(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クロミナンス信号成分をより低い垂直サンプリング速度にダウンコンバートすることによってディジタル成分ビデオ信号から導出された、ディジタル成分ビデオ信号の垂直クロミナンス遷移部を強調するための方法であって、
前記ディジタル成分ビデオ信号は、それが導出されたディジタル成分ビデオ信号と同じサンプリング速度を有する輝度成分を有し、
前記方法は、
クロミナンス信号成分を、ビデオ信号クロミナンス成分がダウンコンバートされる前の、もとのビデオ信号のサンプリング速度に匹敵する、より高い垂直サンプリング速度にアップコンバートするステップと、
輝度信号成分内の垂直遷移部から帯域伸長制御信号を導出するステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分を垂直方向に帯域伸長するステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分の帯域伸長を前記制御信号で制御するステップとを含む、方法。
【請求項２】
クロミナンス信号成分をより低い垂直サンプリング速度にダウンコンバートすることによってディジタル成分ビデオ信号から導出された、ディジタル成分ビデオ信号の垂直クロミナンス遷移部を強調するための方法であって、
クロミナンス信号成分を、ビデオ信号クロミナンス成分がダウンコンバートされる前の、もとのビデオ信号のサンプリング速度に匹敵する、より高い垂直サンプリング速度にアップコンバートするステップと、
アップコンバートされたクロミナンス信号成分における垂直遷移部から帯域伸長制御信号を導出するステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分を垂直方向に帯域伸長するステップと、
クロミナンスの遷移が起こると、前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分の帯域伸長をクロミナンスから導出された制御信号で制御するステップとを含む、方法。
【請求項３】
クロミナンス信号成分をより低い垂直サンプリング速度にダウンコンバートすることによってディジタル成分ビデオ信号から導出された、ディジタル成分ビデオ信号の垂直クロミナンス遷移部を強調するための方法であって、
前記ディジタル成分ビデオ信号は、それが導出されたディジタル成分ビデオ信号と同じサンプリング速度を有する輝度成分を有し、
前記方法は、
クロミナンス信号成分を、ビデオ信号クロミナンス成分がダウンコンバートされる前の、もとのビデオ信号のサンプリング速度に匹敵する、より高い垂直サンプリング速度にアップコンバートするステップと、
輝度信号成分における垂直遷移部から帯域伸長制御信号を導出するステップと、
アップコンバートされたクロミナンス信号成分における垂直遷移部から帯域伸長制御信号を導出するステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分を垂直方向に帯域伸長するステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分の帯域伸長を、（１）輝度の遷移が起こる場合には輝度から導出された制御信号で、かつ、（２）輝度の遷移のないクロミナンス遷移が起こる場合にはクロミナンスから導出された制御信号で、制御するステップとを含む、方法。
【請求項４】
クロミナンス信号成分をより低い垂直および水平のサンプリング速度にダウンコンバートすることによってディジタル成分ビデオ信号から導出された、ディジタル成分ビデオ信号の垂直および水平のクロミナンス遷移部を強調するための方法であって、
前記ディジタル成分ビデオ信号は、それが導出されたディジタル成分ビデオ信号と同じサンプリング速度を有する輝度成分を有し、
前記方法は、
