JPH06121335A - ルミナンス及びクロミナンス分離回路 - Google Patents

ルミナンス及びクロミナンス分離回路

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JPH06121335A
JPH06121335A JP4357565A JP35756592A JPH06121335A JP H06121335 A JPH06121335 A JP H06121335A JP 4357565 A JP4357565 A JP 4357565A JP 35756592 A JP35756592 A JP 35756592A JP H06121335 A JPH06121335 A JP H06121335A
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vertical
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    • H04N9/00Details of colour television systems
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    • H04N9/78Circuits for processing the brightness signal and the chrominance signal relative to each other, e.g. adjusting the phase of the brightness signal relative to the colour signal, correcting differential gain or differential phase for separating the brightness signal or the chrominance signal from the colour television signal, e.g. using comb filter

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 混合器24において水平及び垂直フィルタか
らの夫々第1及び第2クロミナンス成分の通過を制御す
る制御回路20は、連続する3本のライン上の3つの第
1クロミナンス値から垂直クロミナンス差分信号を得、
3本のラインの中心のライン上の第1クロミナンス値か
ら水平クロミナンス差分信号を得、垂直クロミナンス差
分信号から水平クロミナンス差分信号を減算して制御信
号を生成する。 【効果】 斜線部分でドット・クロールを減少させつ
つ、ルミナンスの細部情報を維持し、クロスカラー・エ
ラーを防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複合直角2相変調カラ
ー・テレビジョン信号のルミナンス及びクロミナンス分
離回路、特に、この分離を行うための適応フィルタ動作
の制御を改良したルミナンス及びクロミナンス分離回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、NTSC方式に従った代表的直
角2相変調カラー・テレビジョン画像信号により占有さ
れる周波数スペクトラムのグラフ図である。図示する様
に、ルミナンス及びクロミナンス情報は、同一のスペク
トラムを共有する。ルミナンス帯域は通常4.2MHz
に制限され、I成分帯域は通常1.3MHzに制限さ
れ、Q成分帯域は0.6MHzに制限される。I及びQ
成分は、約3.58MHzの副搬送波上の直角位相の搬
送波抑圧振幅変調成分として存在する。複合映像信号内
のこの直角位相変調された副搬送波はルミナンス搬送波
に加えられ、その結果得た複合ビデオ信号は4.2MH
zに低域通過ろ波される。
【0003】複合ビデオ信号のルミナンス成分及びクロ
ミナンス成分を分離する最も簡単な手法では、副搬送波
に同調された帯域通過フィルタに複合ビデオ信号を供給
して、そのフィルタの出力端子にクロミナンス成分を生
成する。次に、クロミナンス信号を複合信号から減算し
てルミナンス信号を生成する。この種の帯域通過フィル
タは、特にアナログ・システム内で安価に形成できる
