JPS60139090A - Y/c分離フイルタ - Google Patents

Y/c分離フイルタ

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JPS60139090A
JPS60139090A JP24835183A JP24835183A JPS60139090A JP S60139090 A JPS60139090 A JP S60139090A JP 24835183 A JP24835183 A JP 24835183A JP 24835183 A JP24835183 A JP 24835183A JP S60139090 A JPS60139090 A JP S60139090A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、ディジタル信号に変換された複合カラーテ
レビジョン信号から輝度信号及び搬送色信号を分離する
Y/C分離フィルタに関する。
「背景技術とその問題点」 従来のディジタルY/C分離フィルタとして、カラーサ
ブキャリア周波数fSc (NTSC方式で3.58 
MHz )を中心とする通過帯域を有するバンドパスフ
ィルタ、くシ形フィルタにより構成された垂直方向のY
/C分離フィルタ、又は両者を直列に接続した2次元Y
/C分離フィルタが知られている。
しかし、1次元Y/C分離フィルタ及び2次元Y/C分
離フィルタに拘らず、入出力データの統計的特性に基い
て設計された従来の固定係数Y/C分離フィルタは、平
均的な特性のデータには有効であるが、特徴のあるデー
タに関して誤差が大きくなる欠点がある。つまシ、係数
は、大部分を占める定常的特性のデータによって決めら
れているため、細かい絵柄や変化のある所では、Y/C
分離の精度が極端に低下する。
この問題点を解決するために、3ラインのカラービデオ
データの絶対値から、ライン間の相関の程度を検出し、
この検出された相関のうちで、強い相関を有するライン
のデータの単純な平均値を用いて垂直方向のY/C分離
を行なう適応形のY/C分離フィルタが考えられている
。しかし、相関の検出は、垂直方向の上下でしかなされ
ず、また、平均値を分離出力としているために、Y/C
分離の精度が低い欠点があった。
「発明の目的」 この発明は、高精度のY/C分離を行なう−ことができ
る適応形の2次元Y/C分離フィルタの提供を目的とす
るものである。
「発明の概要」 この発明は、入カデイジタルカラーピデオ信号の所定の
画素データごとに2次元領域を設定し、2次元領域内の
複数の画素データの比較により2次元領域のパターン分
類を行ない、この分類されたパターンに応じて決定され
た処理方式を有する2次元Y/C分離フィルタによりY
/C分離を行なうようにしたことを特徴とするY/C分
離フィルタである。
「実施例」 以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。この一実施例の全体の構成を示す第1図において
、1は、例えば4 fsc (j’scはカラーサブキ
ャリア周波数)のサンプリング周波数のディジタル複合
カラービデオ信号が供給される入力端子を示し、このデ
ィジタルカラービデオ信号が2次元データ抽出回路2に
供給される。2次元データ抽出回路2は、処理の対象と
する現画素データの周辺の画素データを取シ出すもので
、現画素デ〜りのライン及び仁のラインの前後のライン
に含まれる画素データが抽出される。入カデイジタルピ
デオ信号は、2次元データ抽出回路2で所定量の遅延を
与えられて減算回路3に供給される。この減算回路3に
は、後述のような分離処理により分離された輝度信号Y
が供給される。出力端子4に輝度信号Yが得られ、減算
回路3の出力端子5に搬送色信号Cが得られる。
この一実施例は、1次元Y/C分離フィルタと2次元Y
/C分離フィルタとを組合わせたものである。一般に、
1次元Y/C分離の方が2次元Y/C分離に比して、分
離後の出力の信号のなまりが少ないので、1次元のY/
C分離を優先的に行なうようにしている。
第1図において、6が1次元の横方向の定常性検出回路
を示し、この定常性が検出されると、検出出力が1(ハ
イレベル)となる。9が1次元の縦方向の定常性検出回
路を示し、この定常性が検出されると、検出出力が同様
