JPH04240991A - 動き適応3次元y/c分離回路 - Google Patents

動き適応3次元y/c分離回路

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JPH04240991A
JPH04240991A JP797491A JP797491A JPH04240991A JP H04240991 A JPH04240991 A JP H04240991A JP 797491 A JP797491 A JP 797491A JP 797491 A JP797491 A JP 797491A JP H04240991 A JPH04240991 A JP H04240991A
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JP
Japan
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signal
circuit
frame
moving
motion
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JP797491A
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Inventor
Seiichi Tanaka
誠一 田中
Masahiko Motai
正彦 馬渡
Takashi Koga
古賀 隆史
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、動き適応形の輝度信
号と色信号を分離するY/C分離回路における、動き適
応3次元Y/C分離回路に関する。
【0002】
【従来の技術】Y/C分離性能を向上させることを目的
として、動き適応形の3次元Y/C分離回路が、TV、
VTR等に搭載され始めている。これは基本的には入力
の複合映像信号の動きをフレーム差分値の大小で検出し
て、動画であると検出した部分(動画部分)はライン相
関を利用してY/C分離し、静画であると判定した部分
(静画部分)はフレーム相関を利用してY/C分離する
ものである。このような技術は、例えば、1989年の
TV学会の全国大会でLSIの開発が報告されている(
宮崎  他:「3次元YC処理LSIの開発」、P21
5〜p216)。以下に従来の3次元Y/C分離回路が
動作を行う場合の上記の従来例を、図4の基本構成を示
すブロック図を参照しながら示す。
【0003】入力されたアナログの複合映像信号は、A
/D変換器101に供給される。A/D変換器101は
、アナログの複合映像信号をディジタル信号に変換して
動画用Y/C分離回路102および1水平走査期間遅延
回路103(以下1H遅延回路103と記す)に出力す
る。1H遅延回路103は、ディジタル化された複合映
像信号を1水平走査期間遅延させて動画用Y/C分離回
路102、1H遅延回路104、1フレーム遅延回路1
05、静画用Y/C分離回路107、動き検出回路10
8、減算器111に出力する。1H遅延回路104は、
1H遅延回路103で遅延された信号をさらに1水平走
査期間遅延させて動画用Y/C分離回路102に出力す
る。
【0004】動画用Y/C分離回路102は、A/D変
換器101、1H遅延回路103および104からの信
号を用いて、3ラインの信号の垂直相関を利用して垂直
高域成分を抽出し帯域通過フィルタ110(以下BPF
110と記す)に出力する。BPF110は抽出された
垂直高域成分から色副搬送波帯域の成分を分離して、動
画時の色信号である動画Cを減算器111、混合回路1
12に出力する。減算器111は1H遅延回路103か
らの信号から、BPF110の出力信号である動画Cの
信号を減算することにより動画時の輝度信号である動画
Yを分離して混合回路113に出力する。
【0005】1フレーム遅延回路105は、1H遅延回
路103からの信号をさらに1フレーム遅延させて1フ
レーム遅延回路106、静画用Y/C分離回路107、
動き検出回路108に出力する。1フレーム遅延回路1
06は、1フレーム遅延回路105からの信号をさらに
1フレーム遅延させ動き検出回路108に出力する。
【0006】静画用Y/C分離回路107は1H遅延回
路103からの信号および1フレーム遅延回路105か
らの信号の実質的な加算により静画時の輝度信号である
静画Yを分離し混合回路113に出力するとともに、前
