JPH0549039A

JPH0549039A - 映像信号のｙ／ｃ分離回路

Info

Publication number: JPH0549039A
Application number: JP3188808A
Authority: JP
Inventors: Takashi Koga; 隆史古賀; Masahiko Motai; 正彦馬渡; Seiichi Tanaka; 誠一田中; Naoki Matsuda; 直樹松田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-07-29
Filing date: 1991-07-29
Publication date: 1993-02-26

Abstract

(57)【要約】【目的】１つの分離回路で輝度信号出力、色信号出力が
得られ高価なフレームメモリの使用を低減でき、また家
庭用ＶＴＲにもそのまま利用できる変調色信号を得るよ
うにする。【構成】動画色分離部３はラインメモリを用いた動画色
信号の分離を行い、静画色分離部３０は、色信号につい
て復調を行い、フレームメモリを用いた不要成分の除
去、フィルタリング補償のためのノンリニアエンハン
ス、変調を行い静画色信号の分離を行う。静画色信号、
動画色信号は、それぞれ減算器８、９において元の映像
信号から引算される。これにより減算器８、９からは静
画輝度信号、動画輝度信号が得られる。この後は、動画
系と静画系の信号が動き検出信号に応じて混合され、輝
度信号Ｙ、変調色信号Ｃの分離出力が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、テレビジョン受像
機、ビデオテープレコーダ等に使用される映像信号のＹ
／Ｃ分離回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】映像信号処理回路には、輝度信号と色信
号とを分離するＹ／Ｃ分離回路が設けられている。図６
は、従来のＹ／Ｃ分離回路である。この回路は、映像信
号の水平方向、垂直方向、時間方向の３つの軸の成分を
用いてＹ／Ｃ分離を行う、３次元Ｙ／Ｃ分離回路であ
る。入力端子８００には映像信号が導入され、輝度信号
を分離する回路（以下Ｙ処理部と略記する）８０１と色
信号を分離する回路（以下Ｃ処理部と略記する）８０２
とに供給される。Ｙ処理部８０１は、静止画に適した輝
度分離を行うＹ静画部８１１と、動画に適した輝度分離
を行うＹ動画部８１２と、Ｙ静画部８１１とＹ動画部８
１２の出力を選択切換えする切換え部８１３を有する。

【０００３】Ｙ動画部８１２のラインメモリ８２１に
は、入力端子８００からの映像信号が導入されここで１
水平走査期間の遅延が行われ、さらにラインメモリ８２
１の出力はラインメモリ８２２に供給されて１水平走査
期間遅延される。入力端子８００からの信号及びライン
メモリ８２１と８２２の出力信号は、相関器８２３に供
給される。相関器８２３からは、相関の無い信号成分が
抽出され、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）（色副搬送波帯
の通過特性）８２４に供給される。この帯域通過フィル
タ８２４から抽出された信号は、主として色信号成分で
あり、切換え部８１３の一方に供給される。次にＹ静画
処理部８１１を説明する。先のラインメモリ８２１の出
力信号は、フレームメモリ８２５（１フレーム期間の遅
延量を持つ）と減算器８２６に供給される。減算器８２
６では、ラインメモリ８２１の出力信号からフレームメ
モリ８２５の出力信号が減算される。減算器８２６から
の出力信号は、色副搬送波帯の通過特性を持った帯域通
過フィルタ８２７に供給される。この帯域通過フィルタ
８２７で抽出された信号は、切換え部８１３の他方に入
力される。切換え部８１３は、後述する動き検出部８０
５からの動き検出信号が静画を示すときはＹ静画部８１
１の出力を選択導出し、動画を示すときはＹ動画部８１
２の出力を選択導出する。

【０００４】この切換え部８１３の出力信号（色信号成
分）は、減算器８１４に入力される。減算器８１４で
は、先のラインメモリ８２１の出力信号（映像信号）か
ら切換え部８１３の出力信号（色信号成分）を減算し、
出力端子に輝度信号成分として導出する。次にＣ処理部
８０２を説明する。

