JPH03136577A - 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１２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（し
形フィルタと呼ばれるものである。

くし形フィルタは、ＮＴＳＣ放送方式においては１水平
走査ライン（以下ＩＨと称す）毎に色信号が反転して伝
送される（第１５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利用されたり、ＶＴ
Ｒ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１２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ＢＰＦと称
す）、２３は入力信号をＩＨ期間遅延するＩＨ遅延器（
Ｉ　ＨＤＬＹ）　、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　−２ 、’、　Ｈｋｌ＝　１−ｃｏｓ　ｗＴ、、　＋　ｊｓｉ
ｎ　ＷＴｕ（ＴはＩＨ期間） 、’、Ｈ（ｆ）＝１−ｃｏｓ　２πｆＴ、　＋ｊｓｉｎ
　２πｆＴ、。

従って このことは周波数特性がＴＨの逆数で繰り返す（ｎは整
数）のとき最大値を持ち、ｆ＝ＴＭのとき最小値をもつ
ような、第１３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、ＮＴＳＣ放送方式は
、輝度信号と色信号を多重する際、第１４図に示す如く
、周波数インターリーブを利用した周波数多重方式を利
用しているため、ｆｋ　（＝−Ｔ−）毎に立つ輝度信号
スペクトラムの間に色信号スペクトラムが分布する。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、ｆ１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１２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３．５８Ｍ　Ｈｚ±
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１７図Ａに示すような
画面にするような映像信号を第１５図に示す。第１５図
では、第１７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１２図のブロック図で示す
回路を通過させると第１６図のようになる。これをＴＶ
画面上に映すと第１７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　Ｍ）ｌｚの信号がもれ込
む）と呼ばれる現象が起きる。これは第１６図のｎ）ｌ
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Ｖ
ＴＲ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とＶＴＲ出力信号をＴＶで再度、
輝度・色信号分離を行うことにより、数Ｈの色だれか生
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
ッ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等を大幅に軽減で
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Ｓｌ　
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ＳＩ
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Ｓ、と信号Ｓ２と信号Ｓ、とを入力し、演算結
果の出力信号をＳ、とすると、 Ｓｏ−ユ（ＭＡ　Ｘ　（Ｍ　Ｉ　Ｎ　（Ｓ　ＩＩ　３３
）、　Ｓｔ　）λ ＋ＭＩＮ　（ＭＡＸ　（Ｓ１，５３））・−（１） （ただしＭＡＸは最大値を出力する関数、ＭＩＮは最小
値を出力する関数）を満足する演算を行い色信号を得る
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（Ｌ　ＩＭＩ　４）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１３）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（１）を満足する演算を行い色
信号を出力する。減算手段（減算器１３）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（ＬＩＭ１４）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Ｓｔと上
記信号ＳＩ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、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、１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）、１２はＤＬ
ＹＩ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ＢＰ
Ｆ、５はＢＰＦ３の出力信号を上記入力映像信号及び上
記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。

平均値演算回路３０において、６．９は２つの入力信号
のうち小さい方を出力する選択回路（以下ＭＩＮ回路と
称す）、７．８は２つの入力信号のうち大きい方を出力
する選択回路（以下ＭＡＸ回路と称す）、１０はＭＡＸ
回路８の出力信号とＭＩＮ回路９の出力信号とを加算す
る加算器である。ここでＢＰＦ４の出力信号をＳｌｓ反
転器５の出力信号をＳ、　、ＤＬＹ２の出力信号をＳ、
とし、演算結果の出力信号を３０とすると、平均値演算
回路３０は Ｓｏ　”ユ（ＭＡＸ　（ＭＩＮ　（Ｓｌ、３３）、　Ｓ
Ｒ）＋Ｍ　Ｉ　Ｎ　（ＭＡＸ　（Ｓ１，　３３　）　〕
・・−（１） （ただしＭＡＸは最大値を出力する関数、ＭＩＮは最小
値を出力する関数）を満足する演算を行い色信号を出力
する。１１は平均値演算回路３０の出力信号の利得を調
整する利得調整回路、１３はＤＬＹＩ２の出力信号に対
して利得調整回路１１の出力信号とを減算して輝度信号
を出力する減算手段としての減算器である。なお、この
減算器１３や平均値演算回路３０に入力される信号は、
所定の位相関係にそろえられ、低域を抑圧されたもので
ある。

次にこの実施例の主要部であるＭＩＮ回路６゜９、ＭＡ
Ｘ回路７，８及び加算器ｌＯの動作について説明する。

ＭＩＮ回路６．９とＭＡＸ回路７．８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
を出力する回路（これをソート回路という）の一種であ
り、例えば第１０図Ａ、　Ｂで実現できる。この非線形
回路のこのような構成の入出力特性について説明する。