が、ルミナンス及びクロミナンス成分の分離が不完全に
なる。クロミナンス帯域内に存在するルミナンス成分は
色として解釈され、ルミナンスの変化に伴い移動する虹
として、又はルミナンスの細部の付近での他の不適切な
色の動きとして通常は知覚されるクロス・カラー・パタ
ーンを生じる。逆に、あるクロミナンス成分がルミナン
スとして解釈され、色変化の付近に「ドット・クロー
ル」が生じる。
【0004】以下に詳細を示す様に、搬送波及び副搬送
波の内容を更に効果的に分離するために、デジタル・コ
ム・フィルタが使用されている。フィルタ動作は、水平
及び垂直軸に沿って順次行われ、両軸に沿った副搬送波
の変化を表すクロミナンス信号を生成する。ルミナンス
及びクロミナンスを分離するための更に高度なフィルタ
技術では、「適応(アダプティブ)」フィルタを使用
し、水平軸のフィルタのみを使用するか、又は水平及び
垂直軸の両方のフィルタを使用するかを選択する。
【0005】図3は、適応フィルタ技術を使用したルミ
ナンス及びクロミナンス分離回路を示すブロック図であ
る。この回路は、通常は、スタジオ・セッティング用デ
コーダの様なデコーダに使用される。この回路では、複
合ビデオ信号入力は、水平フィルタ12の入力端子及び
遅延素子8に供給され、遅延素子8の出力信号は加算回
路10の正の入力端子に供給される。水平フィルタ12
は、副搬送波に中心周波数を合わせた帯域通過フィルタ
である。
【0006】図4は、水平コム・フィルタ12の概念図
である。最も簡単な形式では、水平フィルタ12は、カ
ラー・ビデオ画像の5個の連続するピクセルに関して複
合ビデオ・データの重み付け平均を生成する。テレビジ
ョン走査に関連するクロック信号は、副搬送波周波数の
4倍で発生し、2つの直交するクロミナンス成分は交互
関係に配列される。この様に、2つのビデオ成分がI及
びQであるNTSC規格に従うビデオでは、連続する4
個のピクセルは、最初に、例えば+Iの正のクロミナン
ス成分、次に、例えば+Qの正のクロミナンス成分、次
に、−I及び−Qの順に、1対の負のクロミナンス成分
となる。ビデオ信号の連続するライン間には位相差があ
り、連続する2本のラインは、ルミナンス及びクロミナ
ンス成分の関係が次の様に表される。 Y+I Y+Q Y−I Y−Q Y−I Y−Q Y+I Y+Q
【0007】この様に、図4に示す水平フィルタ12で
は、一方のクロミナンス成分に対応するピクセル値のみ
が、0ではない係数を有し、それと交互するピクセル値
が係数0になる。この例では、現在処理中のクロミナン
ス成分はI成分である。副搬送波の4倍で発生するクロ
ックの1クロック・サイクル後に、データは右に進み、
代わってフィルタはQ成分を処理するようになる。水平
フィルタ12の終段の小さい係数は、中段の大きな係数
とは符号が反対であり、フィルタは複合信号のルミナン
ス成分(Y)を相殺し、一方、現在処理中のクロミナン
ス成分を和が0にならなく加算する。
【0008】この簡単な水平フィルタは、理想周波数応
答よりも低く、クロミナンスの細部を幾分ぼんやりさせ
るが、多くの段及び小さい係数を有するもっと複雑な水
平フィルタを構成して、同一の一般原理に従い動作し、
理想周波数応答に近い出力信号を得ることもできる。
【0009】図3を再び参照すると、水平フィルタ12
の出力信号は、第1ライン遅延素子14、適応制御回路
20の第1入力端子、及び垂直フィルタ18の入力端子
に供給される。垂直フィルタ18も、副搬送波周波数の
帯域通過フィルタである。第1ライン遅延素子14の出
力信号は、垂直フィルタ18の第2入力端子、適応制御
回路20の第2入力端子、第2ライン遅延素子16及び
垂直フィルタ18に関連する遅延素子を表す他の遅延素
子22に供給される。第2ライン遅延素子16の出力信
号は、垂直フィルタ18の第3入力端子及び適応制御回
路20の第3入力端子に供給される。水平方向にのみフ
ィルタ処理されたクロミナンス信号CHである遅延素子
22の出力信号は、混合器24の第1入力端子に供給さ
れ、垂直及び水平の両方向にフィルタ処理されたクロミ
ナンス信号CVHである垂直フィルタ18の出力信号は、
混合器24の第2入力端子に供給される。混合器24
は、適応制御回路20の出力信号により制御され、ルミ
