JP3663613B2 - 映像信号処理装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号処理装置および方法に関し、特に、輝度信号または色信号のクロストーク成分をより抑圧するようにした、映像信号処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のテレビジョン受像機における構成例を表している。チューナ２は、アンテナ１を介して受信した所定のチャンネルの中間周波信号を、映像中間周波（ＶＩＦ）回路３に出力するようになされている。ＶＩＦ回路３は、入力された映像中間周波信号を復調し、複合映像信号として、Ｙ／Ｃ分離回路４に供給している。Ｙ／Ｃ分離回路４は、入力された複合映像信号から、輝度信号（Ｙ信号）とクロマ信号（Ｃ信号）とに分離するようになされている。
【０００３】
クロマ復調回路５は、Ｙ／Ｃ分離回路４より分離されたＣ信号を復調して、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号よりなる色差信号を出力するようになされている。マトリクス回路６は、Ｙ／Ｃ分離回路４より入力されたＹ信号と、クロマ復調回路５より入力されたＲ−Ｙ信号、およびＢ−Ｙ信号とから、３原色のＲ，Ｇ，Ｂ信号を生成し、ＣＲＴ７に出力するようになされている。
【０００４】
図６は、Ｙ／Ｃ分離回路４の構成例を表している。この構成例においては、ＶＩＦ回路３より出力された複合映像信号が、端子２１からラインメモリ２２、減算器２３，２５に供給されるようになされている。ラインメモリ２２は、入力された映像信号を１ライン（１水平走査期間）分だけ遅延した後、減算器２３に出力している。減算器２３は、ラインメモリ２２により遅延された信号を、遅延されていない信号から減算し、減算結果をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２４に供給している。バンドパスフィルタ２４は、入力された信号のうち、色副搬送波周波数の３．５８ＭＨｚの周波数成分を抽出し、端子２７からＣ信号として出力するとともに、減算器２５に出力している。減算器２５は、端子２１より入力された信号から、バンドパスフィルタ２４より入力された信号を減算し、端子２６からＹ信号として出力するようになされている。
【０００５】
次に、その動作について説明する。チューナ２は、アンテナ１を介して受信した信号の中から、ユーザにより指定されたチャンネルの信号を復調し、その中間周波信号をＶＩＦ回路３に出力する。ＶＩＦ回路３は、入力された中間周波信号を復調し、複合映像信号をＹ／Ｃ分離回路４に出力する。
【０００６】
Ｙ／Ｃ分離回路４においては、ラインメモリ２２により１ライン分だけ遅延された信号が、減算器２３において遅延されていない信号から減算され、減算結果が、バンドパスフィルタ２４に入力され、３．５８ＭＨｚの周波数成分（色副搬送波周波数成分）がＣ信号として分離され、端子２７からクロマ復調回路５に供給される。
【０００７】
また、バンドパスフィルタ２４より出力されたＣ信号は、減算器２５において、端子２１から入力された複合映像信号から減算され、Ｙ信号が生成される。このＹ信号は、端子２６からマトリクス回路６に供給される。
【０００８】
クロマ復調回路５は、入力されたＣ信号を復調し、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号を生成する。マトリクス回路６は、入力されたＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、およびＢ−Ｙ信号のマトリクス演算を行い、Ｒ信号、Ｇ信号、およびＢ信号を生成し、ＣＲＴ７に出力する。ＣＲＴ７においては、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に対応する画像が表示される。
【０００９】
図６に示すＹ／Ｃ分離回路４は、くし型フィルタ、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路、または２次元Ｙ／Ｃ分離回路等と称されるが、この方式のＹ／Ｃ分離回路は、回路規模が比較的小さくて済むという長所を有する反面、図７において斜線で示す範囲の周波数成分、すなわち３．５８ＭＨｚを中心とする水平周波数成分と、５２５／４ｃｐｈを中心とする垂直周波数のＹ信号成分がＣ信号にクロストークして、クロスカラー妨害を発生する。また、それにともない、図７に示す斜線部分の成分がＹ信号から失われ、斜め方向の解像度が劣化する。さらに、色の垂直非相関部、水平非相関部において、Ｃ信号がＹ信号にクロストークし、クロスルミナンス妨害（ドット妨害）が発生する。
【００１０】
このようなクロスカラー妨害やドット妨害を改善するために、図８に示すような構成が提案されている。この構成例においては、Ｙ／Ｃ分離回路４が、図６における場合と同様に構成され、Ｙ／Ｃ分離回路４より分離されたＹ信号が、ベースバンドコムフィルタ３１に供給されている。また、クロマ復調回路５より出力されたＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号も、それぞれベースバンドコムフィルタ３２または３３に供給されている。
【００１１】
ベースバンドコムフィルタ３１においては、Ｙ／Ｃ分離回路４の減算器２５より出力されたＹ信号が、フレームメモリ４１で１フレーム分だけ遅延された後、加算器４２に供給され、減算器２５より出力された、遅延されていないＹ信号と加算される。これにより、ドット妨害の除去されたＹ信号が生成される。
【００１２】
また、減算器４３は、フレームメモリ４１より出力されたＹ信号を、減算器２５より出力されたＹ信号から減算して、動き検出器４４に供給する。動き検出器４４は、減算器４３から入力された信号からフレーム間の動きを検出し、動きに応じた係数Ｋを乗算器４５と乗算器４６に出力する。
【００１３】
乗算器４６は、減算器２５より入力されたＹ信号に、係数Ｋを乗算して加算器４７に出力する。乗算器４５は、加算器４２より入力されたドット妨害が除去されたＹ信号に、係数（１−Ｋ）を乗算して、加算器４７に出力する。加算器４７は、乗算器４５と乗算器４６より入力された信号を加算し、端子４８から出力する。すなわち、端子４８の出力Ｙoutは、次式で表される。
Ｙout＝Ｋ×ＹＬ＋（１−Ｋ）×ＹＦ
【００１４】
なお、ここでＹＬは、減算器２５より出力されるＹ信号であり、ＹＦは、加算器４２より出力されるドット妨害の除去されたＹ信号である。
【００１５】
係数Ｋは、０から１までの間の所定の値に設定され、動画素の場合、Ｋ＝１とされ、静止画素の場合、Ｋ＝０とされる。
【００１６】
なお、図示は省略するが、ベースバンドコムフィルタ３２または３３も、ベースバンドコムフィルタ３１と実質的に同様の構成とされており、クロマ復調回路５より入力されたＲ−Ｙ信号またはＢ−Ｙ信号が、それぞれベースバンドコムフィルタ３２または３３で処理された後、端子４９または５０から出力される。
【００１７】
この図８に示す構成例の場合、図６に示す構成例に較べて、静止画素におけるドット妨害とクロスカラー妨害を改善することができる。しかしながら、図８のＹ／Ｃ分離回路４で、クロスカラー妨害およびドット妨害となって一旦失われたＹ信号とＣ信号の成分は、ベースバンドコムフィルタ３１乃至３３における処理によっては回復することができず、斜め方向の解像度の劣化や、色の垂直非相関部における色消えの問題を解決することができない。また、動画素においては、ドット妨害とクロスカラー妨害を改善することができない。
【００１８】
そこで、クロスカラー妨害およびドット妨害を改善するとともに、一旦失われたＹ信号とＣ信号の成分を回復させるようにするために、Ｙ／Ｃ分離回路４として、図９に示すような構成が、３次元Ｙ／Ｃ分離回路の名称で知られている。
【００１９】
この構成例においては、端子２１より入力された映像信号が、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路６１と、フレーム間Ｙ／Ｃ分離回路６２に入力される。フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路６１においては、図６に示した場合と同様の処理により、バンドパスフィルタ２４よりドット妨害の除去されたＣ信号が出力される。
【００２０】
フレーム間Ｙ／Ｃ分離回路６２は、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路６１と基本的に同様の構成とされており、バンドパスフィルタ６５からＣ信号が出力される。このバンドパスフィルタ６５より出力されるＣ信号は、静止画素においては、クロスカラーが全く存在しない理想的なＣ信号となるが、動画素においては、クロスカラー妨害に加えて、二重像の弊害が発生する。このため、動画素においては、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路６１のバンドパスフィルタ２４より出力されたＣ信号を用いるようにする。
【００２１】
