(57)【要約】  コンポジットカラーテレビジョン信号（CVBS）から輝度信号（Y）と２つのカラー信号（U、V）を取り出す輝度／カラー分離フィルタ部（３００、４００、５００、６００、７００）であって、前記コンポジットカラーテレビジョン信号（CVBS）は、前記輝度信号（Y）の周波数スペクトルの高周波部分にあるサブキャリアに変調されたクロミナンス信号（C）を有するものが開示されている。前記フィルタ部（３００、４００、５００、６００、７００）は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号（CVBS）から得られた第１（F1）、第２（F2）、及び第３（F3）のサンプルに基づき、出力ピクセル（x）の出力輝度値（Y(x,n)）、前記出力ピクセル（x）の第１のカラー値（U(x,n)）、前記出力ピクセル（x）の第２のカラー値（V(x,n)）を有する一組の値の少なくとも１つの値を計算するように構成され、前記第１（F1）、第２（F2）、及び第３（F3）のサンプルは互いに異なるサブキャリア位相を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンポジットカラーテレビジョン信号から輝度信号と２つのカラー信号を取り出す輝度／カラー分離フィルタ部であって、
前記コンポジットカラーテレビジョン信号は、前記輝度信号の周波数スペクトルの高周波部分にあるサブキャリアが変調されたクロミナンス信号を有し、
前記フィルタ部は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号から得られた第１、第２、及び第３のサンプルに基づき、出力ピクセルの出力輝度値、前記出力ピクセルの第１のカラー値、前記出力ピクセルの第２のカラー値を有する一組の値の少なくとも１つの値を計算するように構成され、
前記第１、第２、及び第３のサンプルは互いに異なるサブキャリア位相を有することを特徴とするフィルタ部。
【請求項２】
請求項１に記載の輝度／カラー分離フィルタ部であって、
前記フィルタ部は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号の３つの部分から前記第１、第２、及び第３のサンプルを取得するサンプル取得部を有し、
前記３つの部分は３つの連続する画像に対応し、
前記サンプル取得部は、前記３つの連続する画像の部分間の動きを表す動きベクトルを計算する動き推定器により制御されていることを特徴とするフィルタ部。
【請求項３】
請求項１に記載の輝度／カラー分離フィルタ部であって、
前記フィルタ部は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号の３つの部分から前記第１、第２、及び第３のサンプルを取得するサンプル取得部を有し、
前記３つの部分は単一の画像に対応し、
前記サンプル取得部は、前記単一の画像のエッジ方向を推定する手段により制御されていることを特徴とするフィルタ部。
【請求項４】
請求項１に記載の輝度／カラー分離フィルタ部であって、
前記２つのカラー信号のうちの第１の信号をフィルタする第１のローパスフィルタと、
前記２つのカラー信号のうちの第２の信号をフィルタする第２のローパスフィルタと、
前記フィルタされた前記２つのカラー信号のうちの第１の信号と、前記フィルタされた前記２つのカラー信号のうちの第２の信号とを再変調する、前記第１のローパスフィルタと前記第２のローパスフィルタに接続された変調器と、
前記コンポジットカラーテレビジョン信号から前記変調器の出力を減算する減算部とを有することを特徴とするフィルタ部。
【請求項５】
請求項１に記載の輝度／カラー分離フィルタ部であって、
前記コンポジットカラーテレビジョン信号から取り出されたサンプルの補間法に基づいて、前記第１、第２、及び第３のサンプルを計算する空間アップコンバージョン部を有することを特徴とするフィルタ部。
【請求項６】
画像処理装置であって、
輝度信号の周波数スペクトルの高周波部分にあるサブキャリアに変調されたクロミナンス信号を有する、コンポジットカラーテレビジョン信号を受信する受信手段と、
前記コンポジットカラーテレビジョン信号から前記輝度信号と２つのカラー信号を取り出す輝度／カラー分離フィルタ部とを有し、
前記フィルタ部は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号から得られた第１、第２、及び第３のサンプルに基づき、出力ピクセルの出力輝度値、前記出力ピクセルの第１のカラー値、前記出力ピクセルの第２のカラー値を有する一組の値のうち少なくとも１つの値を計算するように構成され、
前記第１、第２、及び第３のサンプルは互いに異なるサブキャリア位相を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像処理装置であって、
