JPS6086988A - 適応制御回路 - 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、インターレース走査画像信号から順次走査画
像信号への変換、あるいは、輝度信号および色度信号の
分離など信号の構成を変換した画像信号の補間に用いる
時間フィルタおよび垂直空間フィルタよりなる時空間補
間フィルタの通過特性を入力画像信号が表わす画像の動
き量に適応して制御する適応制御回路に関し、特に、入
力画像信号に混入したノイズに対して適応制御信号中の
ノイズ成分を有効に除去し得るようにしたものである。

従来技術 従来のこの種適応制御回路によシ通過特性を制御する上
述した種類の適応型時空間補間フィルタとしては、本願
人の出願に係る特願昭５７−８８０１８号および特願昭
５７−１５５７８８号明細書に記載のものがある。この
従来の適応型時空間補間フィルタは第１図に示すように
構成し、フィールドメモリ１．２の縦続接続の入出力端
からの入力インターレース走査画像信号と２フイールド
遅延すなわち１フレーム遅延の画像信号とを加算器３お
よび減算器４に供給してそれぞれフレーム間和信号およ
びフレーム間差信号を形成している。そのうち・加算器
８からのフレーム間和イＢ号を垂１１高域フィルタフに
供給して取出した高域垂直空間周波数成分と、フィール
ドメモリ１．２の中間接続点からの１フィールド遅延信
号を垂直低域フィルタ８に供給して取出した低域垂直空
間周波数成分とを、後述するようにして画像の動き量に
応じて制御したうえて加算器９によシ加算合成し、その
合成出力信号を加算器１２に供給し、上述した１フィー
ルド遅延信号と加算合成して変換出力順４次走査画像信
号を取出している。

上述した高域および低域の垂直空間フィルタ７゜８の通
過特性を制御する画像の動き量としては・減算器４から
のフレーム間差信号を絶対値回路６により純絶対値化す
るとともに、その純絶対値化したフレーム間差信号を差
信号処理回路１０に導いて、力日算器３におけると同様
にして加算器５によシ形成したフレーム間和信号により
コアリングを施し、検出したフレーム間差信号絶対値の
核信号成分を係数発生回路１１に導いて、そＱ大きさに
適応した値の係数を発生させて各垂直空間フィルタ７．
８に印加している。したがって・入力画像信号に含まれ
ていたノイズ成分がフレーム間差信号に残存して、かか
る適応制御の誤動作を惹起する原因となっていた。

しかして、入力画像信号を標本化周期Ｔにて標本化した
うえで量子化して形成したフレーム間差信号は、例えば
、第２図（ａ）に示したようになるのに対し、同図Φ）
に示すような大きさのノイズ成分が同様に標本化φ量子
化されて混入しておシ、また、フレーム間差信号が同図
（０）に示すように変化するスペクトル分布を呈してい
るのに対し、ノイズ成分は同図（（１）に示すように一
様なスペクトル分布を呈している。すなわち、テレビジ
ョンカメラの撮像出力信号など時間軸方向に帯域制限を
受けた入力画像信号においては、第２図（０）に示すよ
うに、そのスペクトル分布における高域成分は小さいの
に対し、伝送路ノイズなどの画像信号に含まれるノイズ
のスペクトル分布は、同図（ｄ）に示すように、低域か
ら高域に至るまで広く一様に分布している。したがって
、フレーム間差信号とノイズとが同じエネルギーを有し
ているとすると、ノイススベクトルの分布領域にて高い
ピーク値をトルのは高域ノイズ成分が多く、差信号処理
回路１゜によって除去するのは困難である。

かかる第２図（０）　、　（ｄ）示のスペクトル分布を
それぞれ有するフレーム間差信号からノイズ成分、特に
高域ノイズ成分を除去するのに、第３図（ａ）に示すよ
うに低域フィルタ１３を介挿して同図中）に示すような
通過帯域特性を付与するのが有効であることは判る。し
かしながら、かかる低域フィルタの介挿のみによる信号
処理にはつぎのような欠点がある。

一般に、複雑な信号処理は、信号処理系の安定性からし
てディジタル信号処理を行なう。ががるディジタル信号
処理においては、童子化ビット数に制限があることに基
づく分解能低下の問題を考慮する必要がある。−万、第
３図（ａ）に示したようにして介挿したディジタル低域
フィルタにディジタル・フレーム間差信号を加えると、
ノイズは低減されるが、同時に、フレーム間差信号のピ
ーク値も低下する。その結果、第４図に示すように・デ
ィジタル・フレーム間差信号のピークレベルが単位量子
化レベル以下に低下すると、フィルタ出力として有意の
フレーム間差信号が得られない場合も生ずる。かかる場
合には、コアリングにおける核信号成分検出のレベルを
低下させても、ノイズ出力が増大するだけで、却って、
低域フィルタの介挿によるノイズ低減効果が得られない
ことになる。さらに、低域フィルタの介挿により、フレ
ーム間差信号とノイズとに第４図に示すような時空間的
な拡がシが生じ、ともに、適応制御の誤動作発生の確率
を増大させる。かかる誤動作によ広フレーム間差信号自
体に静止画像領域を動き画像領域として処理することに
基づく画質劣化が生ずるのみならず、ノイズ成分が低域
化されて時空間的に拡がり、いわゆる横引きノイズとな
って視覚的に著しく目立つようになシ、さらに画質劣化
を増大させることになる。すなわち、第２図（ａｌに示
したフレーム間差信号の拡が５Ｔ□が、低域フィルタの
介挿によって第５図に示すように倍増して拡がシＴ２と
なると同様に、ノイズ成分の拡がシも倍増し、Ｔ２−　
Ｔ工だけ横長のノイズが現われる、という欠点があった
。

