JPH0447793A - 輝度／色分離回路 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は輝度信号と色信号が周波数多重された複合カ
ラーテレビジョン信号から輝度信号と色信号を分離する
ための輝度／色分離回路に関する。

（従来の技術） テレビジョン受像機には、複合カラーテレビジョン信号
から輝度信号Ｙと色信号Ｃを分離するための輝度／色分
離回路が設けられている（以下、輝度／色分離をＹ／Ｃ
分離と記す）。

このＹ／Ｃ分離回路は、通常、フレームメモリを有し、
静画部分のＹ／Ｃ分離をフレーム間Ｙ／Ｃ分離により行
うようになっている。

しかし、このようなＹ／Ｃ分離回路においても、動画部
分のＹ／Ｃ分離は、フィールド内だけの情報を用いるフ
ィールド内Ｙ／Ｃ分離により行うようになっている。こ
れは、動画の場合、時間方向の相関がないからである。

ところで、フレーム間Ｙ／Ｃ分離においては、輝度信号
Ｙと色信号Ｃを完全に分離することができる。

これに対し、フィールド内Ｙ／Ｃ分離においては、基本
的に色副搬送波周波数ｆｓｃ近傍の輝度信号Ｙと色信号
Ｃを完全に分離することは不可能である。このため、動
画部分のＹ／Ｃ分離においては、ドツト妨害やクロスト
ーク妨害を生じる。

このドツト妨害やクロスト−り妨害に対処するために、
ＮＴＳＣ方式においては、従来、輝度信号Ｙに対する色
信号Ｃの混入や色信号Ｃに対する輝度信号Ｙの混入を少
なくしたり、目立たなくしたりする方法、輝度信号Ｙと
色信号Ｃにおいて、クロストークとなり得る信号成分を
削除する方法等をとっている。

しかし、これらの方法は妨害を減少させる方向でのＹ／
Ｃ分離方法であり、複合カラーテレビジョン信号に含ま
れる輝度信号Ｙや色信号Ｃの情報を減らす方向にある。

例えば、今、第７図（ａ）に示すように、背景Ａ上を物
体Ｂが移動する映像を考える。この映像の信号を第７図
（ｂ）に示す。図示の如く、背景Ａは輝度レベルが５０
ＩＲＥの色の無いグレーの背景である。一方、動物体Ｂ
の輝度レベルは、背景Ａとの境Ｃで３０１１Ｅ、その他
の部分で４ＱＩＲＥである。また、この動物体Ｂには色
がついており、その搬送色信号のレベルは±２０ＩＲＥ
である。

さて、ここで、背景Ａと動物体Ｂとの境Ｃに注目する。

なお、以下の説明では、ＮＴＳＣ方式の複合カラーテレ
ビジョン信号を色副搬送波周波数ｆｓｃの４倍の周波数
４ｆｓｃでデジタル／アナログ変換する場合を代表して
説明する。つまり、１画素の時間幅が１／　（４ｆｓｃ
）［ｎ５ｅｃ］である場合を説明する。

第８図（ａ）、（ｂ）は第７図（ａ）の映像を画素で示
したものである。

図において、実線の丸印は現フィールドの各画素を示し
、破線の丸印は前フィールドの各画素を示す。

また、図中の数字は、後述する第１０図のＹ／Ｃ分離回
路で処理に必要とされる各画素のＩＲＥレベルを示す。

なお、第１０図のＹ／Ｃ分離回路は、入力端子１、出力
端子２，３、ＩＨ遅延回路４−１゜４−２、ラッチ回路
５−１〜５−６、固定係数器６−１〜６−６、加算器７
−１〜７−３から成る。

そして、このＹ／Ｃ分離回路は、現画素から見て上下ラ
イン及び２画素左右の計４画素と現画素とから垂直およ
び水平方向について３タツプのトランスバーサルフィル
タにてＹ／Ｃ分離を行うようになっている。