ナンス出力信号を生成するために、加算回路10で複合
ビデオ入力信号から減算されるクロミナンス信号を生成
する。
【0010】図5は、垂直コム・フィルタの概念図を示
す。図5を参照すると、垂直フィルタ18は3本の連続
するライン、即ち直前のラインLL、現在のラインLP及
び次のラインLNの同一ピクセルを受け、3つの段階の
係数に従って重み付け平均値を生成する。水平フィルタ
12と同様に、垂直フィルタ18の最初及び最後の段の
反対符号の係数により、残留ルミナンスYRは相殺さ
れ、一方、クロミナンス成分は和が0にならなく加算さ
れる。また、水平フィルタ12と同様に、出力信号は交
互にI及びQクロミナンス成分に関係する。更に、水平
フィルタ12と同様に、更に多くの段、更に込み入った
係数を有する複雑な垂直フィルタ18は、更に理想に近
い周波数応答を有する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図3に示す回路では、
適応制御回路20は、垂直フィルタ18に入力される3
本の連続するラインに対する水平フィルタ12の出力信
号の関係に基づいて、混合器24をどの様に制御するか
を決める。この制御信号に応じて、適応制御回路20及
び混合器24は、水平フィルタ12でのみフィルタ処理
された信号、又は水平フィルタ12及び垂直フィルタ1
8の両方でフィルタ処理された信号のいずれかを選択す
る。適応制御信号が単一ビットであれば、全て一方の入
力信号又は全て他方の入力信号が選択される。適応制御
信号が複数のビットを含むか、又は直線アナログ信号で
あれば、部分的に一方の入力信号及び部分的に他方の入
力信号の異なる組み合わせの選択が可能になる。しか
し、従来の適応制御信号では、映像が変化する斜線部分
でルミナンスの細部情報を失ったり、クロスカラー・エ
ラーを生じる傾向がある。
【0012】本発明の目的は、斜線部分でドット・クロ
ールを減少させつつ、ルミナンスの細部情報を維持し、
クロスカラー・エラーを防止する適応制御信号を発生す
る適応制御回路を含むルミナンス及びクロミナンス分離
回路の提供にある。
【0013】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、クロ
ミナンス信号の適応フィルタ処理を行うために複数ビッ
トの適応制御信号を発生する適応制御信号発生器を含む
ルミナンス及びクロミナンス分離装置である。この装置
は、垂直差分検出器、水平差分検出器及び混合手段を含
む。垂直差分検出器は、上側差分検出器及び下側差分検
出器を有し、それらの検出器の各々は、次のライン信号
LN、現在のライン信号LP及び直前のライン信号LLを
受け取り、夫々が上側差分信号及び下側差分信号を生成
する。好適が実施例では、上側及び下側差分検出器は、
夫々式|2LL+LP−LN|及び|2LN+LP−LL|で
表す機能を実行する。垂直検出器は、更に上側及び下側
差分信号を受け取り、好適には、上側差分信号及び下側
差分信号の大きい方を選択して、垂直クロミナンス差分
信号を生成する。水平差分検出器は、現在のライン信号
を受け取り、副搬送波周波数の複数倍にサイクルだけ離
された2つのピクセル値の合計の絶対値を決定して、水
平クロミナンス差分信号を生成する手段を含む。結合手
段は、水平クロミナンス差分信号を垂直クロミナンス差
分信号から減算して、複数ビット適応制御信号を生成す
る手段を含み、更に減算器の入力部にスケーラ、及び減
算器の出力部に2分割回路及びリミッタの両方又は一方
を含んでもよい。
【0014】
【実施例】図1は、本発明によるルミナンス及びクロミ
ナンス分離回路を示すブロック図である。この回路は、
水平フィルタ12の出力信号即ち次のライン信号LN、
第1ライン遅延素子14の出力信号即ち現在のライン信
号LP、及び第2ライン遅延素子の出力信号即ち直前の
ライン信号LLを入力端子に受ける。これら3つの入力
信号は、垂直差分検出器50内の第1ALU(演算論理
回路)30及び第2ALU32に供給される。現在のラ
イン信号LPは、水平差分検出器52内の4ピクセル遅
延素子34の入力端子にも供給される。
【0015】第1及び第2ALU30及び32は、夫々
式(1)及び式(2)に示す機能を実行する。 DL=2×LL + LP − LN (1) DU=2×LN + LP − LN (2)
