JPH0638236A - 信号分離回路 - Google Patents

信号分離回路

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JPH0638236A
JPH0638236A JP4187847A JP18784792A JPH0638236A JP H0638236 A JPH0638236 A JP H0638236A JP 4187847 A JP4187847 A JP 4187847A JP 18784792 A JP18784792 A JP 18784792A JP H0638236 A JPH0638236 A JP H0638236A
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JP
Japan
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signal
circuit
coefficient
delay
component
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JP4187847A
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English (en)
Inventor
Masahiro Kageyama
昌広 影山
Norihiko Fukinuki
敬彦 吹抜
Kazuo Ishikura
和夫 石倉
Hiroshi Yoshiki
宏 吉木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 現行テレビジョン方式と両立性を保ったまま
補強信号を周波数多重した画像信号の信号分離を行う回
路として好適であり、動き検出特性を犠牲にすることな
く、遅延回路のメモリ容量を減らし、さらに信号分離特
性を向上させ、かつ位相歪も生じない特長を持った、高
性能で経済的な信号分離回路を提供する。 【構成】 入力信号および4フィールドを越えない遅延
量の遅延回路によって遅延させた信号に図の係数を加重
加算し、輝度信号Y、色信号C、補強信号Hをそれぞれ
周波数分離する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は信号分離回路に係り、特
にNTSC方式と両立性を持ったテレビジョン信号から
輝度信号、色信号、補強信号を周波数分離する場合に好
適な信号分離回路に関する。
【0002】
【従来の技術】現行テレビジョン方式(NTSC方式)
と両立性を保ちながら、高画質、高精細な画像を送受信
するために種々のテレビジョン信号の伝送方式が考案さ
れている(例えば、特開昭61−136392号)。こ
の方式では、現行テレビジョン方式の信号スペクトルの
隙間に、高画質、高精細に必要な情報(補強信号)を、
周波数多重などの技法によって重畳して伝送し、受信側
ではこれらの情報を分離、再生することにより、高画
質、高精細化の実現を図っている。
【0003】この方式によって伝送される信号形態を、
図2を用いて説明する。同図において、時間周波数fと
垂直周波数νで表される2次元周波数領域で、(f,
ν)=(0Hz,0cph)を中心に輝度信号Yを多重し、
(+−15Hz,−+525/4cph)を中心に色信号Cが多重
し、(+−15Hz,+−525/4cph)を中心に補強信号Hを
多重して、伝送する。
【0004】この方式で伝送された信号を受信側で分離
する回路として、例えば、特開昭62−71391号記
載の回路が提案されている。
【0005】この分離回路を従来例として挙げ、図3を
用いて説明する。同図において、まず、入力信号イか
ら、トランスバーサル接続した遅延回路1〜8を用いて
遅延信号ロ〜リを作成する。つぎに、加算器26〜2
8、33〜35、および係数回路29〜32を用いて、
同図中の係数により入力信号イおよび遅延信号ロ〜リの
加重加算を行い、さらに、遅延回路36,37、および
加算器38,39、係数回路40,41を用いて、信号
(CM0+H),CM0,CM1,CM2を作成する。これと並
行して動き検出回路25により作成した動き情報をもと
に、減算器42,45、選択回路43,44により上記
各信号を減算あるいは選択して、輝度信号Y、色信号
C、補強信号Hを分離する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】伝送信号からもとの輝