に1(ハイレベル)となる。7が1次元横方向のY/C
分離フィルタを示し、とのY/C分離フィルタ7により
分離された輝度信号がANDゲート8に供給され、検出
出力が1の時にM■ゲート8及びORゲート14を介し
て出力端子4に取勺出される。また、10が1次元縦方
向のY/C分離フィルタを示し、このY/C分離フィル
タ10により分離された輝度信号がANDゲート11に
供給される。定常性検出回路9の検出出力及びインバー
タ13で反転された定常性検出回路6の検出出力がAN
Dゲート12に供給され、このANDゲート12の出力
がANDゲート11に供給される。このANDゲート1
1の出力に取シ出された輝度信号がORゲート14を介
して出力端子4に導かれる。
1次元Y/、C分離において、現在の画素データと同一
ラインの周辺画素を用いた横方向のY/C分離が縦方向
のY/C分離より優先してなされる。
また、 ANDゲート12の出力がインバータ15によ
り反転されたもの及びインバータ13の出力がANDゲ
ート16に供給される。したがって、ANDゲート16
の出力は、横方向及び縦方向の何れの1次元のY/C分
離もされない時に1となり、この時に2次元のY/C分
離がなされる。
2次元のY/C分離は、大刀ディジタルカラービデオ信
号が2次元の複数のパターン例えば216個のパターン
の何れに該当するかを調べ、そのパターンに関し、最適
なY/C分離処理を行なうものである。第1図において
、11は、2次元ブロックデータ抽出回路2がらの現画
素データの周辺の画素データを用いて、現画素データと
周辺の画素データとのレベル差によってパターン分けを
行なう2次元パターン分類回路を示す。この2次元パタ
ーン分類回路1Tからパターンに応じた複数ビット例え
ば6ビツトのセレクトデータが出方され、とのセレクト
データがゲート回路18を介してデコーダ19に供給さ
れる。デコーダ19がらは、6ピツトのセレクトデータ
に応じて、37ビットのうち1ビットのみが1となるセ
レクト信号が発生する。この37ビツトの各ピッI・が
ANDゲートA1・A2・”A37に供給される。
Fl、F2.・・・F37は、2次元Y/C分離フィル
タを示す。この2次元Y/C分離フィルタF8〜F37
の夫々は、Y/C分離の演算処理が異なるもので、2次
元Y/C分離フィルタFl−F37の夫々からの輝度信
号y、 + Y2 +・・・Y37がANDゲートA 
I + A2 +・・・A37に供給される。1次元の
Y/C分離ができず、ANDゲート16の出力が1とな
り、ゲート回路18を介してパターンデータがデコーダ
19に供給されると、ANDゲートAl〜A3yのうち
でデコーダ19からのセレクト信号に応じたものを介し
て輝度信号が取シ出される。この輝度信号がORゲート
14を介して出力端子4に取シ出される。
第2図は、この発明の一実施例の1次元Y/C分離動作
のフローチャートを示すものである。1次元処理のスタ
ートから、条件12条件22条件3、条件41条件5の
夫々を満たすかどうかが順次判定され、これらの条件の
ひとつでも満足する時には、1次元横方向処理のY/C
分離がなされる。また、条件5が満足されない時には、
条件6が満足されるかどうかが調べられ、条件6が満た
されると、1次元縦方向処理のY/C分離がなされる。
第3図は、この一実施例におけるサンプリング周波数4
 fscの画素データの2次元配列及び各画素データの
搬送色信号成分の位相関係を拡大して示すもので、水平
の線が1フイールド内のラインLM2 、 LMI 、
 LO,Ll、 L2 を夫々示し、垂直方向の線が水
平方向のサンプリング位置・・・・・I−2゜I−1、
I、Il1 、Il2.・・・・・・を夫々示す。
サンプリング位置の間隔は、(1/ 4 fsc’)で
ある。そして、画素データは、例えばラインLOのサン
ゾリン、グ位置I−4の時に、Lo<x−4)で表わさ
れる。ここでは、画素データLO(Il(白抜きの四角
なドツトで示す)をy/c 53−離の対象とする現在
の画素データとしている。
サンプリング周波数が4 fscとされているので、同
一ライン上でサンプリング間隔の4倍の間隔ごとに位置
する画素データ及び1ラインおきの同一のサンプリング
位置の画素データ(白抜きの円形ドツトで示される)が
搬送色信号成分に関して現在の画素データと同位相のも
のとなる。また、同一ライン上でサンプリング間隔の2
