JPH07143521A - 色差信号静止画処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フレーム間内挿によって生ずる水平高域成分
を除去して画質向上を図る。 【構成】 ＭＵＳＥ入力処理より得られる入力信号に対
して、フレーム間内挿部１のあとに、フィールド間内挿
プリフィルタ２を設け、水平１６〜３２ＭＨｚの成分を
除去し、４倍時間伸長部３とフィールド間内挿部４と線
順次デコード部５を介して色差信号の静止画部をデコー
ドする。これにより、従来存在していたＭＵＳＥ色差信
号再生画像における画質妨害の発生要因がなくなり、画
質向上された映像を再生することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、色差信号静止画処理回
路に関し、より詳細には、ハイビジョン伝送方式である
ＭＵＳＥ（multiple sub-nyquist sampling encoding）
信号を元のハイビジョン信号に複号（デコード）するＭ
ＵＳＥデコーダの色差信号静止画処理回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】人間の視覚的感度特性は、輝度信号に対
しては高い感度特性を有するが、色差信号に対しては低
くなることが知られている。一般に、テレビジョン信号
では、色差信号に対して、この人間の視覚特性を利用し
て伝送上の色差信号の信号帯域を狭めてある。したがっ
て、受信側の色差信号における信号処理動作速度も低く
てすみ、また、輝度信号処理に比較して処理の簡略化も
行われている。このことは、ＭＵＳＥにおいても例外で
はなく、入力信号レートに対して、フレーム間内挿で
倍、フィールド間内挿でさらに倍へと信号レートを上げ
ていくが、処理の内容的には単純な内挿フィルタを用い
て色差信号の静止画部をデコードしているだけである。

【０００３】図９は、従来のＭＵＳＥ色差信号静止画処
理回路の構成図で、図中、２１はフレーム間内挿部、２
２は４倍時間伸長部、２３はフィールド間内挿部、２４
は線順次デコード部である。ＭＵＳＥ入力処理より得ら
れる入力信号レートに対して、フレーム間内挿部２１で
倍にし、４倍時間伸長部２２を介して、フィールド間内
挿部２３でさらに倍へと信号レートを上げていくが、処
理の内容的には単純な内挿フィルタを用いて線順次デコ
ード部２４で色差信号の静止画部をデコードしている。

【０００４】図１０（ａ）〜（ｅ）は、図９の構成で再
生される色差信号の２次元スペクトルの様子を示す図
で、図１０（ａ）はＭＵＳＥ入力、図１０（ｂ）はフレ
ームサブサンプル、図１０（ｃ）はフレーム間内挿、図
１０（ｄ）はフィールドサブサンプル、図１０（ｅ）は
フィールド間内挿を各々示している。

【０００５】ＭＵＳＥにおける色差信号の静止画処理
は、水平約８MHz垂直1125／2TV本の信号を帯域圧縮した
後、さらに１／４の時間軸圧縮するので、図１０（ａ）
のＭＵＳＥ入力に示すように、元の信号の水平高域成分
（図上の網点，波線部分）が水平８.１MHzまでに折り返
されている。これから、まず、図１０（ｂ）に示すよう
に、フレームサブサンプルを施し、これにより現れるフ
レームサブサンプルキャリアによって発生した成分に対
して、図１０（ｃ）に示すように、フレーム間内挿をす
る。すなわち、フレーム方向のフィルタリング処理によ
り不要な成分を除去する。この信号に４倍の時間伸長を
することで、元の時間軸に戻した後、今度は、図１０
（ｄ）に示すようなフィールドサブサンプルをかけ、図
１０（ｅ）に示すようなフィールド間内挿によるフィー
ルド方向のフィルタリングによって所望の成分のみを取
り出し、色差信号を再生している。

【０００６】従来のＭＵＳＥデコード装置について記載
した公知文献としては、例えば、特開平２−１００４９
５号公報がある。この公報のものは、輝度信号と色信号
のデコード特性の最適化を図るために、ＭＵＳＥ信号を
アナログ−デジタル変換した後に、時分割多重されてい
る輝度信号と色信号とを分離し、輝度信号用と色信号用
のフレームメモリ及び各補間回路などを夫々別途に設
け、１／４に時間圧縮されている色信号については、分
離回路の後段で時間伸長した後に、前記色信号用フレー
ムメモリおよび各補間回路等でデコードするものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしなから、前述の
ように、フレームサブサンプルで生じた水平１６〜３２
MHzの成分は、本来不要な成分であるにもかかわらず、
そのまま残してフィールドサブサンプルを施しているた
め、再生画像にも不要な成分が残り、元の色差信号に対
して完全には再生されていない。このデコードの不完全
は、８MHz周期の縦縞や斜め線のギザつきなど、画質に
妨害となって現れる。人間の色差信号に対する視覚特性
が低いとはいえ、ある特定の映像に対してはかなり目立
つ現象である。

