JPS612488A - 輝度信号搬送色信号分離装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は映像信号から輝度信号成分と搬送色信号成分と
を夫々分離する輝度信号搬送色信号分離装置に関する。

従来例の構成とその問題点 映像信号は輝度信号と搬送色信号とが合成されて形成さ
れている。又、搬送色信号は２つの色差信号が直角二相
変調されたものである。従って、映像信号は輝度信号と
２つの色差信号とが多重されたものと言える。

ところで、この様な映像信号は３つの信号が多重されて
いるので経済的な伝送が可能となるが、一方では信号処
理過程で映像信号中の輝度信号成分と搬送色信号成分と
を分離したり、搬送色信号から２つの色差信号を復元す
る必要が往々にしてある。例えば、テレビジョン受像機
やモニターテレビでは、映像信号を基にしてブラウン管
に正常な画像を映し出す為に輝度信号と搬送色信号との
分離や、２つの色差信号の復元が必要となる。さらに、
輝度信号と搬送色信号（又は２つの色差信号）とを別々
に処理したり伝送したシする場合も同様である。

そこで、映像信号から輝度信号成分と搬送色信号成分と
を分離する為の輝度信号搬送色信号分離装置の従来例を
以下に示す。

第１図は輝度信号搬送色信号分離装置（以下、”Ｙ／Ｃ
−分離装置°゛と記す）の従来例を示すブロック図であ
る。同図に於いて、１は入力端子、２はアナログ・ディ
ジタル変換器（以下”Ａ／Ｄ”と記す。又第１図でも“
Ａ／Ｄ”と記す。）、３は１水平走査期遅延器（以下”
１Ｈ遅延器°°と記す。

又第１図にも゛１Ｈ遅延器°゛と記す）、４は第１減算
器、６は第２遅延器（第１図では”Ｔ２”と記す）、５
は帯域沖波器（以下、”ＢＰＦ”と記す。又第１図でも
”ＢＰＦ”と記す）、７は第２減算器、８は輝度信号出
力端子、９は搬送色信号出力端子である。入力端子１を
介して入力された映像信号はＡ　／　Ｄ　２でディジタ
ルデータに変換されて１Ｈ遅延器３、第１減算器４及び
第１遅延器６に供給される。１Ｈ遅延器３では入力され
たディジタルデータを１水平走査期間だけ遅延させて第
１減算器４に印加する。第１減算器４ではＮの２の出力
から１Ｈ遅延器３の出力を減算し、その結果はＢＰＦ５
を通って搬送色信号出力端子９及び第２減算器７に供給
される。一方、Ａ／Ｄ　２の出力は第２遅延器６で時間
Ｔ２だけ遅延されて第２減算器７に供給される。Ｔ２は
ＢＰＦｓでの遅れ時間と等しく、第２減算器７に入力さ
れている両信号のタイミングを合せる役目を果している
。第２減算器７に於いて第２遅延器６の出力からＢＰＦ
５の出力が減算され、輝度信号出力端子８を介して輝度
信号が取り出される。この様にして、ディジタルデータ
の状態で輝度信号成分と搬送色信号成分とに分離される
ことになる。

