JP3825751B2 - Ｙ／ｃ分離回路および方法 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、あるサンプリング周波数を使用してアナログ／デジタル変換されたＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号を輝度（Ｙ）信号とクロマ（Ｃ）信号に分離する装置および方法に関し、より詳細には、アナログ／デジタル変換する際のサンプリング周波数が、テレビジョン信号の色副搬送波周波数の整数倍の周波数でない場合において、Ｙ／Ｃ分離された色成分信号中に現れる輝度成分信号の量を、あるいはＹ／Ｃ分離された輝度信号中に現れる色成分信号の量を、出力信号の時間軸が変動する素材、たとえばＶＣＲ素材、を入力した場合においてさえも、低減することを可能とするＮＴＳＣテレビジョン信号のＹ／Ｃ分離回路および方法に関する。
背景技術
ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号において、画像領域の期間の信号は、振幅変調された輝度信号（Ｙ）と、色副搬送波信号により変調された色信号が混合されている。また、ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号は、垂直と水平の同期成分信号、そして受像機側で色復調する際のリファレンスとして使用される、いわゆるカラー・バーストと呼ばれる信号を含んでいる。この形態の信号は、上述したように、複合化された信号であり、通常、カラー複合映像信号と呼ばれている。受信機側では、このカラー複合映像信号を表示するために、このようなカラー複合映像信号（複合化された信号）をデコードして、輝度信号と色信号を分離し、さらに色信号をＲＧＢの各色信号に復号している。
この、いわゆるＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号（コンポジット信号とも呼ばれる）の映像領域の部分は、以下の数式の様に表現できる。
Ｃｏｍｐ（ｔ）＝Ｙ（ｔ）＋Ｃ（ｔ）＝Ｙ（ｔ）＋Ｕ（ｔ）ｓｉｎ（ωｔ）＋Ｖ（ｔ）ｃｏｓ（ωｔ）
ここで、Ｃｏｍｐ（ｔ）は、画像領域のテレビジョン信号であり、Ｙは輝度信号、Ｃは色（クロマ）信号、Ｕ、Ｖは色信号（Ｕ＝Ｒ−Ｙ、Ｖ＝Ｂ−Ｙ；Ｒ＝赤信号、Ｂ＝青信号）、ωは色副搬送波信号の角周波数、ｔは時間である。
ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離は、上述の式において、Ｃｏｍｐ（ｔ）の信号から、Ｙ（ｔ）とＣ（ｔ）を独立に得ることである。通常においては、Ｙ（ｔ）とＣ（ｔ）の周波数帯域が重なっているので、完全な分離は困難である、しかしながら、従来においては、色副搬送波信号周波数、色副搬送波周波数とテレビジョン信号の水平走査周波数、あるいは垂直走査周波数の関係を利用して各種のＹ／Ｃ分離の方法が提案され、実際に実行されている。
Ｙ／Ｃ分離の方法には、色信号の色副搬送波周波数を中心周波数とするバンドパス・フィルタ出力を色成分信号とし、残りを輝度成分信号とする１次元Ｙ／Ｃ分離の方法がある。また、テレビジョン信号における色副搬送波周波数とテレビ水平走査周波数との関係、言い替えれば、隣接する走査線間の色副搬送波周波数の位相差は１８０度であり、そして、この隣接する走査線の画像は相関があるとして、隣接する走査線の信号を加算して輝度信号を、減算して色信号を算出する２次元Ｙ／Ｃ分離（くし型フィルタ）方法がある。この２次元Ｙ／Ｃ分離方法には、隣接する走査線として、（１）着目する走査線の上方あるいは下方の走査線のデータを使用する場合、あるいは（２）着目する走査線の上下の走査線データを共に使用する方法がある。また、同一のフィールド内ではなく、隣接するフィールドの上下の走査線データ、あるいは隣接するフレームの同一場所の走査線データを使用する方法もある。これらのフィールド間、フレーム間の走査線データを用いる方法は、３次元Ｙ／Ｃ分離と呼ばれ、時間軸の方向の動き検出とともに使用され、動きの無い場合は３次元Ｙ／Ｃ分離、動きのある場合は２次元Ｙ／Ｃ分離、そして走査線間の相関に応じて２次元Ｙ／Ｃ分離の各種方法が、そして走査線間に相関が無い場合は１次元Ｙ／Ｃ分離が、適応的に切り換える方法、すなわち、適応型Ｙ／Ｃ分離方法が一般的に用いられている。
上述した各種の適応型Ｙ／Ｃ分離は、分離された色信号中に出現する輝度成分信号の量、あるいは分離された輝度信号中に出現する色成分信号の量の低減に関する要求度に応じて、選択され、使用されている。一般的に、分離された輝度信号中に出現する色成分信号の量の低減はドット妨害の抑圧、分離された色信号中に出現する輝度成分信号の量の低減についてはクロス・カラーの低減とされている。さらに、Ｙ／Ｃ分離を、全体的な画像品質の低下無しに実施すること、あるいは採用する機器の目的に合致したコスト・パフォーマンスの良い方法が各種提案され、あるいは実行されている。しかしながら、色々な問題を残しているのが現状である。
また、上述した２次元Ｙ／Ｃ分離は、古くはガラス遅延線、あるいはＣＣＤを使用したアナログ方式で実施され、近年ではデジタル処理において実施されている。
しかしながら、従来のデジタル処理におけるＹ／Ｃ分離方法は、色副搬送波（サブ・キャリア）周波数の整数倍、たとえば色副搬送波周波数ｆｓｃの２倍の周波数２ｆｓｃ、あるいは４倍の周波数４ｆｓｃのサンプリング・クロック信号でサンプリングしたデジタル信号を前提とした方法が主流であった。これは、アナログ・ビデオ信号をアナログ回路で処理する代わりにデジタル信号処理して、最終的にアナログ信号として、言い換えれば、アナログ・タイミングを有した信号として出力することに起因していた。
近年、アナログ信号をデジタル処理する目的で行うデジタル化、すなわちレベルをデジタル表現するのみでアナログ信号の時間軸を有するデジタル化ではなく、完全なデジタル化、すなわち時間軸に関してもデジタル化して、伝送すること、あるいは記録することが提案されている。
ＮＴＳＣのカラー・テレビジョン信号の場合、色副搬送波（カラー・サブ・キャリア）周波数ｆｓｃと水平同期信号周波数ｆｈとの間にはｆｓｃ＝（４５５／２）ｆｈの関係があり、垂直同期周波数ｆｖとの間には、ｆｈ＝（５２５／２）ｆｖの関係がある。
ところで、デジタル映像信号の形式について、国際電気通信連合（ＩＴＵ）が、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６（旧ＣＣＩＲ６５６）という勧告を出している。この勧告は、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１の４：２：２レベルで動作する５２５ラインそして６２５ライン・テレビジョン・システムにおけるデジタル成分ビデオ信号用のインターフェースの規格である。ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１は、アスペクト比として標準４：３そしてワイド・スクリーン１６：９用のデジタル・テレビジョンのスタジオ符号化パラメータの規格である。
上述したＩＴＵの勧告に従うと、５２５ライン、すなわちＮＴＳＣ規格のテレビジョン信号の水平同期周波数の１７１６倍、周波数２７ＭＨｚのクロック信号（以後、ｆｃと略す）を生成する必要がある。この周波数は、ＰＡＬとＮＴＳＣのテレビジョン信号の相互変換を考慮して決められた値であり、ＮＴＳＣテレビジョン信号の色副搬送波周波数の整数倍の周波数ではない。ｆｓｃとｆｃの比は、（４５５／２）／１７１６＝４５５／（２×１７１６）＝（１３×７×５）／（１３×１１×３×２×２×２）＝（７×５）／（１１×３×２×２×２）＝３５／２６４である。
また、上述したＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１の「４：２：２デジタル・コンポーネント・テレビ信号」規格におけるサンプリング周波数は、Ｙ信号が１３．５ＭＨｚ、Ｃｂ、Ｃｒ信号が６．７５ＭＨｚである。したがって、４ｆｓｃと１３．５ＭＨｚを比べると、前者のクロック間隔は色副搬送波信号の９０度の位相回転に、後者は９５．４５４５度の位相回転に相当することになる。また、２ｆｓｃと６．７５ＭＨｚでは、それぞれ１８０度、１９０．９１度に相当する。
したがって、クロック間隔が９０度あるいは１８０度のような色副搬送波周波数の整数倍のクロック周波数でないクロック周波数においても、動作可能なＹ／Ｃ分離方法が、必要になってくる。
また、アナログのＮＴＳＣテレビジョン信号において、色副搬送波周波数と水平同期信号周波数の間には上述した周波数関係が維持されているが、両者の信号間の位相関係は不確定であるのが一般的である。この位相関係の不確定は、色副搬送波周波数に同期したクロック信号でサンプリングした場合に、サンプリングされ、そしてデジタル処理されて最終的に出力される水平同期信号の位相と、サンプリングされた画像自身の位相が入力された信号における位相との不連続（あるいは、不一致）を引き起こすことがある。そして、さらにこの問題は、出力信号の水平ブランキングの増大、言い換えれば、画像領域の水平幅の減少をもたらす。この問題を解決するために、ＮＴＳＣテレビジョン信号の規格である従来のＲＳ−１７０から、改良された新しい規格ＲＳ−１７０Ａが提案された。この規格においては、水平同期信号と色副搬送波信号間の位相差は、色副搬送波周波数を基準にしたある範囲に規定されている。
このＲＳ−１７０規格に基づくＮＴＳＣテレビジョン信号に適応されたデジタル機器においては、デジタル処理された後のテレビジョン信号中に、表示画面上の画像の水平方向へのシフト（この水平シフトは、上述した不連続に起因して発生する）は発生しない。しかしながら、入力素材信号とデジタル処理された信号とを比較した場合、上述した「規定されたある範囲」を最大値とする、シフト（水平シフト）が生じている。
上述した水平シフトの問題を避けるために、入力信号の水平同期信号に同期させてクロック信号を生成することも実施されている。この場合、このクロック信号を使用して、たとえば８ビットの量子化ビットで形成される色副搬送波信号を生成し、生成した色副搬送波信号と入力信号中のカラー・バースト信号と位相比較し、その位相差を一定に維持するように、生成する色副搬送波信号の位相を制御する方法、デジタルＰＬＬと呼ばれる方法、が、従来用いられている。
アナログＶＣＲ、アナログＶＴＲの再生信号のような、時間軸の変動を伴う信号素材の場合、放送局などにおいては、タイム・ベース・コレクタと呼ばれる高価で高機能の装置で、入力素材信号（特に輝度信号）の時間軸の変動、を除去している。このようなタイム・ベース・コレクタを使用せずに、時間軸の変動を伴う信号素材を入力し、この水平同期信号に同期させてクロック信号（サンプリング・クロック信号）を生成した場合に、以下の問題が発生する。このクロック信号でデジタル化されたＮＴＳＣテレビジョイン信号を、上述したような従来の方法でＹ／Ｃ分離した場合、クロック周期の変動に起因して、時間軸のいわゆるドット妨害、クロス・カラーが発生してしまう。同様な問題は、とくに、入力素材信号の水平同期信号にジッタが生じているというよりも、周波数変化を起こし、その結果として入力素材信号の色副搬送波周波数と水平同期信号周波数との関係が上述したＮＴＳＣ規格の関係を維持しない場合に顕著になる。
したがって、たとえば、地上放送波、衛星放送、ケーブル・テレビなどの時間軸変動が無視することが可能なＮＴＳＣテレビジョン信号素材を、Ｙ／Ｃ分離処理を含むデジタル処理を実施する方法と、一般的なＮＴＳＣ方式のアナログ・テレビジョン信号（時間軸変動を伴う信号）をＹ／Ｃ分離処理を含むデジタル処理を実施する方法と異なる処理方法が、必要になる。
本発明は、上述した課題を解決するためになされた発明であり、その目的とするところは、ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号をデジタル処理するに当たって、色副搬送波周波数の整数倍のサンプリング周波数でなくても、分離された色信号中に出現する輝度成分信号の量、あるいは分離された輝度信号中に出現する色成分信号の量を低減することが可能なＮＴＳＣテレビジョン信号のＹ／Ｃ分離回路および方法を提供することにある。
さらに、本発明の他の視点は、水平同期信号に同期したクロック信号を使用した際においても、分離された色信号中に出現する輝度成分信号の量、あるいは分離された輝度信号中に出現する色成分信号の量を低減することが可能なＮＴＳＣテレビジョン信号のＹ／Ｃ分離回路および方法を提供することにある。
さらに、本発明の他の視点は、ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号をデジタル処理するに当たって、その信号素材として、たとえばアナログＶＣＲ、アナログＶＴＲの再生信号のような、それに含まれる水平同期信号が周波数変化や、時間軸の変動を伴っている信号素材を入力し、そのような水平同期信号に同期したクロック信号を使用し量子化した場合においてもさえも、Ｙ／Ｃ分離された色信号中に出現する輝度成分信号の量、あるいはＹ／Ｃ分離された輝度信号中に出現する色成分信号の量を低減することが可能な、ＮＴＳＣテレビジョン信号のＹ／Ｃ分離回路および方法を提供することにある。
発明の開示
本発明の第１の形態において、コンポジット・カラー・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離を実行するＹ／Ｃ分離回路は、コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、所定の遅延回路で着目サンプル、該着目サンプルの同一ライン上の前後サンプル、前記着目サンプルの上下ラインに位置する上下サンプル、前記着目サンプルの斜めに位置する斜めサンプル、を抽出する抽出回路と、前記抽出回路から抽出された前記前後サンプル、前記上下サンプル、前記斜めサンプルからクロマ計算値を出力するクロマ成分分離計算部と、前記クロマ成分分離計算部からの出力を入力し、いずれか１つを選択する選択器と、前記遅延回路と色成分信号を通さないフィルタを経由した前記コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、前記着目サンプル、前記前後サンプル、前記上下サンプル、前記斜めサンプルに対応する第２のサンプルを抽出し、該抽出した第２のサンプル値の縦、横、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算出力する相関検出部と、前記相関検出部からの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルと、を備え、前記選択器から出力された信号を基に、前記コンポジット・カラー・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離を実行する。
ここで、着目サンプルを含み着目サンプルに対する横のサンプルからのクロマ計算は、サンプル間をＴｓ、色搬送波角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルに対する斜めのサンプルからのクロマ計算は１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことができる。
本発明の第２の形態において、コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、Ｙ／Ｃ分離を実行するＹ／Ｃ分離回路は、水平走査周波数に位相同期した周波数で量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、２つの１走査線期間遅延回路および複数のクロック遅延器を使用して入力ラインに対して１ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上のラインおよび下のラインに位置する着目サンプルの上下および斜めのサンプルそれぞれを抽出する抽出回路と、前記抽出回路により抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する回路であって、着目サンプルを含む縦方向のサンプルからのクロマ計算値、着目サンプルを含む横方向、斜め方向のサンプルからの傾きの計算を含むクロマ計算値、の４つのクロマ計算値を出力するクロマ成分分離計算部と、前記クロマ成分分離計算部からの４つの出力を入力し、いずれか１つの入力を出力する選択器と、色成分信号を通さないフィルタを経由した前記入力コンポジット・カラー・テレビジョン信号および２つの１走査線期間遅延回路の出力信号とから、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の縦、横、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出部と、前記相関検出部からの４つの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルと、を備え、前記選択器から出力された信号を基に、前記入力信号のＹ／Ｃ分離を実行する。