【０００５】入力端子８００の信号は、色復調器８３１
に供給される。ここで映像信号は、色ベースバンド信号
であるＩ信号とＱ信号とに復調される。このＩ信号とＱ
信号とは輝度の高域成分を含んでいる。Ｉ信号とＱ信号
とは、時分割多重回路８３２において多重され、動画に
適した色分離を行う回路（ここではＣ動画部と称する）
８３３に供給される。Ｃ動画部８３３は、ラインメモリ
８３４、８３５、相関器８３６により構成され、ライン
メモリ８３４の入力信号及び出力信号、さらにラインメ
モリ８３５の出力信号は、相関器８３６に供給されてい
る。相関器８３６では相関のある信号が取り出される。
この信号は、主としてＩ、Ｑ信号成分であり、切換え回
路８３７の一方に供給される。ラインメモリ８３４の出
力信号は、静画に適した色分離を行う回路（ここではＣ
静画部と称する）８３８のフレームメモリ８３９、加算
器８４０に入力される。加算器８４０は、ラインメモリ
８３４の出力信号とフレームメモリ８３９の出力信号と
を加算し、和信号を得る。この信号は、Ｉ、Ｑ信号成分
であり、切換え部８３７の他方に供給される。切換え部
８３７は、後述する動き検出部８０５からの動き検出信
号が静画を示すときはＣ静画部８３８の出力を選択導出
し、動画を示すときはＣ動画部８３３の出力を選択導出
する。この導出信号が、色ベースバンド（ＩＱ）信号と
して出力端子に出力される。

【０００６】動き検出部８０５は、Ｙ動画部８１２のラ
インメモリ８２１の出力、Ｃ動画部８３３のラインメモ
リ８３４の出力を用いて、フレーム間の差をとり、差分
信号があるレベル以上であれば動画と判定し、例えば論
理レベル“１”を出力し、それ以外は静画と判定し論理
レベル“０”を出力する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したＹ／Ｃ分離回
路において、Ｙ処理部、Ｃ処理部の共通の概念は、フレ
ームメモリを用いたフレーム間相関を利用して静画部の
処理を行い、またラインメモリを用いたライン相関を利
用して動画部の処理を行い、さらに静画、動画の判定処
理を行うことである。従って、輝度信号出力用と色信号
出力用とのそれぞれに独立して分離回路を備えており、
高価なフレームメモリを多く使用している。また色信号
出力は、色ベースバンド（ＩＱ）信号であるために、Ｖ
ＨＳ方式、８ミリビデオなどの家庭用ＶＴＲにそのまま
利用できないという不具合がある。

【０００８】そこでこの発明は、１つの分離回路で輝度
信号出力、色信号出力が得られ高価なフレームメモリの
使用を低減でき、また家庭用ＶＴＲにもそのまま利用で
きる変調色信号を得ることができる映像信号のＹ／Ｃ分
離回路を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、映像信号の
輝度信号成分を含む色副搬送波帯域の信号を抽出し、こ
の抽出信号を直交する２つの軸のキャリアで色復調し、
復調出力のフレーム間の和信号を得、この和信号を前記
２つの軸のキャリアで直交変調して色信号を再生するこ
とにより、前記映像信号から色信号を分離する第１の色
分離手段と、前記映像信号のライン間の相関性を利用し
て色信号成分分離する第２の色分離手段と、前記映像信
号のｎフレーム間の差分値（ｎは１以上の整数）から前
記映像信号の動画の度合いを示す動き検出信号を得る動
き検出手段と、前記映像信号から前記第１の色分離手段
の出力信号を減算して輝度信号成分を得る第１の減算手
段と、前記映像信号から前記第２の色分離手段の出力信
号を減算して輝度信号成分を得る第２の減算手段と、前
記第１の色分離手段の出力信号と第２の色分離手段の出
力信号とを入力とし前記動き検出手段の出力信号に応じ
て混合比を制御する第１の混合手段と、前記第１の減算
手段の出力信号と第２の減算手段の出力信号とを入力と
し前記動き検出部の出力信号に応じて混合比を制御する
第２の混合手段と、前記第１の混合手段の出力信号を色
信号出力端子に出力し、前記第２の混合手段の出力信号
を輝度信号出力端子に出力する手段とを具備して構成さ
れている。

