JPS6386690A - 輝度信号色信号分離フイルタ - 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］ この発明は、輝度信号色信号分離フィルタに関し、特に
標準方式睨合カラーテレビジョン信号から輝度信号と色
信号とを分離する輝度信号色信号分離フィルタ（以下、
ＹＣ分離フィルタと称す）に関する。

［従来の技術］ 現行のカラーテレビジョン標準方式では、輝度の情報と
色の情報は周波数多重された複合信号として送られてく
るので、受像機ではこの情報を正しく輝度信号と色信号
とに分離する必要がある。

ＮＴＳＣ方式の複合カラーテレビジョン信号Ｓは、次式
（１）に示すように輝度信号Ｙと、２つの色差信号Ｕお
よび■（またはＩおよびＱ）を色副搬送波周波数ｆｓｃ
にて直角２相変調した色信号Ｃとの複合信号である。

Ｓ−Ｙ＋Ｃ−Ｙ＋Ｕｓｉｎ　　（２πｆｓｃｔ）＋Ｖｃ
ｏｓ　　（２πｒｓｃｔ）　　−（１）ここで、フレー
ム周波数ｆＦ　（３０Ｈｚ）　、フィールド周波数ｆ　
ｖ　（６０Ｈｚ）　、および水平走査周波数ｆ　Ｈ（１
５，７５ＫＨｚ）とすると、これら周波数と色副搬送波
周波数ｆｓｃとの間には次式（２）の関係がある。

１’ｓｃ　＝　ｈｓｓ　ｆＨ＝　ｔｔ、ｓｓ　　ｓｚｓ
　ｒｖｍ　＊！；Ｓ　　・５２５ｆＦ・・・（２）この
ため、ＮＴＳＣ方式複合カラーテレビジョン信号を色副
搬送波周波数ｆｓｃの４倍の標本化周波数ｆｓにて同期
標本化した場合、標本化信号系列は画面上で第２図のご
とき２次元配列をとる。

すなわち、ラインごとに色信号Ｃの位相が１８０゛反転
したものを色副搬送波の１周期に４サンプル抽出したも
のとなる。なお、図中、三角形と四角形で示したシンボ
ルは標本点Ｓを示し、またＹは輝度信号、ｃ、ｌは色信
号、Ｕ、Ｖは色差信号を示している。

一方、カラーテレビジョン信号を白黒テレビジョン信号
とコンパチビリティを持たせるため、複合カラーテレビ
ジョン信号では輝度信号の帯域内にスペクトラムが周波
数インターリーブするように色信号が周波数多重される
。このため受像機では、複合カラーテレビジョン信号か
ら正確に輝度信号Ｙと色信号Ｃとを分離するＹＣ分離フ
ィルタが必要となる。

従来のこの種のＹＣ分離フィルタとしては、第３図に示
すようなものが知られている。図において、このＹＣ分
離フィルタは、２つの１ライン遅延回路１および２と、
垂直方向フィルタ３と、帯域フィルタ４と、減算器５と
から構成される。第１の１ライン遅延回路１は、標本化
周波数ｆｓ（＝４ｆｓｃ）にて色副搬送波に同期標本化
された複合カラーテレビジョン信号系列１０１が入力さ
れ、この入力信号系列１０１を１ライン遅延させて１ラ
イン遅延信号１０２を出力するように構成されている。

第２の１ライン遅延回路２は、第１の１ライン遅延回路
１からの１ライン遅延信号１０２が入力され、この１ラ
イン遅延信号１０２をさらに１ライン遅延させて２ライ
ン遅延信号１０３を出力するように構成されている。垂
直方向フィルタ３は、上記入力信号系列１０１．１ライ
ン遅延信号１０２、および２ライン遅延信号１０３が入
力されて、色信号を含めたラインごとに交播するライン
交播信号１０４を出力するように構成されている。帯域
フィルタ４は、垂直方向フィルタ３のライン交播信号１
０４が入力されて、このライン交播信号１０４から高域
成分である色信号を分離して色信号１０５を出力する水
平方向バンドパスフィルタとして構成されている。減算
器５は、１ライン遅延信号１０２と色信号１０５とが入
力されて、１ライン遅延信号１０２から輝度信号を分離
して輝度信号１０６を出力するように構成されている。

