JP4622152B2 - 輝度色信号分離及びノイズ低減回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばテレビジョン受像機に使用して好適な輝度色信号分離及びノイズ低減回路に関する。詳しくは、複合映像信号からの輝度色信号分離回路とノイズ低減回路とを一体化することにより、回路規模を縮小して良好なテレビジョンの受像が行われるようにするものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばテレビジョン受像機においては、受信された複合映像信号に対するノイズ低減の処理と、複合映像信号から輝度信号及び色信号を分離する処理が行われる。このような受信された複合映像信号に対するノイズ低減の処理と、複合映像信号から輝度信号及び色信号を分離する処理を行う手段として、従来から例えば図４、図５に示すような構成が用いられている。
【０００３】
すなわち図４には、例えばテレビジョン受像機に用いられる巡回型ノイズ低減回路の構成を示す。この図４において、入力端子４１に供給される複合映像信号が（１−Ｋ）倍の重み付け回路４２を通じて加算器４３に供給される。さらに加算器４３からの信号がメモリー４４に記憶され、このメモリー４４に記憶された例えば１フレーム前の信号がＫ倍の重み付け回路４５を通じて加算器４３に供給される。そしてこの加算器４３の出力信号が出力端子４６に取り出される。
【０００４】
この回路によれば、例えば映像信号が静止画像の場合には、１フレーム前の信号が加算されることによって不規則なノイズ成分が低減される。そして重み付け回路４５のＫの値を大きくすることにより、ノイズ低減効果を強めることができるものである。ただしこの回路において映像信号が動画像の場合には、Ｋの値を大きくすると画像が動いたときに残像が生じる弊害があり、実際には３ｄＢ程度のノイズ改善効果に限定される。
【０００５】
また、非巡回型フィルターを応用したノイズ低減回路も提案されているが、巡回型ノイズ低減回路と同様に画像メモリーを必要とし、また原理的にノイズ改善効果も３ｄＢ程度に限定される。さらに動き適応処理等も必要になるなどコストパフォーマンスが悪く、従来は実用化されることのないものであった。すなわち従来の専用の画像メモリーを用いるノイズ低減回路は、ノイズ改善効果が３ｄＢ程度に限定され、コストパフォーマンスも悪く実用化されないものであった。
【０００６】
一方、図５には、例えば輝度信号及び色信号の分離に用いられる３次元櫛形フィルター回路の構成を示す。この図５において、入力端子５１に供給される複合映像信号が加算器５２、５３に供給される。また、入力端子５１に供給される複合映像信号がメモリー５４に記憶され、このメモリー５４に記憶された例えば１フレーム前の信号が反転回路５５を通じて加算器５２に供給されると共に、メモリー５４に記憶された信号が直接加算器５３に供給される。
【０００７】
これによって加算器５２からは、１フレームごとに位相の反転される色信号が出力端子５６に取り出される。また加算器５３からは同相の輝度信号が出力端子５７に取り出されるものである。このようにして、複合映像信号から輝度信号及び色信号を分離する処理が行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところがこのような巡回型ノイズ低減回路（図４）と、３次元櫛形フィルター回路（図５）とを一緒に設けようとした場合に、従来の構成ではそれぞれに画像メモリー４４、５４が必要であり、メモリーに掛かるコストが極めて大きくなり、回路の占有スペースも極めて大きくなってしまうものである。
【０００９】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置では、巡回型ノイズ低減回路と３次元櫛形フィルター回路とを一緒に設けようとした場合に、それぞれに画像メモリーが必要でメモリーに掛かるコストが極めて大きくなり、コストを削減することができなかったというものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
このため本発明においては、輝度色信号分離回路とノイズ低減回路とを一体化して、メモリーを兼用できるようにしたものであって、これによれば、簡単な構成で約３．３ｄＢ程度のＳ／Ｎ改善効果を得ることができ、また、メモリーを兼用することでメモリーに掛かるコストが削減され、コストを大幅に削減することができると共に、回路の占有スペースも削減することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