ここで、前記水平走査周波数に位相同期した周波数は、色副搬送波周波数の整数倍の周波数と異なる周波数である。
ここで、着目サンプルを含み着目サンプルに対する横のサンプルからのクロマ計算は、サンプル間をＴｓ、色搬送波角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルに対する斜めのサンプルからのクロマ計算は１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことができる。
本発明の第３の形態において、Ｙ／Ｃ分離回路は、水平同期信号に位相同期しているクロック信号で量子化されたアナログ・テレビジョン信号を入力して輝度成分信号とクロマ成分信号に分離するデジタルＹ／Ｃ分離回路であって、量子化された量子化サンプルにおいて、着目サンプルと、該着目サンプルの表す画素の近傍の画素を表すサンプルそれぞれと、を使用して演算処理し、前記アナログ・テレビジョン信号に含まれるクロマ成分と輝度成分を分離するＹ／Ｃ分離手段と、前記クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度、に対応する値を表す信号を出力する位相回転角度検出手段とを備える。ここで、前記Ｙ／Ｃ分離手段における前記演算処理は、前記位相回転角度検出手段からの信号に基づいて実行される。
ここで、前記位相回転角度検出手段は、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力する。このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値とすることができる。
ここで、前記位相回転角度検出手段は、前記クロック信号にしたがって周波数信号を出力する周波数信号生成手段と、この周波数信号生成手段の出力信号が前記量子化されたテレビジョン信号の色副搬送波周波数信号に同期するように制御するＰＬＬを備え、前記周波数信号生成手段内の制御データを使用して、前記ωＴｓの値に対応する値を出力する手段を含むことができる。
ここで、前記Ｙ／Ｃ分離手段は、量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して入力ラインに対して１ラインあるいは２ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上方のラインおよび下方のラインに位置する着目サンプルの垂直方向および斜め方向に位置するサンプルそれぞれと着目サンプルを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する手段であって、着目サンプルを含む垂直方向のサンプルを使用して算出したクロマ成分計算値、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して算出した水平方向クロマ成分計算値、および斜め方向のサンプルを使用して傾きの計算を含んで算出した斜め方向クロマ成分計算値、の各クロマ成分計算値を出力するクロマ成分分離計算手段と、前記クロマ成分分離計算手段からの出力を入力し、いずれか１つの入力を出力する選択手段と、色成分信号を通さないフィルタを経由した前記量子化されたテレビジョン信号、および少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の垂直、水平、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出手段と、前記相関検出手段からの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルと、を備えることができる。
ここで、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して前記水平方向クロマ成分計算値の算出は、サンプル間をＴｓ、色副搬送波の角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルを含む斜めのサンプルを使用して前記斜め方向クロマ成分計算値の算出は、１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことができる。
本発明の第４の形態において、デジタル・ビデオ処理装置は、水平同期信号に位相同期しているクロック信号で量子化されたアナログ・テレビジョン信号を入力して輝度成分信号とクロマ成分信号に分離するデジタル・ビデオ処理装置であって、量子化された量子化サンプルにおいて、着目サンプルと、該着目サンプルの表す画素の近傍の画素を表すサンプルそれぞれと、を使用して演算処理し、前記アナログ・テレビジョン信号に含まれるクロマ成分と輝度成分を分離するＹ／Ｃ分離手段と、前記クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度、に対応する値を表す信号を出力する位相回転角度検出手段とを備える。ここで、前記Ｙ／Ｃ分離手段における前記演算処理は、前記位相回転角度検出手段からの信号に基づいて実行される。
ここで、前記位相回転角度検出手段は、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力し、このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値とすることができる。
ここで、前記位相回転角度検出手段は、前記クロック信号にしたがって周波数信号を出力する周波数信号生成手段と、この周波数信号生成手段の出力信号が前記量子化されたテレビジョン信号の色副搬送波周波数信号に同期するように制御するＰＬＬと、前記周波数信号生成手段内の制御データを使用して、前記ωＴｓの値に対応する値を出力する手段を含むことができる。
ここで、前記Ｙ／Ｃ分離手段は、前記量子化手段により量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して入力ラインに対して１ラインあるいは２ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上方のラインおよび下方のラインに位置する着目サンプルの垂直方向および斜め方向に位置するサンプルそれぞれと着目サンプルを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する手段であって、着目サンプルを含む垂直方向のサンプルを使用して算出したクロマ成分計算値、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して算出した水平方向クロマ成分計算値、および斜め方向のサンプルを使用して傾きの計算を含んで算出した斜め方向クロマ成分計算値、の各クロマ成分計算値を出力するクロマ成分分離計算手段と、前記クロマ成分分離計算手段からの出力を入力し、いずれか１つの入力を出力する選択手段と、色成分信号を通さないフィルタを経由した前記量子化されたテレビジョン信号、および少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の垂直、水平、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出手段と、前記相関検出手段からの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルとを備えることができる。
本発明の第５の形態において、コンポジット・カラー・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離を実行するＹ／Ｃ分離方法は、水平走査周波数に位相同期した周波数で量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上および下ラインに位置する着目サンプルの上下および斜めのサンプルそれぞれを抽出し、前記抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する際に、着目サンプルを含む縦方向のサンプルからのクロマ計算、着目サンプルを含む横方向、斜め方向のサンプルからの傾きの計算を含むクロマ計算、の４つの計算値をそれぞれの方法によるクロマ成分抽出値として出力し、色成分信号を通さないローパス・フィルタを経由した前記入力したコンポジット・カラー・テレビジョン信号および２つの１走査線期間遅延回路の出力信号とから、前記それぞれのサンプル（Ｓ１〜Ｓ９）に対応する第２のサンプル値（Ｔ１〜Ｔ９）を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の縦、横、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して、該計算結果の値の比較結果により、前記４つのクロマ成分抽出値のいずれか１つの入力を選択出力し、前記選択出力された信号を基に、前記入力信号のＹ／Ｃ分離を実行する。
ここで、前記水平走査周波数に位相同期した周波数は、色副搬送波周波数の整数倍の周波数と異なる周波数である。
ここで、着目サンプルを含み着目サンプルに対する横のサンプルからのクロマ計算は、サンプル間をＴｓ、色搬送波角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルに対する斜めのサンプルからのクロマ計算は１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことができる。
本発明の第６の形態において、Ｙ／Ｃ分離方法は、水平同期信号に位相同期しているクロック信号で量子化されたアナログ・テレビジョン信号を入力して輝度成分信号とクロマ成分信号に分離するデジタルＹ／Ｃ分理方法であって、前記クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度、に対応する値を表す信号を出力する位相回転角度検出ステップと、量子化された量子化サンプルにおいて、着目サンプルと、該着目サンプルの表す画素の近傍の画素を表すサンプルそれぞれと、を使用して演算処理し、前記アナログ・テレビジョン信号に含まれるクロマ成分と輝度成分を分離するＹ／Ｃ分離ステップとを備える。ここで、前記Ｙ／Ｃ分離ステップにおける前記演算処理は、記位相回転角度検出ステップで着目サンプルの走査ラインについて出力された前位相回転角度に対応する値に基づいて実行される。
ここで、前記位相回転角度検出ステップは、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力し、このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値とすることができる。
ここで、前記Ｙ／Ｃ分離ステップは、量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、１走査線期間の遅延を、あるいは２走査線期間の遅延を繰り返して、入力ラインに対して１ラインあるいは２ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上方のラインおよび下方のラインに位置する着目サンプルの垂直方向および斜め方向に位置するサンプルそれぞれと着目サンプルを抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップにより抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出するステップであって、着目サンプルを含む垂直方向のサンプルを使用して算出したクロマ成分計算値、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して算出した水平方向クロマ成分計算値、および斜め方向のサンプルを使用して傾きの計算を含んで算出した斜め方向クロマ成分計算値、の各クロマ成分計算値を出力するクロマ成分分離計算ステップと、色成分信号を通さないフィルタを経由した前記量子化されたテレビジョン信号を入力し、１走査線期間の遅延を、あるいは２走査線期間の遅延を繰り返して、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の垂直方向、水平方向、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出ステップと、前記相関検出ステップからの出力を入力し、該入力に応じて、前記クロマ成分分離計算ステップからの入力した各クロマ成分計算値を選択して出力するステップとを備える。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図７は、本発明を適用した、ＮＴＳＣテレビジョン信号を入力し、ＩＴＵ−ＲＢＴ．６０１あるいは６５６に準拠した形式のデジタル・ビデオ信号に変換するアナログ／デジタル変換装置の要部を説明するための図である。
図７において、符号７１１および７１２は、このようなアナログ信号としての、複合映像信号７０１、あるいは輝度信号７０１と色信号７０２を入力し、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（量子化器）である。通常の複合テレビジョン信号の場合は、Ａ／Ｄ変換器１０１のみでデジタル化され、次段のＹ／Ｃ分離部７１５で輝度信号と色信号に分離される。アナログ・セパレート・ビデオ信号の場合は、輝度成分信号７０１がＡ／Ｄ変換器７１１で、色信号成分信号７０２がＡ／Ｄ変換器７１２でＡ／Ｄ変換（量子化）される。
Ａ／Ｄ変換器７１２の出力と、Ｙ／Ｃ分離部から分離された色信号は、図示しない入力信号切り換え器に連動して制御される切り換え器７１６で切り換えられて図示しない色復調処理部に送られる。
ここで、Ａ／Ｄ変換器７１１は、入力信号の映像成分と同期成分の範囲をともにＡ／Ｄ変換している。
以上のような映像信号処理系に対して、デジタル処理をするためのシステム・クロックを発生しているクロック発生部（７１３、および７１４で示す）は、図示するように、Ａ／Ｄ変換器１０１からの同期成分信号を入力し、同期分離を行う同期分離部７１３と、同期分離部７１３からのＨ−ＳＹＮＣ成分の信号を受けてこの信号周波数の１７１６倍の周波数を有するクロック信号を生成するＰＬＬ ＯＳＣ部７１４を有している。このＰＬＬ ＯＳＣ部７１４からのクロック信号は、Ａ／Ｄ変換器１０１、１０２に、そしてＹ／Ｃ分離部７１５を含む、各処理部に送られている。正確には、各処理部には、ＰＬＬ ＯＳＣ部において生成された２７ＭＨｚの１／２の１３．５ＭＨｚの周波数（Ｈ−ＳＹＮＣの周波数の８５８倍の周波数）のクロックが送られる。
図１は、本発明の実施形態における、量子化されたＮＴＳＣテレビジョン信号を入力する、Ｙ／Ｃ分離回路の構成を表したブロック図であり、符号１００に示すラインに、サンプリング・クロック信号で量子化されたＮＴＳＣテレビジョン信号を入力し、ＣおよびＹの出力信号（１１３，１１４）を出力する適応型Ｙ／Ｃ分離回路の構成を示している。ここにおける回路のクロック信号は、上述したＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１の「４：２：２デジタル・コンポーネント・テレビ信号」規格における輝度信号の標本化周波数１３．５ＭＨｚの周波数を有し、入力信号の水平同期信号に同期して生成されたクロック信号として説明する。しかし、本発明は、標本化周波数１３．５ＭＨｚに限定されず、明確に言えば、色副搬送波周波数の２倍のクロック周波数を除く周波数に適用可能である。
図１において、符号１０１、１０２は１走査線期間（１Ｈと表記する）を遅延させる遅延回路、符号１０３〜１０５は色信号成分を通過させないローパス・フィルタ、符号１０６は相関検出部、符号１０７は、相関検出部からそれぞれの相関計算結果を入力して後述する選択器の切り換え制御を実行する選択テーブル、符号１０８はそれぞれの方法でクロマ（色）成分信号を計算抽出するクロマ成分分離計算部、符号１１０は色副搬送波周波数成分を通過させるバンドパス・フィルタ、符号１１１は分離されたクロマ信号に対してビデオ（コンポジット・ビデオ）信号の位相を遅延させて時間一致をするためのデレー、そして符号１１２は減算器である。
図１において、相関検出部１０６およびクロマ成分分離計算部１０８の内部の四角枠は量子化サンプルを表し、数値１〜９は図２に示した量子化サンプルのそれぞれの配置関係を示している。図２は、ＮＴＳＣテレビジョン信号における画素としての量子化サンプルの配置を示す図であり、走査線ｎ、ｎ−１そしてｎ−２の３本の走査線において、走査線ｎ−１の符号Ｓ５で示す中央の量子化サンプルを着目サンプルとしている。ここで、ＰＡＬのテレビジョン信号の場合において、図のｎ−１のラインはＰＡＬのテレビジョン信号のｎ−２のラインに、図のｎ−２のラインはＰＡＬのテレビジョン信号のｎ−４のラインに対応する。図２において、中央に位置するサンプルＳ５を着目サンプルとし、この着目サンプルに対して、相関検出部１０６では相関検出が実行され、クロマ成分分離計算部では、クロマ成分の抽出が実行される。
