(57)【要約】【課題】ＰＡＬ信号を復調する際に、同一のフレーム内における前後のラインに対して色が孤立した注目ラインのＵ／Ｖ分離を正しく行う。【解決手段】ＢＰＦフィルタ１２１〜１２５は、フレーム１〜フレーム５に対してクロマ帯域を通過させるバンドバスフィルタリング処理をそれぞれ行い各フレームのＢＰＦ出力信号を得る。３次元色位相歪み補正用色信号取得部１４０は、フレーム１とフレーム３の相関、フレーム３とフレーム５間の相関を算出すると共に、算出した２つの相関に応じた重付係数でフレーム２とフレーム４のＢＰＦ出力信号とを重付平均して３次元色位相歪み補正用色信号Ｎを得る。搬送色差信号抽出部１６０は、フレーム３のＢＰＦ出力信号と３次元色位相歪み補正用色信号とを加減算することによって搬送色差信号を抽出する。【選択図】図７
2008301411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｌｉｎｅ）方式のコンポジット信号を復調するＰＡＬ信号復調装置において、
注目フレーム（ｍ）の搬送色信号を抽出するフレーム搬送色信号抽出部と、
前記注目フレーム（ｍ）の１つ前のフレーム（ｍ−１）と前記注目フレーム（ｍ）の１つ後のフレーム（ｍ＋１）のいずれか一方または両方を用いて前記注目フレーム（ｍ）の色位相歪み補正用色信号を生成して３次元色位相歪み補正用信号を得る３次元色位相歪み補正用色信号取得部と、
前記３次元色位相歪み補正用色信号と、前記フレーム搬送色信号抽出部が抽出した前記搬送色信号とを加減算することによって前記注目フレーム（ｍ）の搬送色差信号を抽出する搬送色差信号抽出部とを備えることを特徴とするＰＡＬ信号復調装置。
【請求項２】
前記コンポジット信号に対してクロマ帯域を通過させるバンドバスフィルタリング処理を行いＢＰＦ出力信号を得るＢＰＦ処理部をさらに備え、
前記３次元色位相歪み補正用色信号取得部は、前記フレーム（ｍ−１）と前記フレーム（ｍ＋１）の前記ＢＰＦ出力信号のいずれか一方、または前記フレーム（ｍ＋１）の前記ＢＰＦ出力信号の反転信号と前記フレーム（ｍ−１）の前記ＢＰＦ出力信号との平均値を前記注目フレーム（ｍ）の３次元色位相歪み補正用色信号として取得することを特徴とする請求項１に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項３】
前記３次元色位相歪み補正用色信号取得部は、前記フレーム（ｍ−１）の前記ＢＰＦ出力信号と、前記フレーム（ｍ＋１）の前記ＢＰＦ出力信号の反転信号とを重付平均するものであり、
前記注目フレーム（ｍ）の２つ前のフレーム（ｍ−２）と前記注目フレーム（ｍ）の前記ＢＰＦ出力信号を用いて該２つのフレーム間のフレーム相関を算出し、
前記注目フレーム（ｍ）の２つ後のフレーム（ｍ＋２）と前記注目フレーム（ｍ）の前記ＢＰＦ出力信号を用いて該２つのフレーム間のフレーム相関を算出し、
前記フレーム（ｍ−１）の前記ＢＰＦ出力信号と、前記フレーム（ｍ＋１）の前記ＢＰＦ出力信号の反転信号とを、２つの前記フレーム相関の相対的な大小関係に応じた重付係数で重付平均することを特徴とする請求項２に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項４】
前記フレーム搬送色信号抽出部は、前記注目フレーム（ｍ）の前記ＢＰＦ出力信号を前記搬送色信号として前記搬送色差信号抽出部に供することを特徴とする請求項２または３に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項５】
前記注目フレーム（ｍ）の２つ前のフレーム（ｍ−２）と前記注目フレーム（ｍ）と前記注目フレーム（ｍ）の２つ後のフレーム（ｍ＋２）の前記ＢＰＦ出力信号とから前記注目フレーム（ｍ）の搬送色信号を抽出するフレームロジカルコムフィルタと、
