JPS63227294A

JPS63227294A - 複合信号分離回路

Info

Publication number: JPS63227294A
Application number: JP62061951A
Authority: JP
Inventors: Toru Miyazaki; 通宮崎; Kiyoyuki Kawai; 清幸川井
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-17
Filing date: 1987-03-17
Publication date: 1988-09-21
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: US4851904A; JP2579930B2; KR880012106A; KR910004296B1

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］（産業上の利用分野）本発明は複合カラーテレビジョン信号から色信号と輝度
信号を分離する複合信号分離回路に用いられる動き検出
回路に関する。

（従来の技術）近年テレビジョン画像の画質向上のために、ディジタル
方式の信号処理が行なわれるようになっている。現行の
複合カラーテレビジョン信号では、輝度信号（ｊＸＸ下
付信号記す）と色信号（以下Ｃ信号と記す）が多重され
て送られてくるために、受信側ではこの２つの信号成分
を分離する回路を必要とする。最近では、この分離回路
として、水平解像度を劣化させることなく分離可能なく
し形フィルターが広く利用されているが、このフィルタ
ーでは、Ｃ信号の垂直方向の相関が低く、垂直方向の高
周波成分が存在すると、これがＹ信号にもれ込んで、ド
ツト妨害という障害を生じる。

ＮＴＳＧ信号では、現在の信号に対して１フレーム前の
信号はＣ信号の位相が反転している。従つて、現信号と
１フレーム前の信号の差をとれば。

Ｃ信号が、また逆に和をとれば、Ｙ信号が得られる。こ
れは、画像の垂直方向の相関に関係なく上記の妨害を生
じることなく、Ｃ信号、Ｙ信号を得られる。

しかし、この方法では、静止している画像部分について
は上記の２つの信号を完全に分離できるが、動いている
動画部分については不完全分離となる。

そこで、このような妨害を防ぐために、複数の分離手段
を持ち画像の動きを検出してこれによって適応的に分離
方法を静止画に適した方法と動画に適した方法に切換え
る適応形のフィルタが開発されている。

第３図に従来の適応形分離フィルタの例を示す。

また、第２図（ａ＞にはその具体口゛路例を、第２図（
ｂ）、（ｃ）は動き検出器の特性例を示す。

第３図と第２図（ａ）は、対応する回路であるから、よ
り具体的な第２図（ａ）を説明する。

端子２０１にはビデオ信号ＶＳ１が入力され、このビデ
オ信号■Ｓ１は、動画用Ｙ／Ｃ分離器１００、静止画用
Ｙ／Ｃ分離器２００及び動き検出器３００に導入される
。

静止画用Ｙ／Ｃ分離器２００では、フレームメモリ２０
１、加算器２０２、加算器２０３を用い、１フレーム前
の画素との差をとることによりＣ信号Ｃ８１を取出し、
和をとることにより、Ｙ信号ＹＳ１を取出している。第
４図（ａ＞は、その周波数特性である。この特性図に示
すように、Ｃ信号はＹ信号に対して時間軸周波数（以下
ｆ軸と記す）において高域に存在する。従って、フレー
ムメモリ２０１と加ｑ器２０２は、ｆ軸上のローパスフ
ィルタ（第４図（ａ）のＡの領域）を形成し、フレーム
メモリ２０１と加算器２０３は、ｆ軸上のバイパスフィ
ルタ（第４図（ａ＞のＢの領域）を構成していることに
なる。

一方、動画用Ｙ／Ｃ分離器１００では、１Ｈ（Ｈ：水平
１１［ｉｔ）　メ−Ｅ！、＋　１０２．１０３．！：、
加算器１０４．１０５を用いて、第４図（ｂ）に示すよ
うな周波数特性のフィルタを形成し′ている。この分離
器は、１ライン毎にＣ信号の位相が反転していることを
利用し、垂直方向の画素の差をとることでＣ信号ＣＭ１
を、また和をとることでＹ信号ＹＭ１を得ることができ
る。特性図に示すように、Ｃ信号は、Ｙ信号に対して垂
直方向周波数（以下Ｕ軸と記す）において高域に存在す
る。従って、ラインメモリ、つまり１日メモリ１０２゜
１０３と加算器１０４は、Ｕ軸上のローパスフィルタ（
第４図（ｂ）のＤの領域）を形成し、１日メモリ１０２
，１０３と加算器１０５は、Ｕ軸上のバイパスフィルタ
（第４図（ｂ）のＣの領域）を構成していることになる
。