この着目サンプルＳ５に画面上で隣接する上方のサンプルＳ８、下方のサンプルＳ２、左右それぞれのサンプルＳ６、Ｓ４、そして斜め方向に隣接するそれぞれのサンプルＳ１、Ｓ３、Ｓ７、Ｓ９を示している。同一走査線上で隣接するそれぞれのサンプル間は、Ｔｓとしている。なお、これらのサンプルは、図示していないクロック遅延器によってサンプル値がＴｓの期間、遅延されて、同時にアクセスすることが可能になっている。
なお、図１に示すように、Ｙ／Ｃ分離するためのクロマ成分分離計算部１０８には単に遅延した量子化サンプル値が、相関検出部１０６に対してはＬＰＦを通して色成分を除去した量子化サンプルを供給している。ここで、両者の（符号１０６と符号１０８のブロックの）量子化サンプルは画面上において同一のサンプルに相当するように、遅延回路を使用して位相一致が図られている。すなわち、サンプルＳ１とサンプルＴ１は、画面上において同一のサンプルを表し、Ｓ２〜Ｓ９とＴ２〜Ｔ９の関係も同様である。
Ｙ／Ｃ分離のためのクロマ成分分離計算部１０８において、以下の計算を行い、クロマ成分Ｃ（ｔ）を抽出している。
垂直方向： Ｃ（ｔ）＝ｖ（１／２）（−Ｓ２＋２×Ｓ５−Ｓ８）…（式１）
水平方向： Ｃ（ｔ）＝ｈ（１／２）（−Ｓ４＋２×Ｓ５−Ｓ６）…（式２）
斜め方向１：Ｃ（ｔ）＝ｄ１（１／２）（−Ｓ１＋２×Ｓ５−Ｓ９）…（式３）
斜め方向２：Ｃ（ｔ）＝ｄ２（１／２）（−Ｓ３＋２×Ｓ５−Ｓ７）…（式４）
ここで、ｖ＝１／２、ｈ＝１／（１−ｃｏｓωＴｓ）、ｄ１＝ｄ２＝１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）であり、この部分を正規化係数と呼ぶこととする。Ｓ１〜Ｓ９は、量子化サンプル値Ｓ５を着目画素とした上述した関係にあるそれぞれの量子化値である。また、ωは色副搬送波角周波数、Ｔｓはサンプル周期である。ここで、ωＴｓは、ωとＴｓを乗算したω×Ｔｓを表し、ｃｏｓωＴｓは、ｃｏｓ（ω×Ｔｓ）を簡略化して表している。このωＴｓの値はクロック周期における色副搬送波信号の位相回転角度を表している。上述した式１〜４のそれぞれの計算結果は、選択器１０９に出力される。
相関検出部１０６においては、ローパス・フィルタを通して色成分信号を除去したそれぞれのサンプル値Ｔ１〜Ｔ９に対して以下の計算が実行される。
垂直方向： Ｔ２８＝ａｂｓ（２×Ｔ５−Ｔ２−Ｔ８）…（式５）
水平方向： Ｔ４６＝ａｂｓ（２×Ｔ５−Ｔ４−Ｔ６）…（式６）
斜め方向１： Ｔ１９＝ａｂｓ（２×Ｔ５−Ｔ１−Ｔ９）…（式７）
斜め方向２： Ｔ３７＝ａｂｓ（２×Ｔ５−Ｔ３−Ｔ７）…（式８）
ここで、ａｂｓ（）は、括弧内の計算結果の絶対値を表す関数とする。また、Ｔ２８は、サンプルＴ２とサンプルＴ８を含む垂直方向の計算結果を表している。Ｔ４６、Ｔ１９、Ｔ３７についてもそれぞれの数次で示すサンプルを含む計算結果を示す。
以上の４つの式それぞれの計算結果において、計算結果相互の比較を行って、それぞれの方向の相関の違いを判定する。たとえば、式５のＴ２８が最小値である場合、垂直方向の相関が一番強いと判断する。この場合、たとえば、上述した式１による垂直方向の画素を使用したクロマ成分信号抽出値を選択するように、選択器１０９を制御する。
選択テーブル１０７は、上述の式５〜式８の４つの式の計算結果相互の計６個の相互関係を比較し、その結果から輝度信号の相関の強い方向を判断し、相関の強い方向のサンプル値を使用したクロマ成分信号抽出値を選択するための信号を出力する。これにより、入力信号の相関状態に応じたＹ／Ｃ分離が可能となる。この方法は、特に、輝度の相関と色の相関とが一致している場合に効果的に作用する。
実施例においては、上述の式５〜式８の４つの式の計算結果を選択テーブルに出力し、この選択テーブル１０７の出力により、選択器１０９を制御するようにしている。この選択テーブル１０７において、実質的にこの４個の値の相互の６種類の比較結果の判別を実行する。この比較においては、水平方向、垂直方向、斜め方向のそれぞれに異なる重み付けをすることも可能である。たとえば、水平方向の重み付けを大きく、次に垂直方向、そして斜め方向の順に小さくなるようにすることなどにより、サンプル間隔に応じた相関状態の検出を行うことができる。
選択テーブル１０７は、上述した４つの計算結果値を入力し、選択器１０９に入力された水平方向、垂直方向、斜め方向１、斜め方向２のそれぞれのクロマ成分信号の抽出結果から、そのうちの１つを選択出力するように制御する。
選択器１０９の出力は、バンドパス・フィルタ１１０に入力されて色副搬送波周波数成分のみを抽出して、クロマ信号１１３として出力される。
一方、着目画素Ｓ５を有する走査線の信号、すなわち入力信号は１Ｈ遅延回路１０１の出力から取り出され、クロマ信号１１３と位相一致を図るための遅延回路（デレー）１１１を経由して、減算器１１２に加えられる。上述したクロマ信号１１３も減算器に加えられ、この減算器において、遅延回路１１１の出力信号からクロマ信号１１３が減算される。この結果、減算器の出力には、クロマ成分が除去された信号、すなわち、輝度信号１１４が得られる。
なお、選択テーブル１０７の設定は、実験的に定められ、目的に合致したＹ／Ｃ分離機能を有するように、そのテーブル内容が最終設定される。また図１に示したＬＰＦは、色信号を排除し、輝度信号を出力することが可能であれば、ノッチ・フィルタであっても構わない。
以上説明した構成が、Ｙ／Ｃ分離回路の構成である、たとえば、入力信号として、放送局におけるスタジオ用カメラからの信号を入力した場合、その入力信号に含まれる、たとえば水平および垂直同期信号、色副搬送波信号の周波数などは、規格に合致して正確である。このような信号のみを入力すると仮定した場合、上述したクロマ成分分離計算部において計算に使用する色副搬送波角周波数ωそしてサンプル間隔Ｔｓは固定定数とすることが可能である。
しかしながら、放送局用の機器から得られる信号のように、正確な周波数関係や位相関係を有する信号のみが入力信号として入力されるとすることは、現実的ではない。たとえば、ＶＴＲやＶＣＲの再生信号を入力する場合もあり、また水平同期信号の周波数と色副搬送波信号の周波数の関係が規格に合致していない信号も想定される。このような信号に対して、図１に示す構成を使用して上述したようなＹ／Ｃ分離を実行する場合、上述した式１〜式４におけるｖ、ｈ、ｄ１、ｄ２を固定定数とすることはできない。固定定数では、入力の変化に対応した各種の計算結果に大きな誤差を生じさせる。この誤差は、Ｙ／Ｃ分離された色成分信号中に現れる輝度成分信号の量を、あるいはＹ／Ｃ分離された輝度信号中に現れる色成分信号の量を、増大させる。このような好ましくない量の増大を避けるためには、可能な限り、上述した誤差を低減する必要がある。このような誤差を低減させるためには、入力信号から、それぞれの正規化係数を算出可能とする値、すなわち、ωＴｓを検出することが必要になる。
図４〜図６は、不正確な要因、あるいは変動要因を含む、一般的なテレビジョン信号を入力して、そのテレビジョン信号をＹ／Ｃ分離する場合の構成を示している。
以下に、上述したクロマ成分分離計算部１０８について、さらに詳細に説明する。まず、クロマ成分分離計算部１０８を説明する準備段階として、図３Ａと図３Ｂを使用して、たとえば上述した１３．５ＭＨｚの周波数を有し、入力テレビジョン信号中の水平同期信号に同期したサンプリング・クロック信号で量子化したテレビジョン信号（コンポジット信号）中のカラー・バースト信号に位相ロックした信号（ビデオ・データと同様な信号）を生成する、デジタルＰＬＬ（フェーズ・ロック・ループ）（このＰＬＬは、上述したサンプリング・クロック信号で動作する。）について説明する。
図３Ａは、たとえば、量子化されたカラー信号を入力して色復調を行うブロックの一部を示す図である。このブロックは、乗算器３０１／３０２、ＬＰＦ３０３／３０４、位相差検出部およびフィルタ部３０５、ＤＴＯ（ｄｉｇｉｔａｌ ｔｉｍｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）部３０６、ｓｉｎ／ｃｏｓテーブル３０７から構成されている。図示していないが、入力信号がクロマ信号の場合、ＬＰＦ３０３と３０４から、それぞれＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号が得られる。この色復調の方式は、Ｘ復調、Ｚ復調と呼ばれる方式をデジタル方式で実現した方式である。
図３Ａにおいて、たとえば、ｓｉｎ／ｃｏｓテーブル３０７が１０ビット・アドレス入力を有するＲＯＭの場合、アドレスを０から１０２３まで順にインクリメントすると、出力されるＳＩＮとＣＯＳの信号の値として、ｓｉｎ波形とｃｏｓ波形の１周期を１０２４等分したタイミングで量子化して得られる値が、順次出力される。この場合、１のアドレス変化は、アドレス０からアドレス１０２３までに１周期分のデータを格納している場合、（３６０／１０２４）度（２π／１０２４ラジアン）の変化に相当することになる。
図３Ａに示す回路を、たとえば１３．５ＭＨｚの周波数のクロック信号で駆動し、さらにｓｉｎ／ｃｏｓテーブルからＮＴＳＣの色副搬送波周波数の信号を出力しているとした場合、１クロック周期に９５．４５４５度の位相回転を生じさせているので、そのＲＯＭテーブルを駆動するアドレス値の変化の平均は、２７１．５１５となる。（９５．４５４５＊１０２４／３６０＝２７１．５１５）。言い替えれば、たとえば、あるクロックの時点で、上述したテーブルＲＯＭのアドレスを生成するＤＴＯの出力値が０である場合、クロック毎に、２７１、５４３、８１４、６２（＝１０８６−１０２４）、３３３（＝１３５７−１０２４）、・・・と変化する値を出力する。このアドレス値の変化量の平均値は、２７１．５１５となる。
図３Ｂは、上述したように変化するＤＴＯの出力値を入力し、クロック周期毎の副搬送波の回転角度変化を得る回路、すなわち位相回転角度検出手段の例を示す図である。ＤＴＯから出力されたデータは、レジスタ３１１にクロック毎に格納される。したがって、レジスタ３１１の入力には最新のＤＴＯの出力Ａが、そしてレジスタ３１１の出力には、前回の出力値Ｂが得られる。比較器３１２と加算器３１３は、差分算出回路３１４でＡ−Ｂの計算を行うので、Ａ−Ｂの計算結果がマイナス値にならないようにするための回路である。比較器は、２つの入力値の大小を比較し、レジスタ３１１の入力側からの値がレジスタ３１１の出力側からの値よりも小さい場合、加算器３１３に対して、たとえば１０ビットの場合に１０２４を出力し、そうでない場合は０を出力する。上述した数値を例にして説明する。レジスタ３１１の入力の値が６２、そして出力の値が８１４の場合、６４の値に１０２４を加算器３１３で加算して、差分算出回路３１３のＡの入力値を１０８６とする。この結果、差分算出回路３１４の出力（Ａ−Ｂ）には、１０８６−８１４＝２７２が得られる。したがって、上述したＤＴＯの出力値として、０、２７１、５４３、８１４、６２、３３３、・・・が入力された場合に、それぞれの差分として、２７１、２７２、２７１、２７２、２７１、・・・が得られる。この差分の精度は、ＤＴＯ（内部のレジスタ）ビット数を増加させること（精度を上げること）で向上させることができる。
以上の様にして得られた差分は、クロック１周期当たりの、色副搬送波信号の位相回転角度を表している。その回転角度は、単位をラジアンとして表すと、上述の例では、（２７１／１０２４）×２π（ラジアン）と表すことができる。言い替えれば、入力信号の色副搬送波信号の角周波数をωとし、クロックの周期をＴｓとした場合に、差分算出回路の出力（Ａ−Ｂ）には、ωＴｓに相当する値を得ることができる。しかも、この値は、この値からｃｏｓωＴｓの値を導き出すことが可能な値である。
図４に示すブロック１０８４は、上述した図３Ａ、図３Ｂに示すような構成を備え、着目サンプルを含む走査線上におけるクロック１周期当たりの色副搬送波信号の位相回転角度、すなわち、ωＴｓの値を出力する。
図４におけるクロマ成分分離計算部１０８は、着目サンプルの走査線のデータを入力するブロック１０８４を備え、このブロック１０８４で、たとえば上述した回路、あるいは方法で、その走査線データ上のωＴｓを検出し、この検出して得たωＴｓの値をブロック１０８５に入力している。ブロック１０８５では、入力したωＴｓの値から、上述した式１から式４におけるそれぞれの正規化係数を算出することになる。ここで、図４に示した構成の場合、上述した式１〜式４における正規化係数ｖ、ｈ、ｄ１、ｄ２のそれぞれは、以下の示すｖ’、ｈ’、ｄ１’、ｄ２’に修正される。
ｖ’＝１／（１−ｃｏｓ８５８ωＴｓ）…（式９）
ｈ’＝１／（１−ｃｏｓωＴｓ）…（式１０）
ｄ１’＝１／（１−ｃｏｓ８５９ωＴｓ）…（式１１）
ｄ２’＝１／（１−ｃｏｓ８５７ωＴｓ）…（式１２）
ここで、８５８、８５９、８５７の数値は、ＮＴＳＣテレビジョン信号を扱う場合で、水平同期周波数の８５８倍の周波数のクロックの場合を示している。ＰＡＬ規格の場合は、これらの数値は、それぞれ１７２８、１７２９、１７２７となる。これらの数値は、それぞれの算出に使用するそれぞれのサンプル間距離が、数値で示すクロック数で表されることを示している。そして１クロック当たりωＴｓの位相回転を示しているので、上述の式で示したように表される。ここで、検出したωＴｓを単純に整数倍している。これは、ωＴｓの走査ライン毎の変化が緩やかであるとの想定に基づいている。検出されたωＴｓの値から、これらの正規化係数への変換は、テーブルとすることも可能である。
一方、クロマ成分分離計算部１０８内において、分離計算部１０８２において、式１から式４に示した計算のうち、以下の計算が実行される。
垂直方向： Ｃ（ｔ）’＝（１／２）（−Ｓ２＋２×Ｓ５−Ｓ８）…（式１３）
水平方向： Ｃ（ｔ）’＝（１／２）（−Ｓ４＋２×Ｓ５−Ｓ６）…（式１４）
斜め方向１：Ｃ（ｔ）’＝（１／２）（−Ｓ１＋２×Ｓ５−Ｓ９）…（式１５）
斜め方向２：Ｃ（ｔ）’＝（１／２）（−Ｓ３＋２×Ｓ５−Ｓ７）…（式１６）
正規化乗算器１０８３では、分離計算部からの上述した計算結果を入力して、垂直方向の計算結果（式１３）に対して、正規化係数算出部から入力した正規化係数１／（１−ｃｏｓ８５８ωＴｓ）を乗算する。また、水平方向の計算結果式１４に対して、正規化係数算出部から入力した正規化係数１／（１−ｃｏｓ８５８ωＴｓ）を乗算する。また、斜め方向１の計算結果（式１５）に対して、正規化係数算出部から入力した正規化係数１／（１−ｃｏｓ８５９ωＴｓ）を乗算する。また、斜め方向２の計算結果（式１６）に対して、正規化係数算出部から入力した正規化係数１／（１−ｃｏｓ８５７ωＴｓ）を乗算し、上述した式１から式４の計算を完成させる。
以上に説明した図４の構成を備えたクロマ成分分離計算部１０８によって、ωＴｓの値として固定した定数を用いることができない入力信号であっても、たとえば、ＶＨＳ規格のＶＣＲからの再生信号を入力した場合でも、固定定数を用いた場合によりも、高精度でＹ／Ｃ分離を行うことができる。
図５は、本発明の他の実施形態を示す図であり、入力信号に含まれる色副搬送波周波数の変動が無視し得る程度であるにも拘わらず、クロック周期Ｔｓの変動がある場合、クロック信号の周期Ｔｓのみを検出して、上述したようなクロマ成分分離計算を実行させる構成を示す図である。ブロック１０８６では、たとえば固定周波数を発振する水晶発振器からのクロック信号を使用して、図３Ａと図３Ｂで示したような回路を使用して、クロック信号に同期したクロック信号を生成することにより得られたクロック周期Ｔｓに相当する値を出力させることができる。符号１０８７で示すブロックは、入力信号中含まれる色副搬送波信号の角周波数ωのデータを固定定数として入力し、このωとブロック１０８６から入力したＴｓの値を使用して、上述した正規化係数を出力する。
この図５に示す構成を備えたクロマ成分分離計算部１０８によって、ωＴｓの値として固定した定数を用いることができないような入力信号であっても、入力信号の色副搬送波信号の角周波数ωの変動が無視し得る程度であって、クロック周期Ｔｓの変動のみが発生しているような場合に、有効に機能する。たとえば、ＶＴＲやＶＣＲの再生信号の場合、クロック周期Ｔｓを検出してクロマ成分分離計算に反映させることにより、固定定数を使用する場合よりも、高精度でＹ／Ｃ分離を行うことができる。言い替えれば、分離された色信号（クロマ信号）中に出現する輝度成分信号の量、あるいは分離された輝度信号中に出現する色（クロマ）成分信号の量を低減することが可能になる。
図６は、他の実施例を示す構成図であり、入力信号中の色副搬送波信号の角周波数ωの検出と、クロック信号の周期Ｔｓとを個別に検出して、上述したクロマ分離計算を実行させる構成を示す図である。図５の構成に対して、ブロック１０８８が追加されている。このブロック１０８８では、信号中に含まれる色副搬送波信号の角周波数ωを検出する。検出したωの値は、ブロック１０８７に入力され、ブロック１０８７は、入力されたωとＴｓを使用して、上述したクロマ分離計算における正規化係数を算出し、正規化乗算器１０８３に送る。
図６の構成によるクロマ成分分離計算部１０８の特徴は、図５と同様である。