クロミナンス信号成分を、ビデオ信号クロミナンス成分がダウンコンバートされる前のビデオ信号のサンプリング速度に匹敵する、より高い垂直および水平のサンプリング速度にアップコンバートするステップと、
輝度信号成分内の垂直遷移部および水平遷移部からそれぞれ、帯域伸長制御信号を導出するステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分を垂直方向および水平方向の両方で帯域伸長するステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分の帯域伸長を、垂直方向および水平方向の両方の前記制御信号で制御するステップとを含む、方法。
【請求項５】
クロミナンス信号成分をより低い垂直および水平のサンプリング速度にダウンコンバートすることによってディジタル成分ビデオ信号から導出された、ディジタル成分ビデオ信号の垂直および水平のクロミナンス遷移部を強調するための方法であって、
クロミナンス信号成分を、ビデオ信号クロミナンス成分がダウンコンバートされる前のビデオ信号のサンプリング速度に匹敵する、より高い垂直および水平のサンプリング速度にアップコンバートするステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分内の垂直遷移部および水平遷移部からそれぞれ、帯域伸長制御信号を導出するステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分を垂直方向および水平方向の両方で帯域伸長するステップと、
垂直または水平のクロミナンス遷移が起こると、そのアップコンバートされたクロミナンス信号成分の帯域伸長をクロミナンスから導出された制御信号で制御するステップとを含む、方法。
【請求項６】
クロミナンス信号成分をより低い垂直および水平のサンプリング速度にダウンコンバートすることによってディジタル成分ビデオ信号から導出された、ディジタル成分ビデオ信号の垂直および水平のクロミナンス遷移部を強調するための方法であって、
前記ディジタル成分ビデオ信号は、それが導出されたディジタル成分ビデオ信号と同じサンプリング速度を有する輝度成分を有し、
クロミナンス信号成分を、ビデオ信号クロミナンス成分がダウンコンバートされる前のビデオ信号のサンプリング速度に匹敵する、より高い垂直および水平のサンプリング速度にアップコンバートするステップと、
輝度信号成分内の垂直遷移部および水平遷移部からそれぞれ、帯域伸長制御信号を導出するステップと、
アップコンバートされたクロミナンス信号成分内の垂直遷移部および水平遷移部から帯域伸長制御信号を導出するステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分を垂直方向および水平方向の両方で帯域伸長するステップと、
前記アップコンバートされたクロミナンス信号成分の垂直および水平の帯域伸長を、（１）垂直または水平の輝度遷移が起こる場合には輝度から導出された制御信号で、かつ（２）垂直または水平のクロミナンス遷移が、それぞれ垂直または水平の輝度遷移を伴わずに起こる場合には、クロミナンスから導出された制御信号で、制御するステップとを含む、方法。
【請求項７】
前記ディジタル成分ビデオ信号はＣＣＩＲ６０１（４：２：２）フォーマットの信号から導出された４：２：０フォーマットの信号である、請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、テレビジョン信号処理に関する。より特定的には、この発明は、たとえば４：２：０フォーマットのディジタル成分ビデオ信号であって、劣化した垂直クロミナンス遷移部を有するテレビジョン信号の垂直解像度を高めるための、改良された信号処理装置および方法に関する。この装置および方法は、４：２：０フォーマットのディジタル成分ビデオ信号を変換して、ＣＣＩＲ６０１（４：２：２）フォーマットのディジタル成分ビデオ信号に戻すための構成の、一部であり得る。このような構成は、再構成された４：２：２フォーマットの信号が、その再生時に、４：２：０フォーマットの信号が導出された、もともとの４：２：２フォーマットのディジタル成分ビデオ信号に心理的に見て匹敵する垂直クロミナンス解像度を提供し、かつ、心理的に見て不快なアーティファクトを比較的有さないものにするためのものである。