【0016】第1ALU30の出力信号DLは、直前の
ラインを強調してクロミナンス帯域内の垂直の変化を表
し、一方、第2ALU32の出力信号DUは、次のライ
ンを強調してクロミナンス帯域内の垂直の変化を表す。
信号DL及びDUのいずれが正又は負の値であってもよい
が、それらは絶対値回路36及び38に夫々供給され
て、無符号の値|DL|及び|DU|に夫々変換される。
無符号の値|DL|及び|DU|は大小比較回路42に供
給され、大小比較回路42は、それらの大きい方の値を
垂直差分検出器50全体の出力信号即ち垂直クロミナン
ス差分信号VCDとして出力する。
【0017】現在のライン信号LP及び4ピクセル遅延
素子34からの信号LPを遅延した信号は、加算回路4
0の+及び−入力端子に夫々入力される。加算回路40
の出力信号は絶対値回路44に供給され、絶対値回路4
4は、水平差分検出器52全体の出力信号である水平ク
ロミナンス差分信号HCDを生成する。4ピクセル分の遅
延は、副搬送波の360°の位相回転に相当し、同一符
号の同一クロミナンス成分が比較される。他の方法とし
て、2ピクセル遅延を使用して、遅延された値を現在の
値から減算する代わりに、現在の値に加算してもよい。
いずれの方法によっても、水平差分検出器52は、クロ
ミナンスの水平方向の変化、即ち垂直ライン又は端部を
検出する。
【0018】垂直クロミナンス差分信号VCD及び水平ク
ロミナンス差分信号HCDは共に、この実施例では加算回
路46及びリミッタ回路48を含む結合器56の入力端
子に供給される。
【0019】加算回路46は、その出力部において2分
割機能を有する。加算回路46は、垂直クロミナンス差
分信号VCDから水平クロミナンス差分信号HCDを減算
し、その結果を2で除算して出力信号を生成する。加算
回路46の出力信号はリミッタ回路48に供給され、リ
ミッタ回路はその出力信号を0〜1の範囲内の値に制限
する。リミッタ回路48の出力信号は、複数ビット適応
制御信号Kである。入力信号の全てが0〜1の範囲に制
限されることが予め分かっていれば、2分割機能で出力
信号をこの範囲に十分に制限できるが、それは非現実的
な制約であるので、リミッタ回路48を使用することが
望ましい。他の実施例では、信号HCD及びVCDは、加算
回路46の入力端子に供給される前に、例えばスケーラ
54により別々に大きさが調整し、クロス・カラー及び
クロス・ルミナンス現象の制御の際に、ゆるやかに異な
る効果を生じさせてもよい。また、加算回路46をAL
Uに置き換えて、異なる数学的機能を実行してもよい。
【0020】明かに、、垂直クロミナンス差分信号及び
水平クロミナンス差分信号の値が、それらが加算回路4
6に達するときに、現在のライン上の同一ピクセル位置
に関連するように、垂直差分検出器50及び水平差分検
出器52を介する遅延を調整する必要がある。この様な
等価的遅延を生成するための手段は、当業者には周知で
ある。
【0021】図3を参照すると、複数ビット適応制御信
号Kは、標準混合式(3)に従って混合器24の出力信
号を制御するために使用される。 CHROMAOUT=K*CH + (1−K)*CVH (3)
【0022】混合機能の正確な制御は厳密ではないの
で、リミッタ回路48の出力信号は、長さが4、5又は
6ビットでよい。4ビットより少ないと、最終的信号に
はノイズが多く含まれるが、6ビットを超えると、使用
ビット数が多すぎるという欠点がある。
【0023】垂直差分検出器50は、それに供給された
データが、画像の垂直軸に沿ったクロミナンス値に比較
的大きな変化が起きたことを表すとき、最大の出力信号
を生成する。例えば、LN = −1、LP = +1及びL
L = 0であれば、これは、クロミナンス信号の値が、
現在のライン及び次のライン間で0から1に変化し、位
相反転した後、+1及び−1は同じ値であるということ
を意味する。このような変化とは、飽和が最大から0に
低下し、又は色相が一方向又は他方向に90°だけ変化
し、又は色相及び飽和の組み合わせがたまたま極端に大
きな変化を生じるということである。この例の値を式
(1)及び(2)に代入すると、次の式になる。 DL=2×(0)+(1)−(−1)= 2 (1.1) DU=2×(−1)+(1)−(0)=−1 (2.2)