記2つの信号の実質的な減算により色信号成分(フレー
ム非相関成分)を分離しBPF109に出力する。BP
F109は、この色信号成分を帯域制限させた静画時の
色信号である静画Cを混合回路112に出力する。
【0007】動き検出回路108は、1H遅延回路10
3からの信号と1フレーム遅延回路105からの信号お
よび1フレーム遅延回路106からの信号が入力され、
1H遅延回路103および1フレーム遅延回路105か
らの1フレーム間の差分値に基ずいて検出した動き信号
と、1フレーム遅延回路105および1フレーム遅延回
路106からの1フレーム間の差分値に基ずいて検出し
た動き信号のうち、動きの大きいことを示す信号を選択
し、動き信号として混合回路112および113に出力
する。
【0008】混合回路113は動画Yと静画Yを動き信
号に応じた比率で混合し、Y/C分離されたY信号とし
てD/A変換器115に出力する。D/A変換器115
はディジタルのY信号をアナログのY信号に変換して出
力する。そして混合回路112は動画Cと静画Cを動き
信号に応じた比率で混合し、Y/C分離されたC信号と
してD/A変換器114に出力する。D/A変換器11
4はディジタルのC信号をアナログのC信号に変換して
出力する。次に上記のように構成されたY/C分離装置
の動作を説明する。
【0009】A/D変換器101に入力された複合映像
信号はディジタルの複合映像信号に変換され動画用Y/
C分離装置116と静画用Y/C分離装置117に出力
する。この信号を動画用Y/C分離装置116はライン
相関を利用してディジタルの動画Y信号および動画C信
号に分離し、それぞれ混合回路113および混合回路1
12に出力する。また静画用Y/C分離装置117はデ
ィジタルの複合映像信号をフレーム相関を利用してディ
ジタルの静画Y信号および静画C信号に分離し、それぞ
れ混合回路113および混合回路112に出力する。
【0010】動き検出回路108は1フレーム遅延回路
105の複合映像信号と、この前後1フレームの複合映
像信号から、動画と静画の比率により動き信号を混合回
路112および混合回路113に出力する。動画Yと静
画Yは混合回路113により動き信号に応じた比率で混
合されD/A変換器115でアナログのY信号に変換さ
れ出力される。動画Cと静画Cは混合回路112により
動き信号に応じた比率で混合されD/A変換器114で
アナログのC信号に変換され出力される。
【0011】ここで問題となるのはフレーム遅延手段と
してのフレームメモリの容量である。通常このフレーム
遅延手段として1Mビットのメモリが数個用いられる。 メモリの低価格化が進んでいるとはいえ、まだまだ高価
でありコストに占めるメモリの割合が高く、動き適応3
次元Y/C分離回路は従来のラインクシ形フィルタのY
/C分離回路に比べ、大幅なコストアップの原因となる
。また、基板の実装面積の増大・消費電力の増大などに
もなる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の動き
適応3次元Y/C分離回路は、ラインクシ形フィルタの
Y/C分離回路に比べ、フレーム遅延手段としてのメモ
リが高価であり大幅なコストアップとなり、また、基板
の実装面積・消費電力なども増大するという問題があっ
た。
【0013】この発明は上記のような従来技術の欠点を
除去し、動き適応3次元Y/C分離回路において、大幅
なコストアップの原因であるフレーム遅延手段としての
メモリ容量が少なくてすみ、かつ動き検出性能の劣化の
ない動き適応3次元Y/C分離回路を提供することを目
的とする。 [発明の構成]
【0014】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明においては、静画時は複合映像信号を色
副搬送波に同期した信号で復調して、Y信号の混ざって
いる2つの色差信号を抽出し、それぞれ帯域制限し、帯
域制限された2つの色差信号をそれぞれ少なくとも1フ
レーム遅延し、フレーム遅延手段の入力の2つの色差信
号とフレーム遅延手段より得られる遅延した2つの色差
信号を演算してY信号成分の除去された2つの色差信号
を得て、Y信号成分の除去された2つの色差信号を色副
搬送波に同期した信号で変調して搬送色信号(静画C信
号)を得るとともに、複合映像信号より静画Cを実質的
に減算して、静画Cの除去された輝度信号(静画Y信号
)を分離するようにした動き適応3次元Y/C分離回路
を提供する。
【0015】また、複合映像信号を帯域制限して低域成