背景技術
ディジタル成分ビデオフォーマットの階層が、ますます用いられるようになってきている。フォーマットは、ＣＣＩＲ（国際無線通信諮問委員会）(International Radio Consultative Committee)、ＩＳＯ／ＭＰＥＧ（国際標準化機構の動画像専門家グループ）(the Motion Picture Experts Group of the International Standards Organization)、ＳＭＰＴＥ（動画・テレビ技術者協会）（Society of Motion Picture and Television Engineers)、ＥＢＵ（ヨーロッパ放送連合）(European Broadcasting Union)、ならびに他の産業団体、政府団体および準政府団体の、勧告、規格および圧縮アルゴリズムに従って、今なお進展し続けている。
ＣＣＩＲの勧告６０１に従って当初スタジオレベルのインタフェースとして開発された４：２：２フォーマットが、規格になっている。４：２：２フォーマットの信号はしばしば、ＣＣＩＲ６０１信号と称される。ディジタル成分フォーマットの階層では、成分ビデオ信号とは、輝度信号（Ｙ）および２つの色差信号（ＣｒおよびＣｂ）である。これらはＹ、Ｒ′−Ｙ、およびＢ′−Ｙがスケーリングされかつオフセットされたものであって、ここでＲ′およびＢ′はガンマ補正された赤および青信号である。ディジタル成分フォーマットは、ＮＴＳＣおよびＰＡＬ等の、種々のテレビジョン信号規格と互換性がある。たとえば、ＰＡＬシステムのＵおよびＶクロミナンス成分は、ＣｒおよびＣｂ信号成分から導出され得る。４：２：２フォーマットでは、輝度信号のサンプリング速度が１３．５ＭＨｚであり、各クロミナンス信号は、その半分である６．７５ＭＨｚでサンプリングされる。
伝送帯域幅および記憶帯域幅を節約するために、ＣＣＩＲ  ６０１  ４：２：１  ２−１インタレースフォーマット信号はしばしば、データ縮小ディジタル成分ビデオフォーマットにダウンコンバートされる。データ縮小ディジタル成分ビデオフォーマットは、垂直クロミナンス走査速度が半減される４：２：０フォーマット、ＣｒおよびＣｂのサンプリング速度が各々半減される４：１：１フォーマット、ならびに、Ｙ、ＣｒおよびＣｂの各サンプリング速度が半減される２：１：１フォーマットがある。また、種々のデータ縮小方法もやはり、２−１インタレースフォーマット信号を、補間、フィールドの併合、またはフィールドを１つおきに廃棄することによって、順次走査フォーマットに変換する。高品質の再生のためには、データ縮小フォーマットのビデオ信号は、表示に先立って、４：２：２  ２−１インタレースフォーマットに戻すようアップコンバートされることが好ましい。
２−１インタレース４：２：２フォーマット信号が４：２：０フォーマットの２−１インタレース信号にダウンコンバートされて、再び４：２：２フォーマットにアップコンバートされるシステムの場合、結果として得られる画像が高品質ディスプレイ上で、すなわち、ドットサイズの小さい直視式モニタまたは３つの単色カラー管を用いる投影法等で再生されるときには、そのクロミナンス解像度はもともとの４：２：２フォーマットの信号の解像度よりも視覚的に劣る。
したがって、データが縮小された４：２：０フォーマットの信号から、視覚的に望ましくないアーティファクトを生成することなく、もともとの４：２：２フォーマットの信号に匹敵するビデオ信号を再構築することのできる、再生システムに対する必要があるが、それはまだ満たされていない。
発明の概要