前記輝度信号及び前記２つのカラー信号により表される画像を表示する表示装置をさらに有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像処理装置であって、テレビであることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
コンポジットカラーテレビジョン信号から輝度信号と２つのカラー信号を取り出す方法であって、
前記コンポジットカラーテレビジョン信号は、前記輝度信号の周波数スペクトルの高周波部分にあるサブキャリアに変調されたクロミナンス信号を有し、
前記コンポジットカラーテレビジョン信号から得られた第１、第２、及び第３のサンプルに基づき、出力ピクセルの出力輝度値、前記出力ピクセルの第１のカラー値、前記出力ピクセルの第２のカラー値を有する一組の値の少なくとも１つの値を計算し、
前記第１、第２、及び第３のサンプルは互いに異なるサブキャリア位相を有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
コンポジットカラーテレビジョン信号から輝度信号と２つのカラー信号を取り出す命令を有する、コンピュータによりロードされるコンピュータプログラムであって、
前記コンポジットカラーテレビジョン信号は、前記輝度信号の周波数スペクトルの高周波部分にあるサブキャリアに変調されたクロミナンス信号を有し、
前記コンピュータは処理手段とメモリを有し、
前記コンピュータプログラムは、ロードされた後、前記処理手段に
前記コンポジットカラーテレビジョン信号か得られた第１、第２、及び第３のサンプルに基づき、出力ピクセルの出力輝度値、前記出力ピクセルの第１のカラー値、前記出力ピクセルの第２のカラー値を有する一組の値の少なくとも１つの値を計算する段階を実行させ、
前記第１、第２、及び第３のサンプルは互いに異なるサブキャリア位相を有することを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、コンポジットカラーテレビジョン信号から輝度信号及び２つのカラー信号を取り出す輝度／カラー分離フィルタに関する。そのコンポジットカラーテレビジョン信号は、輝度信号の周波数スペクトルの高周波部分にあるサブキャリア上に変調されたクロミナンス信号を有する。
【０００２】
本発明は、さらに画像処理装置に関し、その装置は、
−輝度信号の周波数スペクトルの高周波部分にあるサブキャリア上に変調されたクロミナンス信号を有するコンポジットカラーテレビジョン信号を受信する受信手段と、
−前記コンポジットカラーテレビジョン信号から輝度信号及び２つのカラー信号を取り出す輝度／カラー分離フィルタ部とを有する。
【０００３】
本発明は、さらに、輝度信号の周波数スペクトルの高周波部分にあるサブキャリア上に変調されたクロミナンス信号を有するコンポジットカラーテレビジョン信号から輝度信号及び２つのカラー信号を取り出す方法に関する。
【０００４】
本発明は、さらに、輝度信号の周波数スペクトルの高周波部分にあるサブキャリア上に変調されたクロミナンス信号を有するコンポジットカラーテレビジョン信号から輝度信号及び２つのカラー信号を取り出す命令を有する、処理手段とメモリを有するコンピュータにロードされるコンピュータプログラムプロダクトに関する。
HDTVセットが一般に入手しやすくなり、デジタルテレビは急速に普及している。しかし、予測しうる将来においても、アナログテレビは最も重要なテレビジョン標準規格であり続けると予想される。テレビジョンがますます大型化し高解像度化するにつれ、復号アナログテレビジョン信号の品質を継続的に改良することが望ましい。
【０００５】
アナログテレビジョンにはまだ多くのアーティファクトがあるが、これはコンポジットカラービデオ信号の輝度及びクロミナンスの分離が不完全であることに起因する。この分離は、図１に示したように、輝度の高周波部分にあるサブキャリア（すなわち、濃淡値（Y）スペクトル）にクロミナンス成分（C）を変調して伝送することにより必要となる。両成分が同じ周波数空間を共有するので、レシーバ側における分離が不完全となり、クロスカラー及びクロスルミナンスとして知られるアーティファクトが生ずることが多い。
【０００６】
第１のタイプのローコストPAL及びNTSCデコーダは、Y/C分離用水平バンドパス／ノッチフィルタを用いる。詳細は、K.  Jack.  Eagle  Rock著「分かりやすいビデオ：デジタルエンジニアのためのハンドブック、第３版」（LLH  Technical  Publishing、2001年、ISBN1-878707-56-6）の４２８−４３３ページを参照せよ。ここで、輝度パスのノッチフィルタは、クロミナンスをほとんど取り除くが、輝度の高周波部分も減衰させてしまう。同様に、クロミナンスパスのバンドパスフィルタは、クロミナンスを通過させるが、輝度の高周波部分も通過させてしまう。よって、これらのデコーダでは、水平輝度解像度が失われ、強いクロスルミナンス及びクロスカラーアーティファクトが出てしまう。
