JPH09200797A - ディジタル複合ビデオ信号を成分に分離する装置 - Google Patents
ディジタル複合ビデオ信号を成分に分離する装置Info
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Abstract
低減されたディジタル複合ビデオ信号の分離装置の提供
を目的とする。 【解決手段】 ディジタルフィルタは、供給されたNビ
ットのディジタルビデオ信号から、分離のため要求され
る算術演算に起因してNより多いMビットのクロミナン
ス成分を分離する。分離されたMビットのクロミナンス
成分はNビットに短縮され、分離されたルミナンス成分
を生成するため複合ビデオ信号から減算される。ビット
短縮のため、分離クロミナンス成分は対称丸め処理及び
制限処理をうける。クロミナンス成分の対称丸め処理
は、表示時にルミナンス成分が示す輪郭化の傾向を低減
する利点がある。
Description
号処理に係り、特に、複合ビデオ信号をルミナンス及び
クロミナンスの信号成分に分離するディジタル装置に関
する。
システムにおいて、伝送用の単一成分ビデオ(“C
V”)信号を形成するため、一般的にビデオのルミナン
ス信号成分(“Y”)及びクロミナンス信号成分
(“C”)が合成される。伝送後、通常、更なる信号処
理のため、複合ビデオ信号をその成分のルミナンス部分
及びクロミナンス部分に分離することが必要である。
得るため複合ビデオ信号をフィルタ処理し、クロミナン
ス成分を得るため複合ビデオ信号を帯域通過又は高域通
過フィルタ処理することである。この方法は、簡単であ
るため有利であるが、複合信号はルミナンス成分がスペ
クトル的にインタリーブされたクロミナンス成分と共に
伝送されるので、効率的な分離の形式ではないという欠
点がある。より良好な分離は、櫛形フィルタ処理技術を
用いて達成される。櫛形フィルタは、複合信号の成分を
効率的に分離し得る周期的な帯域通過及び帯域阻止特性
を示す。櫛形フィルタ処理を適用する一つの方法は、分
離されたクロミナンス成分を得るため複合ビデオ信号を
櫛形フィルタ処理し、次に、分離されたルミナンス成分
を得るため、分離されたクロミナンス成分を複合ビデオ
信号から減算することである。
いて、複合ビデオ信号は、最初に、標本化され、次に、
ディジタル形式に変換される。サンプルは、次に、メモ
リ内で遅延させられ、2個の成分からなる出力信号を生
成するため、遅延されていないサンプルと減算的に合成
される。成分の中の一方は、ルミナンスの垂直方向のデ
ィテール又は細部を表わし、クロミナンス信号帯域の下
方の周波数を占める“垂直ディテール”成分からなる。
他の部分は所望のクロミナンス信号である。クロミナン
ス成分だけを得るため、垂直ディテール信号成分を除去
すべく櫛形信号をフィルタ処理する必要がある。この処
理が行われた後、残りの分離された櫛形クロミナンス成
分は、ルミナンス成分を得るため複合ビデオ信号と減算
的に合成される。ルミナンス成分は分離されたクロミナ
ンス成分の減算により形成されているので、ルミナンス
成分は、クロミナンス帯域の下方で櫛形ではなく、クロ
ミナンス信号スペクトルの場所のクロミナンス帯域内で
櫛形である。
画像内容の条件下で、上記の一般的なタイプのディジタ
ル複合ビデオ信号分離は、所望されていない輪郭化(con
touring)の影響を表わす傾向のあることが認められる。
本発明は、上記の傾向が低減されたディジタル複合ビデ
オ信号分離器の要求を満たすことを目的とする。
入力信号からルミナンス成分を分離する装置は、上記複
合ビデオ入力信号に応答し、分離されたクロミンナンス
成分を与えるフィルタにより構成される。対称性のある
丸め処理ユニットは、短縮されたビット数を有する修正
クロミナンス成分を提供するため、分離されたクロミナ
ンス成分の所定の数の最下位ビットを除去すべく設けら
れる。合成器は、分離されたリミナンス成分を与えるた
め、上記複合ビデオ信号を上記修正クロミナンス成分と
合成する。
図面を参照して説明される。添付図面において、類似し
た素子は類似した名前で示される。図1は、複合ビデオ
