、搬送色信号の１周期離れた時点にサンプリングポイントは存在せず（例えば、１３．５ＭＨｚの場合、ＮＴＳＣの搬送色信号の１周期は３．７７Ｔ）、正しい演算ができない。
【００１０】
例えば、サンプリング周波数を１３．５ＭＨｚにした時に、従来のＹＣ分離回路中の水平メディアン回路の動作について説明する。いま、図７に示すような搬送色信号が水平メディアン回路に入力された場合、入力信号が搬送色信号であるなら、ｂのポイントの信号をそのまま出力するのが望ましい。
【００１１】
しかし、図７のように搬送色信号が周波数４ｆｓｃでない１３．５ＭＨｚのクロックでサンプリングされていると、従来の水平メディアン回路では入力される時間４Ｔ（＝２９６ｎｓ）ずつ離れた３つのサンプリング値（画素）ａ、ｂ及びｃのうち中間値としてａまたはｃの信号を出力してしまう（ａとｃはほぼ同じ値だが、ｂは異なる）ので、水平メディアン回路の出力信号は歪みを生じてしまう。
【００１２】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、入力コンポジット映像信号を、その色副搬送波周波数の整数倍でないサンプリング周波数でサンプリングしても、十分なＹＣ分離性能を得ることができるＹＣ分離回路を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、輝度信号と搬送色信号とが帯域共用多重化されているコンポジット映像信号を、搬送色信号の色副搬送波周波数の非整数倍の周波数のクロックでサンプリングするサンプリング手段と、サンプリング手段によりサンプリングされたコンポジット映像信号から、搬送色信号の帯域で、かつ、隣接する３ラインの信号を分離生成する信号生成手段と、信号生成手段からの隣接する３ラインの信号を入力として受け、搬送色信号を分離するロジカルコムフィルタと、ロジカルコムフィルタの出力信号の基準のサンプリング点に対して、搬送色信号の１周期前後に離れた２つの時点の各データを、２つの時点の周辺のサンプリング点の値から補間により求め、補間により求めた２つの時点の各データと基準のサンプリング点の値のうち中間値を選択して分離した搬送色信号として出力する水平メディアン回路と、コンポジット映像信号から水平メディアン回路の出力搬送色信号を減算して輝度信号を分離する減算手段とを有する構成としたものである。
【００１４】
この発明では、コンポジット映像信号のサンプリング周波数を、コンポジット映像信号の搬送色信号の色副搬送波周波数の非整数倍としたとき、水平メディアン回路を、基準のサンプリング点に対して、搬送色信号の１周期前後に離れた２つの時点の各データを、２つの時点の周辺のサンプリング点の値から補間により求め、補間により求めた２つの時点の各データと基準のサンプリング点の値のうち中間値を選択して分離した搬送色信号として出力する構成としたため、コンポジット映像信号の基準のサンプリング点に対して、所定距離離れた２つのサンプリング点と基準のサンプリング点の各データの中間値を選択する従来の水平メディアン回路に比べて、正確な水平メディアン処理ができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面と共に説明する。図１は本発明になるＹＣ分離回路の一実施の形態のブロック図、図２は図１中の要部の水平メディアン回路の一実施の形態の回路構成図を示す。
【００１６】
図１に示すＹＣ分離回路では、入力端子１に入力されたアナログ映像信号であるコンポジット映像信号を、Ａ／Ｄ変換器２によりサンプリングクロックに基づきサンプリングするが、サンプリングクロックの周波数は、入力コンポジット映像信号中の搬送色信号の色副搬送波周波数ｆｓｃの整数倍（例えば４ｆｓｃ）ではない点に特徴がある。本実施の形態では、サンプリングクロック周波数は１３．５ＭＨｚとされる。
【００１７】
Ａ／Ｄ変換器２より取り出されたコンポジット映像信号のサンプリング値は、帯域フィルタ（ＢＰＦ）３により搬送色信号帯域の信号が濾波される一方、１Ｈ遅延回路５により１Ｈ遅延されてＢＰＦ６に供給され、ここで搬送色信号帯域の信号が濾波される。ＢＰＦ６の出力信号はロジカムコムフィルタ４に供給される一方、１Ｈ遅延回路７により更に１Ｈ遅延された後ロジカルコムフィルタ４に供給される。