【０００７】
第２のタイプのより高機能なデコーダは、いわゆるコムフィルタを用いてY/C分離を改善している。詳細は、D.  Teichner著「PALテレビ信号のための３次元プレフィルタリング及びポストフィルタリング」（IEEE  Transactions  in  Consumer  Electronics,  Vol.  34(1988),  No.1,  pp.  205-227）を参照せよ。このタイプのデコーダは、垂直すなわち時間的に隣接するサンプルの反対サブキャリア位相を利用して、クロミナンスから輝度を分離する。基本原理を説明するため、コンポジットPALサンプルをF1及びF2とすると、第１のサンプルF1は任意の位相φでエンコードされているので、
【０００８】
【数１】
2007521724.tif 000003
となる。第２のサンプルF2は、180°+φで符号化されており、同一の輝度及びクロミナンス値からエンコードされていると仮定すると、
【０００９】
【数２】
2007521724.tif 000004
となる。F1とF2を足して２で割ると、分離輝度Yが得られる。F1からF2を引いて２で割ると、変調クロミナンスUsin(φ)+Vcos(φ)が得られる。このことは、F1とF2が非常に相関のとれたYUV値からエンコードされていれば、完全なY/C分離が可能であることを意味している。
【００１０】
最新のコムフィルタは、検知された相関が最も高い方向に沿ってフィルタすることによりいろいろな空間及び時間コムフィルタを適応的に組み合わせるものである。例えば、C.Hentschel著「Video-Signalverarbeitung」（Stuttgart:  Teubner,  1998,  ISBN  3-519-06250-X）のページ115-118（及び図２）を参照せよ。しかし、垂直方向に細かいエリアまたは動くエリアは特に、反対サブキャリア位相が必要なため、利用可能なコムフィルタの方向は非常に限られている。このように、最新の３次元コムフィルタであってもクロストークアーティファクト及び解像度ロスの問題を抱えている。
【００１１】
本発明の目的の１つは、輝度とカラーの分離を改良した、冒頭のパラグラフに記載した種類のフィルタ部を提供することである。
【００１２】
本発明のこの目的は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号から得られた第１、第２、及び第３のサンプルに基づき、出力ピクセルの出力輝度値、前記出力ピクセルの第１のカラー値、前記出力ピクセルの第２のカラー値を有する一組の値のうち少なくとも１つの値を計算するように前記フィルタ部を構成することにより達成される。ここで、前記第１、第２、及び第３のサンプルは互いに異なるサブキャリア位相を有する。Y/C分離のために相関が高いサンプルを選択することができる確からしさを高めるため、従来技術のフィルタと比較して候補となるサンプルセットの幅を広げる。この拡張は、カレントサンプルに対して反対でないサブキャリアの位相関係を有するサンプルを考慮することにより達成される。候補のサンプルセットにこれらのサンプルを含めることにより、デコード品質、すなわち輝度／カラー分離品質が向上する。
【００１３】
本発明によるフィルタ部の動作は、受信入力サンプルF1が３つの未知変数、すなわち輝度値Y、第１のカラー値U、及び第２のカラー値Vと、１つの既知の値、すなわちローカルで再生成されたサブキャリア位相αを導入することに基づく。基本的な代数計算によると、３つの一次方程式があればこれら３つの未知変数を決めることができる。よって、３つの未知変数を計算するには少なくとも３つの入力サンプルが必要である。
【００１４】
本発明による前記フィルタ部の実施形態は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号の３つの部分から前記第１、第２、及び第３のサンプルを取得するサンプル取得部を有し、前記３つの部分は３つの連続する画像に対応し、前記サンプル取得部は、前記３つの連続する画像の部分間の動きを表す動きベクトルを計算する動き推定器により制御されている。本発明によるこの実施形態の利点は、ローカルで推定された動きトラジェクトリに沿って位置づけされた３つのサンプルを選択することができることである。よって、動きのある場合でも、比較的よい輝度とカラーの分離をすることができる。動き推定は、コンポジットカラーテレビジョン信号に基づき実行してもよい。好ましくは、例えば、水平バンドパス／ノッチフィルタにより、最初の輝度とカラーの分離を実行する。その後、その最初の輝度／カラー分離の出力を動き推定にかける。
【００１５】