この発明の教示に従って、劣化した垂直クロミナンス遷移部を有するテレビジョン信号の垂直解像度が高められる。この発明の原理は他の環境にも応用が可能であるが、好ましい実施例においては、受け取られた４：２：０フォーマットの２−１インタレースディジタル成分ビデオ信号が４：２：２フォーマットの２−１インタレースディジタル成分ビデオ信号にアップコンバートされ、かつ、４：２：０フォーマットの信号が導出されたもともとの４：２：２フォーマットの信号の、より広い帯域幅の垂直クロミナンス解像度をより厳密にシミュレートするために、そのクロミナンス成分に垂直クロミナンス帯域伸長エンハンスメント信号が合成される。
第１の実施例においては、垂直クロミナンスエンハンスメント信号は、４：２：０フォーマット信号の輝度成分内の垂直遷移部から導出される。第２の実施例においては、４：２：０フォーマット信号の輝度成分内に垂直遷移部が存在すればその垂直遷移部から垂直クロミナンスエンハンスメント信号が導出され、また、輝度遷移部がない場合には、４：２：０フォーマット信号のサンプリング速度が減じられたクロミナンス成分から、垂直クロミナンスエンハンスメント信号が導出される。
どの実施例においても、垂直クロミナンスエンハンスメント信号は、広い帯域幅の垂直ディテール信号をシミュレートする「帯域幅エンハンスメント」信号である。垂直クロミナンスディテール信号は、４：２：０フォーマットのビデオ信号自体から自ら導出されるものであり、伝送または記憶されるのに補助信号を必要としない。
垂直領域におけるスペクトルまたは帯域の伸長は、垂直遷移部の立上がり時間を短縮し、はっきり認められるほどのプレシュート、オーバシュートまたはリンギングをなくして遷移部を急峻にする。スペクトルまたは帯域の伸長は、ノンリニアエンハンサによってもたらされ得る。ノンリニアエンハンサは、少なくともいくつかの信号遷移振幅レベルで、印加された信号の帯域幅を垂直領域内のもともとのスペクトルの制御された高調波ひずみによって伸長する。高調波ひずみは、多種のノンリニア処理によって、たとえば乗算手段およびゲート手段による処理によって、実現され得る。このような装置は、当該技術分野では他の名称でもまた公知であり、たとえば「映像クリスプナ」ならびに、「制御された高調波生成」、「スペクトル伸長」、「プレシュートおよびオーバシュートのない、より短い立上がり時間および立下がり時間」、「乗算エンハンスメント」および「ゲート式エンハンスメント」を提供する信号プロセッサ等を含む。
先行技術のスペクトル伸長の例は、ゴールドマーク（Goldmark）およびリーブズ（Reeves）に対する米国特許番号第２，７４０，０７１号、ハリウッド（Hollywood）への米国特許番号第２，８５１，５２２号、ならびに、ＩＲＥの会報（Proceedings of the IRE）の１９５１年１０月号、第１３１４頁の、ゴールドマークおよびハリウッドによる「テレビジョン画像の鮮鋭度を改善するための新技術」（“A New Technique for Improving the Sharpness of Television Pictures”）と題された記事内に記載されている。ノンリニアのスペクトル伸長技術における改良点は、本発明者の先の米国特許番号第４，０３０，１２１号に示されており、ノンリニア信号エンハンスメントの他の例は、本発明者の米国特許第４，５０４，８５３号および第５，０１４，１１９号に示されている。このプロセスは、水平方向および垂直方向に等しく応用が可能である。本発明者は、当人の米国特許第５，１５１，７８３号および第５，２３７，４１４号において、ノンリニアエンハンスメントが垂直領域でいかにして応用され得るかを説明している。この段落内に示された上述の米国特許の各々は、ここにその全文が引用により援用される。
【図面の簡単な説明】
図１Ａは、先行技術の構成のうちの、４：２：２フォーマットのディジタル成分ビデオ信号を４：２：０フォーマットの信号にダウンコンバートする、クロミナンス処理部分を示すブロック図である。
図１Ｂは、受取られた４：２：０フォーマットのディジタル成分ビデオ信号の輝度成分から垂直クロミナンス帯域伸長エンハンスメント信号を導出する、この発明の第１の実施例を示すブロック図である。
