JPS6080392A - 色信号内插方式 - 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】 技術分野 本発明は、サブサンプル伝送したカラー画像信号中の色
信号を内挿して補間再生する色信号内挿方式に関し、特
に、（ｇ号伝送帯域を有効に利用して効率よく良質の内
挿補間を行ない得るようにしたものである。

従来技術 □ 一般に、テレビジョン画像信号を信号帯域の圧縮を施し
て伝送する有力な画像信号帯域圧縮伝送方式としてサブ
サンプル伝送方式があり、カラー画像信号を伝送する場
合には、その輝度（Ｙ）信号のみならず、色（Ｃ）信号
についてもサブサンプリングを施して伝送するコンポー
ネント符号化伝送方式があるが、色（Ｇ）信号は、輝度
（Ｙ）信号に比べて、つぎの各点にてサブサンプル伝送
を行なうには不具合とみられる。

（１）　サブサンプルした色信号の信号帯域幅は、サブ
サンプルした輝度信号の信号帯域幅よシ相対的に広い。

すなわち、コンポーネント符号化伝送を行なった画像信
号のスペクトラムは、第１図に示スように、周波数に対
してほぼ指数関数的にそのエネルギーが減少していると
考えられるが、帯域制限フィルタの遮断周波数が高い輝
度信号スペクトラムにおける遮断周波数近傍の高域成分
のエネルギーが充分小さくなっているのに対し、帯域制
限フィルタの遮断周波数が低い色信号スペクトラムにお
ける遮断周波数近傍の高域成分のエネルギは図示のよう
に余シ減衰しておらず、十分に大きいエネルギーを有す
る高域成分が含まれ、相対的に広い信号伝送帯域を要す
ることになる。

（２）色信号は、その垂直方向における分解能と水平方
向における分解能とのバランスの点に関しては、線順次
化してドツトインターレース伝送を行なうのが、伝送帯
域の有効利用の点からして有利であるが、かかる線順次
化ドツトインターレースによっては、色信号の垂直方向
におけるサンプル点の間隔が、輝度信号のサンプル点間
隔に比して広くなる。

しかしながら、色信号に対しては、輝度信号の伝送帯域
幅に比して必要以上に広い伝送帯域を割当てる必要はな
いのであるから、色信号のサブサンプル伝送を行なう場
合には、補間再生時に上述した色信号の信号帯域幅を確
保し得るような適切な色信号内挿を行なう必要がある。

本発明の目的は、上述した従来の問題を解決し、コンポ
ネント符号化伝送を行なったカラー画像信号中のサブサ
ンプルした色信号を、一度信号に比してその伝送帯域を
相対的に広くすることなく、信号帯域を確保して補間再
生し得るようにした色信号内挿方式を提供することにあ
る。

すなわち、本発明色信号内挿方式は、サブサンプル伝送
したカラー画像信号中の色信号について同一フレーム内
における水平方向および垂直方向の内挿信号をそれぞれ
形成するとともに、前記カラー画像信号中の輝度信号に
ついて検出した水平方向および垂直方向の相対相関値に
基づいて前ｕ己水平方向および垂直方向の内挿信号の（
ｎ号しベル全それぞれ設定したうえでそれらの内挿信号
を合成して前記カラー画像信号に内挿するようにしたこ
とを特徴とするものである。

実施例 以下に図面を参照して実施例につき本発明の詳細な説明
する。

本発明色（ｉ号内挿万式は、サブサンプル伝送シたカラ
ー画像信号中における輝度（Ｙ、）信号と色（Ｃ）信号
との相関に基づいて色信号に対し適切な内挿を行なうよ
うにしたものであるから、１ず、第２図に示すサブサン
プリング伝送パターンに従って伝送されて来た画像信号
の内挿の態様について説明する。

図示のサブサンプリング伝送パターンにおいて、○印に
て示す画素点が現フレームにて伝送され、Ｘ印にて示す
画素点が現フレームにて欠落しているものとして、０点
の画素情報によってＸ点の画素情報を内挿する場合につ
いて考察するに、かかる場合には、原理的には第３図に
示す周波数領域の画像播報を伝送することができる。す
なわち、図示の伝送パターンにおける水平方向の両系間
隔をａとし、垂直方向の画素間隔をｂとしたとき、第４
図に示すように、水平方向の周波数軸上にて１／２ａ　
に相当する周波数点と垂直方向の周波数軸上において／
２ｂ　に相当する周波数点とを結ぶ直線よシ座標原点側
の周波数領域内の画像情報のみが伝送される。しかしな
がら、比較的簡単な構成の内挿処理回路を用いた場合に
は、かかる原理どおシに理想的な伝送特性を実際（確保
することは仲々困難である。すなわち、例えば、第４図
に示すように、伝送すべき画素点に対して水平・垂直画
空間周波数領域にて隣接する各画素点の画像情報を１／
４゛ずつ合成する特性の２次元内挿フィルタを用いると
、水平・垂直両方向ともに限界周波数がそれぞれＡａお
よび／２’ｂとなってレスポンスが６　（ｉＢ低下して
しまうのみならず、画面上に横線および縦線を表わす画
像信号に対して著しい折返し歪みによる妨害信号成分が
発生することになる。したがって、送信側において、入
力原画像信号に対し、予め泥波処理を施して折返し歪み
成分の発生を抑圧した後に、所要のサブサンプリングを
行なうようにする必要があるが、かかる事前のＰ液処理
によってサブサンプル伝送を行なっり後における再生画
像の解像度がさらに大幅に低下する、という欠点があっ
た。