分を抽出し、帯域制限された低域成分を少なくとも1フ
レーム遅延し、フレーム遅延手段の入力の低域成分とフ
レーム遅延手段より得られる遅延した低域成分を演算し
て動きを検出するようにした動き適応3次元Y/C分離
回路を提供する。
【0016】
【作用】このように構成されたものにおいては、複合映
像信号のうちY信号とC信号が周波数多重されている周
波数帯域を復調し、この復調信号に対してフレーム間の
演算によるY/C分離処理をして得られた復調色信号を
変調し、搬送色信号に戻している。
【0017】フレーム間の演算のために必要なフレーム
遅延手段としてのメモリには、Y信号とC信号が周波数
多重されている周波数帯域の信号を記憶させればいいの
で、複合映像信号全体の周波数帯域とY信号とC信号が
周波数多重されている周波数帯域との比率分だけ、実際
にはこの周波数の帯域の信号を歪み無く通すのに必要な
サンプリングクロックの周波数の比率分だけメモリ容量
を削減できる。
【0018】Y信号とC信号が周波数多重されている周
波数帯域の信号では、色副搬送波の位相がフレーム毎に
反転しているので、2フレーム間の差分値を求めなけれ
ば動きを検出できないため速い動きを検出できない。し
かし上記構成ではY信号とC信号が周波数多重されてい
ないY信号の低域成分で動きを検出するので1フレーム
毎の速い動きの検出も可能であり、動き検出性能の劣化
もない。
【0019】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図1から
図3を参照して詳細に説明する。 第1の実施例 図1は、この発明に係わる第1の実施例を示すブロック
図である。
【0020】入力端1より入力された複合映像信号は、
A/D変換器2に供給される。A/D変換器2は複合映
像信号をディジタル信号に変換して動画用Y/C分離回
路3および1H遅延回路4に出力する。1H遅延回路4
は、A/D変換器2からのディジタル信号を1H遅延さ
せて動画用Y/C分離回路3、1H遅延回路5、低域通
過フィルタ7(以下LPF7と記す)、復調回路13、
減算器32および33に出力する。 以下動画信号の発生部について説明する。
【0021】1H遅延回路5は1H遅延回路4からの複
合映像信号をさらに1H遅延させて動画用Y/C分離回
路3に出力する。動画用Y/C分離回路3はA/D変換
器2からの信号と1H遅延回路4および5からの信号を
用いて、3ラインの信号の垂直相関を利用した演算をし
て垂直高域成分を抽出してBPF6に出力する。BPF
6は色副搬送波帯域の成分をとりだして、動画時の色信
号である動画C信号を混合回路12および減算器33に
出力する。減算器33は1H遅延回路4からの複合映像
信号から、BPF6の出力信号である動画C信号を減算
し、動画時の輝度信号である動画Y信号を混合回路36
に出力する。以下静画信号の発生部について説明する。
【0022】復調回路13は1H遅延回路4からの信号
を色副搬送波に同期した信号で直交する2つの色差軸で
復調して、Y信号の周波数多重されたままの2つの色差
信号をLPF14および15に出力する。LPF14は
色差信号を帯域制限して間引き回路39に出力する。間
引き回路39は帯域制限された色差信号を間引きしてフ
レームメモリ16および加算器17に出力する。
【0023】上記の帯域制限してから間引かれた2つの
色差信号は入力の複合映像信号よりも帯域が狭いので、
フレームメモリ16はこの分だけサンプリングクロック
周波数を低くし、1フレーム遅延させて加算器17に出
力する。加算器17は間引き回路39からの信号と、こ
れが1フレーム遅れたフレームメモリ16からのフレー
ム相関のある信号を加算して得られたY信号の除去され
た色差信号を補間フィルタ18に出力する。補間フィル
タ18は間引かれたデータを補間し、元のサンプリング
クロック周波数にして変調回路22に出力する。
【0024】そして復調回路13と変調回路22の間に
、LPF14とLPF15、間引き回路39と間引き回
路40、フレームメモリ16とフレームメモリ19、加
算器17と加算器20、補間フィルタ18と補間フィル
タ21がそれぞれ対応しているもう一つの回路が上記と
同様に接続されいて、もう一つの色差信号が処理される
【0025】変調回路22は、入力された2つの色差信
号を色副搬送波に同期した直交する2つの信号により直
交変調して搬送色信号に戻しBPF23に出力する。B
PF23は入力された搬送色信号を帯域制限し、静画時
