JPH0775419B2 - 動作適応型のスペクトルフォールディング方法によるvtr画質改善方法及び回路 - Google Patents

動作適応型のスペクトルフォールディング方法によるvtr画質改善方法及び回路

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JPH0775419B2
JPH0775419B2 JP2405269A JP40526990A JPH0775419B2 JP H0775419 B2 JPH0775419 B2 JP H0775419B2 JP 2405269 A JP2405269 A JP 2405269A JP 40526990 A JP40526990 A JP 40526990A JP H0775419 B2 JPH0775419 B2 JP H0775419B2
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    • HELECTRICITY
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  • Color Television Systems (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はVTRシステムにおける
信号処理法に関するもので、特にカメラ等を信号源から
得た信号を動作適応型の周波数スペクトルフォールディ
ング方法によって帯域圧縮して録画し、再生時には動作
適応型の周波数スペクトルアンフォールディング方法に
対して再び原の信号(以下、原信号という)によって復
旧しうる動作適応型のスペクトルフォールディング(折
りたたみ)方式によるVTR画質改善の方法及び回路に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の家庭用VTRの場合、再生録画ヘ
ッドやテープの性能上録画可能な限界があるので、再生
画面の輝度信号の解像度が低下される短所があった。
【0003】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明の目
的はカメラ等の信号原から得た信号を動作適応型の周波
数スペクトルフォールディング方法によって帯域圧縮し
て録画し、再生時には動作適応型の周波数スペクトルア
ンフォールディング方法によって原信号によって復旧す
ることによって既存の録画帯域幅によっても輝度信号の
解像度を大幅向上させて画質を改善しうる回路及び方法
を提供することにある。
【0004】本発明の他の目的は録画時に既存VTRに
よって再生可能して互換性を維持しうる方法を提供する
ことにある。
【0005】上記目的を遂行するための本発明は、入力
された映像信号をY/C分離回路から輝度信号と色信号
に分離し、その分離された上記輝度信号を上記輝度信号
の映像の動作の可否により適応的に濾波する動作適応型
のプリフィルター回路によって濾波し、フォールディン
グキャリア周波数
【数3】 (但し、fR=ライン周波数,fp=フレーム周波数,
n,pは定数)によってサンプリングすることによって
周波数スペクトルをフォールディングし、低域通過フィ
ルターを通過させて高域成分を除去してFM変調器によ
って変調後にY/C分離器,カラーアンダー記録処理回
路及び低域通過フイルターを通じてきた変調された色信
号と合わせてテープに記録し、再生時に再生されたRF
信号を高域通過フィルターを通過させた後にFM復調器
によって復調した後にアンフォールディングギャリア周
波数
【0006】
【数4】 (但し、fh=ライン周波数、fp=フレーム周波数,
n,pは定数)によってサンプリングして周波数スペク
トルをアンフォールディングし、フォールディング信号
成分を除去し高域成分を再生する動作適応型のポストフ
ィルタリングする動作適応型のポストフィルター回路に
よって不必要な周波数スペクトルの成分を除去した後に
再生されたRF信号から低域通過フィルター及びカラー
アンダー再生処理回路を通過してきた復調された色信号
と合わせて再生映像信号を得るようにしたことを特徴と
する。
【0007】
【実施例】以下、本発明に対して添付図面を参照して詳
細に説明する。
【0008】図1は一般的なカラーアンダー方式のVT
