JPH0374878B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、サブサンプル伝送したカラー画像信
号中の色信号を内挿して補間再生する色信号内挿
方式に関し、特に、信号伝送帯域を有効に利用し
て効率よく良質の内挿補間を行ない得るようにし
たものである。

従来技術 一般に、テレビジヨン画像信号を信号帯域の圧
縮を施して伝送する有力な画像信号帯域圧縮伝送
方式としてサブサンプル伝送方式があり、カラー
画像信号を伝送する場合には、その輝度（Ｙ）信
号のみならず、色(C)信号についてもサブサンプリ
ングを施して伝送するコンポーネント符号化伝送
方式があるが、色(C)信号は、輝度（Ｙ）信号に比
べて、つぎの各点にてサブサンプル伝送を行なう
には不具合とみられる。

(1) サブサンプルした色信号の信号帯域幅は、サ
ブサンプルした輝度信号の信号帯域幅より相対
的に広い。

すなわち、コンポーネント符号化伝送を行な
つた画像信号のスペクトラムは、第１図に示す
ように、周波数に対してほぼ指数関数的にその
エネルギーが減少していると考えられるが、帯
域制限フイルタの遮断周波数が高い輝度信号ス
ペクトラムにおける遮断周波数近傍の高域成分
のエネルギーが充分小さくなつているのに対
し、帯域制限フイルタの遮断周波数が低い色信
号スペクトラムにおける遮断周波数近傍の高域
成分のエネルギは図示のように余り減衰してお
らず、十分に大きいエネルギーを有する高域成
分が含まれ、相対的に広い信号伝送帯域を要す
ることになる。

(2) 色信号は、その垂直方向における分解能と水
平方向における分解能とのバランスの点に関し
ては、線順次化してドツトインターレース伝送
を行なうのが、伝送帯域の有効利用の点からし
て有利であるが、かかる線順次化ドツトインタ
ーレースによつては、色信号の垂直方向におけ
るサンプル点の間隔が、輝度信号のサンプル点
間隔に比して広くなる。

しかしながら、色信号に対しては、輝度信号
の伝送帯域幅に比して必要以上に広い伝送帯域
を割当てる必要はないのであるから、色信号の
サブサンプル伝送を行なう場合には、補間再生
時に上述した色信号の信号帯域幅を確保し得る
ような適切な色信号内挿を行なう必要がある。

発明の要点 本発明の目的は、上述した従来の問題を解決
し、コンポネント符号化伝送を行なつたカラー画
像信号中のサブサンプルした色信号を、輝度信号
に比してその伝送帯域を相対的に広くすることな
く、信号帯域を確保して補間再生し得るようにし
た色信号内挿方式を提供することにある。

すなわち、本発明色信号内挿方式は、サブサン
プル伝送したカラー画像信号中の色信号について
同一フレーム内における水平方向および垂直方向
の内挿信号をそれぞれ形成するとともに、前記カ
ラー画像信号中の輝度信号について検出した水平
方向および垂直方向の相対相関値に基づいて前記
水平方向および垂直方向の内挿信号の信号レベル
をそれぞれ設定したうえでそれらの内挿信号を合
成して前記カラー画像信号に内挿するようにした
ことを特徴とするものである。

実施例 以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。

本発明色信号内挿方式は、サブサンプル伝送し
たカラー画像信号中における輝度（Ｙ）信号と色
(C)信号との相関に基づいて色信号に対し適切な内
挿を行なうようにしたものであるから、まず、第
２図に示すサブサンプリング伝送パターンに従つ
て伝送されて来た画像信号の内挿の態様について
説明する。

