JPH04286497A - 色差信号復調回路 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｒ−ＹとＢ−Ｙの２つ
の色差信号が、線順次で且つフィールド間オフセットサ
ブサンプリングされて送信されるサブサンプル映像信号
の色差信号復調回路に関する。

【０００２】具体的には、Ｒ−ＹとＢ−Ｙの２つの色差
信号が、線順次で且つフィールド間オフセット及びフレ
ーム・ライン間オフセットサブサンプリングされて送信
されるＭＵＳＥ信号の色差信号復調回路に関する。特に
、色差信号処理の内、静止画処理に関するフィールド間
内挿技術に関する。

【０００３】

【従来の技術】高品位映像信号を帯域圧縮して放送衛星
を用い伝送する方式として多重サブサンプルエンコード
（ＭＵＳＥ）方式がＮＨＫより提案され、賞用されてい
る。

【０００４】この方式は、衛星放送の単一チャンネル（
帯域幅２７ＭＨｚ）で高品位映像信号であるハイビジョ
ン信号を伝送する為にこのハイビジョン信号を帯域圧縮
エンコーダにより、帯域８．１ＭＨｚの帯域圧縮信号（
ＭＵＳＥ信号）に変換するものである。

【０００５】尚、ＭＵＳＥ方式については、以下の文献
等に紹介されている。

【０００６】（ａ）　　ＮＨＫ技術研究昭和６２年第３
９巻第２号通巻第１７２号、１８（７６）頁〜５３（１
１１）頁、二宮、大塚、和泉、合志、岩館著「ＭＵＳＥ
方式の開発」 （ｂ）　　日経マグロウヒル社発行の雑誌「日経エレク
トロニクス、１９８７年１１月２日号、ＮＯ．４３３」
１８９頁〜２１２頁、二宮著「衛星を使うハイビジョン
放送の伝送方式ＭＵＳＥ」 このＭＵＳＥ信号の受信器の概略を図１に示す。図１に
於いて、（１）はＭＵＳＥ信号の入力端子、（２）はＡ
／Ｄ変換回路、（３）はディエンファシス回路である。

【０００７】（４）は輝度信号静止画処理部、（５）は
輝度信号動画処理部、（６）は色差信号静止画処理部、
（７）は色差信号動画処理部である。

【０００８】（８）、（９）はそれぞれ輝度信号、色差
信号用の混合回路、（１０）は動き検出回路である。混
合回路（８）（９）の混合比率は、この動き検出回路（
１０）により制御される。

【０００９】（１１）は色差信号の線順次同時化回路で
ある。

【００１０】（１２）はマトリクス回路、（１３）はモ
ニタ用ガンマ補正回路、（１４）はＤ／Ａ変換回路、（
１５）はＲ、Ｇ、Ｂ出力端子である。

【００１１】輝度信号静止画処理部（４）及び色差信号
静止画処理部（６）は、時間軸方向の相関を利用して、
フィールド間・フレーム間での内挿処理が行なわれる。 又輝度信号動画処理部（５）及び色差信号動画処理部（
７）では、空間方向の相関性を利用して、フィールドで
の内挿処理が行なわれる。

【００１２】これらの処理部（４）（５）からの静止画
輝度信号及び動画輝度信号は混合回路（８）で動き量に
応じて画素単位で混合される。この動き量は動検出回路
（１０）で求められる。

【００１３】又、処理部（６）（７）からの色差信号は
、混合回路（９）で混合される。

【００１４】色差信号の処理を静止画処理を、図２を参
照しつつ、説明する。尚、図１と同一部分には同一符号
を付した。

【００１５】（１６）はフレーム間内挿回路である。 尚、説明を簡単化するためにこの色差信号用のフレーム
間内挿回路（１６）は、輝度信号静止画処理部（図１の
４）に内蔵される輝度信号用のフレーム間内挿回路とは
、全く別の回路として説明するが、周知の如く実際には
兼用されている。（１７）は時間軸伸長回路であり、時
間軸圧縮された色差信号を時間軸伸長して元に戻してい
る。