入力信号をルミナンス成分及びクロミナンス成分に分離
する応用において、本発明を具現化する対称“丸め処
理”又は“ビット短縮”ユニット100Aの応用の一例
を示す図である。図1の複合ビデオ信号分離器10は、
ルミナンス成分及びクロミナンス成分に分離されるべき
アナログ複合ビデオ入力信号を受ける入力12と、例え
ば、8ビット分解能のディジタル複合ビデオ(CV)出
力信号を与える出力とを有するアナログ/ディジタル
(A/D)変換器14からなる。説明の目的のため、複
合ビデオ信号はNTSC規格であり、かつ、A/D変換
器のサンプリングレートは色副搬送波の周波数の4倍に
一致する場合を想定する。上記の条件の下で、1個の完
全な色サイクルに対し4個のサンプル期間があり、2個
のサンプル期間は1個の色サイクルの半分と同一であ
り、1ラインにつき全部で910個のサンプルがある。
図1に使用された作図の規則によれば、直線を横切り、
傍らに数字を有する45度のハッシュは、その直線がバ
スであることを示し、その数字はバスの導線(同時に1
サンプルについてのビット数)を示す。
号CVは、複合ビデオ信号CVからクロミナンス成分C
を生成する1対の線形ディジタルフィルタ20及び30
に供給される。第1のフィルタ20は、1ライン(1−
H)の櫛形フィルタであり、複合ビデオ信号は、減算器
24の被減数(+)入力26に直接供給され、1ライン
(1−H)の遅延18(例えば、910個のサンプル期
間又はクロック周期)を介して、減算器24の減数
(−)入力22に供給される。遅延された複合ビデオ信
号CVを遅延されていない複合ビデオ信号から減算する
ことにより、減算器は、図4の(A)に示されているよ
うに(スケール処理はされていない)、周期的な通過域
応答を有する櫛形フィルタ応答を生成する。
ートの奇数倍(例えば、Fh/2、3Fh/2、5Fh
/2等)にピークを示し、ラインレートの倍数(例え
ば、Fh、2Fh、3Fh等)にヌルを示す。上記応答
は複合ビデオ信号CVから2個の信号を再現する。色副
搬送波の略中心にある周波数で、櫛形出力信号は、主と
して、実質的にルミナンス成分の無いクロミナンス成分
(C1)により構成される。クロミナンス信号帯域の低
い方の帯域の端よりも下側の周波数で、櫛形出力は、一
般的に、ルミナンス信号の“垂直ディテール”成分(V
D)と呼ばれる成分からなる。上記信号は、ライン・ツ
ウ・ラインのルミナンス構造に関する情報を伝搬し、か
つ、本質的にクロミナンス情報を含まない。
形フィルタ20からの垂直ディテール信号を除去する必
要がある。これは、櫛形のクロミナンス及び垂直ディテ
ール信号(C1+VD)が供給される入力32を有する
3段の帯域通過形有限インパルス応答(FIR)フィル
タ30により行われる。フィルタ30は、入力32に接
続された第1の入力34と、2個の遅延素子40及び3
8の直列接続を介して入力32に接続された第2の入力
36とを有する第1の加算器44からなり、各遅延素子
は2個のサンプル期間の遅延を有する。遅延は、図の中
で通例的な“Z”変換記法で示され、“Z”の負の羃数
はサンプル期間の遅延の数を意味する。遅延38及び4
0の共通接続の遅延された信号は、乗算器49により2
倍され(例えば、1ビットのシフト)、加算器44の出
力42から遅延され、乗算された信号を減算する減算器
46の減数(−)入力48に供給される。
は、減算器46の出力に直接的に接続された第1の入力
52と、4サンプル遅延素子56を介して減算器46の
出力に接続された第2の入力54とを有する加算器50
により形成されたフィルタにより与えられる。第1の2
個の遅延素子38及び40と、加算器44との合成は、
第1の帯域通過フィルタを形成する。乗算器49及び減
算器46と、第1の帯域通過フィルタとの合成は、第2
の帯域通過フィルタを形成する。第3のフィルタ段は、
上記の如く加算器50と遅延素子56とにより形成さ
れ、全てのフィルタは、クロミナンス搬送周波数の中心
にある極を有する。上記のフィルタは、加算器50の出
力に生成されたクロミナンス出力信号C58が有意なル
ミナンス垂直ディテール成分を含まないように、櫛形フ