【0024】これらの結果の絶対値の大きい方が、大小
比較回路42により選択されるとき、得られる垂直クロ
ミナンス差分信号の値は2、即ちVCD=2である。水平
クロミナンスの変化が無く、従って水平クロミナンス差
分信号の値が0である、即ちHCD=0であると仮定すれ
ば、2分割機能を有する加算回路46の出力信号は1と
なり、故にリミッタ回路48の出力信号は、K=1とな
る。このKの値を式(3)に代入すると、この場合に水
平方向のみにフィルタ処理されたクロミナンス信号CH
が、100%選択される。
【0025】 CHROMAout=(1)×CH +(1−1)×CVH=CH (3.1)
【0026】水平方向にのみフィルタ処理されたクロミ
ナンス信号を選択し、両方向にフィルタ処理されたクロ
ミナンス信号を選択しないことが、この条件では望まし
く、これによりこの位置でのクロミナンス信号を最大に
し、それによりルミナンス信号を最小にするので、そう
しなければ生じるであろうドット・クロール現象の仮想
的除去が行われる。
【0027】次に、この適応制御回路20が、無色の背
景に対して精細なクロミナンスの単一水平ラインにどの
ように応答するかを考察する。このラインは、現在のラ
インLP上にあると仮定する。 DL=2×(0)+(1)−(0)=1 (1.2) DU=2×(0)+(1)−(0)=1 (2.2)
【0028】大小比較回路42により、これらの結果の
絶対値の大きい方が選択されると、得られる垂直クロミ
ナンス差分信号の値は1、即ちVCD=1である。水平ク
ロミナンスの変化が無く、水平クロミナンス差分信号が
0、即ちHCD=0であると仮定すると、2分割機能を有
する加算回路46の出力信号は1/2となり、リミッタ
回路48の出力信号は、K=0.5となる。これによ
り、混合器24の出力信号は、CHの半分及びCVHの半
分になる。したがって、この単一ラインの場合、クロミ
ナンスは部分的に増加し、ルミナンスはそれに応じて減
少する。この結果は、LN=1、Lp=0及びLL=1の
ときにも得られる。
【0029】交番する水平クロミナンス・ラインの検出
への応答が過度であると、画像の質が低下するので、こ
の部分的応答は、他のライン毎に交番するクロミナンス
に関して好適である。これは、副搬送波周波数で変化す
る垂直ルミナンス・ラインが、交番する水平クロミナン
ス・ラインと同一であるように現れ、中間応答がいずれ
の可能性に対しても適切になる。
【0030】水平差分検出器52からの信号HCDは、垂
直差分検出器からの信号より減算されるので、斜めの線
が存在すると、混合器制御信号であるKが低い値にす
る。これらの条件の下で低い値のKは、それによってク
ロミナンス信号が減少し、クロミナンス信号が大きくな
るので望ましい。これが幾分のドット・クロール現象を
引き起こすとしても、画像の細部の損失が許容範囲内で
あることが経験上分かっている。
【0031】水平差分検出器52の出力信号が、垂直差
分検出器50の出力信号を超えると、K=1及びクロミ
ナンス出力は、全て垂直フィルタ18の出力信号CVHか
ら得られる。副搬送波周波数での水平方向の動きは、ク
ロミナンスであると推測されるが、幾分のルミナンスを
含んでいることもあるので、これらの条件での出力クロ
ミナンス信号は、できるだけ厳密に決められるように、
水平及び垂直の両方向にろ波する必要がある。
【0032】式(1)及び(2)は、垂直差分検出器5
0の好適な実施例を参照して説明したが、他の式を使用
してもよい。例えば、次の1対の更に一般的な式も適切
な結果を導く。 DL=K1×LL+K2×LP−K3×LN DU=K1×LN+K2×LP−K3×LL ここで、K1−K2−K3=0である。
【0033】ルミナンス及びクロミナンス分離回路の上
述の説明は、NTSC方式に従った複合ビデオ用システ
ムに適している。PAL方式では、PAL規格に従った
ビデオ信号において、反対符号を有するクロミナンス成
分は、NTSC方式の様に1ライン離れる代わりに2ラ
イン離れて生じるので、垂直フィルタ18の出力信号と
してU及びVクロミナンス成分を生成するために、図3
に示すライン遅延素子14及び16の各々を2つのライ
ン遅延素子で置き換える必要がある。遅延素子14及び