【００１６】（１８）はフィールド間内挿回路である。 このフィールド間内挿回路（１８）は、フィールド間オ
フセットサブサンプリングによって間引かれた色差信号
の画素を、周辺画素を用いて内挿している。

【００１７】（１９）はフィールド遅延素子として動作
するフィールドメモリである。

【００１８】（２０）はフィールド間内挿用フィルタで
ある。

【００１９】この回路の動作をサンプリングパターンを
示す図３図４参照しつつ説明する。

【００２０】時間軸伸長回路（１７）の出力パターンを
図３に示す。奇数ラインにＲ−Ｙ信号（□）、偶数ライ
ンにＲ−Ｙ信号（○）が多重されている。図３中（×）
印は送信側のフィールド間オフセットサブサンプリング
処理により、間引かれた画素である。尚、図３中Ａ２と
Ａ６は同一フィールド中に受信したデータである。Ａ４
は、このＡ２及びＡ６とは２フィールド（１フレーム）
離れたフィールド中に受信したデータであり、内挿され
ている。フィールド間内挿用フィルタ（２０）は、図４
に示す如く、間引かれた画素（×）を前フィールドの直
下の同一色差信号ラインの画素をそのまま挿入している
。すなわち、図４において、Ｂ１にＡ１の画素レベルを
そのまま代入し、Ｄ１にはＣ１の画素レベルをそのまま
代入する。

【００２１】尚、この例では同一色差信号ラインが直下
にあるため、直下のラインの信号レベルをそのまま代入
したが、フィールドが異なれば同一色差信号ラインは直
上にある。このため異なるフィールドでは直上のライン
の信号レベルをそのまま代入する。つまり、実質にはフ
ィルードによって代入するラインを切り換える切り換え
手段が必要であるが、説明は省略する。

【００２２】ところで、上述の如き、直下又は直上の同
一色差信号ラインのレベルをそのまま代入する方法では
、水平方向に延びる画面のエッジ部において、ドット妨
害等の画質劣化が生じる。

【００２３】このドット妨害の例を図５を参照しつつ説
明する。尚、図５ではＲ−Ｙ信号のみを示した。そして
、高レベルのＲ−Ｙ信号を□印とし、低レベルのＲ−Ｙ
信号を□の中を黒とした黒四角印とした。そして図５（
ａ）のＥの位置にＲ−Ｙ信号成分を持つ色のエッジがあ
るものとする。

【００２４】図５（ａ）は時間軸伸長後のＲ−Ｙ信号の
サンプリングパターンを示す。

【００２５】図５（ｂ）はフィールド間内挿後のＲ−Ｙ
信号のサンプリングパターンを示す。

【００２６】図５（ｃ）は線順次同時化後のＲ−Ｙ信号
のサンプリングパターンを示す。この線順次同時化は、
上下のラインの色差信号を使って補間するものであり、
この補間用のフィルタは、垂直３タップのフィルタであ
る。尚、図５（ｃ）に於いて、□印の半分を黒とした信
号は、中間レベルのＲ−Ｙ信号を示している。

【００２７】この図５（ｃ）に示す様に色のエッジＥの
付近でドット妨害が発生している。

【００２８】このドット妨害を軽減するために、フィー
ルド間内挿回路に於いて、間引きされた画素を、単に直
上又は直下の画素を代入して補間するのではなく、水平
・垂直の２次元的に内挿することが考えられる。

【００２９】この２次元フィルタとして、垂直方向３タ
ップ、水平方向５タップの対称的２次元フィルタを、フ
ィールド間内挿に使用することが考えられる。この３×
５タップの各タップゲインを図６（ａ）に示す。ｋ００
〜ｋ１２はタップゲインであり、同じ記号は同じ値であ
る。 つまりｋ００を含む水平ライン及び垂直ラインを中心に
上下及び左右が対称である。

【００３０】しか、前述の如く、ＭＵＳＥ信号では同一
の色差信号のラインは直上又は直下の１ラインであり、
時間的には１ライン離れている。そして、このライン以
外となると、少なくとも３ラインは離れることとなる。 つまり、垂直方向に関しては、現フィールの現ラインと
、前フィールドの直上又は直下の同一色差信号ラインと
の、２ラインの信号を使ってフィルタをかけるのが、回
路規模からして妥当である。