次に、ＮＴＳＣ方式複合カラーテレビジョン信号に対す
る上記ＹＣ分離フィルタの動作について説明する。

この場合、標本化周波数ｆｓ−４ｆｓｃにて色副搬送波
に同期標本化された複合カラーテレビジョン入力信号系
列１０１は画面上で楯２図のごとく格子状の２次元配列
となる。また、１サンプルの遅延および１ラインの遅延
を表わす記号としてＺ変換を用いてｚ−１および２−１
とする。ここで、Ｚ−’−ｅｘｐ　（−ｊ２πｆ／４　
ｆ　ｓｃｌ　−（３）であり、またｆｓｃ−（４５５／
２）　　・ｆＨであるからＱ、−９１０となる。

今、第１の遅延回路１に第２図に示す複合カラーテレビ
ジョン信号系列１０１における複合信号Ｓ　（ｍ、ｎ＋
１）が入力されたとする。このとき第１の遅延回路１か
らの１ライン遅延信号１０２はＳ　（ｍ、　ｎ）であり
、第２の遅延回路２からの２ライン遅延信号１０３はＳ
（ｍ、ｎ−１）である。これら複合信号Ｓ　（ｍ、ｎ＋
１）、１ライン遅延信号Ｓ　（ｍ、ｎ）および２ライン
遅延信号Ｓ（ｍ、ｎ−１）は垂直方向フィルタ３に入力
され、この垂直方向フィルタ３にて色信号を含めたライ
ンごとに交信するライン交信信号１０４が抽出される。

なお、垂直方向フィルタ３の伝達関数Ｈｖ（ｚ）は、 Ｈｖ　（ｚ）　−ｔ＋　（１−Ｚ−）　２・・・（４）
である。つまり、この垂直方向フィルタ３では、テレビ
ジョン信号が近隣画素間で類似しているとみなして第２
図に示した画面上において座標（ｍ。

ｎ）におけるライン交信信号１０４を次式（５）で示さ
れるＨｃ　（ｍ、ｎ）として抜き取るものである。

Ｈｅ　（ｍ、　ｎ）　＝−土（Ｓ（ｍ、ｎ−１）キ ー２５　（ｍ、　ｎ）　＋Ｓ　（ｍ、　ｎ＋１）　１・
・・（５） このライン交信信号Ｈｃ　（ｍ、ｎ）は輝度信号を含む
ため、水平方向バンドパスフィルタ４にて高域成分であ
る色信号がＨｃ　（ｍ、　　ｎ）から分離されて色信号
Ｃ（ｍ、ｎ）１０５として出力される。なお、水平方向
バンドパスフィルタ４の伝達関数Ｈｈ　（ｚ）は、たと
えば （１＋Ｚ　　）・（１＋ｚ　　） である。

一方、減算器５には第１の遅延回路１からの１ライン信
号Ｓ　（ｍ、ｎ）と水平方向バンドパスフィルタ４から
の色信号Ｃ（ｍ、ｎ）が入力されて輝度信号１０６が次
式（６）で示されるＹ　（ｍ。

ｎ）として出力される。

Ｙ　（ｍ、ｎ）−５（ｍ、ｎ）−Ｃ（ｍ、ｎ）・・・（
６） ［発明が解決しようとする問題点］ 上記のように構成された従来のＹＣ分離フィルタは、複
合カラーテレビジョン信号の標本化列である画素が、画
面上で隣接している場合は相互に類似しているという仮
定の下に、固定の垂直方向フィルタ３と水平方向バンド
パスフィルタ４とを組合わせてなるものである。