そこで、動き検出器６６により、減算器６４の出力から動きを検出し、動きに対応する係数Ｋを発生させる。そして、バンドパスフィルタ２４の出力するＣ信号に、乗算器６８において係数Ｋを乗算し、加算器６９に出力する。また、乗算器６７において、バンドパスフィルタ６５の出力に、係数（１−Ｋ）を乗算し、加算器６９に出力する。加算器６９で、乗算器６７と乗算器６８の出力を加算し、端子７０から出力する。この端子７０の出力Ｃoutは、次式で表される。
Ｃout＝Ｋ×ＣＬ＋（１−Ｋ）×ＣＦ
【００２２】
なお、ＣＬは、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路６１のバンドパスフィルタ２４の出力するＣ信号を表し、ＣＦは、フレーム間Ｙ／Ｃ分離回路６２のバンドパスフィルタ６４を出力するＣ信号を表している。
【００２３】
加算器６９の出力するＣ信号は、減算器７１に供給され、減算器７１は、端子２１より入力される映像信号から、このＣ信号を減算し、端子７２からＹ信号として出力する。
【００２４】
この図９に示す方式によれば、静止画素におけるドット妨害とクロスカラー妨害を解決することができるとともに、図７に示す斜線部分のＹ信号成分が失われず、斜め方向の解像度の劣化や、色の垂直非相関部における色消えも解決することができる。しかしながら、動画素においては、このような効果を得ることができない。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置は、このように、静止画素における弊害は除去することが可能であるが、動画素における弊害は、充分除去することができない課題があった。
【００２６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、動画素におけるドット妨害、クロスカラー妨害を解決するとともに、クロスカラー妨害に起因するＹ信号の成分の劣化、斜め方向の解像度の劣化、色の垂直非相関部における色消えといった課題を改善するものである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の映像信号処理装置は、入力される映像信号から輝度信号と色信号とを分離する分離手段と、動画素の分離手段による分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化を改善する処理を行なう処理手段とを備え、処理手段は、分離手段により分離された輝度信号と色信号とから第１のタップを抽出する第１の抽出手段と、第２のタップを抽出する第２の抽出手段と、第１のタップに基づいてクラスを分類する分類手段と、分類されたクラスに対応する係数を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されているクラスに対応する係数と、第２のタップとに基づいて、予測値を演算する演算手段とをさらに備え、記憶手段には、動画素の分離手段による分離に起因する劣化を有する輝度信号と、動画素の分離手段による分離に起因する劣化を有する色信号とを用いて予め学習により得られる係数が記憶されることを特徴とする。
【００２８】
請求項７に記載の映像信号処理方法は、入力される映像信号から輝度信号と色信号とを分離する分離ステップと、動画素の分離ステップの処理による分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化を改善する処理を行なう処理ステップとを含み、処理ステップは、分離手段により分離された輝度信号と色信号とから第１のタップを抽出する第１の抽出ステップと、第２のタップを抽出する第２の抽出ステップと、第１のタップに基づいてクラスを分類する分類ステップと、分類されたクラスに対応する係数を記憶する記憶ステップと、記憶ステップで記憶されているクラスに対応する係数と、第２のタップとに基づいて、予測値を演算する演算ステップとをさらに含み、記憶ステップの処理では、動画素の分離ステップの処理による分離に起因する劣化を有する輝度信号と、動画素の分離ステップの処理による分離に起因する劣化を有する色信号とを用いて予め学習により得られる係数が記憶されることを特徴とする。
【００２９】
請求項８に記載の映像信号処理装置は、輝度信号と色信号を含む映像信号を取得する取得手段と、輝度信号と色信号の教師信号を生成する生成手段と、取得手段により取得された映像信号から輝度信号と色信号の信号を分離する分離手段と、分離手段により分離された信号から、第１のタップを抽出する第１の抽出手段と、分離手段により分離された信号から、第２のタップを抽出する第２の抽出手段と、第１のタップのクラスを分類する分類手段と、第２のタップと、教師信号とから、分類されたクラスに対応する係数を演算する演算手段とを備え、動画素が分離手段により分離された信号は、動画素の分離手段による分離に起因する劣化を有し、演算手段は、動画素が分離手段により分離された信号と、係数とに基づき演算される予測値が、教師信号に対して劣化が小さくなるように係数を演算することを特徴とする。
【００３０】
請求項１３に記載の映像信号処理方法は、輝度信号と色信号を含む映像信号を取得する取得ステップと、輝度信号と色信号の教師信号を生成する生成ステップと、取得ステップで取得された映像信号から輝度信号と色信号の信号を分離する分離ステップと、分離ステップで分離された信号から、第１のタップを抽出する第１の抽出ステップと、分離ステップで分離された信号から、第２のタップを抽出する第２の抽出ステップと、第１のタップのクラスを分類する分類ステップと、第２のタップと、教師信号とから、分類されたクラスに対応する係数を演算する演算ステップとを含み、動画素が分離ステップの処理により分離された信号は、動画素の分離ステップの処理による分離に起因する劣化を有し、演算ステップの処理は、動画素が分離ステップの処理により分離された信号と、係数とに基づき演算される予測値が、教師信号に対して劣化が小さくなるように係数を演算することを特徴とする。
【００３１】
請求項１に記載の映像信号処理装置および請求項７に記載の映像信号処理方法においては、入力される映像信号から輝度信号と色信号とが分離され、動画素の分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化が改善される処理が行なわれ、分離された輝度信号と色信号とから第１のタップが抽出され、第２のタップが抽出され、第１のタップに基づいてクラスが分類され、分類されたクラスに対応する係数が記憶され、記憶されているクラスに対応する係数と、第２のタップとに基づいて、予測値が演算され、動画素の分離に起因する劣化を有する輝度信号と、動画素の分離に起因する劣化を有する色信号とが用いられて予め学習により得られる係数が記憶される。
【００３２】
請求項８に記載の映像信号処理装置および請求項１３に記載の映像信号処理方法においては、輝度信号と色信号を含む映像信号が取得され、輝度信号と色信号の教師信号が生成され、取得された映像信号から輝度信号と色信号の信号が分離され、分離された信号から、第１のタップが抽出され、分離された信号から、第２のタップが抽出され、第１のタップのクラスが分類され、第２のタップと、教師信号とから、分類されたクラスに対応する係数が演算され、動画素が分離された信号は、動画素の分離に起因する劣化を有し、動画素が分離された信号と、係数とに基づき演算される予測値が、教師信号に対して劣化が小さくなるように係数が演算される。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を付加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定することを意味するものではない。
【００３４】
請求項１に記載の映像信号処理装置は、入力される映像信号から輝度信号と色信号とを分離する分離手段（例えば、図１のＹ／Ｃ分離回路４）と、動画素の分離手段による分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化を改善する処理を行なう処理手段（例えば、図１のクラス分類適応処理回路１０１乃至１０３）とを備え、処理手段は、前記分離手段により分離された輝度信号と色信号とから第１のタップを抽出する第１の抽出手段（例えば、図２の領域抽出部１１２）と、第２のタップを抽出する第２の抽出手段（例えば、図２の領域抽出部１１３）と、第１のタップに基づいてクラスを分類する分類手段（例えば、図２のパターン検出部１１４）と、分類されたクラスに対応する係数を記憶する記憶手段（例えば、図２の係数メモリ１１６）と、記憶手段に記憶されているクラスに対応する係数と、第２のタップとに基づいて、予測値を演算する演算手段（例えば、図２の予測演算部１１７）とをさらに備え、記憶手段には、分離手段による分離に起因する劣化を有する輝度信号と、分離手段による分離に起因する劣化を有する色信号とを用いて予め学習により得られる係数が記憶されることを特徴とする。
【００３５】