今、境Ｃより左の画素のＩＲＥレベルは５０ＩＲＥ、右
１画素口の画素のＩＲＥレベルは３０１ＲＥを中心に±
２０ＩＲＥ、右４画素目の画素のＩＲＥレベルは４０１
ＲＥを中心に±２０ＩＲＥになったとする。すると、そ
のフレームの色副搬送波の位相によって第８図（ａ）に
なる場合と同図（ｂ）になる場合がある。また、上下方
向のどの３ラインかによっても同じく色副搬送波の位相
が変化し、第８図（ａ）か同図（ｂ）になったりする。

第１０図に示すＹ／Ｃ分離回路は、第９図（ａ）におい
て破線で囲む画素人。、Ｘ−、、Ｘｏ、Ｘ、。

Ｂ、の領域（第９図は第８図でＩＲＥレベルを書き込ん
だ画素のみ表示する）の画素情報を基にＹ／Ｃ分離する
ことになる。

第８図に示す映像を第１０図のＹ／Ｃ分離回路でＹ／Ｃ
分離する場合、輝度、色相、色の飽和度は垂直方向に全
く変化しないので、この垂直方向には完全なＹ／Ｃ分離
を行うことができる。

しかし、水平方向には、輝度、色の飽和度が変化するの
で、この水平方向のＹ／Ｃ分離は完全に行うことができ
ない。つまり、搬送色信号成分が輝度信号Ｙに混入する
。これにより、ドツト妨害が生じる。

第１１図（ａ）は上記Ｙ／Ｃ分離の様子を２次元周波数
特性で示す特性図である。

なお、図中、縦軸は垂直周波数ν［ｃｐｈｌを表し、横
軸は水平周波数μ［Ｈｚ］を表している。

また、Ｙ　ｏ　、　Ｃ’ｏは上記Ｙ／Ｃ分離回路により
分離される輝度信号Ｙと色信号Ｃの領域を示し、半楕円
で示すＹｌ、Ｃ＋は、第７図及び第８図に示す映像信号
の輝度信号Ｙと色信号Ｃの占める領域を示す。さらに、
斜線で示すＷは、上記Ｙ／Ｃ分離により色信号Ｃである
のに輝度信号Ｙとして分離される領域であり、この領域
Ｗの成分が前述のドツト妨害となる。

さて、ここで、ドツト妨害を除去するには、第１１図（
ａ）に示す色信号Ｃの分離領域Ｃ８の水平方向の領域を
拡げ、第１１図（ｂ）のＣ８−のようにすればよい。こ
のようにすれば、第１１図（ａ）に示すＷの部分は、輝
度信号Ｙではなく、色信号Ｃとして分離されるので、輝
度信号Ｙに色信号Ｃが混入することによるドツト妨害は
生じな０゜ 例えば、第１０図の固定係数器６−４．６−５の値を小
さくし、固定係数器６−５の値を大きくすることにより
、色信号Ｃの分離領域Ｃ８の水平方向の領域を拡げるこ
とができる。この場合、係数器６−５の値を１、係数器
６−４．６−６の値をＯすると、第１１図（ｂ）の領域
Ｃ８′を得ることができる。それは、このようにした場
合、第９図（Ｃ）の破線で囲まれた画素Ｘ−，、Ｘ、。

Ｘ、の領域の情報を基にＹ／Ｃ分離を行うことになるか
らである。

ところが、先にも述べたように、第１１図に示すＷの部
分は、輝度信号Ｙか色信号Ｃであるかを見分けることは
不可能である。つまり、第８図に示すような複雑な輝度
の変化のみを持つ映像であるのか、第７図に示すように
部分的に色信号Ｃのある変化点で第８図のようになるの
かを見分けることができない。例えば、第９図（ａ）で
破線で囲む領域の情報を基に、第８図（ａ）、（ｂ）の
映像のＹ／Ｃ分離を行う場合、第９図（ａ）。

（ｂ）、（Ｃ）のうちのいずれの破線の領域の情報でＹ
／Ｃ分離を行えばよいか分からない。それは、例えば、
同じ映像部分であるにもかかわらず、先に述べた通り、
第８図（ａ）のようなパターンになったり、同図（ｂ）
のようなパターンになったりして、垂直方向及び水平方
向の２画素おきの周期的な変化（搬送色信号となる）の
大小関係が（ａ）、（ｂ）で違うことからも分かる。

