JPS60263593A - 合成映像信号からルミナンス信号を分離する装置 - Google Patents

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】 この発明は合成映像信号からクロミナンス成分とルミナ
ンス成分を分離する回路に関し、特にｌフィールドの遅
延を利用し、運動誘起物を補償する回路を備えた櫛型濾
波器に関する。

−１〔発明の背景〕 櫛型濾波器を用いてルミナンス成分とクロミナンス成分
を分離することは映像処理の分野ではよく知られている
が、その価格のためその使用が比較的簡単なインターラ
イン櫛型濾波器に限られていた。このインターライン櫛
型濾波器の説明は例えば１９８０年３月発行のアールシ
ーニー・レビュ（ＲＣＡ　Ｒｅｖｉｅｗ　）第４１巻第
１号第３〜２８頁掲載のブリチャード（Ｄ、Ｈ，Ｐｒ１
ｔｃｈａｒｄ　）の論文「カラーテレビ受像機の画像増
強用ＣＯＤ櫛型濾波器」に見ることかでさる。

インターライン櫛型濾波器はクロミナンス成分とルミナ
ンス成分を効率よく分離するが、いくつかの無用の効果
を生ずることがある。この効果には対角線解像度の損失
、垂直解像度の低下、垂直遷移による「ハンギングドツ
ト」の生成等がある。

完全な映像フレーム期間によシ分離された各信号に作用
するインターフレーム櫛型濾波器は上記の無用効果を全
く生じずにクロミナンス成分とルミナンス成分を分離す
るが、動く被写体の縁の周シに極めて目障りな現象を発
生することがある。

この欠点を排除するため適応櫛型濾波器の使用が提案さ
れている。この適応濾波器の１つがライン櫛型濾波器と
フレーム櫛型濾波器を組合せだもので、この構成では分
離されたルミナンスおよびクロミナンス成分が画像間運
動期間中はライン櫛型濾波器から、運動のないときはフ
レーム櫛型濾波・器から得られる。適応方式は一般に改
善された信号を生成するが、比較的高価で性能の妥協し
たものがある。

この発明は一般にインターライン櫛型濾波器または適応
インターフレーム櫛型濾波器よシ優れ、インターフレー
ム櫛型濾波器よシ必要なハードウェアが著しく少い櫛型
濾波器方式を含むものである。

〔発明の概要〕

この発明はインターフィールド櫛型濾波器とインターラ
イン櫛型濾波器を用いて合成映像信号からルミナンス信
号を分離する装置から成シ、例えば線２６２木だけ離れ
た同相合成信号を互いに差引くことによりルミナンス運
動補償信号が取出され、この信号を櫛型濾波されたルミ
ナンス信号と組合せることにより顕著な運動による効果
や最低限にしか目立たないハンギングドツトもないルミ
ナンス信号が生成される。

〔詳細な説明〕

第１Ａ図において、この図の中央部は飛越しラスク走査
画像の走査線を示し、水平の実線が奇数フィールドの走
査線、その間の破線が偶数フィールドの走査線である。

図の左端には連続３フイールドの走査線を表わす、３列
の数ｔがある。この線番号に付された（ト）の符号は各
線に関連するクロミナンス信号の相対位相を示す。映像
方式の分野では周知のように通常のＮＴＳＣ信号の１フ
イールドは２６２．５本の線から成り、各第２フイール
ドｕｍｈ木（後半）で始まり、間に挾まるフィールドは
線Ａ木（前半）で終る。１フイールドプラスマイナス外
線周期だけ遅れだ信号は垂直方向に一致するサンプルに
相当し、隣接する挿間線上にある。ＮＴＳＣ方式では、
線２６２本分離れた信号サンプルが同相クロミナンス副
搬送波関係を持ち、線２６３本分熱分離信号サンプルは
１８０度離相したりａミナンス副搬送波関係を持つ。

図の右には画像幅すなわち表示画像の水平カラーエツジ
に跨る垂直遷移を示すクロミナンス振幅変化を表わす波
形が示されている。この遷移は通常のラスタ走査型ビデ
オカメラの有効サンプリング速度（垂直方向）によって
生ずる最も速いクロミナンス信号変化を表わす。

