JPS62230285A - 高画質用テレビジヨン信号処理装置 - 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】 ［発明の目的］ こ、の発明は、現行のカラ−４テレビジヨン信号を高画
質化する場合等に使用される高画質用テレビジョン信号
処理装置に関する。

（従来の技術）　′　　、 最近、現行方式のテレビジョン画像を高画質化する研究
、開発が行われている。現行方式のテレビジョン信号は
、インクレース走査により画像の伝送が行われているが
、こ、のインタルレース走章に基づく画質の劣化が問題
となっている。これはインタレースにより、フレーム時
間方向、垂直方向の高い周波数成分が折返すために生じ
ている。

インクレース走査は、第３図（Ａ）のような形式で表わ
すことができる。同図においてｔ軸は時間方向、ｙ軸は
画像の垂直方向を示し、丸印で示す位置が走査線である
。このインクレース走査の構造を周波数領域で表わすと
、第３図（Ｂ）に示すようになる。同図においてｆは時
間方向周波数、νは垂直方向周波数である。インタレー
ス走査の場合図示の１ｐの成分の折返しが生じる。

上記の折返しによるノイズがあると、画像の劣化となる
。従ってインクレース走査により画像を劣化させないた
めには、第４図、第５図に示す３角柱の部分に帯域を制
限している。μは水平方向周波数、ｆは時間方向周波数
、νは垂直方向周波数である。現行方式ではく上記の帯
域制限を、カメラ側の特性により行なっているが、充分
な制限が得られていない。

一方、色信号に関しては、輝度信号の半分程度の帯域で
、第５図に示す帯域制限が行われる。

以上インクレース走査の折返し成分および帯域１．１］
限について説明したが、第４図、第５図に示した帯域の
輝度信号、色信号の多重された複合テレビジョン信号を
、輝度、−色゛度信号に分離する場合について説明する
。

現行のカラーテレビジョンでは、色信号で変調された色
副搬送波（色度信号）が輝度信号に重畳された複合テレ
ビジョン信号を用いている。このため、受像機では輝度
・色度（以下Ｙ／Ｃと称する）分離が必要であるが、こ
れを行なうと分離の不完全さに基づくクロスカラー、′
ドツトクロール等の画質の劣化が生じる。またＹ／Ｃ分
離のために、分離性能の良い櫛形フィルタが最近用いら
れるが、それでも斜め方向の解像１度が充分ではない。

このような問題を改善するために、近年、絵柄の移動情
報を検出てして、フィルタ特性のパラメータを変化させ
るＹ／Ｃ分離回路が開発されている。この回路は、文献
（ＳＭＰＴＥ　　ｊｏ　ｕ　ｎ　ａ　ＩＭ　ａ、ｙ、　
　１９８４．４７０頁乃至４７６頁）に記載されている
。この文献に記載された回路は、静止画像に対しては、
フレーム間の演算に・より５Ｙ／Ｃ分離を行ない、動画
像に対してはライン間の演算によりＹ／Ｃ分離を行・な
うもので、第７図に示すような構成である。即ち、複合
テレビジョン信号は入力端子を介して、減算器１１、ラ
イン間演算器１２、フレーム間演算器１３、動き検出器
１４に供給される。ライン間演算器１２、フレーム時間
方向１３の出力はそれぞれ、利得制御回路１５．１６を
介して加算器１７に供給され、その合成出力は、水平帯
域フィルタ２０を介して色度信号として出力端子１８に
導、出されるとともに、減算器１１に供給される。

従って減算器１１では、輝度信号が分離され出力端子１
９に導出される。ここで動き検出器１４は、複合テレビ
ジョン信号の中から、画像の動きに対応する動き信号を
検出し、動きに応じた制御信号を発生し、これにより前
記利得制御口′路１５．１６の利得を制御するものであ
る。つまり静止画の場合、その信号は第・６図（Ａ）に
示すように輝度信号成分ｙ１と色度信号成分Ｃ１が時間
方向に広がらないので、フレーム間の差を取る演算で色
度信号ｃ１を分離するこ・とができる。また動画の場合
、その信号は第６図（Ｂ）に示すように時間方向に広が
り、垂直方向には広がっていない。従ってこの場合はラ
イン間の差、を取る演算により色度信号ｃ１を分離する
ことができる。

この原理を利用して、第７図の回路は、静止画の場合は
、利得制御回路１６の利得を上げ、利得制御回路１５の
利得を下げる、また動画の場合は静止画の場合と逆の制
御を行なう。

上記したように、動き適応形のＹ／Ｃ分離を行なうこと
により、動画の場合と静止画の場合とで輝度・色度の分
離ができるが、動画処理時においては常に垂直方向の解
像度が低下するという問題がある。