度信号Y、色信号C、補強信号Hを分離するためには、
フィールド間の信号演算処理が必須であり、遅延回路と
してのフィールドメモリが必要である。しかし、上記従
来例の構成では、合計1574H(Hは1水平走査期
間)のメモリ容量が必要となり、高価なメモリを数多く
用いる点で非常に不経済であった。
【0007】また、信号Cと信号Hとの分離が1フィー
ルド(262H)遅延信号の和差演算によるコサイン1
次特性の分離しか行われていないため分離特性が急峻で
なく、相互の漏話が多いという欠点があった。さらに、
分離した信号の重心が〔垂直−時間〕領域の斜め方向に
ずれるため、位相歪を生じる等の欠点があった。
【0008】分離特性をさらに急峻にし、かつ、位相歪
を除去する場合、従来の構成では、フィールドメモリな
どの遅延回路をさらに追加する必要があった。逆に、経
済性を重視して遅延回路を減らした場合、動き検出回路
への入力信号も減ることになるため、信号分離特性を大
きく左右する動き検出特性を犠牲にせざるを得ない構成
であった。
【0009】本発明の目的は、動き検出特性を犠牲にす
ることなく、遅延回路のメモリ容量を減らし、さらに信
号分離特性を向上させ、かつ位相歪も生じない特長を持
った、高性能で経済的な信号分離回路を提供することに
ある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的は、4フィール
ドを越えない遅延量の信号遅延手段と、入力信号および
上記信号遅延手段からの信号を受けて(f,ν)=(0H
z,0cph)の信号成分を抽出して出力する第1の信号抽
出手段と、入力信号および上記信号遅延手段からの信号
を受けて(f,ν)=(+−n/4Hz,−+m/4cp
h)の成分の信号を抽出して出力する第2の信号抽出手
段と、入力信号および上記信号遅延手段からの信号を受
けて(f,ν)=(+−n/4Hz,+−m/4cph)の
成分の信号を抽出して出力する第3の信号抽出手段を用
いることにより、達成できる。
【0011】
【作用】本発明の作用を、以下、図を用いて説明する。
【0012】まず、図4に示すような走査線構造を持っ
た信号を、4フィールドを越えない遅延量の信号遅延手
段により遅延させ、同図イ〜リで表される位置に対応し
た信号を取り出す。これらの信号に対して、図5に示す
ようなそれぞれの位置に対応した係数を乗じ、加重加算
を行って出力する。例えば、信号イ〜リと係数YM0との
加重加算を行えば(f,ν)=(0Hz,0cph)の信号成
分を抽出でき、図2に示した信号Yだけを分離すること
ができる。同様に、信号イ〜リと係数CM0との加重加算
を行えば(f,ν)=(+−15Hz,−+525/4cph)の信
号成分を抽出でき、図2に示した信号Cだけを分離する
ことができる。また、信号イ〜リと係数HM0との加重加
算を行えば(f,ν)=(+−15Hz,+−525/4cph)の
信号成分を抽出でき、図2に示した信号Hだけを分離す
ることができる。
【0013】図5に示した係数は、中心の係数から見て
点対称であるため、位相歪を生じない。また、これらの
係数は、図6のように因数分解でき、(+−15Hz,−+
525/4cph)および(+−15Hz,+−525/4cph)の信号成
分が2次の零点により減衰していることがわかる。従っ
て、図3に示した従来例よりも減衰率が大きく、信号分
離特性が向上する。
【0014】また、図5を見ると、少なくとも1050
H(Hは水平走査期間)の遅延量を持つ信号遅延回路が
あれば実現でき、従来よりも遅延回路のメモリ容量を減
らせることがわかる。
【0015】さらに、図4に示した信号イと信号リを用
いることにより、従来と同様に信号の2フレーム差を検
出することができ、メモリ容量を減らしても動き検出特
性は犠牲にならない。
【0016】従って、動き検出特性を犠牲にすることな
く、遅延回路のメモリ容量を減らし、さらに信号分離特
性を向上させ、かつ位相歪も生じない信号分離回路を実
現でき、上記目的を達成することができる。
【0017】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
【0018】図1は、本発明の一実施例の構成図であ
る。同図に示した信号分離回路100は、以下の5つの
ブロック、すなわち、(1)入力信号を受けて信号イ〜
リを出力する遅延回路1〜8、(2)上記信号イ〜リを
受けて信号Yを出力するフィルタ回路101、(3)上
記信号イ〜リを受けて信号Cを出力するフィルタ回路1