しかし、上記のようなものにあっては、画像の輝度およ
び色の変化が激しい領域において、輝度信号および色信
号が相互のチャネルに漏れることがあり、このためクロ
スカラーによる色の濁りやドツト妨害等の再生画像の乱
れが生ずるという問題点を有していた。また、細かな縦
縞や横縞等の画像のように輝度信号が高域となる部分に
おいては、複合カラーテレビジョン信号には輝度信号の
み含まれ色信号は含まれない場合があるが、このような
場合においても上記ＹＣ分離フィルタでは輝度信号およ
び色信号を両方出力するように構成されているので、原
信号に忠実な信号分離が行なえず画像がぼやけてしまう
という問題点もあった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、複合カラーテレビジョン信号からクロスカラ
ーやドツト妨害がなく、解像度の高い輝度信号および色
信号を得ることのできるような輝度信号色信号分離フィ
ルタを提供することを目的とする。

［問題点を解決するだめの手段］ この発明に係る輝度信号色信号分離フィルタは、入力標
本化信号を遅延して輝度信号１電信号を分離しようとす
る注目標本点の値およびこれに隣接する標本点の値を出
力する遅延回路と、上記注目標本点および隣接標本点の
値により画像の相関を判別する判別手段と、この判別結
果をもとに画像の変化の少ない領域に属する２つの標本
点の値を選択して出力する第１のセレクタと、この第１
のセレクタの出力と注目標本点の値とから注目標本点の
輝度信号を分離する分離回路と、上記判別結果をもとに
分離された輝度信号か注目標本点の値のどちらかを選択
して輝度信号として出力する第２のセレクタと、この第
２のセレクタの出力を注目標本点の値から減じて色信号
として出力する減算器とを設けたものである。

［作用コ この発明においては、注目標本点およびこれに隣接する
標本点により画像の変化の少ない方向を判別し、当該判
別結果により上記画像の変化の少ない領域に属する２つ
の標本点を選択し、当該標本点の値により注目標本点の
輝度信号と色信号とを分離し、画像の急峻な変化点にお
いてもクロスカラーの少ない分離を可能にし、さらに、
色信号成分の含まれない輝度信号の高域では、注目標本
点の値をそのまま出力することで解像度を高くすること
ができる。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。なお
、以下に説明するこの発明の一実施例に係る同期標本化
信号系列の画面Ｆでの配列は第２図に示すものと同様で
ある。すなわち、入力アナログ複合テレビジョン信号を
、当該信号の色副搬送波周波数ｆｓｃの４倍の周波数の
標本化パルスで色副搬送波に同期標本化することにより
、色信号の位相に着目すると上記第２図で示すような配
列の標本化点が得られる。

第１図はこの発明の一実施例の輝度信号色信号分離フィ
ルタを示す概略ブロック図である。図において、この実
施例は、２つの１ライン遅延回路６ａおよび６ｂと、８
つのドツト遅延回路７ａ〜７ｈと、画像の相関を判別す
る相関判別回路８と、２つのセレクタ９および１１と、
分離フィルタ１０と、減算器１２とを含んで構成される
。なお、図示していないが、この実施例のＹＣ分離フィ
ルタには、色副搬送波周波数の４倍の周波数の標本化信
号を発生する標本化パルス発生回路と、人力されるアナ
ログ複合カラーテレビジョン信号を上記標本化信号を用
いてディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを備えて
おり、このＡ／Ｄ変換器の出力が複合カラーテレビジョ
ン信号の同期標本化信号系列１００として第１の１ライ
ン遅延回路６ａおよびドツト遅延回路７ａに与えられる
。ドツト遅延回路７ａの出力はドツト遅延回路７ｂでさ
らに遅延された後、標本点信号１０３として相関判別回
路８に与えられる。また、第１の１ライン遅延回路６ａ
の出力は標本点信号１０５として相関判別回路８に与え
られるとともに、２つのドツト遅延回路７Ｃおよび７ｄ
で遅延された後、標本点信号１０１として相関判別回路
８に与えられる。さらに、ドツト遅延回路７ｄの出力は
２つのドツト遅延回路７ｅおよび７ｆによって遅延され
た後、標本点信号１０４として相関判別回路８に与えら
れる。また、第１の１ライン遅延回路６ａの出力は第２
の１ライン遅延回路６ｂ、２つのドツト遅延回路７ｇお
よび７ｈによって遅延された後、標本点信号１０２とし
て相関判別回路８に与えられる。これら５つの標本点信
号１０１〜１０５は、それぞれ、第２図に同じ番号で示
した５つの標本点と対応している。すなわち、１ライン
遅延回路６ａおよび６ｂとドツト遅延回路７ａ〜７ｈと
で、第２図中の５つの標本点１０１〜１０５における複
合信号Ｓ　（ｍ、　　ｎ）　、　　Ｓ　（ｍ、　　ｎ−
１）、　Ｓ　（ｍ、　ｎ＋１）　、　Ｓ　（ｍ−２，ｎ
）　、　Ｓ　（ｍ＋’ｌ、ｎ）を同時に出力する遅延手
段が構成されている。ここで、各ドツト遅延回路７はＺ
−’（１サンプル分の遅延）に相当する標本点信号の遅
延を、また１ライン遅延回路６はＺ−Ｌ　（１ライン分
の遅延）に相当する標本点の遅延を実行するように構成
されている。そして、第２図中、標本点１０１が輝度信
号２電信号を分離しようとする注目標本点であり、標本
点１０２．１０３が垂直方向隣接標本点であり、標本点
１０４，１０５が水平方向隣接標本点である。