図２Ａ−２Ｋは、図１の実施例の動作を理解するのに有益である、一連の理想化された波形である。これらの図は垂直領域における画像の振幅のサンプルを示すが、ここで振幅が縦座標（垂直座標）であり、時間が横座標（水平座標）である。サンプル間の間隔は、垂直走査線の時間である１Ｈである。
図３は、垂直クロミナンス帯域伸長エンハンスメント信号が、受取られた４：２：０フォーマットのディジタル成分ビデオ信号の輝度成分またはクロミナンス成分のいずれかから導出される、この発明の第２の実施例のブロック図である。
図４Ｍ−４Ｒは、図３の実施例の動作を理解するのに有益である、一連の理想化された波形である。図４Ｍ−４Ｑは、垂直領域における画像の振幅のサンプルを示す。ここで縦座標（垂直座標）は振幅であり、横座標（水平座標）は時間である。サンプルは、垂直走査線の時間である１Ｈだけ間隔があけられている。図４Ｒは、スイッチ（縦座標）対時間（横座標）の、オンおよびオフ状態を示すタイミング図である。
発明の詳細な説明
ここで図１Ａを図２Ａ−２Ｃの波形とともに参照して、図１Ａは規格化委員会（「ＭＰＥＧ委員会」）が現在提案する、４：２：０フォーマットのディジタル成分ビデオ信号を生成するためにＣＣＩＲ６０１（４：２：２）フォーマットのディジタル成分ビデオ信号の多重化されたＣｒおよびＣｂのクロミナンス成分を変換する方法の機能的ブロック図を示す。次の段落で説明するように、Ｙ成分信号は幾分修正されるもののダウンコンバートはされないので、わかりやすくするために、Ｙ成分チャネルは示されていない。
提案された規格に従って、ＣＣＩＲ６０１信号を４：２：０フォーマットに変換するために、信号は、７２０輝度ペル／ラインから、左から８ペルを右から８ペルを取除くことにより、７０４ペル／ラインにクロッピングされる。また、３６０クロミナンスペル／ラインが、左から４ペルを右から４ペルを取除くことによって、３５２ペル／ラインにクロッピングされる。２−１インタレース輝度フィールドのすべての対は、幾何学的順序で（図示しない手段によって）併合されて、順次走査されたフレームが形成される。
図２Ａは、（クロッピングの前または後の）もともとの４：２：２フォーマット信号のポイントＡにおけるクロミナンス成分内の急峻な垂直遷移部を示す。クロミナンスの垂直走査速度および水平走査速度を、望ましくないエイリアジングを発生することなく各々２分の１だけダウンコンバートするために、クロミナンス信号成分は間引く前に垂直領域においてローパスフィルタにかけられなくてはならない。ある規格（ＭＰＥＧ−１、ＳＩＦ、ＣＩＦ）では、信号は水平領域でもローパスフィルタにかけられるが、ＭＰＥＧ−２の場合には水平のローパスフィルタにかけられることはない。したがって、図２ＡのポイントＡにおける波形は、垂直領域のローパスフィルタ２にかけられる。提案された規格に従って、ローパスフィルタ２は、フィールド１を予めフィルタにかける７−タップの垂直フィルタを含み、このフィルタは［−２９，０，８８，１３８，８８，０、−２９］／２５６の係数を有する。ローパスフィルタ２はまた、フイールド２を予めフィルタにかける４−タップの垂直フィルタを含み、このフィルタは［１，７，７，１］／１６の係数を有する。以下に説明するように、フィルタにかけられたフィールドは続いて、垂直に２ごとにサブサンプリングされ（間引かれ）、その後、（図示しない手段によって）併合されて、順次走査されたフレームが形成され得る。
ポイントＢにおけるローパスフィルタ（ＬＰＦ）２の出力が、図２Ｂに示される。遷移は今や、図２Ａのように１本の垂直ラインのみにわたって起こるのではなく、６または７本の垂直ラインにわたって起こり（図２Ｂ）、垂直解像度が低下する。クロミナンス信号はまた、水平のローパスフィルタ４にかけられ、それにより水平の帯域幅が影響を受けるが、これは、図２Ａ−２Ｋの垂直領域の波形には示されない。クロミナンス信号成分は、垂直のローパスフィルタにかけられた後に、デシメータ６によって垂直方向に２分の１だけ間引かれる。垂直に間引いた影響が、図２Ｃに示されるが、この図で垂直サンプルは１つおきに省かれ、したがって垂直の走査速度が半減する。水平方向でもローパスフィルタをかける場合には、デシメータ６が水平領域でも動作する（２分の１だけ間引く）。