【００１８】
ロジカルコムフィルタ４はＢＰＦ３、ＢＰＦ６及び１Ｈ遅延回路７からそれぞれ取り出された、搬送色信号の帯域で、かつ、隣接する３ラインの信号を入力として受け、従来と同様の処理により搬送色信号を抜き出して水平メディアン回路９に供給する。水平メディアン回路９は、後述するように従来と同等の性能で搬送色信号を分離抽出し、この搬送色信号を出力端子１２へ出力する。また、１Ｈ遅延回路５より取り出されたコンポジット映像信号のサンプリング値は、搬送色信号分離系との時間合わせのための遅延回路８を通して減算回路１０に供給され、ここで水平メディアン回路９よりの搬送色信号と減算されることにより、輝度信号が分離され、出力端子１１へ出力される。
【００１９】
次に、水平メディアン回路９の構成及び動作について更に詳細に説明する。この実施の形態では、Ａ／Ｄ変換器２に入力されるサンプリングクロックの周波数がｆｓｃの整数倍でない周波数（つまり、非整数倍の周波数）に選ばれていることから、搬送色信号の１周期離れた時点にサンプリングポイントは存在しないため、水平メディアン回路９は周辺の画素データから補間によって搬送色信号の１周期離れた時点の画素データを求め、中間値選択回路に入力することにより、入力信号のサンプリングクロックの周波数が４ｆｓｃである従来の水平メディアン回路と同等の性能を得る。
【００２０】
水平メディアン回路９は図２に示すように、入力端子２０に対して１０段縦続接続された、各々遅延時間Ｔ（Ｔはサンプリング周波数の逆数、すなわちサンプリング周期）の遅延回路２１〜３０と、遅延回路２１、２２、２３、２４、２８、２９及び３０の各入力信号が分岐して入力され、それぞれに所定の乗算係数（フィルタ係数）を乗算する乗算器３１、３２、３３、３４、３５、３６及び３７と、遅延回路３０の出力信号に所定の乗算係数（フィルタ係数）を乗算する乗算器３８と、乗算器３１〜３４の各出力信号を加算する加算器３９と、乗算器３５〜３８の各出力信号を加算する加算器４０と、加算器３９、４０の出力信号と遅延回路２５の出力信号とを受け、その３つの入力信号から中間値を選択して出力端子４２へ出力する中間値選択回路４１とからなる。
【００２１】
ここで、入力コンポジット映像信号がＮＴＳＣ方式カラー映像信号で、サンプリング周波数を１３．５ＭＨｚに設定した場合の例について説明する。図３に示すように、同じラインのサンプリング周期Ｔ（＝１／１３．５ＭＨｚ＝７４ｎｓ）のサンプリング点Ｙ０〜Ｙ１０のうち、あるサンプリング点Ｙ５を基準に、前後にＮＴＳＣ方式カラー映像信号中の搬送色信号の１周期離れた時点Ｙｔ１、Ｙｔ２のデータをスプライン補間によって求めると、
Ｙｔ１＝｛（−５ｔ３＋１２ｔ２−７ｔ）／１５｝・Ｙ０＋｛（１５ｔ３−２７ｔ２−３ｔ＋１５）／１５｝・Ｙ１＋｛（−１５ｔ３＋１８ｔ２＋１２ｔ）／１５｝・Ｙ２＋｛（５ｔ３−３ｔ２−２ｔ）／１５｝・Ｙ３ （１）
Ｙｔ２＝｛（−５ｔ３＋１２ｔ２−７ｔ）／１５｝・Ｙ１０＋｛（１５ｔ３−２７ｔ２−３ｔ＋１５）／１５｝・Ｙ９＋｛（−１５ｔ３＋１８ｔ２＋１２ｔ）／１５｝・Ｙ８＋｛（５ｔ３−３ｔ２−２ｔ）／１５｝・Ｙ７ （２）
となる。ただし、（１）式及び（２）式中、Ｙ０〜Ｙ３、Ｙ７〜Ｙ１０は図３のサンプリング点Ｙ０〜Ｙ３、Ｙ７〜Ｙ１０の値を示す。この時、色副搬送波周波数ｆｓｃは３．５７９５４５ＭＨｚであるので、（１）式及び（２）式中の図３に示すサンプリング点Ｙｔ１とＹ１との時間差ｔ、及びサンプリング点Ｙｔ２とサンプリング点Ｙ９との時間差ｔは、
ｔ＝４−（１３．５／３．５７９５４５）＝０．２２８５７ （３）
であることが知られているので、（３）式の値を（１）式と（２）式に代入することにより、（１）式と（２）式は次式に書き改めることができる。
【００２２】
Ｙｔ１＝−０．０６８９・Ｙ０＋０．８７２１９・Ｙ１＋０．２３３６１・Ｙ２−０．０３６９・Ｙ３ （４）
Ｙｔ２＝−０．０６８９・Ｙ１０＋０．８７２１９・Ｙ９＋０．２３３６１・Ｙ８−０．０３６９・Ｙ７ （５）