R録画信号の周波数スペクトルで、周波数(f)と振幅
の関係の特性図であって、CはクロマAMキャリア帯域
であり、Yは輝度帯域、HSは水平同期信号、BLはブ
ラックレベル、WLはホワイトレベルである。そして、
輝度(Y)帯域の始まりから水平同期帯域前までが輝度
信号の下側波帯(LLS)であり、水平同期信号帯域
(HS)とホワイト帯域(WL)までがFM輝度信号の
キャリア周波数の変位(デビエーション)帯域であり、
上記FM輝度信号のキャリア周波数の変位帯域(FML
C)から輝度(Y)帯域端までが輝度信号の上側波帯
(LUS)である。
【0009】図2は本発明によるVTR録画信号の処理
ブロックダイヤグラム、ビデオ入力端10を通じて複合
映像信号からカラー/輝度を分離するY/C分離器1
と、上記Y/C分離器1で分離された輝度(Y)信号を
映像の動作可否により適応的にフィルタリングする動作
適応型のプリフィルター回路3と、上記動作適応型のプ
リフィルター回路3で選択された原信号のスペクトル部
分をフォールディングさせるためにフォールディングキ
ャリア信号を発生するフォールディングキャリア発生器
6と、上記フォールディングキャリア発生器6で発生さ
れたキャリアにより上記動作適応型のプリフィルター回
路3で選択されて出力されるスペクトル成分をフォール
ディングするスペクトルフォールディング回路4と、上
記スペクトルフォールディング回路4で原信号とフォー
ルディング信号の混合信号を低域通過濾波する第1低域
通過フィルター(LPS)5と、上記第1低域通過フィ
ルター5の出力をFM変調するFM変調器7と、上記Y
/C分離器1で分離されたクロマ信号を629KHzの
周波数帯域に変換するカラーアンダー記録処理回路8
と、上記カラーアンダー記録処理回路8の出力を低域通
過濾波して629KHzの変換キャリア周波数帯域だけ
を発生する第2低域通過フィルター9と、上記FM変換
器7と第2低域通過フィルター9の出力を加算してテー
プに記録しようとするRF信号に出力する第1加算器1
2から構成される。
【0010】図3は本発明によるVTR再生信号の処理
ブロックダイヤグラムで、上記テープに記録されたRF
ビデオ信号を再生して入力端23に高域濾波によってF
M変調された輝度Y信号を得る高域通過フィルター14
と、上記高域通過フィルター14の出力を復調するFM
復調器15と、再生同期信号の入力によりアンフォール
ディングキャリア周波数を発生するアンフォールディン
グキャリア発生器19と、上記アンフォールディングキ
ャリア発生器19から発生されるキャリア周波数により
上記FM復調器15の出力信号をアンフォールディング
して原信号とフォールディング信号成分に復元するスペ
クトルアンフォールディング回路17と、上記スペクト
ルアンフォールディング回路17の出力からフォールデ
ィング信号成分を除去して高域成分を再生する動作適応
型のポストフィルター回路18と、上記入力端23に入
力されるテープから再生された信号を低域濾波する第3
低域通過フィルター20と、上記第3低域通過フィルタ
ー20の出力信号から元来のクロマ信号に変換するカラ
ーアンダー再生処理回路21と、上気カラーアンダー再
生処理回路21の出力と上記動作適応型のポストフィル
ター回路18の出力を加算して再生映像信号を出力する
第2加算器22とから構成される。
【0011】図4は本発明による図2,図3の動作適応
型のプリフィルター回路3と動作適応型のポストフィル
ター回路18の具体的なブロックダイヤグラムで、入力
端25の入力信号をフレーム単位に貯蔵して遅延するフ
レーム遅延回路26と、上記入力端25の入力信号を櫛
形濾波するライン櫛形フィルター30と、上記入力端子
25の入力信号と上記フレーム遅延回路26の出力値を
減算処理する減算器31と、上記フレーム遅延回路26
の出力と上記入力端25の出力を加算する加算器27
と、上記減算器31の出力を低減通過濾波する低域通過
フィルター33と、上記低減フィルター33の出力を絶
対値及び係数変換によって動画及び静止画による値
(K)を出力する絶対値回路及び係数変換回路34と、
上記絶対値回路及び係数変換回路34の出力により上記
ライン櫛形フィルター30の出力と加算器7の出力を各
々利得調節する調節回路28,32と、上記利得調節回
路28,32の出力を加算する加算器29とから構成さ
れる。
