JPH04177994A - 動作適応型のスペクトルフォールディング方法によるvtr画質改善方法及び回路 - Google Patents

動作適応型のスペクトルフォールディング方法によるvtr画質改善方法及び回路

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JPH04177994A
JPH04177994A JP2405269A JP40526990A JPH04177994A JP H04177994 A JPH04177994 A JP H04177994A JP 2405269 A JP2405269 A JP 2405269A JP 40526990 A JP40526990 A JP 40526990A JP H04177994 A JPH04177994 A JP H04177994A
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N9/797Processing of colour television signals in connection with recording for recording the signal in a plurality of channels, the bandwidth of each channel being less than the bandwidth of the signal
    • H04N9/7976Processing of colour television signals in connection with recording for recording the signal in a plurality of channels, the bandwidth of each channel being less than the bandwidth of the signal by spectrum folding of the high frequency components of the luminance signal
    • HELECTRICITY
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    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/76Television signal recording
    • H04N5/91Television signal processing therefor
    • H04N5/92Transformation of the television signal for recording, e.g. modulation, frequency changing; Inverse transformation for playback

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】
[0001]
【産業上の利用分野】
本発明はVTRシステムにおける信号処理方法に関する
もので、特にカメラ等の信号源から得た信号を動作適応
型の周波数スペクトルフォールディング方法によって帯
域圧縮して録画し、再生時には動作適応型の周波数スペ
クトルアンフォールディング方法に対して再び原の信号
(以下、原信号という)によって復旧しうる動作適応型
のスペクトルフォールディング(折りたたみ)方式によ
るVTR画質改善の方法及び回路に関するものである。 [0002]
【従来の技術】
従来の家庭用VTRの場合、再生録画ヘッドやテープの
性能上録画可能な限界があるので、再生画面の輝度信号
の解像度が低下される短所があった。 [0003]
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の目的はカメラ等の信号源から得た
信号を動作適応型の周波数スペクトルフォールディング
方法によって帯域徘縮して録画し、再生時には動作適応
型の周波数スペクトルアンフォールディング方法によっ
て原信号によって復旧することによって既存の録画帯域
幅によっても輝度信号の解像度を大幅向上させて画質を
改善しうる回路及び方法を提供することにある。 [0004] 本発明の他の目的は録画時に既存VTRによって再生可
能して互換性を維持しつる方法を提供することにある。 [0005] 上記目的を遂行するための本発明は入力された映像信号
をY/C分離回路から輝度信号と色信号とに分離し、そ