相関判別回路８は、上記注目標本点１０１と垂直方向隣
接標本点１０２，１０３および水平方向隣接標本点１０
４，１０５との相関を判別し、判別信号１０６と１０７
を出力するように構成されている。第１のセレクタ９は
、上記判別信号１０６と前述の遅延手段からの標本点信
号１０２，１０３．１０４，１０５とを受け、この判別
信号１０６に基づいて標本点信号１０２，１０３，１０
４．１０５の中から２つの標本点信号を選択し、標本点
信号１０ｇおよび１０９として出力するように構成され
ている。分離フィルタ１０は、第１のセレクタ９の出力
１０８および１０９と注目標本点１０１とを受け、注目
標本点１０１の分離輝度信号１１０を出力するように構
成されている。

第２のセレクタ１１は、相関判別回路の出力１０７に従
って、分離輝度信号１１０あるいは注目標本点の標本点
信号１０１のどちらかを輝度信号１１１として出力する
ように構成されている。減算器１２は、標本点信号１０
１から上記輝度信号１１１を減じて分離色信号１１２を
出力するように構成されている。

次に、上記実施例の動作を説明する。

まず、図示しないＡ／Ｄ変換器によって、標本化周波数
ｆｓ−４・ｆｓｃにて色副搬送波に同期標本化された複
合カラーテレビジョン信号系列１００は、８個のドツト
遅延回路７８〜７ｈと２個の１ライン遅延回路６ａ、６
ｂとにより所定の遅延を受け、画面上で隣接する５個の
標本点の信号が同時に出力される。このとき、第２図に
おける画面上で座標（ｍ、　　ｎ）の位置の複合カラー
テレビジョン信号Ｓ　（ｍ、　　ｎ）がドツト遅延回路
７ｄの出力に現われた時点では、ドツト遅延回路７ｈの
出力１０２が信号Ｓ（ｍ、ｎ−１）に対応し、ドツト遅
延回路７ｂの出力１０３が信号Ｓ　（ｍ。

ｎ＋１）に対応し、ドツト遅延回路７ｆの出力１０４が
信号Ｓ（ｍ−２，ｎ）に対応し、１ライン遅延回路６ａ
の出力１０５が信号Ｓ　（ｍ＋２．　　ｎ）に対応する
。そして、信号Ｓ　（ｍ、ｎ）と、信号Ｓ　（ｍ、　ｎ
−１）　、　Ｓ　（ｍ、　ｎ＋１）　、　Ｓ　（ｍ　−
２、ｎ）、Ｓ　（ｍ＋２．ｎ）とは、その色副搬送波の
位相が１８０°異なっている。