本発明は、上述した問題点をすべて解消して従来の欠点
を除去するためになしたものであシ、カラー画像信号に
おける輝度（Ｙ）信号成分と色（ｃ）信号成分との間の
強い相関関係に着目し、色信号に対する水平・垂ｉα両
方向の内挿用フィルタを、輝度信号における水平・垂直
両方向の相対相関の程度にそれぞれ対応させて、適応的
に切換えるようにしたものである。

しかして、色（ｑ号に対する水平方向および垂直方向の
内挿用フィルタを、それぞれ、第５図および第６図にお
いて○印にて示す伝送すべき画素点の両側に隣接する各
画素点の画像情報を％ずつ合成するように構成した場合
の例においては、画面上に横線を表わす画像信号に対し
ては第５図に示した画素情報を合成する内挿用フィルタ
を適用し、また、画面上に縦線を表わす画像信号に対し
ては第６図に示した画素情報を合成する内挿用フィルタ
を適用すると、前述したような限界周波数におけるレス
ポンスの低下が発生しないばかシでなく、画面上に横線
あるいは縦線を表わす画像信号に対しても折返し歪みに
よる妨害信号成分が発生しなくなる。

しかして、実際にカラー画像信号のサブサンプル伝送を
行なうに際しては、そのカラー画像信号に如何なる内挿
用フィルタを適用するかが重要な問題であり、本発明色
信号内挿方式においては、色信号に対して適用する内挿
用フィルタの構成の選択の根拠とする水平中垂直両方向
の相関件につき、色信号の水平方向における相関、すな
わち、水平相関が強いか否か、あるいは、色信号の垂直
方向における相関、すなわち、垂直相関が強いが否かの
判断を、色ＣＧ）信号との相関が強く、しかも、通例、
色（Ｃ）信号より画素の伝送密度が高い輝度（Ｙ）信号
の水平・垂直両方向における相対相関を検出し、その相
関検出の結果に応じて、色信号内挿用フィルタの構成乃
至特性を決定するようにしている。

上」・６のような動作原理に基づく本発明方式の色信号
内挿用回路４１″、Ｖ成の一例を第７図に示す。図示の
回路構成による色信号内挿の動作原理は、上述したとお
シに、輝度（Ｙ）信号の水平相関および垂ＩＵ相関の強
さに応じて、色（Ｃ）信号に対する水平方向および垂直
方向の両内挿用フィルタのＰ彼出力イキ号を適切な比率
にて相互に混合することにより、内挿用色信号成分を形
成するようにするにある。

すなわち、図示の回路構成において、久方端子１に供給
した輝Ｉ斐（Ｙ）信号を２個縦続接続したＩＨ遅延線３
．４に導いてＯＨ、ＩＨおよび２Ｈの各遅延輝度信号を
形成する。しかして、】Ｈ遅延輝度信号がある走査線上
の画素点の輝度情報を表わすとすると、ＯＨ遅廷輝度信
号は同一時点における下１１１１１隣接走査わ一上にて
対応する画素点の輝度情報を表わし、−！、た、２Ｈ遅
延輝度信号は同一時点における上側隣接走査線−ヒにて
対応する画素点の輝度情報を表わす。かかるＯＨ、ＩＨ
，２Ｈの各遅延輝度信号を垂直相関検出回路５に供給し
て、ＩＨ遅延輝度信号につき、ＯＨおよび２Ｈ各遅延輝
度信号との間における両系信号レベルの垂直相関を、例
えば信号レベル差の絶対値の逆数などによって検出する
。垂直相関検出回路５のかがる垂直相関検出出力信号（
ＶＣ）を、後述する水平相関検出量カイぎ号とのタイミ
ングを合わせるために、一画素分の信号遅延を行なう１
ビツト遅１ＴＥ（Ｚ”−’）回路８を介して取出す。