【0012】図5は本発明による図4のライン櫛形フィ
ルター30の具体的なブロックダイヤグラムで、入力端
25の入力信号を1水平同期期間の間1H遅延回路51
で遅延した後に上記入力信号と1H遅延された信号を加
算器52に加算すると同時に減算器53で減算し、上記
減算器53の出力を低域通過濾波する低域通過フィルタ
ー54と、上記低域通過フィルター54の出力と上記加
算器52の出力を加算する加算器55とから構成され
る。
【0013】図6は本発明による動画時の水平−垂直周
波数領域及び垂直−時間周波数領域におけるスペクトル
フォーディング後の原信号とフォールディングされた信
号の周波数の占有図である。
【0014】図7は静止画時の水平−垂直周波数領域及
び垂直−時間周波数領域におけるスペクトルフォールデ
ィング後の原信号とフォールディングされた信号の周波
数帯域の占有図である。
【0015】本発明の具体的な一実施例を図1−図7を
参照して説明する。図2によりVTR録画信号の処理動
作を説明すると次の通りである。
【0016】映像信号源から入力端10を通じて複合映
像信号が入来すると、Y/C分離器1によって輝度信号
(Y)とクロマ信号(C)とに分離される。Y/C分離
器1は各種の方式で具現される。即ち、例を挙げると一
番簡単な方式でLPFを通過するとYを得、BPFを通
過するとクロマ信号(C)を得る。またはライン櫛形フ
ィルターによってもY/Cの分離が可能である。その分
離された上記Y信号は動作適応型のプリフィルター回路
3によって濾波を行なわれる。即ち、Y信号が動画信号
である場合は図4における現在の入力端25の入力信号
と1フレーム遅延された信号の差信号、即ち減算器31
の出力には大きな信号が発生され、この信号はLPF3
3を経て絶対値回路及び係数変換回路34によってk=
1値が出力される。このときの出力端35の出力信号は
入力端25の入力信号をライン櫛形フィルター30と利
得調節回路32を通じて得る。このときのフィルター選
択特性は図6(A),(B)における原信号のスペクト
ル成分だけを通過させ、その外のスペクトル成分を減衰
させる。この出力端35の出力信号はフォールディング
キャリア発生器6によって発生されたサンプリング信号
でスペクトルフォールディング回路4によってスペクト
ルがフォールディングされる(図6の斜線部分に該
当)。したがって、3次元周波数スペクトル上で原信号
とフォールディング信号はこのフィルター特性により区
分されるので、再生信号処理時に同一な選択特性をもつ
フィルターによって分離されうる。このように、原信号
とフォールディング信号が混合された信号を1次元の第
1低域通過フィルター5を通過させると上記低域通過フ
ィルター5の通過帯域周波数の成分だけが得られ、この
成分には原信号の高域成分がフォールディング信号形態
に残る。再び低域通過フィルター5の出力信号はFM変
調器7によってFM変調されて低域通過フィルター9か
らきた629KHzのキャリア周波数に変換された変調
された色信号と第1加算器12で合わせられてテープに
記録される。
【0017】したがって、既存の録画帯域内に水平周波
数軸の高域成分も再生可能になる。ただし、動画時には
原信号の対角線方向の高域周波数成分がライン櫛形フィ
ルター30によって除去されるので、原信号に比べて若
干の画質低下が発生する。
【0018】図3により動画時のVTR再生信号の処理
動作を説明すると、テープがらヘッドを通じて得られた
RF再生信号が入力端23を通じて入力されて高域通過
フィルター14によってFM変調されたY信号だけを得
ており、この信号はFM復調器15によって復調され
る。上記復調されたY信号は原信号の低域成分とフォー
ルディング信号の形態に残っている原信号の高域成分と
から構成されている。再生同期の入力信号によりアンフ
ォールディングキャリア発生器19によって発生された
サンプリング信号は、上記フォールディングキャリア発
生器6によって発生された信号と共にスペクトルアンフ
ォールディング回路17によってスペクトルがアンフォ
ールディングされて、図6(A)の原信号+フォールデ
ィング信号の成分が復元される。
【0019】この信号は動作適応型のポストフィルター
回路18によってk=1が選択され、上記プリフィルタ
リングと同一な選択特性が得られてフォールディング信
号成分は除去され、原信号が高域成分まで再生される。