図示のサブサンプリング伝送パターンにおい
て、○印にて示す画素点が現フレームにて伝送さ
れ、×印にて示す画素点が現フレームにて欠落し
ているものとして、○印の画素情報によつて×点
の画素情報を内挿する場合について考察するに、
かかる場合には、原理的には第３図に示す周波数
領域の画像情報を伝送することができる。すなわ
ち、図示の伝送パターンにおける水平方向の画素
間隔をａとし、垂直方向の画素間隔をｂとしたと
き、第４図に示すように、水平方向の周波数軸上
にて1/2ａに相当する周波数点と垂直方向の周波
数軸上において1/2ｂに相当する周波数点とを結
ぶ直線より座標原点側の周波数領域内の画像情報
のみが伝送される。しかしながら、比較的簡単な
構成の内挿処理回路を用いた場合には、かかる原
理どおりに理想的な伝送特性を実際に確保するこ
とは仲々困難である。すなわち、例えば、第４図
に示すように、伝送すべき画素点に対して水平・
垂直両空間周波数領域にて隣接する各画素点の画
像情報を1/4ずつ合成する特性の２次元内挿フイ
ルタを用いると、水平・垂直両方向ともに限界周
波数がそれぞれ1/2ａおよび1/2ｂとなつてレスポ
ンスが6dB低下してしまうのみならず、画面上に
横線および縦線を表わす画像信号に対して著しい
折返し歪みによる妨害信号成分が発生することに
なる。したがつて、送信側において、入力原画像
信号に対し、予め波処理を施して折返し歪み成
分の発生を抑圧した後に、所要のサブサンプリン
グを行なうようにする必要があるが、かかる事前
の波処理によつてサブサンプル伝送を行なつた
後における再生画像の解像度がさらに大幅に低下
する、という欠点があつた。

本発明は、上述した問題点をすべて解消して従
来の欠点を除去するためになしたものであり、カ
ラー画像信号における輝度（Ｙ）信号成分と色(C)
信号成分との間の強い相関関係に着目し、色信号
に対する水平・垂直両方向の内挿用フイルタを、
輝度信号における水平・垂直両方向の相対相関の
程度にそれぞれ対応させて、適応的に切換えるよ
うにしたものである。

しかして、色信号に対する水平方向および垂直
方向の内挿用フイルタを、それぞれ、第５図およ
び第６図において○印にて示す伝送すべき画素点
の両側に隣接する各画素点の画像情報を1/2ずつ
合成するように構成した場合の例においては、画
面上に横線を表わす画像信号に対しては第５図に
示した画素情報を合成する内挿用フイルタを適用
し、また、画面上に縦線を表わす画像信号に対し
ては第６図に示した画素情報を合成する内挿用フ
イルタを適用すると、前述したような限界周波数
におけるレスポンスの低下が発生しないばかりで
なく、画面上に横線あるいは縦線を表わす画像信
号に対しても折返し歪みによる妨害信号成分が発
生しなくなる。

しかして、実際にカラー画像信号のサブサンプ
ル伝送を行なうに際しては、そのカラー画像信号
に如何なる内挿用フイルタを適用するかが重要な
問題であり、本発明色信号内挿方式においては、
色信号に対して適用する内挿用フイルタの構成の
選択の根拠とする水平・垂直両方向の相関性につ
き、色信号の水平方向における相関、すなわち、
水平相関が強いか否か、あるいは、色信号の垂直
方向における相関、すなわち、垂直相関が強いか
否かの判断を、色(C)信号との相関が強く、しか
も、通例、色(C)信号より画素の伝送密度が高い輝
度（Ｙ）信号の水平・垂直両方向における相対相
関を検出し、その相関検出の結果に応じて、色信
号内挿用フイルタの構成乃至特性を決定するよう
にしている。

上述のような動作原理に基づく本発明方式の色
信号内挿用回路構成の一例を第７図に示す。図示
の回路構成による色信号内挿の動作原理は、上述
したとおりに、輝度（Ｙ）信号の水平相関および
垂直相関の強さに応じて、色(C)信号に対する水平
方向および垂直方向の両内挿用フイルタの波出
力信号を適切な比率にて相互に混合することによ
り、内挿用色信号成分を形成するようにするにあ
る。

すなわち、図示の回路構成において、入力端子
１に供給した輝度（Ｙ）信号を２個縦続接続した
1H遅延線３，４に導いて0H、1Hおよび2Hの各
遅延輝度信号を形成する。しかして、1H遅延輝
度信号がある走査線上の画素点の輝度情報を表わ
すとすると、0H遅延輝度信号は同一時点におけ
る下側隣接走査線上にて対応する画素点の輝度情
報を表わし、また、2H遅延輝度信号は同一時点
における上側隣接走査線上にて対応する画素点の
輝度情報を表わす。かかる0H、1H、2Hの各遅
延輝度信号を垂直相関検出回路５に供給して、
1H遅延輝度信号につき、0Hおよび2H各遅延輝
度信号との間における画素信号レベルの垂直相関
を、例えば信号レベル差の絶対値の逆数などによ
つて検出する。垂直相関検出回路５のかかる垂直
相関検出出力信号VCを、後述する水平相関検出
出力信号とのタイミングを合わせるために、一画
素分の信号遅延を行なう１ビツト遅延（Z^-1）回
路８を介して取出す。

