JPH03136576A - 映像信号処理回路 - 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〕 この発明は入力された映像信号を輝度信号と色信号に分
離するための映像信号処理回路に関するものである。

〔従来の技術〕

第１３図は例えば通常ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）
やＴＶ（テレビジョン）受像器等に用いられているクシ
形フィルタと呼ばれるものである。

クシ形フィルタは、ＮＴＳＣ放送方式においては１水平
走査ライン（以下ＩＨと称す）毎は、色信号が反転して
伝送される（第１３図参照）事を利用して輝度信号と色
信号を分離するためのフィルタとして使用されたり、Ｖ
ＴＲにおいては色信号のクロストーク成分をキャンセル
するフィルタとして使用されている。

第１３図において２１は色信号成分の存在する周波数領
域を通過させるバンドパスフィルタ（以下Ｂ、Ｐ、Ｆと
称す）、２３は入力信号をＩＨ！ｉＪＩ間遅延するＩＨ
遅延器（ＩＨＤＬＹ）　、２４．２６は減算器、２５は
利得調整器、２２は遅延器（ＤＬＹ）である。

次に動作について説明する。まずＩＨ遅延器２３と減算
器２４の動作を説明する。ＩＨ遅延器２３と減算器２４
の構成により、その部分の伝達関数は以下のように示せ
る。

Ｈ（ｚ）＝１−ｅ 、’、Ｈ（ｗ）　−１−ｃｏｓ　ωＴ、　＋　ｊｓｉｎ
　（Ｊ）Ｔ。

（Ｔは１期間） 、’、Ｈ（ｆ）　　−１−ｃｏｓ　　２ｙｃｆＴ、　　
＋ｊｓｉｎ　　２πｆＴＨ従って 関数であることがわかる。すなわちｆ＝２Ｔ。

（ｎは整数）のとき最大値を持ち、ｒ＝Ｔ。

のとき最小値をもつような、第１４図に示すようなあた
かも、くしの歯の形状に似た周波数特性となる。一方Ｎ
ＴＳＣ放送方式は、輝度信号と色信号を多重する際、第
１５図に示す如く、周波数イる。そのため、くし歯形の
周波数特性をもつフィルタを使用すると、ｆＲ毎に立つ
輝度信号スペクトラムあるいは色信号スペクトラムを抽
出することができる。

また第１３図においてＢＰＦ２１は色信号の存在する周
波数帯域（例えば、ＮＴＳＣ方式では３、５８　Ｍｎ２
　±５００ＫＨｚ　）を通過させるような特性をもつフ
ィルタであり、ＢＰＦ２１によってくし歯形の周波数特
性になる帯域を設定している。

遅延器２２はＢＰＦ２１や減算器２４や利得調整器２５
の伝播遅延を補償するフィルタであり、この遅延器２２
と利得調整器２５とにより、くし歯形の周波数特性によ
り抽出した色信号の位相と利得を調整して輝度信号を作
るように動作する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このくし形フィルタは、画面上で考えると垂直
方向の演算を行なうことになり、垂直解像度の劣化を招
くことになり、以下のような画質に対する大きな欠点が
存在するフィルタとなる。

例えば、第１８図Ａに示すような画面にするような映像
信号を第１６図に示す。第１６図では、第１８図の色の
変化するラインの前後の映像信号を示しである。この信
号を第１３図のブロック図で示す回路を通過させると第
１７図のようになる。

これをＴＶ画面上に映すと第１８図Ｂに示すような画面
になる。この画面は色の変化点で色だれ（本来は白のラ
インなのに赤が下に垂れている）と呼ばれる現象が起き
たり、ドツト妨害（輝度信号に３．５８　Ｍｌｌｚの信
号がもれ込む）と呼ばれる現象が起きる。これは、第１
７図のｎＨの輝度・色分離結果を見れば明らかである。