02、(4)上記信号イ〜リを受けて信号Hを出力する
フィルタ回路103、(5)上記信号イ〜リを受けて画
像の動きを検出し、動き情報Kを出力する動き検出回路
25、から成る。
【0019】次に、それぞれのブロックを説明する。
【0020】まず、遅延回路1〜8について説明する。
入力される伝送信号は、現行NTSC方式と同様に、1
フレームあたり525本の走査線数であり、2:1飛び
越し走査されている。従って、図4のように[時間−垂
直]平面で走査線を見たとき、図1のようにトランスバ
ーサル型に接続された遅延回路1〜8では、入力信号イ
に対して、図4に示すような位置に対応した走査線の信
号イ〜リを出力する。
【0021】フィルタ回路101は、多重された色信号
Cと補強信号Hの中心周波数成分を零点にして、輝度信
号Yの中心周波数成分、すなわち、(f,ν)=(0H
z,0cph)成分を抽出するフィルタであり、後述の係数
回路9〜11と、それぞれの出力に後述の係数を乗じる
係数回路16〜18、およびそれらの出力を加える加算
回路23から成る。
【0022】フィルタ回路102は、多重された輝度信
号Yと補強信号Hの中心周波数成分を零点にして、色信
号Cの中心周波数成分、すなわち、(f,ν)=(+−
15Hz,−+525/4cph)成分を抽出するフィルタであり、
後述の係数回路12〜14と、それぞれの出力に後述の
係数を乗じる係数回路19〜21、およびそれらの出力
を加える加算回路24から成る。
【0023】フィルタ回路103は、多重された輝度信
号Yと色信号Cの中心周波数成分を零点にして、補強信
号Hの中心周波数成分、すなわち、(f,ν)=(+−
15Hz,+−525/4cph)成分を抽出するフィルタであり、
後述の係数回路15と、その出力に後述の係数を乗じる
係数回路22から成る。ここではHM0係数回路だけを記
してあるが、フィルタ101,102と同様に、HM1係
数回路やHM2係数回路を付加してもよい。
【0024】上述した係数回路9〜15は、例えば図5
に示すような係数とすることにより、点対称係数にでき
るため位相歪を生じることなく、上述した周波数成分を
抽出できる。ただし、画像の動領域では補強信号Hを多
重しない場合もあるため、係数CM2では、補強信号Hの
中心周波数を零点にしない場合を例に挙げた。これらの
係数を、対応した位置の信号イ〜リに乗じ、全ての加重
加算結果を出力する。
【0025】この動作を、図6により詳しく説明する。
図5に示した係数は、図6に示す係数に因数分解でき、
括弧で囲んだ個々のフィルタ特性の積が全体の特性を表
している。因数分解した個々のフィルタ特性はそれぞれ
1次の零点しか持たないが、信号Cおよび信号Hの中心
周波数である(f,ν)=(+−15Hz,−+525/4cph)
および(+−15Hz,+−525/4cph)に注目すると、必ず
2つの零点の積となるため2次の零点になっており、図
3に示した従来技術よりも信号分離特性が向上する。
【0026】図5に示した係数のうち、YM0,CM0,H
M0は時間周波数の通過帯域が狭く垂直周波数の通過帯域
が広いため、静止画に好適である。逆に、YM2,CM2は
時間周波数の通過帯域が広く垂直周波数の通過帯域が狭
いため、動画に好適である。また、YM1,CM1はその中
間の特性を持つ。従って、画像の動きを検出し、動きの
大きさの程度により、これらのフィルタ出力を切り替え
るのが好ましい。
【0027】図1に示した動き検出回路25の構成図
を、図7に示す。この回路では、画素単位で入力信号の
動きを検出し、動きの大きさの程度により係数KM0,K
M1,KM2を制御する。伝送信号中の色信号Cおよび補強
信号Hは、フレーム間で位相反転するような形態で輝度
信号Yに多重されている。従って、減算器52および絶
対値回路53により2フレーム間差の絶対値をとれば、
画像の動きが検出できる。しかし、これだけでは速い動
きを見落とす危険があるため、減算器46,47、低域
通過フィルタ48,49、および絶対値回路50,51
を用いて、信号Cと信号Hが多重されていない水平低域
成分のフレーム差の絶対値をとる。最大値回路54によ
りこれらの最大値をとり、これをもとにして係数作成回
路55で係数KM0,KM1,KM2を作成する。
【0028】図8を用いて、係数作成回路55の動作を
説明する。この回路に入力する信号(画像の動き量)が
小さいとき、例えば、0≦動き量≦TH1のときは、動
き量に応じて係数KM0を1から徐々に小さくし、係数K