なお、図４におけるωＴｓの検出、図５におけるＴｓの検出、あるいは図６におけるωとＴｓに検出について、着目画素のラインのデータを入力し、そして検出出力を得ている。しかし、図示した信号ラインの信号を受ける回路、言い替えればクロマ成分分離計算部１０８に入力される信号ラインよりも、信号系路中の前段に、図３Ａに示すような回路が存在する場合、これらの検出回路（たとえば、符号１０８４、１０８６、１０８８）をその回路に付属して配置し、その検出回路の出力データを遅延させることにより、着目サンプルの走査線データと時間一致を取るようにしても良いことは明らかである。この場合、前述した、ωＴｓの検出、すなわち、クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度検出手段は、Ｙ／Ｃ分離手段とは、ブロック的に離れて配置されることになると想定される。
図８は、上述したような場合を含め、本発明の主要な構成を示す図である。ここで、符号８０１は、量子化手段であり、アナログ・コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、この信号に含まれる水平同期信号に同期したクロックで量子化を行い、量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を出力する。この量子化は、入力信号の映像部分、カラー・バースト部分、そして同期の部分を含めた範囲について実行される。符号８０２は、位相回転角度検出手段であり、量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の量子化クロックの１周期当りの、位相回転角度（ωＴｓ）に対応する値を検出し、出力する。符号８０３は、Ｙ／Ｃ分離手段であり、量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力子、Ｙ／Ｃ分離のための計算を含む各種の処理を実行し、Ｙ信号とＣ信号を出力する。ここで、Ｙ／Ｃ分離のための各種の計算は、位相回転角度検出手段からの検出出力値に基づいて実行される。しかしながら、図８は、本発明の要旨を説明するためのものであって、位相回転角度検出手段とＹ／Ｃ分離手段の関係を示すことに、その目的がある。たとえば、位相回転角度検出手段のブロックに、ｃｏｓωＴｓへの変換手段を設けて、このｃｏｓωＴｓの値を、Ｙ／Ｃ分離手段におくることも本発明に含まれることは明らかである。同様に、上述した各正規化係数の生成を、Ｙ／Ｃ分離手段から分離し、位相回転角度検出手段側に配置することも、本発明に含まれる。このように、位相回転角度を検出する手段と、分離されたＹおよびＣの信号を出力する手段との関係で、両者の間を、機能を明確に区分したとしても、それは単なる表現上の違いに過ぎない。位相回転角度検出手段における検出ポイントと、Ｙ／Ｃ分離のために実行される着目サンプルのポイントが、同じ走査ラインを、あるいは前者が、後者が含まれるラインの直後の走査ラインを示す、ことが計算において求められていることだけである。
上述したＹ／Ｃ分離をするための構成は、以下の想定に基づいている。まず、サンプリング・クロック信号は、水平同期信号に同期されて生成される、すなわち、水平同期信号の出現後にＰＬＬの発振周波数が変更されるので、Ｙ／Ｃ分離するために着目する１走査線上のそれぞれのサンプル間では一定の値であるとしている。したがって、１クロック当たりの位相回転角度ωＴｓは１走査線内では変化しないと想定することも可能である。また、着目する走査ラインと隣接する前後（１ラインあるいは２ライン上方、あるいは、１ラインあるいは２ライン下方）の走査ライン間における変化は、ＰＬＬの動作特性から、緩やかであると想定している。したがって、検出するω、ωＴｓ、あるいはＴｓは、入力信号の走査線毎に異なった値を有すると想定している。したがって、着目サンプルについて計算処理を実行する場合、その計算誤差を低減するために、その着目サンプルの走査ラインのω、ωＴｓあるいはＴｓを表している値を使用することが必要になる。
本発明の実施形態において、入力し処理（Ｙ／Ｃ分離処理を含む）することが可能な入力信号として、たとえば、ＶＣＲの再生出力を想定している。
ＶＣＲの再生出力において、色副搬送波周波数の変動は、実測で±７０ｐｐｍまでの範囲であり、一方水平同期信号間は、最大で１５００ｐｐｍまでの範囲で変動する。このことは、この水平同期信号に位相同期して生成されるサンプリング・クロック信号の周期Ｔｓも、最大で１５００ｐｐｍ変動することを意味している。したがって、この信号の場合のωＴｓの値の変動部分の多くは、Ｔｓの変動に起因すると想定することができる。このような信号を専門に扱う場合、図４に示す構成がベストであるが、図５に示した構成を取ることも有効である。この場合、ωの変動を打ち消すことは不可能であるが、Ｔｓの変動を打ち消すように動作させることができるので、その分だけ、Ｙ／Ｃ分離の精度を向上させることができることになる。
以上、ＮＴＳＣテレビジョン信号を例にあげて本発明を説明したが、図における符号１０１、１０２の遅延量を２ラインの遅延量とすることで、ＰＡＬ規格のテレビジョン信号を処理することが可能である。
産業上の利用可能性
以上説明したように本発明によれば、入力信号から色成分を除去した信号の縦、横そして斜め方向の４種の相関を調べ、その４種の相関値をテーブルに入力し、このテーブルの出力で、入力信号の縦、横そして斜め方向の画素を使用したそれぞれのクロマ成分抽出値を選択するようにしたので、輝度成分の相関と色成分の相関が一致している場合に、効果的に性能の良いＹ／Ｃ分離を実行することができる。そして、クロマ成分の抽出に当たって、入力信号に含まれる色副搬送波周波数についてクロック周期当たりの位相回転角度を検出し、その検出値をクロマ成分抽出のための計算に使用するので、入力信号中の色副搬送波周波数信号の周波数の変動も許容することが可能になる。さらに、本発明は、この特徴のために、規格に合致したテレビジョン入力信号を処理する装置に適用可能であるとともに、ＶＣＲ再生出力信号等の時間軸の変動するテレビジョン信号を処理する装置に対しても効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施形態を表したブロック図であり、量子化されたＮＴＳＣテレビジョン信号を入力し、Ｙ／Ｃ分離を実行する回路あるいは装置の全体を表す図である。
図２は、図１に示した量子化サンプルの画面上における位置関係を示す図である。
図３Ａは、入力した信号に含まれるカラー・バースト信号に同期した色副搬送波信号を生成するブロック図を示し、図３Ｂは、図３Ａの色副搬送波信号の量子化ビット列を生成するＲＯＭテーブルを駆動する駆動信号から、クロック周期当たりのカラー・バースト信号の位相回転角度に相当する（ω×Ｔｓ）に対応するデータと取り出すブロックを例示する図である。
図４は、図１に示した相関検出部とそれぞれの方法でクロマ（色）成分信号を計算抽出するクロマ成分分離計算部をより詳細に示した図であり、特にクロマ成分分離計算において、計算に必要な係数をあらかじめ設定した固定定数を使用するのではなく、着目画素を含むラインから検出して計算に必要な係数を算出し、実行する場合を示す図である。
図５は、図４に示した図と同様であるが、着目画素を含むラインのクロック周期Ｔｓのみを検出し、固定定数としてのωの値を使用して、計算に必要な係数を算出し、実行する場合を例示する図である。
図６は、図５に示した固定定数としてのカラー・バースト信号の角速度ωを、着目するライン上で実際に検出して出力する回路から得る場合のブロックを例示す図である。
図７は、本発明によるＹ／Ｃ分離部を含み、入力信号を量子化するブロックを示す図である。
図８は、本発明の主要な構成を示す図である。
本発明は、あるサンプリング周波数を使用してアナログ／デジタル変換されたＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号を輝度（Ｙ）信号とクロマ（Ｃ）信号に分離する装置および方法に関し、より詳細には、アナログ／デジタル変換する際のサンプリング周波数が、テレビジョン信号の色副搬送波周波数の整数倍の周波数でない場合において、Ｙ／Ｃ分離された色成分信号中に現れる輝度成分信号の量を、あるいはＹ／Ｃ分離された輝度信号中に現れる色成分信号の量を、出力信号の時間軸が変動する素材、たとえばＶＣＲ素材、を入力した場合においてさえも、低減することを可能とするＮＴＳＣテレビジョン信号のＹ／Ｃ分離回路および方法に関する。
背景技術
ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号において、画像領域の期間の信号は、振幅変調された輝度信号（Ｙ）と、色副搬送波信号により変調された色信号が混合されている。また、ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号は、垂直と水平の同期成分信号、そして受像機側で色復調する際のリファレンスとして使用される、いわゆるカラー・バーストと呼ばれる信号を含んでいる。この形態の信号は、上述したように、複合化された信号であり、通常、カラー複合映像信号と呼ばれている。受信機側では、このカラー複合映像信号を表示するために、このようなカラー複合映像信号（複合化された信号）をデコードして、輝度信号と色信号を分離し、さらに色信号をＲＧＢの各色信号に復号している。
この、いわゆるＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号（コンポジット信号とも呼ばれる）の映像領域の部分は、以下の数式の様に表現できる。
Ｃｏｍｐ（ｔ）＝Ｙ（ｔ）＋Ｃ（ｔ）＝Ｙ（ｔ）＋Ｕ（ｔ）ｓｉｎ（ωｔ）＋Ｖ（ｔ）ｃｏｓ（ωｔ）
ここで、Ｃｏｍｐ（ｔ）は、画像領域のテレビジョン信号であり、Ｙは輝度信号、Ｃは色（クロマ）信号、Ｕ、Ｖは色信号（Ｕ＝Ｒ−Ｙ、Ｖ＝Ｂ−Ｙ；Ｒ＝赤信号、Ｂ＝青信号）、ωは色副搬送波信号の角周波数、ｔは時間である。
ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離は、上述の式において、Ｃｏｍｐ（ｔ）の信号から、Ｙ（ｔ）とＣ（ｔ）を独立に得ることである。通常においては、Ｙ（ｔ）とＣ（ｔ）の周波数帯域が重なっているので、完全な分離は困難である、しかしながら、従来においては、色副搬送波信号周波数、色副搬送波周波数とテレビジョン信号の水平走査周波数、あるいは垂直走査周波数の関係を利用して各種のＹ／Ｃ分離の方法が提案され、実際に実行されている。
Ｙ／Ｃ分離の方法には、色信号の色副搬送波周波数を中心周波数とするバンドパス・フィルタ出力を色成分信号とし、残りを輝度成分信号とする１次元Ｙ／Ｃ分離の方法がある。また、テレビジョン信号における色副搬送波周波数とテレビ水平走査周波数との関係、言い替えれば、隣接する走査線間の色副搬送波周波数の位相差は１８０度であり、そして、この隣接する走査線の画像は相関があるとして、隣接する走査線の信号を加算して輝度信号を、減算して色信号を算出する２次元Ｙ／Ｃ分離（くし型フィルタ）方法がある。この２次元Ｙ／Ｃ分離方法には、隣接する走査線として、（１）着目する走査線の上方あるいは下方の走査線のデータを使用する場合、あるいは（２）着目する走査線の上下の走査線データを共に使用する方法がある。また、同一のフィールド内ではなく、隣接するフィールドの上下の走査線データ、あるいは隣接するフレームの同一場所の走査線データを使用する方法もある。これらのフィールド間、フレーム間の走査線データを用いる方法は、３次元Ｙ／Ｃ分離と呼ばれ、時間軸の方向の動き検出とともに使用され、動きの無い場合は３次元Ｙ／Ｃ分離、動きのある場合は２次元Ｙ／Ｃ分離、そして走査線間の相関に応じて２次元Ｙ／Ｃ分離の各種方法が、そして走査線間に相関が無い場合は１次元Ｙ／Ｃ分離が、適応的に切り換える方法、すなわち、適応型Ｙ／Ｃ分離方法が一般的に用いられている。
上述した各種の適応型Ｙ／Ｃ分離は、分離された色信号中に出現する輝度成分信号の量、あるいは分離された輝度信号中に出現する色成分信号の量の低減に関する要求度に応じて、選択され、使用されている。一般的に、分離された輝度信号中に出現する色成分信号の量の低減はドット妨害の抑圧、分離された色信号中に出現する輝度成分信号の量の低減についてはクロス・カラーの低減とされている。さらに、Ｙ／Ｃ分離を、全体的な画像品質の低下無しに実施すること、あるいは採用する機器の目的に合致したコスト・パフォーマンスの良い方法が各種提案され、あるいは実行されている。しかしながら、色々な問題を残しているのが現状である。
また、上述した２次元Ｙ／Ｃ分離は、古くはガラス遅延線、あるいはＣＣＤを使用したアナログ方式で実施され、近年ではデジタル処理において実施されている。
しかしながら、従来のデジタル処理におけるＹ／Ｃ分離方法は、色副搬送波（サブ・キャリア）周波数の整数倍、たとえば色副搬送波周波数ｆｓｃの２倍の周波数２ｆｓｃ、あるいは４倍の周波数４ｆｓｃのサンプリング・クロック信号でサンプリングしたデジタル信号を前提とした方法が主流であった。これは、アナログ・ビデオ信号をアナログ回路で処理する代わりにデジタル信号処理して、最終的にアナログ信号として、言い換えれば、アナログ・タイミングを有した信号として出力することに起因していた。
近年、アナログ信号をデジタル処理する目的で行うデジタル化、すなわちレベルをデジタル表現するのみでアナログ信号の時間軸を有するデジタル化ではなく、完全なデジタル化、すなわち時間軸に関してもデジタル化して、伝送すること、あるいは記録することが提案されている。
ＮＴＳＣのカラー・テレビジョン信号の場合、色副搬送波（カラー・サブ・キャリア）周波数ｆｓｃと水平同期信号周波数ｆｈとの間にはｆｓｃ＝（４５５／２）ｆｈの関係があり、垂直同期周波数ｆｖとの間には、ｆｈ＝（５２５／２）ｆｖの関係がある。
ところで、デジタル映像信号の形式について、国際電気通信連合（ＩＴＵ）が、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６５６（旧ＣＣＩＲ６５６）という勧告を出している。この勧告は、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１の４：２：２レベルで動作する５２５ラインそして６２５ライン・テレビジョン・システムにおけるデジタル成分ビデオ信号用のインターフェースの規格である。ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１は、アスペクト比として標準４：３そしてワイド・スクリーン１６：９用のデジタル・テレビジョンのスタジオ符号化パラメータの規格である。
上述したＩＴＵの勧告に従うと、５２５ライン、すなわちＮＴＳＣ規格のテレビジョン信号の水平同期周波数の１７１６倍、周波数２７ＭＨｚのクロック信号（以後、ｆｃと略す）を生成する必要がある。この周波数は、ＰＡＬとＮＴＳＣのテレビジョン信号の相互変換を考慮して決められた値であり、ＮＴＳＣテレビジョン信号の色副搬送波周波数の整数倍の周波数ではない。ｆｓｃとｆｃの比は、（４５５／２）／１７１６＝４５５／（２×１７１６）＝（１３×７×５）／（１３×１１×３×２×２×２）＝（７×５）／（１１×３×２×２×２）＝３５／２６４である。
また、上述したＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１の「４：２：２デジタル・コンポーネント・テレビ信号」規格におけるサンプリング周波数は、Ｙ信号が１３．５ＭＨｚ、Ｃｂ、Ｃｒ信号が６．７５ＭＨｚである。したがって、４ｆｓｃと１３．５ＭＨｚを比べると、前者のクロック間隔は色副搬送波信号の９０度の位相回転に、後者は９５．４５４５度の位相回転に相当することになる。また、２ｆｓｃと６．７５ＭＨｚでは、それぞれ１８０度、１９０．９１度に相当する。
したがって、クロック間隔が９０度あるいは１８０度のような色副搬送波周波数の整数倍のクロック周波数でないクロック周波数においても、動作可能なＹ／Ｃ分離方法が、必要になってくる。
また、アナログのＮＴＳＣテレビジョン信号において、色副搬送波周波数と水平同期信号周波数の間には上述した周波数関係が維持されているが、両者の信号間の位相関係は不確定であるのが一般的である。この位相関係の不確定は、色副搬送波周波数に同期したクロック信号でサンプリングした場合に、サンプリングされ、そしてデジタル処理されて最終的に出力される水平同期信号の位相と、サンプリングされた画像自身の位相が入力された信号における位相との不連続（あるいは、不一致）を引き起こすことがある。そして、さらにこの問題は、出力信号の水平ブランキングの増大、言い換えれば、画像領域の水平幅の減少をもたらす。この問題を解決するために、ＮＴＳＣテレビジョン信号の規格である従来のＲＳ−１７０から、改良された新しい規格ＲＳ−１７０Ａが提案された。この規格においては、水平同期信号と色副搬送波信号間の位相差は、色副搬送波周波数を基準にしたある範囲に規定されている。
このＲＳ−１７０規格に基づくＮＴＳＣテレビジョン信号に適応されたデジタル機器においては、デジタル処理された後のテレビジョン信号中に、表示画面上の画像の水平方向へのシフト（この水平シフトは、上述した不連続に起因して発生する）は発生しない。しかしながら、入力素材信号とデジタル処理された信号とを比較した場合、上述した「規定されたある範囲」を最大値とする、シフト（水平シフト）が生じている。