請求項８に記載の映像信号処理装置は、輝度信号と色信号を含む映像信号を取得する取得手段（例えば、図３の加算器１３５）と、輝度信号と色信号の教師信号を生成する生成手段（例えば、図３の演算回路１３２）と、取得手段により取得された映像信号から輝度信号と色信号の信号を分離する分離手段（例えば、図３のＹ／Ｃ分離回路１３９）と、分離手段により分離された信号から、第１のタップを抽出する第１の抽出手段（例えば、図３の領域抽出部１４０）と、分離手段により分離された信号から、第２のタップを抽出する第２の抽出手段（例えば、図３の領域抽出部１４１）と、第１のタップのクラスを分類する分類手段（例えば、図３のパターン検出部１４２）と、第２のタップと、教師信号とから、分類されたクラスに対応する係数を演算する演算手段（例えば、図３の正規方程式生成部１４５，係数決定部１４６）とを備え、動画素が分離手段により分離された信号は、動画素の分離手段による分離に起因する劣化を有し、演算手段は、動画素が分離手段により分離された信号と、係数とに基づき演算される予測値が、教師信号に対して劣化が小さくなるように係数を演算することを特徴とする。
【００３６】
図１は、本発明を適用した、テレビジョン受像機の構成例を示すブロック図であり、図５における場合と対応する部分には、同一の符号を付してある。すなわち、この構成例においては、Ｙ／Ｃ分離回路４より出力されたＹ信号が、クラス分類適応処理回路１０１に入力され、その出力が、マトリクス回路６に供給されている。また、クロマ復調回路５より出力されたＲ−Ｙ信号が、クラス分類適応処理回路１０２に入力され、その出力が、マトリクス回路６に供給されている。さらに、クロマ復調回路５より出力されたＢ−Ｙ信号が、クラス分類適応処理回路１０３に入力され、その出力が、マトリクス回路６に供給されている。その他の構成は、図５における場合と同様である。なお、Ｙ／Ｃ分離回路４は、図６に示した場合と同様に構成されている。
【００３７】
クラス分類適応処理回路１０１は、例えば、図２に示すように構成されている。この構成例においては、端子１１１に、Ｙ／Ｃ分離回路４より出力されたＹ信号が入力されている。領域抽出部１１２は、端子１１１に入力されたＹ信号からクラス分類を行うのに必要な画素で構成されるクラスタップを抽出し、抽出したクラスタップをパターン検出部１１４に供給している。パターン検出部１１４は、例えば、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）回路により構成され、入力されたクラスタップのパターンを検出する。クラスコード決定部１１５は、パターン検出部１１４の出力からクラスコードを決定し、決定したクラスコードを係数メモリ１１６に出力している。係数メモリ１１６には、予め所定の係数（クロストークを除去する演算を行うための係数）が記憶されており、入力されたクラスコードに対応する係数を読み出して、予測演算部１１７に出力している。
【００３８】
領域抽出部１１３は、端子１１１から入力されたＹ信号から、予測演算を行うための画素で構成される予測タップを抽出し、抽出した予測タップを予測演算部１１７に出力している。予測演算部１１７は、領域抽出部１１３より供給された予測タップと、係数メモリ１１６より供給された係数とを用いて積和演算を行い、演算結果を新たなＹ信号として、端子１１８からマトリクス回路６に供給するようになされている。
【００３９】
なお、図示は省略するが、クラス分類適応処理回路１０２およびクラス分類適応処理回路１０３も、クラス分類適応処理回路１０１と同様に構成されている。
【００４０】
次に、その動作について説明する。チューナ２は、ユーザにより指定された所定のチャンネルの電波を、アンテナ１を介して受信し、その中間周波信号を出力する。ＶＩＦ回路３は、チューナ２より入力された中間周波信号を復調し、複合映像信号を出力する。Ｙ／Ｃ分離回路４は、入力された複合映像信号から、Ｙ信号とＣ信号とを分離し、クラス分類適応処理回路１０１と、クロマ復調回路５に出力する。
【００４１】
クロマ復調回路５は、入力されたＣ信号から、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号を生成し、それぞれ、クラス分類適応処理回路１０２またはクラス分類適応処理回路１０３に供給する。
【００４２】
クラス分類適応処理回路１０１においては、領域抽出部１１２が、端子１１１より入力されたＹ信号からクラスタップを抽出し、パターン検出部１１４に出力する。パターン検出部１１４においては、入力されたクラスタップのデータを、次式に従って再量子化する。
ｃi＝（ｘi−ＭＩＮ）／（ＤＲ／２k)
ＤＲ＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１
【００４３】
なお、上記式において、ｃiは、ＡＤＲＣコード、ｘiは、入力画素値、ＭＩＮは、クラスタップ内の最小値、ＤＲは、クラスタップ内のダイナミックレンジ、ＭＡＸは、クラスタップ内の最大値、ｋは、再量子化ビット数を、それぞれ表す。
【００４４】
例えば、クラスタップを構成する各画素が８ビットで構成され、ｋ＝２である場合、各画素が２ビットで表されることになる。そして、クラスタップを構成する画素の数が、例えば５個である場合、クラスタップは１０個（＝２×５）のパターンのいずれかにクラス分類される。
【００４５】
クラスコード決定部１１５は、分類されたクラスに対応するクラスコードを発生する。このクラスコードは、係数メモリ１１６におけるアドレスに対応するものとされる。係数メモリ１１６は、クラスコード決定部１１５より供給されたクラスコード（アドレス）に対応する係数を読み出し、予測演算部１１７に供給する。
【００４６】
領域抽出部１１３は、端子１１１より入力されたＹ信号から予測演算を行うための画素で構成される予測タップを抽出し、予測演算部１１７に供給する。予測演算部１１７は、領域抽出部１１３より供給される予測タップの値をｘ1乃至ｘnとし、係数メモリ１１６より供給される係数をａ1乃至ａnとするとき、次式を演算する。
ｙ＝ａ1ｘ1＋ａ1ｘ1＋・・・＋ａnｘn
【００４７】
係数メモリ１１６に記憶されている係数は、図３を参照して後述するように、静止画素はもとより動画素におけるドット妨害、クロスカラー妨害を除去し、図７の斜線部分のＹ信号成分の損失や、斜め方向の解像度の劣化、さらに色の垂直非相関部における色消え等の問題を解決するように学習された係数とされる。その結果、上記式により、演算により求められた画素ｙは、これらの問題が解決された画素となっている。
【００４８】
なお、説明は省略するが、クラス分類適応処理回路１０２とクラス分類適応処理回路１０３も、クロマ復調回路５より入力されたＲ−Ｙ信号またはＢ−Ｙ信号に対して、同様の処理を行う。
【００４９】
マトリクス回路６は、クラス分類適応処理回路１０１乃至１０３より入力されたＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、およびＢ−Ｙ信号をマトリクス演算することにより、Ｒ信号、Ｇ信号、およびＢ信号を生成する。すなわち、ＮＴＳＣ方式の映像信号の場合、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号とＹ信号は、次の関係を有する。
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
【００５０】
そこで、次式を演算することで、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を、それぞれ生成することができる。
Ｒ＝Ｒ−Ｙ＋Ｙ
Ｂ＝Ｂ−Ｙ＋Ｙ
Ｇ＝（Ｙ−０．３Ｒ−０．１１Ｂ）／０．５９
【００５１】
図３は、係数メモリ１１６に記憶させる係数を決定するための学習処理を行わせるための回路の構成例を表している。端子１３１には、例えば、図示せぬビデオカメラより出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力されている。演算回路１３２は、次式を演算することで、Ｙ信号を生成する。
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
【００５２】
演算回路１３３は、次式を演算することで、Ｒ−Ｙ信号を生成する。
Ｒ−Ｙ＝Ｒ−（０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ）
【００５３】
さらに、演算回路１３４は、次式を演算することで、Ｂ−Ｙ信号を生成する。
Ｂ−Ｙ＝Ｂ−（０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ）
【００５４】
演算回路１３３より出力されたＲ−Ｙ信号は、平衡変調器１３６に入力され、３．５８ＭＨｚの周波数のキャリアで平衡変調され、加算器１３８に供給される。また、演算回路１３４より出力されるＢ−Ｙ信号は、９０度位相シフトした３．５８ＭＨｚの周波数のキャリアで、平衡変調器１３７において平衡変調された後、加算器１３８に供給される。加算器１３８は、平衡変調器１３６と平衡変調器１３７より入力された信号を加算し、加算器１３５に出力する。加算器１３５は、演算回路１３２より出力されたＹ信号と、加算器１３８より出力された、変調されているＲ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号を加算し、複合映像信号を生成し、Ｙ／Ｃ分離回路１３９に出力する。