第４図は、時間間隔Ｔ、で繰り返す正弦波を入力とし、
この入力信号を一定時間間隔Ｔ４ずつずらされて、ＭＩ
Ｎ回路６．９とＭＡＸ回路７．８で第１図の点線のブロ
ック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　”　０．５Ｔｓのとき出力信号
振幅はゼロになり、その前後で入力信号振幅より小さい
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、この人出
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１７
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
の入力信号は第７図（ｉ）、　（ｉｉ）、　（ｉｉｉ）
である。ＭＩＮ回路６の出力信号は第７図（ｉｖ　）、
ＭＡＸ回路８の出力信号は第７図（Ｖ）　、ＭＡＸ回路
７の出力信号は第７図（Ｖｉ）、ＭＩＮ回路９の出力信
号は第７図（ｖｉ　）である、従ってＭＡＸ回路８とＭ
ＩＮ回路９の出力信号の平均は、第７図（ｖｉｉｉ　）
のようになり色信号が抽出される。この輝度・色信号分
離結果は、第６図の（ｎ−１）’Ｈである。

次に、ｎＨの輝度・色信号分離動作を第８図で説明する
。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８図の（ｉ）、（ｉｉ）。

（ｉｉｉ　）である。ＭＩＮ回路６の出力信号は第８図
−（ｉｖ）　、ＭＡＸ回路８の出力信号は第８図（Ｖ）
、ＭＡＸ回路７の出力信号は第８図（ｖｉ）　、Ｍ　Ｉ
　Ｎ回路９の出力信号は第８図（ｖｉ　）である。従っ
てＭＡＸ回路８とＭＩＮ回路９の出力信号の平均は、第
８図（ｖｉｉｉ）のようになり色信号が抽出される。

この輝度・色信号分離結果は第６図のｎ’　Ｈである。

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９図の（ｉ）、　（ｉｉ）、
　（ｉｉｉ）である。このときのＭＥＮ回路６の出力信
号は第９図（ｉｖ）　、ＭＡＸ回路８の出力信号は第９
図（Ｖ）　、ＭＡＸ回路７の出力信号は第９図（ｖｉ）
　、Ｍ　Ｉ　Ｎ回路９の出力信号は第９図（ｖｉｉ　）
である。従ってＭＡＸ回路８とＭＩＮ回路９の出力信号
の平均は第９図（ｖｉｉ　）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１６図の輝度
・色信号分離結果とを比べると、第１６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
だれ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。

次に本発明の他の実施例を第２図に示す。この実施例は
、ノイズ除去に利用される。特公昭５９−２２２８号公
報の構成は、垂直相関のない部分は色がだれてしまい、
ＴＶ画面上で例えば第１１図Ａのような映像信号は、第
１１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１１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
は前記のような理由でだれることなくノイズ除去を行う
ことができる。第２図に示す映像信号処理回路は、平均
値演算回路３０の出力信号（利得調整回路１工の出力信
号）の振幅を制限する振幅制限手段としてのＬＩＭ（リ
ミフタ）１４を備え、この振幅制限された信号が減算器
１３に入力される。したがって、上記のように色がだれ
ることなく、ノイズが除去される。

なお上記実施例ではＩＨ遅延器を用いていたが、ｎＨ，
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５ＩＩＳＺＩＳ３を
生成する入力信号処理手段と、上記第（１）式を満足す
る演算を行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上記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、これにより色だれやドツト妨害
等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図は本実施例の中核とな
る非線形回路の入出力エネルギー比を示す図、第４図は
本実施例の中核となる非線形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
したときの示す波形図、第７図と第８図と第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Ｍ
ＩＮ回路とＭＡＸ回路の具体的回路例を示す図、第１１
図はノイズ除去回路を通したときの併置を示した例を説
明するための図、第１２図は従来の映像信号処理回路の
構成を示すブロック図、第１３図は第１２図の回路の周
波数特性を示す図、第１４図はＮＴＳＣ方式の映像信号
のスペクトラム分布を示す図、第１５図は第１２図の映
像信号処理回路に入力する入力波形を示す図、第１６図
はその出力波形図、第１７図は例えば第１５図や第５図
のような波形に相当するＴＶ画面を示す図である。 Ｉ・・・ＤＬＹ　（第１の遅延手段）、２・・・ＤＬＹ
　（第２の遅延手段）、３・・・ＢＰＦ　（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）、１２・・・ＤＬＹ　（
第３の遅延手段）、１３・・・減算器（減算手段）、１
４・・・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と上記信号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＋〔ＭＡＸ｛ＭＩＮ（Ｓ＿１，Ｓ＿３）
   ，Ｓ＿２）＋ＭＩＮ（ＭＡＸ（Ｓ＿１，Ｓ＿３），Ｓ＿
   ３１｝〕（ただしＭＡＸは最大値を出力する関数、ＭＩ
   Ｎは最小値を出力する関数）を満足する演算を行い色信
   号を得る演算手段と、 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。