前記フレームロジカルコムフィルタが抽出した前記搬送色信号を、前記注目フレーム（ｍ）のコンポジット信号から減算して前記注目フレーム（ｍ）の輝度信号を得る輝度信号抽出部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項６】
前記フレーム搬送色信号抽出部は、前記注目フレーム（ｍ）の２つ前のフレーム（ｍ−２）と、前記注目フレーム（ｍ）と、前記注目フレーム（ｍ）の２つ後のフレーム（ｍ＋２）の前記ＢＰＦ出力信号とから前記注目フレーム（ｍ）の前記搬送色信号を抽出するフレームロジカルコムフィルタであることを特徴とする請求項２または３に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項７】
前記注目フレーム（ｍ）のコンポジット信号から、前記フレームロジカルコムフィルタが抽出した前記注目フレーム（ｍ）の前記搬送色信号を減算して輝度信号を得る輝度信号抽出部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項８】
前記コンポジット信号から動きを検出する動き検出部と、
注目ライン（ｎ）の１つ前のライン（ｎ−１）と前記注目ライン（ｎ）の１つ後のライン（ｎ＋１）の前記ＢＰＦ出力信号のいずれか一方、または前記ライン（ｎ＋１）の前記ＢＰＦ出力信号の反転信号と前記ライン（ｎ−１）の前記ＢＰＦ出力信号との平均値を前記注目ライン（ｎ）の２次元色位相歪み補正用色信号として取得する２次元色位相歪み補正用色信号取得部と、
前記動き検出部が検出した動きが大きいほど、前記２次元色位相歪み補正用色信号取得部が取得した前記２次元色位相歪み補正用色信号の重みが大きくなるように、前記注目フレーム（ｍ）における前記注目ライン（ｎ）の前記３次元色位相歪み補正用色信号と、前記注目ライン（ｎ）の前記２次元色位相歪み補正用色信号とを重付平均して前記注目ライン（ｎ）の平均色位相歪み補正用色信号を得る平均色位相歪み補正用色信号取得部と、
前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号を抽出するライン搬送色信号抽出部とをさらに備え、
前記搬送色差信号抽出部は、前記ライン搬送色信号抽出部が抽出した前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号と、前記平均色位相歪み補正用色信号とを加減算することによって前記注目ライン（ｎ）の搬送色差信号を抽出することを特徴とする請求項２に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項９】
前記２次元色位相歪み補正用色信号取得部は、
前記注目ライン（ｎ）の２つ前のライン（ｎ−２）と前記注目ライン（ｎ）の前記ＢＰＦ出力信号を用いて該２つのライン間のライン相関を算出し、
前記注目ライン（ｎ）の２つ後のライン（ｎ＋２）と前記注目ライン（ｎ）の前記ＢＰＦ出力信号を用いて該２つのライン間のライン相関を算出し、
前記ライン（ｎ−１）の前記ＢＰＦ出力信号と、前記ライン（ｎ＋１）の前記ＢＰＦ出力信号の反転信号とを、２つの前記ライン相関の相対的な大小関係に応じた重付係数で重付平均して前記２次元色位相歪み補正用色信号を取得することを特徴とする請求項８に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項１０】
前記ライン搬送色信号抽出部は、前記注目ライン（ｎ）の前記ＢＰＦ出力信号を前記搬送色信号として前記搬送色差信号抽出部に供することを特徴とする請求項８または９に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項１１】
前記注目ライン（ｎ）の２つ前のライン（ｎ−２）と前記注目ライン（ｎ）と前記注目ライン（ｎ）の２つ後のライン（ｎ＋２）の前記ＢＰＦ出力信号とから前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号を抽出するラインロジカルコムフィルタと、