上記各標本点の信号は、相関判別回路８に入力され、こ
の相関判別回路８では以下の演算が行なわれる。

ＤＶ１＝　ｌ　Ｓ（ａ＋、ｎ）−９（ｍ、ｎ−１）　　
ｌ　　＋　ｌ　Ｓ（ｍ、ｎ）’−３（ＩＩｌ、ｎ＋ｌメ
Ｄｌｌｌ−ｌ　　Ｓ（ａ＋、ｎ）−３（ｍ−２，ｎ）　
　　ｌ　　＋　　ｌ　　Ｓ（ｍ、ｎ）−３（１１＋２．
ｎ）ＩＤＶ２＝ｌｌ　　Ｓ（ｍ、ｎ）−３（Ｉｌ、ｎ−
１）　　　ｌ　　−ｌ　　Ｓ（ｍ、ｎ）−８（ｍ、ｎ＋
１）ＩＩＤＩＩ２＝ｌＩ　５（ｔｔｒ、ｎ）−８（ｔｔ
ｒ−２，ｎ’）　　Ｉ　−Ｉ　Ｓ（ｍ、ｎ）−８（ｍ＋
２．ｎ）Ｉｆここで、差分絶対値が小さいほど２つの標
本点間の波形変化は小さい。すなわち相関が大きいもの
となる。また、相関判別回路８では、差分絶対値ＤＶ２
とＤＨ２を比較し、どちらが小さいかを判別する信号１
０６を出力する。したがって、この判別信号１０６は、
注目標本点１０１に対して画像の波形変化が小さい方向
を示す信号となる。また、相関判別回路８は、差分絶対
値ＤＶＩとＤＨｌを予め定められた基準値に１１３と比
較し、差分絶対値ＤＶＩ、ＤＨ２の少なくとも一方が基
準値によりも小さい場合は判別信号１０７を出力する。

この判別信号１０７が出力されたときは、注目標本点１
０１における輝度信号が高域になっており、当該注目標
本点１０１における複合カラーテレビジョン信号に色信
号成分が含まれていない場合である。このような条件を
満たすために、基準値には予めシミュレーションによっ
て定められるが、その値はたとえば３０〜７０程度の無
次元数である。

相関判別回路８からの判別信号１０６を受けた第１のセ
レクタ９は、分離演算用の標本点信号１０８と１０９を
出力する。この出力は以下のように切換えられる。

差分絶対値ＤＶ２がＤＨ２より小さい場合Ｓ（ｍ、ｎ−
１）とＳ　（ｍ、　ｎ＋１）差分絶対値ＤＶ２がＤＨ２
より大きい場合Ｓ（ｍ−２，ｎ）とＳ　（ｍ＋２．　ｎ
）この分離演算用標本点信号１０８，１０９は分離フィ
ルタ１０に入力され、当該分離フィルタ１０は、上記分
離演算用標本点信号１０８，１０９および注目標本点の
信号１０１すなわちＳ　（ｍ、　　ｎ）を用いて、以下
の式により分離輝度信号ＹａｌｌＯを出力する。

Ｙａ＝　！２・Ｓ　（ｍ、ｎ）＋ＢＰ１＋ＢＰ２１　／
４但しＢＰＩ、ＢＦ２は分離演算用標本点信号１０８．
１０９である。

第２のセレクタ１１では、相関判別回路８の出力１０７
を受け、差分絶対値ＤＶＩ、ＤＨＩの少なくともいずれ
か一方が基準値によりも小さい場合には注目標本点の信
号１０１を出力し、差分絶対値ＤＶＩ、ＤＨＩがともに
基準値によりも大きい場合には分離輝度信号１１０を出
力し、輝度信号Ｙを得る。

そして、この第２のセレクタ１１の出力である輝度信号
Ｙを注目標本点の信号１０１すなわちＳ（ｍ、　　ｎ）
から減算器１２を用いて減じ、分離色信号Ｃ１１２を得
る。すなわち、 Ｃ−５（ｍ、　　ｎ）　−Ｙ として分離色信号を得る。ここで、第２のセレクタ１１
が注目標本点の信号１０１を選択して出力したとき、す
なわち相関判別回路１０８が色信号成分のないことを検
出したときは、減算器１２の出力はＯとなる。したがっ
て、このときは輝度信号と色信号の分離は行なわれず、
注目標本点の信号１０１がそのまま輝度信号Ｙとして出
力される。