また、どのようにＹ／Ｃ分離するかをさらに広範囲の画
素情報を基に見つけようとすると、それに用いる処理回
路はさらに繁雑になり、エネルギーの高い低周波成分が
よりクローズアップされ、細かい変化が見え難くなる。

そこで、従来より、妨害が目立たないように、輝度信号
Ｙと色信号Ｃのどちらか分からない部分は、色信号成分
にする可能性の高い方向にＹ／Ｃ分離を行ったり、また
は、このような部分は切り捨てて輝度信号成分としても
色信号成分としても使わない等の方法がとられていた。

しかし、このような方法は、複合カラーテレビジョン信
号に含まれる輝度信号Ｙや色信号Ｃの情報を減らす方向
にあり、ドツト妨害、クロスカラー妨害が残る理由とも
なっていた。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように従来のＹ／Ｃ分離回路は、複合カラー
テレビジョン信号に含まれる輝度信号Ｙや色信号Ｃの情
報を減らす方向にあり、ドツト妨害やクロスカラー妨害
が残るという問題を有していた。

そこで、この発明は、動画部分のＹ／Ｃ分離をより理想
的に行うことができるＹ／Ｃ分離回路を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明は、複合カラーテレ
ビジョン信号から映像の動きを検出し、この検出出力の
水平方向と垂直方向の変化に基づいて水平方向と垂直方
向の相関の強さを判定し、この判定出力に基づいて輝度
信号と色信号の分離領域を制御するようにしたものであ
る。

（作用） 上記構成によれば、現画素である動画部分と静画部分の
境のパターンが縦線に近いパターンか横線に近いパター
ンかを検出することができる。

したがって、検出されたパターンに基づいて２次元周波
数領域上で、輝度信号Ｙと色信号Ｃの理想的な分離領域
を設定すれば、輝度信号Ｙや色信号Ｃの情報を減らすこ
となく、Ｙ／Ｃ分離を行うことができる。

以上の効果は、現画素である動画部分のすぐ近傍、また
、この動画部分に隣接して静画部分がある場合のみ得ら
れ、広範囲にわたって動画となっている場合には得られ
ない。

しかし、複雑な絵柄が動いて大面積の動画となり、ドツ
ト妨害、クロストーク妨害が発生しても、このような場
合は、複雑な絵柄が背景となって妨害が目立ち難いので
問題は無い。

これに対し、−様な色彩の動画部分との境に発生するド
ツト妨害は、本来滑らかな線となるべきところだけに目
立ち易い。

この発明は、ドツト妨害の目立ち易い後者のようなパタ
ーンで理想的な動作が可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照しながらこの発明の実施例を詳細に説
明する。

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図である
。

第１０図に示す従来のＹ／Ｃ分離回路においては、係数
器６−１〜６−６の値は固定であった。

これに対し、この実施例は、これら係数器６−１〜６−
６に相当する係数器の値を可変にし、輝度信号Ｙと色信
号Ｃの分離領域を水平、垂直のどの方向にも制御可能な
ようにしたものである。

図において、入力端子］に供給されたデジタル複合カラ
ーテレビジョン信号は、動き検出部８に供給される。こ
の動き検出部８は１フレーム遅延回路１．１−１．、　
１．１−２と動き検出器１２により構成され、各画素ご
とに画像の動きを検出する。

なお、このような動き検出部８としては、新たに設けな
くても、例えば、フレーム間Ｙ／Ｃ分離用の動き検出器
を用いることができる。

ここで、動き検出部８は、説明の簡単化のため、搬送色
信号の位相が一致する２フレ一ム間のＩＲＥレベルの差
の絶対値を各画素ごとに求め（非常に緩慢な動き検出感
度であるが）、これを動き検出出力とする回路であると
する。この場合、動き検出出力は３ビツトのデジタルデ
ータで表される。すなわち、動き検出部８は、第２図に
示すように、フレーム間差が５１ＲＥまではノイズに感
じないためのコアリングレベルとして０を出力し、それ
以後はＩＩＲＥごとにルベルづつ動き検出レベルを上げ
ていき、１２ＩＲＥで飽和することにより、動きを８段
階で検出するようになっている。