の分離された上記輝度信号を動作適応のブリフィルタリ
ング回路によってフィルタリングし、フォールディング
キャリア周波数
【数3】 f′s=ライン周波数、fp=フレーム周波数、n、p
は定数)によってサンプリングすることによって周波数
スペクトルをフォールディングし、第1低域通過フィル
ターを通過させて高域成分を除去してFM変調器によっ
て変調後にY/C分離器、カラーアンダー記録処理回路
及び第2低域通過フィルターを通じて出しな変調された
色信号は合わせてテープに記録し、再生時に再生された
RF倍信号高域通過フィルターを通過させた後にFM復
調器によって復調した後にアンフォールディングキャリ
ア周波数 [0006]
【数4】 f′s=ライン周波数、fp=フレーム周波数、n、p
は定数)によってサンプリングすることによって周波数
スペクトルをアンフォールディングし、動作適応型のポ
ストフィルター回路によって不必要な周波数スペクトル
成分を除去した後、その再生されたRF倍信号ら第3低
域通過フィルター及びカラーアンダー再生処理回路を通
過してきた変調された色信号と合わせて再生映像を得る
ように構成したことを特徴とする。 [0007]
【実施例】
以下、本発明に対して添付図面を参照して詳細に説明す
る。 [0008] 図1は一般的なカラーアンダ一方式のVTR録画信号の
周波数スペクトルで、周波数(f)と振幅の関係の特性
図であって、CはクロマAMキャリア帯域であり、Yは
輝度帯域、H3は水平同期信号、BLはブラックレベル
、WLはホワイトレベルである。そして、輝度(Y)帯
域の始まりから水平同期帯域前までが輝度信号の下側波
帯(LLS)であり、水平同期信号帯域(HS )とホ
ワイト帯域(WL)までがFM輝度信号のキャリア周波
数の変位(デビエーション)帯域であり、上記FM輝度
信号のキャリア周波数の変位帯域(FMLC)から輝度
(Y)帯域端までが輝度信号の上側波帯(LUS)であ
る。 [0009] 図2は本発明によるVTR録画信号の処理ブロックダイ
ヤグラム、ビデオ入力端10を通じて複合映像信号から
カラー/輝度を分離するY/C分離器1と、上記Y/C
分離器1で分離された輝度(Y)信号を映像の動作可否
により適応的にフィルタリングする動作適応型のプリフ
ィルター回路3と、上記動作適応型のフリフィルター回
路3で選択された原信号のスペクトル部分をフォールデ
ィングさせるためにフォールディングキャリア信号を発
生するフォールディングキャリア発生器6と、上記フォ
ールディングキャリア発生器6で発生されたキャリアに
より上記動作適応型のプリフィルター゛回路3で選択さ
れて出力されるスペクトル成分をフォールディングする
スペクトルフォールディング回路4と、上記スペクトル
フォールディング回路4で原信号とフォールディング信
号の混合信号を低域通過濾波する第1低域通過フィルタ
ー(LPS)5と、上記第1低域通過フィルター5の出
力をFM変調するFM変調器7と、上記Y/C分離器1
で分離されたクロマ信号を629KHzの周波数帯域に
変換するカラーアンダー記録処理回路8と、上記カラー
アンダー記録処理回路8の出力を低域通過濾波して62
9KHzの変換キャリア周波数帯域だけを発生する第2
低域通過フィルター9と、上記FM変換器7と第2低域
通過フィルター9の出力を加算してテープに記録しよう
とするRF倍信号出力する第1加算器12から構成され
る。 [0010] 図3は本発明によるVTR再生信号の処理ブロックダイ
ヤグラムで、上記テープに記録されたRFビデオ信号を
再生して入力端23に高域濾波によってFM変調された
輝度Y信号を得る高域通過フィルター14と、上記高域
通過フィルター14の出力を復調するFM復調器15と
、再生同期信号の入力によりアンフォールディングキャ
リア周波数を発生するアンフォールディングキャリア発
生器19と、上記アンフォールディングキャリア発生器
19から発生されるキャリア周波数により上記FM復調
器15の出力信号をアンフォールディングして原信号と
フォールディング信号成分に復元するスペクトルアンフ
ォールディング回路17と、上記スペクトルアンフォー
ルディング回路17の出力からフォールディング信号成
分を除去して高域成分を再生する動作適応型のポストフ
ィルター回路18と上記入力端23に入力されるテープ
から再生された信号を低域濾波する第3低域通過フィル
ター20と、上記第3低域通過フィルター20の出力信
号から元来のクロマ信号に変換するカラーアンダー再生
処理回路21と、上記カラーアンダー再生処理回路21