次に、第１図に示した従来例の周波数特性を第２図に示
す。同図に於いて、横軸１ｏ及び１３は周波数、縦軸１
１及び１４は利得、１２は輝度信号側周波数特性、１５
は搬送色信号側周波数特性、一点鎖線１７は色搬送波周
波数（以降゛ｆ　”とＣ 記す）、破線１６は第１図のＢＰＦ５の周波数特性であ
る。周波数特性１２及び１５は夫々第１図の入力端子１
から輝度信号出力端子８まで及び搬送色信号出力端子９
までの周波数特性を夫々示している（ただし、輝度信号
出力端子８及び搬送色信号出力端子９の出力を夫々アナ
ログ状態にもどしたものと仮定）。破線１６の特性は第
１図のＢＰＦ５０周波数特性と等しい。この様な周波数
特性を有する系に映像信号を通すと輝度信号成分と搬送
色信号成分とに分離されるのは周知の通シである。（説
明は省略する） 次に、第１図に示した従来例での問題点について第３図
に示した画面図及び波形図と共に説明する。同図に於い
て、１８は画面、１９は青領域、２０は黄領域、２１〜
２３は水平走査、２４〜２７は波形である。水平走査２
１及び２２では夫々の映像信号波形は波形２４となり、
水平走査２３では映像信号波形は波形２５となる。とこ
ろで、水平走査２１や２２の領域は相関性が非常に高い
ので輝度信号成分は水平走査周波数（以降”ｆ　”と記
す）の整数倍付近にエネルギーが集中し、搬送色信号は
（ｎ＋、）・ｆＨ付近にエネルギーが集中している。（
ただしｎは概略１７０乃至２７０までの整数）。従って
第２図の周波数特性１２及び１６からもわかる通り、第
１図の輝度信号出力端子８及び搬送色信号出力端子９か
らは夫々輝度信号成成及び搬送色信号成分が分離されて
出力されることになる。ところが、水平走査２２や２３
の領域では相関性が殆んど無いので上述の様なエネルギ
ーの集中は無くむしろ分散し輝度信号成分は（ｎ　＋　
２　）　ｆＨ近くまで周波数スペクトラムが拡大し、逆
に搬送色信号成分はｎ　−ｆ　Ｈ近くまで周波数スペク
トラムが拡大する。従って、第２図からもわカーる通り
輝度信号成分と搬送色信号成分とを正しく分離すること
は不可能で、その上輝度信号成分が搬送色信号出力端子
９の出力に、搬送色信号成分が輝度信号出力端子８の出
力に夫々混入することになる。水平走査２１及び２２の
映像信号波形は波形２４であり（ただし、説明を簡単化
する為に搬送色信号については省略しである）。

水平走査２３の映像信号波形２６である。今、水平走査
２３の信号が第１図の入力端子１に印加されている時点
を仮定すると、第１減算器４には波形２４と波形２５と
が入力されており、波形２５から波形２４が減算されて
第１減算器４の出力となる。次に、第１減算器４の出力
はＢＰＦ５を通って波形２６となる。従って、搬送色信
号出力端子９から出力される信号波形は波形２６となる
。

一方、第２減算器７に於いて波形２５から波形２６が減
算されるので輝度出力端子８から出力される信号波形は
波形２７になる。

この様に、第１図に示した従来装置では相関性が低い場
合には、分離した輝度信号と搬送色信号とに不要な成分
が混入し信号劣化となってしまう。

さらに、第３図では説明を簡略化する為に搬送色信号成
分を省略しであるが、実際には波形２４及び２６には黄
色領域と青色領域で夫々の色相と色飽和度に対応する搬
送色信号が重畳している。従って、波形２４及び２５に
搬送色信号が重畳されることになる。その結果、水平走
査２３の期間では輝度信号出力端子８及び搬送色信号出
方端子９に搬送色信号成分が存在することになる。

以上の説明からも明らかな通シ、第１図に示した従来装
置では、画面の相関性が低下した場合には （イ）垂直方向の色にじみ（色垂直解像度の劣化）（→
　搬送色信号成分が輝度信号出力に混入し、ドツト妨害
を発生 （ハ）輝度信号の一部が搬送色信号出力に混入し、クロ
スカラーを発生 といった諸省化が発生し、大きな問題点となっている。