次に動き検出器３００について説明する。この動き検出
器３００は、静止画用Ｙ／Ｃ分離器２００を含む。動き
検出のためには、複合テレビジョン信号の現在の画素の
位置と全く同じ位置の画素が次に映されるのは１フレー
ム後の画素であることに着目している。そして、この２
つの画素間には、１／３０秒という時間差が存在する。

従って、フレームメモリ２０１と加算器３０１とにより
、フレーム間の画素の差分をとることで、動きに間する
情報ＭＯを得ることができる。

しかし、前述したように、複合テレビジョン信号におい
ては、色信号の位相が反転しているため、フレーム間差
分を求めると、ｆ軸方向のバイパスフィルタを構成する
ことになり、第２図（ｂ）に示すように、動き情報の他
に大きなＣ信号を含むことになる。そこで、この色信号
を除去するために水平方向、つまりμ軸方向のローパス
フィルタ３０２にＣ信号を通すことで、正確な第１の動
き情報Ｍ１を得ている。さらに、上記第１の動き情報Ｍ
１では、μ軸方向の高域の動き情報が除かれており、特
に色信号の動きは全く把握されていない。

そこで、複合テレビジョン信号では、現在の画素に対し
て２フレーム前の画素では色信号の位相は同位相となり
、かつその２画素の間には１／１５秒という時間差が存
在することに着目する。この点を利用し、フレームメモ
リ３０３と加算器３０４を用いて、２フレーム間の画素
の差を求め、第２の動き情報Ｍ２を得ている。この後、
第１、第２の動き情報Ｍｌ、Ｍ２をロジック回路３０５
に入力し、適当なディジタル演算を施し、動き検出信号
に１１−ｋを得ている。

第２図（Ｃ）は、ロジック回路３０５でのディジタル演
算の一例を示している。

上記動き検出信号に、に−１の大きさに応じて係数器２
１４，２１５，２１７，２１８の利得を制御し加算器２
１６からはＹ信号、加算器２１９からはＣ信号を得てい
る。即ち、動画用Ｙ／Ｃ分離器１００と静止画用Ｙ／Ｃ
分離器２００とによって得られたＹ信号ＹＭ１．ＹＳｌ
の混合比制御と、Ｃ信号ＣＭ１．Ｃ８１の混合比制御を
行なっている。

つまり、動き検出器３００によって、静画であると判断
されたときは、第５図（ａ）に示すように、Ｙ信号もＣ
信号も静止しているためにｆ軸上の広がりは少なく、ｆ
軸上の高域まで存在しない。

従って、第４図（ａ）に示すような領域ＡとＢにより静
止画用Ｙ／Ｃ分離器２００によってＹ信号とＣ信号を分
離できる。一方、動画であると判断された場合には、第
５図（ｂ）に示すように、上記とは逆にＹ信号もＣ信号
もｆ軸上の高域まで存在する。従って、この信号に対し
て、第４図（ａ）に示す特性を持つ静止画用Ｙ／Ｃ分離
器２００による分離を施すと、第５図（ｂ）のＦの領域
のＣ信号がＹ信号側へ、またＥの領域のＹ信号がＣ信号
側へもれ込むことになり、画面上ではぼけや残像を生じ
ることになる。そこでこの場合は、第４図（ｂ）に示す
特性を有する動画用Ｙ／Ｃ分離器１００を用いてＹ信号
とＣ信号の分離を行なうようにしている。

（発明が解決しようとする問題点）上記した従来の回路によると、第２図（ａ）で具体的に
示したように、動き検出情報を得るために、２フレーム
という大容量のメモリを必要としている。このために、
本システムを実現するには、非常に大きな費用がかかる
とともに、ＩＣ化するにしても困難となっている。

そこで本発明はフレームメモリの容量を低減することが
でき、安価な費用で実現可能であり、かつ特性を低下さ
せることなく実現できる動き検出器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）本発明では、ディジタルビデオ情報の現信号と２フレー
ム前の信号とを用いて２フレーム間の差分を求めて動き
情報を得る場合、１フレームメモリの出力を更に１フレ
ーム分遅延させて差分を求める加算器に導く系路に、サ
ブサンプリングによって情報量を減衰させる情報減衰器
と、この情報減衰器の出力を遅延させるサブフレームメ
モリとを少なくとも設けるものである。