さらに、ＩＨ遅延線３．４・の中間接続点から取出した
ＩＨ遅帆輝度信号を２個縦絖接す二した１ピツト遅１ｉ
ＴＥ　（Ｚ−’　）　回路６　、７　Ｋ導イ”’Ｃ］Ｈ
＋Ｏｂ　。

ｌＨ＋ｌｂ　、ＩＨ＋２ｂの各遅延輝度信号を形成し、
それらの各遅延！Ｉｌｔ度倍号を水平相関検出回路９に
供給して、］Ｈ＋１ピッ）　（ｂ）！延の両系信号に注
目した水平相関を、垂直相関につき上述したと同様にし
て検出する。

水平相関検出回路９のががる水平相関検出出力信号（Ｈ
ｅ）と、上述したように１ビツト遅延させてタイミング
を合わせた垂直相関検出出方信号（■Ｇ）とをヵｌ［］
算器１ｏに導いて合成し、水平・垂ｉｆ相関検出出力信
号（ＨＶＯ）を形成するとともに、水平および垂直の相
関検出出力信号（ｍｅ）および（ＶＣ）ｋ割”ｌ？５１
１および１２にそれぞれ供給して力ｏ　’ｔｉ器】０か
らの水平・垂直相関検出出力信号形態の水平相対相関信
号（ＨＲＯ）およびをそれぞれ形成する。

一万、入力端子２に供給した色（０）信号を２個縦続接
続したＩＨ遅延線１３　、１４に導いて形成したＯＨ，
２Ｈの各遅延色信号を垂直方向内挿フィルタ１５に供給
するとともに、縦続接続したＩＨ遅延線１３．１４・の
中間接続点から取出した】Ｈ遅延色信号を２個縦続接続
した１ビツト遅砥（Ｚ−”）回路１６．１７に導いて形
成したＩＨ＋Ｏｂ。

ＩＨ＋２ｂの各遅延色イぎ号を水平方向内挿フィルタ】
８に供給し、第５図および第６図につき前述したように
、注目した画素点の画素信号に対して両隣接画素点の２
人力画素信号をともに％のイば号レベルにてそれぞれ加
算合成するように構成した内挿フィルタ１５および１８
から、垂直方向および水平方向の内挿色信号をそれぞれ
取出す。かかる水平方向および垂直方向の内挿色信号を
、垂直方向の内挿色信号については水平方向内挿色信号
とのタイミング合わせのために１ピツト遅延ＣＺ”−”
）回路２０を介したうえで、掛算器１９および２１にそ
れぞれ供給し、前述した水土相対相関信号（ＨＲＯ）お
よび垂直相対相関信−号（ＶＲＯ）によυ、それぞれ掛
算を行なって利得制御を施し、水平。

垂直両方向の各内挿色信号の信号レベルをそれら水平・
垂直の各相対相関信号（）ＩＲＱ　、　ＶＲＯ）に応じ
てそれぞれ変化させたうえで、加算器２２に噂いて加算
合成し、再生色（ｍ号に内挿して補間すべき内挿色信号
を出力端子２３から取出す。

つぎに、垂直・水平両方向の内挿色信号の信号レベルを
制御するための、輝度信号に関する垂直・水平各相対相
関を検出する垂直・水平各相関検出回路の具体的詳細構
成を示すとともに、垂直・水平各内挿色信号形成回路自
体は略記して、第７図示と同様の色信号内挿用回路構成
の他の例を第８図に示す。すなわち、第８図示の構成例
においては、第７図示の構成例における垂直および水平
の各相関検出回路５および９を、隣接する画素間におけ
る信号レベルの差の絶対値の和により相関全表わすため
に、各２個の引算器２４．２５および３２，８３、各２
個の絶対値器２６．２７および８４，３５、並びに各１
個の７１０算器２８および３６によりそれぞれ構成する
とともに、垂直・水平両方向の各内挿色信号は垂直内挿
回路３９および水平内挿回路４０によってそれぞれ形成
するように略記しである。

さらに、第８図示の構成例においては、水平相対相関（
ｇ号（ＨＲＣ，）のみを内挿色信号レベルの制菌に適用
するようにして回路構成を簡略化しである。すなわち、
かかる水平相対相関信号（Ｉ（ＲＣ）のみによる内挿色
信号レベルの制御を考慮して、内挿色イＷ　’７５形成
用回路構成としては、入力色信号から垂１酊・水平内挿
回路８９．４０により垂直・水平各内挿色信号を形成し
たうえで、両内挿色１百号の差を引算器４１により形成
し、その差分内挿色イぎ号を掛算器４２に導き、割算器
３８からの水土相対相関信号（ＨＲ（３）によシ掛算し
て信号レベルを制御した後に、加算器４８に導いて、水
平内挿回路４０からの水平方向内挿色信号と加算合成し
、所要の内挿色信号として出力端子２８から取出すよう
にしである。