【００５５】
Ｙ／Ｃ分離回路１３９は、入力された複合映像信号からＹ信号を分離し、領域抽出部１４０と、領域抽出部１４１に供給する。このＹ／Ｃ分離回路１３９は、上述した場合と同様に、例えば、図６に示すように構成することができる。
【００５６】
領域抽出部１４０は、Ｙ／Ｃ分離回路１３９より入力されたＹ信号からクラスタップを抽出し、パターン検出部１４２に供給する。領域抽出部１４０は、図２における領域抽出部１１２と実質的に同様の構成とすることができる。
【００５７】
パターン検出部１４２は、図２のパターン検出部１１４と、実質的に同様の構成とされ、領域抽出部１４０より入力されたクラスタップをＡＤＲＣ処理し、クラス分類処理を行う。クラスコード決定部１４３は、図２のクラスコード決定部１１５と同様の構成とされ、パターン検出部１４２より入力されたクラスに対応するクラスコードを生成し、係数メモリ１４４に供給する。係数メモリ１４４は、クラスコード決定部１４３より入力されるクラスコードに対応する係数を読み出し、正規方程式生成部１４５に出力する。
【００５８】
領域抽出部１４１は、Ｙ／Ｃ分離回路１３９より入力されたＹ信号から予測タップを抽出し、正規方程式生成部１４５に出力する。正規方程式生成部１４５にはまた、演算回路１３２より、教師信号（ドット妨害を有しない信号）としてのＹ信号が供給されている。正規方程式生成部１４５は、領域抽出部１４１より入力された予測タップｘ1乃至ｘn、係数メモリ１４４より入力された係数ａ1乃至ａn、および演算回路１３２より供給された教師位置ｙに対して、最小自乗法を適用して、正規方程式を生成する。そして、係数決定部１４６は、係数ａ1乃至ａnを未知数として、この正規方程式を解き、解けた結果をメモリ１４７に記憶させる。このメモリ１４７に記憶された結果が、図２の係数メモリ１１６に記憶されることになる。
【００５９】
Ｒ−Ｙ信号またはＢ−Ｙ信号の処理における係数も、同様にして生成することができる。
【００６０】
なお、上記構成例においては、Ｙ信号、Ｒ−Ｙ信号、またはＢ−Ｙ信号を、それぞれクラス分類適応処理回路１０１乃至１０３で、個別に処理するようにしたが、これらをまとめて、１つのクラス分類適応処理回路で、クラス分類適応処理することも可能である。
【００６１】
図４は、さらに他の構成例を表している。この構成例においては、Ｙ／Ｃ分離回路４で分離されたＹ信号とＣ信号が、クラス分類適応処理回路１６１に供給され、まとめてクラス分類適応処理されるようになされている。このようにしても、図１における場合と同様に、相互のクロストーク成分を除去した信号を出力することが可能となる。勿論、この場合の係数は、図１における場合とは異なる係数となる。
【００６２】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１に記載の映像信号処理装置および請求項７に記載の映像信号処理方法によれば、入力される映像信号から輝度信号と色信号とを分離し、動画素の分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化を改善する処理を行ない、分離した輝度信号と色信号とから第１のタップを抽出し、第２のタップを抽出し、第１のタップに基づいてクラスを分類し、分類したクラスに対応する係数を記憶し、記憶しているクラスに対応する係数と、第２のタップとに基づいて、予測値を演算し、動画素の分離に起因する劣化を有する輝度信号と、動画素の分離に起因する劣化を有する色信号とを用いて予め学習により得られる係数を記憶するようにしたので、静止画素データはもとより、動画素データであっても、そのクロストーク成分を確実に除去することが可能となる。
【００６３】
請求項８に記載の映像信号処理装置および請求項１３に記載の映像信号処理方法によれば、輝度信号と色信号を含む映像信号を取得し、輝度信号と色信号の教師信号を生成し、取得した映像信号から輝度信号と色信号の信号を分離し、分離した信号から、第１のタップを抽出し、分離した信号から、第２のタップを抽出し、第１のタップのクラスを分類し、第２のタップと、教師信号とから、分類したクラスに対応する係数を演算し、動画素が分離された信号には、動画素の分離に起因する劣化が有されており、動画素が分離された信号と、係数とに基づき演算される予測値が、教師信号に対して劣化が小さくなるように係数を演算するようにしたので、静止画素の場合はもとより、動画素の場合においても、輝度信号と色信号のクロストーク成分を除去することが可能な係数を確実に求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したテレビジョン受像機の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のクラス分類適応処理回路１０１の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の係数メモリ１１６における係数の学習を行うための装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明を適用した映像信号処理装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図５】従来のテレビジョン受像機の構成例を示すブロック図である。
【図６】図５のＹ／Ｃ分離回路４の構成例を示すブロック図である。
【図７】クロスカラー妨害を説明する図である。
【図８】従来の映像信号処理装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図９】図５のＹ／Ｃ分離回路４の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
４ Ｙ／Ｃ分離回路， ５ クロマ復調回路， ６ マトリクス回路， １０１乃至１０３ クラス分適応処理回路， １１２，１１３ 領域抽出部， １１４ パターン検出部， １１５ クラスコード決定部， １１６ 係数メモリ，１１７ 予測演算部， １３２乃至１３４ 演算回路， １３５ 加算器， １３９ Ｙ／Ｃ分離回路， １４０，１４１ 領域抽出部， １４２ パターン検出部， １４３ クラスコード決定部， １４４ 係数メモリ， １４５ 正規方程式生成部， １４６ 係数決定部， １４７ メモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号処理装置および方法に関し、特に、輝度信号または色信号のクロストーク成分をより抑圧するようにした、映像信号処理装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来のテレビジョン受像機における構成例を表している。チューナ２は、アンテナ１を介して受信した所定のチャンネルの中間周波信号を、映像中間周波（ＶＩＦ）回路３に出力するようになされている。ＶＩＦ回路３は、入力された映像中間周波信号を復調し、複合映像信号として、Ｙ／Ｃ分離回路４に供給している。Ｙ／Ｃ分離回路４は、入力された複合映像信号から、輝度信号（Ｙ信号）とクロマ信号（Ｃ信号）とに分離するようになされている。
【０００３】
クロマ復調回路５は、Ｙ／Ｃ分離回路４より分離されたＣ信号を復調して、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号よりなる色差信号を出力するようになされている。マトリクス回路６は、Ｙ／Ｃ分離回路４より入力されたＹ信号と、クロマ復調回路５より入力されたＲ−Ｙ信号、およびＢ−Ｙ信号とから、３原色のＲ，Ｇ，Ｂ信号を生成し、ＣＲＴ７に出力するようになされている。
【０００４】
図６は、Ｙ／Ｃ分離回路４の構成例を表している。この構成例においては、ＶＩＦ回路３より出力された複合映像信号が、端子２１からラインメモリ２２、減算器２３，２５に供給されるようになされている。ラインメモリ２２は、入力された映像信号を１ライン（１水平走査期間）分だけ遅延した後、減算器２３に出力している。減算器２３は、ラインメモリ２２により遅延された信号を、遅延されていない信号から減算し、減算結果をバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２４に供給している。バンドパスフィルタ２４は、入力された信号のうち、色副搬送波周波数の３．５８ＭＨｚの周波数成分を抽出し、端子２７からＣ信号として出力するとともに、減算器２５に出力している。減算器２５は、端子２１より入力された信号から、バンドパスフィルタ２４より入力された信号を減算し、端子２６からＹ信号として出力するようになされている。
【０００５】
次に、その動作について説明する。チューナ２は、アンテナ１を介して受信した信号の中から、ユーザにより指定されたチャンネルの信号を復調し、その中間周波信号をＶＩＦ回路３に出力する。ＶＩＦ回路３は、入力された中間周波信号を復調し、複合映像信号をＹ／Ｃ分離回路４に出力する。
【０００６】
Ｙ／Ｃ分離回路４においては、ラインメモリ２２により１ライン分だけ遅延された信号が、減算器２３において遅延されていない信号から減算され、減算結果が、バンドパスフィルタ２４に入力され、３．５８ＭＨｚの周波数成分（色副搬送波周波数成分）がＣ信号として分離され、端子２７からクロマ復調回路５に供給される。