倍の間隔ごとに位置する黒い円形のドツト並びに同一サ
ンプリング位置で隣接するライン及びこの隣接するライ
ンから1ラインおきに位置する黒い円形のドツトが搬送
色信号に関して現画素データと逆位相のものである。更
に、白の三角形のドラI・が−の位相ずれを有するもの
であり、黒の三角形のドツトが一丁の位相ずれを有する
ものである。
1次元のY/C分離のための定常性検出回路6及び9で
なされる検出即ち条件1〜条件6が満足されるかどうか
の検出について、第4図を参照して説明する。第4図は
、条件1〜条件6の夫々の内容と1次元Y/C分離の処
理の内容を示すものである。
横方向の1次元Y/C分離の処理は、同一ライyTOμ
の;斤in iii 査デー5In(r−9)’Kbγ
CLO(Il2)を用いて Y=(LO(I−2)+2XLOfI)+LO(Il2
 ))/4の演算によりなされる。縦方向の1次元Y/
C分離の処理は、上下のラインの最も近い画素データL
M1fI) 、 Ll (1)を用いてY=(LMI+
+ zt、o(x)−z、t(■))/4の演算によシ
なされる。
条件1〜条件5は、現画素データと同一のラインの画素
データLO(I −7> 、 LO(I−6> 、・・
t、o(I)、・・・LO(I+’6)、LO(I +
7 )を用い、これらの画素データで搬送色信号が同位
相の2つの画素データのレベル差の絶対値がしきい値例
えば9以下であるかどうかを調べるものである。条件1
は、現画素データLO(I)に、謝して左右対称に位置
するLO(I−5)〜LO(Il5)の画素データの2
画素データずつの7組の差の絶対値がしきい値以下であ
るかどうかを調べるものであり、7個の差の絶対値が全
てしきい値以下の場合に条件1が満たされているとされ
る。条件2は、差の検出に用いる両去データを1個#に
fら1で 10本t、o(r−a)〜LO(1+4)の
画素データを用いて定常性の検出を行なうものである。
条件3は、画素データを1個有にずらし、LO(1−4
)〜LO(I+6)の画素データを用いるものである。
更に、条件4は、左へ2個シフトされた画素データLO
(1−7)〜LO(I+3)を用い、条件5は、右へ2
個シフトされた画素データLO(I−3)〜LO(I+
7)を用いるものである。
これらの定常性検出のための条件1〜条件5のうちで、
条件1が満足される場合が他の条件2〜条件5と比べて
極めて多い。条件2〜条件5を用いるのは、1次元の横
方向のY/C分離処理できる率をなるべく多くするため
である。
定常性検出回路9によりなされる縦方向の定常性検出は
、条件6に他ならない。条件6は、現画素データのライ
ンLOに含まれる画素データと上下のラインLM 2.
 LM l 又はLlに含まれる画素データとのレベル
差の絶対値がしきい値(例えば10)以下かどうかを調
べ、7組の差の絶対値が全てしきい値以下の時に条件6
が満たされるものとされる。
上述の条件1〜条件6のしきい値は、フンピユータシュ
ミレーションによってめられたものである。第5図は、
コンピュータシュミレーションの説明に用いるブロック
図である。カラービデオカメラ21によって標準的な静
止画像を撮影し、夫々がディジタル回路構成のマトリッ
クス回路22、ローパスフィルタ23.24.25、直
交変調器26.混合器27によってサンプリング周波数
が4j’sc、1サンプル8ピツトのディジタル複合カ
ラービデオ信号を形成する。このディジタル複合カラー
ビデオ信号を評価の対象とするY/C分離フィルタ28
に供給し、出力端子29及び30の夫々に分離された輝
度信号及び搬送色信号を取゛シ出す。また、ローパスフ
ィルタ23からの輝度信号の真の値とY/C分離フィル
タ28からの分離輝度信号とが減算回路31に供給され
、両者の差が誤差信号として出力端子32に取り出され
る。
カラービデオカメラ21によって、1種類のみならず複
数の異なった絵柄の画像を撮影し、出力端子32には、
複数枚の画像に含まれる全画素データの誤差信号が得ら
れる。この誤差信号がコンピュータに供給され、Y/C
分離フィルタ28の評価がなされる。この評価の一例と
しては、最小2乗法によシ誤差分散をめる方法がある。
Y/C分離フィルタ28として、この一実施例における
横方向の1次元Y/C分離フィルタが適用され、誤差が
小さいY/C分離を行なうためのしきい値がめられる。