ィルタ20により生成された垂直ディテール成分を十分
に除去し得ることが分かった。
分離処理の全体が示される。図4の(A)は、上記の如
く、フィルタ20の周期的な櫛形応答を示す。図4の
(B)は、フィルタ20の出力から垂直ディテール成分
を除去し、図4の(C)に示されるようにクロミナンス
成分だけを残すフィルタ30の通過帯域を示す。後で説
明されるように、最終的にこの成分は、クロミナンス成
分を本質的に打ち消し、図4の(D)に示されるように
ルミナンス成分だけを残すため、複合ビデオ信号CVと
減算的に合成される。
Vをフィルタ処理する処理の間に、上記信号は全部で4
回の算術演算をうける。例えば、櫛形フィルタ20にお
いて、遅延した複合ビデオ信号と直接の複合ビデオ信号
は減算される。減算器24は“ボロー”を生成し得るの
で、上記の減算は、結果として得られる差信号のビット
数を1ビットずつ“拡張”又は増加させる。従って、櫛
形クロミナンス信号は、減算器24の出力で9ビット幅
である。このことは、図の中で、数字9が傍らに書かれ
た減算器24の出力バスを横切って引かれた“ハッシ
ュ”線により示される。他の信号バスは、同様にバスの
“幅”に関して区別される。ある信号は、関係したビッ
ト数の指標を含む。
て、クロミナンス成分は、加算器44及び50と減算器
46とにおいて、全部で3回の算術演算を受ける。各算
術演算はクロミナンス信号に他のビットを加える。その
理由は、上記演算が(加算のための)キャリー、又は、
(減算のための)ボローの何れかを生成するからであ
る。従って、櫛形フィルタに供給された8ビットの複合
ビデオ信号は、第1の減算後に9ビット信号に“拡張”
される。9ビットの信号は、加算器44における第1の
加算後に10ビットになる。加算器44の出力は、減算
器46における第2の減算に起因して11ビットの信号
になり、最後に、完全にフィルタ処理されたクロミナン
ス信号は、加算器50の最終的な加算後に12ビットま
で拡張する。クロミナンス信号の8ビットから12ビッ
トまでの拡張は、クロミナンス信号を16の倍率で乗算
した場合と類似する。本発明の好ましい実施例によれ
ば、12ビットの“ビット拡張された”クロミナンス信
号は、2ビット切り捨て器60により10ビットに“ビ
ット短縮”され、出力端子64へのアナログ出力信号と
しての応用のため10ビットのD/A変換器62により
変換される。
ンス信号処理が必要である。特に、クロミナンス信号の
小さい方のビットの単純な“切り捨て”又は“切り放
し”によるビット短縮の技術は、ルミナンス信号成分の
再現に関する問題を生じる。ルミナンス信号は、単純な
切り捨てによりクロミナンス信号のビット数を削減しよ
うとしたとき、表示された画像内に所望されていない視
覚的なアーティファクトを生成する傾向のあることが分
かった。輪郭化を含む上記アーティファクトは、非常に
小さいルミナンス及びクロミナンスの空間的勾配を有す
る画像を表示する際に視覚化されることが分かった。か
かる信号の例を以下に説明する。
の分解能(8ビット)と適合するため、クロミナンスの
ビット数の短縮を必要とする。これには、ビット短縮さ
れた信号に直流成分を少しも生じさせることなく、クロ
ミナンス成分を12ビットから8ビットまで短縮する必
要がある。本発明の一面によれば、このビット短縮は、
以下“対称丸め処理”と呼ばれる処理により達成され
る。クロミナンス信号の対称丸め処理には、ルミナンス
信号における所望されていない輪郭化の傾向を減少させ
る利点が有ることが認められる。
回路の一例は、1986年5月13日に発行されたフラ
イング(Fling) 他による発明の名称「インタリーブされ
た直交信号と共に使用するような2の補数形式の2値信
号を対称的に切り捨てる装置」の米国特許第4,58
9,084号明細書に記載されている。フライング他の
引例の装置によれば、2の補数形式の2進数の対称切り
捨ては、正の値の最下位ビットを単純に無視し、かつ、
無視された最下位ビットの中に論理的な“1”の値があ
るとき、切り捨て処理された負の値に“1”を加算する
ことにより行われる。Nビットの切り捨てを行う装置