発明の要点 本発明の目的は上述した従来の欠点を除去し、インター
レース走査画像信号を順次走査画像信号に変換した場合
などに変換画像信号に内挿補間を施す時空間補間フィル
タの通過帯域特性を画像の動き量に適応させて制御する
際に、画像信号に混入したノイズに対して適応制御信号
中のノイズ成分を有効に除去し得るようにした適応制御
回路を提供することにある。

すなわち、本発明適応制御回路は、時間フィルタおよび
垂直空間フィルタよりなって信号の構成を変換した画像
信号を補間する時空間補間フィルタの通過特性を入力画
像信号が表わす画像の動き童に適応して制御する適応制
御回路において、少なくとも、前記入力画像信号のフレ
ーム間差信号に所要の係数を乗じて増大させる係数器と
、増大させた前記フレーム間差信号の低域成分を通過さ
せる低域フィルタと、前記低域成分の絶対値を検出する
絶対値回路と、前記絶対値中の核信号成分を検出して前
記時空間補間フィルタ通過％性制御用の制御信号を形成
するコアリング回路とを備え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。

まず、本発明適応制御回路の基本的な構成例を第６図に
示す。なお、本発明適応制御回路は、第１図に示した適
応型時空間補間フィルタの構成における絶対値回路６に
置換するものである。図示の構成例においては、第１図
示の構成における減算器４からのフレーム間差信号を係
数器１４に導き、ｋ≧１なる係数を乗算して信号振幅を
に倍に増大させる。この係数器１４によＶ）　ＪＨ幅増
大したフレーム間差信号を低域フィルタ１５に供給する
。

この低域フィルタのインパルスレスポンス長をｎとすれ
ば、Ｆ波出力の振幅値はおよそ五となるので、上述した
係数器１４における係数すなわち信号振幅増大率には１
（＝ｎに設定しておき、低域フィルタ１５のＦ波出力フ
レーム間差信号においては、従来技術につき前述した低
域フィルタ介挿による信号振幅の低減が係数器１４１に
よシ補償され、奉位量子化レベル以下となって起る比較
的微小なフレーム間差信号の消滅が防止される。

なお、かかる低域フィルタの介挿に伴うフレーム間差信
号の信号振幅の低減による消滅等を防止するには、上述
のような係数器の前置の替わシに、低域フィルタ自体の
演算長を長くすることもできるが、量子化ピット数が増
加するという別種の欠点が新たに生ずるので、本発明の
目的達成には適しない。

上述のようにして、フレーム間差信号の信号振幅の低減
を補償したうえで低域フィルタ１５によりノイズ成分を
低減させたｐ波出力信号は、絶対値回路１６に導いて絶
対値化したうえで１．コアリング回路１７に供給し、コ
アリングを施して核信号成分の検出によジ低レベルのノ
イズを除去する。

なお、上述したように、フレーム間差信号の信号振幅値
は係数器１４によ、！１ｌｌｋ倍するが、・コアリング
回路１７におけるコアリングの核信号検出レベルは、本
来のフレーム間差信号振幅に対するコアリングレベルと
同一とする。しかして、コアリング回路１７の出力側に
得られるフレーム間差信号およびノイズ成分は、低域フ
ィルタ１５による低域化に伴２てその時間幅が前述した
ように倍増しているので、コアリング出力信号をそのま
ま適応制御信号とはせず、ゲート回路１９に供給し、そ
のゲート制御信号として用いる。すなわち、コアリング
回路１７の出力信号は、有意のフレーム間差信号の有無
に応じて１“もしくは０″に設定した２値信号の形態に
してゲート回路１９における被ゲート信号の通過もしく
は阻止をそれぞれ制御する。その被ゲート信号としては
、入力フレーム間差信号を直接に絶対値回路１８に供給
して得た入力フレーム間差信号の絶対値とする。したが
って、ゲート回路１９のゲート出力（１１１１には、ノ
イズ成分が減少し、拡がりのない有意のフレーム間差信
号が有効適切な適応制御４３号として１４すられる。す
なわち、仮に、ノイズの混入によシ偽のフレーム間差信
号が発生した場合にも、低域フィルタ１５によシ低域化
されて時間幅が拡がり、視覚上著しく目立つようになっ
たノイズ成分が適応制御信号中に残′存するという従来
の欠点は十分に除去される。