の色信号である静画C信号を混合回路12および減算器
32に出力する。減算器32は1H遅延回路4からの複
合映像信号から静画C信号を減算し、静画C信号の除去
された静画時の輝度信号である静画Y信号を混合回路3
6に出力する。以下動き検出動作部について説明する。
【0026】LPF7は1H遅延回路4からの信号を帯
域制限してY信号とC信号が周波数多重されていない低
域成分を間引き回路8に出力する。間引き回路8は、L
PF7からの、帯域が狭い複合映像信号のデータを間引
いてサンプリングクロック周波数を低くした信号をフレ
ームメモリ9および減算器10に出力する。フレームメ
モリ9は間引かれた信号を1フレーム遅延させて減算器
10に出力する。減算器10はこの入力された2つの信
号の差である1フレーム間の差分値を動き検出回路11
に出力する。この1フレーム間の差分値はノイズの影響
を無視すると完全な静止画では零で動画では有限の値を
とり、動きが大きいほど1フレームの差分値も大きくな
る。
【0027】動き検出回路11は減算器10から得られ
る1フレーム間の差分信号を動き検出信号K(動き検出
信号Kの値は0以上1以下であり、完全静止画でK=0
,完全動画でK=1)に変換して混合回路12および3
6に出力する。以下動画Y信号および静画Y信号、そし
て動画C信号および静画C信号の処理部について説明す
る。
【0028】混合回路36は動画Y信号および静画Y信
号を動き検出信号に応じてそれぞれKと(1−K)の比
率で混合しD/A変換器38へ出力する。D/A変換器
38はディジタルのY信号をアナログのY信号に変換し
て出力する。混合回路12は動画C信号および静画C信
号を動き検出信号に応じてそれぞれKと(1−K)の比
率で混合しD/A変換器37へ出力する。D/A変換器
37はディジタルのC信号をアナログのC信号に変換し
て出力する。次にこのように構成された動き適応3次元
Y/C分離回路の動作について説明する。
【0029】A/D変換器2に入力されたアナログの複
合映像信号はディジタル信号に変換され、上記動画信号
発生部および静画信号発生部により、それぞれ動画Y信
号および動画C信号、復調して分離された静画Y信号お
よび静画C信号、そして動き検出動作部によりY信号の
低域成分から動き検出信号Kが抽出される。混合回路3
6および12は動き検出信号Kにより動画Y信号および
静画Y信号、動画C信号および静画C信号をそれぞれD
/A変換器38および37に出力し、それぞれアナログ
のY信号およびC信号に変換される。 第2の実施例 図2は、この発明に係わる第2の実施例を示すブロック
図であり、第1の実施例と重複するところは同一番号を
付して説明は省略する。
【0030】動画用Y/C分離回路3の出力は混合回路
12に入力されている。1H遅延回路4の出力は減算器
35に入力されている。動き検出回路11の出力である
動き検出信号Kは混合回路12に入力されている。変調
回路22の出力は混合回路12に入力されている。混合
回路12は動画用Y/C分離回路3および変調回路22
からの、それぞれ動画用および静画用の色信号を動き検
出信号Kによって混合しBPF34に出力する。BPF
34は混合された色信号を帯域制限してC信号をD/A
変換器37および減算器35に出力する。減算器35は
1H遅延回路4の出力信号からBPF34の出力信号を
減算してD/A変換器38に出力する。D/A変換器3
8は減算器35からのディジタルの輝度信号をアナログ
の輝度信号に変換して出力する。D/A変換器37はB
PF34からのディジタルの色信号をアナログの色信号
に変換して出力する。
【0031】この実施例では、第1の実施例の動画C信
号用のBPF6および23を1つにまとめてBPF34
として混合回路12の後方に入れており、BPF34の
出力D/A変換器37でアナログ信号に変換してY/C
分離したC信号として出力する。また、動画Y信号分離
用の減算器33と静画Y信号分離用の減算器32を減算
器35として1つにまとめられており、BPF34で帯
域制限されて取り出されたC信号を、1H遅延回路4か
らの複合映像信号から減算器35で実質的に減算してC
信号の除去されたY信号を分離して、D/A変換器38
でアナログ信号に変換してY/C分離されたY信号とし
て出力する。
【0032】これによってY信号用の混合回路36を削
除するとともに、Y信号分離用の減算器とC信号用のB
PFをそれぞれ1つにまとめて、回路規模を削減してい