次に、この発明の背景をわかりやすくするために、動き
信号の帯域について更に詳細に説明する。

動画を再現する映像信号の、３次元周波数解析について
は、テレビジョン学会誌　Ｖｏｌ　３９　Ｎｏ　１０に
“完全両立性を有するＥＤＴＶ信号方弐”というタイト
ルで開示されている。

即ち、今、１ラインの画素数を９１０．１フレームのラ
イン数を５２５本、１フレームの、周期を１／６０秒と
したとき、画面内を水平に速度Ｖ　ｈ、垂直に速度Ｖｖ
で動く画像があるものとする。

このときのクロストーク状態を３次元周波数領域で各速
度に応じて表わすと、第８図に示すようになる。第８図
において、斜線で示す部分は、輝度信号ｙ１と色度信号
ｃ１とがクロストークを生じている部分である。

第８図（Ａ）の周波数特性は、 水平速度Ｖｈ＜Ｏ，［ｉ３画素／フレーム　　。

の場合を示しており、この場合は、時間周波数ｆと垂直
周波数νの平面で分離可能であり、水平方向周波数μと
垂直周波数νの平面で分離するとクロストークを生じる
ことを示している。

第８図（Ｂ）の周波数特性は、　　　　　・水平速度Ｖ
ｈ＞２．０画素／フレーム の場合を示しており、この場合は、水平方向周波数μと
垂直周波数νの平面で分離可能であり、時間周波数ｆと
垂直周波数νの平面で分離するとクロストークを生じる
ことを示している。

但し、速度が速く図示の矢印方向にスペクトルが広がり
、Ｖｈ　＞３画素／フレームになると、カットオフ周波
数μＣの水平方向フィルタのみで分離可能となる。

第８図（Ｃ）の周波数特性は、 垂直速度Ｖｖ＜０．５画素／フレーム の場合を示しており、この場合は時間周波数ｆの平面で
分離可能であり、垂直周波数νの平面で分離するとクロ
ストークを生じることを示している。

第８図（Ｄ）の周波数特性は、 垂直速度Ｖｖ＞２．０画素／フレーム の場合を示しており、この場合は垂直周波数νの平面で
分離すると分離可能であり、時間周波数ｆの平面で分離
するとクロストークを生じることを示している。

第８図において矢印は速度が大きくなったときにスペク
トルの広がる方向を示している。

（発明が解決しようとする問題点） 」１記の特性かられかるように、 ０；Ｅｆ８Ｐ　／　Ｆ　＜　Ｖｈ　＜　２．０　Ｐ　／
Ｆ但し、Ｐ／Ｆは画素／フレーム の場合と、 ０；５０Ｐ　／　Ｆ　＜　Ｖｖ　＜　２．０　Ｐ　／　
Ｆの場合は、完全な輝度、色度の分離は得られないこと
になる。

上記のように、速度の遅い（静止画）信号の場合は、時
間方向フィルタのみでＹ／Ｃ分離が可能［第８図（Ａ）
、（Ｃ）］である。しかし、速度。

の速い（動画）信号の場合は、動きの方向により分離で
きる平面が変わってくる。つまり第８図（Ｂ）に示すよ
うに水平方向の速度が３画素／フレーム以上であれば、
水平方向帯域フィルタのみでＹ／Ｃ分離が可能′であり
、垂直方向の速度が２画素／フレーム以上であれば垂直
方向フィルタのみでＹ／Ｃ分離が可能である。

上記した、動き信号に対する分離方法の検討は、速度の
遅い準静止側、静止画の信号処理については問題なく採
用できる。しかし、動画の信号処理においては、垂直方
向の動きに対する処理は水平方向の解像度を劣化させる
ことなく処理できるが、水平方向の動きに対する処理で
は、水平方向フィルタ作用により分離が可能であるにも
係わらず、第８図（Ｂ）に示したように垂直方向フィル
タ作用も介在するため、垂直方向の解像度を劣化させて
しまうという問題がある。

そこでこの発明では、従来のＹ／Ｃ分離回路よりも性能
が劣化すること無く、垂直方向の解像度を更に向上し得
る高画質用テレビジョン信号処理装置を提供することを
目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） この発明では、複合テレビジョン信号の中の画像動き信
号を検出し、その動き方向が水平方向である場合に、静
止画、動画の程度に応じて静止画適応信号、動画適応信
号の合成割合いまたは選択切換えを得る混合手段の出力
に代えて、複合テレビジョン信号を水平方向にフィルタ
演算した出力を導出するための手段を設けるものである
。

（作用） これにより、動き方向が水平方向である場合には、水平
方向のフィルタ演算のみが介在し、垂直方向のフィルタ
演算は行われなくなるので水平解像度を低下させること
無く信号処理を行なうことができる。