の出力と上記動作適応型のポストフィルター回路18の
出力を加算して再生映像信号を出力する第2加算器22
とから構成される。 [001月 図4は本発明による図22図3の動作適応型のプリフィ
ルター回路3と動作適応型のポストフィルター回路18
の具体的なブロックダイヤグラムで、入力端25の入力
信号をフレーム単位に貯蔵して遅延するフレーム遅延回
路26と、上記入力端25の入力信号を櫛形濾波するラ
イン櫛形フィルター30と、上記入力端25の入力信号
と上記フレーム遅延回路26の出力値を減算処理する減
算器31と、上記フレーム遅延回路26の出力と上記入
力端25の出力を加算する加算器27と、上記減算器3
1の出力を低域通過濾波する低域通過フィルター33と
、上記低域フィルター33の出力を絶対値及び係数変換
によって動画及び静止画による値(K)を出力する絶対
値回路及び係数変換回路34と、上記絶対値回路及び係
数変換回路34の出力により上記ライン櫛形フィルター
30の出力と加算器7の出力を各々利得調節する調節回
路28.32と、上記利得調節回路28,32の出力を
加算する加算器29とから構成される。 [0012] 図5は本発明による図4のライン櫛形フィルター30の
具体的なブロックダイヤグラムで、入力端25の入力信
号を1水平同期期間の間1H遅延回路51で遅延した後
に上記入力信号と1H遅延された信号を加算器52に加
算すると同時に減算器53で減算し、上記減算器53の
出力を低域通過濾波する低域通過フィルター54と、上
記低域通過フィルター54の出力と上記加算器52の出
力を加算する加算器55とから構成される。 [0013] 図6は本発明による動画時の水平−垂直周波数領域及び
垂直−時間周波数領域におけるスペクトルフォーディン
グ後の原信号とフォールディングされた信号の周波数の
占有図である。 [0014] 図7は静止画時の水平−垂直周波数領域及び垂直−時間
周波数領域におけるスペクトルフォールディング後の原
信号とフォールディングされた信号の周波数帯域の占有
図である。 [0015] 本発明の具体的な一実施例を図1−図7を参照して説明
する。図2によりVTR録画信号の処理動作を説明する
と次の通りである。 [0016] 映像信号源から入力端10を通じて複合映像信号が入来
すると、Y/C分離器1によって輝度信号(Y)とクロ
マ信号(C)とに分離される。Y/C分離器1は各種の
方式で具現される。即ち、例を挙げると一番簡単な方式
でLPFを通過するとYを得、BPFを通過するとクロ
マ信号(C)を得る。またはライン櫛形フィルターによ
ってもY/Cの分離が可能である。その分離された上記
Y信号は動作適応型のプリフィルター回路3によって濾
波を行なわれる。即ち、Y信号が動画信号である場合は
図4における現在の入力端25の入力信号と1フレーム
遅延された信号の差信号、即ち減算器31の出力には大
きな信号が発生され、この信号はLPF33を経て絶対
値回路及び係数変換回路34によってに=1値が出力さ
れる。このときの出力端35の出力信号は入力端25の
入力信号をライン櫛形フィルター30と利得調節回路3
2を通じて得る。このときのフィルター選択特性は図6
 (A)、(B)における原信号のスペクトル成分だけ
を通過させ、その外のスペクトル成分を減衰させる。こ
の出力端35の出力信号はフォールディングキャリア発
生器6によって発生されたサンプリング信号でスペクト
ルフォールディング回路4によってスペクトルがフォー
ルディングされる(図6の斜線部分に該当)。したがっ
て、3次元周波数スペクトル上で原信号とフォールディ
ング信号はこのフィルター特性により区分されるので、
再生信号処理時に同一な選択特性をもつフィルターによ
って分離されうる。このように、原信号とフォールディ
ング信号が混合された信号を1次元の第1低域通過フィ
ルター5を通過させると上記低域通過フィルター5の通
過帯域周波数の成分だけが得られ、この成分には原信号
の高域成分がフォールディング信号形態に残る。再び低
域通過フィルター5の出力信号はFM変調器7によって
FM変調されて低域通過フィルター9からきた629K
Hzのキャリア周波数に変換された変調された色信号と
第1加算器12で合わせられてテープに記録される。 [00173 したがって、既存の録画帯域内に水平周波数軸の高域成
分も再生可能になる。 ただし、動画時には原信号の対角線方向の高域周波数成
分がライン櫛形フィルター30によって除去されるので
、原信号に比べて若干の画質低下が発生する。 [0018] 図3により動画時のVTR再生信号の処理動作を説明す