は、増分器と、2入力ANDゲートと、N入力ORゲー
トとを含む。かかる配置はかなり複雑であるが、ルミナ
ンス/クロミナンス分離の応用に対称丸め処理を適用す
る用途に適当である。好ましい対称丸め処理ユニット1
00Aは図1に示されている。
処理は、丸め処理ユニット100Aにより与えられる。
概略的に言うと、上記ユニットにおいて、Mビット(例
えば、12ビット)のクロミナンス信号、そのクロミナ
ンス信号の最上位ビット、及び、整数K(例えば、2進
数の0111)は、“N”個のより低い方の最下位ビッ
トLSBを有する対称的に丸め処理されたディジタル出
力信号、又は、ビット短縮されたディジタル出力信号を
与えるよう、Nビット(例えば、4ビット)ずつ切り捨
てられた和を生成するため加算される。最上位ビットM
SBは、所定の入力信号変化に対する対称点の周辺に異
なる数の零点が配置された広い丸め処理モード又は狭い
丸め処理モードを選択するため実際のままの形式、又
は、補数形式で加算器に供給される。ディジタル信号の
ビット短縮に起因した所望されていない直流シフトが阻
止される点が有利であり、これは、以下に説明するよう
に、ルミナンス信号の“輪郭化”を低減する際に効果的
であることが分かった。
て、丸め処理ユニット100Aは、12ビットの全加算
器101と、4ビットの切り捨てユニット103と、2
進数バイアス源102とにより構成される。上記実施例
において、フィルタ30により与えられる12ビットの
クロミナンス成分及び4ビットのバイアス数(例えば、
“7”又は2進表現の2進数“0111”)は、加算器
101の被加数及び加数入力に供給される。“2の補数
の算術”を利用する上記実施例において、12ビットの
クロミナンス信号の中の最上位ビット(符号ビット)
は、12ビットの全加算器101のキャリーイン入力に
供給され、全加算器101は、そのキャリーアウトと共
に13ビットのクロミナンス信号を発生する。修正され
たクロミナンス信号の最下位4ビットは、4ビット切り
捨て器103により切り捨てられ、これにより、ユニッ
ト100Aの9ビットの対称的に丸め処理されたクロミ
ナンス出力信号が生成される。換言すれば、ユニット1
00Aにおいて、クロミナンス信号の極性に依存して、
対称丸め処理の間に、ある数がクロミナンス信号に加算
される。信号が正ならば、“0111”(10進数の
“7”)の値だけが加算され、加算器101のキャリー
インに供給される最上位ビットMSBは零である。負の
数に対し、加算器101のキャリーインに供給される最
上位ビットMSBは“1”であり、かつ、“0111”
と共に入力信号に加算されるので、“1000”(10
進数の“8”)が有効な加算結果である。
解するため、対称丸め処理の“広い”モード及び“狭
い”モードを夫々示す図13及び図14の図表を考慮す
ることが有用である。広いモードはユニット100Aに
おいて使用される。図13は、−11乃至+11の範囲
にある信号レベルに対しユニット100Aの装置を用い
て2ビットを丸める場合を示している。列(a)には、
10進数表現の入力信号値が列挙されている。列(b)
には、等価な2値の入力信号値が示される。列(c)は
2値入力信号の最上位ビットを表わす。列(d)は、全
加算器101において入力された数字とその数字の最上
位ビットとに加算される(2進数バイアス源102によ
り生成される)数“K”の大きさを決めるための式を表
わす。以下の式 K={(2N )−2}/2 から、2
ビット(N)の短縮の場合のKの値は“1”である。
数)の入力信号の場合に、“M”、“K”、及び“MS
B”の和に対する加算器101の出力を示している。上
記の和が2ビットで切り捨てられたとき、列(f)及び
列(g)に示されるように、結果として得られた切り捨
てられた値は、−3乃至+3の範囲で変化し、入力信号
の零点の周辺で完全に対称的である。“ステップ幅”
は、零点レベルの上方又は下方の1ステップにつき4個
の同一の出力値により構成される。零点の周辺の対称性
のため、入力信号の零点(以下、“対称点”又はPOS
と呼ぶ)に関し対称的に配置された全部で5個の零点が
