JPH02141188A - 画像相関対応輝度信号色信号分離フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、画像相関対応輝度信号色信号分離フィルタ
に関し、特に例えばＮＴＳＣ方式の複合テレビジン信号
から輝度信号と色信号とを分離する輝度信号色信号分離
フィルタに関する。

〔従来の技術〕

第３図は従来の輝度信号色信号分離フィルタの構成の一
例を示すブロック図である。図において、入力端子１に
はＮＴＳＣ方式の複合カラーテレジジョン信号が入力さ
れる。複合カラーテレビジョン信号はＡ／Ｄ変換器４を
介して垂直方向フィルタ６ｊに与えられるとともに、１
ライン遅延回路５１に与えられる。１ライン遅延回路５
１の出力はそのまま垂直方向フィルタ６ｊに与えられる
とともに、１ライン遅延回路５ｊでさらに１ライン分遅
延された後、垂直方向フィルタ６ｊに与えられる。垂直
方向フィルタ６ｊは、通常２ライン型くし形フィルタと
呼ばれるフィルタであり、その出力は帯域フィルタ６ｋ
に与えられる。帯域フィルタ６にの出力は色信号２０５
として出力端子２から導出されるとともに、減算回路９
Ｃの第１の入力に与えられる。また減算回路９Ｃの第２
の入力には、１ライン遅延回路５１の出力が補償遅延回
路５ｋを介して与えられる。補償遅延回路５には帯域フ
ィルタ６ｋにおける遅延を補償するための回路である。

そして減算回路９Ｃからは輝度信号２０７が出力され、
出力端子３に与えられる。

次にＮＴＳＣ方式の複合カラーテレビジョン信号に対す
る上記フィルタの動作について説明する。

標本化周波数ｆｓ＝４・ｆｓｃ　（ｆｓｃは色副搬送波
周波数）にて色副搬送波に同期標本化された複合カラー
テレビジョン信号２０１は、画面上で第４図のごとく格
子状の２次元配列となる。即ち、ｆ　ｓ　ｃ　＝　（４
５５／２）　ｆ　Ｈであるから、ラインごとに色信号Ｃ
の位相が１８０°反転したものを１周期に４サンプル抽
出したものとなる。ここで、図中、Ｙは輝度信号、ＣＩ
、Ｃｚは色信号を示している。今、１サンプルの遅延及
び１ラインの遅延を表わす記号として、それぞれＺ変換
を用いてＺ−１及び２−１を用いることとする。ここで
、Ｚ−’＝ｅｘｐ　　（−ｊ２７Ｃｆ／４ｆ　ｓｃ）で
ある。また、ｆ　ｓ　ｃ　＝　（４５５／２）　ｆ　Ｈ
であるからａ＝９１０となる。このとき、遅延回路５ｉ
、５ｊを用いて遅延させた１ライン遅延信号２０２と２
ライン遅延信号２０３と現在の入力信号２０１とから垂
直方向フィルタ６ｊにて色信号を含めたラインごとに支
援するライン支援信号２０４を抽出する。垂直方向フィ
ルタ６ｊの伝達関数）（ｖ（Ｚ）は、 Ｈｖ　　（Ｚ）−（−１／４）　　・　（１−Ｚ−’）
”となる。即ち、第４図の画面上で座標（ｍ、ｎ）のラ
イン支援信号Ｈｃ　（ｍ、ｎ）を、）１ｃ（ｍ、ｎ）＝
（１／４）　　（Ｓ（ｍ、ｎｎ−１）−２５（、ｎ）＋
Ｓ（ｍ、ｎ＋１）　　）として抜き取ることになる。ラ
イン支援信号は輝度信号Ｙも含むため、帯域フィルタ６
ｋによって高域成分である色信号Ｃ（ｍ、　ｎ）をＨｃ
（ｍ。

ｎ）から分離する。そしてこれにより得られた色信号２
０５は減算回路９Ｃに送られる。減算回路９Ｃは１ライ
ン遅延信号２０２をさらに帯域フィルタ６ｋに応じて補
償遅延回路５にで遅延させた信号Ｓ　（ｍ、ｎ）２０６
から色信号Ｃ（ｍ、　　ｎ）２０５を差し引き、次式の
ごとく輝度信号Ｙ　（ｍ。

