JPH07255037A

JPH07255037A - 映像信号処理回路

Info

Publication number: JPH07255037A
Application number: JP4534794A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Matsukawa; 昌章松川; Noboru Kojima; 昇小島; Masahito Sugiyama; 雅人杉山; Hatsuji Kimura; 初司木村; Takahiro Mizuguchi; 高宏水口
Original assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd; Hitachi Video and Information System Inc
Current assignee: Hitachi Image Information Systems Inc; Hitachi Ltd; Hitachi Advanced Digital Inc
Priority date: 1994-03-16
Filing date: 1994-03-16
Publication date: 1995-10-03

Abstract

(57)【要約】【目的】サブサンプリングにより帯域圧縮されたハイビ
ジョン信号を復元するデコード装置の映像信号処理回路
において、低域すげ替処理によるＳ／Ｎ劣化を改善し、
さらに、動き検出の性能向上を実現することを目的とす
る。【構成】内挿処理された信号の低域部分を内挿前の信号
とすげ替える低域すげ替処理の信号経路に、フレーム差
分を利用したノイズ除去手段を設け、内挿前の信号の低
域ノイズを除去する。また、ノイズ除去手段において生
成されるフレーム差分信号を動き検出に用いることによ
り、動き検出回路のフレーム差検出手段が省略でき、さ
らに、ＮＲのかかっていない信号からフレーム差分を検
出できるので、原画像により忠実な動き量を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はハイビジョン受像機の信
号処理に係り、特に、サブサンプリングにより帯域圧縮
されて伝送されたハイビジョン信号を元の広帯域な信号
に復元するデコード装置の映像信号処理回路に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】広帯域なハイビジョン信号を伝送するた
めの帯域圧縮の方式としてＭＵＳＥ方式が一般に知られ
ている。このＭＵＳＥ方式の信号を受信するハイビジョ
ン受信機の信号処理回路であるＭＵＳＥデコーダの構成
として、例えば、特開平１−２１２１８８号公報等に記
載されているものがある。

【０００３】図３は、一般的なＭＵＳＥデコーダの信号
処理回路であり、特に、輝度信号処理のブロック図を示
すものである。以下、図３を用いて、従来の輝度信号処
理回路の動作を説明する。

【０００４】到来映像信号は入力端子よりＡ／Ｄ変換回
路に導かれ、アナログの映像信号からディジタルの映像
信号へ変換され、入力処理回路において波形等化，ディ
エンファシス，伝送逆ガンマなどの処理を施され、静止
画処理回路，動画処理回路、および、低域すげ替回路へ
と分配される。

【０００５】静止画像の場合、１フレーム前の信号を内
挿して復元することが可能であり、静止画処理系統で
は、先ず、フレーム間内挿処理により現フレーム信号に
１フレーム前信号を内挿補間すると共に、フレーム間内
挿用のフレームメモリを利用した、２フレーム相関の巡
回型のＮＲ（ノイズリデュース）処理が施される。フレ
ーム間内挿後の映像信号は１２ＭＨｚ低域通過フィルタ
により折り返し成分を除去し、サンプリング周波数変換
された後に、フィールド間内挿処理により帯域圧縮され
ていた信号から元の帯域の信号に復元され、適応混合回
路へ入力される。

【０００６】動画像の場合は前フレームの信号を利用出
来ないので、動画処理系統では、フィールド内内挿処理
によりフィールド内のデータから信号を補間する。フィ
ールド内内挿処理後の映像信号は、動画コアリング処理
され、サンプリング周波数変換されて、適応混合回路へ
導かれる。

【０００７】適応混合回路では、動き検出回路で検出さ
れた動き量に合わせて静止画処理された映像信号と動画
処理された映像信号を適応的に混合する。

【０００８】動き検出回路は到来映像信号の動き領域を
検出するもので、１フレーム差および２フレーム差での
動き検出を行ない両者の最大値等を用いて、動き量を決
定している。この時、フレーム差分検出のためのフレー
ム遅延信号はフレーム間内挿処理部のフレームメモリを
兼用して、フレーム遅延した信号を得ている。２フレー
ム差分は、ＮＲ処理時に生成される２フレーム差分信
号、すなわち、図３の(Ａ)で示す信号を動き検出回路へ
導き、２フレーム差の動き領域検出を行なっている。ま
た、１フレーム差分は、フレーム間内挿後の現フレーム
信号に１フレーム前信号のデータが内挿された信号、す
なわち、図３の(Ｂ)で示す信号を動き検出回路へ導き、
１フレーム差分を検出している。