【００１０】

【作用】上記の手段により、従来の静画輝度分離部（フ
レームメモリを使用している）が不要となり、第１の色
分離部のみでフレームメモリを使用すればよい、また、
色信号に関しては第１の色分離部で色信号復調した後、
変調して出力するために、内部でフレームメモリを用い
て不要な成分を除去する場合に、クロックレートは低く
てよく、フレームメモリの容量、使用数も少なくてよ
い。

【００１１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【００１２】図１はこの発明の一実施例である。入力端
子１には複合映像信号が導入され、アナログデジタル
（Ａ／Ｄ）変換器２に供給される。Ａ／Ｄ変換器２は、
複合映像信号をデジタル信号に変換して動画色分離部
３、１水平走査期間の遅延を行うラインメモリ４に供給
する。ラインメモリ４からの出力信号は、動画色分離部
３、ラインメモリ５、後述する減算器８、９、静画色分
離部３０の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）３１に供給され
る。ラインメモリ５の出力信号も動画色分離部３に供給
されている。

【００１３】動画色分離部３は、３ラインの信号の垂直
相関を利用した演算を行い垂直高域成分を抽出して帯域
通過フィルタ（ＢＰＦ）６に供給する。帯域通過フィル
タ６は、色副搬送波帯域の成分を取出すが、この信号は
動画時の色信号（ここでは動画Ｃ信号と言う）である。
動画Ｃ信号は、減算器９及び混合器１０に供給される。
減算器９は、ラインメモリ４の出力から、動画Ｃ信号を
引き算し、動画時の輝度信号（ここでは動画Ｙ信号と言
う）を出力し、混合器１１に供給する。次に静画色分離
部３０について説明する。

【００１４】ラインメモリ４の出力信号は、静画色分離
部３０の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）３１に入力され
る。帯域通過フィルタ３１は色副搬送波帯域の成分を抽
出し、復調器３２に供給する。復調器３２は、色副搬送
波に同期した信号で直交する２つの色差軸（Ｉ、Ｑ軸）
のキャリアで、入力信号を復調する。これにより復調器
３２からは、Ｉ、Ｑ信号が得られるがこれには輝度信号
の高域成分が含まれていることがある。復調されたＩ、
Ｑ信号は、それぞれ間引き回路３３、３４に入力され
る。つまり、復調前のデジタルビデオ信号は、サンプリ
ングレートが４Ｆsc（Ｆsc：色副搬送波周波数）のクロ
ックでサンプルされたレートである。しかし復調後は、
このような高いレートまでは必要ではない。これは、Ｉ
信号はもともと１．５ＭＨｚ、Ｑ信号は０．５ＭＨｚの
帯域内に規格化されているからである。従って、間引き
回路において間引きしても、情報が失われることがない
からである。間引き率としては、Ｉ信号が例えばＦsc、
Ｑ信号がＦsc／３のレートになる程度である。なお、
Ｉ、Ｑ信号の復調は色差信号（Ｒ−Ｙ）、（Ｂ−Ｙ）ま
たは色副搬送波に同期した任意の直交する２信号の復調
に置き換えてもよい。

【００１５】間引き回路３３の出力は、フレームメモリ
３５及び加算器３７に供給され、間引き回路３４の出力
は、フレームメモリ３６及び加算器３８に供給される。
加算器３７は、フレームメモリ３５の出力と間引き回路
３３の出力とを加算、つまりフレーム間信号を加算し相
関のある信号（Ｉ信号）を取出し、補間フィルタ３９に
供給する。また加算器３８も同様にフレームメモリ３６
の出力と間引き回路３４の出力との加算（フレーム間信
号の加算）を行い、相関のある信号（Ｑ信号）を取出
し、補間フィルタ４０に供給する。補間フィルタ３９
は、間引かれたデ−タを補間し、元のサンプリングクロ
ック周波数に戻し、ノンリニアエンハンサ４１に供給す
る。補間フィルタ４１も同様に、間引かれたデ−タを補
間して元のサンプリングクロック周波数に戻し、ノンリ
ニアエンハンサ４２に供給する。ノンリニアエンハンサ
４１、４２は、帯域通過フィルタ３１、及び後で通過す
る帯域通過フィルタ４４の帯域制限による波形劣化を補
償（これについては後述する）し、各々の出力を変調器
４３に供給する。