この信号は通常のVTRカラーアンダー再生処理回路2
1によって得たクロマ信号に第2加算器22で加算され
て、ビデオ再生信号が得られる。
【0020】Y信号が静止画である場合には、第4図に
おける現在の入力端25の信号とフレーム遅延された信
号の差信号、即ち減算器31の出力には信号が発生せ
ず、低域通過フィルター33と絶対値回路及び係数変換
回路34によってk=0が選択される。
【0021】したがって、このときの出力端35の出力
信号は入力端25の入力信号と1フレーム選択された信
号が加算器27によって合わせられて利得調節回路28
を経て出力される。この場合にフィルターの選択特性は
図7(A),(B)における原信号スペクトル成分だけ
を通過させ、その外の周波数成分は減衰される。この出
力端35の出力は上記静止画と同様にフォールディング
キャリア発生器6によって発生されたサンプリング信号
でスペクトルフォールディング回路4によってスペクト
ルがフォールディングされる(図7の斜線部分に該
当)。
【0022】したがって、3次元周波数スペクトル上に
おける原信号とフォールディング信号はこのフィルター
特性により区分されるので、再生信号処理時に同一の選
択特性をもつフィルターによって分離されうる。
【0023】このように、原信号はフォールディング信
号が混合された信号を1次元の第1低域通過フィルター
5を通過させると低域通過フィルター5の通過帯域周波
数の成分だけが得られ、この成分には原信号の高域成分
がフォールディング信号の形態に残る。再びLPF5の
出力信号はFM変調器7によってFM変調されてLPF
9からきた629KHzのキャリア周波数に変換された
変調された色信号と第1加算器12で合わせられてテー
プに記録される。したがって、既存の録画帯域内に水平
周波数の高域成分も再生可能になる。このように、静止
画信号の場合は原信号の全体帯域が損失なしに復旧され
て高解像度の信号を録画再生しうる。図3により静止画
時のVTR再生信号の処理動作を説明するとテープから
ヘッドを通じて得られたRF再生信号が入力23を経て
HPF14によってFM変調されたY信号を分離し、こ
の信号はFM復調器15によって復調される。この復調
されたY信号は原信号の低域成分とフォールディング信
号の形態に残っている原信号の高域成分で構成されてい
る。そして、アンフォールディングキャリア発生器19
によって発生されたサンプリング信号は前記フォールデ
ィングキャリア発生器6によって発生された信号は同一
であり、スペクトルアンフォールディング回路17によ
ってスペクトルがアンフォールディングされて図7
(A),(B)の原信号+フォールディング信号成分が
復旧される。この信号は動作適応型のポストフィルター
回路18によってk=0が選択され、前記プリフィルタ
リングと同一な選択特性が得られてフォールディング信
号の成分は除去され、原信号が高域成分まで再生され
る。この信号は通常のVTRカラーアンダー再生処理回
路21によって得られたクロマ信号と合わせられてビデ
オ再生信号として得られる。以上のような方法で録画及
び再生信号を処理すると動画であるか静止画であるかに
より適切なプリフィルター及びポストフィルタリングさ
れたフィルター特性が選択されて分離されることによっ
て元来の映像信号を充実に再生しうる。
【0024】以上の本発明の趣旨を外れないで、当業者
なら動作適応型のプリフィルタリング呼びポストフィル
タリングのフレーム櫛形フィルターやライン櫛形フィル
ターは差数を高めてより特性が良好な回路フィルター回
路を構成しうる。
【0025】
【発明の効果】上述のように、カメラ等の信号源から得
られた信号を動作適応型の周波数スペクトルフォールデ
ィング方法によって帯域圧縮して録画し、その再生時に
は動作適応型の周波数スペクトルアンフォールディング
方法によって再び原信号に復元することによって動作適
応型プリフィルタを使用した後、フォールディングとア
ンフォールディング時にエイリアシング(aliasi
ng)雑音が発生するのを防止し、より画質のよいスペ
クトルフォールディングが可能になるため、既存の録画
帯域幅をもっても輝度信号の解像度を大幅向上させて画
質を改善するものである。また、この方法で録画しても
既存のVTRによって再生可能して互換性が維持される