ると、テープからヘッドを通じて得られたRF再生信号
が入力端23を通じて入力されて高域通過フィルター1
4によってFM変調されたY信号だけを得ており、この
信号はFM復調器15によって復調される。上記復調さ
れたY信号は原信号の低域成分とフォールディング信号
の形態に残っている原信号の高域成分とから構成されて
いる。再主同期の入力信号によりアンフォールディング
キャリア発生器19によって発生されたサンプリング信
号は、上記フォールディングキャリア発生器6によって
発生された信号と共にスペクトルアンフォールディング
回路17によってスペクトルがアンフォールディングさ
れて、図6 (A)の原信号子フォールディング信号の
成分が復元される。 [0019] この信号は動作適応型のポストフィルター回路18によ
ってに=1が選択され上記ブリフィルタリングと同一な
選択特性が得られてフォールディング信号成分は除去さ
れ、原信号が高域成分まで再生される。この信号は通常
のVTRカラーアンダー再生処理回路21によって得た
クロマ信号に第2加算器22で加算されて、ビデオ再生
信号が得られる。 [0020] Y信号が静止画である場合には、第4図における現在の
入力端25の信号とフレーム遅延された信号の差信号、
即ち減算器31の出力には信号が発生せず、低域通過フ
ィルター33と絶対値回路及び係数変換回路34によっ
てに=0が選択される。 [0021] したがって、このときの出力端35の出力信号は入力端
25の入力信号と1フレーム遅延された信号が加算器2
7によって合わせられて利得調節回路28を経て出力さ
れる。この場合にフィルターの選択特性は図7 (A)
、  (B)における原信号スペクトル成分だけを通過
させ、その外の周波数成分は減衰される。この出力端3
5の出力は上記静止画と同様にフォールディングキャリ
ア発生器6によって発生されたサンプリング信号でスペ
クトルフォールディング回路4によってスペクトルがフ
ォールディングされる(図7の斜線部分に該当)。 [0022] したがって、3次元周波数スペクトル上における原信号
とフォールディング信号はこのフィルター特性により区
分されるので、再生信号処理時に同一の選択特性をもつ
フィルターによって分離されうる。 [0023] このように、原信号はフォールディング信号が混合され
た信号を1次元の第1低域通過フィルター5を通過させ
ると低域通過フィルター5の通過帯域周波数の成分だけ
が得られ、この成分には原信号の高域成分がフォールデ
ィング信号の形態に残る。再びLPF5の出力信号はF
M変調器7によってFM変調されてLPF9からきた6
29KHzのキャリア周波数に変換された変調された色
信号と第1加算器12で合わせられてテープに記録され
る。したがって、既存の録画帯域内に水平周波数の高域
成分も再生可能になる。このように、静止画信号の場合
は原信号の全体帯域が損失なしに復旧されて高解像度の
信号を録画再生しうる。図3により静止画時のVTR再
生信号の処理動作を説明するとテープからヘッドを通じ
て得られたRF再生信号が入力23を経てHPF14に
よってFM変調されたY信号を分離し、この信号はFM
復調器15によって復調される。この復調されたY信号
は原信号の低域成分とフォールディング信号の形態に残
っている原信号の高域成分で構成されている。そして、
アンフォールディングキャリア発生器19によって発生
されたサンプリング信号は前記フォールディングキャリ
ア発生器6によって発生された信号は同一であり、スペ
クトルアンフォールディング回路17によってスペクト
ルがアンフォールディングされて図7 (A)、  (
B)の原信号子フォールディング信号成分が復旧される
。この信号は動作適応型のポストフィルター回路18に
よってに=0が選択され、前記ブリフィルタリングと同
一な選択特性が得られてフォールディング信号の成分は
除去され、原信号が高域成分まで再生される。この信号
は通常のVTRカラーアンダー再生処理回路21によっ
て得られたクロマ信号と合わせられてビデオ再生信号と
して得られる。以上のような方法で録画及び再生信号を
処理すると動画であるか静止画であるかにより適切なプ
リフィルター及びポストフィルタリングされたフィルタ
ー特性が選択されて分離されることによって元来の映像
信号を充実に再生しうる。 [0024] 以上の本発明の趣旨を外れないで、当業者なら動作適応
型のブリフィルタリング及びポストフィルタリングのフ
レーム櫛形フィルターやライン櫛形フィルターは差数を