【００１６】変調器４３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つの変調軸のキャリ
アによりそれぞれ変調して合成し、搬送色信号に戻し、
その出力を帯域通過フィルタ４４に供給する。帯域通過
フィルタ４４は、入力された搬送色信号を帯域制限し、
静画時の色信号（ここでは静画Ｃ信号と言う）を取出
し、混合器１０及び減算器８に供給する。減算器８は、
ラインメモリ４の出力信号から静画Ｃ信号を減算処理
し、これにより静画時の輝度信号（ここでは静画Ｙ信号
と言う）を出力し、混合器１１に供給する。

【００１７】上記の信号経路により、混合器１０には、
静画Ｃ信号と動画Ｃ信号が入力され、混合器１１には静
画Ｙ信号と動画Ｙ信号が入力されることになる。混合器
１０と、１１とは、動き検出部７からの動き検出信号に
応じてそれぞれ２入力の混合割合を制御さる。混合器１
１は、動画Ｙ信号及び静画Ｙ信号を動き検出信号Ｋに応
じてそれぞれＫ倍と（１−Ｋ）倍の比率で混合する。ま
た混合器１０は、動画Ｃ信号と静画Ｃ信号とを動き検出
信号に応じてそれぞれＫ倍と（１−Ｋ）倍の比率で混合
する。これら混合器１０、１１の出力はそれぞれデジタ
ルアナログ（Ｄ／Ａ）変換器１２、１３に供給される。
これにＤ／Ａ変換器１２の出力端子１４には分離された
アナログ色信号、Ｄ／Ａ変換器１３の出力端子１５には
分離されたアナログ輝度信号が得られる。動き検出部７
は、ラインメモリ４からの信号を受けて、その１フレー
ム間の差分信号を得て、１フレーム間の差分信号の大き
さにより０以上１以下の動き検出信号Ｋを得ている。次
に、ノンリニアエンハンサの動作について説明する。

【００１８】図２は図１の回路の各部の信号波形を示し
ている。同図（Ａ）はラインメモリ４の出力信号の中の
色信号成分の波形である。同図（Ｂ）は帯域通過フィル
タ３１の出力信号波形であり、帯域制限の結果エンベロ
ープになまりが生じている。同図（Ｃ１）及び（Ｃ２）
はノンリニアエンハンサ４１、４２の入力信号波形であ
り、同図（Ｂ）の信号が色復調されてフレーム和分をと
ったものである。同図（Ｄ１）、（Ｄ２）はノンリニア
エンハンサ４１、４２の出力波形であり、主に帯域通過
フィルタ３１及び４４に起因するエンベロープのなまり
を復調波形で補償したものである。同図（Ｅ）は変調器
４３の出力波形であり、同図（Ｆ）は帯域通過フィルタ
４４の出力波形である。

【００１９】ノンリニアエンハンサの特性は、図２の
（Ａ）と（Ｆ）の波形のエンベロープが略一致するよう
に選ばれている。これにより減算器８でのラインメモリ
４の出力信号から静画Ｃ信号の減算が正確に行え、静画
Ｙ信号中の残留色成分を極めて小さくできる。図３から
図６にはノンリニアエンハンサの構成例及び特性例を示
している。

【００２０】入力端子４１に導入された信号Ｓ−１は、
遅延器４２に供給され遅延され、信号Ｓ０として出力さ
れこの信号Ｓ０はさらに遅延器４３に入力され遅延さ
れ、信号Ｓ＋１として出力される。また入力端子４１に
供給された信号Ｓ−１は、係数器４４に入力され−１／
４倍され、遅延器４２の出力信号Ｓ０は係数器４５に入
力されて１／２倍され、遅延器４３の出力信号は係数器
４６に入力されて−１／４倍されている。係数器４４、
４５、４６の出力信号は、共通の加算器４７に入力され
加算され、その加算出力はコアリング回路４８に入力さ
れている。