【０００９】低域すげ替回路では、内挿処理，適応混合
された映像信号の低域部分を内挿処理する前の信号とす
げ替える。これは、ＭＵＳＥ信号が４ＭＨｚ以下の低域
部分に時間的折り返しを含んでおらず、伝送されてきた
信号をそのまま帯域圧縮されていない信号と同様に使用
できるためで、このようにすることで、もし、デコード
処理に誤動作があっても、低域部分については自然な画
像が得られるという効果がある。更に、内挿処理する前
の垂直解像度劣化のない信号とすげ替えるため、内挿処
理時にフィルタリングによって失われた垂直方向の解像
度を向上する効果がある。

【００１０】低域すげ替処理された映像信号は出力処理
回路で、色差信号とのマトリクス処理，ガンマ処理等の
信号処理を施され、Ｄ／Ａ変換回路によりディジタルの
映像信号からアナログの映像信号に変換され、ハイビジ
ョン信号として出力される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来のＭＵＳＥ
デコーダの輝度信号処理回路では、Ｓ／Ｎ劣化，画質劣
化の要因として、２つの問題点が考えられる。まず第１
に、低域すげ替処理により、輝度信号の低域部分を内挿
処理前のそのままの信号とすげ替えるため、到来信号の
Ｓ／Ｎがそのまま出力に現れることである。例えば、入
力のＳ／Ｎが悪い場合、内挿処理部ではフレーム間内挿
処理でのフレームメモリを利用したフレーム相関ＮＲ処
理を施し、ノイズを除去しているが、低域すげ替処理を
行なうことにより、低周波ノイズ成分が再び加算され、
低域のＳ／Ｎ劣化を生じる。

【００１２】第２に、従来ＭＵＳＥデコーダの動き検出
処理において、１フレーム差または２フレーム差信号の
検出には、フレーム間内挿処理部の信号を利用してフレ
ーム遅延信号を得ているため、ＮＲ処理された信号から
フレーム差信号検出を行なっていることになる。このた
め、特に、ＮＲが強くかかっている場合に、動き検出が
静止画よりになる傾向があり、正確な動き検出が行なわ
れず、動きの誤検出による画質劣化の一要因となる。

【００１３】本発明の目的は、ＭＵＳＥデコーダの上記
問題点を同時に解決する輝度信号処理方式を提供するこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明では、従来のＭＵＳＥデコーダの信号処理
回路に加えて、静止画処理部のフレーム間内挿処理とは
別の新たなフレーム遅延手段と、現信号とフレーム遅延
信号との差を検出するフレーム差検出手段と、フレーム
差信号の低域成分を取り出す低域通過フィルタと、フレ
ーム差信号にある係数を掛ける係数器と、現信号からフ
レーム差成分を取り除くための演算手段を設け、これら
により、低域すげ替の信号経路にフレーム差の非巡回型
のノイズ除去手段を構成して、低域ノイズの除去を行な
うと共に、ここから得られるフレーム差信号を動き検出
部へ導き、フレーム差の動き検出に用いる構成とする。

【００１５】

【作用】上記構成において、フレーム遅延手段は現信号
を単純にフレーム遅延させたフレーム遅延信号を生成
し、フレーム差検出手段でフレーム遅延信号から現信号
を減算し差分を抽出し、低域通過フィルタで時間的に折
返しを含まない低域部分を取り出し、係数器を通過後、
演算手段により現信号に加算され、フレーム相関のない
低域成分、すなわち低域ノイズ成分を低域すげ替用信号
から除去する。

【００１６】一方、低域ノイズ除去の処理の途中から、
フレーム差分信号を取り出し、動き検出処理部へ導き、
ＮＲ処理の影響を受けずに到来信号そのままのフレーム
差分信号により動き検出を行なうことが可能となる。

【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として、ＭＵＳＥ
デコーダの輝度信号処理回路の構成を示すブロック図で
ある。