【０００８】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、フレーム間内挿によって生ずる水平周波数成
分をフィルタにより除去し、フィールドサブサンプルを
利用することで、フィルタの動作周波数を上げることな
く処理し、画質向上を図るようにした色差信号静止画処
理回路を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、（１）ＭＵＳＥ入力処理により得られる
信号に対してフレームサブサンプルを施して発生する水
平高域成分を、フレーム間内挿によって除去し、フィー
ルド間内挿部を介して色差信号を再生するＭＵＳＥデコ
ーダの色差信号静止画処理回路において、前記フィール
ド間内挿部の前段にプリフィルタを設けたこと、更に
は、（２）フィールドサブサンプルを利用することによ
り、前記プリフィルタの処理動作速度を上げることな
く、所望するフィルタ特性を得るようにしたことを特徴
としたものである。

【００１０】

【作用】本発明によれば、フィールド間内挿部の前にフ
ィールドサブサンプルを利用したフィールド間内挿プリ
フィルタを設けるようにしたので、信号処理の動作周波
数を上げることなく、フレーム間内挿後の不要な水平高
域成分を除去できるため、新規に別のクロックが必要に
なったり、メモリ容量を増やすといった従来システムと
の不整合もなく、色差信号の画質を向上させることがで
きる。

【００１１】

【実施例】実施例について、図面を参照して以下に説明
する。図１は、本発明による色差信号静止画処理回路の
一実施例を説明するための構成図で、図中、１はフレー
ム間内挿部、２はフィールド間内挿プリフィルタ、３は
４倍時間伸長部、４はフィールド間内挿部、５は線順次
デコード部である。ＭＵＳＥ入力処理より得られる入力
信号に対して、フレーム間内挿部１のあとに、フィール
ド間内挿プリフィルタ２を設け、水平１６〜３２MHzの
成分を除去し、４倍時間伸長部３とフィールド間内挿部
４と線順次デコード部５を介して色差信号の静止画部を
デコードしている。

【００１２】図２（ａ）〜（ｆ）は、図１におけるフィ
ールド間内挿プリフィルタの処理を説明するための２次
元スペクトルを示す図で、図２（ａ）はＭＵＳＥ入力、
図２（ｂ）はフレームサブサンプル、図２（ｃ）はフレ
ーム間内挿、図２（ｄ）はフィールド間内挿プリフィル
タ、図２（ｅ）はフィールドサブサンプル、図２（ｆ）
はフィールド間内挿を各々示している。

【００１３】ＭＵＳＥにおける色差信号の静止画処理
は、水平約８MHz垂直1125／2TV本の信号を帯域圧縮した
後、さらに１／４の時間軸圧縮するので、図２（ａ）の
ＭＵＳＥ入力に示すように、元の信号の水平高域成分
（図上の網点，波線部分）が水平８.１MHzまでに折り返
されている。これから、まず、図２（ｂ）に示すよう
に、フレームサブサンプルを施し、これにより現れるフ
レームサブサンプルキャリアによって発生した成分に対
して、図２（ｃ）に示すように、フレーム間内挿をす
る。すなわち、フレーム方向のフィルタリング処理によ
り不要な成分を除去する。

【００１４】次に、図２（ｄ）に示すように、フィール
ド間内挿プリフィルタ２を介して、水平１６〜３２MHz
の高域成分を除去し、その後に４倍の時間伸長をするこ
とで、元の時間軸に戻した後、図２（ｅ）に示すような
フィールドサブサンプルを行い、図２（ｆ）に示すよう
なフィールド間内挿によるフィールド方向のフィルタリ
ングによって所望の成分のみを取り出して色差信号を再
生する。これにより不要成分が再生画像に残ることなく
完全にデコードされる。