上述した水平シフトの問題を避けるために、入力信号の水平同期信号に同期させてクロック信号を生成することも実施されている。この場合、このクロック信号を使用して、たとえば８ビットの量子化ビットで形成される色副搬送波信号を生成し、生成した色副搬送波信号と入力信号中のカラー・バースト信号と位相比較し、その位相差を一定に維持するように、生成する色副搬送波信号の位相を制御する方法、デジタルＰＬＬと呼ばれる方法、が、従来用いられている。
アナログＶＣＲ、アナログＶＴＲの再生信号のような、時間軸の変動を伴う信号素材の場合、放送局などにおいては、タイム・ベース・コレクタと呼ばれる高価で高機能の装置で、入力素材信号（特に輝度信号）の時間軸の変動、を除去している。このようなタイム・ベース・コレクタを使用せずに、時間軸の変動を伴う信号素材を入力し、この水平同期信号に同期させてクロック信号（サンプリング・クロック信号）を生成した場合に、以下の問題が発生する。このクロック信号でデジタル化されたＮＴＳＣテレビジョイン信号を、上述したような従来の方法でＹ／Ｃ分離した場合、クロック周期の変動に起因して、時間軸のいわゆるドット妨害、クロス・カラーが発生してしまう。同様な問題は、とくに、入力素材信号の水平同期信号にジッタが生じているというよりも、周波数変化を起こし、その結果として入力素材信号の色副搬送波周波数と水平同期信号周波数との関係が上述したＮＴＳＣ規格の関係を維持しない場合に顕著になる。
したがって、たとえば、地上放送波、衛星放送、ケーブル・テレビなどの時間軸変動が無視することが可能なＮＴＳＣテレビジョン信号素材を、Ｙ／Ｃ分離処理を含むデジタル処理を実施する方法と、一般的なＮＴＳＣ方式のアナログ・テレビジョン信号（時間軸変動を伴う信号）をＹ／Ｃ分離処理を含むデジタル処理を実施する方法と異なる処理方法が、必要になる。
本発明は、上述した課題を解決するためになされた発明であり、その目的とするところは、ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号をデジタル処理するに当たって、色副搬送波周波数の整数倍のサンプリング周波数でなくても、分離された色信号中に出現する輝度成分信号の量、あるいは分離された輝度信号中に出現する色成分信号の量を低減することが可能なＮＴＳＣテレビジョン信号のＹ／Ｃ分離回路および方法を提供することにある。
さらに、本発明の他の視点は、水平同期信号に同期したクロック信号を使用した際においても、分離された色信号中に出現する輝度成分信号の量、あるいは分離された輝度信号中に出現する色成分信号の量を低減することが可能なＮＴＳＣテレビジョン信号のＹ／Ｃ分離回路および方法を提供することにある。
さらに、本発明の他の視点は、ＮＴＳＣアナログ・テレビジョン信号をデジタル処理するに当たって、その信号素材として、たとえばアナログＶＣＲ、アナログＶＴＲの再生信号のような、それに含まれる水平同期信号が周波数変化や、時間軸の変動を伴っている信号素材を入力し、そのような水平同期信号に同期したクロック信号を使用し量子化した場合においてもさえも、Ｙ／Ｃ分離された色信号中に出現する輝度成分信号の量、あるいはＹ／Ｃ分離された輝度信号中に出現する色成分信号の量を低減することが可能な、ＮＴＳＣテレビジョン信号のＹ／Ｃ分離回路および方法を提供することにある。
発明の開示
本発明の第１の形態において、コンポジット・カラー・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離を実行するＹ／Ｃ分離回路は、コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、所定の遅延回路で着目サンプル、該着目サンプルの同一ライン上の前後サンプル、前記着目サンプルの上下ラインに位置する上下サンプル、前記着目サンプルの斜めに位置する斜めサンプル、を抽出する抽出回路と、前記抽出回路から抽出された前記前後サンプル、前記上下サンプル、前記斜めサンプルからクロマ計算値を出力するクロマ成分分離計算部と、前記クロマ成分分離計算部からの出力を入力し、いずれか１つを選択する選択器と、前記遅延回路と色成分信号を通さないフィルタを経由した前記コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、前記着目サンプル、前記前後サンプル、前記上下サンプル、前記斜めサンプルに対応する第２のサンプルを抽出し、該抽出した第２のサンプル値の縦、横、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算出力する相関検出部と、前記相関検出部からの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルと、を備え、前記選択器から出力された信号を基に、前記コンポジット・カラー・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離を実行する。
ここで、着目サンプルを含み着目サンプルに対する横のサンプルからのクロマ計算は、サンプル間をＴｓ、色搬送波角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルに対する斜めのサンプルからのクロマ計算は１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことができる。
本発明の第２の形態において、コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、Ｙ／Ｃ分離を実行するＹ／Ｃ分離回路は、水平走査周波数に位相同期した周波数で量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、２つの１走査線期間遅延回路および複数のクロック遅延器を使用して入力ラインに対して１ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上のラインおよび下のラインに位置する着目サンプルの上下および斜めのサンプルそれぞれを抽出する抽出回路と、前記抽出回路により抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する回路であって、着目サンプルを含む縦方向のサンプルからのクロマ計算値、着目サンプルを含む横方向、斜め方向のサンプルからの傾きの計算を含むクロマ計算値、の４つのクロマ計算値を出力するクロマ成分分離計算部と、前記クロマ成分分離計算部からの４つの出力を入力し、いずれか１つの入力を出力する選択器と、色成分信号を通さないフィルタを経由した前記入力コンポジット・カラー・テレビジョン信号および２つの１走査線期間遅延回路の出力信号とから、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の縦、横、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出部と、前記相関検出部からの４つの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルと、を備え、前記選択器から出力された信号を基に、前記入力信号のＹ／Ｃ分離を実行する。
ここで、前記水平走査周波数に位相同期した周波数は、色副搬送波周波数の整数倍の周波数と異なる周波数である。
ここで、着目サンプルを含み着目サンプルに対する横のサンプルからのクロマ計算は、サンプル間をＴｓ、色搬送波角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルに対する斜めのサンプルからのクロマ計算は１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことができる。
本発明の第３の形態において、Ｙ／Ｃ分離回路は、水平同期信号に位相同期しているクロック信号で量子化されたアナログ・テレビジョン信号を入力して輝度成分信号とクロマ成分信号に分離するデジタルＹ／Ｃ分離回路であって、量子化された量子化サンプルにおいて、着目サンプルと、該着目サンプルの表す画素の近傍の画素を表すサンプルそれぞれと、を使用して演算処理し、前記アナログ・テレビジョン信号に含まれるクロマ成分と輝度成分を分離するＹ／Ｃ分離手段と、前記クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度、に対応する値を表す信号を出力する位相回転角度検出手段とを備える。ここで、前記Ｙ／Ｃ分離手段における前記演算処理は、前記位相回転角度検出手段からの信号に基づいて実行される。
ここで、前記位相回転角度検出手段は、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力する。このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値とすることができる。
ここで、前記位相回転角度検出手段は、前記クロック信号にしたがって周波数信号を出力する周波数信号生成手段と、この周波数信号生成手段の出力信号が前記量子化されたテレビジョン信号の色副搬送波周波数信号に同期するように制御するＰＬＬを備え、前記周波数信号生成手段内の制御データを使用して、前記ωＴｓの値に対応する値を出力する手段を含むことができる。
ここで、前記Ｙ／Ｃ分離手段は、量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して入力ラインに対して１ラインあるいは２ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上方のラインおよび下方のラインに位置する着目サンプルの垂直方向および斜め方向に位置するサンプルそれぞれと着目サンプルを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する手段であって、着目サンプルを含む垂直方向のサンプルを使用して算出したクロマ成分計算値、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して算出した水平方向クロマ成分計算値、および斜め方向のサンプルを使用して傾きの計算を含んで算出した斜め方向クロマ成分計算値、の各クロマ成分計算値を出力するクロマ成分分離計算手段と、前記クロマ成分分離計算手段からの出力を入力し、いずれか１つの入力を出力する選択手段と、色成分信号を通さないフィルタを経由した前記量子化されたテレビジョン信号、および少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の垂直、水平、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出手段と、前記相関検出手段からの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルと、を備えることができる。
ここで、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して前記水平方向クロマ成分計算値の算出は、サンプル間をＴｓ、色副搬送波の角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルを含む斜めのサンプルを使用して前記斜め方向クロマ成分計算値の算出は、１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことができる。
本発明の第４の形態において、デジタル・ビデオ処理装置は、水平同期信号に位相同期しているクロック信号で量子化されたアナログ・テレビジョン信号を入力して輝度成分信号とクロマ成分信号に分離するデジタル・ビデオ処理装置であって、量子化された量子化サンプルにおいて、着目サンプルと、該着目サンプルの表す画素の近傍の画素を表すサンプルそれぞれと、を使用して演算処理し、前記アナログ・テレビジョン信号に含まれるクロマ成分と輝度成分を分離するＹ／Ｃ分離手段と、前記クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度、に対応する値を表す信号を出力する位相回転角度検出手段とを備える。ここで、前記Ｙ／Ｃ分離手段における前記演算処理は、前記位相回転角度検出手段からの信号に基づいて実行される。
ここで、前記位相回転角度検出手段は、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力し、このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値とすることができる。
ここで、前記位相回転角度検出手段は、前記クロック信号にしたがって周波数信号を出力する周波数信号生成手段と、この周波数信号生成手段の出力信号が前記量子化されたテレビジョン信号の色副搬送波周波数信号に同期するように制御するＰＬＬと、前記周波数信号生成手段内の制御データを使用して、前記ωＴｓの値に対応する値を出力する手段を含むことができる。
ここで、前記Ｙ／Ｃ分離手段は、前記量子化手段により量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して入力ラインに対して１ラインあるいは２ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上方のラインおよび下方のラインに位置する着目サンプルの垂直方向および斜め方向に位置するサンプルそれぞれと着目サンプルを抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する手段であって、着目サンプルを含む垂直方向のサンプルを使用して算出したクロマ成分計算値、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して算出した水平方向クロマ成分計算値、および斜め方向のサンプルを使用して傾きの計算を含んで算出した斜め方向クロマ成分計算値、の各クロマ成分計算値を出力するクロマ成分分離計算手段と、前記クロマ成分分離計算手段からの出力を入力し、いずれか１つの入力を出力する選択手段と、色成分信号を通さないフィルタを経由した前記量子化されたテレビジョン信号、および少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の垂直、水平、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出手段と、前記相関検出手段からの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルとを備えることができる。
本発明の第５の形態において、コンポジット・カラー・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離を実行するＹ／Ｃ分離方法は、水平走査周波数に位相同期した周波数で量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上および下ラインに位置する着目サンプルの上下および斜めのサンプルそれぞれを抽出し、前記抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する際に、着目サンプルを含む縦方向のサンプルからのクロマ計算、着目サンプルを含む横方向、斜め方向のサンプルからの傾きの計算を含むクロマ計算、の４つの計算値をそれぞれの方法によるクロマ成分抽出値として出力し、色成分信号を通さないローパス・フィルタを経由した前記入力したコンポジット・カラー・テレビジョン信号および２つの１走査線期間遅延回路の出力信号とから、前記それぞれのサンプル（Ｓ１〜Ｓ９）に対応する第２のサンプル値（Ｔ１〜Ｔ９）を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の縦、横、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して、該計算結果の値の比較結果により、前記４つのクロマ成分抽出値のいずれか１つの入力を選択出力し、前記選択出力された信号を基に、前記入力信号のＹ／Ｃ分離を実行する。
ここで、前記水平走査周波数に位相同期した周波数は、色副搬送波周波数の整数倍の周波数と異なる周波数である。
ここで、着目サンプルを含み着目サンプルに対する横のサンプルからのクロマ計算は、サンプル間をＴｓ、色搬送波角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルに対する斜めのサンプルからのクロマ計算は１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことができる。