以下、上述した第７図及び第８図に示すような映像にお
いて、２フレーム前はグレーの背景Ａのみだったのが、
現在は第７図（ａ）に示すような映像に変化したものと
して、第１図の構成及び動作をさらに説明する。

映像が第８図（ａ）、（ｂ）のようになった場合、２フ
レ一ム間のＩＲＥレベルの差の絶対値は、第３図の上段
のようになる。これが８段階で動き検出される結果、第
３図の中段に示すような検出パターンが得られる。

動き検出部８の検出出力は動き検出出力バタン検出部９
に供給される。この動き検出出力バタン検出部９は、Ｉ
Ｈ遅延回路４−３．４−４、ラッチ回路５−７〜５−１
８、動き検出出力バタン検出器１３から成る。

］３ このような構成において、動き検出部９の出力は、ＩＨ
遅延回路４−３．４−４とラッチ回路５−７〜５−１８
により第３図の中段に示すようなデータとして同時に動
き検出出カバターン検出器１３に供給される。

動き検出出カバターン検出器１３は供給されるデータに
基づいて、映像の相関が垂直方向、水平方向のどちらに
高いかを判定する。外えば、３×３の画素の垂直方向３
画素の平均の水平方向の変化率とする中央のラインに対
する上下ラインの差の絶対値の合計、水平方向３画素の
平均の垂直方向の変化率とする中央のラインに対する左
右ラインの差の絶対値の合計が第３図（ａ）の場合、水
平６，３、垂直０、同図（ｂ）の場合、水平７．０．垂
直０となり、どちらも正規化すれば水平：垂直−に〇と
なる。水平方向と垂直方向との相関の高さの比を、この
変化率の比の逆数比と考えれば、０；１となり、第１図
の２次元フィルタリング領域可変フィルタ部１０の水平
及び垂直用フィルタ係数ｋＨ，ｋｖとしてそれぞれ０．
１を割り当てることができる。

第１図の２次元フィルタリング領域可変フィルタ部１０
は、ＩＨ遅延回路１−５．４−６、可変係数器１４−１
〜１４−６、ラッチ回路５−１９〜５−２４、加算器７
−４〜７−６から成り、垂直フィルタ、水平フィルタと
もに、係数に１．。

ｋｖにより、第４図の矢印のように、周波数特性が変化
する。したがって、ｋｕ−０，ｋｖ　＝１の場合は、上
述した第１−１図（ｂ）の理想的なフィルタリングとな
り、ドツト妨害を完全に無くすことができる。

以上は水平方向に動いてきた物体について説明したが、
上下方向の動物体についても同様に水平方向に相関の高
い絵柄であることを見い出すことができる。

動き検出出カバターン検出部９の動き検出出カバターン
検出器１３はＲＯＭによって構成することができる。こ
の場合、もし、水平、垂直の変化率の絶対値差があまり
無いときには、ｋＨ：ｋｙの比を小さくすることにより
、ノイズにょる誤動作に強くなる。また、変化率が水平
、垂直ともに０ならば、Ｉｃ１１−１．　　ｋｖ　”１
にして動き検出出カバターンによっても絵柄の分からな
い大面積の動き部分として扱うことが必要である。

以上のことを考慮してＲＯＭのデータを構成することが
できる。ここで、このＲＯＭの入力ビツト数が多いと思
われる場合は、第３図の下段のように、動き検出パター
ンの各画素データのビット数を１ビツトにして２値化し
、同様の処理を行わせることも可能である。また、動き
検出出カバターン検出器１３の３×３の水平及び垂直方
向の変化率は、各隣との差を水平及び垂直方向のみ合計
したものとして算出することができる。