本発明によるフィルタ部の他の実施形態は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号の３つの部分から前記第１、第２、及び第３のサンプルを取得するサンプル取得部を有し、前記３つの部分は単一の画像に対応し、前記サンプル取得部は、前記単一の画像のエッジ方向を推定する手段により制御されている。本発明によるこの実施形態の利点は、ローカルで推定されたエッジに沿って３つのサンプルを選択することができることである。これらの３つのサンプルが相関している確率は比較的高い。画像のピクセルマトリックスに対してななめ（角度は問わない）であるエッジを検知し、本発明によるフィルタ部に利用する。従来技術によるフィルタ部において、サンプルの相対的位置は厳格である。言い換えると、従来技術によるフィルタのサンプル選択は制約されている。
【００１６】
本発明によるフィルタ部の一実施形態は、
−  前記２つのカラー信号のうちの第１の信号をフィルタする第１のローパスフィルタと、
−  前記２つのカラー信号のうちの第２の信号をフィルタする第２のローパスフィルタと、
−  前記フィルタされた前記２つのカラー信号のうちの第１の信号と、前記フィルタされた前記２つのカラー信号のうちの第２の信号とを再変調する、前記第１のローパスフィルタと前記第２のローパスフィルタに接続された変調器と、
−  前記コンポジットカラーテレビジョン信号から前記変調器の出力を減算する減算部とを有する。
好ましくは、第１と第２のローパスフィルタはPALまたはNTSCエンコーダに適用されるローパスフィルタにマッチした特性（例えば、1.3MHz）を有し、変調器はPALまたはNTSCエンコーダに適用されるサブキャリアで変調するように構成される。本発明によるこの実施形態の利点は、Y/C分離をさらに改善することができることである。
【００１７】
本発明によるフィルタ部の一実施形態は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号から取り出されたサンプルの補間法に基づいて、前記第１、第２、及び第３のサンプルを計算する空間アップコンバージョン部を有する。空間的アップコンバージョン部により、サンプルセットをさらによくし、比較的よく相関したサンプルを選択することができる確率がより一層高くなる。
【００１８】
本発明のさらに別の目的の１つは、輝度とカラーの分離を改良した、冒頭のパラグラフで説明した種類の画像処理装置を提供することである。
【００１９】
本発明のこの目的は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号か得られた第１、第２、及び第３のサンプルに基づき、出力ピクセルの出力輝度値、前記出力ピクセルの第１のカラー値、前記出力ピクセルの第２のカラー値を有する一組の値の少なくとも１つの値を計算するように前記フィルタ部を構成することにより達成される。ここで、前記第１、第２、及び第３のサンプルは互いに異なるサブキャリア位相を有する。任意的に、本画像処理装置は、輝度信号と２つのカラー信号により表される画像を表示する表示装置を有する。本画像処理装置はテレビであってもよい。
【００２０】
本発明のさらに別の目的の１つは、輝度とカラーの分離を改善した冒頭のパラグラフで説明した種類の方法を提供することである。本発明のこの目的は、前記コンポジットカラーテレビジョン信号か得られた第１、第２、及び第３のサンプルに基づき、出力ピクセルの出力輝度値、前記出力ピクセルの第１のカラー値、前記出力ピクセルの第２のカラー値を有する一組の値の少なくとも１つの値を計算することにより達成される。ここで、前記第１、第２、及び第３のサンプルは互いに異なるサブキャリア位相を有する。
【００２１】
本発明のさらに別の目的の１つは、輝度とカラーの分離を改善できる、冒頭のパラグラフに説明した種類のコンピュータプログラムプロダクトを提供することである。
【００２２】
本発明のこの目的は、前記コンピュータプログラムプロダクトは、ロードされた後、前記処理手段に前記コンポジットカラーテレビジョン信号か得られた第１、第２、及び第３のサンプルに基づき、出力ピクセルの出力輝度値、前記出力ピクセルの第１のカラー値、前記出力ピクセルの第２のカラー値を有する一組の値の少なくとも１つの値を計算する段階を実行させることにより達成される。ここで、前記第１、第２、及び第３のサンプルは互いに異なるサブキャリア位相を有する。
【００２３】
フィルタ部の修正及び変形は、上記方法の修正及び変形に対応する。
本発明によるフィルタ部、画像処理装置、方法、及びコンピュータプログラムプロダクトの上記その他の態様は、添付した図面を参照して以下に説明する実施形態により明らかになり、説明される。
【００２４】
図面にわたって同じ参照数字は同じ部分を示す。