本発明の第６の形態において、Ｙ／Ｃ分離方法は、水平同期信号に位相同期しているクロック信号で量子化されたアナログ・テレビジョン信号を入力して輝度成分信号とクロマ成分信号に分離するデジタルＹ／Ｃ分理方法であって、前記クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度、に対応する値を表す信号を出力する位相回転角度検出ステップと、量子化された量子化サンプルにおいて、着目サンプルと、該着目サンプルの表す画素の近傍の画素を表すサンプルそれぞれと、を使用して演算処理し、前記アナログ・テレビジョン信号に含まれるクロマ成分と輝度成分を分離するＹ／Ｃ分離ステップとを備える。ここで、前記Ｙ／Ｃ分離ステップにおける前記演算処理は、記位相回転角度検出ステップで着目サンプルの走査ラインについて出力された前位相回転角度に対応する値に基づいて実行される。
ここで、前記位相回転角度検出ステップは、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力し、このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値とすることができる。
ここで、前記Ｙ／Ｃ分離ステップは、量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、１走査線期間の遅延を、あるいは２走査線期間の遅延を繰り返して、入力ラインに対して１ラインあるいは２ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上方のラインおよび下方のラインに位置する着目サンプルの垂直方向および斜め方向に位置するサンプルそれぞれと着目サンプルを抽出する抽出ステップと、前記抽出ステップにより抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出するステップであって、着目サンプルを含む垂直方向のサンプルを使用して算出したクロマ成分計算値、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して算出した水平方向クロマ成分計算値、および斜め方向のサンプルを使用して傾きの計算を含んで算出した斜め方向クロマ成分計算値、の各クロマ成分計算値を出力するクロマ成分分離計算ステップと、色成分信号を通さないフィルタを経由した前記量子化されたテレビジョン信号を入力し、１走査線期間の遅延を、あるいは２走査線期間の遅延を繰り返して、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の垂直方向、水平方向、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出ステップと、前記相関検出ステップからの出力を入力し、該入力に応じて、前記クロマ成分分離計算ステップからの入力した各クロマ成分計算値を選択して出力するステップとを備える。
発明を実施するための最良の形態
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
図７は、本発明を適用した、ＮＴＳＣテレビジョン信号を入力し、ＩＴＵ−ＲＢＴ．６０１あるいは６５６に準拠した形式のデジタル・ビデオ信号に変換するアナログ／デジタル変換装置の要部を説明するための図である。
図７において、符号７１１および７１２は、このようなアナログ信号としての、複合映像信号７０１、あるいは輝度信号７０１と色信号７０２を入力し、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（量子化器）である。通常の複合テレビジョン信号の場合は、Ａ／Ｄ変換器１０１のみでデジタル化され、次段のＹ／Ｃ分離部７１５で輝度信号と色信号に分離される。アナログ・セパレート・ビデオ信号の場合は、輝度成分信号７０１がＡ／Ｄ変換器７１１で、色信号成分信号７０２がＡ／Ｄ変換器７１２でＡ／Ｄ変換（量子化）される。
Ａ／Ｄ変換器７１２の出力と、Ｙ／Ｃ分離部から分離された色信号は、図示しない入力信号切り換え器に連動して制御される切り換え器７１６で切り換えられて図示しない色復調処理部に送られる。
ここで、Ａ／Ｄ変換器７１１は、入力信号の映像成分と同期成分の範囲をともにＡ／Ｄ変換している。
以上のような映像信号処理系に対して、デジタル処理をするためのシステム・クロックを発生しているクロック発生部（７１３、および７１４で示す）は、図示するように、Ａ／Ｄ変換器１０１からの同期成分信号を入力し、同期分離を行う同期分離部７１３と、同期分離部７１３からのＨ−ＳＹＮＣ成分の信号を受けてこの信号周波数の１７１６倍の周波数を有するクロック信号を生成するＰＬＬ ＯＳＣ部７１４を有している。このＰＬＬ ＯＳＣ部７１４からのクロック信号は、Ａ／Ｄ変換器１０１、１０２に、そしてＹ／Ｃ分離部７１５を含む、各処理部に送られている。正確には、各処理部には、ＰＬＬ ＯＳＣ部において生成された２７ＭＨｚの１／２の１３．５ＭＨｚの周波数（Ｈ−ＳＹＮＣの周波数の８５８倍の周波数）のクロックが送られる。
図１は、本発明の実施形態における、量子化されたＮＴＳＣテレビジョン信号を入力する、Ｙ／Ｃ分離回路の構成を表したブロック図であり、符号１００に示すラインに、サンプリング・クロック信号で量子化されたＮＴＳＣテレビジョン信号を入力し、ＣおよびＹの出力信号（１１３，１１４）を出力する適応型Ｙ／Ｃ分離回路の構成を示している。ここにおける回路のクロック信号は、上述したＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．６０１の「４：２：２デジタル・コンポーネント・テレビ信号」規格における輝度信号の標本化周波数１３．５ＭＨｚの周波数を有し、入力信号の水平同期信号に同期して生成されたクロック信号として説明する。しかし、本発明は、標本化周波数１３．５ＭＨｚに限定されず、明確に言えば、色副搬送波周波数の２倍のクロック周波数を除く周波数に適用可能である。
図１において、符号１０１、１０２は１走査線期間（１Ｈと表記する）を遅延させる遅延回路、符号１０３〜１０５は色信号成分を通過させないローパス・フィルタ、符号１０６は相関検出部、符号１０７は、相関検出部からそれぞれの相関計算結果を入力して後述する選択器の切り換え制御を実行する選択テーブル、符号１０８はそれぞれの方法でクロマ（色）成分信号を計算抽出するクロマ成分分離計算部、符号１１０は色副搬送波周波数成分を通過させるバンドパス・フィルタ、符号１１１は分離されたクロマ信号に対してビデオ（コンポジット・ビデオ）信号の位相を遅延させて時間一致をするためのデレー、そして符号１１２は減算器である。
図１において、相関検出部１０６およびクロマ成分分離計算部１０８の内部の四角枠は量子化サンプルを表し、数値１〜９は図２に示した量子化サンプルのそれぞれの配置関係を示している。図２は、ＮＴＳＣテレビジョン信号における画素としての量子化サンプルの配置を示す図であり、走査線ｎ、ｎ−１そしてｎ−２の３本の走査線において、走査線ｎ−１の符号Ｓ５で示す中央の量子化サンプルを着目サンプルとしている。ここで、ＰＡＬのテレビジョン信号の場合において、図のｎ−１のラインはＰＡＬのテレビジョン信号のｎ−２のラインに、図のｎ−２のラインはＰＡＬのテレビジョン信号のｎ−４のラインに対応する。図２において、中央に位置するサンプルＳ５を着目サンプルとし、この着目サンプルに対して、相関検出部１０６では相関検出が実行され、クロマ成分分離計算部では、クロマ成分の抽出が実行される。
この着目サンプルＳ５に画面上で隣接する上方のサンプルＳ８、下方のサンプルＳ２、左右それぞれのサンプルＳ６、Ｓ４、そして斜め方向に隣接するそれぞれのサンプルＳ１、Ｓ３、Ｓ７、Ｓ９を示している。同一走査線上で隣接するそれぞれのサンプル間は、Ｔｓとしている。なお、これらのサンプルは、図示していないクロック遅延器によってサンプル値がＴｓの期間、遅延されて、同時にアクセスすることが可能になっている。
なお、図１に示すように、Ｙ／Ｃ分離するためのクロマ成分分離計算部１０８には単に遅延した量子化サンプル値が、相関検出部１０６に対してはＬＰＦを通して色成分を除去した量子化サンプルを供給している。ここで、両者の（符号１０６と符号１０８のブロックの）量子化サンプルは画面上において同一のサンプルに相当するように、遅延回路を使用して位相一致が図られている。すなわち、サンプルＳ１とサンプルＴ１は、画面上において同一のサンプルを表し、Ｓ２〜Ｓ９とＴ２〜Ｔ９の関係も同様である。
Ｙ／Ｃ分離のためのクロマ成分分離計算部１０８において、以下の計算を行い、クロマ成分Ｃ（ｔ）を抽出している。
垂直方向： Ｃ（ｔ）＝ｖ（１／２）（−Ｓ２＋２×Ｓ５−Ｓ８）…（式１）
水平方向： Ｃ（ｔ）＝ｈ（１／２）（−Ｓ４＋２×Ｓ５−Ｓ６）…（式２）
斜め方向１：Ｃ（ｔ）＝ｄ１（１／２）（−Ｓ１＋２×Ｓ５−Ｓ９）…（式３）
斜め方向２：Ｃ（ｔ）＝ｄ２（１／２）（−Ｓ３＋２×Ｓ５−Ｓ７）…（式４）
ここで、ｖ＝１／２、ｈ＝１／（１−ｃｏｓωＴｓ）、ｄ１＝ｄ２＝１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）であり、この部分を正規化係数と呼ぶこととする。Ｓ１〜Ｓ９は、量子化サンプル値Ｓ５を着目画素とした上述した関係にあるそれぞれの量子化値である。また、ωは色副搬送波角周波数、Ｔｓはサンプル周期である。ここで、ωＴｓは、ωとＴｓを乗算したω×Ｔｓを表し、ｃｏｓωＴｓは、ｃｏｓ（ω×Ｔｓ）を簡略化して表している。このωＴｓの値はクロック周期における色副搬送波信号の位相回転角度を表している。上述した式１〜４のそれぞれの計算結果は、選択器１０９に出力される。
相関検出部１０６においては、ローパス・フィルタを通して色成分信号を除去したそれぞれのサンプル値Ｔ１〜Ｔ９に対して以下の計算が実行される。
垂直方向： Ｔ２８＝ａｂｓ（２×Ｔ５−Ｔ２−Ｔ８）…（式５）
水平方向： Ｔ４６＝ａｂｓ（２×Ｔ５−Ｔ４−Ｔ６）…（式６）
斜め方向１： Ｔ１９＝ａｂｓ（２×Ｔ５−Ｔ１−Ｔ９）…（式７）
斜め方向２： Ｔ３７＝ａｂｓ（２×Ｔ５−Ｔ３−Ｔ７）…（式８）
ここで、ａｂｓ（）は、括弧内の計算結果の絶対値を表す関数とする。また、Ｔ２８は、サンプルＴ２とサンプルＴ８を含む垂直方向の計算結果を表している。Ｔ４６、Ｔ１９、Ｔ３７についてもそれぞれの数次で示すサンプルを含む計算結果を示す。
以上の４つの式それぞれの計算結果において、計算結果相互の比較を行って、それぞれの方向の相関の違いを判定する。たとえば、式５のＴ２８が最小値である場合、垂直方向の相関が一番強いと判断する。この場合、たとえば、上述した式１による垂直方向の画素を使用したクロマ成分信号抽出値を選択するように、選択器１０９を制御する。
選択テーブル１０７は、上述の式５〜式８の４つの式の計算結果相互の計６個の相互関係を比較し、その結果から輝度信号の相関の強い方向を判断し、相関の強い方向のサンプル値を使用したクロマ成分信号抽出値を選択するための信号を出力する。これにより、入力信号の相関状態に応じたＹ／Ｃ分離が可能となる。この方法は、特に、輝度の相関と色の相関とが一致している場合に効果的に作用する。
実施例においては、上述の式５〜式８の４つの式の計算結果を選択テーブルに出力し、この選択テーブル１０７の出力により、選択器１０９を制御するようにしている。この選択テーブル１０７において、実質的にこの４個の値の相互の６種類の比較結果の判別を実行する。この比較においては、水平方向、垂直方向、斜め方向のそれぞれに異なる重み付けをすることも可能である。たとえば、水平方向の重み付けを大きく、次に垂直方向、そして斜め方向の順に小さくなるようにすることなどにより、サンプル間隔に応じた相関状態の検出を行うことができる。
選択テーブル１０７は、上述した４つの計算結果値を入力し、選択器１０９に入力された水平方向、垂直方向、斜め方向１、斜め方向２のそれぞれのクロマ成分信号の抽出結果から、そのうちの１つを選択出力するように制御する。
選択器１０９の出力は、バンドパス・フィルタ１１０に入力されて色副搬送波周波数成分のみを抽出して、クロマ信号１１３として出力される。
一方、着目画素Ｓ５を有する走査線の信号、すなわち入力信号は１Ｈ遅延回路１０１の出力から取り出され、クロマ信号１１３と位相一致を図るための遅延回路（デレー）１１１を経由して、減算器１１２に加えられる。上述したクロマ信号１１３も減算器に加えられ、この減算器において、遅延回路１１１の出力信号からクロマ信号１１３が減算される。この結果、減算器の出力には、クロマ成分が除去された信号、すなわち、輝度信号１１４が得られる。
なお、選択テーブル１０７の設定は、実験的に定められ、目的に合致したＹ／Ｃ分離機能を有するように、そのテーブル内容が最終設定される。また図１に示したＬＰＦは、色信号を排除し、輝度信号を出力することが可能であれば、ノッチ・フィルタであっても構わない。
以上説明した構成が、Ｙ／Ｃ分離回路の構成である、たとえば、入力信号として、放送局におけるスタジオ用カメラからの信号を入力した場合、その入力信号に含まれる、たとえば水平および垂直同期信号、色副搬送波信号の周波数などは、規格に合致して正確である。このような信号のみを入力すると仮定した場合、上述したクロマ成分分離計算部において計算に使用する色副搬送波角周波数ωそしてサンプル間隔Ｔｓは固定定数とすることが可能である。
しかしながら、放送局用の機器から得られる信号のように、正確な周波数関係や位相関係を有する信号のみが入力信号として入力されるとすることは、現実的ではない。たとえば、ＶＴＲやＶＣＲの再生信号を入力する場合もあり、また水平同期信号の周波数と色副搬送波信号の周波数の関係が規格に合致していない信号も想定される。このような信号に対して、図１に示す構成を使用して上述したようなＹ／Ｃ分離を実行する場合、上述した式１〜式４におけるｖ、ｈ、ｄ１、ｄ２を固定定数とすることはできない。固定定数では、入力の変化に対応した各種の計算結果に大きな誤差を生じさせる。この誤差は、Ｙ／Ｃ分離された色成分信号中に現れる輝度成分信号の量を、あるいはＹ／Ｃ分離された輝度信号中に現れる色成分信号の量を、増大させる。このような好ましくない量の増大を避けるためには、可能な限り、上述した誤差を低減する必要がある。このような誤差を低減させるためには、入力信号から、それぞれの正規化係数を算出可能とする値、すなわち、ωＴｓを検出することが必要になる。
図４〜図６は、不正確な要因、あるいは変動要因を含む、一般的なテレビジョン信号を入力して、そのテレビジョン信号をＹ／Ｃ分離する場合の構成を示している。
以下に、上述したクロマ成分分離計算部１０８について、さらに詳細に説明する。まず、クロマ成分分離計算部１０８を説明する準備段階として、図３Ａと図３Ｂを使用して、たとえば上述した１３．５ＭＨｚの周波数を有し、入力テレビジョン信号中の水平同期信号に同期したサンプリング・クロック信号で量子化したテレビジョン信号（コンポジット信号）中のカラー・バースト信号に位相ロックした信号（ビデオ・データと同様な信号）を生成する、デジタルＰＬＬ（フェーズ・ロック・ループ）（このＰＬＬは、上述したサンプリング・クロック信号で動作する。）について説明する。
図３Ａは、たとえば、量子化されたカラー信号を入力して色復調を行うブロックの一部を示す図である。このブロックは、乗算器３０１／３０２、ＬＰＦ３０３／３０４、位相差検出部およびフィルタ部３０５、ＤＴＯ（ｄｉｇｉｔａｌ ｔｉｍｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）部３０６、ｓｉｎ／ｃｏｓテーブル３０７から構成されている。図示していないが、入力信号がクロマ信号の場合、ＬＰＦ３０３と３０４から、それぞれＲ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号が得られる。この色復調の方式は、Ｘ復調、Ｚ復調と呼ばれる方式をデジタル方式で実現した方式である。
図３Ａにおいて、たとえば、ｓｉｎ／ｃｏｓテーブル３０７が１０ビット・アドレス入力を有するＲＯＭの場合、アドレスを０から１０２３まで順にインクリメントすると、出力されるＳＩＮとＣＯＳの信号の値として、ｓｉｎ波形とｃｏｓ波形の１周期を１０２４等分したタイミングで量子化して得られる値が、順次出力される。この場合、１のアドレス変化は、アドレス０からアドレス１０２３までに１周期分のデータを格納している場合、（３６０／１０２４）度（２π／１０２４ラジアン）の変化に相当することになる。
図３Ａに示す回路を、たとえば１３．５ＭＨｚの周波数のクロック信号で駆動し、さらにｓｉｎ／ｃｏｓテーブルからＮＴＳＣの色副搬送波周波数の信号を出力しているとした場合、１クロック周期に９５．４５４５度の位相回転を生じさせているので、そのＲＯＭテーブルを駆動するアドレス値の変化の平均は、２７１．５１５となる。（９５．４５４５＊１０２４／３６０＝２７１．５１５）。言い替えれば、たとえば、あるクロックの時点で、上述したテーブルＲＯＭのアドレスを生成するＤＴＯの出力値が０である場合、クロック毎に、２７１、５４３、８１４、６２（＝１０８６−１０２４）、３３３（＝１３５７−１０２４）、・・・と変化する値を出力する。このアドレス値の変化量の平均値は、２７１．５１５となる。