発明の目的 本発明は上記従来の欠点を解消するもので、画面の相関
性が低下した場合にも輝度信号成分と搬送色信号成分と
の間の混入に帰因した信号劣化（色にじみ・ドツト妨害
・クロスカラー）が殆んどない輝度信号搬送色信号分離
装置を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、映像信号を遅延する第１遅延器と、この第１
遅延器の出力を１Ｈ期間遅延させる１Ｈ遅延器と、この
１Ｈ遅延器の出力をに倍する第１係数器と、上記第１遅
延器の出力を（１−Ｋ）倍する第２係数器と、この第２
係数器の出力から上記第１係数器の出力を減算する第１
減算器と、この第１減算器の出力を帯域沖波する帯域沖
波器と、上記第１遅延器の出力を遅延する第２遅延器と
、この第２遅延器の出力から上記帯域沖波器の出力を減
算する第２減算器と、上記映像信号の相関性を検出する
相関性検出器と、この相関性検出器の出力に従って上記
両係数器に於ける値Ｋを制御する係数制御器とを具備し
、相関性が高い場合には値Ｋを０．５（又は０．５近く
）に、相関性が低い場合には値Ｋを零（又は零近く）に
なる様設定し、上記第２減算器７５為ら輝度信号を得、
上記帯域ろ波器から搬送色信号を得る機成した輝度信号
搬送色信号分離装置であり、相関性を検出して相関性の
度合いに応じて第１減算器に入力される両信号の重み付
けを制御することにより相関性が低下した場合でも高品
質の輝度信号と搬送色信号に分離出来るものである。

実施例の説明 本発明の実施例について第４図に示した本発明の一実施
例のブロック図と共に説明する。同図に於いて、１は入
力端子、２はＡ／Ｄ、２８は第１遅延器（ただし第４図
では”Ｔ１”と記す）、３は１Ｈ遅延器、２９は第１係
数器（ただし第４図では”Ｋ１”と記す）、３０は第２
係数器（ただし第４図では゛に２°°と記す）、４は第
１減算器、５はＢＰＦ、ｅは第２遅延器（ただし、第４
図ではＴ２”と記す）、７は第２減算器、８は輝度信号
出力端子、９は搬送色信号出力端子、３１は相関性検出
器、３２は係数制御器である。１〜９については第１図
の１〜９と同様でなるから詳細な説明は省略する。映像
信号は入力端子１及びＡ／Ｄ２を介して第１遅延器２８
及び相関性検出器３１に供給される。第１遅延器２８の
遅延時間Ｔ１は相関性検出器３１及び係数制御器３２で
の遅延時間と等しく設定しておく。第１遅延器２８の出
力はＩＨ−ＤＬ３．第２係数器３ｏ及び第２遅延器６に
供給される。１Ｈ遅延器３の出力は第１係数器２９でに
１倍（Ｋ１については後程説明する）されて第１減算器
４へ導ひかれる。一方、第２係数器３０は第１遅延器２
８の出力をに２倍（Ｋ２についても後程説明する）して
第１減算器４に導び〈。第１減算器４では第２係数器３
ｏの出力から第１係数器２９の出力を減算し、その結果
はＢＰＦ５を通って搬送色信号出力端子９及び第２減算
器７へ供給される。又、第１遅延器２８の出力は第２遅
延器６で時間Ｔ２（Ｔ２については第１図の説明で記載
したのでここではその説明は省略する）だけ遅延され、
第２減算器７に供給される。第２減算器７に於いて第２
遅延器６の出力からＢＰＦ５の出力が減算され、その結
果は輝度信号出力端子８に導びかれる。ところで、相関
性検出器３１はＡ／Ｄ２の出力を入力して画像の相関性
の度合いを演算して相関性の度合いに応じた信号を出力
する。係数制御器３２は相関性検出器３１の出力に従っ
゛て、第１係数器２９のに１及び第２係数器３Ｑのに２
を制御する。

ところで、第１係数器２９の係数に１及び第２係数器３
０の係数に２は夫々 に１＝１−Ｋ　　　、１１１．１０９３２０９１９８１
．（１）Ｋ２＝Ｋ　　　　　　・・・・・・・・・・・
・・−（２）（ただし、０≦に≦０．５） であり、（１）式及び（２）式中のＫは画像の相関性の
度合いで決定される。その要領は、相関性が高い程０．
６に近く、相関性が低い程０に近くする。従って、（１
）式及び（２）式から、相関性が高くなるとに１もに２
も０．５に近づき、第１図の従来例とほぼ等しい特性と
なる。ところが相関性が低くなると（１）式及び（２）
式よりに１は１に近づきに２は０に近づくので、第１減
算器４の出力は第１遅延器２８の出力に近くなる。この
様にして、画面の相関性の度合いに従って、１Ｈ遅延器
３．第１係数器２９゜第２係数器３ｏ及び第１減算器４
で構成されているクシ形フィルターの周波数特性が変化
する。そうして、輝度信号出力端子８及び搬送色信号出
力端子９から夫々分離された輝度信号及び搬送色信号が
得られる。