図２中の遅延回路３０、２９、２８及び２７の各出力信号は、上記のサンプリング点Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２及びＹ３に相当する。よって、乗算器３８の乗算係数は（４）式から「−０．０６８９」であるが、図２では乗算器３８をディジタル回路で構成する都合上、分母が２のべき乗の値とするために「−０．０６８９」の近似値である「−９／１２８」に設定される。同様に、乗算器３７、３６及び３５の乗算係数は（４）式から「０．８７２１９」の近似値「２２３／２５６」、「０．２３３６１」の近似値「１５／６４」、「−０．０３６９」の近似値「−９／２５６」にそれぞれ設定される。同様に、乗算器３１〜３４の各乗算係数も（５）式の示す係数の近似値にそれぞれ設定される。
【００２３】
これにより、乗算器３５〜３８の各出力信号を加算する加算器４０からは（４）式で表されるサンプリング点Ｙｔ１の値の近似値が取り出され、乗算器３１〜３４の各出力信号を加算する加算器３９からは（５）式で表されるサンプリング点Ｙｔ２の値の近似値が取り出され、それぞれ中間値選択回路４１に供給される。基準のサンプリング点Ｙ５に対して搬送色信号の１周期遅れた時点Ｙｔ１の値は、図３及び（４）式から分かるように、その周辺のサンプリング点Ｙ０〜Ｙ３の値から補間により求めた値である。同様に、基準のサンプリング点Ｙ５に対して搬送色信号の１周期進んだ時点Ｙｔ２の値は、図３及び（５）式から分かるように、その周辺のサンプリング点Ｙ７〜Ｙ１０の値から補間により求めた値である。
【００２４】
図２に示した中間値選択回路４１は、加算器４０から取り出されたサンプリング点Ｙｔ１の値の近似値と、遅延回路２５から取り出された基準のサンプリング点Ｙ５の値と、加算器３９から取り出されたサンプリング点Ｙｔ２の値の近似値とを入力として受け、従来と同様のアルゴリズムに従い、中間値を選択して出力端子４２へ出力する。
【００２５】
従って、本実施の形態のように、Ａ／Ｄ変換器２におけるサンプリング周波数をｆｓｃの整数倍でない１３．５ＭＨｚに設定した場合でも、補間により搬送色信号の１周期前後にそれぞれ離れた時点Ｙｔ１及びＹｔ２のデータを求め、中間値選択回路４１に入力することにより、ｆｓｃの整数倍のサンプリング周波数を用いる従来の２次元ＹＣ分離回路と同等のＹＣ分離性能を有する２次元ＹＣ分離回路を構成することができる。
【００２６】
すなわち、本実施の形態によれば、図７に示すような周波数１３．５ＭＨｚのクロックでサンプリングされている搬送色信号が水平メディアン回路９に入力された場合、ａとｃのポイントの信号は補間により白三角で示した、搬送色信号の１周期前後にそれぞれ離れたｄとｅのポイントの信号を入力するようにしているため、従来のように誤ったポイントの信号を出力することがなく、よって水平メディアン回路９からは歪みの発生の防止された搬送色信号を出力することができる。
【００２７】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えばＰＡＬ方式カラー映像信号など、輝度信号と搬送色信号が帯域共用多重化されているコンポジット映像信号を伝送する他の標準テレビジョン放送方式にも適用でき、また、１３．５ＭＨｚ以外のサンプリング周波数においても実施可能である。また補間方法には、上記実施の形態のスプライン補間だけでなく、若干性能は劣るが回路構成を簡単にした直線補間やその他の補間方法を用いてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、コンポジット映像信号のサンプリング周波数を、コンポジット映像信号の搬送色信号の色副搬送波周波数の非整数倍としたとき、水平メディアン回路を、基準のサンプリング点に対して、搬送色信号の１周期前後に離れた２つの時点の各データを、２つの時点の周辺のサンプリング点の値から補間により求め、補間により求めた２つの時点の各データと基準のサンプリング点の値のうち中間値を選択して分離した搬送色信号として出力する構成とすることにより、サンプリング周波数が色副搬送波周波数の非整数倍であっても正確な水平メディアン処理ができるため、サンプリング周波数が色副搬送波周波数の非整数倍であるときに従来生じていた出力搬送色信号の歪みの発生を未然に防止することができ、よって、十分なＹＣ分離性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。