【００３１】このような、垂直方向が２タップ構成の例
を示す。この時のタップ係数は図６（ｂ）の値となる。 つまり図６（ａ）の上下ラインのタップ係数を加算した
値を前フィールドの直上又は直下のタップ係数として利
用する。

【００３２】図７にこのタップ係数のフィールド間内挿
フィルタを示す。（２１）は現フィールド画素の入力端
子、（２２）は前フィールド画素の入力端子である。 （２３）は遅延切換回路であり、現フィールド画素と同
じ色差信号が出力されるように、前フィールド画素の遅
延量をフィールド毎に切り換えている。

【００３３】（２４）はパラレル−シリアル変換回路で
ある。このパラレル−シリアル変換回路（２４）はｆｃ
ｋＳＳの信号レベルに応じて２つの入力を選択出力する
。 尚、ｆｃｋはフィールド間内挿する前のサンプリングク
ロックである。又、ｆｃｋＳＳは周波数ｆｃｋでフィー
ルド毎に極性が反転する。　　（２５）〜（２９）は遅
延素子であり、１／２ｆｃｋ期間信号を遅延する。（３
０）〜（３１）は加算器である。

【００３４】（３２）〜（３７）は乗算器であり、フィ
ルタ係数を掛ける。この乗算器は、ＲＯＭメモリで構成
され、入力データ値に応じた予め定められた値を出力す
るルックアップテーブルメモリにより構成される。（３
８）〜（４１）は加算器である。

【００３５】（４２）は選択出力回路であり、ｆｃｋＳ
Ｓ信号により制御される。（４３）は出力端子である。

【００３６】尚、上記乗算器（３２）〜（３７）のうち
、乗算器（３２）（３３）（３４）がサンプル画素用で
あり、乗算器（３５）（３６）（３７）が補間挿入され
る非サンプル画素用である。

【００３７】すなわち、図４の例で説明すると以下のよ
うになる。

【００３８】ａ）　　サンプル点Ａ４は、フィルタ処理
の結果、次式で求められるＡ’４となる。

【００３９】 　　　　Ａ’４＝２ｋ００×Ａ４＋４ｋ１１×（Ａ３＋
Ａ５）＋２ｋ０２×（Ａ２＋Ａ６）ｂ）　　非サンプル
点Ｂ４は、次式で求められる。

【００４０】 　　　　Ｂ４＝２ｋ１０×Ａ４＋２ｋ１０×（Ａ３＋Ａ
５）＋４ｋ１２×（Ａ２＋Ａ６）各タップゲインを２倍
しているのはＤＣゲインを１にする為である。

【００４１】図８に図７の回路の各部イ〜ヘの波形を示
す。

【００４２】図中、以下の通り係数の表記を簡略化した
。

【００４３】ｋ０＝２ｋ００、ｋ１＝４ｋ１１、ｋ２＝
２ｋ０２、ｋ３＝４ｋ１０、ｋ４＝２ｋ０１、ｋ５＝４
ｋ１２又、パラレル−シリアル変換回路（２４）は、ｆ
ｃｋＳＳの“Ｌ”（ローレベル）のタイミングで前フィ
ールドの信号（ロ）を選択出力し、“Ｈ”（ハイレベル
）のタイミングで現フィールドの信号（イ）を選択出力
する。

【００４４】又、選択出力回路（４２）は、ｆｃｋＳＳ
の“Ｌ”“Ｈ”のタイミングで夫々信号（ニ）（ホ）を
選択出力する。このように２次元フィルタを用いれば図
５に対応する信号は図９の如くなり、ドット妨害を防止
出来る。

【００４５】

【発明が解決しようとする課題】このように、色差信号
のフィールド補間により発生するドット妨害を防止する
ために、フィールド間内挿フィルタ（２０）として図７
の２次元フィルタ用いればよい。