ある。
00Aにおいて、最上位ビットのオーバーフロー又はキ
ャリーアウトの可能性があるため、短縮されたビットの
総数は3である。従って、12ビットの入力信号は、最
終的に所望された8ビットでなく、9ビットに短縮され
る点に注意が必要である。かかる状況を回避するため、
ユニット100Aの出力信号の最上位ビットMSBはリ
ミッタ104によって制限される。
ット100Bにより図3の例に示され、その動作は図1
4の図表に示される。ユニット100Aとユニット10
0Bとの間の相違は、ユニット100Bにおいて加算器
に供給された最上位ビットMSBはインバータ300に
より反転される点だけである。ユニット100Bの動作
に及ぶ影響は、入力又は出力信号の対称点の周辺に配置
された出力零点の数の減少である。最上位ビットMSB
が補数形式で(反転されて)加算器に供給される図14
の狭いモードの例において、対称点には3個の零点が生
成される。最上位ビットMSBが真の形式(非反転形
式)で加算器に供給される図13の広いモードの例の場
合、上記の如く、対称点には5個の零点が生成される。
対称的にビット短縮された出力信号の“ゼロ交差点”を
広げる、或いは、狭めることの随意性に利点がある。
と、上記の切り捨て処理は、上記の理由のため、クロミ
ナンス信号のビット数を13まで増大させる場合があ
る。これは、複合ビデオ信号CVからルミナンス成分を
抽出するため要求されることの逆であると思われる。し
かし、切り捨て回路は、有用な下位の4ビットからのク
ロミナンス情報を効率的に移動し、ビット5以上に配置
するので、クロミナンス情報の重大な損失を伴うことな
く下位の4ビットを切り捨てることが可能であり、これ
により、ルミナンスの輪郭化の影響が低減される。
は、M、K及び最上位ビットMSBを加算し、その和を
4ビット切り捨て器103によって切り捨てることによ
り得られる。これは、クロミナンス信号の最下位ビット
LSBの数を4ずつ短縮し、かつ、最上位ビットMSB
の数を1ずつ増加させ、全部で9ビットが得られる。こ
のビット数は、複合ビデオ信号の分解能(8ビット)よ
りも1ビットだけ多い。この最後のビットは、8ビット
クロミナンス出力信号を生成するためリミッタ104に
より除去される。対称丸め処理の後の制限の処理は、シ
ステム全体の輪郭化能力を低下させる訳ではないが、最
下位ビットLSBの除去を要求することなく、8ビット
複合ビデオ信号との減算を容易化する。換言すれば、ル
ミナンスの輪郭化の問題を発生させるのは、クロミナン
スの最下位ビットの非対称切り捨て処理であり、従っ
て、クロミナンス信号の最上位ビットの制限によれば、
輪郭化能力は低下されないが、ルミナンス再現のための
後続の8ビットの減算が容易化される。
82の複合ビデオ信号CVから減数入力84の8ビット
のクロミナンス信号を減算する減算器により与えられ
る。減算の前に、複合信号CVは遅延ユニット86にお
いて、4サンプル期間ずつ遅延される。複合ビデオ信号
を1個の完全な色サイクル(4サンプル期間)だけ遅延
させる理由は、帯域通過フィルタ30内で4サンプル期
間の平均により遅延させられた12ビットのクロミナン
ス信号との時間的な調整を与えるためである。ディジタ
ル回路の“減算”は、通常、減数を2の補数化し、次
に、加算を行うことにより行われるので、発明の詳細な
説明及び特許請求の範囲で使用されている“減算的に合
成する”は、かかる通常の減算技術を含むことが意図さ
れていることに注意が必要である。
合する算術演算は、減算にルミナンス“ボロー”が生じ
る可能性があるため1ビット拡張された9ビットの分離
サレタルミナンス成分を生成する。この余分なビット
は、分離されたルミナンス信号Yをリミッタ90におい
て8ビットに制限することにより抑止される。アナログ
ルミナンス成分出力信号は、制限された8ビットのルミ
ナンス成分を8ビットディジタル/アナログ(D/A)
変換器92を介して出力端子94に供給することにより
得られる。
応”信号と呼ばれる信号から分離する図1の実施例の動
作を考える。5通りの輪郭化反応信号の例が、“信号