４：２：０フォーマットのディジタル成分ビデオ信号は、伝送（無線伝送または有線伝送）されるかまたは、（ビデオディスク、ビデオテープ等に）記憶され得る。所望であれば、成分は、伝送または記憶に先立って複合フォーマットにエンコードされてもよい。伝送または記憶から受取られた４：２：０フォーマットのディジタル成分ビデオ信号は（必要であれば複合形状から成分にデコードした後に）、表示に先立って、変換されて４：２：２フォーマットに戻される。
図１Ｂで、多重化された４：２：０フォーマットのクロミナンス成分ＣｒおよびＣｂは、受信された後に、垂直のサンプリング速度を倍増する垂直サンプル補間器およびフィルタ構成８にかけられて、アップコンバートまたはアップサンプリングされる。もし受信された信号が水平領域でも２分の１だけ間引かれていれば、水平のサンプリング速度を倍増するために、ブロック８が、水平のサンプル補間およびフィルタリングにも適用される。図２Ｄの波形は、ポイントＣにおける入力（図２Ｃの波形）の垂直サンプリング速度の２倍のサンプリング速度を有する、ポイントＤにおける補間器およびフィルタ８の出力を示す。水平のサンプリング速度の増加は、もしあっても、図２Ｄの垂直領域の波形には示されない。アップコンバートされたクロミナンス成分信号（図２Ｄ）は、それらが導出された信号、すなわち、図１Ａの４：２：２から４：２：０への変換の構成内の、ポイントＢにおける垂直にローパスフィルタをかけられたクロミナンス信号成分（図２Ｂの波形）のような良好な垂直解像度は有さない。これに対して、ポイントＦにおける、受信された４：２：０の輝度信号成分は、強くて比較的雑音を有さない、フィルタにかけやすい輝度成分を有する。したがって、クロミナンスの垂直遷移部の帯域伸長を制御するために、輝度遷移部が有利に使用され得る。これについてはさらに以下に説明する。
もし受信された信号成分が順次走査フォーマットに変換されている場合には、成分は、垂直の帯域伸長の前に、（図示しない手段によって）変換されて２−１インタレースに戻されてもよい。しかし、（たとえば動画フィルムのように）もともとのプログラムソースが順次走査されている場合には、順次走査の環境内で垂直帯域伸長を行ないかつ、クロミナンスおよび輝度の経路内でフィールドベースではなくフレームベースであるローパスフィルタを使用することによって、より良い結果を得ることが可能である（残っている誤りが約２分の１だけ減じられる）。
垂直解像度が高められて再生された表示内のエイリアジングアーティファクトを心理的に見て不快でない程度にまで減ずることを促すために、垂直の帯域伸長制御信号を生成するために使用される輝度遷移部は、まず、垂直領域のローパスフィルタ１０にかけられる。フィルタ１０の、フィルタに特有の応答は、実質的には、アップコンバータ内の補間フィルタ８およびフィルタ２の（すなわち、連続したフィルタの）応答を組合せたものである。典型的には、アップコンバータフィルタは、（たとえば係数が１／４、１／２、１／４である）３極のガウスタイプのフィルタである。ポイントＧにおける垂直ＬＰＦ１０の出力が、図２Ｇの波形で示される。垂直の輝度遷移部は今や、急峻な、単一の線の遷移部を有するのではなく、およそ６または７本の垂直走査線にわたって起こる。ブロック１２内の処理は、印加された、ローパスフィルタにかけられた輝度信号を微分し、微分された信号の絶対値をとり、したがってその符号を取除き、その後再び微分を行なって、その出力ポイントＨにおいて、図２Ｈで示される信号を提供するというものである。符号を取除くので、入力遷移部（ポイントＦ、図２Ｆの波形）が（示されるように）高い振幅から低い振幅へ遷移するものか、またはその逆であっても、図２Ｈに示される波形が生成される。ブロック１２の出力はその後、ブロック１４内で増幅されかつ制限されて、ポイントＩにおける、図２Ｉの波形で示される出力を提供する。