【図２】図１の要部を構成する水平メディアン回路の一実施の形態の回路構成図である。
【図３】ＮＴＳＣ方式のコンポジット映像信号を１３．５ＭＨｚでサンプリングしたときのサンプリング点と、基準のサンプリング点に対して搬送色信号の前後の１周期離れた時点を示す図である。
【図４】従来のＹＣ分離回路中の水平メディアン回路の一例のブロック図である。
【図５】図４の水平メディアン回路の各部のデータと入力信号波形の一例を示す図である。
【図６】図４の水平メディアン回路の各部のデータと入力信号波形（Ｙ混入）の他の例を示す図である。
【図７】図４の水平メディアン回路に１３．５ＭＨｚでサンプリングされた信号が入力されたときの従来回路の問題を説明する波形図である。
【符号の説明】
１ コンポジット映像信号入力端子
２ Ａ／Ｄ変換器
３、６ 帯域フィルタ（ＢＰＦ）
４ ロジカルコムフィルタ
５、７ １Ｈ遅延回路
８ 遅延回路
９ 水平メディアン回路
１０ 減算器
１１ 輝度信号出力端子
１２、４２ 搬送色信号出力端子
２０ 入力端子
２１〜３０ 遅延回路
３１〜３８ 乗算器
３９、４０ 加算器
４１ 中間値選択回路
Claims (2)
- 輝度信号と搬送色信号とが帯域共用多重化されているコンポジット映像信号を、前記搬送色信号の色副搬送波周波数の非整数倍の周波数のクロックでサンプリングするサンプリング手段と、
前記サンプリング手段によりサンプリングされた前記コンポジット映像信号から、前記搬送色信号の帯域で、かつ、隣接する３ラインの信号を分離生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段からの前記隣接する３ラインの信号を入力として受け、前記搬送色信号を分離するロジカルコムフィルタと、
前記ロジカルコムフィルタの出力信号の基準のサンプリング点に対して、前記搬送色信号の１周期前後に離れた２つの時点の各データを、前記２つの時点の周辺のサンプリング点の値から補間により求め、補間により求めた前記２つの時点の各データと前記基準のサンプリング点の値のうち中間値を選択して分離した搬送色信号として出力する水平メディアン回路と、
前記コンポジット映像信号から前記水平メディアン回路の出力搬送色信号を減算して前記輝度信号を分離する減算手段と
を有することを特徴とするＹＣ分離回路。 - 前記水平メディアン回路は、各々前記サンプリング手段のクロックの一周期の時間遅延する、互いに縦続接続された複数の遅延回路と、前記複数の遅延回路のうち所定番目の遅延回路から前記基準のサンプリング点の信号を取り出す手段と、前記基準のサンプリング点の信号よりも遅延時間の大なる二以上の遅延信号を前記複数の遅延回路の一部から取り出して第１の乗算係数を乗算する第１の乗算手段と、前記基準のサンプリング点の信号よりも遅延時間の小なる二以上の遅延信号を前記複数の遅延回路の他の一部から取り出して第２の乗算係数を乗算する第２の乗算手段と、前記第１の乗算手段から取り出した信号を合成する第１の合成手段と、前記第２の乗算手段から取り出した信号を合成する第２の合成手段と、前記第１及び第２の合成手段の各出力信号と前記基準サンプリング点の信号とを入力として受け、その中間値を選択して出力する中間値選択回路とからなり、前記第１及び第２の乗算手段の乗算係数はスプライン補間の乗算係数の近似値に設定されており、前記第１及び第２の合成手段から前記基準のサンプリング点に対して、前記搬送色信号の１周期前後に離れた２つの時点の各データをそれぞれ取り出すことを特徴とする請求項１記載のＹＣ分離回路。
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