高めてより特性が良好な回路フィルター回路を構成しう
る。 [0025]
【発明の効果】
上述のように、カメラ等の信号源から得られた信号を動
作適応型の周波数スペクトルフォールディング方法によ
って帯域圧縮して録画し、その再生時には動作適応型の
周波数スペクトルアンフォールディング方法によって再
び原信号に復元することによって既存の録画帯域幅をも
っても輝度信号の解像度を大幅向上させて画質を改善す
るものである。また、この方法で録画しても既存のVT
Rによって再生可能して互換性が維持される長所がある
【図面の簡単な説明】
【図1】 既存のカラーアンダ一方式のVTR録画信号の周波数ス
ペクトル図である。
【図2】 本発明によるVTR録画信号の処理ブロックダイヤグラ
ムである。
【図3】 本発明によるVTR再生信号の処理ブロックダイヤグラ
ムである。
【図4】 本発明によるVTR録画信号の処理及び再生信号の処理
系統における動作適応型のブリフィルタリング及びポス
トフィルタリング具体的な実施例のブロックダイヤグラ
ムである。
【図5】 本発明による第4図のライン櫛形フィルター30の具体
的なダイヤグラムである。
【図6】 本発明によるVTR録画信号を処理する場合の動画時の
水平−垂直周波数領域及び垂直−時間周波数におけるス
ペクトルフォールディング後の原信号とフォールディン
グされた信号の周波数帯域の占有図である。
【図7】 本発明によりVTR録画信号を処理する場合の静止画時
の水平−垂直周波数領域及び垂直−時間周波数領域にお
けるスペクトルフォールディング後の原信号とフォール
ディングされた信号の周波数帯域の占有図である。 I  Y/C分離器 3 動作適応型プリフィルター回路 4 スペクトルフォールディング回路 5.9,20,33.54  低域通過フィルター6 
フォールディングキャリア発生器 7  FM変調器 8 カラーアンダー記録処理回路 23゜ 28゜ 31゜ ビデオ入力端 22.29,52.55  加算器 高域通過フィルター FM復調器 スペクトルアンフォールディング回路 動作適応型ポストフィルター回路 アンフォールディングキャリア発生器 カラーアンダー再生処理回路 25 入力端 フレーム遅延回路 32 利得調節回路 ライン櫛形フィルター 53 減算器 絶対値回路及び係数変換回路 1H遅延回路
【書類名】
図面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】 )免的Q CA)
【図7】 fV

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力された映像信号をY/C分離回路から
    輝度信号と色信号に分離し、その分離された上記輝度信
    号を動作適応型のプリフィルター回路によって濾波し、
    フォールディングキャリア周波数【数1】 fs=(2n+1/2)fR=(2P+1/2)fp(
    但し、fR=ライン周波数、fp=フレーム周波数、n
    、pは定数)によってサンプリングすることによって周
    波数スペクトルをフォールディングし、低域通過フィル
    ターを通過させて高域成分を除去してFM変調器によっ
    て変調後にY/C分離器、カラーアンダー記録処理回路
    及び低域通過フィルターを通じてきた変調された色信号
    と合わせてテープに記録し、再生時に再生されたRF信
    号を高域通過フィルターを通過させた後にFM復調器に
    よって復調した後にアンフォールディングキャリア周波
    数 【数2】 f′s=(2n+1/2)fh=(2P+1/2)fp
    (但し、fh=ライン周波数、fp=フレーム周波数、
    n、pは定数)によってサンプリングして周波数スペク
    トルをアンフォールディングし、動作適応型のポストフ
    ィルタリングによって不必要な周波数スペクトルの成分
    を除去した後に再生されたRF信号から低域通過フィル
    ター及びカラーアンダー再生処理回路を通過してきた変
    調された色信号と合わせて再生映像信号を得るようにし
    たことを特徴とする動作適応型スペクトルフォールデイ
    ング方法によるVTR画質改善方法。
  2. 【請求項2】ビデオ入力端10を通じて複合映像信号か
    らカラー/輝度を分離するY/C分離器1と、 上記Y/C分離器1で分離された輝度(Y)信号の映像
    の動作可否により適応的に濾波する動作適応型のプリフ
    ィルター回路3と、上記動作適応型のプリフィルター回