【００１９】図１において、１はＡ／Ｄ変換回路、２は
入力処理回路、３は静止画像に対して内挿処理を行なう
静止画処理回路、４は動画像に対して内挿処理を行なう
動画処理回路、５は動き量に応じて混合比を可変する適
応混合回路、６は映像信号の動き領域を検出する動き検
出回路、７は低域すげ替回路、８は出力処理回路、９は
Ｄ／Ａ変換回路、１１（破線部分）は低域ノイズ除去回
路である。さらに、１２から１６は低域ノイズ除去回路
１１の構成要素で、１２はフレームメモリ等で構成され
るフレーム遅延回路、１３はフレーム差分を検出する減
算回路、１４は低域通過フィルタ、１５は係数器、１６
は低域すげ替用信号にノイズ成分を除去するため差分信
号を加算する加算回路である。また、２０から２４は静
止画処理回路３の構成要素であり、２０はフレーム間内
挿およびフレームＮＲ回路、２１はフレーム遅延回路、
２２は折り返し除去用の１２ＭＨｚ低域通過フィルタ、
２３はサンプリング周波数変換回路、２４はフィールド
間内挿回路である。

【００２０】本実施例では、図２に示した従来の輝度信
号処理回路にフレームメモリ１個を新たに追加して、非
巡回型のノイズ除去回路１１を低域すげ替用の信号経路
に設け、さらに、ノイズ除去回路１１にて生成されるフ
レーム差分信号を動き検出回路６で利用する構成として
いる。

【００２１】以下、図１を参照して本実施例の回路動作
を説明する。図示はしていないが、前段に設けられるチ
ューナ等から、ＭＵＳＥデコーダの入力端子へ導かれる
帯域圧縮された映像信号は、Ａ／Ｄ変換回路１により、
リサンプリングされ、アナログの映像信号からディジタ
ルの信号に変換され、入力処理回路２でディエンファシ
ス等の処理を施された後、静止画処理回路３、動画処理
回路４、低域ノイズ除去回路１１へと導かれる。

【００２２】静止画処理回路３では、フレーム間内挿処
理とフィールド間内挿処理により、静止画信号を復元
し、一方、動画処理回路４では、フィールド内内挿処理
により、動画信号を復元する。適応混合回路５では、静
止画内挿処理された信号と動画内挿処理された信号を、
動き検出回路６において決定される動き量に応じて適応
的に混合する。混合された映像信号は低域すげ替回路７
で低域ノイズ除去回路１１により低域部分のノイズが除
去された内挿処理前の信号と低域成分をすげ替えられ、
出力処理回路８によりマトリクス処理などの信号処理を
施された後に、Ｄ／Ａ変換回路９でアナログのハイビジ
ョン信号に変換され出力される。

【００２３】ここで、低域ノイズ除去回路１１の動作に
ついて詳しく説明する。内挿処理前の信号、すなわち、
伝送されてきたままの信号をフレーム遅延回路１２によ
り遅延させて１フレーム遅延させた信号を生成し、減算
回路１３でこの１フレーム前信号からフレーム遅延して
いない現信号を差し引き、フレーム差分信号を得る。し
かし、ＭＵＳＥ信号はフレームオフセットサンプリング
を行っているため、１フレーム前の信号には対応するサ
ンプル点に信号が無く、正確な差分を検出することはで
きない。そこで、減算回路１３からのフレーム差分信号
を低域通過フィルタ１４に通して４ＭＨｚ以下の低域成
分の差分のみを抽出し、フレーム差分信号を得る構成と
している。該フレーム差分信号は差分の大きい部分は動
きと考えられるので、係数器１５により、ノイズと見な
される小信号部分のみを取り出すような非線形な特性の
係数を乗じて現信号に加算し、その結果、現信号から低
域ノイズ成分のみが除去される。

【００２４】また、低域通過フィルタ１４から出力され
る１フレーム差分信号、すなわち、図３の(Ｃ)で示す信
号を動き検出回路６へ導き、１フレーム差の動き量検出
に利用することで、動き検出回路６の内部の１フレーム
差分の検出回路と低域通過フィルタを省略でき、さら
に、従来のようにＮＲ処理された信号から１フレーム差
分を検出する場合に比べ、ＮＲ処理の影響を全く受けな
い１フレーム差分が検出でき、より正確な動き検出が可
能となる。

【００２５】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図２は図１と同様、本発明の一実施例のＭＵＳＥデ
コーダの輝度信号処理回路の構成を示すブロック図であ
る。

【００２６】図２において、各構成要素は図１の実施例
と同様であり、入力処理回路２から低域ノイズ除去回路
１１への経路に、４ＭＨｚの低域通過フィルタ１０を設
けたことを特徴としている。