同様に、 Y/C分離フィルタ28として、縦方向の1
次元Y/C分離フィルタが適用され、しきい値がめられ
る。
上述の1次元Y/C分離ができない非定常部では、2次
元Y/C分離がなされる。以下に、2次元Y/C分離に
ついて説明する。
2次元Y/C分離は、現画素データLO(I)の近傍で
且つ同位相の8個の画素データの夫々を現画素データL
O(I)とレベル比較し、この比較出力を4個のクラス
に分け、クラス分けの結果を用いて216個のパターン
に分類し、37個の2次元Y/C分離処理から各パター
ンに最適なY/C分離処理を選択するようになされる。
現画素データと周囲の8個の画素データの夫々との差は
、次のようにめられる。
LD1=LO(I−4)−LO(I )LD2=LM1
 (I−2)−LO(1)LD3=LM2 (I )−
LO(I )LD4=LM1 (I+2 > −LO(
I ”)LD5−Loa+4)−L(1(I) LD6=L1 (1+2 )−LO(I )LD?−L
2 (I )−LO(I )LD8=L1(r−2)−
LO’(I)これらの差のデータは、第6図Aに示すよ
うに分布する。次に、差のデータを第6図Bに示すよう
に、しきい値+LS 以上の区分1と、(θ〜」−LS
)の区分2と、(−LS〜0)の区分3と、−LS以下
の区分4とに分ける。したがって、これらの差のデータ
LDI〜LD8のとりうる組合せ即ちパターンは、(4
B=2”)通りとなる。
上述のパターン分類を行なう2次元パターン分類回路1
7は、第7図に示すように、減算回路41と比較回路4
2とクラス分は回路43とテーブルが拡納されたROM
 44とから構成される。減算回路41では、現画素デ
ータLO(1)がその周辺の8個の画素データの夫々か
ら減算され、差のデータLDI〜LD8が比較回路42
に供給される。差のデータLDI〜LD8は、第7図に
おいて破線図示のように、極性を示す1ビツトと共に後
段に伝送され、この極性を示す1ビツトがクラス分は回
路43において用いられる。
比較回路42には、しきい値+LS及び−LSが供給さ
れ、差のデータLDI〜 LD8の夫々と十■、Sの比
較並びに差のデータLDI〜LD8の夫々と−LS の
比較がなされる。この比較出力と極性を示すビットとが
クラス分は回路43に供給され、8個の差のデータLD
I〜LD 8の夫々が区分11区分29区分32区分4
の何れに属するかが判定される。例えば差のデータLD
Iが正でしきい値+LSより小さい時には、この差のデ
ータLDIが区分2に属するものとクラス分けされる。
区分1〜区分4は、夫々2ビツトにより表わされ、計1
6ビツトの出力がクラス分は回路43から発生し、RO
M44に供給される。
ROM 44は、16ビツトのクラス分けの出力がアド
レスとして供給され、6ビツトのセレクトデータな発生
するテーブルが拡納されたものである。
この6ビツトのセレクトデータは、第1図に示すように
、ゲート回路18を介してデコーダ19に供給され、3
7通りの2次元Y/C分離回路F1〜F37の何れかに
より分離された輝度信号Y1〜Y37を選択するための
セレクト信号として用いられる。
RCM 44は、クラス分は回路43から出力される2
次元パターンのデータの夫々に関して、最適な2次元Y
/C分離処理を指定するデータを発生する。
第8図は、37種類の2次元Y/C分離処理を示すもの
で、夫々の処理によって輝度信号Y、〜Y3□が分離さ
れる。1次元Y/C分離の定常性の判断ト同様に、コン
ピュータシュミレーションにより、216個の2次元パ
ターンの各々でどの2次元Y/C分離の処理が最も誤差
が小さくなるかが調べられ、その結果に基いてROM 
44のテーブルが作成されている。これによって、入力
画像データの2次元パターンに応じて最適の2次元Y/
C分離を行なうことができる。
上述のこの発明の一実施例における1次元Y/C分離処
理及び2次元Y/C分離処理は、係数が2の整数倍を分
母とするものであるため、演算回路の構成が簡単とでき
るものである。
2次元パターンの分類としては、上述の一実施例の他に
種々の変形が可能である。例えば現画素データの近傍の
他の画素データとの差データを下記のようにめても良い
LDI−LMI (I−2)−LO(I )LD2=L
M1 (I+2 ) −LO(I )LD3=L1(I