これによって、色信号成分がないときも原信号に忠実な
信号分離が行なえる。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、各標本点の輝度信号
９電信号の分離を行なうに際し、当該標本点の近隣の標
本点の値を用いて複合カラーテレビジョン信号の波形変
化の小さい方向を検出し、その方向の標本点信号を使用
して輝度信号と色信号を分離し、さらに色信号成分のな
い輝度信号の変化の激しいところでは、複合カラーテレ
ビジョン信号をそのまま出力するようにしたので、クロ
スカラーやドツト妨害がない高解像度なカラー画像を再
生することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略ブロック図であ
る。第２図はＮＴＳＣ方式カラーテレビジョン信号の１
フイ一ルド分を色副搬送波の４倍の周波数で同期標本化
した信号系列の画面上での配列を示す図である。第３図
は従来の輝度信号色信号分離フィルタの構成を示すブロ
ック図である。 図において、６ａおよび６ｂは１ライン遅延回路、７ａ
〜７ｈはドツト遅延回路、８は相関判別回路、９および
１１はセレクタ、１０は分離フィルタ、１２は減算器、
１００は複合カラーテレビジョン信号の標本化信号系列
、１０１〜１０５は遅延手段によって抽出された注目標
本点およびその近隣の標本点の標本点信号を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定の標本化周波数にて色副搬送波に同期標本化
   された複合カラーテレビジョン信号が入力され、当該カ
   ラーテレビジョン信号を遅延することによって、輝度信
   号、色信号を分離しようとする注目標本点である第１の
   標本点の値と、それぞれその色副搬送波の位相が当該注
   目標本点のそれと１８０°異なりそれぞれ当該注目標本
   点の上、下、左、右にあってこれに最も隣接する第２、
   第３、第４、第５の標本点の値とを同時に出力するため
   の遅延手段、 前記遅延手段の出力が入力され、前記注目標本点に対し
   て画像の変化の少ない方向を判別してその判別結果であ
   る第１の判別信号を出力するとともに、当該注目標本点
   が色信号成分のない部分であるか否かを判別してその判
   別結果である第２の判別信号を出力する判別手段、 前記判別手段からの第１の判別信号を受け、前記第２な
   いし第５の標本点の中から画像の変化の少ない領域に属
   する２つの標本点の値を選択して出力する第１のセレク
   タ、 前記第１のセレクタの出力と前記遅延手段からの注目標
   本点の値とを受け、当該注目標本点の輝度信号を分離す
   る分離回路、 前記分離回路の出力と前記遅延手段からの注目標本点の
   値とを受け、前記判別手段からの第２の判別信号に従い
   、当該分離回路の出力あるいは注目標本点の値のいずれ
   かを選択して輝度信号として出力する第２のセレクタ、
   および 前記第２のセレクタの出力を前記注目標本点の値から減
   じて色信号として出力する減算器を備えた、輝度信号色
   信号分離フィルタ。
2. （２）前記判別手段は、前記注目標本点と前記第２、第
   ３、第４、第５の標本点間の差分絶対値をそれぞれ第１
   、第２、第３、第４の差分絶対値としたとき、 前記第１の差分絶対値と第２の差分絶対値間の差分絶対
   値と、前記第３の差分絶対値と第４の差分絶対値間の差
   分絶対値とを演算して両者を比較し、その比較結果を指
   示する信号を前記第１の判別信号として出力し、 前記第１の差分絶対値と第２の差分絶対値間の和および
   前記第３の差分絶対値と第４の差分絶対値間の和を演算
   して予め定められた基準値と比較し、どちらかの和が当
   該基準値よりも小さいときこれを指示する信号を前記第
   ２の判別信号として出力するように構成されている、特
   許請求の範囲第１項記載の輝度信号色信号分離フィルタ
   。