【００２７】この場合、低域通過フィルタ１０により、
低域ノイズ除去回路１１へ入力される到来信号から低域
部分のみを取り出し、低域部分の信号のみでフレーム差
分演算処理を行なう。このような構成とすると、フレー
ム差分信号を抽出後にフィルタをかけなくても同様の信
号が得られるとともに、低域ノイズ除去回路１１から低
域すげ替回路７に入力される信号も帯域制限された信号
となっているので、低域すげ替回路７の内部の低域通過
フィルタを省略可能である。

【００２８】図２の実施例においても、低域通過フィル
タ１０により信号の帯域制限される位置が変わるのみ
で、図１の実施例と同等の効果が得られる。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、低域すげ替信号経路に
フレーム間差を利用した低域ノイズ除去回路を設けるこ
とで、低域すげ替時に問題となる低周波ノイズによるＳ
／Ｎ劣化を改善できる。さらに、低域ノイズ除去回路で
用いるフレーム遅延手段により得られるフレーム差分を
動き検出に用いることで、フレームメモリ，低域通過フ
ィルタ等の回路を兼用し、最小限の回路規模の増大のみ
で、内挿処理部のＮＲ処理の影響を受けないフレーム差
分検出が可能となり、動き検出の誤動作による画質劣化
を改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】本発明の他の一実施例を示すブロック図であ
る。

【図３】ＭＵＳＥデコーダの輝度信号処理回路の従来例
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…Ａ／Ｄ変換回路、２…入力処理回路、３…静止画処
理回路、４…動画処理回路、５…適応混合回路、６…動
き検出回路、７…低域すげ替回路、８…出力処理回路、
９…Ｄ／Ａ変換回路、１１…低域ノイズ除去回路、１２
…フレーム遅延回路、１３…減算回路、１４…低域通過
フィルタ、１５…係数器、１６…加算回路、２０…フレ
ーム間内挿およびＮＲ回路、２１…フレーム遅延回路、
２２…１２ＭＨｚ低域通過フィルタ、２３…サンプリン
グ周波数変換、２４…フィールド間内挿回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 7/137 Ｚ (72)発明者杉山雅人神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者木村初司神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者水口高宏神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所情報映像メディア事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サブサンプリングにより帯域圧縮されたハ
イビジョン信号を受信復調するハイビジョン受像機のデ
コード装置であって、静止画内挿を行なう静止画処理回路と、動画内挿を行な
う動画処理回路と、動き領域を検出する動き検出回路
と、静止画処理された信号と動画処理された信号とを前
記動き検出回路からの動き量に応じて混合する適応混合
回路と、内挿処理された輝度信号の低域部分を内挿前の
信号とすげ替える低域すげ替回路とを具備した映像信号
処理回路において、現到来信号を１フレーム分遅延するフレーム遅延手段
と、該フレーム遅延手段によりフレーム遅延された１フ
レーム前の信号と現到来信号との差分を検出する差分検
出手段と、該差分検出手段からの差分信号を帯域制限す
る低域通過フィルタと、該低域通過フィルタにより帯域
制限された差分信号に非線形係数を乗算する係数乗算手
段と、該係数乗算手段により非線形係数が乗算されたフ
レーム差分を前記現到来信号から取り除く演算手段とを
新たに備え、前記差分検出手段、低域通過フィルタおよび係数乗算手
段により、ノイズ成分を抽出し、前記除去演算手段によ
りフレーム間差のノイズ除去を行なうノイズ除去手段を
構成し、ノイズ除去手段からの出力信号を前記低域すげ
替回路の内挿前のすげ替え用信号として用いることを特
徴とした映像信号処理回路。
【請求項２】前記ノイズ除去手段において、前記差分検
出手段により検出され、かつ前記低域通過フィルタによ
り帯域制限されたフレーム差分信号を、前記動き検出手
段の１フレーム差分の動き検出用信号として用いること
を特徴とした請求項１記載の映像信号処理回路。
【請求項３】前記ノイズ除去手段において、前記差分検
出手段の後段に設けられていた低域通過フィルタを該ノ
イズ除去手段の前段に設け、該低域通過フィルタにより
帯域制限された信号をノイズ除去手段へ導く構成とする
ことを特徴とした請求項１記載の映像信号処理回路。