図３Ｂは、上述したように変化するＤＴＯの出力値を入力し、クロック周期毎の副搬送波の回転角度変化を得る回路、すなわち位相回転角度検出手段の例を示す図である。ＤＴＯから出力されたデータは、レジスタ３１１にクロック毎に格納される。したがって、レジスタ３１１の入力には最新のＤＴＯの出力Ａが、そしてレジスタ３１１の出力には、前回の出力値Ｂが得られる。比較器３１２と加算器３１３は、差分算出回路３１４でＡ−Ｂの計算を行うので、Ａ−Ｂの計算結果がマイナス値にならないようにするための回路である。比較器は、２つの入力値の大小を比較し、レジスタ３１１の入力側からの値がレジスタ３１１の出力側からの値よりも小さい場合、加算器３１３に対して、たとえば１０ビットの場合に１０２４を出力し、そうでない場合は０を出力する。上述した数値を例にして説明する。レジスタ３１１の入力の値が６２、そして出力の値が８１４の場合、６４の値に１０２４を加算器３１３で加算して、差分算出回路３１３のＡの入力値を１０８６とする。この結果、差分算出回路３１４の出力（Ａ−Ｂ）には、１０８６−８１４＝２７２が得られる。したがって、上述したＤＴＯの出力値として、０、２７１、５４３、８１４、６２、３３３、・・・が入力された場合に、それぞれの差分として、２７１、２７２、２７１、２７２、２７１、・・・が得られる。この差分の精度は、ＤＴＯ（内部のレジスタ）ビット数を増加させること（精度を上げること）で向上させることができる。
以上の様にして得られた差分は、クロック１周期当たりの、色副搬送波信号の位相回転角度を表している。その回転角度は、単位をラジアンとして表すと、上述の例では、（２７１／１０２４）×２π（ラジアン）と表すことができる。言い替えれば、入力信号の色副搬送波信号の角周波数をωとし、クロックの周期をＴｓとした場合に、差分算出回路の出力（Ａ−Ｂ）には、ωＴｓに相当する値を得ることができる。しかも、この値は、この値からｃｏｓωＴｓの値を導き出すことが可能な値である。
図４に示すブロック１０８４は、上述した図３Ａ、図３Ｂに示すような構成を備え、着目サンプルを含む走査線上におけるクロック１周期当たりの色副搬送波信号の位相回転角度、すなわち、ωＴｓの値を出力する。
図４におけるクロマ成分分離計算部１０８は、着目サンプルの走査線のデータを入力するブロック１０８４を備え、このブロック１０８４で、たとえば上述した回路、あるいは方法で、その走査線データ上のωＴｓを検出し、この検出して得たωＴｓの値をブロック１０８５に入力している。ブロック１０８５では、入力したωＴｓの値から、上述した式１から式４におけるそれぞれの正規化係数を算出することになる。ここで、図４に示した構成の場合、上述した式１〜式４における正規化係数ｖ、ｈ、ｄ１、ｄ２のそれぞれは、以下の示すｖ’、ｈ’、ｄ１’、ｄ２’に修正される。
ｖ’＝１／（１−ｃｏｓ８５８ωＴｓ）…（式９）
ｈ’＝１／（１−ｃｏｓωＴｓ）…（式１０）
ｄ１’＝１／（１−ｃｏｓ８５９ωＴｓ）…（式１１）
ｄ２’＝１／（１−ｃｏｓ８５７ωＴｓ）…（式１２）
ここで、８５８、８５９、８５７の数値は、ＮＴＳＣテレビジョン信号を扱う場合で、水平同期周波数の８５８倍の周波数のクロックの場合を示している。ＰＡＬ規格の場合は、これらの数値は、それぞれ１７２８、１７２９、１７２７となる。これらの数値は、それぞれの算出に使用するそれぞれのサンプル間距離が、数値で示すクロック数で表されることを示している。そして１クロック当たりωＴｓの位相回転を示しているので、上述の式で示したように表される。ここで、検出したωＴｓを単純に整数倍している。これは、ωＴｓの走査ライン毎の変化が緩やかであるとの想定に基づいている。検出されたωＴｓの値から、これらの正規化係数への変換は、テーブルとすることも可能である。
一方、クロマ成分分離計算部１０８内において、分離計算部１０８２において、式１から式４に示した計算のうち、以下の計算が実行される。
垂直方向： Ｃ（ｔ）’＝（１／２）（−Ｓ２＋２×Ｓ５−Ｓ８）…（式１３）
水平方向： Ｃ（ｔ）’＝（１／２）（−Ｓ４＋２×Ｓ５−Ｓ６）…（式１４）
斜め方向１：Ｃ（ｔ）’＝（１／２）（−Ｓ１＋２×Ｓ５−Ｓ９）…（式１５）
斜め方向２：Ｃ（ｔ）’＝（１／２）（−Ｓ３＋２×Ｓ５−Ｓ７）…（式１６）
正規化乗算器１０８３では、分離計算部からの上述した計算結果を入力して、垂直方向の計算結果（式１３）に対して、正規化係数算出部から入力した正規化係数１／（１−ｃｏｓ８５８ωＴｓ）を乗算する。また、水平方向の計算結果式１４に対して、正規化係数算出部から入力した正規化係数１／（１−ｃｏｓ８５８ωＴｓ）を乗算する。また、斜め方向１の計算結果（式１５）に対して、正規化係数算出部から入力した正規化係数１／（１−ｃｏｓ８５９ωＴｓ）を乗算する。また、斜め方向２の計算結果（式１６）に対して、正規化係数算出部から入力した正規化係数１／（１−ｃｏｓ８５７ωＴｓ）を乗算し、上述した式１から式４の計算を完成させる。
以上に説明した図４の構成を備えたクロマ成分分離計算部１０８によって、ωＴｓの値として固定した定数を用いることができない入力信号であっても、たとえば、ＶＨＳ規格のＶＣＲからの再生信号を入力した場合でも、固定定数を用いた場合によりも、高精度でＹ／Ｃ分離を行うことができる。
図５は、本発明の他の実施形態を示す図であり、入力信号に含まれる色副搬送波周波数の変動が無視し得る程度であるにも拘わらず、クロック周期Ｔｓの変動がある場合、クロック信号の周期Ｔｓのみを検出して、上述したようなクロマ成分分離計算を実行させる構成を示す図である。ブロック１０８６では、たとえば固定周波数を発振する水晶発振器からのクロック信号を使用して、図３Ａと図３Ｂで示したような回路を使用して、クロック信号に同期したクロック信号を生成することにより得られたクロック周期Ｔｓに相当する値を出力させることができる。符号１０８７で示すブロックは、入力信号中含まれる色副搬送波信号の角周波数ωのデータを固定定数として入力し、このωとブロック１０８６から入力したＴｓの値を使用して、上述した正規化係数を出力する。
この図５に示す構成を備えたクロマ成分分離計算部１０８によって、ωＴｓの値として固定した定数を用いることができないような入力信号であっても、入力信号の色副搬送波信号の角周波数ωの変動が無視し得る程度であって、クロック周期Ｔｓの変動のみが発生しているような場合に、有効に機能する。たとえば、ＶＴＲやＶＣＲの再生信号の場合、クロック周期Ｔｓを検出してクロマ成分分離計算に反映させることにより、固定定数を使用する場合よりも、高精度でＹ／Ｃ分離を行うことができる。言い替えれば、分離された色信号（クロマ信号）中に出現する輝度成分信号の量、あるいは分離された輝度信号中に出現する色（クロマ）成分信号の量を低減することが可能になる。
図６は、他の実施例を示す構成図であり、入力信号中の色副搬送波信号の角周波数ωの検出と、クロック信号の周期Ｔｓとを個別に検出して、上述したクロマ分離計算を実行させる構成を示す図である。図５の構成に対して、ブロック１０８８が追加されている。このブロック１０８８では、信号中に含まれる色副搬送波信号の角周波数ωを検出する。検出したωの値は、ブロック１０８７に入力され、ブロック１０８７は、入力されたωとＴｓを使用して、上述したクロマ分離計算における正規化係数を算出し、正規化乗算器１０８３に送る。
図６の構成によるクロマ成分分離計算部１０８の特徴は、図５と同様である。
なお、図４におけるωＴｓの検出、図５におけるＴｓの検出、あるいは図６におけるωとＴｓに検出について、着目画素のラインのデータを入力し、そして検出出力を得ている。しかし、図示した信号ラインの信号を受ける回路、言い替えればクロマ成分分離計算部１０８に入力される信号ラインよりも、信号系路中の前段に、図３Ａに示すような回路が存在する場合、これらの検出回路（たとえば、符号１０８４、１０８６、１０８８）をその回路に付属して配置し、その検出回路の出力データを遅延させることにより、着目サンプルの走査線データと時間一致を取るようにしても良いことは明らかである。この場合、前述した、ωＴｓの検出、すなわち、クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度検出手段は、Ｙ／Ｃ分離手段とは、ブロック的に離れて配置されることになると想定される。
図８は、上述したような場合を含め、本発明の主要な構成を示す図である。ここで、符号８０１は、量子化手段であり、アナログ・コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、この信号に含まれる水平同期信号に同期したクロックで量子化を行い、量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を出力する。この量子化は、入力信号の映像部分、カラー・バースト部分、そして同期の部分を含めた範囲について実行される。符号８０２は、位相回転角度検出手段であり、量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の量子化クロックの１周期当りの、位相回転角度（ωＴｓ）に対応する値を検出し、出力する。符号８０３は、Ｙ／Ｃ分離手段であり、量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力子、Ｙ／Ｃ分離のための計算を含む各種の処理を実行し、Ｙ信号とＣ信号を出力する。ここで、Ｙ／Ｃ分離のための各種の計算は、位相回転角度検出手段からの検出出力値に基づいて実行される。しかしながら、図８は、本発明の要旨を説明するためのものであって、位相回転角度検出手段とＹ／Ｃ分離手段の関係を示すことに、その目的がある。たとえば、位相回転角度検出手段のブロックに、ｃｏｓωＴｓへの変換手段を設けて、このｃｏｓωＴｓの値を、Ｙ／Ｃ分離手段におくることも本発明に含まれることは明らかである。同様に、上述した各正規化係数の生成を、Ｙ／Ｃ分離手段から分離し、位相回転角度検出手段側に配置することも、本発明に含まれる。このように、位相回転角度を検出する手段と、分離されたＹおよびＣの信号を出力する手段との関係で、両者の間を、機能を明確に区分したとしても、それは単なる表現上の違いに過ぎない。位相回転角度検出手段における検出ポイントと、Ｙ／Ｃ分離のために実行される着目サンプルのポイントが、同じ走査ラインを、あるいは前者が、後者が含まれるラインの直後の走査ラインを示す、ことが計算において求められていることだけである。
上述したＹ／Ｃ分離をするための構成は、以下の想定に基づいている。まず、サンプリング・クロック信号は、水平同期信号に同期されて生成される、すなわち、水平同期信号の出現後にＰＬＬの発振周波数が変更されるので、Ｙ／Ｃ分離するために着目する１走査線上のそれぞれのサンプル間では一定の値であるとしている。したがって、１クロック当たりの位相回転角度ωＴｓは１走査線内では変化しないと想定することも可能である。また、着目する走査ラインと隣接する前後（１ラインあるいは２ライン上方、あるいは、１ラインあるいは２ライン下方）の走査ライン間における変化は、ＰＬＬの動作特性から、緩やかであると想定している。したがって、検出するω、ωＴｓ、あるいはＴｓは、入力信号の走査線毎に異なった値を有すると想定している。したがって、着目サンプルについて計算処理を実行する場合、その計算誤差を低減するために、その着目サンプルの走査ラインのω、ωＴｓあるいはＴｓを表している値を使用することが必要になる。
本発明の実施形態において、入力し処理（Ｙ／Ｃ分離処理を含む）することが可能な入力信号として、たとえば、ＶＣＲの再生出力を想定している。
ＶＣＲの再生出力において、色副搬送波周波数の変動は、実測で±７０ｐｐｍまでの範囲であり、一方水平同期信号間は、最大で１５００ｐｐｍまでの範囲で変動する。このことは、この水平同期信号に位相同期して生成されるサンプリング・クロック信号の周期Ｔｓも、最大で１５００ｐｐｍ変動することを意味している。したがって、この信号の場合のωＴｓの値の変動部分の多くは、Ｔｓの変動に起因すると想定することができる。このような信号を専門に扱う場合、図４に示す構成がベストであるが、図５に示した構成を取ることも有効である。この場合、ωの変動を打ち消すことは不可能であるが、Ｔｓの変動を打ち消すように動作させることができるので、その分だけ、Ｙ／Ｃ分離の精度を向上させることができることになる。
以上、ＮＴＳＣテレビジョン信号を例にあげて本発明を説明したが、図における符号１０１、１０２の遅延量を２ラインの遅延量とすることで、ＰＡＬ規格のテレビジョン信号を処理することが可能である。
産業上の利用可能性
以上説明したように本発明によれば、入力信号から色成分を除去した信号の縦、横そして斜め方向の４種の相関を調べ、その４種の相関値をテーブルに入力し、このテーブルの出力で、入力信号の縦、横そして斜め方向の画素を使用したそれぞれのクロマ成分抽出値を選択するようにしたので、輝度成分の相関と色成分の相関が一致している場合に、効果的に性能の良いＹ／Ｃ分離を実行することができる。そして、クロマ成分の抽出に当たって、入力信号に含まれる色副搬送波周波数についてクロック周期当たりの位相回転角度を検出し、その検出値をクロマ成分抽出のための計算に使用するので、入力信号中の色副搬送波周波数信号の周波数の変動も許容することが可能になる。さらに、本発明は、この特徴のために、規格に合致したテレビジョン入力信号を処理する装置に適用可能であるとともに、ＶＣＲ再生出力信号等の時間軸の変動するテレビジョン信号を処理する装置に対しても効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の実施形態を表したブロック図であり、量子化されたＮＴＳＣテレビジョン信号を入力し、Ｙ／Ｃ分離を実行する回路あるいは装置の全体を表す図である。
図２は、図１に示した量子化サンプルの画面上における位置関係を示す図である。
図３Ａは、入力した信号に含まれるカラー・バースト信号に同期した色副搬送波信号を生成するブロック図を示し、図３Ｂは、図３Ａの色副搬送波信号の量子化ビット列を生成するＲＯＭテーブルを駆動する駆動信号から、クロック周期当たりのカラー・バースト信号の位相回転角度に相当する（ω×Ｔｓ）に対応するデータと取り出すブロックを例示する図である。
図４は、図１に示した相関検出部とそれぞれの方法でクロマ（色）成分信号を計算抽出するクロマ成分分離計算部をより詳細に示した図であり、特にクロマ成分分離計算において、計算に必要な係数をあらかじめ設定した固定定数を使用するのではなく、着目画素を含むラインから検出して計算に必要な係数を算出し、実行する場合を示す図である。
図５は、図４に示した図と同様であるが、着目画素を含むラインのクロック周期Ｔｓのみを検出し、固定定数としてのωの値を使用して、計算に必要な係数を算出し、実行する場合を例示する図である。
図６は、図５に示した固定定数としてのカラー・バースト信号の角速度ωを、着目するライン上で実際に検出して出力する回路から得る場合のブロックを例示す図である。
図７は、本発明によるＹ／Ｃ分離部を含み、入力信号を量子化するブロックを示す図である。
図８は、本発明の主要な構成を示す図である。
Claims (23)
- コンポジット・カラー・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離を実行するＹ／Ｃ分離回路において、
コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、所定の遅延回路で着目サンプル、該着目サンプルの同一ライン上の前後サンプル、前記着目サンプルの上下ラインに位置する上下サンプル、前記着目サンプルの斜めに位置する斜めサンプル、を抽出する抽出回路と、
前記抽出回路から抽出された前記前後サンプル、前記上下サンプル、前記斜めサンプルからクロマ計算値を出力するクロマ成分分離計算部と、
前記クロマ成分分離計算部からの出力を入力し、いずれか１つを選択する選択器と、
前記遅延回路と色成分信号を通さないフィルタを経由した前記コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、前記着目サンプル、前記前後サンプル、前記上下サンプル、前記斜めサンプルに対応する第２のサンプルを抽出し、該抽出した第２のサンプル値の縦、横、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算出力する相関検出部と、
前記相関検出部からの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルと、
を備え、前記選択器から出力された信号を基に、前記コンポジット・カラー・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離を実行することを特徴とするＹ／Ｃ分離回路。 - コンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、Ｙ／Ｃ分離を実行するＹ／Ｃ分離回路において、
水平走査周波数に位相同期した周波数で量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、２つの１走査線期間遅延回路および複数のクロック遅延器を使用して入力ラインに対して１ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上のラインおよび下のラインに位置する着目サンプルの上下および斜めのサンプルそれぞれを抽出する抽出回路と、