【００２１】遅延器４２、４３、係数器４４、４５、４
６、加算器４７はＦＩＲフィルタを構成しており、遅延
器４２、４３の遅延時間を２８０ｎｓｅｃとすると、そ
の特性は図４（Ａ）の如くなる。加算器４７の出力での
周波数応答は、図４（Ａ）に示すように１．７９ＭＨｚ
でピークをもちゲイン１となり、この出力信号は、コア
リング回路４８を介して加算器５１に入力され信号Ｓ０
と加算されることになる。加算器５１には、信号Ｓ０及
びコアリング回路４８の出力が供給されている。この結
果、入力端子４１からの信号は、直流と３．５８ＭＨｚ
でゲイン１、１．７９ＭＨｚでゲイン２となるようにエ
ンハンスされることになる。このエンハンスされた信号
Ｓ０´は、中央値回路５２に供給される。

【００２２】ここで、コアリング回路４８は、その入出
力特性が図４（Ｃ）に示すように、ある入力レベル以下
でゲイン０、それ以上でゲイン１となる回路であり、加
算器５１においてノイズ成分を加算しないために用いら
れている。

【００２３】また、先の信号Ｓ−１、Ｓ０、Ｓ＋１は組
みとなって、最大値回路４９と最小値回路５０にも入力
されている。最大値回路４９は、入力信号のうち最大の
もの（Ｓ´−１）を判定して取出し、中央値回路５２に
供給し、最小値回路５０は入力信号のうち最小値のもの
（Ｓ´＋１）を取出し、中央値回路５２に供給してい
る。中央値回路５２は、入力信号（Ｓ´−１）、（Ｓ´
＋１）、Ｓ０´のうち中央の値のものを判定して取出
し、出力端子５３へ導出している。

【００２４】今、図４（Ｂ）の（ａ）〜（ｃ）に上記の
回路の各部の信号波形例を示して説明する。（ａ）、
（ｂ）に示すようにステップ応答ではＳ−１とＳ´−１
及びＳ＋１とＳ´＋１の波形はそれぞれ等しく、Ｓ０´
はＳ０を中心周波数１．７９ＭＨｚでエンハンスしたも
のである。従って中央値回路５２の出力は、（ｃ）に示
すように入力波形のなまりが補償された信号波形とな
る。図５はこの発明の他の実施例である。

【００２５】先の実施例と共通する部分には、図１と同
一符号を付している。図１の実施例と異なる部分は、復
調回路３２の２つの色差信号を多重回路４５で時分割多
重して１系統にしている点である。多重回路４５の出力
は、間引き回路３３に入力されている。また、ノンリニ
アエンハンサ４１の出力が、分割回路４６に入力されて
２つの色差信号に分離され、この分離された２つの色差
信号が変調器４３に入力されている。つまり２つの色差
信号を多重する手段と、分割する手段とを設けることに
より、図１には２系統あった間引き回路からノンリニア
エンハンサまで系統を１系統にしている。この実施例で
は、多重回路から分割回路部のクロックレートは図１に
比べて２倍になるが、フレームメモリは１つになってい
るので全体としてフレームメモリに必要なビット数は、
図１の実施例と変りはない。

【００２６】上記したＹ／Ｃ分離回路では、静画用及び
動画用の色信号のみの分離を行い、輝度信号の分離は映
像部分から分離した色信号を減算するようにしている。
従って、静画部及び動画部の分離回路が色信号について
だけでよく、回路規模を大幅に削減できる。特にフレー
ムメモリ、ラインメモリを削減できる効果はコスト的に
みて極めて大きい。最もコスト効果ががコスト大きいフ
レームメモリについて比較してみる。

【００２７】条件として輝度信号のサンプル周波数を４
Ｆsc（約１４．３ＭＨｚ）、色ベースバンドのサンプル
周波数をＦsc（約３．５８ＭＨｚ）、量子化ビット数を
８ビットとする。また水平走査期間の輝度信号のサンプ
ル数は９１０、色信号のサンプル数は２２７．５、ライ
ン数５２５である。