このような画質劣化はＶＴＲではなお致命的である。な
ぜならばＶＴＲ内部での輝度・色信号分離のみならず、
ＶＴＲのクロストークキャンセラ、ＶＴＲ出力信号をＴ
Ｖで再度輝度・色信号分離を行なうことにより、数Ｈの
色ダレが生じ、その結果多大な色にじみを生ずるという
ことになっていた。

また、このようなくし形フィルタに振幅制限器を付けた
特公昭５９−２２２８号公報に示されたようなノイズ除
去フィルタがＶＴＲ等で多く利用されているが、これも
、リミティングレベル以下の信号の垂直解像度劣化を招
くことになり、上記と同様の欠点があった。

以上説明したように従来のくし形フィルタを有する映像
信号処理回路は垂直解像度の劣化を招き、画像の色だれ
やドツト妨害等を生ずるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、画像の色だれやドツト妨害を大幅に軽減でき
る映像信号処理回路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〕

この発明に係る映像信号処理回路は、入力映像信号を所
定時間遅延しかつ低周波領域を抑圧して成る信号Ｓ、と
上記入力映像信号を所定時間遅延しかつ低周波領域を抑
圧するとともに反転して成る信号Ｓ２と上記Ｓ、よりさ
らに長い時間遅延しかつ低周波領域を抑圧して成る信号
Ｓ３とを生成する入力信号処理手段（入力信号処理回路
２９）と、 上記信号Ｓ１と信号Ｓ２と信号Ｓ３とを人力し、演算結
果の出力信号をＳ。とすると、 ｓ、−（ＭＥＤ（Ｓ＋、Ｓｚ、Ｓ：＋）＋Ｓｚ）・（。

（ただしＭＥＤは中間値を出力する関数）を満足する演
算を行ない色信号を得る演算手段（平均値演算回路３０
）と、 上記入力映像信号を所定時間遅延した信号に対して上記
演算手段の出力信号あるいは振幅制限手段（ＬｒＭｌｌ
）により振幅制限された該演算手段の出力信号を減算し
て輝度信号を得る減算手段（減算器１０）とを備えたも
のである。

〔作用〕

入力信号処理手段（入力信号処理回路２９）は、入力映
像信号を所定時間遅延しかつ低周波領域を抑圧して成る
信号Ｓ１と、上記入力映像信号を所定時間遅延しかつ低
周波領域を抑圧するとともに反転して成る信号Ｓ２と、
上記信号Ｓ１よりさらに長い時間遅延しかつ低周波領域
を抑圧して成る信号Ｓ３とを生成する。演算手段（平均
値演算回路３０）は上記第（１）式を満足する演算を行
ない色信号を出力する。減算手段（減算器１０）は上記
入力映像信号を所定時間遅延した信号に対して上記演算
手段の出力信号あるいは振幅制限手段（ＬＩＭＩ　１）
により振幅制限された該演算手段の出力信号を減算して
輝度信号を出力する。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の一実施例に係る映像信号処理回路の
構成を示すブロック図である。図において、２９は入力
映像信号を所定時間遅延しかつ低周波領域を抑圧して成
る信号Ｓ１と上記入力映像信号を所定時間遅延しかつ低
周波領域を抑圧するとともに反転して成る信号Ｓ２と上
記信号Ｓｌよりさらに長い時間遅延しかつ低周波領域を
抑圧して成る信号Ｓ３とを生成する入力信号処理手段と
しての入力信号処理回路である。この入力信号処理回路
２９において、■は入力映像信号（入力信号）をＴ秒遅
延させる第１の遅延手段としてのＤＬＹ（ＩＨ遅延器）
、３はＤＬＹＩの出力信号の低周波領域を抑圧する第１
の低域抑圧手段としてのＢＰＦ　（バンドパスフィルタ
）、２はＢＰＦ３の出力信号をＴ秒遅延させる第２の遅
延手段としてのＤＬＹ（ＩＨ遅延器）、９はＤＬＹＩの
出力信号を所定時間遅延させる第３の遅延手段としての
ＤＬＹ　（遅延器）、４はＤＬＹＩの出力信号の低周波
領域を抑圧する第２の低域抑圧手段としてのＢＰＦ　（
バンドパスフィルタ）、５はＢＰＦ３の出力信号を上記
入力映像信号及びＤＬＹ２の出力信号に対して逆相にす
る反転手段としての反転器である。３０は演算手段とし
ての平均値演算回路である。この平均値演算回路３０は
、中間値選択回路であるＭＥＤ回路６と、このＭＥＤ回
路６の出力信号と反転器５の出力信号とを加算する加算
器７とを備えている。ここで、ＢＰＦ４の出力信号をＳ
い反転器５の出力信号を８２、ＤＬＹ２の出力信号をＳ
、とし、演算結果の出力信号をＳｏとすると、平均値演
算回路３０は Ｓｏ　　＝　　　　　（ＭＥＤ　　（Ｓ＋、Ｓｚ、Ｓ３
）＋　Ｓ２　　）　　・・・（１１（ただしＭＥＤは中
間値を出力する関数）を満足する演算を行ない色信号Ｃ
を得る。上記中間値とは３つの入力信号を大きい順に並
べたときの２番目の信号をいう。８は平均値演算回路３
０の出力信号の利得調整を行なう利得調整回路である。