長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】既存のカラーアンダー方式のVTR録画信号の
周波数スペクトル図である。
【図2】本発明によるVTR録画信号の処理ブロックダ
イヤグラムである。
【図3】本発明によるVTR再生信号の処理ブロックダ
イヤグラムである。
【図4】本発明によるVTR録画信号の処理及び再生信
号の処理系統における動作適応型のプリフィルタリング
及びポストフィルタリング具体的な実施例のブロックダ
イヤグラムである。
【図5】本発明による第4図のライン櫛形フィルター3
0の具体的なダイヤグラムである。
【図6】本発明によるVTR録画信号を処理する場合の
動画時の水平−垂直周波数領域及び垂直−時間周波数に
おけるスペクトルフォールディング後の原信号とフォー
ルディングされた信号の周波数帯域の占有図である。
【図7】本発明によりVTR録画信号を処理する場合の
静止画時の水平−垂直周波数領域及び垂直−時間周波数
領域におけるスペクトルフォールディング後の原信号と
フォールディングされた信号の周波数帯域の占有図であ
る。
【符号の簡単な説明】
1 Y/C 分離器 3 動作適応型プリフィルター回路 4 スペクトルフォールディング回路 5,9,20,33,54 低域通過フィルター 6 フォールディングキャリア発生器 7 FM変調器 8 カラーアンダー記録処理回路 10 ビデオ入力端 12,22,29,52,55 加算器 14 高域通過フィルター 15 FM復調器 17 スペクトルアンフォールディング回路 18 動作適応型ポストフィルター回路 19 アンフォールディングキャリア発生器 21 カラーアンダー再生処理回路 23,25 入力端 26 フレーム遅延回路 28,32 利得調節回路 30 ライン櫛形フィルター 31,53 減算器 34 絶対値回路及び係数変換回路 51 1H遅延回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】入力された映像信号をY/C分離回路から
    輝度信号と色信号に分離し、その分離された上記輝度信
    号を上記輝度信号の映像の動作の可否により適応的に濾
    波する動作適応型のプリフィルター回路によって濾波
    し、フォールディングキャリア周波数 【数1】 (但し、fR=ライン周波数,fp=フレーム周波数,
    n,pは定数)によってサンプリングすることによって
    周波数スペクトルをフォールディングし、低域通過フィ
    ルターを通過させて高域成分を除去してFM変調器によ
    って変調後にY/C分離器,カラーアンダー記録処理回
    路及び低域通過フィルターを通じてきた変調された色信
    号と合わせてテープに記録し、再生時に再生されたRF
    信号を高域通過フィルターを通過させた後にFM復調器
    によって復調した後にアンフォールディングキャリア周
    波数 【数2】 (但し、fh=ライン周波数、fp=フレーム周波数,
    n,pは定数)によってサンプリングして周波数スペク
    トルをアンフォールディングし、フォールディング信号
    成分を除去し高域成分を再生する動作適応型のポストフ
    ィルタリングする動作適応型のポストフィルター回路に
    よって不必要な周波数スペクトルの成分を除去した後に
    再生されたRF信号から低域通過フィルター及びカラー
    アンダー再生処理回路を通過してきた復調された色信号
    と合わせて再生映像信号を得るようにしたことを特徴と
    する動作適応型スペクトルフォールディング方法による
    VTR画像改善方法。
  2. 【請求項2】ビデオ入力端10を通じて複合映像信号か
    らカラー/輝度を分離するY/C分離器1と、 上記Y/C分離器1で分離された輝度(Y)信号の映像
    の動作可否により適応的に濾波する動作適応型のプリフ
    ィルター回路3と、 上記動作適応型のプィフィルター回路3で選択された原
    信号のスペクトル部分をフォールディングさせるために
    位相が次のライン又はフレームで180゜反転するフォ
    ールディングキャリア信号を発生するフォールディング
    キャリア発生器6と、 上記フォールディングキャリア発生器6で発生されたキ
    ャリアサンプリング周波数により上記動作適応型のプリ