【０００７】
また、バンドパスフィルタ２４より出力されたＣ信号は、減算器２５において、端子２１から入力された複合映像信号から減算され、Ｙ信号が生成される。このＹ信号は、端子２６からマトリクス回路６に供給される。
【０００８】
クロマ復調回路５は、入力されたＣ信号を復調し、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号を生成する。マトリクス回路６は、入力されたＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、およびＢ−Ｙ信号のマトリクス演算を行い、Ｒ信号、Ｇ信号、およびＢ信号を生成し、ＣＲＴ７に出力する。ＣＲＴ７においては、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に対応する画像が表示される。
【０００９】
図６に示すＹ／Ｃ分離回路４は、くし型フィルタ、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路、または２次元Ｙ／Ｃ分離回路等と称されるが、この方式のＹ／Ｃ分離回路は、回路規模が比較的小さくて済むという長所を有する反面、図７において斜線で示す範囲の周波数成分、すなわち３．５８ＭＨｚを中心とする水平周波数成分と、５２５／４ｃｐｈを中心とする垂直周波数のＹ信号成分がＣ信号にクロストークして、クロスカラー妨害を発生する。また、それにともない、図７に示す斜線部分の成分がＹ信号から失われ、斜め方向の解像度が劣化する。さらに、色の垂直非相関部、水平非相関部において、Ｃ信号がＹ信号にクロストークし、クロスルミナンス妨害（ドット妨害）が発生する。
【００１０】
このようなクロスカラー妨害やドット妨害を改善するために、図８に示すような構成が提案されている。この構成例においては、Ｙ／Ｃ分離回路４が、図６における場合と同様に構成され、Ｙ／Ｃ分離回路４より分離されたＹ信号が、ベースバンドコムフィルタ３１に供給されている。また、クロマ復調回路５より出力されたＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号も、それぞれベースバンドコムフィルタ３２または３３に供給されている。
【００１１】
ベースバンドコムフィルタ３１においては、Ｙ／Ｃ分離回路４の減算器２５より出力されたＹ信号が、フレームメモリ４１で１フレーム分だけ遅延された後、加算器４２に供給され、減算器２５より出力された、遅延されていないＹ信号と加算される。これにより、ドット妨害の除去されたＹ信号が生成される。
【００１２】
また、減算器４３は、フレームメモリ４１より出力されたＹ信号を、減算器２５より出力されたＹ信号から減算して、動き検出器４４に供給する。動き検出器４４は、減算器４３から入力された信号からフレーム間の動きを検出し、動きに応じた係数Ｋを乗算器４５と乗算器４６に出力する。
【００１３】
乗算器４６は、減算器２５より入力されたＹ信号に、係数Ｋを乗算して加算器４７に出力する。乗算器４５は、加算器４２より入力されたドット妨害が除去されたＹ信号に、係数（１−Ｋ）を乗算して、加算器４７に出力する。加算器４７は、乗算器４５と乗算器４６より入力された信号を加算し、端子４８から出力する。すなわち、端子４８の出力Ｙoutは、次式で表される。
Ｙout＝Ｋ×ＹＬ＋（１−Ｋ）×ＹＦ
【００１４】
なお、ここでＹＬは、減算器２５より出力されるＹ信号であり、ＹＦは、加算器４２より出力されるドット妨害の除去されたＹ信号である。
【００１５】
係数Ｋは、０から１までの間の所定の値に設定され、動画素の場合、Ｋ＝１とされ、静止画素の場合、Ｋ＝０とされる。
【００１６】
なお、図示は省略するが、ベースバンドコムフィルタ３２または３３も、ベースバンドコムフィルタ３１と実質的に同様の構成とされており、クロマ復調回路５より入力されたＲ−Ｙ信号またはＢ−Ｙ信号が、それぞれベースバンドコムフィルタ３２または３３で処理された後、端子４９または５０から出力される。
【００１７】
この図８に示す構成例の場合、図６に示す構成例に較べて、静止画素におけるドット妨害とクロスカラー妨害を改善することができる。しかしながら、図８のＹ／Ｃ分離回路４で、クロスカラー妨害およびドット妨害となって一旦失われたＹ信号とＣ信号の成分は、ベースバンドコムフィルタ３１乃至３３における処理によっては回復することができず、斜め方向の解像度の劣化や、色の垂直非相関部における色消えの問題を解決することができない。また、動画素においては、ドット妨害とクロスカラー妨害を改善することができない。
【００１８】
そこで、クロスカラー妨害およびドット妨害を改善するとともに、一旦失われたＹ信号とＣ信号の成分を回復させるようにするために、Ｙ／Ｃ分離回路４として、図９に示すような構成が、３次元Ｙ／Ｃ分離回路の名称で知られている。
【００１９】
この構成例においては、端子２１より入力された映像信号が、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路６１と、フレーム間Ｙ／Ｃ分離回路６２に入力される。フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路６１においては、図６に示した場合と同様の処理により、バンドパスフィルタ２４よりドット妨害の除去されたＣ信号が出力される。
【００２０】
フレーム間Ｙ／Ｃ分離回路６２は、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路６１と基本的に同様の構成とされており、バンドパスフィルタ６５からＣ信号が出力される。このバンドパスフィルタ６５より出力されるＣ信号は、静止画素においては、クロスカラーが全く存在しない理想的なＣ信号となるが、動画素においては、クロスカラー妨害に加えて、二重像の弊害が発生する。このため、動画素においては、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路６１のバンドパスフィルタ２４より出力されたＣ信号を用いるようにする。
【００２１】
そこで、動き検出器６６により、減算器６４の出力から動きを検出し、動きに対応する係数Ｋを発生させる。そして、バンドパスフィルタ２４の出力するＣ信号に、乗算器６８において係数Ｋを乗算し、加算器６９に出力する。また、乗算器６７において、バンドパスフィルタ６５の出力に、係数（１−Ｋ）を乗算し、加算器６９に出力する。加算器６９で、乗算器６７と乗算器６８の出力を加算し、端子７０から出力する。この端子７０の出力Ｃoutは、次式で表される。
Ｃout＝Ｋ×ＣＬ＋（１−Ｋ）×ＣＦ
【００２２】
なお、ＣＬは、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路６１のバンドパスフィルタ２４の出力するＣ信号を表し、ＣＦは、フレーム間Ｙ／Ｃ分離回路６２のバンドパスフィルタ６４を出力するＣ信号を表している。
【００２３】
加算器６９の出力するＣ信号は、減算器７１に供給され、減算器７１は、端子２１より入力される映像信号から、このＣ信号を減算し、端子７２からＹ信号として出力する。
【００２４】
この図９に示す方式によれば、静止画素におけるドット妨害とクロスカラー妨害を解決することができるとともに、図７に示す斜線部分のＹ信号成分が失われず、斜め方向の解像度の劣化や、色の垂直非相関部における色消えも解決することができる。しかしながら、動画素においては、このような効果を得ることができない。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置は、このように、静止画素における弊害は除去することが可能であるが、動画素における弊害は、充分除去することができない課題があった。
【００２６】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、動画素におけるドット妨害、クロスカラー妨害を解決するとともに、クロスカラー妨害に起因するＹ信号の成分の劣化、斜め方向の解像度の劣化、色の垂直非相関部における色消えといった課題を改善するものである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の映像信号処理装置は、入力される映像信号から輝度信号と色信号とを分離する分離手段と、動画素の分離手段による分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化を改善する処理を行なう処理手段とを備え、処理手段は、分離手段により分離された輝度信号と色信号とから第１のタップを抽出する第１の抽出手段と、第２のタップを抽出する第２の抽出手段と、第１のタップに基づいてクラスを分類する分類手段と、分類されたクラスに対応する係数を記憶する記憶手段と、記憶手段に記憶されているクラスに対応する係数と、第２のタップとに基づいて、予測値を演算する演算手段とをさらに備え、記憶手段には、動画素の分離手段による分離に起因する劣化を有する輝度信号と、動画素の分離手段による分離に起因する劣化を有する色信号とを用いて予め学習により得られる係数が記憶されることを特徴とする。