縦の線ａに沿う曲った矢印は加算的に組合されてライン
櫛型濾波ルミナンス信号を生ずる信号の水平線を示す。

線ａの左側の曲った矢印は組合される奇数フィールドの
各線を示し、列ａの右側の曲った矢印は偶数フィールド
の組合される各線を示す。例えば、奇数フィールドで線
１が線２に加えられて表示される線２に対応するルミナ
ンス信号を生成し、線２が線３に加えられて表示される
ａ３に対応するルミナンス信号を生成する等である。

垂直クロミナンス遷移中にクロミナンス信号はライン櫛
型濾波ル、ミナンス信号から完全に消去されず、そこに
残留するクロミナンス信号は水平端縁に沿って「ハンギ
ングドツト」として知られる現象を生ずる。第１Ａ図か
ら線２６４と２６５を平均するとその結果はＹ＋△Ｃ／
２となる。但しＹはルミナンス信号、ΔＣはこの２つの
線の間のクロミナンス信号の変化である。項ムＣ／２は
無用の残留クロミナンス信号である。同様に線２と３を
加えてその和を２で割ると得られる信号はＹ＋△Ｃで、
ここで項△Ｃは無用の残留りＯＥナンス信号である。

この残留クロミナンス値は垂直破線すに沿う水平の矢印
で図示され、その矢の長さが櫛型濾波された信号の各線
に関連する残留りＨＥナンス信号の相対振幅を示す。右
側の矢印はクロミナンス遷移と同じ相対極性を持つ残留
クロミナンス信号を示し、左側の矢印は反対極性のもの
を示す。

縦の破線ｂ′は点すからクロミナンス副搬送波の半サイ
クルに対応する距離にある点を通る。点ｂ′のクロミナ
ンス信号は点すのクロミナンス信号と］、８０°離相し
ている。このだめ垂直線ｂ′に沿う（同様のクロミナン
ス遷移に対する）櫛型濾波ルミナンス信号中の残留クロ
ミナンス信号の極性が破線すに沿うそれの逆になる。こ
の残留クロミナンス信号がルミナンス信号に対して直線
的に加減算されるため、色画像の水平端縁に沿って残留
クロミナンス信号がルミナンス信号の振幅をクロミナン
ス信号の半サイクルごとに交互に白レベルと黒レベルに
向って引張ることになる。２本の線の間に生ずる色の遷
移について、ライン櫛型濾波ルミナンス信号の３木の線
に残留クロミナンス信号が見出されることが判る。

次に櫛型濾波器系における隣接飛越線を示す以外第１Ａ
図と同様の第１Ｂ図を考える。縦の破線Ｃの左側の曲っ
た矢印はフィールド櫛型濾波ルミナンス信号の第１フイ
ールド中に組合される信号の線を示し、破線Ｃの右側の
曲つだ矢印は櫛型濾波信号の次のフィールドに用いられ
る水平線を示す。

ルミナンス櫛型濾波サンプルは連続する２つのフィール
ドからのサンプルの平均値である。

このサンプルは空間的に線種本分離れている。

すなわちライン櫛型濾波器で組合されるサンプルが離さ
れる垂直距離の恥だけ離されている。固有の帯域幅制限
のだめクロミナンス変化の振幅は必ず１フイールドにお
ける各線間のクロミナンス遷移の振幅よシ小さい。この
ため櫛型濾波されたルミナンス信号を汚染する残留クロ
ミナンス信号の最大振幅がインターフィールド櫛型濾波
信号について同じクロミナンス遷移に対するインターラ
イン櫛型濾波信号より小さくなる。

縦の線ｄ、　ｄ／に沿う矢印は図の右側に示したクロミ
ナンス信号に対するフィールド櫛型濾波ルミナンス信号
中の残留クロミナンス信号を表わす。

この残留クロミナンス信号の発生が２木の線に制限され
、その最大振幅がライン櫛型濾波信号で示される最大振
幅の棒である。その上この残留クロミナンス信号の極性
は隣の線のもと反対である。

この３つの性質のためにフィールド櫛型濾波ルミナンス
信号の「ハンギングドツト」の可視度の劇的な低下が起
る。ある線上のある極性の残留クロミナンス信号が画像
の輝度を上げ、隣の線上の反対極性の残留りＯミナンス
信号がその画像の輝度を下げ、この２つの点の間隔が極
めて小さいためその画像領域の輝度が目によって積分さ
れてハンギングドツトの見分けが付かなくなる。