図１は、コンポジットPALビデオ信号のスペクトルを示す概略図である。Y/C分離に伴う問題を理解するには、ITU-R  BT.470で規定された、PAL、NTSC、及びSECAM等のアナログカラーテレビジョン信号の伝送の標準規格を理解しなければならない。これらの標準規格においては、既存の白黒テレビジョンとの下位互換性により、クロミナンス（C）の伝送をグレイスケール（Y）に利用可能な帯域内で行わねばならない。
【００２５】
PALの場合、クロミナンス成分U及びVは、4.43MHzのサブキャリア周波数に直交振幅変調される。その結果のコンポジットPALビデオ信号の１次元スペクトルを図１に示す。また、V成分のサイン（いわゆるVスイッチ）は１ラインごとに反転され、位相エラーの影響を低減している。より正式にいうと、上記は式３で記述される。
【００２６】
【数３】
2007521724.tif 000005
ここで、
【００２７】
【数４】
2007521724.tif 000006
はフィールドn中のピクセル位置を示し、Fscはサブキャリア周波数、FはコンポジットPAL信号である。
【００２８】
NTSCの場合、少し違うクロミナンス成分IとQが、3.58MHzのサブキャリア周波数に直交振幅変調される。いずれのクロミナンス成分にも交代符号適用しないので、復号ピクチャの位相エラーに対する感度が上昇し、デコードされたピクチャのヒューにエラーが起こり得る。１次元スペクトルはPALのそれと同様であるが、利用可能なビデオ帯域幅は約4.2MHzに限定される。式４はNTSCエンコーディングを表す。
【００２９】
【数５】
2007521724.tif 000007
以下、本明細書では、PALコンポジットカラービデオ信号のY/C分離を説明する。しかし、NTSC信号のY/C分離は、同じVスイッチを有するPAL信号の上記分離とほぼ同一である。最初に、従来のY/C分離フィルタについて簡単に説明する。
【００３０】
テレビジョンレシーバでは、必要なYとCの分離は、両成分が同じ周波数空間を共有するので不完全である。PAL及びNTSCのコンポジットビデオ信号用の以前のデコーダは２つのサンプル１次元水平フィルタを用いて、コンポジット信号から輝度及びクロミナンスを分離していた。これらのフィルタはいわゆるノッチ及びバンドパスフィルタである。
【００３１】
輝度パスでは、ノッチフィルタがサブキャリア周波数に近い周波数を低減し、水平クロミナンス成分をなくす。ノッチフィルタのストップ帯域は狭いので、高周波クロミナンス成分は、水平色つき遷移で起こるため、十分減衰しない。これにより、クロミナンスから輝度へのクロストークが生じ、いわゆるクロスルミナンスアーティファクトが生じる。さらにまた、ノッチフィルタがストップ帯域にある輝度成分をすべて抑えるので、輝度解像度は大きく低下する。
【００３２】
クロミナンスパスでは、バンドパスフィルタがコンポジット信号の高周波成分を分離する。バンドパスフィルタの通過帯域はほとんどのクロミナンス情報を含んでいるが、高周波数の輝度もある。ここでも高周波の輝度がクロミナンスとしてデコードされるので、クロストークが発生し、いわゆるクロスカラーアーティファクトとなる。
【００３３】
バンドパスフィルタとノッチフィルタは、水平に隣接するサンプルの輝度値及びクロミナンス値がそれぞれ等しければ、完全なY/C分離をすることができるが、それは周波数スペクトルがDCの輝度成分とサブキャリア周波数のクロミナンス成分よりなるからである。しかし、水平軸に沿った相関が十分でない場合、周波数スペクトルは高周波の輝度及び／またはクロミナンス成分を含む。水平分離は不完全となり、デコードされた信号にクロストークアーティファクトが生じる。
【００３４】
水平に隣接するサンプルが十分に相関していない領域において、追加的方法でY/C分離することが望ましい。その目的のため、いわゆるコムフィルタを用いて、垂直、すなわち時間軸に沿って輝度とクロミナンスを分離する。その基礎となる原理は標準的デコーダのそれと同様である。すなわち、所望の周波数成分を通過させ、不要な周波数成分を抑える。
【００３５】
しかし、輝度とクロミナンスは、fh、すなわちライン周波数、及びfν、すなわちピクチャ周波数の高調波で変調されている。これにより、PALとNTSCの選択されたサブキャリア周波数に沿って、十分な相関がある方向の、インターリーブされ重なり合っていない輝度及びクロミナンスの周波数成分になる。例えば、ピクチャの動いていない領域では、サンプルは時間軸に沿っては非常に相関しており、輝度成分とクロミナンス成分はインターリーブされ重なり合っていない。その特定の方向にコム形の振幅応答を有するフィルタを輝度とクロミナンスを分離するために用いることができる。
【００３６】
一般的なコムフィルタは、反対の関係する位相（すなわち180°の位相差）を有する２つのサンプルを用いて、輝度とクロミナンスを分離する。式１及び２を参照せよ。
【００３７】