次に、第４図に示した本発明の実施例を第５図と共にさ
らに説明する。第５図は第４図を説明する為の画面図及
び波形図である。同図に於いて、１８は画面、１９は青
領域、２ｏは負領域、２１〜２３は水平走査、波形３３
〜３５は夫々水平走査２１〜２３の映像信号波形、波形
３６及び３７は水平走査２２の映像信号が第４図の入力
端子１に印加されている時の第１減算器４及び第２減算
器７の出力波形、波形３８及び３９は水平走査２３が第
４図の入力端子１に印加されている時の第１減算器４及
び第２減算器７の出力波形である。

（なお、第４図ではディジタルデータの形で処理されて
おり、第５図では説明を簡単化する為に各部ノティジタ
ルデータをアナログの信号にもどして記載しである。又
、波形３３．３４及び３６では波形を簡略化する為に搬
送色信号の帯域を非常に広くしている。実際には搬送波
の直角二相変調はこんなに急峻には達成出来ない）。１
８〜２３については第３図の１８〜２３と同様であるか
ら、これらについての説明は省略する。今、水平走査２
２に対応する映像信号が第４図の入力端子１に印加され
ている期間を考えると、第１遅延器２８の出力信号及び
１Ｈ遅延器３の出力信号は夫々波形３４及び３３となる
。水平走査２１や２２の領域では相関性がきわめて高い
ので、係数制御器３２では（１）式及び（２）式のに値
を〜はぼ０．５に設定する事になる。従って、Ｋ１＝に
２＝０．５となり７倍を減算するので波形３６が第１減
算器４の出力信号となる。一方、第２減算器７では第２
遅延器６の出力信号である波形３４（実際には、第２遅
延器６で時間Ｔ２だけ遅れることになるが、説明を簡略
化する為にこの点は省略する）からＢＰＦｓの出力信号
が減算される。ＢＰＦ５での時間遅れと帯域制限を省略
すると、ＢＰＦｓの出方波形は波形３６と同じである。

従って、第２減算器７の出力は波形３４から波形３６を
差し引いて波形３７となる。この様にして輝度信号出力
端子８及び搬送色信号出力端子９から夫々分離された輝
度信号及び搬送色信号が送出される。

次に、水平走査２３に対応する映像信号が第４図の入力
端子１に印加されている期間を考えると、第１遅延器２
８及び１Ｈ遅延器３の出力信号波形は夫々波形３５及び
３４である。ところが、１Ｈ遅延器３の出力信号が画面
の背領域から黄領域にさしかかると画面の相関性はきわ
めて低くなるから相関性検出器３１は相関性の低下を検
知し、係数制御器３２は（１）式及び（２）式の値Ｋを
０に近づける。従って、第１係数器２９の係数はに１　
＝Ｏに第２係数器３０の係数はに２＝１となる。その結
果、第１係数器２９の出力は０となり、第１減算器４の
出力は第２係数器３ｏの出力と等しくなる。

すなわち、第１減算器４の出力は波形３８になる。

この様にして、第１減算器４の出力はＢＰＦ５を通って
搬送色信号出力端子９及び第２減算器７に印加される。

ＢＰＦ５での時間遅れと帯域制限、第２遅延器６での時
間遅れを省略すると、第２減算器７では、第２遅延器６
の出力信号である波形３５からＢＰＦ５の出力信号であ
る波形３５が減算されて波形３９となり輝度信号出力端
子８から波形３９が送出される。この様にして輝度信号
出力端子８からは波形３７及び３９が、搬送色信号出力
端子９からは波形３６及び３８が取り出されることと々
す、相関性の低下した場合でも劣化のきわめて少ない輝
度信号と搬送色信号が得られる。