前記注目フレーム（ｍ）の２つ前のフレーム（ｍ−２）と前記注目フレーム（ｍ）と前記注目フレーム（ｍ）の２つ後のフレーム（ｍ＋２）の前記ＢＰＦ出力信号とから前記注目フレーム（ｍ）の搬送色信号を抽出するフレームロジカルコムフィルタと、
前記動き検出部が検出した動きが大きいほど、前記ラインロジカルコムフィルタが抽出した前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号の重みが大きくなるように、前記フレームロジカルコムフィルタが抽出した前記注目フレーム（ｍ）における前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号と前記２次元搬送色信号抽出部が抽出した前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号とを重付平均して前記注目ライン（ｎ）の平均搬送色信号を得る平均搬送色信号抽出部と、
前記注目ライン（ｎ）のコンポジット信号から前記平均搬送色信号を減算して該注目ライン（ｎ）の輝度信号を抽出する輝度信号抽出部とをさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項１２】
前記注目ライン（ｎ）の２つ前のライン（ｎ−２）と前記注目ライン（ｎ）と前記注目ライン（ｎ）の２つ後のライン（ｎ＋２）の前記ＢＰＦ出力信号とから前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号を抽出するラインロジカルコムフィルタと、
前記注目フレーム（ｍ）の２つ前のフレーム（ｍ−２）と前記注目フレーム（ｍ）と前記注目フレーム（ｍ）の２つ後のフレーム（ｍ＋２）の前記ＢＰＦ出力信号とから前記注目フレーム（ｍ）の搬送色信号を抽出するフレームロジカルコムフィルタとをさらに備え、  
前記ライン搬送色信号抽出部は、前記動き検出部が検出した動きが大きいほど、前記ラインロジカルコムフィルタが抽出した前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号の重みが大きくなるように、前記フレームロジカルコムフィルタが抽出した前記注目フレーム（ｍ）における前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号と前記２次元搬送色信号抽出部が抽出した前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号とを重付平均して前記注目ライン（ｎ）の平均搬送色信号を得るものであり、
前記搬送色差信号抽出部は、前記ライン搬送色信号抽出部が得た前記注目ライン（ｎ）の前記平均搬送色信号と、前記平均色位相歪み補正用色信号とを加減算することによって前記注目ライン（ｎ）の搬送色差信号を抽出することを特徴とする請求項８または９に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項１３】
前記注目ライン（ｎ）のコンポジット信号から前記平均搬送色信号を減算して該注目ライン（ｎ）の輝度信号を抽出する輝度信号抽出部をさらに備えることを特徴とする請求項１２に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項１４】
前記３次元色位相歪み補正用色信号取得部は、前記フレーム（ｍ＋１）の反転信号と前記フレーム（ｍ−１）との平均値を前記注目フレーム（ｍ）の３次元色位相歪み補正用色信号として取得することを特徴とする請求項１に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項１５】