フィールド櫛型濾波ルミナンス信号にはライン櫛型濾波
器の場合のような固有の垂直細部欠損がある。すなわち
、どの櫛型濾波線についてもルミナンス信号が例えば２
本の線に亘る平均ルミナンス信号である。従ってフィー
ルド１の線２からフィールド２の線２６５までにルミナ
ンス信号Ｙが△Ｙだけ変ると、フィールド櫛型濾波ルミ
ナンス信号の有効変化は△Ｙ／２である。櫛型濾波信号
を回復するには、値ΔＹ／２を加え戻して真のルミナン
ス信号を作る必要がある。

第１Ｂ図の左側を見て櫛型濾波ルミナンス信号が線２と
２６５を加えることＫよシ取出され、これらの線で垂直
方向にルミナンス遷移が起ったと仮定すると、線２６５
と５２９の間で同じ遷移が起ることが判る。線２６５．
５２７のクロミナンス信号は同相であるから、一方から
他方を差引くとルミナンス遷移に相当する信号が発生す
る。この信号を２分すると櫛型濾波ルミナンス信号を作
るため加え戻す所要の垂直細部信号が得られる。しかし
、櫛型濾波信号を生成するため線２．２６５．５２′７
に同時に動作する装置は２つの蓄積フィールドを要する
ことに注意すべきである。

この発明の原理によれば、蓄積フィールドは１つしか必
要ない。これは櫛型濾波器で利用される線に隣接する最
も近い同相の線を組合せることによって達せられる。線
２と２６５を平均して櫛型濾波クロミナンス信号を生成
する場合、異る信号を生ずるだめの適当な同相線は線２
６５と３である。

ルミナンス遷移が数本の線に跨って一般に単調であると
きは、この差信号は正確で、一般にこのようになる。捷
だフィールド間で画像の運動があるときは、仁の運動の
情報がその差信号に含１れることに注意すべきである。

この運動の情報を櫛型濾波ルミナンス信号に加えるとフ
ィールド櫛型濾波画像に生ずる現象が補正される。

差信号がルミナンスの垂直および運動細部情報だけでな
くクロミナンスの垂直および運動細部情報を含むことは
映像信号の櫛型濾波器の当業者の理解するところである
から、その差信号を櫛型濾波ルミナンス信号に加える前
に低域濾波してその一クロミナンス成分をなくすること
が望ましく思われる。事実、その協定を作る必要がある
。差信号からクロミナンス成分を除去すると、「ハンギ
ングドツト」は見え難くなるが、水平に速く移動する被
写体の端縁が見分は難くなる。従って、ハンギングドツ
トと水平運動細部の間には選択を要することがある。再
び第１Ｂ図を見ると、縦の線ｅに沿う矢印は広帯域の差
信号を加えられた櫛型濾波ルミナンス信号中の残留クロ
ミナンス信号を表わす。この残留クロミナンス信号は「
ハンギングドツト」を生ずる傾向を持つが、インターラ
イン櫛型濾波信号に対しては極めて目立ち難い。この残
留クロミナンス信号は鋭いクロミナンス遷移に対して良
くないだけで、線数水に跨る遷移の場合は一般に改善さ
れる。

第２図は上述のフィールド櫛型濾波を行って合成映像信
号から運動補正されたルミナンス信号を分離する回路の
ブロック図である。この回路は処理する信号によ、！７
７′ジタルまたはアナログの装置を用いればよい。

第２図において、入力端子１０に印加されたべ一スバ／
ド合成映像信号は２６２Ｈ遅延素子２０．信号加算器４
０および信号減算器５０の各入力端子に導かれる。遅延
素子２０は印加された信号を水平偏向周期Ｈの２６２倍
だけ遅らせ、この遅延信号はさらに遅延素子３０に印加
されてＬＨだけ遅延される。素子２０からの遅延信号は
寸だ信号減算器５０，６００各入力端子に印加され、素
子３０からの遅延信号は信号加算器４０と信号減算器６
０の各入力に印加される。最後に加算器４０からの信号
和と減算器５０からの信号差が信号加算器７０の両人力
に印加される。この加算器７０の出力８０は櫛型濾波さ
れ、運動補正されたルミナンス信号である。