1”から“信号5”までの名前で図5に示される。各信
号は、A/D変換器14の出力で得られ、色副搬送波の
周波数(Fc)のクロミナンスを表わす交流成分と直流
成分とを有する複合ビデオ信号である。直流成分はルミ
ナンス成分を表わし、少なくとも数サイクルの副搬送波
サイクルの間で一定である。5本の信号ラインは、表示
されたビデオ画像の5個の連続した領域において、同一
ではないが、“略等しい”5個の値を表わすルミナンス
信号の5個の異なる安定状態の条件を示している。A/
D変換器14内のアナログクロミナンス信号は、一定に
なるよう選択されるが、クロミナンスに加算され量子化
されたルミナンスの変化は、ディジタル分離クロミナン
スに変化を生じさせるので、A/D変換器の出力の“デ
ィジタルクロミナンス信号”は一定ではない。
5”までの変化は、4個の複合値の中の1個だけの変化
である点に注意する必要がある。特に、信号1の各ライ
ンに現れる複合値“9”は、信号2の各ラインで“1
0”に変化する。ここに与えられた値は一例であり、I
RE単位、又は、8ビットの2進スケール(例えば、0
乃至255)に変換されたIRE単位であるとみなされ
る。何れの表現の場合でも、信号1から信号2までの変
化は非常に小さい。信号2と信号3との間の変化(各ラ
インで“4”が“5”に変化する)と、信号3と信号4
との間の変化(“2”は“3”に変化する)と、信号4
と信号5との間の変化(“7”は“8”に変化する)と
に対しても同じことが言える。上記の5通りの想定され
た信号の間の変化は、略一定に漸増する複合ビデオ信号
のルミナンス成分と、一定のクロミナンス成分とを表わ
す。
に対する櫛形フィルタ20の出力から再現されたクロミ
ナンス(C)及び垂直ディテール(VD)成分を示す図
である。上記の値は、図6の先頭部に示された“D”
(差)の式から計算された安定状態の値である。特に、
現在のC+VDサンプルの値は、 {現在のサンプルの値}−{直前の垂直方向のサンプ
ル、即ち、対応する前のラインのサンプルの値} と一致する。例えば、信号1に対し図6のライン2の第
1のサンプルの差は、 {信号1のライン2の現在のサンプルの値(+4)}−
{図5から得られた対応する信号1のライン2の前のサ
ンプルの値(−7)} と一致する。図6の全てのC+VDの差の値は、同様に
図5から得られる。
段階は、望まれていない垂直ディテールを櫛形フィルタ
20の出力から除去することである。これは、図7の先
頭部に示され、図6の櫛形値から櫛形複合信号のフィル
タ処理された値を導出する“Pn ”に対する伝達関数を
有する帯域通過フィルタ30により行われる。現在のフ
ィルタ処理されたクロミナンスの“画素”に対する値
“Pn ”は、 {対応する図6の図表内の画素の現在の値(P0 )}−
{時間的に2画素分先行するの画素の2倍の値}+{4
画素分先行する画素の値の2倍}−{6画素分先行する
画素の値の2倍}+{時間的に8画素分先行する画素の
値} に一致する。
1、ライン3、画素1のクロミナンス信号は、以下のよ
うに定められる。現在の値は+3、2画素先行した値は
−3、(現在の画素の値の)4画素先行した値は+3、
6画素及び8画素先行した値は、夫々、−3及び+3で
ある。従って、Pn の値は、 Pn = (+3)-2(-3)+2(+3)-2(-3)+3 = 3+6+6+6+3 = +24 (1) のようになる。図7の残りのクロミナンス画素の値も同
様に計算される。
め、フィルタ30により与えられた12ビットのクロミ
ナンス信号から4ビットを切り捨て、複合信号CVから
差を減算するだけでルミナンス成分の値が得られるなら
ば、ルミナンス成分の値が何であるかを定めることが有
効であると考えられる。上記の結果は、図8及び図9の
図表に示されている。単純な切り捨ての場合に図9から
得られた結果は、次に、クロミナンス信号の対称丸め処
理の結果を与える図11と比較される。
ミナンス信号からの4ビットの(対称ではない)“単純
な”切り捨ての影響を示している。図9は、図5の元の
複合ビデオ値からの図8の切り捨てられたクロミナンス
値の減算の最終的な結果を示している。これにより、