【００４６】しかし、この２次元フィルタは乗算器（３
２）〜（３７）を備える。この乗算器（３２）〜（３７
）はルックアップテーブル式のＲＯＭメモリで構成され
、回路の集積化（ＩＣ化、ＬＳＩ化）時に於いて、容量
が大型化し回路規模も大きくなってしまう。

【００４７】本発明は、この乗算器（３２）〜（３７）
により使用される容量を小型化し、回路規模の大型化を
少しでも防止するものである。

【００４８】

【課題を解決するための手段】本発明は、２種の色差信
号が線順次かつフィールド間オフセットサブサンプリン
グされたサブサンプル映像信号を受信し、この受信サブ
サンプル映像信号中の前記色差信号を出力するフィール
ド間オフセットサブサンプリング色差信号出力手段（１
６）と、このフィールド間オフセットサブサンプリング
色差信号出力手段（１６）の出力をフィールド間内挿処
理するフィールド間内挿処理回路（１８）と、このフィ
ールド間内挿処理回路（１８）からの信号から、線順次
同時化されたＲ−Ｙ色差信号とＢ−Ｙ色差信号を作成す
る線順次同時化回路（１１）と、を備えるサブサンプル
映像信号の色差信号復調回路において、前記フィールド
間内挿処理回路（１８）に設けられ、前記フィールド間
オフセットサブサンプリング色差信号出力手段（１６）
からのあるフィールドの色差信号と、この色差信号より
約１フィールド期間離れた同じ色差の色差信号とを、交
互に出力する挿入回路（２４）と、前記フィールド間内
挿処理回路（１８）に設けられ、前記挿入回路（２４）
からの信号が入力され、垂直空間周波数特性が１１２５
／２で０となるようにタップ係数が設定された水平−垂
直２次元フィルタ回路（２０）と、を備える。

【００４９】又本発明は、入力ＭＵＳＥ信号中の色差信
号をフレーム間内挿処理するフレーム間内挿処理回路（
１６）と、このフレーム間内挿処理回路（１６）の出力
をフィールド間内挿処理するフィールド間内挿処理回路
（１８）と、このフィールド間内挿処理回路（１８）か
らの信号から、線順次同時化されたＲ−Ｙ色差信号とＢ
−Ｙ信号を作成する線順次同時化回路（１１）と、を備
えるＭＵＳＥ信号の色差信号復調回路において、前記フ
ィールド間内挿処理回路（１８）に設けられ、前記フレ
ーム間内挿処理されたあるフィールドの色差信号と、こ
の色差信号より約１フィールド期間離れた同じ色差の色
差信号とを、交互に挿入する挿入回路（２４）と、前記
フィールド間内挿処理回路（１８）に設けられ、前記挿
入回路（２４）からの信号が入力され、垂直空間周波数
特性が１１２５／２で０となるようにタップ係数が設定
された２次元フィルタ回路（２０）と、を備える。

【００５０】

【作用】説明を簡略化するために、まず、本発明のフィ
ルタ特性による実際の乗算器の係数を示す。つまり、本
発明に依れば、図７に於いて、 　　　　ｋ００＝２ｋ１０、ｋ０１＝２ｋ１１、ｋ０２
＝２ｋ１２・・・（１）式となり、乗算器（３２）と（
３５）、（３３）と（３６）、（３４）と（３７）が共
用化出来る。

【００５１】この（１）式を満たすフィルタ特性が本発
明であることを説明する。

【００５２】まず一般的なことについて論じる。

【００５３】図１０に与えられたタップ係数（ａ００、
ａ０１、・・・）を持つ水平７タップ、垂直５タップの
対称なディジタルフィルタを考える。そのフィルタの伝
達関数は、

【００５４】

【数１】

【００５５】この（２）式で表わされる。

【００５６】ここで、Ｚ−１は水平方向の単位遅延演算
子、Ｗ−１は垂直方向の単位遅延素子である。

【００５７】フィルタの周波数特性は、（２）式にＺ＝
ｅｘｐ（２πｊμξｏ） Ｗ＝ｅｘｐ（２πｊνηｏ）・・・（３）式μ：水平周
波数、１／ξｏ：水平サンプリング周波数ν：垂直周波
数、１／ηｏ：垂直サンプリング周波数を代入して、