【００２８】
請求項７に記載の映像信号処理方法は、入力される映像信号から輝度信号と色信号とを分離する分離ステップと、動画素の分離ステップの処理による分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化を改善する処理を行なう処理ステップとを含み、処理ステップは、分離手段により分離された輝度信号と色信号とから第１のタップを抽出する第１の抽出ステップと、第２のタップを抽出する第２の抽出ステップと、第１のタップに基づいてクラスを分類する分類ステップと、分類されたクラスに対応する係数を記憶する記憶ステップと、記憶ステップで記憶されているクラスに対応する係数と、第２のタップとに基づいて、予測値を演算する演算ステップとをさらに含み、記憶ステップの処理では、動画素の分離ステップの処理による分離に起因する劣化を有する輝度信号と、動画素の分離ステップの処理による分離に起因する劣化を有する色信号とを用いて予め学習により得られる係数が記憶されることを特徴とする。
【００２９】
請求項８に記載の映像信号処理装置は、輝度信号と色信号を含む映像信号を取得する取得手段と、輝度信号と色信号の教師信号を生成する生成手段と、取得手段により取得された映像信号から輝度信号と色信号の信号を分離する分離手段と、分離手段により分離された信号から、第１のタップを抽出する第１の抽出手段と、分離手段により分離された信号から、第２のタップを抽出する第２の抽出手段と、第１のタップのクラスを分類する分類手段と、第２のタップと、教師信号とから、分類されたクラスに対応する係数を演算する演算手段とを備え、動画素が分離手段により分離された信号は、動画素の分離手段による分離に起因する劣化を有し、演算手段は、動画素が分離手段により分離された信号と、係数とに基づき演算される予測値が、教師信号に対して劣化が小さくなるように係数を演算することを特徴とする。
【００３０】
請求項１３に記載の映像信号処理方法は、輝度信号と色信号を含む映像信号を取得する取得ステップと、輝度信号と色信号の教師信号を生成する生成ステップと、取得ステップで取得された映像信号から輝度信号と色信号の信号を分離する分離ステップと、分離ステップで分離された信号から、第１のタップを抽出する第１の抽出ステップと、分離ステップで分離された信号から、第２のタップを抽出する第２の抽出ステップと、第１のタップのクラスを分類する分類ステップと、第２のタップと、教師信号とから、分類されたクラスに対応する係数を演算する演算ステップとを含み、動画素が分離ステップの処理により分離された信号は、動画素の分離ステップの処理による分離に起因する劣化を有し、演算ステップの処理は、動画素が分離ステップの処理により分離された信号と、係数とに基づき演算される予測値が、教師信号に対して劣化が小さくなるように係数を演算することを特徴とする。
【００３１】
請求項１に記載の映像信号処理装置および請求項７に記載の映像信号処理方法においては、入力される映像信号から輝度信号と色信号とが分離され、動画素の分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化が改善される処理が行なわれ、分離された輝度信号と色信号とから第１のタップが抽出され、第２のタップが抽出され、第１のタップに基づいてクラスが分類され、分類されたクラスに対応する係数が記憶され、記憶されているクラスに対応する係数と、第２のタップとに基づいて、予測値が演算され、動画素の分離に起因する劣化を有する輝度信号と、動画素の分離に起因する劣化を有する色信号とが用いられて予め学習により得られる係数が記憶される。
【００３２】
請求項８に記載の映像信号処理装置および請求項１３に記載の映像信号処理方法においては、輝度信号と色信号を含む映像信号が取得され、輝度信号と色信号の教師信号が生成され、取得された映像信号から輝度信号と色信号の信号が分離され、分離された信号から、第１のタップが抽出され、分離された信号から、第２のタップが抽出され、第１のタップのクラスが分類され、第２のタップと、教師信号とから、分類されたクラスに対応する係数が演算され、動画素が分離された信号は、動画素の分離に起因する劣化を有し、動画素が分離された信号と、係数とに基づき演算される予測値が、教師信号に対して劣化が小さくなるように係数が演算される。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を説明するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し一例）を付加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但し勿論この記載は、各手段を記載したものに限定することを意味するものではない。
【００３４】
請求項１に記載の映像信号処理装置は、入力される映像信号から輝度信号と色信号とを分離する分離手段（例えば、図１のＹ／Ｃ分離回路４）と、動画素の分離手段による分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化を改善する処理を行なう処理手段（例えば、図１のクラス分類適応処理回路１０１乃至１０３）とを備え、処理手段は、前記分離手段により分離された輝度信号と色信号とから第１のタップを抽出する第１の抽出手段（例えば、図２の領域抽出部１１２）と、第２のタップを抽出する第２の抽出手段（例えば、図２の領域抽出部１１３）と、第１のタップに基づいてクラスを分類する分類手段（例えば、図２のパターン検出部１１４）と、分類されたクラスに対応する係数を記憶する記憶手段（例えば、図２の係数メモリ１１６）と、記憶手段に記憶されているクラスに対応する係数と、第２のタップとに基づいて、予測値を演算する演算手段（例えば、図２の予測演算部１１７）とをさらに備え、記憶手段には、分離手段による分離に起因する劣化を有する輝度信号と、分離手段による分離に起因する劣化を有する色信号とを用いて予め学習により得られる係数が記憶されることを特徴とする。
【００３５】
請求項８に記載の映像信号処理装置は、輝度信号と色信号を含む映像信号を取得する取得手段（例えば、図３の加算器１３５）と、輝度信号と色信号の教師信号を生成する生成手段（例えば、図３の演算回路１３２）と、取得手段により取得された映像信号から輝度信号と色信号の信号を分離する分離手段（例えば、図３のＹ／Ｃ分離回路１３９）と、分離手段により分離された信号から、第１のタップを抽出する第１の抽出手段（例えば、図３の領域抽出部１４０）と、分離手段により分離された信号から、第２のタップを抽出する第２の抽出手段（例えば、図３の領域抽出部１４１）と、第１のタップのクラスを分類する分類手段（例えば、図３のパターン検出部１４２）と、第２のタップと、教師信号とから、分類されたクラスに対応する係数を演算する演算手段（例えば、図３の正規方程式生成部１４５，係数決定部１４６）とを備え、動画素が分離手段により分離された信号は、動画素の分離手段による分離に起因する劣化を有し、演算手段は、動画素が分離手段により分離された信号と、係数とに基づき演算される予測値が、教師信号に対して劣化が小さくなるように係数を演算することを特徴とする。
【００３６】
図１は、本発明を適用した、テレビジョン受像機の構成例を示すブロック図であり、図５における場合と対応する部分には、同一の符号を付してある。すなわち、この構成例においては、Ｙ／Ｃ分離回路４より出力されたＹ信号が、クラス分類適応処理回路１０１に入力され、その出力が、マトリクス回路６に供給されている。また、クロマ復調回路５より出力されたＲ−Ｙ信号が、クラス分類適応処理回路１０２に入力され、その出力が、マトリクス回路６に供給されている。さらに、クロマ復調回路５より出力されたＢ−Ｙ信号が、クラス分類適応処理回路１０３に入力され、その出力が、マトリクス回路６に供給されている。その他の構成は、図５における場合と同様である。なお、Ｙ／Ｃ分離回路４は、図６に示した場合と同様に構成されている。
【００３７】
クラス分類適応処理回路１０１は、例えば、図２に示すように構成されている。この構成例においては、端子１１１に、Ｙ／Ｃ分離回路４より出力されたＹ信号が入力されている。領域抽出部１１２は、端子１１１に入力されたＹ信号からクラス分類を行うのに必要な画素で構成されるクラスタップを抽出し、抽出したクラスタップをパターン検出部１１４に供給している。パターン検出部１１４は、例えば、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）回路により構成され、入力されたクラスタップのパターンを検出する。クラスコード決定部１１５は、パターン検出部１１４の出力からクラスコードを決定し、決定したクラスコードを係数メモリ１１６に出力している。係数メモリ１１６には、予め所定の係数（クロストークを除去する演算を行うための係数）が記憶されており、入力されたクラスコードに対応する係数を読み出して、予測演算部１１７に出力している。
【００３８】