ブロック１４の出力における信号はその後、乗算器１８に印加されるが、乗算器１８はブロック１４の出力信号の振幅を制御する。乗算器制御はブロック１６で、アップコンバートされたクロミナンス信号成分、すなわち、補間器およびフィルタ８の出力（ポイントＤ、図２Ｄの波形）を微分することによって導出され、ポイントＥにおける、図２Ｅの波形の出力が提供される。したがって、図２Ｅおよび２Ｉの入力波形に対する、ポイントＪにおける乗算器１８の出力が図２Ｊの波形であって、これが、垂直の帯域伸長エンハンスメント信号である。その後、垂直エンハンスメント信号は加算器２０で、アップコンバートされたクロミナンス信号成分（ポイントＤにおける補間器およびフィルタ８の出力、図２Ｄの波形）に加算結合されて、ポイントＫにおいて、図２Ｋの波形に従った出力信号が提供される。したがって、結果的に４：２：０から４：２：２に変換されたクロミナンス成分は、４：２：０フォーマットに変換される前の、もともとの４：２：２のクロミナンス成分と同様の、急峻なクロミナンス遷移部を有する。
しかし、すべてのクロミナンス遷移部が対応する輝度遷移部を有するとは限らない。したがって、輝度の遷移を伴わないクロミナンス遷移部においても、クロミナンス遷移のエンハンスメントを提供することが好ましい。したがって、図３に示される別の実施例においては、クロミナンス成分から導出されるエンハンスメント制御信号を生成するための構成は、対応する輝度遷移が生じない場合にはクロミナンスから導出される制御信号を選択するための、スイッチをともなって示される。
図３を図４Ｍ−４Ｒの波形とともに参照して、図１内と同様の機能ブロックは、同じ参照番号が付されている。４：２：０フォーマットの輝度信号成分は、ローパスフィルタにかけられて（ポイントＭにおいて図４Ｍの波形の出力信号が提供されて）、その後、ブロック１２ａおよび１２ｂに与えられる。ブロック１２ａおよび１２ｂは、図１のブロック１２を分割した機能を示す。波形Ｍは、２つの遷移部を示し、振幅が減少しその後増加する。したがって、第１の微分の結果、図４Ｎの、「第１の微分、符号は除去せず」と表示された、正方向および負方向の波形が得られる。信号の絶対値をとることにより、その結果としての出力は、「符号の除去後」と表示された図４Ｎの、正方向のみの波形となる。ブロック１２ａの出力は、その後再び微分されて、ポイントＯにおいて、図４Ｏの波形の出力が提供される。第２の微分がなされた信号は、増幅器およびリミタ１４に印加されて、ポイントＰにおいて、図４Ｐの波形の出力信号が提供される。この出力信号は、加算結合器２２の一方の入力および、整流器２５の入力に印加される。整流器２５は、その信号を整流し、ポイントＱにおいて、図４Ｑの波形で示される出力を提供する。
多重化されたＣｒおよびＣｂクロミナンス成分は、補間器およびローパスフィルタ８にかけられて、ポイントＭ′において信号が提供されるが、この信号は、クロミナンス遷移が生じる場合、図４Ｍの波形と本質的に同じである。この信号はその後、図１の実施例と同様に、第１の微分器および符号除去器１６に印加されて、ポイントＮ′において出力を提供するが、これは、クロミナンス遷移が生じる場合、図４Ｎの波形と、本質的に同じ波形を有する。さらに、図１における実施例同様、ブロック１６の出力は、エンハンスメント制御信号によって制御される乗算器１８に印加される。しかし、この図３の実施例においては、図１の実施例とは違って、エンハンスメント制御信号は、もし輝度遷移が存在すればその輝度遷移から導出され、または、もし対応する輝度遷移を有さないクロミナンス遷移があれば、その場合にはそのクロミナンス信号成分から導出される。したがって、輝度成分から導出される制御信号を生成するために、ブロック１６の出力は第２の微分器２４にも印加され、第２の微分器２４のポイントＯ′における出力は、クロミナンス遷移が生じる場合、図４Ｏの波形と本質的に同じ波形を有する。