【００５８】

【数２】

【００５９】で与えられる。簡単のため、多重度を係数
の中に含めると、（４）式は次式になる。

【００６０】

【数３】

【００６１】ｂ００＝ａ００、ｂ０１＝２ａ０１、・・
・等これを色差信号フィルタに応用し３×５タップに縮
小して考える。

【００６２】ｂｍｎ（ｍ＝０、１、ｎ＝０、１、２）６
個の未定数（ｂｍｎ）を決定する為６点における周波数
特性値ポイントゲイン（Ｆ１、・・・、Ｆ６）を与える
と、上式は

【００６３】

【数４】

【００６４】となり、これをｂｍｎについて解く。

【００６５】このようなフィルタが構成できるのは、空
間周波数特性がどのような場合か考えてみる。

【００６６】簡単の為、水平５タップ、垂直３タップの
対称型２次元フィルタとする。タップ係数を図１４、２
次元空間領域でのポイントゲインを図１５とす。タップ
係数とポイントゲインの間には次式の関係がある。

【００６７】

【数５】

【００６８】前記フィルタを構成する為には、２ｂ１０
＝ｂ００、２ｂ１１＝ｂ０１、２ｂ１２＝ｂ０２を満た
せば良いから、

【００６９】

【数６】

【００７０】この（６）（７）（８）式よりＦ４＝Ｆ５
＝Ｆ６＝０となる。

【００７１】上述の如く、２次元フィルタのタップ係数
を求める場合の空間周波数上のポイントゲイン図１１の
ように等間隔に選ぶ。タップ係数を満たす為にはＦ１０
＝Ｆ１１＝Ｆ１２＝０ となる。

【００７２】

【実施例】図１２を参照しつつ、本発明の一実施例を説
明する。

【００７３】尚、図１２に於いて、図７と同一部分には
同一符号を付した。

【００７４】図１２では、図７の乗算器（３５）（３６
）（３７）加算器（４０）（４１）選択出力回路（４２
）をも省略出来る。

【００７５】本実施例での上記乗算器（３２）（３３）
（３４）の係数の基となるｋ００ｋ０１ｋ１２を図１３
（ａ）に示す。又、その時の空間周波数上のポイントゲ
インを図１３（ｂ）に示す。図１２において ｋ００＝２ｋ１０＝０．３３２５ ｋ０１＝２ｋ１１＝０．２５ ｋ０２＝２ｋ１２＝−０．０８２５ である。

【００７６】

【発明の効果】上記の如く、本発明に依れば、色差信号
のフィールド間内挿回路の回路規模を小さく出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のＭＵＳＥデコーダの信号処理を説明する
ための図である。