前記フレーム搬送色信号抽出部は、前記注目フレーム（ｍ）の２つ前のフレーム（ｍ−２）と前記注目フレーム（ｍ）と前記注目フレーム（ｍ）の２つ後のフレーム（ｍ＋２）とから前記注目フレーム（ｍ）の前記搬送色信号を抽出するフレームロジカルコムフィルタであることを特徴とする請求項１４に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項１６】
前記注目フレーム（ｍ）のコンポジット信号から、前記フレームロジカルコムフィルタが抽出した前記注目フレーム（ｍ）の前記搬送色信号を減算して輝度信号を得る輝度信号抽出部をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項１７】
前記コンポジット信号から動きを検出する動き検出部と、
注目ライン（ｎ）の１つ後のライン（ｎ＋１）の反転信号と前記注目ライン（ｎ）の１つ前のライン（ｎ−１）との平均値を前記注目ライン（ｎ）の２次元色位相歪み補正用色信号として取得する２次元色位相歪み補正用色信号取得部と、
前記動き検出部が検出した動きが大きいほど、前記２次元色位相歪み補正用色信号取得部が取得した前記２次元色位相歪み補正用色信号の重みが大きくなるように、前記注目フレーム（ｍ）における前記注目ライン（ｎ）の前記３次元色位相歪み補正用色信号と、前記注目ライン（ｎ）の前記２次元色位相歪み補正用色信号とを重付平均して前記注目ライン（ｎ）の平均色位相歪み補正用色信号を得る平均色位相歪み補正用色信号取得部と、
前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号を抽出するライン搬送色信号抽出部とをさらに備え、
前記搬送色差信号抽出部は、前記ライン搬送色信号抽出部が抽出した前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号と、前記平均色位相歪み補正用色信号とを加減算することによって前記注目ライン（ｎ）の搬送色差信号を抽出することを特徴とする請求項１４に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項１８】
前記注目ライン（ｎ）の２つ前のライン（ｎ−２）と前記注目ライン（ｎ）と前記注目ライン（ｎ）の２つ後のライン（ｎ＋２）とから前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号を抽出するラインロジカルコムフィルタと、
前記注目フレーム（ｍ）の２つ前のフレーム（ｍ−２）と前記注目フレーム（ｍ）と前記注目フレーム（ｍ）の２つ後のフレーム（ｍ＋２）とから前記注目フレーム（ｍ）の搬送色信号を抽出するフレームロジカルコムフィルタとをさらに備え、  
前記ライン搬送色信号抽出部は、前記動き検出部が検出した動きが大きいほど、前記ラインロジカルコムフィルタが抽出した前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号の重みが大きくなるように、前記フレームロジカルコムフィルタが抽出した前記注目フレーム（ｍ）における前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号と前記２次元搬送色信号抽出部が抽出した前記注目ライン（ｎ）の搬送色信号とを重付平均して前記注目ライン（ｎ）の平均搬送色信号を得るものであり、
前記搬送色差信号抽出部は、前記ライン搬送色信号抽出部が得た前記注目ライン（ｎ）の前記平均搬送色信号と、前記平均色位相歪み補正用色信号とを加減算することによって前記注目ライン（ｎ）の搬送色差信号を抽出することを特徴とする請求項１７に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【請求項１９】