【００１５】図３は、本発明による色差信号静止画処理
回路の他の実施例を示す図で、図中の参照番号は図１と
同一である。図１に示した構成と異なる点は、フィール
ド間内挿プリフィルタ２を４倍時間伸長部３とフィール
ド間内挿部４との間に設けた点である。これにより、周
波数が上述したものに対して、１／４にシフトされるだ
けであり、内容的には変わらない。以上、図１及び図３
に示す実施例を説明したように、フィールド間内挿プリ
フィルタを設けることにより、完全な再生画像が得られ
る。

【００１６】図４は、本発明におけるフィールド間内挿
プリフィルタの構成図で、図中、６〜９は遅延素子、１
０〜１４は係数器、１５は加算器である。なお、図示の
フィールド間内挿プリフィルタは、５タップのＦＩＲ
（Finite Impulse Response）構成のプリフィルタであ
る。

【００１７】ＭＵＳＥ信号のフレーム間内挿後の処理動
作周波数は３２.４MHzである。この動作周波数では、１
６〜３２MHzの成分にはナイキスト条件を満たしていな
いため、この成分を除去するというような処理をするこ
とができない。すなわち、この成分を扱うためには、最
低３２.４MHzの倍である６４.８MHzの動作周波数が必要
となる。つまり、図４のごとく入力の信号レートfck（3
2.4MHz）に対して、２fck（64.8MHz）のクロックと２fc
kを一遅延単位とする遅延素子６〜９を用いるというよ
うな、信号処理系における高速化対応の考慮が必要にな
る。そればかりでなく、フィールド間内挿で用いるフィ
ールド遅延用のメモリ容量も倍になるため、経済的な問
題にもなって現れてくる。また、従来あるシステムとの
整合や、拡張性を考慮すると、動作周波数を倍にするこ
とは有利なことではない。

【００１８】ＭＵＳＥにおける色差信号は、４倍の時間
伸長処理こそ含まれるが、フィールド間内挿することに
より、フレーム間内挿後の信号に対してデータ数が倍に
なるので、見かけ上、動作周波数が倍の６４.８MHzにな
ると考えてよい。したがって、フィールド間内挿前に６
４.８MHzレートの信号列に、図４のようなフィルタを用
いて変換しても使用しない画素データが存在することに
なる。つまり、あるフィールドにおける６４.８MHzレー
トの画素に対して、どの画素を使用するかは、フィール
ドサブサンプルにより一様に決定されてしまう。このフ
ィールドサブサンプルを利用して、あるフィールドに使
用する画素だけをフィルタリングすれば、動作周波数を
倍にすることなく、所望の結果を得ることができる。

【００１９】図５及び図６は、本発明におけるフィール
ド毎のプリフィルタ処理内容を説明するための図で、図
５はｎフィールド時、図６はｎ＋１フィールド時を各々
示している。図中、１６，１７は遅延素子で、その他、
図４と同じ作用をする部分は同一の符号を付してある。
プリフィルタは入力信号レートと同じfckを一遅延単位
とする遅延素子１６，１７と係数器１０〜１４、そして
加算器１５から構成されている。図５からわかるよう
に、ある画素に対して係数器を２個存在させることで、
見かけ上２倍の信号レートの処理を行う。

【００２０】次に、図６において、ｎフィールド時に対
してｎ＋１フィールド時には、係数器１０〜１４の設け
方を見かけ上２fckだけずらして処理を施す。これによ
り、ｎ，ｎ＋１フィールドとも見かけ上、動作周波数２
fckのフィルタリング処理ができるため、フレーム間内
挿後の不要な１６〜３２MHzの成分を除去することがで
き、しかも、該当するフィールドにおける処理周波数は
fckのままである。このｎとｎ＋１フィールド時の処理
の切り替えは、フィールドサブサンプルを利用して行え
ばよい。

【００２１】以上の説明は、図１に沿ってフレーム間内
挿１のあとにフィールド間内挿プリフィルタ５を設けた
構成で行ったが、図３でも同様で、上述したfckを８.１
MHz，２fckを１６.２MHzに置き換えれば良いだけのこと
である。また、プリフィルタの構成として、５タップの
ＦＩＲを用いて説明したが、１６〜３２MHz（４倍時間
伸長後では４〜８MHz）の成分を除去することを目的と
したフィルタであれば、この構成にこだわる必要がない
ことはいうまでもない。