M1を0から徐々に大きくし、係数KM2=0とする。動き
量が中程度のとき、例えば、TH1≦動き量≦TH2の
ときは、KM0=0とし、KM1を1から徐々に小さくし、
KM2を0から徐々に大きくする。動き量が大きいとき、
例えば、TH2≦動き量のときは、KM0=KM1=0と
し、KM2=1とする。このように、常にKM0+KM1+K
M2=1となるように制御して、図1に示したフィルタ1
01,102,103に入力すれば、動き量に適応した
フィルタ係数が選択できる。
【0029】なお、動き量を3段階に分けて説明を行っ
たが、これに限定されるわけではなく、2段階、あるい
は4段階以上にしてもよい。また、KM0,KM1,KM2の
値を連続値として説明したが、0と1だけの2段階、あ
るいは、4段階、8段階、16段階などの離散値として
もよい。特に2段階の場合には、係数回路16〜22お
よび加算器23,24は選択スイッチで代用できる。ま
た、信号Y,C,Hに対して同じ係数KM0,KM1,KM2
を用いる必要はなく、それぞれ独立した係数でもよい。
また、図5に示した係数YM1は、KM0=KM2=0.5と
しても実現できるため、省略してもよい。この際、KM0
+KM2=1となるように係数KM0,KM2を制御すればよ
い。また、ここで出力した動き検出結果は、他の機能、
例えば走査線補間や他の信号の分離機能などに共用する
ことができる。
【0030】一般に、色信号Cや補強信号Hは水平高域
(例えば、2MHz以上)にだけ多重されるため、水平
低域成分は輝度信号Yだけであり、信号分離の必要がな
い。従って、予め入力信号を帯域分割し、高域成分だけ
を図1に示した信号分離回路100により信号Y,C,
Hに分離し、低域成分は信号分離回路100を通さずに
分離後の信号Yと加えてもよい。しかし、この構成で
は、低域成分と高域成分の遅延量を等しくするために余
計なメモリが必要になり、不経済である。
【0031】この問題を解決した本発明の変形例の構成
図を図9に示す。まず、入力信号を信号分離回路100
により信号Y,C,Hに分離したのち、信号C,Hは帯
域通過フィルタ57,58により本来これらの信号が多
重されている帯域(例えば、2〜4.2MHz)だけを
取り出して出力する。これと同時に、減算器59、60
により、フィルタ57,58それぞれの入出力の差信号
を取り出し、加算器61,62を用いて、遅延回路56
によりフィルタ57,58と同じだけ遅延させた輝度信
号Yと加えて輝度信号Yとする。これにより、低域成分
はすべて信号Yとして出力され、メモリの追加もごくわ
ずかで実現できる。
【0032】また、信号Y、信号C、信号Hのうち2つ
を先に抽出し、それらの和信号を入力信号から減じるこ
とにより残りの信号を抽出する構成としてもよい。この
ような本発明の第2の変形例を図10に示す。同図のよ
うに、図1に示したフィルタ101を、減算器64およ
び加算器63により構成し、フィルタ102およびフィ
ルタ103の出力信号の和を、遅延させた入力信号ホか
ら減じて、信号Yとしてもよい。
【0033】なお、本発明で述べた補強信号Hとして、
輝度高精細信号(例えば4.2〜6.2MHzの成分)や、色高
精細信号(例えば、I信号の1.5〜2.0MHzの成分とQ信
号の0.5〜2.0MHzの成分とを直交変調した信号)、ワイ
ドアスペクト化する際のサイドパネル情報(輝度信号、
色信号)、ステレオ画像信号(左目情報と右目情報の差
信号など)、音声信号、各種データ、などが考えられ
る。
【0034】また、上述したフィルタ係数の中で、1/
2、1/4、1/8などの2のべき数で表される係数
は、信号のビットシフトだけで実現することができ、乗
算器などを用いる必要はない。
【0035】また、本発明は、NTSC方式と両立性の
ある信号について説明を行ったが、これに限定されるわ
けではなく、他のテレビジョン信号にも同様に適用でき
る。例えば、現在日本で衛星放送チャネルを用いて試験
放送等を行っているMUSE方式のHDTV信号に本発
明を適用する場合、図1に示した遅延回路1および8の
262H(Hは水平走査期間)を562Hに置き換え、
遅延回路3および6の261Hを561Hに置き換え、
出力信号Yを水平低域成分信号として復調し、出力信号
Cを水平中域(あるいは高域)成分信号として復調し、
出力信号Hを水平高域(あるいは中域)成分信号として
復調すればよい。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、動き検出特性を犠牲に