前記注目ライン（ｎ）のコンポジット信号から前記平均搬送色信号を減算して該注目ライン（ｎ）の輝度信号を抽出する輝度信号抽出部をさらに備えることを特徴とする請求項１８に記載のＰＡＬ信号復調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｌｉｎｅ：位相反転ライン）方式のコンポジット信号を復調する技術、特にＰＡＬ方式のコンポジット信号から搬送色差信号を抽出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンポジット信号を用いる映像方式の１つとして、ＰＡＬ方式が知られている。ＰＡＬ方式では、色副搬送波を２つの色差信号（Ｕ信号、Ｖ信号）で直角に２相変調することによって搬送色信号（Ｃ信号）を生成して伝送するが、伝送歪みなどの影響で伝送中に生じた位相歪みを補正するために、Ｖ信号の色副搬送波の位相をライン毎に１８０°反転させて色信号Ｃを生成している。また、ライン間の干渉を防ぐために、ライン毎に９０°位相がずれるように、すなわち２ライン毎に１８０°位相がずれるように色副搬送波の周波数が選ばれている。
【０００３】
そのため、ＰＡＬ方式のコンポジット信号（以下ＰＡＬ信号という）では、図１０に示すように、同一のフレーム内においてライン（ｎ）とその２つ前のライン（ｎ−２）との間にＣ信号の位相が１８０°異なり、ライン（ｎ）とその１つ前のライン（ｎ−１）間にＶ信号の色副搬送波の位相が１８０°異なる。すなわち、同一のフレーム内では、Ｖ信号の色副搬送波の位相は１ライン毎に１８０°ずれ、Ｃ信号の位相は２ライン毎に１８０°ずれる。
【０００４】
また、同じライン（ｎ）について異なるフレーム間で位相の比較をすると、図１１に示すように、フレーム（ｍ）とその２つ前のフレーム（ｍ−２）との間にライン（ｎ）のＣ信号の位相が１８０°異なり、フレーム（ｍ）とその１つ前のフレーム（ｍ−１）との間にライン（ｎ）のＶ信号の色副搬送波の位相が異なる。すなわち、同じラインについて、Ｖ信号の色副搬送波の位相は１フレーム毎に１８０°ずれ、Ｃ信号の位相は２フレーム毎に１８０°ずれる。
【０００５】
ＰＡＬ信号の受信機やＰＡＬ信号を記録媒体に記録するビデオレコーダなどの映像機器において、ＰＡＬ信号を復調するために、ＰＡＬ信号に対して位相歪みを補正しながらＹ信号とＣ信号を分離するＹ／Ｃ分離が行われている。Ｙ／Ｃ分離の手法は、図１０に示すＰＡＬ信号の特徴を利用した２次元Ｙ／Ｃ分離と、図１１に示すＰＡＬ信号の特徴を利用した３次元Ｙ／Ｃ分離がある。
【０００６】
３次元Ｙ／Ｃ分離について、注目フレームのコンポジット信号と、注目フレームの２つの前のフレームのコンポジット信号を加減算する方法が知られている。たとえば、フレーム（ｍ）については、フレーム（ｍ）とフレーム（ｍ−２）のコンポジット信号を加減算することによってフレーム（ｍ）のＹ／Ｃ分離をし、フレーム（ｍ＋２）については、フレーム（ｍ＋２）とフレーム（ｍ）のコンポジット信号を加減算することによってフレーム（ｍ＋２）のＹ／Ｃ分離をする。
【０００７】
この方法では、クロスカラー妨害やクロスルミナス妨害（以下単にクロス妨害という）の問題が生じ得る。フレーム（ｍ−２）〜フレーム（ｍ＋２）の５つのフレームのうち、フレーム（ｍ）だけそのＣ信号が変化した場合すなわちフレーム（ｍ）のＣ信号だけが他のフレームのＣ信号と関係が無い場合を例に説明する。フレーム（ｍ）に対するＹ／Ｃ分離は、フレーム（ｍ）とフレーム（ｍ−２）のコンポジット信号を加減算することによって行われるため、フレーム（ｍ）のＹ／Ｃ分離によって得られたＣ信号には関係の無いフレーム（ｍ−２）のＣ信号が混ざり、クロス妨害が生じてしまう。同様に、フレーム（ｍ＋２）に対するＹ／Ｃ分離は、フレーム（ｍ＋２）とフレーム（ｍ）のコンポジット信号を加減算することによって行われるため、フレーム（ｍ＋２）のＹ／Ｃ分離によって得られたＣ信号には関係の無いフレーム（ｍ）のＣ信号が混ざり、クロス妨害が生じてしまう。
【０００８】