１０はＤＬＹ９の出力信号に対して平均値演算回路３０
の出力信号（利得調整回路８の出力信号）を減算して輝
度信号Ｙを得る減算手段としての減算器である。

次にこの実施例の主要部である平均値演算回路３０を中
心に動作について説明する。ＭＥＤ回路６は、入力信号
を大きい順あるいは小さい順に並べたときの特定の位置
の値を出力するソート回路の一種であり、例えば第１０
図に示すような回路で実現できる。第１０図で示す非線
形回路で構成されたＭＥＤ回路６の入出力特性について
説明する。第４図は時間間隔Ｔｓで繰り返す正弦波を入
力信号とし、この入力信号を一定時間間隔Ｔ、ずつずら
されて第１図の平均値演算回路３０に入力されたときの
出力信号を計算機により計算した波形図である。Ｔａ　
＝　０．５　Ｔ、のとき出力信号の振幅はゼロになり、
その前後で入力信号の振幅より小さい信号が出力されて
いるこ、とを示す。この出力波形はもはや正弦波ではな
いので線形な周波数特性図では示せないが、この出力波
形のエネルギーは計算できるため、周波数依存の入出力
エネルギー比が計算でき、これを第３図に示す。また入
力が繰り返し波形であるので、この入出力エネルギー比
も周波数軸を延長すると繰り返す。これは、くし歯形の
入出力特性が得られることを示しており、この非線形フ
ィルタがくし形フィルタとして代用され得ることを示唆
している。この非線形フィルタはそれ単体として考えた
ときも、従来なかったフィルタである。

この非線形フィルタを利用してＮＴＳＣ放送方式の輝度
・色信号の分離等に使用できるくし形フィルタを構成し
たのが、第１図である。この動作を次に説明する。第１
８図Ａのように、色の変化するラインの前後の映像信号
を第５図に示した。

第１図の輝度・色信号分離動作は、遅延量がＩＨあるた
め、（ｎ−１）Ｈの輝度・色信号分離動作は、入力信号
がｎＨのときに行なわれる。第７図でこの輝度・色分離
動作を考える。点線内の非線形フィルタ（平均値演算回
路３０）の入力信号は第７図（ｉ）、　（ｉｉ）、　（
ｉｉｉ）に示す。ＭＥＤ回路６の出力信号は第７図（ｉ
ｖ　）である。したがってＭＥＤ回路６の出力信号と第
７図（ｉｉ　）の信号との平均は第７図（ｖ）のように
なり、色信号Ｃが抽出される。この輝度・色信号分離結
果は第６図の（ｎ−１）’Ｈに示すようになる。