前記抽出回路により抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する回路であって、着目サンプルを含む縦方向のサンプルからのクロマ計算値、着目サンプルを含む横方向、斜め方向のサンプルからの傾きの計算を含むクロマ計算値、の４つのクロマ計算値を出力するクロマ成分分離計算部と、
前記クロマ成分分離計算部からの４つの出力を入力し、いずれか１つの入力を出力する選択器と、
色成分信号を通さないフィルタを経由した前記入力コンポジット・カラー・テレビジョン信号および２つの１走査線期間遅延回路の出力信号とから、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の縦、横、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出部と、
前記相関検出部からの４つの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルと、
を備え、前記選択器から出力された信号を基に、前記入力信号のＹ／Ｃ分離を実行することを特徴とするＹ／Ｃ分離回路。 - 請求項２に記載のＹ／Ｃ分離回路において、前記水平走査周波数に位相同期した周波数は、色副搬送波周波数の整数倍の周波数と異なる周波数であることを特徴とするＹ／Ｃ分離回路。
- 請求項１〜３に記載のＹ／Ｃ分離回路において、着目サンプルを含み着目サンプルに対する横のサンプルからのクロマ計算は、サンプル間をＴｓ、色搬送波角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルに対する斜めのサンプルからのクロマ計算は１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことを特徴とするＹ／Ｃ分離回路。
- 水平同期信号に位相同期しているクロック信号で量子化されたテレビジョン信号を入力して輝度成分信号とクロマ成分信号に分離するデジタルＹ／Ｃ分理回路であって、
量子化された量子化サンプルにおいて、着目サンプルと、該着目サンプルの表す画素の近傍の画素を表すサンプルそれぞれと、を使用して演算処理し、前記アナログ・テレビジョン信号に含まれるクロマ成分と輝度成分を分離するＹ／Ｃ分離手段と、
前記クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度、に対応する値を表す信号を出力する位相回転角度検出手段と、
を備え、
前記Ｙ／Ｃ分離手段における前記演算処理は、前記位相回転角度検出手段からの信号に基づいて実行されることを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離回路。 - 請求項５に記載のデジタルＹ／Ｃ分離回路において、前記位相回転角度検出手段は、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力し、このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値であることを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離回路。
- 請求項６に記載のデジタルＹ／Ｃ分離回路において、前記位相回転角度検出手段は、前記クロック信号にしたがって周波数信号を出力する周波数信号生成手段と、この周波数信号生成手段の出力信号が前記量子化されたテレビジョン信号の色副搬送波周波数信号に同期するように制御するＰＬＬと、前記周波数信号生成手段内の制御データを使用して、前記ωＴｓの値に対応する値を出力する手段と、を備えることを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離回路。
- 請求項５に記載のデジタルＹ／Ｃ分離回路において、前記Ｙ／Ｃ分離手段は、
量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して入力ラインに対して１ラインあるいは２ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上方のラインおよび下方のラインに位置する着目サンプルの垂直方向および斜め方向に位置するサンプルそれぞれと着目サンプルを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する手段であって、着目サンプルを含む垂直方向のサンプルを使用して算出したクロマ成分計算値、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して算出した水平方向クロマ成分計算値、および斜め方向のサンプルを使用して傾きの計算を含んで算出した斜め方向クロマ成分計算値、の各クロマ成分計算値を出力するクロマ成分分離計算手段と、
前記クロマ成分分離計算手段からの出力を入力し、いずれか１つの入力を出力する選択手段と、
色成分信号を通さないフィルタを経由した前記量子化されたテレビジョン信号、および少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の垂直、水平、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出手段と、
前記相関検出手段からの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルと、
を備えることを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離回路。 - 請求項８に記載のデジタルＹ／Ｃ分離回路において、前記位相回転角度検出手段は、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力し、このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値であることを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離回路。
- 請求項９に記載のデジタルＹ／Ｃ分離回路において、前記位相回転角度検出手段は、前記クロック信号にしたがって周波数信号を出力する周波数信号生成手段と、この周波数信号生成手段の出力信号が前記量子化されたテレビジョン信号の色副搬送波周波数信号に同期するように制御するＰＬＬを備え、前記周波数信号生成手段内の制御データを使用して、前記ωＴｓの値に対応する値を出力することを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離回路。
- 請求項８に記載のデジタルＹ／Ｃ分離回路において、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して前記水平方向クロマ成分計算値の算出は、サンプル間をＴｓ、色副搬送波の角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルを含む斜めのサンプルを使用して前記斜め方向クロマ成分計算値の算出は、１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離回路。
- 請求項１１に記載のデジタルＹ／Ｃ分離回路において、前記位相回転角度検出手段は、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力し、このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値であることを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離回路。
- 請求項１２に記載のデジタルＹ／Ｃ分離回路において、前記位相回転角度検出手段は、前記クロック信号にしたがって周波数信号を出力する周波数信号生成手段と、この周波数信号生成手段の出力信号が前記量子化されたテレビジョン信号の色副搬送波周波数信号に同期するように制御するＰＬＬを備え、前記周波数信号生成手段内の制御データを使用して、前記ωＴｓの値に対応する値を出力することを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離回路。
- 水平同期信号に位相同期しているクロック信号で量子化されたアナログ・テレビジョン信号を入力して輝度成分信号とクロマ成分信号に分離するデジタル・ビデオ処理装置において、
量子化された量子化サンプルにおいて、着目サンプルと、該着目サンプルの表す画素の近傍の画素を表すサンプルそれぞれと、を使用して演算処理し、前記アナログ・テレビジョン信号に含まれるクロマ成分と輝度成分を分離するＹ／Ｃ分離手段と、
前記クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度、に対応する値を表す信号を出力する位相回転角度検出手段と、
を備え、
前記Ｙ／Ｃ分離手段における前記演算処理は、前記位相回転角度検出手段からの信号に基づいて実行されることを特徴とするデジタル・ビデオ処理装置。 - 請求項１４に記載のデジタル・ビデオ処理装置において、前記位相回転角度検出手段は、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力し、このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値であることを特徴とするデジタル・ビデオ処理装置。
- 請求項１５に記載のデジタル・ビデオ処理装置において、前記位相回転角度検出手段は、前記クロック信号にしたがって周波数信号を出力する周波数信号生成手段と、この周波数信号生成手段の出力信号が前記量子化されたテレビジョン信号の色副搬送波周波数信号に同期するように制御するＰＬＬを備え、前記周波数信号生成手段内の制御データを使用して、前記ωＴｓの値に対応する値を出力することを特徴とするデジタル・ビデオ処理装置。
- 請求項１４に記載のデジタル・ビデオ処理装置において、
前記Ｙ／Ｃ分離手段は、
量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して入力ラインに対して１ラインあるいは２ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上方のラインおよび下方のラインに位置する着目サンプルの垂直方向および斜め方向に位置するサンプルそれぞれと着目サンプルを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する手段であって、着目サンプルを含む垂直方向のサンプルを使用して算出したクロマ成分計算値、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して算出した水平方向クロマ成分計算値、および斜め方向のサンプルを使用して傾きの計算を含んで算出した斜め方向クロマ成分計算値、の各クロマ成分計算値を出力するクロマ成分分離計算手段と、
前記クロマ成分分離計算手段からの出力を入力し、いずれか１つの入力を出力する選択手段と、
色成分信号を通さないフィルタを経由した前記量子化されたテレビジョン信号、および少なくとも１つの１走査線期間あるいは２走査線期間の遅延器と複数のクロック遅延器を使用して、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の垂直、水平、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出手段と、
前記相関検出手段からの出力を入力し、前記選択器の選択を制御する選択テーブルと、
を備えることを特徴とするデジタル・ビデオ処理装置。 - コンポジット・カラー・テレビジョン信号のＹ／Ｃ分離を実行するＹ／Ｃ分離方法において、
水平走査周波数に位相同期した周波数で量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上および下ラインに位置する着目サンプルの上下および斜めのサンプルそれぞれを抽出し、
前記抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出する際に、着目サンプルを含む縦方向のサンプルからのクロマ計算、着目サンプルを含む横方向、斜め方向のサンプルからの傾きの計算を含むクロマ計算、の４つの計算値をそれぞれの方法によるクロマ成分抽出値として出力し、
色成分信号を通さないローパス・フィルタを経由した前記入力したコンポジット・カラー・テレビジョン信号および２つの１走査線期間遅延回路の出力信号とから、前記それぞれのサンプル（Ｓ１〜Ｓ９）に対応する第２のサンプル値（Ｔ１〜Ｔ９）を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の縦、横、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して、該計算結果の値の比較結果により、前記４つのクロマ成分抽出値のいずれか１つの入力を選択出力し、
前記選択出力された信号を基に、前記入力信号のＹ／Ｃ分離を実行することを特徴とするＹ／Ｃ分離方法。 - 請求項１８に記載のＹ／Ｃ分離方法において、前記水平走査周波数に位相同期した周波数は、色副搬送波周波数の整数倍の周波数と異なる周波数であることを特徴とするＹ／Ｃ分離方法。
- 請求項１８または１９に記載のＹ／Ｃ分離方法において、着目サンプルを含み着目サンプルに対する横のサンプルからのクロマ計算は、サンプル間をＴｓ、色搬送波角周波数をωとして、１／（１−ｃｏｓωＴｓ）を含み、着目サンプルに対する斜めのサンプルからのクロマ計算は１／（１＋ｃｏｓωＴｓ）を含むことを特徴とするＹ／Ｃ分離方法。
- 水平同期信号に位相同期しているクロック信号で量子化されたアナログ・テレビジョン信号を入力して輝度成分信号とクロマ成分信号に分離するデジタルＹ／Ｃ分理方法であって、
前記クロック信号の１周期当たりの、前記量子化されたテレビジョン信号に含まれる色副搬送波信号の位相回転角度、に対応する値を表す信号を出力する位相回転角度検出ステップと、
量子化された量子化サンプルにおいて、着目サンプルと、該着目サンプルの表す画素の近傍の画素を表すサンプルそれぞれと、を使用して演算処理し、前記アナログ・テレビジョン信号に含まれるクロマ成分と輝度成分を分離するＹ／Ｃ分離ステップと、
を備え、
前記Ｙ／Ｃ分離ステップにおける前記演算処理は、記位相回転角度検出ステップで着目サンプルの走査ラインについて出力された前位相回転角度に対応する値に基づいて実行されることを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離方法。 - 請求項２１に記載のデジタルＹ／Ｃ分離方法において、前記位相回転角度検出ステップは、前記色副搬送波周波数信号の単位時間当たりの角速度をωとし、前記クロック信号の周期をＴｓとした場合、ωとＴｓを乗算したωＴｓの値に対応する値を出力し、このωＴｓは、これ自身の値からｃｏｓ（ωＴｓ）を算出可能である値であることを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離方法。
- 請求項２１に記載のデジタルＹ／Ｃ分離方法において、前記Ｙ／Ｃ分離ステップは、
量子化されたコンポジット・カラー・テレビジョン信号を入力し、１走査線期間の遅延を、あるいは２走査線期間の遅延を繰り返して、入力ラインに対して１ラインあるいは２ライン遅れた着目サンプルに対して、同一ライン上の前後のサンプルと、前記着目サンプルの上方のラインおよび下方のラインに位置する着目サンプルの垂直方向および斜め方向に位置するサンプルそれぞれと着目サンプルを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップにより抽出した各サンプルを使用して着目サンプル位置のクロマ成分を抽出するステップであって、着目サンプルを含む垂直方向のサンプルを使用して算出したクロマ成分計算値、着目サンプルを含む水平方向のサンプルを使用して算出した水平方向クロマ成分計算値、および斜め方向のサンプルを使用して傾きの計算を含んで算出した斜め方向クロマ成分計算値、の各クロマ成分計算値を出力するクロマ成分分離計算ステップと、
色成分信号を通さないフィルタを経由した前記量子化されたテレビジョン信号を入力し、１走査線期間の遅延を、あるいは２走査線期間の遅延を繰り返して、前記それぞれのサンプルに対応する第２のサンプル値を抽出し、該抽出した第２のサンプル値の垂直方向、水平方向、および２つの斜め方向それぞれの相関を計算して出力する相関検出ステップと、
前記相関検出ステップからの出力を入力し、該入力に応じて、前記クロマ成分分離計算ステップからの入力した各クロマ成分計算値を選択して出力するステップと、
を備えることを特徴とするデジタルＹ／Ｃ分離方法。
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