しかし、完全な分離が可能な場合は、両方のコンポジットサンプルが同一のY、U、及びVの値からエンコードされたときだけである。この場合のみ、輝度及びクロミナンスの周波数成分の位置がコムフィルタのそれと一致する。それゆえ、デコードエラーを防止するためには、コムフィルタを×方向に沿って十分な相関がなければならない。これは、水平軸に沿って十分な相関が必要な水平バンドパスフィルタ／ノッチフィルタと類似している。
【００３８】
標準的なコムフィルタの内在的欠点は、両方が要求される位相的関係を満たし、空間的及び／または時間的に隣接するサンプルの密度が低いことである。サンプルのセットが限定されているので、隣り合うサンプルがいずれも、カレントサンプルと十分な相関を有さず、デコードされたビデオにアーティファクトが生じる場合がある。
【００３９】
図２は、連続するフィールド１A、１B、２A、２B、３A、３B、及び４Aに対する、隣接するビデオライン３１３、１、３１４、２、３１５におけるサンプル２０２、２０４、２０８、２１０、２１４、及び２１６のサブキャリア位相を示す概略図である。ここで、サブキャリア位相を表し、例えば上向きは0°、右向きは90°を示している。その他、標準コムフィルタに使用するサンプルペア２０６、２１２、及び２１８のペアを示している：
−  サンプル２０２と２０４のペア２０６はラインコムフィルタに対応し、
−  サンプル２０８と２１０のペア２１２はフレームコムフィルタに対応し、
−  サンプル２１４と２１６のペア２１８はフィールドコムフィルタに対応する。
【００４０】
図３Aは、本発明によるフィルタ部３００を示す概略図である。特に、図３AはPALデコーダを示す概略図である。フィルタ部３００は、輝度信号の周波数スペクトルの高周波部分にあるサブキャリアに変調されたクロミナンス信号を有するコンポジットカラーテレビジョン信号CVBSが供給されている。フィルタ部３００の出力は、輝度信号Y、第１の色信号U、第２の色信号Vを有する。フィルタ部３００は以下の構成要素を有する。
−  受信したコンポジットカラーテレビジョン信号CVBSから第１のサンプルF1、第２のサンプルF2、第３のサンプルF3を取得し、ビデオデータのエンコード用のサブキャリアに対応する３つの信号α、β、及びγを生成するように構成されたサンプル取得部３０２と、
−  第１の中間信号Ynを計算する第１の処理部３０４（図３Bがその第１の処理部３０４の詳細を示す概略図である）と、
−  第２の中間信号Unを計算する第２の処理部３０６（図３Cがその第２の処理部３０６の詳細を示す概略図である）と、
−  第３の中間信号Vnを計算する第３の処理部３０８（図３Dがその第３の処理部３０８の詳細を示す概略図である）と、
−  第４の中間信号Dを計算する第４の処理部３１０（図３Eがその第４の処理部３１０の詳細を示す概略図である）と、
−  中間信号Yn、Un、Vn及びDに基づき、輝度信号Y、第１のカラー信号U、及び第２のカラー信号Vを計算する分割部３１２。
【００４１】
サンプル取得部３０２、処理部３０４−３１０、分割部３１２は、１つのプロセッサを用いて実施してもよい。通常これらの機能は、ソフトウェアプログラムプロダクトの制御の下で実行される。実行の際、ソフトウェアプログラムプロダクトは、通常、RAM等のメモリにロードされ、実行される。プログラムは、ROM、ハードディスク、磁気及び／または光学的記憶装置等のバックグラウンドメモリからロードされても、インターネット等のネットワークを介してロードされてもよい。任意的に、特定用途集積回路によりここに開示した機能を提供してもよい。留意すべきことは、異なる処理部３０４−３１０の余弦（cos）及び正弦（sin）計算部は共有してもよいことである。
【００４２】
フィルタ部３００は、コンポジットカラーテレビジョン信号CVBSから得られた第１のサンプルF1、第２のサンプルF2、及び第３のサンプルF3に基づき、出力ピクセルの出力輝度値と、その出力ピクセルの第１のカラー値と、その出力ピクセルの第２のカラー値を計算するように構成されている。ここで、第１のサンプル、第２のサンプル、及び第３のサンプルは互いに異なるサブキャリア位相を有する。
【００４３】
受信したコンポジットサンプル
【００４４】
【数６】
2007521724.tif 000008
は３つの未知変数、すなわちY、U、及びVと、１つの既知の値、すなわちローカルで再現されたサブキャリア位相ωtを含んでいる。基本的な代数によれば、３つの線形方程式が与えられると、これらの３つの未知変数を求めることができる。Y、U、及びVの値からエンコードされた３つのコンポジットサンプルがあれば、それを使ってY、U、V成分を厳密に分離することができることを意味する。しかし、コンポジットサンプルが同一でないY、U、及びVの値からエンコードされた場合には、完全な分離は不可能でデコードした値にエラーが生じる。
【００４５】