る。 第3の実施例 図3は、この発明に係わる第3の実施例を示すブロック
図であり、第2の実施例と重複するところは同一番号を
付して説明は省略する。
【0033】間引き回路39の出力信号は、フレームメ
モリ24と加算器25および減算器27に入力されてい
る。フレームメモリ24は間引き回路39から入力され
た信号を1フレーム遅延させて加算器25およびフレー
ムメモリ26に出力する。加算器25は間引き回路39
およびフレームメモリ24から入力された信号を加算し
て補間フィルタ18に出力する。フレームメモリ26は
フレームメモリ24から入力された信号をさらに1フレ
ーム遅延させて減算器27に出力する。減算器27は間
引き回路39から入力された信号から、この信号がフレ
ームメモリ24および26により2フレーム遅延された
信号を減算して2フレーム間の差分値を動き検出回路1
1に出力する。
【0034】そして間引き回路39と補間フィルタ18
の間と同様にして、間引き回路40と補間フィルタ21
の間に、フレームメモリ24とフレームメモリ28、フ
レームメモリ26とフレームメモリ30、加算器25と
加算器29、減算器27と減算器31とがそれぞれ対応
したもう1つの回路が上記と同様に接続されいて、もう
一つの色差信号が処理される。
【0035】この実施例と第1及び第2の実施例との違
いは動きの検出方法である。第1及び第2の実施例では
、複合映像信号の低域成分すなわちY信号の低域成分の
1フレーム間の差分値に基ずいて動きを検出していた。 これによって速い動きも検出できる。この動きの検出方
法でも普通の画面ではほとんど問題ないが、低域成分と
色信号帯域成分すなわちY信号とC信号の動きが異なる
場合には問題となる。そこで第3の実施例では、復調し
た色差信号の2フレーム間の差分値を求めることで色信
号帯域成分の動きも検出している。他は第2の実施例と
同じであるので、動きの検出についてのみ説明する。
【0036】フレームメモリ24および28の出力をフ
レームメモリ26および30でそれぞれさらに1フレー
ムだけ遅延することで、2フレーム遅延した2つの色差
信号が得られる。そして減算器27および31は2つの
色差信号の2フレーム間の差分値をそれぞれ求めて動き
検出回路11に出力する。
【0037】復調の過程で色差信号はフレーム相関を持
ち、逆にY信号の位相がフレーム毎に反転することにな
るので、復調した信号の1フレーム間の差分値では動き
を検出できない(1フレーム間の差分値には色差信号の
動きとY信号の両方が含まれている)が、2フレームで
はY信号の位相が戻るので復調信号は2フレームで相関
を持っており、2フレーム間の差分値で動きを検出でき
る。
【0038】動き検出回路11は、減算器10より得ら
れる1フレーム間の差分信号、減算器27および31よ
り得られる2フレーム間の差分信号をそれぞれ動き検出
信号に変換し、これらの動き検出信号のうち最も動きの
大きいことを示す信号を選択して最終的な動き検出信号
Kとして混合回路12に出力する。
【0039】動き検出回路11で動き側の信号を優先し
ているのは、動き検出の誤りにおいて動きの検出漏れの
方が画面の破綻が大きいからである。静画を動画と誤検
出してもY/C分離性能は劣化するが、それでも従来の
ライン相関を利用したY/C分離の性能は維持される。 しかし、動きの検出漏れで動画を静画と誤ると残像など
で画面の大きな部分が弊害を受け、破綻が大きい。以上
3つの実施例について説明したが、次にこの発明による
メモリ容量の削減効果について説明する。
【0040】処理の容易性、EDTVおよびS−VHS
・VTRなどの信号源の高解像度化などにより、従来例
でも周波数4fsc(fsc:色副搬送波周波数,約3
.58MHz)のクロックを用いている。 従来のメモリ容量は、1データを8ビットとすると1フ
レームでは、 525[本]×910[データ/本]×8[ビット/デ
ータ]=3822000ビット…(1)必要となる。
【0041】同様に、この発明のメモリ容量は、この発
明で復調軸をI軸/Q軸として、I軸の帯域を1.5M
Hz(クロック周波数fsc),Q軸の帯域を0.5M
Hz(クロック周波数1/3fsc),低域成分の帯域
を1MHz(クロック周波数2/3fsc)として、同
じく1データを8ビットとすると、 I軸:525[本]×910[データ/本]×1/4×
8[ビット/データ]=955500ビット…(2)Q
軸:525[本]×910[データ/本]×1/12×
8[ビット/データ]=318500ビット…(3)低