（作　用）　゛上記の手段により、サブサンプリングした系路において
は、完全に１フレーム分の記憶容量を持つフレームメモ
リが不要となり、ハードウェアを大幅に低減させ、安価
でＩＣ化に適した回路構成にすることができる。

（実施例）以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図（ａ＞は本発明の一実施例であり、動き適応形Ｙ
／Ｃ分離回路に用いた例を示している。

先に説明した第２図の回路と対応する部分には、同一符
号を付している。

端子１０１にはビデオ信号ＶＳ１が入力され、このビデ
オ信号ＶＳ１は、動画用Ｙ／Ｃ分離器１００、静止画用
Ｙ／Ｃ分離器２００及び動き検出器３００に導入される
。

静止画用Ｙ／Ｃ分離器２００では、フレームメモリ２０
１、加算器２０２、加算器２０３を用い、１フレーム前
の画素との差をとることによりＣ信＠ｃｓｉを取出し、
和をとることにより、Ｙ信号ＹＳ１を取出している。第
４図（ａ）は、その周波数特性である。この特性図に示
すように、Ｃ信号はＹ信号に対して時間軸周波数（以下
ｆ軸と記す）において高域に存在する。従って、フレー
ムメモリ２０１と加算器２０２は、ｆ軸上のローパスフ
ィルタ（第４図（ａ）のＡの領域）を形成し、フレーム
メモリ２０１と加算器２０３は、ｆ軸上のバイパスフィ
ルタ（第４図（ａ）の８の領域）を構成していることに
なる。

一方、動画用Ｙ／Ｃ分離器１００では、１Ｈ（Ｈ：水平
期間）メモリ１０２，１０３と、加算器１．０４，１０
５を用いて、第４図（ｂ）に示すような周波数特性のフ
ィルタを形成している。この分離器は、１ライン毎にＣ
信号の位相が反転していることを利用し、垂直方向の画
素の差をとることでＣ信号ＣＭ１を、また和をとること
でＹ信号ＹＭ１を得ることができる。特性図に示すよう
に、Ｃ信号は、Ｙ信号に対して垂直方向周波数（以下Ｕ
軸と記す）において高域に存在する。従って、ラインメ
モリ、つまり１日メモリ１０２゜１０３と加算器１０４
は、Ｕ軸上のローパスフィルタ（第４図（ｂ）のＤの領
域）を形成し、１日メモリ１０２．１０３と加算器１０
５は、Ｕ軸上のバイパスフィルタ（第４図（ｂ）のＣの
領域）を構成していることになる。

次に本発明の特徴部である動き検出器３００について説
明する。

本発明の場合、フレームメモリ２０１の出力信号ＦＤ３
は、更に、情報減衰器４０３及び加算器４０１に入力さ
れる。

まず加算器４０１、ローパスフィルタ４０２の系路を説
明する。加算器４０１は、１フレーム前の画素から、入
力端子１０１の画素を減算し、動きに関する情報ＭＯを
得る。しかし、この場合のフレーム間差分出力は、動き
情報の他に大きなＣ信号を含むので、ローパスフィルタ
４０２においてＣ信号を除去し、第１の動き情報Ｍ１を
得ている。（第２図（ｂ）参照）。

次に、情報減衰器４０３、サブフレームメモリ４０４、
情報再現器４０５、加算器４０６の系路について説明す
る。

情報減衰器４０３は、具体的には、サブサンプル回路に
より構成され、フレームメモリ２０１の出力信号ＦＤ３
をサブサンプルし、情報レベルの低い信号ＳＤＩを得、
これをサブフレームメモリ４０４に供給している。サブ
フレームメモリ４０４は、自己の出力信号ＦＳＤが入力
信号ＳＤＩに対して丁度１フレーム遅れた画素関係とな
るように遅延素子として動作する。そして出力信号ＦＳ
Ｉ）は、情報再現器４０５に入力される。

情報再現器４０５は、補間フィルタにより構成されてお
り、情報減衰器４０３で減衰された情報を再現した信号
ＳＤ２を得る。

第１図（Ｃ）は、情報再現器４０５の例であり、信号Ｆ
ＳＤを、単位遅延素子５１、加算器５２、セレクタ５３
に入力する。

加算器５２には、単位遅延素子５１の出力も供給されて
おり、その加算出力をセレクタ５３に入力する。従って
セレクタ５３は、信号ＦＳＤと加算器５２の出力を交互
に選択し、補間された信号８０２を得ることができる。