なお、輝度信号の相関が水平方向と垂直方向とにおいて
等しい場合には、第４図に示したように水平、垂直両方
向ともに隣接画素信号を１４レベルずつ合成する形態の
通常の帯域制限フィルタを内挿用フィルタとして用いた
のと同一態様にて色信号の内挿を行なうことになり、前
述したように、折返し歪みによる妨害信号成分の発生を
防止する必要がある。したがって、送信側に設けるアン
ティ・エアライジングフィルタ、すなわち、折返し歪み
発生防止用Ｐ波器の遮断周波数領域も、輝度信号の垂直
相関および水平相関の程度に応じて変化させる必要があ
る。

上述のようにＦｖ器遮断周波数狽域を垂１ｕ・水平相関
の程度に応じて変化させるには、例えば、、垂直相関、
あるいは、水平相関の強度が１に近い程、第３図に示し
た遮断周波数特性を有するフィルタのＰ液出カイｇ号の
混合比率を増大させ、相関の強度が１から距るに従って
全域通過型フィルタの涙液出力１ｇ号の混合比率を増大
させるように構成したアンティ・エアライジングフィル
タを用いるようにする。

なお、以上の説明においては、説明の便宜上、第５図あ
るいは２ｇａ図に示したような簡単な態様の画素信号合
成を行なう内挿用フィルタを用いることにしたが、さら
に精度のよい信号内挿を行なうには、縦続接続して内挿
用トランスバーサルフィルタを構成する遅延素子数、し
たがって、遅延素子中間接続点の個数が多く、多段階の
遅延画素信号の合成を行ない得るようにしだ内挿用フィ
ルタを使用する必要がある。

なお、第７図示の構成例と第８図示の構成例とでは、垂
直・水平各相関値として、画素間信号レベル差の絶対値
につき、その逆数をとるか否かによる構成の差異があり
、第８図示の構成例におい・ては、相関値として画素間
信号レベル差絶対値につきその逆数をめる替わりに、相
対相関値の大きさに応じていずれのＰ波出力信号を多く
用いるかの関係を決める構成を逆にしである。

効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、サブ
サンプル伝送を行なったカラー画像信号について、輝度
信号に対すると同様に、色信号についても画素信号の内
挿による補間再生を行なうにあた９、内挿色信号に対し
、輝度信号に比較して過大な二砒の情報を割当てること
なく、茜品質の色信号内挿補間を行なって、品品位のカ
ラー画像価号杓生を達成し得るという格別の効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー画像信号における信号エネルギ周波数分
布特性と輝度・色香信号フィルタ特性との関係を示す特
性曲線図、 第２図は画像信号サブサンプルパターンのｆｔ１ｔ−・
模式的に示す線図、 第３図は画像信匍帯域制限フィルタの伝送領域の例を示
す特注曲線図、 第４１図は内挿フィルタによる画素信号合成の態様の例
を模式的に示す線図、 第５図は同じくその画素信号合成の態様の他の例を模式
的に示す線図、 第６図は同じくその画素信号合成の態様のさらに他の例
を模式的に示す線図、 第７図は本発明方式による色信号内挿回路装置の構成例
を示すブロック線図、 第８図は同じくその色信号内挿回路装置の他の構成例を
示すブロック線図である。 ］、２　入力端子 ３．４９．１８．１４・】Ｈ遅延線 ５．９・・・相関検出回路 ６　、７　、８　、１６　、１７　、２０　、２９　、
３０　、３１−１ビット連化回路 １０　、２２　、２８　’＋　３（ｉ　、　８７　、４
３・・加算器１１　、１２　、３８・・割算器 ・１５　、１８・・内挿用フィルタ １９　、２１　、４２・・用算器２３・・・出力端子２
４、　、２５　、８２　、８３　、づ１１・・・引算器
２６　、２７　、３４．　、８５・・・絶対値器。 特許出願人　日本放送協会 第１図 第２図 第３図 生 」 第４図 効 乞　○　列 凶 第５図 歿　○　妙 第６図 外 外 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　サブサンプル伝送したカラー画像信号中の色イ＾
   °号について同一フレーム内における水平方向および垂
   直方向の内挿信号をそれぞれ形成するとともに、前記カ
   ラー画像信号中の輝度信号について検出した水平方向お
   よび垂直方向の相対相関値に基づいて前記水平方向およ
   び垂直方向の内挿信号の信号レベルをそれぞれ設定した
   うえでそれらの内挿信号を合成して前記カラー画像信号
   に内挿するようにしたことを特徴とする色信号内挿方式
   。