域成分:525[本]×910[データ/本]×1/6
×8[ビット/データ]=318500ビット…(4) となり、合計すると1フレームでは   (2)+(3)+(4)=1911000ビット…
(5)となり必要となる。 従って、この発明で必要なメモリ容量は従来のメモリ容
量と比して、   (5)/(1)=1911000[ビット]/38
22000[ビット]               
 =0.5(50%)…(5)であり、必要なメモリ容
量は従来の半分で済む。
【0042】また、動き適応3次元Y/C分離では動き
検出の性能が重要であるが、この発明では低域成分の1
フレーム間の差分値に基ずいて動きを検出するので、速
い動きに対する検出もれという性能劣化もない。
【0043】
【発明の効果】この発明によれば、フレーム遅延手段と
してのメモリには輝度信号の低域成分と色信号しか記憶
しないのでメモリの容量が少なくて済む。そのため動き
適応3次元Y/C分離回路において、大幅なコストアッ
プの原因であるフレーム遅延手段としてのメモリ容量を
少なくすることができる。また、Y信号とC信号が周波
数多重されていないY信号の低域成分で動きを検出する
ので1フレーム毎の速い動きの検出も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係わる動き適応3次元Y/C分離回
路の一実施例のブロック図である。
【図2】この発明に係わる動き適応3次元Y/C分離回
路の他の実施例のブロック図である。
【図3】この発明に係わる動き適応3次元Y/C分離回
路の他の実施例のブロック図である。
【図4】従来の動き適応3次元Y/C分離回路のブロッ
ク図である。
【符号の説明】
3    動画用Y/C分離回路 4,5    1H遅延回路 6,23    BPF 7,14,15    LPF 8,39,40    間引き回路 9,16,19    フレームメモリ10,32,3
3    減算器 11    動き検出回路 12,36    混合回路 13    復調回路 17,20    加算器 18,21    補間フィルタ 22    変調回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  入力された複合映像信号から輝度信号
    の低域成分を抽出し間引いた輝度低域信号と1フレーム
    遅延させた前記輝度低域信号との差より動きを検出し、
    動き検出信号を出力する動き検出手段と、入力された複
    合映像信号から第1の色信号を分離して出力する2次元
    Y/C分離手段と、入力された複合映像信号を色副搬送
    波に同期した信号で復調して間引き、この間引いた信号
    および1フレーム遅延させた信号とを演算し、色副搬送
    波に同期した信号で変調して第2の色信号を分離して出
    力する3次元Y/C分離手段と、前記複合映像信号と前
    記2次元Y/C分離手段からの前記第1の色信号と前記
    3次元Y/C分離手段からの前記第2の色信号および前
    記動き検出信号が入力されて所定の演算を行い動きに適
    応した第1の輝度信号および第3の色信号を出力する混
    合手段とを備えたことを特徴とする動き適応3次元Y/
    C分離回路。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5333054A (en) * 1991-12-10 1994-07-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus for reducing noise in a video signal by processing a luminance and chrominance component

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5333054A (en) * 1991-12-10 1994-07-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Apparatus for reducing noise in a video signal by processing a luminance and chrominance component

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