ｎ）２０７を分離する。

Ｙ　（ｍ、ｎ）＝Ｓ　（ｍ、ｎＬ−Ｃ（ｍ、ｎ）前記帯
域フィルタ６にの伝達関数Ｈｈ（Ｚ）は、例えば、 Ｈｈ（Ｚ）＝（−１／３２）（１−Ｚ　−”）”（１＋
Ｚ−’）”（１＋Ｚ−”）として構成できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の輝度信号色信号分離フィルタは、以上のごとく垂
直方向フィルタと水平方向フィルタの特性を固定し、組
み合わせて構成していた。即ち、垂直方向、水平方向と
もに帯域フィルタにより輝度信号と色信号とを分離して
いた。従って上述の従来方式では、画像の輝度及び色の
変化が激しい領域においては、輝度信号と色信号とが相
互のチャンネルに漏れ、このため特にドツト妨害等の再
生画像の画質劣化を生ずるなどの問題点があった。

この発明は上記のような従来のものの問題点を解消する
ためになされたもので、テレビジョン画像における急激
な信号変化においても輝度信号と色信号との正確な分離
を達成し得る輝度信号色信号分離フィルタを提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る画像相関対応輝度信号色信号分離フィル
タは、入力標本化信号を遅延して輝度信号１色信号を分
離しようとする注目標本点及びこれに近接する標本点を
同時に得る遅延手段と、上記注目標本点及び近接標本点
の値から画像の相関を検出する画像相関検出手段とを設
け、その検出結果に応じて、水平方向フィルタ、垂直方
向フィルタ、水平・垂直方向フィルタの出力に重みづけ
を施して混合した値を輝度信号色信号分離フィルタの色
信号出力とするものである。

〔作用〕

この発明においては、複合映像信号の垂直方向と水平方
向の画像の相関により輝度信号色信号分離フィルタを適
応的に変化させるため、画像の変化が激しい領域におけ
る輝度信号と色信号の相互のチャンネルへの漏れの影響
を減少させることができ、ドツト妨害を軽減することが
できる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す概略ブロック図である
。図において、１はＮＴＳＣ方式の複合カラーテレビジ
ョン信号が与えられる入力端子であり、この複合カラー
テレビジョン信号はＡ／Ｄ変換器４に与えられる。４は
Ａ／Ｄ変換器で、標本化周波数ｆｓ＝４ｆｓｃにて複合
カラーテレビジョン信号を標本化するように構成されて
いる。このＡ／Ｄ変換器４によって標本化された複合カ
ラーテレビジョン信号は、１ライン遅延回路５ａに与え
られ、さらに１ライン遅延回路５ｂを介することによっ
て、ある注目標本点における標本値と、その注目標本点
の画面上１ライン上、１ライン下の標本点における標本
値とが同時的に抽出される。

この１ライン遅延回路５ａ、５ｂにより抽出された標本
値は、垂直方向色信号抽出フィルタ６ａ。

水平方向色信号抽出フィルタ６ｂ、水平・垂直方向色信
号抽出フィルタ６ｃ、画像相関検出回路７に以下のごと
く与えられる。

即ち、垂直方向色信号抽出フィルタ６ａ、水平・垂直方
向色信号抽出フィルタ６ｃ、及び画像相関検出回路７の
入力には、Ａ／Ｄ変換器４の出力１０１．１ライン遅延
回路５ａの出力１０２．及び１ライン遅延回路５ｂの出
力１０３が与えられる。

また水平方向色信号抽出フィルタ６ｂには、１ライン遅
延回路５ａの出力１０２が与えられる。このとき、例え
ば、垂直方向色信号抽出フィルタ６ａは伝達関数を用い
て表わすと、 Ｃν（Ｚ）−（−１／４）　（１−Ｚ−Ｌ）”と表わさ
れ、また水平方向色信号抽出フィルタ６ｂは、 Ｃｈ　（Ｚ）・（−１／４）　（１−Ｚ−”）　”と表
わされ、また水平・垂直方向色信号抽出フィルタ６Ｃは
、 Ｃｈｖ（Ｚ）＝　（−１／４）（１−Ｚ−２）”　・（
−１／４）（１−Ｚ−’）”と表わされるようなフィル
タである。