【００２２】図７は、本発明におけるフィールド間内挿
プリフィルタの回路実施例を示す図で、図中、１８は選
択器、１９〜２２は加算器で、その他、図５及び図６と
同じ作用をする部分は同一の符号を付している。この回
路は、３２.４MHzを一遅延単位とする遅延素子１６，１
７と、係数器１０〜１２，選択器１８，加算器１９〜２
２で構成されている。図５及び図６から理解できるよう
に、５タップのＦＩＲ構成とした場合には、係数αと係
数γのかかる画素は、フィールドによって変化せず、係
数βを乗ずる画素の位相だけをフィールドサブサンプル
で切り替えれば良い。したがって、係数器１２（α）が
掛かる遅延素子１６の出力と、係数器１０（γ）が掛か
る遅延素子１６への入力と遅延素子１７の出力信号を加
算器２２で加算した信号は、常時使用することになる。

【００２３】一方、係数器１１（β）が掛かる信号のう
ち、遅延素子１６の出力は加算器１９の入力片側に常時
接続されるが、加算器１９の他方入力側は、遅延素子１
６の入力と、遅延素子１７の出力がフィールド毎に切り
替えねばならない。したがって、この２信号を選択器１
８に接続し、フィールドサブサンプルを選択信号とし
て、該選択器１８に入力する。該選択器１８の選択極性
をそのフィールドで選択すべき画素側にするならば、希
望する信号が加算器１９に接続される。これにより、係
数器１０〜１２の出力を加算器２０，２１でそれぞれ加
算すれば、フィールド毎に６４.８MHz位相のずれたプリ
フィルタの出力を得ることができる。この出力を図１の
ように次段へ入力して処理すれば、フレーム間内挿で生
じた不要成分を残すことなく再生できるため、従来の処
理では存在した画質妨害がなくなる。

【００２４】図８は、本発明におけるフィールド間内挿
プリフィルタの他の回路実施例を示す図で、図３の構成
に設けたときのものである。この動作内容は、信号の入
力レート，動作処理レートが８.１MHzとなるだけで、上
述した図７における説明とまったく同じである。また、
フィルタのタップ数を増やす場合でも、対応する画素を
切り替える選択器と係数器，加算器が増えるだけで、同
様に考慮することができることはいうまでもない。

【００２５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、フィールド間内挿部の前にフィールド間内挿
プリフィルタを設けたので、従来存在したＭＵＳＥ色差
信号再生画像における画質妨害の発生要因がなくなるた
め、画質向上された映像を再生することができる。さら
に、動作周波数も従来と変わらないため、本発明を追加
する場合にシステムの整合もとりやすいという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による色差信号静止画処理回路の一実施
例を説明するための構成図である。

【図２】本発明におけるフィールド間内挿プリフィルタ
による処理の２次元スペクトルを示す図である。

【図３】本発明による色差信号静止画処理回路の他の実
施例を示す図である。

【図４】本発明におけるフィールド間内挿プリフィルタ
の構成例を示す図である。

【図５】本発明によるフィールド毎のプリフィルタ処理
内容（ｎフィールド時）を示す図である。

【図６】本発明によるフィールド毎のプリフィルタ処理
内容（ｎ＋１フィールド時）を示す図である。

【図７】本発明におけるフィールド間内挿プリフィルタ
の回路実施例を示す図である。

【図８】本発明におけるフィールド間内挿プリフィルタ
の他の回路実施例を示す図である。

【図９】従来のＭＵＳＥ色差信号静止画処理回路を示す
図である。

【図１０】従来のＭＵＳＥ色差信号静止画処理の２次元
スペクトルを示す図である。

【符号の説明】

１…フレーム間内挿部、２…フィールド間内挿プリフィ
ルタ、３…倍時間伸長部、４…フィールド間内挿部、５
…線順次デコード部、６〜９…遅延素子、１０〜１４…
係数器、１５…加算器、１６，１７…遅延素子、１８…
選択器、１９〜２２…加算器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＭＵＳＥ入力処理により得られる信号に
   対してフレームサブサンプルを施して発生する水平高域
   成分を、フレーム間内挿によって除去し、フィールド間
   内挿部を介して色差信号を再生するＭＵＳＥデコーダの
   色差信号静止画処理回路において、前記フィールド間内
   挿部の前段にプリフィルタを設けたことを特徴とする色
   差信号静止画処理回路。
2. 【請求項２】 フィールドサブサンプルを利用すること
   により、前記プリフィルタの処理動作速度を上げること
   なく、所望するフィルタ特性を得るようにしたことを特
   徴とする請求項１記載の色差信号静止画処理回路。