次にｎＨの輝度・色信号分離動作を第８図で説明する。

平均値演算回路３０の入力信号は第８図（ｉ）、　（ｉ
ｉ）、　（ｉｉｉ）である。ＭＥＤ回路６の出力信号は
第８図（ｉｖ　）である。したがってＭＥＤ回路６の出
力信号と第８図（ｉｉ　）の信号との平均は第８図（ｖ
）のようになり、色信号Ｃが抽出される。この輝度・色
信号分離結果は第６図のｎ’Ｈに示すようになる。次に
（ｎ＋１）Ｈの輝度・色信号分離動作を第９図で説明す
る。第１図の平均値演算回路３０の入力信号は第９図（
ｉ）、　（ｉｉ）。

（ｉｉｉ）である。このときのＭＥＤ回路６の出力信号
は第９図（ｉｖ　）である。したがってＭＥＤ回路６の
出力信号と第９図（１１）の信号との平均は第９図（ｖ
ｉｉ　）のようになる。この輝度・色信号分離結果は第
６図の（ｎ＋１）’Ｈである。この第６図の輝度・色信
号分離結果と、第１７図の輝度・色信号分離結果とを比
べると、第１７図のｎＨは、本来色信号がなかったのに
輝度・色信号分離により、色がダして、ドツト妨害が出
現しているのに比し、第６図の（ｎ＋１）’Ｈは本来色
信号がなかったが、輝度・色信号分離後、色がだれず、
ドツト妨害も発生していない。

また第７図〜第９図だけではＭＥＤ回路６そのものさえ
あれば輝度・色信号分離ができるようにも考えられるが
、それは正しくない。第３図のようなくし歯形の入出力
特性が得られるには加算器７は必須である。このことを
第１１図と第１２図で説明する。令弟１１図に示すよう
な映像信号があったとする。この信号はＴＶ画面上では
黒い画面中に垂直に白い線が入っている信号であり、第
１１図の突出部は輝度信号である。これを第１図の回路
に入力すると、平均値演算回路３０の入力信号は第１２
図（ｉ　）　、　（ｉｉ　）　、　（ｉｉｉ　）に示す
ようになる。このときＭＥＤ回路６の出力信号は第１２
図（ｉｖ）となる。（これは色信号として抽出すべき信
号ではないので、上述のようにＭＥＤ回路だけでは実現
できない。）従ってＭＥＤ回路６の出力信号と第１２図
（ｉｊ　）の信号との平均値は第１２図（ｖ）となり、
色信号としては何も抽出されないので、これで輝度・色
信号分離ができることを示している。

第２図はこの発明の他の実施例に係る映像信号処理回路
の構成を示すブロック図である。この第２図の実施例は
第１図の構成にＬＩＭ（リミッタ）１１が付加されたも
のである。ＬＩＭＩＩは平均値演算回路３０の出力信号
（利得調整回路８の出力信号）を振幅制限する振幅制限
手段である。減算器１０はＤＬＹ９の出力信号に対して
ＬＩＭ１１の出力信号を減算して輝度信号Ｙを出力する
。

また、ＬＩＭＩＩからは色信号Ｃが出力される。

この実施例は、ノイズ除去に利用される。特公昭５９−
２２２８号公報に示す構成では、垂直相関のない部分は
、色だれしてしまい、ＴＶ画面上で例えば第１９図Ａの
ような映像信号は、第１９図Ｂのようになってしまうと
いう欠点があり、それを補うためにリミッタを付加して
いたのだが、リミッティングレベル以下の信号は、第１
９図Ｂのようになるため、根本的には垂直相関のない部
分がだれる現象が残っていた。しかし、第２図のような
構成の映像信号処理回路は色信号が振幅制限されるので
、色がだれることなく、ノイズ除去を行なうことができ
る。