加算器５２では、サブサンプルのときに失なわれたデー
タを、その前後のデータの平均をとることで再現してい
る。

このようにして得られた信号８０２と、端子１０１の信
号ＶＳ１とは、時間的には２フレームの差を有すること
になる。ここで、信号ＳＤ２とＶＳｌの差分を加算器４
０６で得ることにより、２フレーム差による第２の動き
情報Ｍ２を得ることができる。但し、この第２の動き情
報は、μ軸方向の高域成分の動き情報も含んでいる。

なお、サブサンプル処理によって、第１図（ｂ）に示す
ように、折り返し点がμ軸上で従来の１７２周波数に現
われて、この周波数以上の信号は折り返し成分となる。

しかし、この場合は、新しい折り返し点は、第１図（ｂ
）に示すように、μ軸上で変化するのみで、Ｕ、ｆ軸上
では変化しない。

従って、２フレーム間の差分を得る時は、ｆ軸上の演算
を行なうことであるから、動き検出のための情報には特
に変化を与えることは少なく、正確な動きの検出を得ら
れる。

上記したように得られた第１の動き情報Ｍ１、第２の動
き情報Ｍ２は、ロジック回路４０７に入力され、ディジ
タル演算される。ここで、得られの利得制御情報として
用いられる。これによって、加算器２１６の出力端には
、動き適応の輝度信号が分離導出され、加算器２１９の
出力端には動き適応の色信号が分離導出される。

上記したように、この発明は、動き情報を特に第２の動
き情報Ｍ２を得るための信号処理系路に情報減衰器４０
３、サブフレームメモリ４０４、情報再現器４０５を用
いることにより、フレームメモリの容量を大幅に減らす
ことができ、またこれによって、Ｙ／Ｃ分離の特性を変
えることはなく安価に実現できる。

第６図はこの発明の他の実施例を示している。

第１図の実施例に対応する箇所には、第１図と同じ符号
を付している。ここでは動き検出部のみを示し、他の部
分は省略している。まず、ビデオ信号ＶＳＩを端子１０
１に入力する。ここではまず第１にフレームメモリ２０
１、加算器４０１、ローパスフィルタ４０２によりμ軸
方向の低減成分の動きに関する情報Ｍ１が得られる。次
にフレームメモリ２０１の出力信号と入力のビデオ信号
は、それぞれのサブサンプル回路４０３と４１０でそれ
ぞれサブサンプルされ、情報減衰される。サブサンプル
回路４０３の出力は次のサブフレームメモリ４０４に入
力される。このサブフレームメモリ４０４は第１図で説
明したように、自らの出力信号と、サブサンプル回路４
１０の出力信号とがちょうど１フレーム遅れた画素関係
となる様な遅延素子として動作する。そして、サブフレ
ームメモリ４０４とナプサンプル回路４１０の出力信号
のフレーム間差を加算器４１１で演算し、この演舞結果
を次の補間フィルタ４１２で先にサブサンプルした情報
を再現して、μ軸上の高域成分の動きに間する情報を含
んでいる、２フレーム間差の動き信号Ｍ２を得る。この
後上記信＠Ｍｌ、Ｍ２をもとに動き信号変換ロジック回
路４０７で実際のミキサーに与える係数にと１−ｋを膏
るものである。

上記の実施例では先の実施例のようにｆ軸方向への折り
返しは生ぜず、また、現在の信号と２フレーム前の信号
には全く同じ条件で情報減衰を施しているので、サブフ
レームメモリ４０４とサブサンプル回路４１０の出力信
号の折り返しは同じ様に発生する。従ってこの２信号の
差分を加算器４１１で取ることによって完全な動きに関
する情報のみを取り出すことができる。