領域抽出部１１３は、端子１１１から入力されたＹ信号から、予測演算を行うための画素で構成される予測タップを抽出し、抽出した予測タップを予測演算部１１７に出力している。予測演算部１１７は、領域抽出部１１３より供給された予測タップと、係数メモリ１１６より供給された係数とを用いて積和演算を行い、演算結果を新たなＹ信号として、端子１１８からマトリクス回路６に供給するようになされている。
【００３９】
なお、図示は省略するが、クラス分類適応処理回路１０２およびクラス分類適応処理回路１０３も、クラス分類適応処理回路１０１と同様に構成されている。
【００４０】
次に、その動作について説明する。チューナ２は、ユーザにより指定された所定のチャンネルの電波を、アンテナ１を介して受信し、その中間周波信号を出力する。ＶＩＦ回路３は、チューナ２より入力された中間周波信号を復調し、複合映像信号を出力する。Ｙ／Ｃ分離回路４は、入力された複合映像信号から、Ｙ信号とＣ信号とを分離し、クラス分類適応処理回路１０１と、クロマ復調回路５に出力する。
【００４１】
クロマ復調回路５は、入力されたＣ信号から、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号を生成し、それぞれ、クラス分類適応処理回路１０２またはクラス分類適応処理回路１０３に供給する。
【００４２】
クラス分類適応処理回路１０１においては、領域抽出部１１２が、端子１１１より入力されたＹ信号からクラスタップを抽出し、パターン検出部１１４に出力する。パターン検出部１１４においては、入力されたクラスタップのデータを、次式に従って再量子化する。
ｃi＝（ｘi−ＭＩＮ）／（ＤＲ／２k)
ＤＲ＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１
【００４３】
なお、上記式において、ｃiは、ＡＤＲＣコード、ｘiは、入力画素値、ＭＩＮは、クラスタップ内の最小値、ＤＲは、クラスタップ内のダイナミックレンジ、ＭＡＸは、クラスタップ内の最大値、ｋは、再量子化ビット数を、それぞれ表す。
【００４４】
例えば、クラスタップを構成する各画素が８ビットで構成され、ｋ＝２である場合、各画素が２ビットで表されることになる。そして、クラスタップを構成する画素の数が、例えば５個である場合、クラスタップは１０個（＝２×５）のパターンのいずれかにクラス分類される。
【００４５】
クラスコード決定部１１５は、分類されたクラスに対応するクラスコードを発生する。このクラスコードは、係数メモリ１１６におけるアドレスに対応するものとされる。係数メモリ１１６は、クラスコード決定部１１５より供給されたクラスコード（アドレス）に対応する係数を読み出し、予測演算部１１７に供給する。
【００４６】
領域抽出部１１３は、端子１１１より入力されたＹ信号から予測演算を行うための画素で構成される予測タップを抽出し、予測演算部１１７に供給する。予測演算部１１７は、領域抽出部１１３より供給される予測タップの値をｘ1乃至ｘnとし、係数メモリ１１６より供給される係数をａ1乃至ａnとするとき、次式を演算する。
ｙ＝ａ1ｘ1＋ａ1ｘ1＋・・・＋ａnｘn
【００４７】
係数メモリ１１６に記憶されている係数は、図３を参照して後述するように、静止画素はもとより動画素におけるドット妨害、クロスカラー妨害を除去し、図７の斜線部分のＹ信号成分の損失や、斜め方向の解像度の劣化、さらに色の垂直非相関部における色消え等の問題を解決するように学習された係数とされる。その結果、上記式により、演算により求められた画素ｙは、これらの問題が解決された画素となっている。
【００４８】
なお、説明は省略するが、クラス分類適応処理回路１０２とクラス分類適応処理回路１０３も、クロマ復調回路５より入力されたＲ−Ｙ信号またはＢ−Ｙ信号に対して、同様の処理を行う。
【００４９】
マトリクス回路６は、クラス分類適応処理回路１０１乃至１０３より入力されたＹ信号、Ｒ−Ｙ信号、およびＢ−Ｙ信号をマトリクス演算することにより、Ｒ信号、Ｇ信号、およびＢ信号を生成する。すなわち、ＮＴＳＣ方式の映像信号の場合、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号とＹ信号は、次の関係を有する。
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
【００５０】
そこで、次式を演算することで、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を、それぞれ生成することができる。
Ｒ＝Ｒ−Ｙ＋Ｙ
Ｂ＝Ｂ−Ｙ＋Ｙ
Ｇ＝（Ｙ−０．３Ｒ−０．１１Ｂ）／０．５９
【００５１】
図３は、係数メモリ１１６に記憶させる係数を決定するための学習処理を行わせるための回路の構成例を表している。端子１３１には、例えば、図示せぬビデオカメラより出力されたＲ，Ｇ，Ｂ信号が入力されている。演算回路１３２は、次式を演算することで、Ｙ信号を生成する。
Ｙ＝０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ
【００５２】
演算回路１３３は、次式を演算することで、Ｒ−Ｙ信号を生成する。
Ｒ−Ｙ＝Ｒ−（０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ）
【００５３】
さらに、演算回路１３４は、次式を演算することで、Ｂ−Ｙ信号を生成する。
Ｂ−Ｙ＝Ｂ−（０．３Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ）
【００５４】
演算回路１３３より出力されたＲ−Ｙ信号は、平衡変調器１３６に入力され、３．５８ＭＨｚの周波数のキャリアで平衡変調され、加算器１３８に供給される。また、演算回路１３４より出力されるＢ−Ｙ信号は、９０度位相シフトした３．５８ＭＨｚの周波数のキャリアで、平衡変調器１３７において平衡変調された後、加算器１３８に供給される。加算器１３８は、平衡変調器１３６と平衡変調器１３７より入力された信号を加算し、加算器１３５に出力する。加算器１３５は、演算回路１３２より出力されたＹ信号と、加算器１３８より出力された、変調されているＲ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号を加算し、複合映像信号を生成し、Ｙ／Ｃ分離回路１３９に出力する。
【００５５】
Ｙ／Ｃ分離回路１３９は、入力された複合映像信号からＹ信号を分離し、領域抽出部１４０と、領域抽出部１４１に供給する。このＹ／Ｃ分離回路１３９は、上述した場合と同様に、例えば、図６に示すように構成することができる。
【００５６】
領域抽出部１４０は、Ｙ／Ｃ分離回路１３９より入力されたＹ信号からクラスタップを抽出し、パターン検出部１４２に供給する。領域抽出部１４０は、図２における領域抽出部１１２と実質的に同様の構成とすることができる。
【００５７】
パターン検出部１４２は、図２のパターン検出部１１４と、実質的に同様の構成とされ、領域抽出部１４０より入力されたクラスタップをＡＤＲＣ処理し、クラス分類処理を行う。クラスコード決定部１４３は、図２のクラスコード決定部１１５と同様の構成とされ、パターン検出部１４２より入力されたクラスに対応するクラスコードを生成し、係数メモリ１４４に供給する。係数メモリ１４４は、クラスコード決定部１４３より入力されるクラスコードに対応する係数を読み出し、正規方程式生成部１４５に出力する。
【００５８】
領域抽出部１４１は、Ｙ／Ｃ分離回路１３９より入力されたＹ信号から予測タップを抽出し、正規方程式生成部１４５に出力する。正規方程式生成部１４５にはまた、演算回路１３２より、教師信号（ドット妨害を有しない信号）としてのＹ信号が供給されている。正規方程式生成部１４５は、領域抽出部１４１より入力された予測タップｘ1乃至ｘn、係数メモリ１４４より入力された係数ａ1乃至ａn、および演算回路１３２より供給された教師位置ｙに対して、最小自乗法を適用して、正規方程式を生成する。そして、係数決定部１４６は、係数ａ1乃至ａnを未知数として、この正規方程式を解き、解けた結果をメモリ１４７に記憶させる。このメモリ１４７に記憶された結果が、図２の係数メモリ１１６に記憶されることになる。
【００５９】
Ｒ−Ｙ信号またはＢ−Ｙ信号の処理における係数も、同様にして生成することができる。
【００６０】
なお、上記構成例においては、Ｙ信号、Ｒ−Ｙ信号、またはＢ−Ｙ信号を、それぞれクラス分類適応処理回路１０１乃至１０３で、個別に処理するようにしたが、これらをまとめて、１つのクラス分類適応処理回路で、クラス分類適応処理することも可能である。
【００６１】
図４は、さらに他の構成例を表している。この構成例においては、Ｙ／Ｃ分離回路４で分離されたＹ信号とＣ信号が、クラス分類適応処理回路１６１に供給され、まとめてクラス分類適応処理されるようになされている。このようにしても、図１における場合と同様に、相互のクロストーク成分を除去した信号を出力することが可能となる。勿論、この場合の係数は、図１における場合とは異なる係数となる。
【００６２】
【発明の効果】