さらに、1H遅延線３，４の中間接続点から取
出した1H遅延輝度信号を２個縦続接続した１ビ
ツト遅延（Z^-1）回路６，７に導いて1H＋0b、
1H＋1b、1H＋2bの各遅延輝度信号を形成し、そ
れらの各遅延輝度信号を水平相関検出回路９に供
給して、1H＋１ビツト(b)遅延の画素信号に注目
した水平相関を、垂直相関につき上述したと同様
にして検出する。

水平相関検出回路９のかかる水平相関検出出力
信号HCと、上述したように１ビツト遅延させて
タイミングを合わせた垂直相関検出出力信号VC
とを加算器１０に導いて合成し、水平・垂直相関
出出力信号HVCを形成するとともに、水平およ
び垂直の相関検出出力信号HCおよびVCを割算
器１１および１２にそれぞれ供給し加算器１０か
らの水平・垂直相関検出出力信号HVCによりそ
れぞれ割算し、HC／HC＋VCなる形態の水平相対相 関信号（HRC）およびHC／HC＋VCなる形態の垂直 相対相関信号（VRC）をそれぞれ形成する。

一方、入力端子２に供給した色(C)信号を２個縦
続接続した1H遅延線１３，１４に導いて形成し
た0H、2Hの各遅延色信号を垂直方向内内挿フイ
ルタ１５に供給するとともに、縦続接続した1H
遅延線１３，１４の中間接続点から取出した1H
遅延色信号を２個縦続接続した１ビツト遅延
（Z^-1）回路１６，１７に導いて形成した1H＋0b、
1H＋2bの各遅延色信号を水平方向内挿フイルタ
１８に供給し、第５図および第６図につき前述し
たように、注目した画素点の画素信号に対して両
隣接画素点の２入力画素信号をともに1/2の信号
レベルにてそれぞれ加算合成するように構成した
内挿フイルタ１５および１８から、垂直方向およ
び水平方向の内挿色信号をそれぞれ取出す。かか
る水平方向および垂直方向の内挿色信号を、垂直
方向の内挿色信号については水平方向内挿色信号
とのタイミング合わせのために１ビツト遅延
（Z^-1）回路２０を介したうえで、掛算器１９およ
び２１にそれぞれ供給し、前述した水平相対相関
信号HRCおよび垂直相対相関信号VRCにより、
それぞれ掛算を行なつて利得制御を施し、水平・
垂直両方向の各内挿色信号の信号レベルをそれら
水平・垂直の各相対相関信号HRC，VRCに応じ
てそれぞれ変化させたうえで、加算器２２に導い
て加算合成し、再生色信号に内挿して補間すべき
内挿色信号を出力端子２３から取出す。

つぎに、垂直・水平両方向の内挿色信号の信号
レベルを制御するための、輝度信号に関する垂
直・水平各相対相関を検出する垂直・水平各相関
検出回路の具体的詳細構成を示すとともに、垂
直・水平各内挿色信号形成回路自体は略記して、
第７図示と同様の色信号内挿用回路構成の他の例
を第８図に示す。すなわち、第８図示の構成例に
おいては、第７図示の構成例における垂直および
水平の各相関検出回路５および９を、隣接する画
素間における信号レベルの差の絶対値の和により
相関を表わすために、各２個の引算器２４，２５
および３２，３３、各２個の絶対値器２６，２７
および３４，３５、並びに各１個の加算器２８お
よび３６によりそれぞれ構成するとともに、垂
直・水平両方向の各内挿色信号は垂直内挿回路３
９および水平内挿回路４０によつてそれぞれ形成
するように略記してある。

さらに、第８図示の構成例においては、水平相
対相関信号HRCのみを内挿色信号レベルの制御
に適用するようにして回路構成を簡略化してあ
る。すなわち、かかる水平相対相関信号HRCの
みによる内挿色信号レベルの制御を考慮して、内
挿色信号形成用回路構成としては、入力色信号か
ら垂直・水平各内挿回路３９，４０により垂直・
水平各内挿色信号を形成したうえで、両内挿色信
号の差を引算器４１により形成し、その差分内挿
色信号を掛算器４２に導き、割算器３８からの水
平相対相関信号HRCにより掛算して信号レベル
を制御した後に、加算器４３に導いて、水平内挿
回路４０からの水平方向内挿色信号と加算合成
し、所要の内挿色信号として出力端子２３から取
出すようにしてある。