垂直方向色信号抽出フィルタ６ａの出力１０４は補償遅
延回路５Ｃを介して、水平方向色信号抽出フィルタ６ｂ
の出力１０６は補償遅延回路５ｄを介して、水平・垂直
方向色信号抽出フィルタ６Ｃの出力１０８は補償遅延回
路５ｅを介して、それぞれミキシング回路８に与えられ
る。また、画像相関検出回路７の出力１１０は定数発生
回路１２ａ、１２ｂと共にミキシング回路８に制御信号
として与えられる。ミキシング回路８の出力１１１は出
力端子２より色信号として出力されるとともに、減算回
路９ａの一方の入力に与えられる。

この減算回路９ａの他方の入力には、１ライン遅延回路
５ａの出力１０２が補償遅延回路５ｆを介して与えられ
る。減算回路９ａの出力１１３は出力端子３より輝度信
号として出力される。なお、補償遅延回路５ｃ＋　　５
ｄ、５ｅ、５ｆは各回路における遅延を補償するための
回路である。

第２図は第１図の画像相関検出回路７の一構成例である
。Ａ／Ｄ変換器４の出力１０１．１ライン遅延回路５ａ
の出力１０２．１ライン遅延回路５ｂの出力１０３は垂
直方向低域通過フィルタ６ｇ、垂直方向帯域通過フィル
タ６ｆ及び６ｄに与えられる。また、１ライン遅延回路
５ａの出力ｌＯ２は水平方向帯域通過フィルタ６１に与
えられる。垂直方向帯域通過フィルタ６ｄの出力１１４
は、水平方向低域通過フィルタ６ｅ及び絶対値回路１０
ａを介して加算回路１３ａの一方の入力に与えられる。

一方、垂直方向帯域通過フィルタ６ｆの出力１１７は補
償遅延回路５ｇを介して絶対値回路１０ｂに与えられる
。補償遅延回路５ｇは水平方向低域通過フィルタ６ｅに
おける遅延を補償するための回路である。絶対値回路１
０ｂの出力は加算回路１３ａの他方の入力に与えられる
。

垂直方向低域通過フィルタ６ｇの出力１２１は、水平方
向帯域通過フィルタ６ｈ及び絶対値回路１０ｃを介して
加算回路１３ｂの一方の入力に与えられる。一方、水平
方向帯域通過フィルタ６１の出力１２４は補償遅延回路
５ｈを介して絶対値回路１０ｄに与えられる。補償遅延
回路５ｈは水平方向帯域通過フィルタ６ｈにおける遅延
を補償するための回路である。絶対値回路１０ｄの出力
は加算回路１３ｂの他方の入力に与えられる。

このとき、例えば、垂直方向低域通過フィルタ６ｇは、 Ｆｖｆｆｉ　（Ｚ）＝（１／４）（１＋Ｚ−Ｌ）”と表
わされ、水平方向帯域通過フィルタ６ｈは、Ｆｈｈ（Ｚ
）＝１−Ｚ　−’ と表わされ、即ち水平方向にて色副搬送周波数の２に相
当する周波数成分を抽出するものとして表わされる。水
平方向帯域通過フィルタ６１は、Ｆｄｈ（Ｚ）＝１−Ｚ
　−’ と表わされ、垂直方向帯域通過フィルタ６ｄは、Ｆｖｈ
　（Ｚ）　＝　１−Ｚ−■ と表わされ、即ち垂直方向にて色副搬送周波数の２に相
当する周波数成分を抽出するものとして表わされる。ま
た、水平方向低域通過フィルタ６ｅは、 Ｆｈ　ｊ！　（Ｚ）＝（１／４）　（１＋Ｚ　−”　）
”と表わされ、垂直方向帯域通過フィルタ６ｆは、Ｆｄ
ｖ（Ｚ）＝１−Ｚ　−” と表わされるようなディジタルフィルタである。