なお実施例ではＩ　Ｈ遅延器を用いていたが、ｎｌｌ、
ｎフィールド、ｎフレーム遅延器でも同様の事ができ、
またＩＨ以内の遅延器を使用してもよいことはいうまで
もない。またＰＡＬ放送方式の輝度・色信号分離の際は
２Ｈ遅延器で行なえば良い。

また、ＢＰＦは必要帯域を含めば良いのでＨＰＦ（バイ
パスフィルタ）でも良い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、信号Ｓ、、Ｓ２．Ｓ。

を生成する入力信号処理手段と、設定された式を満足す
る演算を行ない色信号を得る演算手段と、入力映像信号
を所定時間遅延した信号に対して演算手段の出力信号あ
るいは振幅制限された演算手段の出力信号を減算して輝
度信号を得る減算手段とを含み構成したので、垂直解像
度の劣化が防止され、これにより画像の色だれやドツト
妨害を大幅に軽減できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による映像信号処理回路の
構成を示すブロック図、第２図はこの発明の他の実施例
の構成を示すブロック図、第３図はこの実施例の中核と
なる平均値演算回路の入出力エネルギー比を示す図、第
４図はこの実施例の中核となる平均値演算回路の入出力
波形図、第５図は第１図の回路に入力する映像信号波形
図、第６図は第１図に示した映像信号処理回路に第５図
の波形を入力したときの出力波形図、第７図と第８回と
第９図は第６図の波形が得られる過程を示した波形図、
第１０図はこの実施例におけるＭＥＤ回路の具体的回路
図、第１１図はこの実施例において別の映像信号の例を
示す波形図、第１２図はそのときの信号処理過程を示し
た波形図、第１３図は従来の映像信号処理回路の構成を
示すフロック図、第１４図は第１３図に示す回路の周波
数特性図、第１５図はＮＴＳＣ方式の映像信号のスペク
トラム分布図、第１６図は第１３図の回路に入力する信
号の波形図、第１７図はその出力波形図、第１８図は例
えば第１６図や第５図に示すような信号波形に相当する
ＴＶ画面図、第１９図はノイズ除去回路を通したときの
併置を説明するための図である。 １・・・・・・ＤＬＹ　（第１の遅延手段）、２・・・
・・・ＤＬＹ（第２の遅延手段）、３・・・・・・ＢＰ
Ｆ　（第１の低域抑圧手段）、４・・・・・・ＢＰＦ　
（第２の低域抑圧手段）、５・・・・・・反転器（反転
手段）、９・・・・・・ＤＬＹ　（第３の遅延手段）、
１０・・・・・・減算器（減算手段）、１１・・・・・
・ＬＩＭ（振幅制限手段）、２９・・・・・・入力信号
処理回路（入力信号処理手段）、３０・・・・・・平均
値演算回路（演算手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力映像信号を所定時間遅延しかつ低周波領域を抑圧し
   て成る信号Ｓ＿１と、上記入力映像信号を所定時間遅延
   しかつ低周波領域を抑圧するとともに反転して成る信号
   Ｓ＿２と上記Ｓ＿１よりさらに長い時間遅延しかつ低周
   波領域を抑圧して成る信号Ｓ＿３とを生成する入力信号
   処理手段と、 上記信号Ｓ＿１と信号Ｓ＿２と信号Ｓ＿３とを入力し、
   演算結果の出力信号をＳ＿０とすると、 Ｓ＿０＝１／２｛ＭＥＤ（Ｓ＿１，Ｓ＿２，Ｓ＿３）＋
   Ｓ＿２｝（ただしＭＥＤは中間値を出力する関数）を満
   足する演算を行ない色信号を得る演算手段と、上記第３
   の遅延手段の出力信号に対して上記演算手段の出力信号
   あるいは振幅制限手段により振幅制限された該演算手段
   の出力信号を減算して輝度信号を得る減算手段とを備え
   たことを特徴とする映像信号処理回路。