16に関しこの変更を加えることで、図5に示す適応制
御回路20’は、NTSCに対してと全く同様に機能す
る。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、斜線部分でドット・ク
ロールを減少させつつ、ルミナンスの細部情報を維持
し、クロスカラー・エラーを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のルミナンス及びクロミナンス分離回路
に使用する適応制御回路を示すブロック図。
【図2】NTSC方式による直角位相変調カラー・テレ
ビジョン画像信号により占有される周波数スペクトラム
を示すグラフ図。
【図3】適応フィルタ処理を行う従来のルミナンス及び
クロミナンス分離回路を示すブロック。
【図4】水平コム・フィルタの概念図。
【図5】垂直コム・フィルタの概念図。
【符号の説明】
12 水平フィルタ 18 垂直フィルタ 29 制御回路 24 混合器 50 垂直差分検出器 52 水平差分検出器 56 減算器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複合ビデオ信号が供給され、各ピクセル
    に関し第1クロミナンス信号を出力する水平フィルタ
    と、該水平フィルタからの上記第1クロミナンス信号か
    ら第2クロミナンス信号を出力する垂直フィルタと、上
    記水平及び垂直フィルタから夫々上記第1及び第2クロ
    ミナンス信号が供給され、制御信号に応答して上記第1
    及び第2クロミナンス信号の通過を制御する混合器と、
    上記制御信号を発生する制御回路とを具え、該制御回路
    は、 上記水平フィルタから得られる連続する3本のラインの
    同一水平位置の3つの第1クロミナンス値から垂直クロ
    ミナンス差分信号を得る垂直差分検出器と、 上記3本のラインの中心のライン上の上記第1クロミナ
    ンス値から水平クロミナンス差分信号を得る水平差分検
    出器と、 上記垂直クロミナンス差分信号から上記水平クロミナン
    ス差分信号を減算して上記制御信号を得る減算器とを具
    えることを特徴とするルミナンス及びクロミナンス分離
    回路。
JP4357565A 1991-12-26 1992-12-24 ルミナンス及びクロミナンス分離回路 Expired - Lifetime JPH0763189B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US07/813,537 1991-12-26
US07/813,537 US5231478A (en) 1991-12-26 1991-12-26 Adaptive control signal generator for an adaptive luminance/chrominance separator

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Publication Number Publication Date
JPH06121335A true JPH06121335A (ja) 1994-04-28
JPH0763189B2 JPH0763189B2 (ja) 1995-07-05

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ID=25212670

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JP4357565A Expired - Lifetime JPH0763189B2 (ja) 1991-12-26 1992-12-24 ルミナンス及びクロミナンス分離回路

Country Status (4)

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US (1) US5231478A (ja)
EP (1) EP0549174B1 (ja)
JP (1) JPH0763189B2 (ja)
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