加算回路１３ａ、１３ｂの出力１２８，１２９は減算回
路９ｂに与えられ、減算回路９ｂの出力１１０は画像の
相関検出結果として送出される。

次に動作について説明する。

Ａ／Ｄ変換器４によって標本化周波数ｆｓ＝４ｆｓｃに
て標本化されたＮＴＳＣ方式の複合カラーテレビジョン
信号の標本化系列１０１は、遅延回路５ａ、５ｂを介し
、これにより画面上線−直線上の３つの標本点における
標本値が同時に得られることになる。即ち、座標（ｍ、
ｎ）の位置の複合カラーテレビジョン信号（標本値）　
Ｓ　（ｍ。

ｎ）が信号ライン１０２に現れた時点で信号ライン１０
３には信号Ｓ（ｍ、ｎ−１）が現れ、信号ライン１０１
には信号Ｓ　（ｍ、ｎ＋１）が現れる（第４図参照）、
これら画面上３ラインにわたる標本点の標本値をもとに
輝度信号色信号フィルタを構成する。

本方式では、垂直方向色信号抽出フィルタ６ａ。

水平方向色信号抽出フィルタ６ｂ、及び水平・垂直方向
色信号抽出フィルタ６ｃとして、以下の伝達関数を持つ
フィルタ処理にて色信号を抽出する。

垂直方向色信号抽出フィルタ Ｃｖ（Ｚ）＝（−１／４）（１−Ｚ　−’　）”水平方
向色信号抽出フィルタ Ｃｈ　（Ｚ）・（−１／４）（１−Ｚ　−”　）”水平
・垂直方向色信号抽出フィルタ Ｃｈｖ（Ｚ）＝（４／４）（１−Ｚ　−”）”　・（−
１／４）（１−Ｚ　−’　）”このようにして得られた
垂直方向フィルタ出力１０４、水平方向フィルタ出力１
０６．水平・垂直方向色信号抽出フィルタ出力１０８は
それぞれ補償遅延回路を介してミキシング回路８に送出
される。

ここで、上記垂直方向色信号抽出フィルタ６ａ。

水平方向色信号抽出フィルタ６ｂ、及び水平・垂直方向
色信号抽出フィルタ６ｃの色出力信号を混合するミキシ
ング回路の動作について説明する。

該ミキシング回路８は、注目標本点に関し、垂直方向及
び水平方向の画像の相関を検出し、垂直方向、水平方向
どちらの方向にどれだけ相関が強いかに応じて、垂直方
向色信号抽出フィルタ６ａの出力、水平方向色信号抽出
フィルタ６ｂの出力及び水平・垂直色信号抽出フィルタ
６ｃの出力に各々重みづけを施して混合する。

画像の相関の検出は、画像相関検出回路７によって以下
のように行われる。

垂直方向非相関エネルギをＤｖ　（Ｚ）　、水平方向非
相関エネルギをＤｈ（Ｚ）とし、絶対値近似を導入し、
伝達関数を用いて次のように表わすことにする。

Ｄｖ　（Ｚ）　＝　ｌ　１−Ｚ−ｔＬ Ｄｈ　（Ｚ）　＝　１１−Ｚ−’ 前記２式は、垂直方向及び水平方向に対し直流成分と色
副政送波周波数成分とを阻止するフィルタ特性となって
いる。また、水平方向高域輝度信号エネルギをＤＹｈ　
（Ｚ）、垂直方向高域輝度信号エネルギをＤＹｖ　（Ｚ
）とし、絶対値近似を導入し、伝達関数を用いて次のよ
うに表わすことにする。

ＤＹｈ　（Ｚ）・　ｌ　（１／４）（１＋Ｚ−’）”・
（１−Ｚ−’）ＩＩＹｖ（Ｚ）＝　　ｌ　（１／４）（
１＋Ｚ　−２）”　（１−Ｚ−”　）このとき、画像の
相関Ｘ　（Ｚ）は次のようにして求められる。