−2)−LO(1) LD4=L1(I+2)−LO(1) LD5=LM1 、(1−1)−LO(1+1 >LD
6−LMI (I+1 )−LO(I−1)LD?−L
l(I−1)−LO(1+1)LD8=L1 (I+1
 )−LO(1−1)また、差データのクラス分けとし
ては、4個の区分の他に、正及び負の2つの区分を用い
ても良い。
更に、2次元Y/C分離処理の候補を第8図に示すもの
より、少なくしたり、より多くしても良い。例えば第8
図において、番号1,2,3,4゜13.14,19,
20,21,30,31゜37の2次元Y/C分離処理
に対して、下記のY/C分離処理を加えた13Ii類の
候補を用いても良い。
(LMI (I−1)+LM1 (l−1−1)+LO
(I−1)+LO(I+1)+L1(I−1,)+L1
(1+1))/6また、2次元Y/C分離処理は、上述
のものと異なり、現画素データの近傍の複数の画素デー
タの1成績合として輝度信号を分離するものを用いても
良い。
一例として、第9図に示すように、現在の画素データZ
、の周辺の画素データZI’+ z2+ z31 z4
1 Z6+Z71 Z8. Z、を用い、これらに重み
付は係数a、1821a3+・・a、を乗じることで輝
度信号を分離できる。
即ち Y=a、 Z、+ a2Z、、+ a3Z3+ ・・−
・+a9Z9となる。この重み付は係数a1〜a9は、
コンピュータシュミレーションにより、誤差が最小とな
るように定められる。第10図は、重み付は係数a0〜
への一例を示すもので、実係数は、ハードウェアの簡略
化のために、整数近似され、更に、分子。
分母の夫々が2のべき乗の分数とされている。この重み
付は係数a1〜a9を、2次元パターンに応じて最適な
ものに設定することにより、誤差の少ないY/C分離を
行なうことができる。
また、この発明は、4.fsc以外の任意のサンプリン
グ周波数でディジタル化された場合に対して適用するこ
とができる。
「発明の効果」 この発明に依れば、2次元パターンによって、入力画像
の特徴を検出するので、入力画像の細かい特徴に良く適
合したY/C分離処理を行なうことができる。この発明
は、垂直方向の3個の画素データのうちで相関が強いと
判定された2個のザンゾルデータの単純平均値を用いる
従来の適応型のY/C分離回路に比して分離の精度を向
」ニさせることができる。
また、この一実施例のように、1次元Y/C分離と2次
元Y/C分離とを組合せると共に、1次元Y/C分離の
処理を優先させる構成は、精度が良く、分離出力のなま
シが少ない利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例のブロック図、第2図はこ
の発明の一実施例の動作説明に用いるフローチャート、
第3図はこの発明の一実施例の画素データの2次元配列
の一部を示す路線図、第4図は1次元Y/C分離処理の
説明に用いる路線図、第5図はY/C分離の評価の方法
の説明に用いるブロック図、第6図は2次元Y/C分離
の説明に用いる路線図、第7図は2次元パターン分類回
路の一例のブロック図、第8図は2次元Y/C分離処理
の一例を示す路線図、第9図及び第10図は2次元Y/
d分離処理の他の例の説明に用いる路線図である。 1・・・・・・・・・・・・ディジタルカラービデオ信
号の入力端子、4・・・・・・・・・・・輝度信号の出
力端子、5・・・・・・・・・・・・搬送色信号の出力
端子、6,9・・・・・・・・・・1次元の定常性検出
回路、7.10・・・・・・・・・・・1次元のY/C
分離回路、17・・・・・・・・・・・・2次元パター
ン分類回路、F1〜F・・・・・・2次元のY/C分離
回路。 7 代理人 杉 浦 正 知 第1図 第9図 第10図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入力ディジタルカラービデオ信号の所定の画素データご
    とに2次元領域を設定し、この2次元領域内の複数の画
    素データの比較により上記2次元領域のパターン分類を
    行ない、この分類されたパターンに応じて決定された処
    理方式を有する2次元Y/C分離フィルタによりY/C
    分離を行なうようにしたことを特徴とするY/C分離フ
    ィルタ。
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