第ｎ番目の水平線からの信号が遅延素子３ｏの出力にあ
るとすると、その素子３ｏの入力の信号は第ｎ＋１番目
の線に対応する。線ｎと線ｎ＋１は続き番の線で、その
クロミナンス成分は１８ｏ０離相している。減算器６０
で線ｎ’＋１から線ｎを引くと印加された映像信号のル
ミナンス成分が消去されて２倍振幅のクロミナンス信号
を生ずるが、この信号はその後のクロミナンス処理のた
め次に２分される。

遅延素子２０の出力信号が線ｎ＋１であれば、その入力
は線ｎ＋２６３である。この線ｎ＋２６３が加算器４−
０で遅延素子３０からの線ｎと加算される。ｎが奇数で
あればｎ＋２６３は偶数であることに注意すると、ＮＴ
ＳＣ信号では奇数番の各線がすべて同相の゛色副搬送波
を持ち、偶数番の各線が逆相の色副搬送波を持つが、線
ｎとｎ＋２６３は２６３Ｈすなわち１フィールド期間プ
ラスＨ／２だけ離れているため、加算器でこの奇数番目
と偶数番目の線を加算する七クロミナンス成分が消去さ
れてルミナンス信号が分離生成される。このルミナンス
信号はクロミナンス遷移における残留クロミナンス信号
を含み、垂直ルミナンス細部情報の一部を欠き、フィー
ルド間運動による異常効果を含んでいる。

遅延素子２０からの線ｎ＋１と線ｎ＋２６３は減算器５
゜に印加されるが１、これらの線は両方共合数が両方共
偶数のため、クロミナンス信号が同相である。

この２つの線は１フィールド期間マイナスＨ／２期間だ
け離れている。線ｎ＋２６３から線ｎ＋１が減算されて
垂直細部および運動の情報を含む差信号が生成され、こ
れが加算器７０の一方の入力に印加されて加算器４０か
らの分離されたルミナンス信号と組合され、これに垂直
細部および運動の情報を再挿入する。

ルミナンス信号について言えば、第２図の回路で行われ
る演算は次式で表わすことができる。

Ｙ＝Ｓｎ＋２６３＋Ｓｎ＋（Ｓｎ＋２６３　”ｎ＋１）
　”ここでＹは出力端子８ｏに生ずる信号、ｓｎは線ｎ
からの信号で、ｎは整数である。

前述のように、差信号をルミナンス信号に再挿入する前
に低域濾波するのがよいことがある。これを素子５０　
、’７０間に仮想結合された素子１００で示す。この素
子１００を回路に入れると、素子４０　、’７０間に遅
延素子を挿入して素子１００の固有信号遅延を補償する
必要があることもある。

便宜上図示のインターラインクロミナンス櫛型濾波器は
１Ｈ遅延素子３０を用いているが、仮想線で示したよう
に減算器１１０を含むものもある。この場合はＩＨだけ
遅れた信号が遅延素子２０から取出されて減算器１１０
で端子１０に印加された信号から差引かれる。この変形
クロミナンス櫛型濾波器を用いると、差信号も櫛型濾波
されたクロミナンス信号もすべて線、　ｎ＋２６３から
の寄与を受ける。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図はそれぞれライン櫛型濾波器お
よびフィールド櫛型濾波器に関係する特定の水平線を示
す再生画像の略示図、第２図はこの発明を実施したイン
ターフィールドルミナンス櫛型６、Ｌｔｉ器のブロック
図である。 ２０．３０．４０・・・第１の手段、５０−・・第２の
手段、７゜・・・第３の手段。 特許出願人　アールシーニー　コーポレーション化　理
　人　清　水　哲　はが２名 ＦＬＤ２　’Ｊ　／’Ａ図 時開 時向〇＋ １　÷＋２ １　−と

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋１）　クロミナンス信号とルミナンス信号の両成分を
   含む合成映像信号からルミナンス信号を分離する装置で
   あって、 上記合成映像信号を遅延させ、上記合成映像信号と実質
   的に１フィールド期間だけ遅延された合成映像信号とを
   組合せて櫛型濾波されたルミナンス信号を生成する第１
   の手段と、 上記合成映像信号と上記実質的ｌフィールド期間よ！ｌ
   １１ｌ１１水量線け短い期間遅延された合成映像信号と
   を減算的に組合せて差信号を生成°する第２の手段と、 上記差信号と上記櫛型濾波されたルミナンス信号とを加
   算的に組合せてその出力に上記分離されたルミナンス信
   号を生成する第３の手段とを含む装置。