【００２８】従来のＹ／Ｃ分離回路でのフレームメモリ
に必要なビット数は、Ｙ処理部：８×９１０×５２５＝３．８２２（Ｍビ
ット）Ｃ処理部：８×２２７．５×５２５＝１．９１１（Ｍビ
ット）となり、合計５．７３３（Ｍビット）が必要である。こ
れを１Ｍビットのメモリで構成しようとすると、最低６
個必要となる。

【００２９】これに対して、この実施例では、Ｃ処理部
のみでよいので８×２２７．５×５２５＝１．９１１
（Ｍビット）となる。これを１Ｍビットのメモリで構成
すると最低２個でよい。さらにこの実施例からわかるよ
うに、変調された色信号を取り出しているので家庭用Ｖ
ＴＲのＹ／Ｃ分離用としてそのまま用いることができ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
１つの分離回路で輝度信号出力、色信号出力が得られ高
価なフレームメモリの使用を低減でき、また家庭用ＶＴ
Ｒにもそのまま利用できる変調色信号を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す回路図。

【図２】図１の色分離回路の各部信号波形を示す図。

【図３】図１のノンリニアエンハンサの構成例を示す回
路図。

【図４】図３の回路の動作を説明するために示した特性
図、及び信号波形図、特性図。

【図５】この発明の他の実施例を示す回路図。

【図６】従来のＹ／Ｃ分離回路を示す図。

【符号の説明】

２…Ａ／Ｄ変換器、３…動画色分離部、４、５…ライン
メモリ、６、３１、４４…帯域通過フィルタ、７…動き
検出部、８、９…減算器、１０、１１…混合器、１２、
１３…Ｄ／Ａ変換器、３２…復調器、３３、３４…間引
き回路、３７、３８…加算器、３９、４０…補間フィル
タ、４１、４２…ノンリニアエンハンサ、４３…変調
器、４５…多重回路、４６…分割回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田直樹神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地株式会社東芝映像メデイア技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】映像信号の輝度信号成分を含む色副搬送
波帯域の信号を抽出し、この抽出信号を直交する２つの
軸のキャリアで色復調し、復調出力のフレーム間の和信
号を得、この和信号を前記２つの軸のキャリアで直交変
調して色信号を再生することにより、前記映像信号から
色信号を分離する第１の色分離手段と、前記映像信号のライン間の相関性を利用して色信号成分
を分離する第２の色分離手段と、前記映像信号のｎフレーム間の差分値（ｎは１以上の整
数）から前記映像信号の動画の度合いを示す動き検出信
号を得る動き検出手段と、前記映像信号から前記第１の色分離手段の出力信号を減
算して輝度信号成分を得る第１の減算手段と、前記映像信号から前記第２の色分離手段の出力信号を減
算して輝度信号成分を得る第２の減算手段と、前記第１の色分離手段の出力信号と第２の色分離手段の
出力信号とを入力とし前記動き検出手段の出力信号に応
じて混合比を制御する第１の混合手段と、前記第１の減算手段の出力信号と第２の減算手段の出力
信号とを入力とし前記動き検出部の出力信号に応じて混
合比を制御する第２の混合手段と、前記第１の混合手段の出力信号を色信号出力端子に出力
し、前記第２の混合手段の出力信号を輝度信号出力端子
に出力する手段とを具備したしたことを特徴とする映像
信号のＹ／Ｃ分離回路。
【請求項２】前記第１の色分離手段は、前記映像信号
を受け付け、順に帯域通過フィルタ、色復調回路、間引
き回路、フレーム和の演算回路、補間フィルタ、ノンリ
ニアエンハンサ、色変調回路及び帯域通過フィルタを通
過する構成としたことを特徴とする請求項１記載の映像
信号のＹ／Ｃ分離回路。
【請求項３】前記第１の色分離手段は、前記映像信号
を受け付け、順に帯域通過フィルタ、色復調回路、多重
回路、間引き回路、フレーム和の演算回路、補間フィル
タ、ノンリニアエンハンサ、分割回路、色変調回路及び
帯域通過フィルタを通過する構成としたことを特徴とす
る請求項１記載の映像信号のＹ／Ｃ分離回路。