なお、輝度信号の相関が水平方向と垂直方向と
において等しい場合には、第４図に示したように
水平、垂直両方向ともに隣接画素信号を1/4レベ
ルずつ合成する形態の通常の帯域制限フイルタを
内挿用フイルタとして用いたのと同一態様にて色
信号の内挿を行なうことになり、前述したよう
に、折返し歪みによる妨害信号成分の発生を防止
する必要がある。したがつて、送信側に設けるア
ンテイ・エアライジングフイルタ、すなわち、折
返し歪み発生防止用波器の遮断周波数領域も、
輝度信号の垂直相関および水平相関の程度に応じ
て変化させる必要がある。

上述のように波器遮断周波数領域を垂直・水
平相関の程度に応じて変化させるには、例えば、
垂直相関、あるいは、水平相関の強度が１に近い
程、第３図に示した遮断周波数特性を有するフイ
ルタの波出力信号の混合比率を増大させ、相関
の強度が１から距るに従つて全域通過型フイルタ
の波出力信号の混合比率を増大させるように構
成したアンテイ・エアライジングフイルタを用い
るようにする。

なお、以上の説明においては、説明の便宜上、
第５図あるいは第６図に示したような簡単な態様
の画素信号合成を行なう内挿用フイルタを用いる
ことにしたが、さらに精度のよい信号内挿を行な
うには、縦続接続して内挿用トランスバーサルフ
イルタを構成する遅延素子数、したがつて、遅延
素子中間接続点の個数が多く、多段階の遅延画素
信号の合成を行ない得るようにした内挿用フイル
タを使用する必要がある。

なお、第７図示の構成例と第８図示の構成例と
では、垂直・水平各相関値として、画素間信号レ
ベル差の絶対値につき、その逆数をとるか否かに
よる構成の差異があり、第８図示の構成例におい
ては、相関値として画素間信号レベル差絶対値に
つきその逆数を求める替わり、相対相関値の大き
さに応じていずれの波出力信号を多く用いるか
の関係を決める構成を逆にしてある。

効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、サブサンプル伝送を行なつたカラー画像信号
について、輝度信号に対すると同様に、色信号に
ついても画素信号の内挿による補間再生を行なう
にあたり、内挿色信号に対し、輝度信号に比較し
て過大な量の情報を割当てることなく、高品質の
色信号内挿補間を行なつて、高品位のカラー画像
信号再生を達成し得るという格別の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー画像信号における信号エネルギ
周波数分布特性と輝度・色各信号フイルタ特性と
の関係を示す特性曲線図、第２図は画像信号サブ
サンプルパターンの例を模式的に示す線図、第３
図は画像信号帯域制限フイルタの伝送領域の例を
示す特性曲線図、第４図は内挿フイルタによる画
素信号合成の態様の例を模式的に示す線図、第５
図は同じくその画素信号合成の態様の他の例を模
式的に示す線図、第６図は同じくその画素信号合
成の態様のさらに他の例を模式的に示す線図、第
７図は本発明方式による色信号内挿回路装置の構
成例を示すブロツク線図、第８図は同じくその色
信号内挿回路装置の他の構成例を示すブロツク線
図である。 １，２……入力端子、３，４，１３，１４……
1H遅延線、５，９……相関検出回路、６，７，
８，１６，１７，２０，２９，３０，３１……１
ビツト遅延回路、１０，２２，２８，３６，３
７，４３……加算器、１１，１２，３８……割算
器、１５，１８……内挿用フイルタ、１９，２
１，４２……掛算器、２３……出力端子、２４，
２５，３２，３３，４１……引算器、２６，２
７，３４，３５……絶対値器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ サブサンプル伝送したカラー画像信号中の色
   信号について同一フレーム内における水平方向お
   よび垂直方向の内挿信号をそれぞれ形成するとと
   もに、前記カラー画像信号中の輝度信号について
   検出した水平方向および垂直方向の相対相関値に
   基づいて前記水平方向および垂直方向の内挿信号
   の信号レベルをそれぞれ設定したうえでそれらの
   内挿信号を合成して前記カラー画像信号に内挿す
   るようにしたことを特徴とする色信号内挿方式。