ブロック２４の出力は、増幅器およびリミタ２６にも印加される。増幅器およびリミタ２６は、ブロック１４と同じように機能して、ポイントＰ′において出力を提供する。その出力は、クロミナンス遷移が生じる場合、図４Ｐの波形と本質的に同じ波形を有する。スイッチ２８は、ダイオード２５の整流された出力に応答して、輝度から導出される垂直エンハンスメント信号が存在する場合には開き（「オフ」）、輝度から導出される垂直エンハンスメント信号が存在しない場合には閉じる（「オン」）。これは図４Ｒに示される。したがって、輝度エンハンスメント信号が存在する場合には、輝度から導出される制御信号チャネルの出力は、ブロック１４の出力において、乗算器１８に対して制御信号を提供する。輝度から導出されるエンハンスメント信号が存在しない場合には、クロミナンスから導出されるエンハンスメント信号がスイッチ２８を通過することを許可されて、乗算器１８に制御信号を提供する。乗算器１８の他方の入力は、図１同様、ブロック１６からの、一度微分されて符号が取除かれた、クロミナンス信号成分である。乗算器１８の出力は、結合器２０に印加され、結合器２０はその他方の入力には、図１の実施例と同様、アップコンバートされたクロミナンス信号成分を受取る。
さらなる代替例として、垂直の帯域伸長の制御は垂直のクロミナンス遷移部からのみ導出されてもよい。その場合には、図３の構成は、輝度制御チャネルである、整流器２５および結合器２２を省くように変形され、それにより、ブロック２４からのクロミナンス遷移制御信号が、乗算器１８に直接印加される。
水平領域でもクロミナンスがローパスフィルタにかけられて間引かれる場合（たとえばＭＰＥＧ−１、ＨＨＲ、ＳＩＦまたはＣＩＦ規格等のある形の場合）（ここで「ＳＩＦ」は「ソース変換フォーマット」、「ＣＩＦ」は「共通の中間信号フォーマット」、および「ＨＨＲ」は「１／２水平解像度」である）には、水平領域においてもクロミナンスの帯域伸長がなされることが好ましく、これは、上に記載した垂直領域のクロミナンスの帯域伸長と同様の方法で、輝度遷移部によって；輝度遷移部によってかもしくはそれらが存在しない場合にはクロミナンス遷移部によって；またはクロミナンス遷移部によって、水平のクロミナンスの帯域伸長を制御することで、行なわれる。このような構成の機能ブロック図は示されるものと同じであるが、垂直のローパスフィルタ１０は水平のローパスフィルタに置換される。図２および図４の波形に関しては、垂直のラインは、垂直領域においては走査線を示したが、水平領域においてはクロック信号の端縁を表わす。
この発明は、４：２：０フォーマットをＣＣＩＲ６０１／４：２：２フォーマットに変換する環境で記載されたが、４：２：０フォーマット信号以外でも、劣化した（たとえば和らげられた）垂直の遷移部を有する信号の垂直のクロミナンス遷移部を強調するために、より包括的にこの発明を応用することが可能である。上に記載した態様で、輝度信号成分内の垂直遷移部から導出された帯域伸長制御信号が、クロミナンス信号成分の帯域伸長を制御するのに使用され得る。代替例として、クロミナンス信号成分のそのような帯域伸長を、対応する輝度遷移がない場合には、クロミナンスの遷移部によって制御することも可能である。
この発明は、ディジタルハードウェアまたはディジタル信号処理を使用して実現が可能である。その中で機能は、ソフトウェアおよび／またはファームウェアが制御するハードウェアによってなされる。原則として、この発明は、少なくとも部分的にアナログ装置によって実現が可能であるが、そのような実現はアナログ領域へまたはアナログ領域からの変換に付加的な複雑さおよびコストがかかるために、好ましくはない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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