つぎに、第６図示の基本的構成に変更を加えた他の構成
について説明する。

まず、第６図示の基本的構成における低域フィルタ１５
の伝達特性を、第７図（ａ）に示すような方形波形のイ
ンパルス・レスポンスおよび同図（ｂｌに示すような振
幅周波数特性を有すものとする。すなわち、同図（ａ）
に示すインパルス・レスポンスにおけるパルス波高値に
工は となるので、係数器１４にて設定すべき係、数値にはこ
のに０のみとなる。したがって、第６図示の回路装置の
構成が容易となる利点が得られる。

１だ、第６図示の基本的構成における絶対値回路１８お
よびゲート回路１９を省略して簡単化した構成の例を第
８図に示す。図示の構成例においては、絶対値回路１６
からのフレーム間差１ｇ号の絶対値をコアリング回路２
０に導き、そのコアリング回路をそのまま適応制御信号
とし、第６図示の基本的構成につき前述したコアリング
出力信号の２値化は行なわない。したがって、前述した
ように適応制御信号とするフレーム間差信号および残存
するノイズ成分の低域フィルタによる低域化に伴う信号
時間幅の増大が残シはするが、有意のフレーム間差信号
のレベル低下による消滅は防止することができる。

効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、信号
の構成を変換した画像信号の内挿補間を行なう時空間補
間フィルタの通過ｔｒｆ性を画像の動き量に適応させて
制御する適応制御回路において有意のフレーム間差信号
の消滅を伴うことなくノイズ成分を有効に低減すること
ができ、したがって、適応処理を施した出力適応制御信
号によれば、ノイズによる誤動作に基づく画質劣化が目
立つことなく、良好な変換出力画像信号が得られる利点
がある。

また、ノイズを低域化してその障害を軽減する低域フィ
ルタのインパルスレスポンスを方形波形にして回路装置
の構成を簡単化することもできる。

さらに、低域フィルタによる信号およびノイズの時間幅
の拡がシを補償するだめのゲート回路および絶対値回路
を省略して回路装置の構成をさらに簡単化することもで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は適応型時空間補間フィルタの従来の構成を示す
ブロック線図、 第２図（ａ）、■）　ｌ　（０）および（ｄ）は標本化
・量子化を施したフレーム間差信号およびノイズ成分の
信号波形および振幅周波数特性をそれぞれ示す線図、第
３図（ａ）およびΦ）は第１図示の従来構成に介挿すべ
き低域フィルタの構成および周波数レスポンスをそれぞ
れ示す線図、 第４図は同じくその低域フィルタの介挿によるフレーム
間差信号の振幅変化の態様の例を示す信号波形図、 第５図は同じくその低域フィルタの介挿によるフレーム
間差信号の時間幅の変化の態様の例を示す信号波形図、 第６図は本発明適応制御回路の基本的構成を示すブロッ
ク線図、 第７図（ａｌおよびＣｂ）は同じくその基本的構成にお
ける低域フィルタのインパルスレスポンスおよび周波数
レスポンスの例をそれぞれ示す線図、第８図は本発明適
応制御回路の他の構成例を示すブロック線図である。 １．２・・・フィールドメモリ ８　、　５　、　９　、　１２　・・刃口算器４・・・
減算器　６　、１６　、１８・・・絶対値回路７・・・
垂直高域フィルタ　８・・・垂直低域フィルタＩＯ・・
・差信号処理回路　１１・・・係数発生回路１３　、１
５・・・低域フィルタ１４・・・係数器１７　、２０・
・・コアリング回路 １９・・・ゲート回路。 第１図 第２図 （ａ）　（ｂ） （Ｃ）　（ｄ） 第３図 第４図 第５図 手続補正ＩＬ１： １１ｒ（和５８年１２月７日 １、事件の表示 昭和５８年特　許　願第１　Ｕ　４．１１　／ｈ　号Ｚ
′発明の名称 適応制御回路 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （４３５）日本放送協会 （訂正図） 第３図 （ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　時間フィルタおよび垂直空間フィルタよシなって信
   号の構成を変換した画像信号を補間する時空間補間フィ
   ルタの通過特性を入力画像信号が表わす画像の動き量に
   適応して制御する適応制御回路において、少なくとも、
   前記入力画像信号のフレーム間差信号に所要の係数を乗
   じて増大させる係数器と、増大させた前記フレーム間差
   信号の低域成分を通過させる低域フィルタと、前記低域
   成分の絶対値を検出する絶対値回路と、前記絶対値中の
   核信号成分を検出して前記時空間補間フィルタ通過特性
   制御用の制御信号を形成するコアリング回路とを備えた
   ことを特徴とする適応制御回路。 λ　特許請求の範囲第１項記載の適応制御回路において
   、前記コアリング回路によシ検出した前記核信号成分の
   大きさに応じ、前記フレーム間差信号の絶対値を検出す
   る他の絶対値回路の検出出力を前記制御信号として通過
   させるゲート回路を設けたことを特徴とする適応制御回
   路。 ＆　特許請求の範囲第１項または第２項記載の適応制御
   回路において、前記低域フィルタのインパルスレスポン
   スを方形波形としたことを特徴とする適応制御回路。