すなわち本発明においては、複合映像入力信号を記憶する記憶手段を有し、記憶手段により記憶された複合映像信号と複合映像入力信号とを加算することにより輝度信号を分離して出力し、記憶手段により記憶された複合映像信号を反転して複合映像入力信号と加算することにより色信号を分離して出力する輝度色信号分離回路と、輝度色信号分離回路により分離された輝度信号と色信号の各々に対して所定の重み付けを行う重み付け手段と、重み付け手段により各々重み付けされた輝度信号と色信号とを加算して加算信号を出力する加算手段と、複合映像入力信号を基に動き検出を行い動き検出信号を出力する動き検出手段と、動き検出手段により出力された動き検出信号に応じて加算手段により出力された加算信号と複合映像入力信号とを切り替える切り替え手段とを備え、切り替え手段により切り替えられた信号を記憶手段に記憶させてなるものである。
【００１２】
以下、図面を参照して本発明を説明するに、図１は本発明を適用した輝度色信号分離及びノイズ低減回路の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、入力端子１に供給される複合映像入力信号が（１−Ｋ）倍の重み付け回路２を通じて加算器３、４に供給される。また、重み付け回路２からの信号がセレクター５を通じてメモリー６に記憶され、このメモリー６に記憶された例えば１フレーム前の信号が反転回路７を通じて加算器３に供給されると共に、メモリー６に記憶された信号が直接加算器４に供給される。そしてこれらの加算器３、４からの信号がそれぞれ出力端子８、９に取り出される。
【００１４】
また加算器３、４からの信号がそれぞれＫ倍の重み付け回路１０、１１を通じて加算器１２に供給される。そしてこの加算器１２からの信号がセレクター５を通じてメモリー６に記憶されると共に、このセレクター５の切り替えが端子１３に供給される動き検出信号により制御される。すなわちこの端子１３には、例えば入力端子１に供給される複合映像入力信号の各画素の動き検出信号が供給され、この動き検出された画素について重み付け回路２からの信号が選択される。
【００１５】
これによりこの回路において、動き検出された画素については、メモリー６に記憶された例えば１フレーム前の信号が反転回路７を通じて加算器３に供給されると共に、メモリー６に記憶された信号が直接加算器４に供給される。これによって加算器３からは、１フレームごとに位相の反転される色信号が出力端子８に取り出される。また加算器４からは同相の輝度信号が出力端子９に取り出されるものである。
【００１６】
また、動きの検出されなかった画素については、加算器１２からの信号がセレクター５で選択されてメモリー６に記憶される。これにより加算器３、４では、それぞれ１フレーム前の信号が加算されることによって不規則なノイズ成分が低減されると共に、加算器３からは１フレームごとに位相の反転される色信号が出力端子８に取り出され、加算器４からは同相の輝度信号が出力端子９に取り出されるものである。
【００１７】
このようにして、動きの検出されなかった画素については、不規則なノイズ成分が低減されると共に、複合映像信号から輝度信号及び色信号を分離する処理が行われる。そしてこの場合に、重み付け回路１０、１１のＫの値を大きくすることによってノイズ低減効果を強めることができるものである。すなわちこの場合には、ノイズ成分の低減される画素は動きの検出されなかった画素に限られているので、Ｋの値を大きくしてノイズ低減効果を強めることができる。
【００１８】
なおこの実施形態において、セレクター５が加算器１２を選択しているときの伝達関数は、
Ｈ（Ｚ）＝（１−Ｋ）／（１−Ｋ・Ｚ^-1）＝１
であり、この式の電力和を求めると、
｛（１−Ｋ）² ｝×（１＋Ｋ² ＋Ｋ⁴ ＋Ｋ⁶ ＋…）＝（１−Ｋ）／（１＋Ｋ）
となる。
【００１９】
そしてこの電力和でノイズレベルの平均値が求まることから、
Ｓ／Ｎ＝１／｛√（１−Ｋ）／（１＋Ｋ）｝
でノイズレベルの平均値を得ることができる。これにより、例えば値Ｋ＝０．２５で約２．２ｄＢのＳ／Ｎ改善になる。すなわち動きの検出されなかった画素（静止画像）については、例えば輝度信号のＳ／Ｎが加算器４の出力の部分で約２．２ｄＢ改善されたことになる。
【００２０】
なおこの実施形態は、模式的に図２に示すように表すことができる。この図２において、入力端子１に供給される複合映像入力信号が３次元櫛形フィルター回路２０に供給され、このフィルター回路２０で分離された輝度信号及び色信号が出力端子９、８に取り出される。また、フィルター回路２０からの信号が巡回型ノイズ低減回路３０を通じてフィルター回路２０に帰還されると共に、このフィルター回路２０の動作が端子１３からの動き検出信号により制御される。
【００２１】
そしてこの動作は、例えば図３に示すフローチャートのように行われる。この図３において、動作がスタートされると、まずステップ〔１〕で３次元櫛形フィルター回路で入力映像信号から輝度信号及び色信号を分離する処理が行われる。次にステップ〔２〕で動き検出信号の有無が判別され、動き検出信号が有るときは動画像と判別してステップ〔３〕で値“Ｋ＝０”となるように、例えばセレクター５の切り替えが制御される。