特許文献１には、この問題を解決するための手法が開示されている。特許文献１の手法は、注目フレーム（ｍ）とその１つ前のフレーム（ｍ−１）および２つ前のフレーム（ｍ−２）に対してＣ信号の帯域を通過させるＢＰＦをそれぞれ適用して３つのＢＰＦ出力信号を得、この３つのＢＰＦ出力信号間に相関があるときにのみ、フレーム（ｍ−１）またはフレーム（ｍ−２）のＢＰＦ出力信号を信号選択回路出力信号として注目フレーム（ｍ）のＢＰＦ出力信号から減算することによって注目フレーム（ｍ）のＣ信号を抽出する。一方、３つのＢＰＦ出力信号間に相関が無いときには、注目フレーム（ｍ）のＢＰＦ出力信号そのものを注目フレーム（ｍ）のＣ信号として取得する。特許文献１の手法は、このようにしてＹ／Ｃ分離におけるクロス妨害を回避している。
【０００９】
２次元Ｙ／Ｃ分離については、同一フレーム内で注目ラインのコンポジット信号と、注目ラインの２つの前のラインのコンポジット信号を加減算する方法が知られている。たとえば、ライン（ｎ）については、ライン（ｎ）とライン（ｎ−２）のコンポジット信号を加減算することによってライン（ｎ）のＹ／Ｃ分離をし、ライン（ｎ＋２）については、ライン（ｎ＋２）とライン（ｎ）のコンポジット信号を加減算することによってライン（ｎ＋２）のＹ／Ｃ分離をする。
【００１０】
３次元Ｙ／Ｃ分離と２次元Ｙ／Ｃ分離は、静止画と動画にそれぞれ適しているとされている。特許文献２には、動画と静止画の切り替り時の画質劣化を抑制するために、２次元Ｙ／Ｃ分離と３次元Ｙ／Ｃ分離を組み合わせてＹ／Ｃ分離を行う手法が開示されている。
【００１１】
この手法は、ＰＡＬ信号に対して３次元Ｙ／Ｃ分離と２次元Ｙ／Ｃ分離をそれぞれ行うと共に、映像信号の動きを検出する。そして、動きが大きいほど２次元Ｙ／Ｃ分離により得られた信号の割合が大きくなるように、３次元Ｙ／Ｃ分離により得られたＹ信号、Ｃ信号と、２次元Ｙ／Ｃ分離により得られたＹ信号、Ｃ信号とをそれぞれミックスすることによって動き適応型Ｙ／Ｃ分離を実現する。
【００１２】
Ｙ／Ｃ分離によって得られたＣ信号に対してＵ信号成分とＶ信号成分の抽出（Ｕ／Ｖ分離）がなされ、抽出されたＵ信号成分とＶ信号成分に対して色復調がなされる。本明細書の以下の説明において、色復調前の信号と色復調後の信号を区別するために、色復調前のＵ信号成分とＶ信号成分を搬送色差信号（搬送Ｕ信号またはｕ信号と、搬送Ｖ信号またはｖ信号）といい、色復調後のＵ信号とＶ信号を単に色差信号（Ｕ信号とＶ信号）という。
【００１３】
Ｕ／Ｖ分離に際して、図１０に示すＰＡＬ信号の特徴を利用して、同じフレームのラインのうち、注目ラインのＣ信号と注目ラインの１つ前のラインのＣ信号とを加減算することによって注目ラインの２つの搬送色差信号を分離する方法が知られている。
【００１４】
この方法では、フレームの垂直方向に色の境界がある場合に、色の境界に位置するラインの色は元の色ではない色になってしまう問題が生じ得る。例えば図１２に示すように、ライン（ｎ−２）、ライン（ｎ−１）の色はマゼンダであり、ライン（ｎ）〜ライン（ｎ＋２）の色はグリーンである場合に、ライン（ｎ）の搬送色差信号を抽出する際に、ライン（ｎ−１）のマゼンダとライン（ｎ）のグリーンが加減算されるため、ライン（ｎ）から抽出した搬送色差信号は、ホワイトを表すことになってしまう。
【００１５】
特許文献３には、この問題を解決するための手法が開示されている。この手法は、フレーム中の注目ライン（ｎ）およびその前後の２つずつのライン「ライン（ｎ−２）、ライン（ｎ−１）、ライン（ｎ＋１）、ライン（ｎ＋２）」に対してＣ信号の帯域を通過させるＢＰＦを適用して５つのＢＰＦ出力信号Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４を得、Ｃ０とＣ２の相関、およびＣ２とＣ４の相関を求める。２つの相関のうち、Ｃ０とＣ２の相関の方が大きければ「Ｃ１」の割合を大きくし、Ｃ２とＣ４の相関の方が大きければ「−Ｃ３」の割合を大きくして「Ｃ１」と「−Ｃ３」を重付平均して色位相歪み補正用色信号Ｎを得る。そして、注目ライン（ｎ）のＢＰＦ出力信号Ｃ２と色位相歪み補正用色信号Ｎとを加減算することによって注目ライン（ｎ）の搬送色差信号を分離する。図１２に示すフレームの例にこの手法を適用すると、ライン（ｎ−２）とライン（ｎ）のＢＰＦ出力信号の相関が無く、ライン（ｎ）とライン（ｎ＋２）間の相関があることになるため、色位相歪み補正用色信号Ｎとして、ライン（ｎ＋１）のＢＰＦ出力信号が用いられる。したがって、ライン（ｎ）のＢＰＦ出力信号と色位相歪み補正用色信号Ｎとを加減算することによって分離されたライン（ｎ）の搬送色差信号は元の色を表すことになる。