    路3で選択された原信号のスペトクル部分をフォールデ
    ィングさせるためにフォールディングキャリア信号を発
    生するフォールディングキャリア発生器6と、 上記フォールディングキャリア発生器6で発生されたキ
    ャリアサンプリング周波数により上記動作型適応型のプ
    リフィルター回路3で選択されて出力するスペクトル成
    分をフォールディングするスペクトルフォールディング
    回路4と、上記スペクトルフォールディング回路4で原
    信号とフォールディング信号とから構成された混合信号
    を低域通過濾波する第1低域通過フィルター5と、上記
    第1低域通過フィルター5の出力をFM変調させるFM
    変調器7と、上記Y/C分離器1で分離されたクロマ信
    号を629KHzの周波数帯域に変換するカラーアンダ
    ー記録処理回路8と、 上記カラーアンダー記録処理回路8の出力を低域通過濾
    波して629KHzの変換キャリア周波数帯域だけを発
    生する第2低域通過フィルター9と、上記FM変換器7
    と第2低域通過フィルター9の出力を加算してテープに
    記録さるべきRF信号を出力する第1加算器12と、テ
    ープに記録されたRFビデオ信号を再生して入力端23
    に入力して高域濾波によってFM変調された輝度Y信号
    を得る高域通過フィルター14と、上記高域通過フィル
    ター14の出力を復調するFM復調器15と、再生同期
    信号の入力によりアンフォールディングキャリアサンプ
    リング周波数を発生するアンフォールディングキャリア
    発生器19と、上記アンフォールディングキャリア発生
    器19で発生されるサンプリング周波数により上記FM
    復調器15の出力信号をアンフォールディングして原信
    号とフォールディング信号の成分に復元するスペクトル
    アンフォールディング回路17と、 上記スペクトルフォールディング回路17の出力からフ
    ォールディング信号成分を除去し、高域成分を再生する
    動作適応型のポストフィルター回路18と、上記入力端
    23に入力されるテープから再生された信号を低域濾波
    する第3低域通過フィルター20と、 上記第3低域通過フィルター20の出力信号から元来の
    クロマ信号に変換するカラーアンダー再生処理回路21
    と、 上記カラーアンダー再生処理回路21の出力と上記動作
    適応型のポストフィルター回路18の出力を加算して再
    生映像信号を出力する第2加算器22とから構成される
    ことを特徴とする動作適応型スペクトルフォールディン
    グ方法によるVTR画質改善回路。
  3. 【請求項3】入力端25の入力データをフレーム単位に
    貯蔵して遅延するフレーム遅延回路26と、 上記入力端25の入力信号を櫛形濾波するライン櫛形フ
    ィルター30と、上記入力端25の入力信号と上記フレ
    ーム遅延回路26の出力値を減算処理する減算器31と
    、 上記フレーム遅延回路26の出力と上記入力端25の出
    力を加算する加算器27と、 上記減算器31の出力を低域通過濾波する低域通過フィ
    ルター33と、上記低域通過フィルター33の出力を絶
    対値及び係数変換によって動画及び静止画による値(K
    )を出力する絶対値回路及び係数変換回路34と、上記
    絶対値回路及び係数変換回路34の出力により上記ライ
    ン櫛型フィルター30の出力と加算器7の出力を各々利
    得調節する利得調節回路28、32と、上記利得回路2
    8、32の出力を加算する加算器29とから構成される
    ことを特徴とする請求項1に記載の動作適応型スペクト
    ルフォールディング方法によるVTR画質改善回路。
  4. 【請求項4】前記ライン櫛形フィルター30が入力端2
    5の入力信号を1水平同期期間の間1H遅延回路51で
    遅延した後に上記入力信号と1H遅延された信号を加算
    器52に加算すると同時に減算器53で減算し、上記減
    算器53の出力を低域通過濾波する低域通過フィルター
    54と、上記低域通過フィルター54の出力と上記加算
    器52の出力を加算器55とから構成されることを特徴
    とする請求項2に記載の動作適応型のスペクトルフォー
    ルディング方法によるVTR画質改善回路。
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