Ｘ　（Ｚ）　□　（ＤＹｖ　（Ｚ）　＋Ｄｖ　（Ｚ）　
）　−（ＤＹｈ　（Ｚ）　＋Ｄｈ　（Ｚ）　）従って、
上記Ｘ　（Ｚ）は垂直方向に相関が強い時、負の値を取
り、水平方向に相関が強い時、正の値を取る。

ミキシング回路８は上記画像の相関結果に応じてＣｖ　
（Ｚ）、Ｃｈ　（Ｚ）、Ｃｈｖ　（Ｚ）に重みづけを施
して混合し、色信号成分として送出する。

色信号抽出フィルタ特性Ｃ（Ｚ）は次式のように表わさ
れる。

Ｃ（Ｚ）　＝　　ｃｘ　Ｃｖ　（Ｚ）＋βＣｈ（Ｚ）＋
　ｒ　Ｃｈｖ（Ｚ）ここでα、β、γはそれぞれＣｖ　
（Ｚ）、Ｃｈ（Ｚ）、Ｃｈｖ　（Ｚ）の混合率で、０≦
α、β。

γ≦１．α→−β＋ｒ＝Ｌであり、相関検出結果Ｘ（Ｚ
）に応じて以下のような特性がある。

Ｘ　（Ｚ）≦に＋（ｋ＋＜０：相関しきい定数）のとき α＝１．　　β−ｒ＝０ に１≦Ｘ　（Ｚ）≦０のとき α＝　（１／ｋｌ　）　　・Ｘ　（Ｚ）　。

β＝Ｏ２ γミー（１／に、”）　　・Ｘ（Ｚ）＋１０≦Ｘ　（Ｚ
）≦ｋｚ（ｋ、＞Ｑ：相関しきい定数）のとき α＝０゜ β＝　Ｈ／ｋｚ　）　　・Ｘ　（Ｚ）　。

ｒ　＝　　（１／　ｋ　ｚ　）　・Ｘ（Ｚ）＋１Ｘ　（
Ｚ）≧に２のとき α＝γ−０．β＝１ なお、上記相関しきい値定数に、、に２はそれぞれ定数
発生回路１２ａ、１２ｂにより提供されるものである。

ミキシング回路８の色信号出力は、補償遅延回路５ｆの
出力１１２の複合映像信号から減算され、輝度信号１１
３が求められる。

このように、本実施例によれば、注目標本点及び近接標
本点の値から画像の相関を検出し、その検出結果に応じ
て、水平方向フィルタ、垂直方向フィルタ、水平・垂直
方向フィルタの出力に重みづけを施して混合した値を輝
度信号色信号分離フィルタの色信号出力とするようにし
たので、複合映像信号の垂直方向と水平方向の画像の相
関により輝度信号色信号分離フィルタを適応的に変化さ
せることができ、画像の変化が激しい領域における輝度
信号と色信号の相互のチャンネルへの漏れの影響を減少
させることができ、ドツト妨害を軽減することができる
。

なお、上記実施例では水平走査周波数に同期した色副搬
送波の４倍の周波数で複合カラーテレビジョン信号を標
本化するようにしたが、標本点が画面上で格子状に並ぶ
ような方法であれば、色副搬送波の４倍に限らず、他の
周波数で標本化を行なうようにしてもよい。