位相が反対でないサンプルのデコードについてより詳しく説明するために、３つのコンポジットサンプルのVスイッチに関する以下の２つの場合を考える：
−  ３つのサンプルすべてのVスイッチが同一である場合、及び
−  ３つのサンプルのうち１つが、他のサンプルに対して等しくないVスイッチを有する場合。
それゆえ、同一のVスイッチを有するサンプルのデコードと同一でないVスイッチを有するサンプルのデコードを区別する。以下の計算はPAL信号に適用可能であるが、同じ原理を同一のVスイッチを有するPAL信号と同様にNTSCにもあてはまる。クロミナンス成分はUとVではなくIとQを用いる。
【００４６】
同一のVスイッチの場合、式５に示したように、同じY、U、及びV値からエンコードされた３つのコンポジットサンプルを考える。３つの独立な方程式を得るため、異なる位相を選択する、すなわちα≠β≠γである。また、すべてのV成分のVスイッチを正に選ぶ。Vスイッチが負の場合、デコードされたV成分の符号が逆なこと以外は、状況は同じである。
【００４７】
【数７】
2007521724.tif 000009
これらの３つの一次方程式をY、U、及びV成分について解くことにより、式６と７が得られる。ここで、Y、U、及びV成分は、３つの元のコンポジットサンプル及びその対応するサブキャリア位相により表されている。
【００４８】
【数８】
2007521724.tif 000010
ここで、
【００４９】
【数９】
2007521724.tif 000011
Vスイッチが同一でない場合のサンプルについても同様の計算を実行できる。以下の２つの場合がある：
−  １つのコンポジットサンプルのVスイッチが正で、他のサンプルが負のVスイッチを有する場合、及び
−  １つのコンポジットサンプルのVスイッチが負で、他のサンプルが正のVスイッチを有する場合。
最初の場合を式８に示すが、２番目の場合は特に説明はしないが、デコードされたV成分の符号が反対である他は同じである。
【００５０】
【数１０】
2007521724.tif 000012
これらの方程式をY、U、及びV成分について解いて、式９と１０に示した式が得られる。
【００５１】
【数１１】
2007521724.tif 000013
ここで、
【００５２】
【数１２】
2007521724.tif 000014
図４Aと４Bは、動き推定器４０２により制御されたサンプル取得部３０２を有する、本発明によるフィルタ部４００を示す概略図である。フィルタ部４００は、コンポジットカラーテレビジョン信号から第１のサンプル、第２のサンプル、及び第３のサンプルを取得するサンプル取得部３０２を有する。その３つの部分は、３つの連続する画像に対応する。サンプル取得部３０２は、３つの連続する画像の各部の動きを表す動きベクトルを計算する動き推定器４０２により制御される。図４Aにおいて、動き推定器４０２にはコンポジットカラーテレビジョン信号CVBSが供給されている。図４Bにおいて、別の実施例を示した。後者の場合、動き推定器４０２には最初の分離フィルタ４０４により実行された最初のY/C分離により取得した輝度信号が供給される。この最初の分離フィルタ４０４は、上で説明したように、いかなるタイプのY/C分離フィルタに基づくものであってもよく、例えば、水平バンドパス／ノッチフィルタまたはコムフィルタであってもよい。
【００５３】
図５A及び５Bは、エッジ検知部５０２により制御されたサンプル取得部３０２を有する、本発明によるフィルタ部５００を示す概略図である。フィルタ部５００は、コンポジットカラーテレビジョン信号の３つの部分から第１のサンプル、第２のサンプル、及び第３のサンプルを取得する、サンプル取得部３０２を有する。サンプル取得部は、単一の画像中のエッジの方向を検知するエッジ検知部５０２により制御されている。図５Aにおいて、エッジ検知部５０２にコンポジットカラーテレビジョン信号が供給されている。図５Bには別の実施形態を示した。後者の場合、エッジ検知部５０２は、最初の分離フィルタ５０４により実行された最初のY/C分離により取得した輝度信号が供給される。この最初の分離フィルタ５０４は、上で説明したように、いかなるタイプのY/C分離フィルタに基づくものであってもよく、例えば、水平バンドパス／ノッチフィルタまたはコムフィルタである。
【００５４】
図６は、本発明によるフィルタ部６００を示す概略図である。このフィルタ部６００は、以下の構成要素を有する。
−  ２つのカラー信号のうち第１の信号Uをフィルタする第１のローパスフィルタ６０２と、
−  ２つのカラー信号のうち第２の信号Vをフィルタする第２のローパスフィルタ６０４と、
−  フィルタされた、２つのカラー信号のうち第１の信号ULPF、及びフィルタされた、２つのカラー信号のうち第２の信号VLPFを再変調する、第１のローパスフィルタ６０２と第２のローパスフィルタ６０４に接続された変調器６０６と、