（実施例） 以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。第１
図はこの発明の一実施例であり、入力−１１一 端子１０には複合テレビジョン信号が供給される。

複合テレビジョン信号は入力端子１ｏを介して、減算器
１１、ライン間演算器１２、フレーム間演算器１３、動
き検出器１４に供給される。更にこの発明の場合、複合
テレビジョン信号はベクトル検出回路３ｏに供給される
。ライン間演算器１２、フレーム間演算器■３の出力は
それぞれ、利得制御回路１５．１Ｂを介して加算器１７
に供給され、その合成出力は、スイッチ３１の端子８１
ａに供給される。このスイッチ３１の端子Ｂｌｂには、
前記入力端子１ｏがらの複合テレビジョン信号が供給さ
れている。このスイッチ３１は、前記ベクトル検出回路
３ｏがらの制御出力に応じて、端子３１ａまたは３１ｂ
の信号を選択し水平帯域フィルタ２０に供給する。

水平帯域フィルタ２ｏの出力は色度信号として出力端子
１８に導出されるとともに、減算器１１に供給される。

従って減算器１１では、輝度信号が分離され出力端子１
９に導出される。ここで動き検出器１４は、複合テレビ
ジョン信号の中がら、画像の動きに対応する動き信号を
検出し、動きに応じた制御信号を発生し、これにより前
記利得制御回路１５．１Ｂの利得を制御するものである
。スイッチ３ｏが端子３１ａを選択していれば、静止画
の場合、その信号は第６図（Ａ）に示すように輝度信号
成分ｙ１と色度信号成分ｃ１が時間方向に広から、ない
ので、フレーム間の差を取る演算で色度信号ｃ１を分離
することができる。また動画の場合、その信号は第６図
（Ｂ）に示すように時間方向に広がり、垂直方向には広
がっていない。従って−この場合は垂直方向のライン間
の差を取る演算により色度信号ｃ１を分離することがで
きる。

つぎにこの発明の特徴のある動作は、ベクトル検出回路
３０が、複合テレビジョン信号の中から、動画信号を検
出し、その動く方向が水平方向であることを検出した場
合に得られる。この場合は、スイッチ３０は、端子３１
ｂ側に切換えられる。従って、この場合は複合テレビジ
ョン信号が直接水平帯域フィルタ２０に供給されること
になる。

この結果、第８図（Ｂ）で説明したように、色度信号は
水平方向周波数面と垂直方向周波数面で分離されること
はなく、水平方向周波数面のみで分離されることになる
。つまり垂直方向のフィルタ作用が介在しないので、垂
直方向の解像度を劣化させることなく色度信号の分離が
可能となる。

上記の実施例は、輝度・色度分離回路にこの発明を適用
した例である。しかしこの発明はこれに限らず、第２図
に示すように、高精細テレビジョン方式における信号処
理装置にも適応できる。

完全交信性を有する高精細テレビジョン方式における動
き適応処理の検討に付いては、文献；昭和６０年度電子
通信学会総合全国大会の予稿集１２４０に記載されてい
る。

このシステムでは、輝度信号Ｙのスペクトルの隙間に、
色度信号Ｃを多重する際に、輝度信号Ｙと色度信号Ｃと
のクロストークを減じるように動画に応じて帯域制限処
理を行なうようにしている。

第２図を参照して説明するに、輝度信号Ｙは、時間方向
フィルタ４１に供給される。動き信号がない場合（静止
画）は、この時間方向フィルタ４１によって、時間方向
の成分が検出されず、フィルタの出力Ｄ１の内容から判
定回路４６は、選択回路４５を制御し、輝度信号Ｙを直
接選択させる。よってこの場合は、入力端子４０の輝度
信号Ｙが加算器４７において色度信号Ｃと多重化される
。

時間方向の成分が多い場合（動画）には、垂直方向フィ
ルタ４２、水平方向フィルタ４３により、垂直、水平成
分Ｄ２が検出される。この場合は、判定回路４６は、選
択回路４５に輝度信号Ｙ２を選択させる。このときの輝
度信号Ｙ２は、減算器４８からのものであり、輝度信号
Ｙが帯域制限を受けた信号である。

時間方向成分が多いが、垂直方向成分が少ない場合には
、このことを判定回路４６は出力Ｄ１、Ｄ２により判定
し、選択回路４５に輝度信号Ｙ１を選択させる。この輝
度信号Ｙ１は、輝度信号Ｙが、ライン間演算器４４によ
り帯域制限を受けたものである。

更にこの発明では、ベクトル検出回路３０からの検出情
報も用いられる。つまりベクトル検出回路３０が、水平
方向の動き信号を検出した場合は、判足回路４５は、輝
度信号Ｙ３を選択して加算器４７に供給する。輝度信号
Ｙ３は、輝度信号Ｙが水平低域フィルタ４９により制限
を受けたものである。以上により、水平方向の動き信号
がある場合、垂直方向の解像度を低下させることなく、
テレビジョン信号を伝送できる。