第７図は更に他の実施例を示す。ここでも第６図の場合
と同様にして動き検出部のみを示している。まず、ビデ
オ信号を端子１０１に入力する。

ここではまず第１にフレームメモリ７０４、ローパスフ
ィルタ７０５、ローパスフィルタ７０６、加算器７０９
によりμ軸方向の低域成分の動きに関する情報ｍ１Ｆｌ
！する。次にフレームメモリ７０４とローパスフィルタ
７０５との出力の差を加算器７０８で演算し、μ軸方向
の高域成分のみの信号を取り出す。同様にしてビデオ信
号の方もローパスフィルタ７０６、加算器７０７によっ
てμ軸方向の高域成分のみの信号を取り出す。加算器７
０７，７０６で取り出されたμ軸方向高域成分の信号は
それぞれサブサンプル回路７１０゜７１１にてサブサン
プルされ、このうちサブサンプル回路７１１の方の出力
信号は、サブフレームメモリ７１２に入力される。サブ
フレームメモリ７１２は第６図のサブフレームメモリと
同じく１フレームの遅延素子として働く。従ってサブフ
レームメモリ７１２とサブサンプル回路７１０の出力信
号の差を加算器７１３にて取り、この結果を次の補間フ
ィルタ７１４で補間し、先にサブサンプルした情報を補
なうことでμ軸上の高域成分のみの動きに関する情報、
即ち２フレーム間差動き信号ｍ２Ｆを得る。この後、上
記信号ｍ１　Ｆ。

ｍ２Ｆをもとに動き信号変換ロジック回路７１５で実際
のミキサーに与える係数に、１−にとを得るものである
。

上記の実施例では先の実施例と同じく、ｆ軸上の折り返
しは生ぜず、また現在の信号と２フレーム前の信号には
全く同じ条件で情報減衰しているので第７図の様に情報
減衰としてサブサンプルを用いたとすると、サブフレー
ムメモリ７１２とサブサンプル回路７１０の出力信号の
折り返しは同じ様に発生する。さらに加算器７１３の２
つの入力信号はローパスフィルタ７０５，７０６、加埠
器７０７．７０８によってμ軸方向の高域成分のみの信
号しか含まれていない。従って、第６図中信号Ｍ２はμ
軸上低高域両方の動き信号であったのに対し信号ｍ２Ｆ
は完全にμ軸高域成分の動き信号となる。

以上の様な構成とすることによってフレームメモリの容
量を減らし小さなコストにて動き検出器を構成すること
ができる。

［発明の効果１以上説明したように本発明は、Ｙ／Ｃ分離特性を劣化さ
せることなくフレームメモリの容量を大幅に低減するこ
とのできる動き検出器を提供す、ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）はこの発明の一実施例を示す回路図、第１
図（ｂ）は同図（ａ）の回路の動作を説明するのに示し
た周波数特性図、第１図（Ｃ）は、同図（ａ＞の情報再
現器の例を示す図、第２図（ａ）は従来の動き適応形Ｙ
／Ｃ分離回路を示す回路図、第２図（ｂ）、第２図（Ｃ
）はそれぞれ同図（ａ＞の動作を説明するのに示した特
性図、第３図は第２図（ａ）の回路をブロック化して示
す図、第４図、第５図は動き適応形Ｙ／Ｃ分離回路の動
作を説明するのに示した周波数特性図、第６図、第７図
はそれぞれ本発明の他の実施例を示す回路図である。１００・・・動画用Ｙ／Ｃ分離器、２００・・・静止画
用Ｙ／Ｃ分離器、３００・・・動き検出器、４０１゜４
０６・・・加算器、４０２・・・ローパスフィルタ、４
０３・・・情報減衰器、４０４・・・サブフレームメモ
リ、４０５・・・情報再現器。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第１図（ａ）第１　図（Ｃ）第２図（ａ）ｆ：時間方向周波数第２図（ｂ）第２図（ｃ）第３図（ａ）（ｂ）第４図（ａ）　　　　　　　　　　　　（ｂ）第５図

Claims

【特許請求の範囲】ディジタルビデオ情報をフレームメモリを用いて１フレ
ーム分遅延させ、１フレーム間の差分を求めて第１の動
き情報を得る手段と、前記ディジタルビデオ情報の２フ
レーム間の差分を求めて、第２の動き情報を得る手段と
、前記第１、第２の動き情報を用いて前記ビデオ情報の
画像の動きに応じて変化する動き検出信号を得る手段と
を具備した動き検出器において、前記２フレーム間の差分を求めるために前記フレームメ
モリの出力信号を、差分演算を得る加算器まで導びく系
路に、サブサンプリングによって情報量を減衰させる情
報減衰器と、この情報減衰器の出力を遅延させて出力す
るサブフレームメモリとを少なくとも具備したことを特
徴とする動き検出器。