【００２２】
また、ステップ〔２〕で動き検出信号が無いときは静止画像と判別してステップ〔４〕で値“Ｋ≠０”となるように、例えばセレクター５の切り替えが制御される。これによりステップ〔５〕では巡回型ノイズ低減回路で所望のレベルでのノイズ低減処理が行われる。そしてステップ〔６〕で輝度信号及び色信号の分離された信号が出力されてステップ〔１〕に戻される。なおこの処理は、別途装置の動作が停止されるまで繰り返し行われる。
【００２３】
このようにして、静止画像のときは巡回型ノイズ低減回路で所望のレベルでのノイズ低減処理が行われると共に、３次元櫛形フィルター回路で入力映像信号から輝度信号及び色信号を分離する処理が行われて、分離された輝度信号及び色信号が出力される。また、動画像のときは巡回型ノイズ低減回路の処理が停止されて、３次元櫛形フィルター回路で入力映像信号から輝度信号及び色信号を分離する処理のみが行われ、分離された輝度信号及び色信号が出力される。
【００２４】
従ってこの実施形態において、輝度色信号分離回路とノイズ低減回路とを一体化して、メモリーを兼用できるようにしたことによって、簡単な構成で約３．３ｄＢ程度のＳ／Ｎ改善効果を得ることができ、また、メモリーを兼用することでメモリーに掛かるコストが削減され、コストを大幅に削減することができると共に、回路の占有スペースも削減することができる。
【００２５】
これによって、従来の構成では、巡回型ノイズ低減回路と、次元櫛形フィルター回路とを一緒に設けようとした場合に、それぞれに画像メモリーが必要であり、メモリーに掛かるコストが極めて大きくなり、回路の占有スペースも極めて大きくなってしまう問題点があったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【００２６】
なお本発明は、上述の説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【００２７】
【発明の効果】
従って請求項１の発明によれば、輝度色信号分離回路とノイズ低減回路とを一体化して、メモリーを兼用できるようにしたことによって、簡単な構成で約３．３ｄＢ程度のＳ／Ｎ改善効果を得ることができ、また、メモリーを兼用することでメモリーに掛かるコストが削減され、コストを大幅に削減することができると共に、回路の占有スペースも削減することができるものである。
【００２８】
これによって、従来の構成では、巡回型ノイズ低減回路と、次元櫛形フィルター回路とを一緒に設けようとした場合に、それぞれに画像メモリーが必要であり、メモリーに掛かるコストが極めて大きくなり、回路の占有スペースも極めて大きくなってしまう問題点があったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した輝度色信号分離及びノイズ低減回路の一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】その説明のための構成図である。
【図３】その動作の説明のためのフローチャート図である。
【図４】従来の装置の説明のための図である。
【図５】従来の装置の説明のための図である。
【符号の説明】
１…入力端子、２…（１−Ｋ）倍の重み付け回路、３，４，１２…加算器、５…セレクター、６…メモリー、７…反転回路、８，９…出力端子、１０，１１…Ｋ倍の重み付け回路、１３…動き検出信号の供給される端子

Claims (1)

1. 複合映像入力信号を記憶する記憶手段を有し、前記記憶手段により記憶された複合映像信号と前記複合映像入力信号とを加算することにより輝度信号を分離して出力し、前記記憶手段により記憶された複合映像信号を反転して前記複合映像入力信号と加算することにより色信号を分離して出力する輝度色信号分離回路と、
   前記輝度色信号分離回路により分離された輝度信号と色信号の各々に対して所定の重み付けを行う重み付け手段と、
   前記重み付け手段により各々重み付けされた輝度信号と色信号とを加算して加算信号を出力する加算手段と、
   前記複合映像入力信号を基に動き検出を行い動き検出信号を出力する動き検出手段と、
   上記動き検出手段により出力された動き検出信号に応じて上記加算手段により出力された加算信号と上記複合映像入力信号とを切り替える切り替え手段と、
   を備え、
   上記切り替え手段により切り替えられた信号を前記記憶手段に記憶させる
   ことを特徴とする輝度色信号分離及びノイズ低減回路。

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