また、上記実施例にて用いたディジタルフィルタは一例
であり、例えば、フィルタの次数をより多くして構成し
てもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る画像相関対応輝度信号色
信号分離フィルタによれば、複合カラーテレビジョン信
号の垂直方向と水平方向との画像の相関により、輝度信
号色信号分離フィルタを適応的に変化させるようにした
ので、輝度信号と色信号との相互のチャンネルへの漏れ
を減少させることができ、ドツト妨害を軽減できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるＮＴＳＣ方式の画像
相関対応輝度信号色信号分離フィルタを示す概略ブロッ
ク図、第２図はその画像相関検出回路の一構成例を示す
ブロック図、第３図は従来の輝度信号色信号分離フィル
タの一構成例を示す概略ブロック図、第４図はＮＴＳＣ
方式の複合カラーテレビジョン信号を色副搬送波の４倍
で同期標本化した信号系列の画面上での配列を示す説明
図である。 図において、１は入力端子、２．３は出力端子、４はＡ
／Ｄ変換器、５　ａ　〜５　ｋは遅延回路、６ａ〜６に
はディジタルフィルタ、７は画像相関検出回路、８はミ
キシング回路、９ａ〜９Ｃは減算回路、１０ａ　〜１０
ｄは絶対値回路、１２ａ、１２ｂは定数発生回路、１３
ａ、１３ｂは加算回路である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）各標本点が画面上で格子上に配列するよう水平走
   査周波数に同期した所定の周波数で標本化された複合映
   像信号を入力とし、該複合映像信号からディジタル的に
   輝度信号成分と色信号成分とを分離する画像相関対応輝
   度信号色信号分離フィルタであって、 前記複合映像信号を遅延して、輝度信号と色信号とを分
   離すべき注目標本点及び画面上該注目標本点と垂直方向
   に一直線上に並ぶような複数の参照標本点の標本値を同
   時に得るための遅延手段と、前記注目標本点及び所定の
   参照標本点の標本値を入力とし、垂直方向の色副搬送波
   の成分に相当する周波数成分を抽出して出力する垂直方
   向色信号抽出フィルタと、 少なくとも前記注目標本点の標本値を入力とし、水平方
   向の色副搬送波の成分に相当する周波数成分を抽出して
   出力する水平方向色信号抽出フィルタと、 前記注目標本点及び所定の参照標本点の標本値を入力と
   し、垂直方向及び水平方向共に色副搬送波の成分に相当
   する周波数成分を抽出して出力する水平・垂直方向色信
   号抽出フィルタと、 前記注目標本点及び所定の参照標本点の標本値を入力と
   し、前記注目標本点における周波数成分の中から垂直方
   向の直流成分と色副搬送波の成分に相当する周波数成分
   とを除外し、その絶対値を求めて垂直方向非相関エネル
   ギを検出する垂直方向非相関エネルギ検出手段と、 前記注目標本点及び所定の参照標本点の標本値を入力と
   し、前記注目標本点における周波数成分において水平方
   向には低域周波数成分であり、かつ垂直方向には色副搬
   送波周波数の２分の１に相当する周波数成分を抽出し、
   その絶対値を求めて垂直方向高域輝度信号エネルギを検
   出する垂直方向高域輝度信号エネルギ検出手段と、 前記注目標本点及び所定の参照標本点の標本値を入力と
   し、前記注目標本点における周波数成分の中から水平方
   向の直流成分と色副搬送波の成分に相当する周波数成分
   とを除外し、その絶対値を求めて水平方向非相関エネル
   ギを検出する水平方向非相関エネルギ検出手段と、 前記注目標本点及び所定の参照標本点の標本値を入力と
   し、前記注目標本点における周波数成分において垂直方
   向には低域周波数成分であり、かつ水平方向には色副搬
   送波周波数の２分の１に相当する周波数成分を抽出し、
   その絶対値を求めて水平方向高域輝度信号エネルギを検
   出する水平方向高域輝度信号エネルギ検出手段と、 前記垂直方向高域輝度信号エネルギと前記垂直方向非相
   関エネルギとをたし合わせた値から前記水平方向高域輝
   度信号エネルギと前記水平方向非相関エネルギとをたし
   合わせた値を減じて画像の相関を求める画像相関検出手
   段と、 該画像相関検出手段により求めた値に応じて、水平方向
   色信号抽出フィルタ出力、垂直方向色信号抽出フィルタ
   出力、水平・垂直方向色信号抽出フィルタ出力に重み付
   けを施した後、各フィルタ出力をたし合わせて色信号成
   分として出力するミキシング回路と、 該ミキシング回路の出力を前記複合映像信号から減じて
   輝度信号成分を出力する減算回路とを備えたことを特徴
   とする画像相関対応輝度信号色信号分離フィルタ。