２次元フィルタリング領域可変フィルタ部１０は、水平
、垂直方向のフィルタリング帯域幅が可変となれば、ど
のような構成でもよく、例えば、第５図のような構成も
考えられる。第５図の可変フィルタ部１０はＩＨ遅延回
路４−７〜４−１２、ラッチ回路５−２５〜５−３３、
固定係数器６−７〜６−２６、加算器７−７〜７−１３
、可変係数器１．４−７．１４−８から成り、水平、垂
直ともに、７タツプと３タツプのトランスバーサルフィ
ルタにてその出力の合成割合で周波数特性を変えられる
ようにしである。その特性は第６図のようにｋｖまたは
ｋ　１１の値によって矢印のように変化し、第４図の場
合と比較してより急峻なフィルタリングを可能としてい
る。

なお、動き検出出カバターン検出部９の水平、垂直の変
化率の比の求め方は、先に示したように様々な方法があ
り、さらに、現画素に対し上下、左右方向に利用する動
き検出データをさらに多くし、広範囲に水平、垂直の変
化率の比を求めてもよい。

また、２次元フィルタリング領域可変フィルタ部１０は
、先に示したように、水平、垂直方向のフィルタリング
幅が可変となれば、どのような構成をとってもよい。

この他にもこの発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々
様々変形実施可能である。

［発明の効果コ 以上詳述したようにこの発明によれば、現画素である動
画部分と静画部分との境であることを検出することがで
きる。そして、その絵柄の変化の方向を正確に見い出す
ことができ、動画部分であるにもかかわらず、理想的な
Ｙ／Ｃ分離を行うことができ、輝度信号と色信号の情報
を分離、再現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す回路図、第２
図は第１図の動き検出部の動作を説明するための特性図
、第３図は第１図に動き検出出カバターン検出部の動作
を説明するための図、第４図は第１図の２次元フィルタ
リング領域可変フィルタ部の水平、垂直の各フィルタの
周波数特性図、第５図はこの発明の第２の実施例の構成
を示す回路図、第６図は第５図の２次元フィルタリング
領域可変フィルタ部の水平、垂直の各フィルタの周波数
特性図、第７図は動画部分と成る部分の複合カラーテレ
ビジョン信号を示す図、第８図は第７図の静画部分と動
画部分の境を画素ごとに示す図、第９図はＹ／Ｃ分離の
影響の及ぶ範囲の様々な例を示す図、第１０図は従来の
Ｙ／Ｃ分離回路の構成を示す回路図、第１１図は第７図
、第８図における従来と理想のＹ／Ｃ分離の２次元周波
数特性を示す図である。 １・・・入力端子、２，３・・・出力端子、４−３〜４
−１２・・・ＩＨ遅延回路、５−７〜５−３３・・・ラ
ッチ回路、６−７〜６−２６・・・固定係数器、７−４
〜７−１３・・・加算器、８・・・動き検出部、９・・
・動き検出用カバターン検出部、１０・・・２次元フィ
ルタリング領域可変フィルタ部、１１−１゜１１−２・
・・１フレーム遅延回路、１２・・・動き検出器、１３
・・・動き検出用カバターン検出器、］］４−１〜１４
−８・・可変係数器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ■ＯＯ ■■［相］ 乙へ　　にλ　　０ ■＠［相］ ■［相］０ ６へ　＾　に弘 出力レベ゛ル ｆｓｃｌＨｚＪ 第 図 Ｑ　■　ワ ■■■ ■■■ ■■■ 妊 ■■■ ■■■ ■■■ （ａ） （ν　豐す　リｙ ■■■ ■■■ 第３ ■■■ ■■■ ■■■ ■■■ （ｂ） 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 輝度信号と色信号が周波数多重された複合カラーテレビ
   ジョン信号から映像の動きを検出する動き検出手段と、 この動き検出手段の検出出力の水平方向の変化と垂直方
   向の変化に基づいて水平方向と垂直方向の相関の強さを
   判定する相関判定手段と、 この相関判定手段の判定出力に基づいて、２次元周波数
   領域で上記複合カラーテレビジョン信号を上記輝度信号
   と上記色信号に分離するための分離領域を制御する分離
   領域制御手段と を具備した輝度／色分離回路。