【図２】従来の色差信号の静止画処理を説明するための
図である。

【図３】色差信号のサブサンプリングパターンを示す図
である。

【図４】フィールド間挿入を説明するための色差信号の
サンプリングパターンを示す図である。

【図５】回路の動作を説明するためのサンプリングパタ
ーンを示す図である。

【図６】タップ係数を説明するための図である。

【図７】色差信号のフィールド間内挿フィルタを示す図
である。

【図８】図７の各部のタイミングを示す図である。

【図９】サンプリングパターンを示す図である。

【図１０】タップ係数の図である。

【図１１】空間周波数上のポイントゲインの図である。

【図１２】本発明を適用した一実施例を示す図である。

【図１３】図１２のタップ係数及び空間周波数のポイン
トゲインを説明する図である。

【図１４】タップ係数を説明するための図である。

【図１５】空間周波数のポイントゲインを説明するため
の図である。

【符号の説明】

１６　　フレーム間内挿回路（フィールド間オフセット
サブサンプリング色差信号出力手段、フレーム間内挿処
理回路） １８　　フィールド間内挿回路（フィールド間内挿処理
回路） １１　　線順次同時化回路 ２４　　パラレルーシリアル変換回路（挿入回路）２０
　　フィールド間内挿用フィルタ（水平−垂直２次元フ
ィルタ回路）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　２種の色差信号が線順次かつフィール
   ド間オフセットサブサンプリングされたサブサンプル映
   像信号を受信し、この受信サブサンプル映像信号中の前
   記色差信号を出力するフィールド間オフセットサブサン
   プリング色差信号出力手段（１６）と、このフィールド
   間オフセットサブサンプリング色差信号出力手段（１６
   ）の出力をフィールド間内挿処理するフィールド間内挿
   処理回路（１８）と、このフィールド間内挿処理回路（
   １８）からの信号から、線順次同時化されたＲ−Ｙ色差
   信号とＢ−Ｙ色差信号を作成する線順次同時化回路（１
   １）と、を備えるサブサンプル映像信号の色差信号復調
   回路において、前記フィールド間内挿処理回路（１８）
   に設けられ、前記フィールド間オフセットサブサンプリ
   ング色差信号出力手段（１６）からのあるフィールドの
   色差信号と、この色差信号より約１フィールド期間離れ
   た同じ色差の色差信号とを、交互に出力する挿入回路（
   ２４）と、前記フィールド間内挿処理回路（１８）に設
   けられ、前記挿入回路（２４）からの信号が入力され、
   垂直空間周波数特性が１１２５／２で０となるようにタ
   ップ係数が設定された水平−垂直２次元フィルタ回路（
   ２０）と、を備えるサブサンプル映像信号の色差信号復
   調回路。
2. 【請求項２】　　２種の色差信号が線順次かつフィール
   ド間オフセットサブサンプリングされたサブサンプル映
   像信号を受信し、この受信サブサンプル映像信号中の前
   記色差信号を出力するフィールド間オフセットサブサン
   プリング色差信号出力手段（１６）と、このフィールド
   間オフセットサブサンプリング色差信号出力手段（１６
   ）の出力をフィールド間内挿処理するフィールド間内挿
   処理回路（１８）と、このフィールド間内挿処理回路（
   １８）からの信号から、線順次同時化されたＲ−Ｙ色差
   信号とＢ−Ｙ色差信号を作成する線順次同時化回路（１
   １）と、を備えるサブサンプル映像信号の色差信号復調
   回路において、前記フィールド間内挿処理回路（１８）
   に設けられ、前記フィールド間オフセットサブサンプリ
   ング色差信号出力手段（１６）からの現フィールドの色
   差信号と、約１フィールド期間離れた前フィールドの同
   じ色差の色差信号とを、交互に出力する挿入回路（２４
   ）と、前記フィールド間内挿処理回路（１８）に設けら
   れ、前記挿入回路（２４）からの信号が入力され、垂直
   空間周波数特性が１１２５／２で０となるようにタップ
   係数が設定された水平−垂直２次元フィルタ回路（２０
   ）と、を備えるサブサンプル映像信号の色差信号復調回
   路。
3. 【請求項３】　　入力ＭＵＳＥ信号中の色差信号をフレ
   ーム間内挿処理するフレーム間内挿処理回路（１６）と
   、このフレーム間内挿処理回路（１６）の出力をフィー
   ルド間内挿処理するフィールド間内挿処理回路（１８）
   と、このフィールド間内挿処理回路（１８）からの信号
   から、線順次同時化されたＲ−Ｙ色差信号とＢ−Ｙ色差
   信号を作成する線順次同時化回路（１１）と、を備える
   ＭＵＳＥ信号の色差信号復調回路において、前記フィー
   ルド間内挿処理回路（１８）に設けられ、前記フレーム
   間内挿処理されたあるフィールドの色差信号と、この色
   差信号より約１フィールド期間離れた同じ色差の色差信
   号とを、交互に挿入する挿入回路（２４）と、前記フィ
   ールド間内挿処理回路（１８）に設けられ、前記挿入回
   路（２４）からの信号が入力され、垂直空間周波数特性
   が１１２５／２で０となるようにタップ係数が設定され
   た２次元フィルタ回路（２０）と、を備えるＭＵＳＥ信
   号の色差信号復調回路。
4. 【請求項４】　　前記２次元フィルタ回路（２０）は、
   水平方向の対称型フィルタであることを特徴とする請求
   項１記載のＭＵＳＥ信号の色差信号復調回路。