“単純な”切り捨て処理がクロミナンス信号に適用され
た場合に、減算的な輪郭化はルミナンス信号を生じるこ
とが分かる。図2の従来の“単純な”切り捨て器200
を用いて切り捨てられたクロミナンス値は、図7の複合
ビデオ値から最下位4ビットを落とすことにより定めら
れる。その結果は図8に示される。
らの4ビットの単純な切り捨てが想定された状況に対す
るルミナンス信号レベルを示す。この配列の中で正確な
ルミナンス値を有する信号は、信号3だけである。図9
は、図5の元のディジタル複合ビデオ信号値から図8の
切り捨てられた各クロミナンスを減算することにより得
られる。例えば、図5において、信号3のライン2の第
1のルミナンス画素の値は、 {図5の複合ビデオ値}−{図8のクロミナンス値} に一致する。図5から、複合ビデオ値CVは“7”に一
致する。図8から、切り捨てられたクロミナンス値は
“−1”である。従って、信号3、ライン2、画素1に
対し、ルミナンス信号値は“6”である。これは、以下
に説明するようにルミナンス信号に対する“正確な”値
である。
ミナンスの値と正確ではないルミナンスの値とを決める
ため、図7のフィルタ処理されたクロミナンス値を検査
することが有用である。同図において、信号3、ライン
3、画素1に対し、フィルタ処理されたクロミナンス値
は、“16”、又は、2進数の“10000”であるこ
とが分かる。2進数の“10000”が切り捨てられた
とき、無視された最下位4ビットは全て零であるため、
除算の誤差は発生しない。かくして、図7において+1
6又は−16と一致するか、或いは、その整数倍である
全ての画素は、歪みのないクロミナンスの値を有するの
で、対応する図9の画素の位置には、ルミナンス成分の
正確な値がある。例えば、図7の信号3のライン2及び
3内の各画素は、16、又は、16の倍数(64)であ
るので、信号3、ライン2及び3の全画素は正しい。残
りの全ての信号は、ルミナンス誤差と共に切り捨てに起
因したクロミナンス誤差を含むので、成分が最終的に表
示されたとき、望まれていない輪郭化の影響が生じる可
能性がある。更に、信号1及び信号5は、厳密に同一の
クロミナンスを含むが、ルミンナンスは、1カウント又
は1信号レベルの差がある。上記2個の信号レベル(6
及び7)の間には、1個、即ち、信号4からの中間ルミ
ナンス値だけが生成される。この出力は、平均化された
ルミナンスレベル6.5であると見なされる。
スとルミナンスの分離性能を示している。図10及び図
11において、分離性能は、勿論、フィルタ30からの
12ビットのクロミナンス信号が、単純に切り捨てられ
るのではなく、複合ビデオ成分から減算される前に対称
丸め処理を受ける点を除いて、図8及び図9による方法
と基本的に同一の方法を用いて図5、図6及び図7から
得られる。上記のクロミナンス信号の処置が再現された
ルミナンス成分に与える影響を、図9の切り捨て処理の
例と比較する。
出力は、常に、複合ビデオの平均と一致することに注意
する必要がある。これは、ルミナンスレベルが(ある信
号レベルから別の信号レベルに)変化しているときでも
幾つかの信号領域に対し変わらないビデオ信号を生成す
る図9の単純な切り捨ての実施例よりも優れている。更
に、図1の例において、入力固定状態の信号値の各変化
は、異なる平均ルミナンス出力レベルを生成する。4分
の3の時間には、残留副搬送波Fc成分がルミンナンス
に残されるが、一般的に、本発明の実施例の輪郭の見え
方は、信号1乃至信号5により表わされた5通りの各領
域に対するルミナンスの精度が高いため、直線的な切り
捨てを採用する例よりも少ない。
する際、種々の変形が行われる。例えば、図12に示さ
れるように、ルミナンス/クロミナンス分離及び対称丸
め処理は、符号/大きさ算術処理と共に実現される。図
12において、複合ビデオソース1200は、符号/大
きさ形式の8ビット複合ビデオ信号S1をクロミナンス
フィルタ1202に供給する。クロミナンスフィルタ1
202は、例えば、12ビットのフィルタ処理されたク
ロミナンス信号S2を生成するクロミナンス成分を分離
する。上記信号の大きさビットS3は、対称丸め処理ユ