することなく、信号分離回路のメモリ容量を減らし、さ
らに信号分離特性を向上させ、かつ位相歪も生じない特
長を持った、高性能で経済的な信号分離回路を実現で
き、効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図。
【図2】本発明および従来例の入力信号形態の説明図。
【図3】従来例の構成図。
【図4】本発明および従来例の走査線構造の説明図。
【図5】本発明に用いる回路の動作説明図。
【図6】本発明に用いる回路の動作説明図。
【図7】本発明に用いる回路の構成図。
【図8】本発明に用いる回路の動作説明図。
【図9】本発明の第1の変形例の構成図。
【図10】本発明の第2の変形例の構成図。
【符号の説明】
1,2,3,4,5,6,7,8,36,37,56…遅延回路;9,10,11,12,13,1
4,15,16,17,18,19,20,21,22,29,30,31,32,40,41,…係数
回路;23,24,26,27,28,33,34,35,38,39,61,62…加算器;2
5…動き検出回路;42,45,46,47,52,59,60…減算器;43,44
…選択回路;48,49,57,58,101,102,103…フィルタ;50,5
1,53…絶対値回路;54…最大値回路;55…係数作成回路;1
00…信号分離回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉木 宏 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1秒あたりnフィールド(n Hz)のフィ
    ールドレートを持ち、1フレームあたりm本(m cph(c
    ycle per height))の走査線数を持ち、飛び越し走査に
    より1フレームが2フィールドから成る複合画像信号か
    ら、(時間周波数f,垂直周波数ν)で表される2次元
    周波数領域で分離して3つ以上の信号を出力する信号分
    離回路において、少なくとも、4フィールドを越えない
    遅延量の信号遅延手段と、入力信号および上記信号遅延
    手段からの信号を受けて(f,ν)=(0Hz,0cph)の
    信号成分を抽出して出力する第1の信号抽出手段と、入
    力信号および上記信号遅延手段からの信号を受けて
    (f,ν)=(+−n/4Hz,−+m/4cph)の成分
    の信号を抽出して出力する第2の信号抽出手段と、入力
    信号および上記信号遅延手段からの信号を受けて(f,
    ν)=(+−n/4Hz,+−m/4cph)の成分の信号
    を抽出して出力する第3の信号抽出手段、を備えたこと
    を特徴とする信号分離回路。
  2. 【請求項2】上記第1、第2および第3の信号抽出手段
    のうち1つは、他の2つの信号抽出手段の出力の和を上
    記信号遅延手段の出力より減じる手段であることを特徴
    とする、請求項1記載の信号分離回路。
  3. 【請求項3】請求項1又は請求項2記載のnは約60で
    あり、かつ、mは525であることを特徴とする信号分
    離回路。
  4. 【請求項4】請求項1又は請求項2記載のnは約60で
    あり、かつ、mは1125であることを特徴とする信号
    分離回路。
  5. 【請求項5】画像の動きを検出する動き検出手段と、該
    動き検出手段の出力に応じて請求項第1記載の第1、第
    2および第3の信号減衰手段の特性を変化させる動き適
    応手段を備えたことを特徴とする、請求項1ないし4の
    いずれかに記載の信号分離回路。
JP4187847A 1992-07-15 1992-07-15 信号分離回路 Pending JPH0638236A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004102975A1 (ja) * 2003-05-13 2004-11-25 Neuro Solution Corp. コンポジット・ビデオ信号のyc分離回路およびyc分離方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS641387A (en) * 1987-06-24 1989-01-05 Hitachi Ltd Television signal receiver

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