次に、第４図に示したブロック図に於ける相関性検出器
３１の一構成例をブロック図で第６図に示す。同図に於
いて、４ｏは入力端子、４１は空間フィルター、４２は
ＢＰＦ、４３は絶対値器、４４はｐ波器、４５は出力端
子である。第４図のＡ／Ｄ１の出力は入力端子４ｏを介
して空間フィルター４１に入力される。空間フィルター
４１は映像信号の相関性が高い時は出力は小さく（又は
零）、相関性が低くなるにつれて大きな出力を出す様に
設定しておく。（空間フィルターの特性については後程
詳しく説明する。）画像の相関性に応じて空間フィルタ
ー４１から出力される信号はＢＰＦ４２で沖波される。

ここでは、ＢＰＦ４２は第４図のＢｐＦｅｓと同じ特性
を有するものと仮定しておく。さらに、ＢＰＦ４２の出
力は絶対値器４３で絶対値に変換され、ろ波器４４でさ
らに沖波される。ｐ波器４４の特性は第４図の第１係数
器２９及び第２係数器３ｏの係数に１及びに２の制御速
度などを決定することになり、例えば低域沖波器で構成
する。沖波器４４の出力は出力端子４５を介して第４図
の係数制御器３２に印加される０ では、空間フィルター４１の一実施例を第７図に示した
画素図と共に説明する。第７図に於いて、４６及び４７
は隣接する２つの水平走査に於ける映像信号、○印は夫
々画素、４８〜５１は夫々画素Ｗ〜画素Ｚを示している
。今画素Ｘについて考えると、第６図の空間フィルター
４１はその出力をＶとすると Ｖ＝Ｘ＋Ｗ−Ｚ−Ｙ　　　・・・・・・・・・・・・・
・・　（３）なる演算を実行する。（３）式は ｖ＝ｘ−（ｚ−（ｗ−ｙ））　　−・−・−（３）’と
も記すことが出来る。（３）′において（ｗ−ｙ）は直
前の水平走査による急激な変化量で、主に搬送色信号を
含むので、ｚ−（ｗ−ｙ）は相関性の高い場合の画素Ｘ
の値となる。そこでＸ−（Ｚ−（Ｗ−Ｙ））　では、実
際の画素Ｘと高い相関性を有する場合の差が検出される
こととなる。すなわち、■は画像の相関性が高くなるに
従って零に近づき逆に相関性が低くなるに従って絶対値
の大きな値となる。

この様にして相関性の度合いに関連した出力信号が得ら
れることになる。なお、（３）式に示した演算はメモリ
係数器と加算器によシ達成出来るが、その具体的な構成
例の説明は省略する。

以上、本発明を実施例と共に説明したが、本説明では、
映像信号としてＮＴＳＣ方式を仮定しており第４図の実
施例では１Ｈ遅延器３を使用した場合を記載した。しか
しながら、本発明はＮＴＳＣ方式に限られるものではな
くＰＡＬ方式でも同様の効果が得られる。ただし、ＰＡ
Ｌ方式の場合は２Ｈ遅延器（水平走査周期の２倍の遅延
時間を有する遅延器）を１Ｈ遅延器３の代シに使用する
必要がある。

又、実施例は全てディジタル処理で構成しているがアナ
ログ処理でも実現出来る事は言うまでもない。

さらに、係数制御器３２は例えばＲＯＭ　（ＲｅａｄＯ
ｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ　）などで容易に実現出来、０）
式及び？）式をテーブル化しておき相関性検出器３２の
出力データを基にＲＯＭでに１とに２に変換する様に構
成しておく。第１係数器２９や第２係数器３ｏは掛算器
で構成されることになる。

又、第６図に示した相関性検出器の実施例に於ける空間
フィルター４１は第４図の１Ｈ遅延器３を利用して近傍
画素の値を得る様構成するとメモリーやメモリー制御回
路の節約が可能となる。