ニット1204により8ビットの大きさビットS8に短
縮され、リミッタ1218により7ビットの大きさビッ
トS9に短縮される。12ビットのクロミナンス信号S
2の符号ビットS4と、7ビットの大きさビットS9
は、分離されたルミナンス出力信号S12を得るため、
減算器1208において複合ビデオ信号S11(遅延1
210による処理後)から減算される。上記例の丸め処
理ユニット1204は、大きさビットに関してのみ作用
し、12ビットのクロミナンス信号S7を形成するため
2進数バイアス源1214からの2値バイアス信号S6
を11ビットのクロミナンス大きさ信号S3に加算する
加算器1212により構成される。信号S7の最下位4
ビットLSBは、切り捨て器1216により切り捨てら
れ、符号ビットS4と共に減算器1208に供給するた
めリミッタ1218により制限される。大きさビットの
中の最下位4ビットは対称的に短縮されるので、この短
縮は、得られた信号中に直流成分を生じさせることがな
く、分離されたルミナンス信号の輪郭化の影響が阻止さ
れる。
ように、本発明の原理の範囲内で上記実施例に他の変更
が行われる。例えば、フィルタ処理は、5個以上又は3
個以下のクロミナンスビットの切り捨てを必要とする別
のタイプのフィルタ処理でも構わない。更に、一例とし
て1ライン(1−H)櫛形フィルタが使用されている
が、クロミナンスフィルタは、2ライン(2−H)櫛形
又はフレーム櫛形のようなより複雑な櫛形でもよい。櫛
形フィルタの垂直ディテール出力の排除は、3段の帯域
通過有限インパルス応答クロミナンス信号フィルタによ
り設けられているが、複雑さの異なるレベルからなるよ
り多数又は少数の段を有する他の適当なフィルタを使用
してもよい。更に、他のクロミナンスフィルタは、高域
通過タイプ、又は、高域通過タイプと帯域通過タイプの
組合せでもよい。
びクロミナンス成分に分離する本発明を具現化する装置
のブロック図である。
するブロック図である。
図である。
置の動作を示すフィルタの図である。
合ビデオ信号の条件を示す空間的な画素の図である。
し、図5から導出された垂直ディテール成分及びクロミ
ナンス成分を含む櫛形フィルタ出力信号値を表わす図で
ある。
ィテール成分から分離されビット短縮の前のクロミナン
ス成分信号値を示す図である。
ビット短縮の後に生成された分離したクロミナンス信号
値を表わす図7から導かれた画素の図である。
いるビット短縮の仮定の下に、図4の5通りの想定され
た信号条件に対するルミナンス信号値を示す図8から得
られた画素の図である。
後に生成された分離したクロミナンス信号値を示す図7
から得られた画素の図である。
図1の本発明の実施例から得られたルミナンス信号値を
表わす図10から導出されたルミナンス信号の図であ
る。
及びクロミナンス成分に分離し、符号−大きさ処理を用
いる対称性のある丸め処理を含む本発明の更なる実施例
のブロック図である。
された2ビット丸め処理の場合に、図1の実施例におけ
る“広い”対称性のある丸め処理を示す伝達関数の図表
である。
された2ビット丸め処理の場合に、図1の実施例におけ
る“狭い”対称性のある丸め処理を示す伝達関数の図表
である。
ト 101 全加算器 102,1214 2進数バイアス源 103,200,1216 切り捨てユニット 300 インバータ 1200 複合ビデオソース 1202 クロミナンスフィルタ
Claims (1)
- 【請求項1】 供給されたディジタル複合ビデオ入力信
号に応答して、上記ディジタル複合ビデオ入力信号より
も多数のビットを有する分離されたクロミナンス成分を
与えるフィルタと、 上記分離されたクロミナンス成分のビット数を減少させ
るため上記分離されたクロミナンス成分を対称的に丸め
る第1の手段と、 分離されたルミナンス成分を形成するため、上記ディジ
タル複合ビデオ入力信号を上記対称的に丸められたクロ
ミナンス成分と合成する第2の手段とからなる、輪郭化
の傾向が低減されたビデオ成分の分離を提供する装置。
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