【特許文献１】特開平８−１８９９７号公報
【特許文献２】特開２００５−２７７５６２号公報
【特許文献３】特開２００２−５８０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ここで図１３に示すフレームに特許文献３のＵ／Ｖ分離手法を適用した結果について考える。図１３に示すフレームは、注目ライン（ｎ）およびその前後の２つずつのライン「ライン（ｎ−２）、ライン（ｎ−１）、ライン（ｎ＋１）、ライン（ｎ＋２）」は、注目ライン（ｎ）の色のみがレッドであり、他の４つのラインの色がブルーである。このフレームに対して、特許文献３のＵ／Ｖ分離手法を用いた場合、注目ライン（ｎ）の色位相歪み補正用色信号Ｎは、ライン（ｎ−１）とライン（ｎ＋１）のＢＰＦ出力信号の重付平均値となるため、ブルーである。したがって、注目ライン（ｎ）と色位相歪み補正用色信号Ｎと加減算しＵ／Ｖ分離して得た注目ライン（ｎ）の搬送色差信号が表す色にはブルーが混ざり、元のレッドではなくなる。すなわち、特許文献３によるＵ／Ｖ分離手法は、前後のラインに対して色が孤立した注目ラインのＵ／Ｖ分離を正しくできないという問題がある。
【００１７】
同じフレームのラインのうち、注目ラインのＣ信号と注目ラインの１つ前のラインのＣ信号とを加減算することによって注目ラインのＵ／Ｖ分離を行う手法についても同じ問題がある。
【００１８】
また、図１４に示す映像に対して特許文献１の技術を適用した場合について考える。図１４の例では、フレーム１〜フレーム５の各フレームにおいて、注目ライン（ｎ）のみがレッドであり、他のラインがブルーである。特許文献１の技術によってフレーム（３）のＹ／Ｃ分離をする際に、フレーム２、フレーム３、フレーム４の色に相関があるため、色位相歪み補正用色信号としてフレーム２またはフレーム３のＢＰＦ出力信号が生成され、フレーム３のＣ信号が分離される。しかし、このようにして得られたＣ信号に対してさらにＵ／Ｖ分離を行う際に、上述したいずれのＵ／Ｖ分離手法を用いても、フレーム３の注目ライン（ｎ）の搬送色差信号にはライン（ｎ−１）またはライン（ｎ＋１）の色が混ざり、元のレッドではなくなる。すなわち、特許文献１の手法でも、フレーム間で相対応するラインと色の相関があり、フレーム内で他のラインに対して色が孤立した注目ラインのＵ／Ｖ分離を正しくできないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の１つの態様は、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｌｉｎｅ）方式のコンポジット信号を復調するＰＡＬ信号復調装置である。このＰＡＬ信号復調装置は、フレーム搬送色信号抽出部と、３次元色位相歪み補正用色信号取得部と、搬送色差信号抽出部を有する。
【００２０】
フレーム搬送色信号抽出部は、注目フレーム（ｍ）の搬送色信号を抽出する。
【００２１】
３次元色位相歪み補正用色信号取得部は、注目フレーム（ｍ）の１つ前のフレーム（ｍ−１）と注目フレーム（ｍ）の１つ後のフレーム（ｍ＋１）のいずれか一方または両方を用いて注目フレーム（ｍ）の色位相歪み補正用色信号を生成して３次元色位相歪み補正用信号を得る。
【００２２】
搬送色差信号抽出部は、３次元色位相歪み補正用色信号と、フレーム搬送色信号抽出部が抽出した搬送色信号とを加減算することによって注目フレーム（ｍ）の搬送色差信号を抽出する。