以上の如く、請求項１に記載の映像信号処理装置および請求項７に記載の映像信号処理方法によれば、入力される映像信号から輝度信号と色信号とを分離し、動画素の分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化を改善する処理を行ない、分離した輝度信号と色信号とから第１のタップを抽出し、第２のタップを抽出し、第１のタップに基づいてクラスを分類し、分類したクラスに対応する係数を記憶し、記憶しているクラスに対応する係数と、第２のタップとに基づいて、予測値を演算し、動画素の分離に起因する劣化を有する輝度信号と、動画素の分離に起因する劣化を有する色信号とを用いて予め学習により得られる係数を記憶するようにしたので、静止画素データはもとより、動画素データであっても、そのクロストーク成分を確実に除去することが可能となる。
【００６３】
請求項８に記載の映像信号処理装置および請求項１３に記載の映像信号処理方法によれば、輝度信号と色信号を含む映像信号を取得し、輝度信号と色信号の教師信号を生成し、取得した映像信号から輝度信号と色信号の信号を分離し、分離した信号から、第１のタップを抽出し、分離した信号から、第２のタップを抽出し、第１のタップのクラスを分類し、第２のタップと、教師信号とから、分類したクラスに対応する係数を演算し、動画素が分離された信号には、動画素の分離に起因する劣化が有されており、動画素が分離された信号と、係数とに基づき演算される予測値が、教師信号に対して劣化が小さくなるように係数を演算するようにしたので、静止画素の場合はもとより、動画素の場合においても、輝度信号と色信号のクロストーク成分を除去することが可能な係数を確実に求めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したテレビジョン受像機の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のクラス分類適応処理回路１０１の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の係数メモリ１１６における係数の学習を行うための装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明を適用した映像信号処理装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図５】従来のテレビジョン受像機の構成例を示すブロック図である。
【図６】図５のＹ／Ｃ分離回路４の構成例を示すブロック図である。
【図７】クロスカラー妨害を説明する図である。
【図８】従来の映像信号処理装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図９】図５のＹ／Ｃ分離回路４の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
４ Ｙ／Ｃ分離回路， ５ クロマ復調回路， ６ マトリクス回路， １０１乃至１０３ クラス分適応処理回路， １１２，１１３ 領域抽出部， １１４ パターン検出部， １１５ クラスコード決定部， １１６ 係数メモリ，１１７ 予測演算部， １３２乃至１３４ 演算回路， １３５ 加算器， １３９ Ｙ／Ｃ分離回路， １４０，１４１ 領域抽出部， １４２ パターン検出部， １４３ クラスコード決定部， １４４ 係数メモリ， １４５ 正規方程式生成部， １４６ 係数決定部， １４７ メモリ
Claims (13)
- 入力される映像信号から輝度信号と色信号とを分離する分離手段と、
動画素の前記分離手段による分離に起因する輝度信号及び色信号の劣化を改善する処理を行なう処理手段と
を備え、
前記処理手段は、前記分離手段により分離された輝度信号と色信号とから
第１のタップを抽出する第１の抽出手段と、
第２のタップを抽出する第２の抽出手段と、
前記第１のタップに基づいてクラスを分類する分類手段と、
分類された前記クラスに対応する係数を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている前記クラスに対応する係数と、前記第２のタップとに基づいて、予測値を演算する演算手段とをさらに備え、
前記記憶手段には、前記動画素の前記分離手段による分離に起因する劣化を有する輝度信号と、前記動画素の前記分離手段による分離に起因する劣化を有する色信号とを用いて予め学習により得られる係数が記憶される
ことを特徴とする映像信号処理装置。 - 前記第１のタップは、クラス分類を行うために必要な画素である
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。 - 前記第２のタップは、予測演算を行うために必要な画素である
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。 - 前記動画素の前記分離手段による分離に起因する輝度信号の劣化は、前記輝度信号成分の損失、または、斜め方向の解像度の劣化を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。 - 前記動画素の前記分離手段による分離に起因する色信号の劣化は、垂直非相関部の色消えの劣化を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。 - 前記色信号は、輝度信号をＹとし、３原色の信号のうちの赤の信号をＲ、青の信号をＢとするとき、Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号であり、前記処理手段は、前記Ｙ信号、Ｒ−Ｙ信号、またはＢ−Ｙ信号を個別に処理する
ことを特徴とする請求項１に記載の映像信号処理装置。 - 入力される映像信号から輝度信号と色信号とを分離する分離ステップと、
動画素が前記分離ステップで分離されることにより生じる輝度信号及び色信号の劣化を改善する処理を行なう処理ステップと
を含み、
前記処理ステップは、前記分離手段により分離された輝度信号と色信号とから
第１のタップを抽出する第１の抽出ステップと、
第２のタップを抽出する第２の抽出ステップと、
前記第１のタップに基づいてクラスを分類する分類ステップと、
分類された前記クラスに対応する係数を記憶する記憶ステップと、
前記記憶ステップで記憶されているクラスに対応する係数と、前記第２のタップとに基づいて、予測値を演算する演算ステップとをさらに含み、
前記記憶ステップの処理では、前記動画素の前記分離ステップの処理による分離に起因する劣化を有する輝度信号と、前記動画素の前記分離ステップの処理による分離に起因す る劣化を有する色信号とを用いて予め学習により得られる係数が記憶される
ことを特徴とする映像信号処理方法。 - 輝度信号と色信号を含む映像信号を取得する取得手段と、
前記輝度信号と色信号の教師信号を生成する生成手段と、
前記取得手段により取得された映像信号から輝度信号と色信号の信号を分離する分離手段と、
前記分離手段により分離された信号から、第１のタップを抽出する第１の抽出手段と、
前記分離手段により分離された信号から、第２のタップを抽出する第２の抽出手段と、
前記第１のタップのクラスを分類する分類手段と、
前記第２のタップと、前記教師信号とから、分類された前記クラスに対応する係数を演算する演算手段とを備え、
動画素が前記分離手段により分離された信号は、前記動画素の前記分離手段による分離に起因する劣化を有し、前記演算手段は、前記動画素が前記分離手段により分離された信号と、前記係数とに基づき演算される予測値が、前記教師信号に対して前記劣化が小さくなるように前記係数を演算する
ことを特徴とする映像信号処理装置。 - 前記第１のタップは、クラス分類を行うために必要な画素である
ことを特徴とする請求項８に記載の映像信号処理装置。 - 前記第２のタップは、予測演算を行うために必要な画素である
ことを特徴とする請求項８に記載の映像信号処理装置。 - 前記動画素の前記分離手段による分離に起因する輝度信号の劣化は、前記輝度信号成分の損失、または、斜め方向の解像度の劣化を含む
ことを特徴とする請求項８に記載の映像信号処理装置。 - 前記動画素の前記分離手段による分離に起因する色信号の劣化は、垂直非相関部の色消えの劣化を含む
ことを特徴とする請求項８に記載の映像信号処理装置。 - 輝度信号と色信号を含む映像信号を取得する取得ステップと、
前記輝度信号と色信号の教師信号を生成する生成ステップと、
前記取得ステップで取得された映像信号から輝度信号と色信号の信号を分離する分離ステップと、
前記分離ステップで分離された信号から、第１のタップを抽出する第１の抽出ステップと、
前記分離ステップで分離された信号から、第２のタップを抽出する第２の抽出ステップと、
前記第１のタップのクラスを分類する分類ステップと、
前記第２のタップと、前記教師信号とから、分類された前記クラスに対応する係数を演算する演算ステップとを含み、
動画素が前記分離ステップの処理により分離された信号は、前記動画素の前記分離ステップの処理による分離に起因する劣化を有し、前記演算ステップの処理は、前記動画素が前記分離ステップの処理により分離された信号と、前記係数とに基づき演算される予測値が、前記教師信号に対して前記劣化が小さくなるように前記係数を演算する
ことを特徴とする映像信号処理方法。
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