一方受信側にあっても、送信側と同様な構成によりＹ／
Ｃ分離が行われる。即ち入力端子５１に供給された複合
テレビジョン信号ＣｖＯは、時間方向フィルタ４１ａに
供給される。時間方向の成分がない（静止画）場合は、
判定回路４６ａは輝度信号ＣＶＩを選択回路４５ａに選
択させる。この輝度信号ＣＶＩは、フレーム間演算器５
２によりフィルタ演算が施されたものであり、静止画に
適応した輝度信号である。選択回路４５ａの出力は、出
力端子５５に輝度信号として導出されるとともに、減算
器５３に供給され、複合テレビジョン信号ＣｖＯの中か
ら輝度信号を抜取るために利用される。減算器５３で得
られた色度信号は出力端子５４に導出される複合テレビ
ジョン信号ＣｖＯに時間方向の成分が多く含まれ、垂直
方向、水平方向の成分も含まれていたとすると、このこ
とは、垂直方向フィルタ４２ａ１水平方向フイルタ４３
ａにより検出される。

このときは、判定回路４６ａは、選択回路ん４５ａに輝
度信号ＣＶ４を選択させる。このときの輝度信号ＣＶ４
は、減算器４８ａから得られたものである。

減算器４８ａでは、時間、垂直、水平方向成分が帯域制
限を受けている。

次に、時間方向成分は多いが、垂直方向成分が少ない場
合は、判定回路４６ａは選択回路４５ａに輝度信号ＣＶ
２を選択させる。この輝度信号ＣＶ２は、複合テレビジ
ョン信号ＣｖＯが、ライン間演算器４４ａにより帯域制
限処理を受けて得られたものである。

更にこの発明では、ベクトル検出検出器Ｈａにより、動
画信号の水平方向動きが検出された場合、判定回路４Ｂ
ａは選択回路４５ａに、輝度信号Ｃ，Ｖ３を選択させる
。これにより、送信側から垂直解像度を劣化させること
なく送られてきた輝度信号を、忠実に解像度を劣化させ
ることなく分離することができる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、垂直方向の解像度を劣
化させることなく、信号伝送あるいは分離を行なうこと
のできる高画質用テレビジョン信号処理装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図はこ
の発明の他の実施例を示す回路図、第３図はインターレ
ース走査の説明図、第４図、第５図は、それぞれインタ
ーレース走査の３次元周波数領域特性図、第６図はテレ
ビジョン信号の周波数領域分布を示す図、第７図は動画
適応形の輝度色度分離回路を示す図、第８図は動画の速
度に応じて輝度色度情報の分布を示す説明図である。 １２・・・ライン間演算器、１３・・・フレーム間演算
器、１４・・・動き検出器、１５．１８・・・利得制御
回路、１７・・・加算器、３０・・・ベクトル検出回路
、３１・・・スイッチ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも第１の信号に第２の信号が周波数多重
   された複合テレビジョン信号を、時間方向にフィルタ演
   算した出力を得る手段及び垂直方向にフィルタ演算した
   出力を得る手段と、前記複合テレビジョン信号の中の画
   像動き信号を検出し、その動きに応じた制御信号を出力
   する動き検出手段と、前記制御信号により制御され、動
   きが大きい場合には前記垂直方向にフィルタ演算した出
   力を導出するように切換えられ、動きが小さい場合には
   前記時間方向にフィルタ演算した出力を導出するように
   切換えられる混合手段とを具備した高画質用テレビジョ
   ン信号処理装置において、前記複合テレビジョン信号の
   中の画像動き信号を検出し、その動き方向が水平方向で
   ある場合に、前記混合手段の出力に代えて、複合テレビ
   ジョン信号を水平方向にフィルタ演算した出力を導出す
   る手段を具備したことを特徴とする高画質用テレビジョ
   ン信号処理装置。
2. （２）輝度信号を、直接導出する手段および垂直方向に
   フィルタ演算して導出する手段と、前記輝度信号の中の
   画像動き信号を検出し、その動きに応じた制御信号を出
   力する判定手段と、前記制御信号により制御され、動き
   が大きい場合には前記垂直方向にフィルタ演算した出力
   を導出するように切換えられ、動きが小さい場合には前
   記直接出力を導出するように切換えられる選択手段とを
   具備した高画質用テレビジョン信号処理装置において、 前記輝度信号の中の画像動き信号を検出し、その動き方
   向が水平方向である場合に、前記選択手段が、前記輝度
   信号を水平方向にフィルタ演算した出力を導出するよう
   に制御する手段を具備したことを特徴とする高画質用テ
   レビジョン信号処理装置。