ところで、第６図に於ける空間フィルターについては第
７図の画素図に対して（３）式を満足する様に記載した
が、当然の事ながら（３）式に限定させるものではない
。（３）式は簡単で容易に構成出来て、かつ比較的高性
能の相関性検出器が構成出来るがもっと輝度信号成分の
相関性の度合いを重視する様な関係式にすることも可能
である。

又、本発明の実施例では、相関性検出器で得た結果（相
関性の度合い）は第１係数器及び第２係数器の係数を制
御する為のみに使用しているが、さらに相関性検出器で
の検出結果に従って、輪郭部や工・ンジ部の補正及び強
調さらに不要成分が残留する部分の削除に利用すること
も可能である。

発明の効果 以上の説明からも明白な通り、本発明は入力信′号を遅
延する第１遅延器と、第１遅延器の出力を１Ｈ期間だけ
遅延する１Ｈ遅延器と、１Ｈ遅延器の出力をに倍する第
１係数器と、第１遅延器の出力を（１＝Ｋ）倍する第２
係数器と、第２係数器の出力から第１係数器の出力を減
算する第１減算器と、第１減算器の出力を帯域泥波する
帯域Ｆ波器と、第１遅延器の出力を遅延する第２遅延器
と、第２遅延器の出力から帯域沖波器の出力を減算する
第２減算器と、入力信号の相関性を検出する相関性検出
器と、相関性検出器の出力に従って両係数器の値Ｋを制
御する係数制御器とを具備することによシ、第２減算器
から高品質の輝度信号が、帯域沖波器から高品質の搬送
色信号が得られる。

本発明のごとく構成することにより、画面の相関性が低
下した場合でも分離した輝度信号及び搬送色信号に劣化
は殆んど発生せず、その実用的効果はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は輝度信号搬送色信号分離装置の従来例を示すブ
ロック図、第２図は第１図のブロック図の説明に供する
為の周波数特性図、第３図は第１図のブロック図の説明
に供する為の画面図及び波形図、第４図は本発明の一実
施例を示すブロック図、第５図は第４図のブロック図の
説明に供する為の画面図及び波形図、第６図は第４図に
於ける相関性検出器の一構成例を示すブロック図、第７
図は第６図に於ける空間フィルターの説明に供する為の
画素図である。 ３・・・・・・１Ｈ遅延器、４・・・・・・第１減算器
、５・・・・・・帯域沖波器（ＢＰＦ）、６・・・・・
・第２遅延器、７・・・・・・第２減算器、２８・・・
・・・第１遅延器、２９・・・・・・第１係数器、３ｏ
・・・・・・第２係数器、３１・・・・・・相関性検出
器、３２・・・・・・係数制御器、４１・川・・空間フ
ィルター、４２・・・・・・帯域沖波器、４３・・・・
・・絶対値器、４４・・・・・・Ｆ波器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 ／’／ 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 映像信号を遅延する第１遅延器と、この第１遅延器の出
   力を１水平走査期間だけ遅延する１Ｈ遅延器と、この１
   Ｈ遅延器の出力をＫ倍する第１係数器と、上記第１遅延
   器の出力を（１−Ｋ）倍する第２係数器と、この第２係
   数器の出力から上記第１係数器の出力を減算する第１減
   算器と、この第１減算器の出力を帯域ろ波する帯域ろ波
   器と、上記第１遅延器の出力をさらに遅延する第２遅延
   器と、この第２遅延器の出力から上記帯域ろ波器の出力
   を減算する第２減算器と、上記映像信号の相関性を検出
   する相関性検出器と、この相関性検出器の出力に従って
   上記第１係数器及び上記第２係数器に於ける上記値Ｋを
   作成して両係数器の係数を制御する係数制御器とを具備
   し、上記値Ｋは零と０．５との間の値であり上記相関性
   が高い場合は０．５（又は０．５近く）に、上記相関性
   が低い場合は零（又は零近く）に設定する様構成し、上
   記第２減算器及び上記帯域ろ波器から夫々輝度信号及び
   搬送色信号を得ることを特徴とする輝度信号搬送色信号
   分離装置。