    フィルター回路3で選択されて出力するスペクトル成分
    をフォールディングするスペクトルフォールディング回
    路4と、 上記スペクトルフォールディング回路4で原信号とフォ
    ールディング信号とから構成された混合信号を低域通過
    濾波する第1低域通過フィルター5と、 上記第1低域通過フィルター5の出力をFM変調させる
    FM変調器7と、 上記Y/C分離器1で分離されるクロマ信号を629K
    Hzの周波数帯域に変換するカラーアンダー記録処理回
    路8と、 上記カラーアンダー記録処理回路8の出力を低域通過濾
    波して629KHzの変換キャリア周波数帯域だけを発
    生する第2低域通過フィルター9と、 上記FM変換器7と第2低域通過フィルター9の出力を
    加算してテープに記録さるべきRF信号を出力する第1
    加算器12と、 テープに記憶されたRFビデオ信号を再生して入力端2
    3に入力して高域濾波によってFM変調された輝度Y信
    号を得る高域通過フィルター14と、 上記高域通過フィルター14の出力を復調するFM復調
    器15と、 再生同期信号の入力により位相が次のラインはフレーム
    で180゜反転するアンフォールディングキャリアサン
    プリング周波数を発生するアンフォールディングキャリ
    ア発生器19と、 上記アンフォールディングキャリア発生器19で発生さ
    れるサンプリング周波数により上記FM復調器15の出
    力信号をアンフォールディングして原信号とフォールデ
    ィング信号の成分に復元するスペクトルアンフォールデ
    ィング回路17と、 上記スペクトルフォールディング回路17の出力からフ
    ォールディング信号成分を除去し、高域成分を再生する
    動作適応型のポストフィルター回路18と、 上記入力端23に入力されるテープから再生された信号
    を低域濾波する第3低域通過フィルター20と、 上記第3低域通過フィルター20の出力信号から元来の
    クロマ信号に変換するカラーアンダー再生処理回路21
    と、 上記カラーアンダー再生処理回路21の出力と上記動作
    適応型のポストフィルター回路18の出力を加算して再
    生映像信号を出力する第2加算器22とから構成される
    ことを特徴とする動作適応型スペクトルフォールディン
    グ方法によるVTR画質改善回路。
  3. 【請求項3】前記動作適応型のプリフィルター回路及び
    前期動作適応型のポストフィルター回路は入力信号をフ
    レーム単位に貯蔵して遅延するフレーム遅延回路26
    と、 上記入力信号を櫛形濾波するライン櫛形フィルター30
    と、 上記入力信号と上記フレーム遅延回路26の出力値を減
    算処理する減算器31と、 上記フレーム遅延回路26の出力と上記入力信号とを加
    算する加算器27と、 上記減算器31の出力を低域通過濾波する低域通過フィ
    ルター33と、 上記低域通過フィルター33の出力を絶対値及び係数変
    換によって動画及び静止画による値(K)を出力する絶
    対値回路及び係数変換回路34と、 上記絶対値回路及び係数変換回路34の出力により上記
    ライン櫛型フィルター30の出力と加算器7の出力を各
    々利得調節する利得調節回路28,32と、 上記利得回路28,32の出力を加算する加算器29と
    から構成されることを特徴とする請求項1に記載の動作
    適応型スペクトルフォールディング方法によるVTR画
    質改善回路。
  4. 【請求項4】前記ライン櫛形フィルター30により前記
    入力信号を1水平同期期間の間1H遅延回路51で遅延
    した後に上記入力信号と1H遅延された信号を加算器5
    2に加算すると同時に減算器53で減算し、 上記減算器53の出力を低域通過濾波する低域通過フィ
    ルター54と、 上記低域通過フィルター54の出力と上記加算器52の
    出力を加算器55とから構成されることを特徴とする請
    求項3に記載の動作適応型のスペクトルフォールディン
    グ方法によるVTR画質改善回路。
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