−  コンポジットカラーテレビジョン信号CVBSから変調器６０６の出力を減算し輝度信号Yを得る減算部６０８。
第１のローパスフィルタ６０２と第２のローパスフィルタ６０４は、PALエンコーダに適用されるローパスフィルタとマッチした特性（すなわち、1.3MHz）を有し、変調器６０６は、PALエンコーダに適用されるサブキャリアで変調するように構成されている。本発明のこの実施形態によると、フィルタされた２つのカラー信号ULPF及びVLPFは、エンコード前に元の輝度信号に無かった周波数成分はまったく、またはほとんど有しない。さらにまた、輝度信号は、ビデオエンコーディング部（すなわち、PALエンコーダ）によりエンコードする前の元の輝度信号ともよくマッチする。
【００５５】
図７は、本発明によるフィルタ部７００と、コンポジットカラーテレビジョン信号から取り出したサンプルの補間法に基づき、第１、第２、及び第３のサンプルを計算するように構成されたアップコンバージョン部７０２とを示す概略図である。補間法により、出力カラー及び輝度信号を計算するために適用可能なより多くの候補サンプルすなわちデコードオプションを生成する。言い換えると、比較的高い相関を有するサンプルがある確率がさらに高くなる。
【００５６】
留意すべき点は、図４、５、６、７を参照して説明した異なる特徴を組み合わせることができることである。任意的に、サンプル取得部３０２は、エッジ検知部５０２及び動き推定器４０２により制御される。さらにまた、このようなサンプル取得部３０２を有し、エッジ検知部５０２と動き推定器４０２により制御されたフィルタ部は、変調器６０６及び減算部６０８と組み合わせて、アップコンバージョン部７０２及び／またはローパスフィルタ６０２と６０４を有していてもよい。
【００５７】
図８は、本発明による画像処理装置８００を示す概略図である。この画像処理装置８００は、以下の構成要素を有する。
−  入力画像を表す信号を受信する受信手段８０２と、
−  図３A、４、５、６、及び７を参照して説明したフィルタ部３００、４００、５００、６００、７００と、
−  輝度信号及び２つのカラー信号により表された画像を表示する表示装置８０４。
その信号は、アンテナやケーブルを介して受信した放送信号でもよいし、VCR（ビデオカセットレコーダ）やDVD（デジタルバーサタイルディスク）等の記憶装置からの信号であってもよい。その信号は入力コネクタ８１０に供給される。画像処理装置８００は、例えばテレビであってもよい。あるいは、画像処理装置８０４は、任意的表示装置を有さず、表示装置８０４を有する装置に出力画像を供給する。この場合、本画像処理装置４００は、例えばVCRプレーヤである。任意的に、画像処理装置８００は、ハードディスク等の記憶手段や光ディスク等のリムーバブル媒体に記憶する手段を有する。
【００５８】
留意すべきことは、上記の実施形態は本発明を限定せず例示するものであり、当業者は添付したクレームの範囲を逸脱することなく別の実施形態を設計することができることである。クレームにおいて、括弧にいれた参照符号は請求項を限定するものと解してはならない。「有する」という言葉は、クレームに列挙されていない構成要素やステップの存在を排除するものではない。構成要素に先行する「１つの」という言葉は、その構成要素が複数存在することを排除しない。本発明は、複数の異なる構成要素を有するハードウェア及び好適にプログラムされたコンピュータにより実施することができる。複数の手段を列挙する装置クレームにおいて、その複数の手段を単一のハードウェアで実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】コンポジットPALビデオ信号のスペクトルを示す概略図である。
【図２】連続するフィールドの隣接ビデオラインのサンプルのサブキャリア位相を示す概略図である。
【図３Ａ】本発明によるフィルタ部を示す概略図である。
【図３Ｂ】図３Aのフィルタ部の輝度パスの詳細を示す概略図である。
【図３Ｃ】図３Aのフィルタ部の第１のカラーパスの詳細を示す概略図である。
【図３Ｄ】図３Aのフィルタ部の第２のカラーパスの詳細を示す概略図である。
【図３Ｅ】図３Aのフィルタ部の正規化パスの詳細を示す概略図である。
【図４】図４A及び４Bは、動き予測器により制御されたサンプル取得部を有する、本発明によるフィルタ部を示す概略図である。
【図５】図５A及び５Bは、エッジ検知部により制御されたサンプル取得部を有する、本発明によるフィルタ部を示す概略図である。
【図６】再変調部を有する本発明によるフィルタ部を示す概略図である。
【図７】本発明によるフィルタ部とアップコンバージョン部を示す概略図である。
【図８】本発明による画像処理装置を示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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