【００２３】
なお、上記態様のＰＡＬ信号復調装置を方法やシステムに置き換えて表現したものも、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明にかかる技術によれば、ＰＡＬ信号を復調する際に、同一のフレーム内における前後のラインに対して色が孤立した注目ラインのＵ／Ｖ分離が正しくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の具体的な実施の形態を分かりやすくするために、まず、本発明の原理について説明する。なお、以下の説明において、時系列に連続した５つのフレームを、先に入力される順でフレーム１、フレーム２、フレーム３、フレーム４、フレーム５とし、注目フレームをフレーム３とする。また、各フレームのコンポジット信号をＥ１〜Ｅ５とし、それぞれ下記の式（１）のように構成されたとする。
【００２６】
Ｅ１＝Ｙ１−（ｕ１＋ｖ１）
Ｅ２＝Ｙ２＋（ｕ２−ｖ２）
Ｅ３＝Ｙ３＋（ｕ３＋ｖ３）              （１）
Ｅ４＝Ｙ４−（ｕ４−ｖ４）
Ｅ５＝Ｙ５−（ｕ５＋ｖ５）
但し，Ｅ：コンポジット信号
Ｙ：輝度信号
ｕ：搬送色差信号（搬送Ｕ信号）
ｖ：搬送色差信号（搬送Ｖ信号）
【００２７】
また、下記の説明において、バンドパスフィルタリング（ＢＰＦ）処理は、クロマ帯域を通過させる処理であり、ＰＡＬ信号から輝度成分をある程度除去できる。以下、フレームに対してＢＰＦ処理を行って得た信号をＢＰＦ出力信号といい、「Ｆ」で表示する。なお、上記式（１）に示す各フレームのＢＰＦ出力信号は、下記の式（２）で示すことができる。
【００２８】
Ｆ１＝−（ｕ１＋ｖ１）
Ｆ２＝＋（ｕ２−ｖ２）
Ｆ３＝＋（ｕ３＋ｖ３）              （２）
Ｆ４＝−（ｕ４−ｖ４）
Ｆ５＝−（ｕ５＋ｖ５）
但し，Ｆ：ＢＰＦ出力信号
ｕ：搬送色差信号（搬送Ｕ信号）
ｖ：搬送色差信号（搬送Ｖ信号）
【００２９】
本発明にかかる搬送色差信号抽出（Ｕ／Ｖ分離）技術は、注目フレーム（フレーム３）の色位相歪み補正用色信号を３次元的に取得し（以下３次元的に取得した色位相歪み補正用色信号を３次元色位相歪み補正用色信号という）、フレーム３の搬送色信号と加減算することによってフレーム３の搬送色差信号を抽出する。
【００３０】
図１は、本発明にかかるＵ／Ｖ分離装置１の模式図である。Ｕ／Ｖ分離装置１は、ＢＰＦ処理部１２と、搬送色差信号抽出部１６を有する。
【００３１】
ＢＰＦ処理部１２は、フレーム２とフレーム３に対してＢＰＦ処理を行ってそれぞれのＢＰＦ出力信号Ｆ２とＦ３を得る。
【００３２】
搬送色差信号抽出部１６は、フレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３と、フレームＦ２のＢＰＦ出力信号Ｆ２とを加減算する。上記式（２）から分かるように、搬送色差信号抽出部１６の加減算により、フレーム３の搬送Ｕ信号と搬送Ｖ信号が抽出できる。
【００３３】
すなわち、Ｕ／Ｖ分離装置１において、ＢＰＦ処理部１２は、フレーム搬送色信号抽出部と３次元色位相歪み補正用色信号取得部を兼ねており、フレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３とフレーム２のＢＰＦ出力信号Ｆ２をそれぞれフレームの搬送色信号と３次元色位相歪み補正用色信号として搬送色差信号抽出部１６に供する。
【００３４】
図１に示すＵ／Ｖ分離装置１によれば、フレーム内に前後のラインに対して色が孤立したラインがあっても、該ラインのＵ／Ｖ分離が正しくできる。これを図１４に示す例で説明する。
【００３５】
図１４の例では、フレーム１〜フレーム５の各フレームにおいて、注目ライン（ｎ）のみがレッドであり、他のラインがブルーである。Ｕ／Ｖ分離装置１によってフレーム３のＵ／Ｖ分離を行う際に、フレーム３における注目ライン（ｎ）のＢＰＦ出力信号（レッド）と、フレーム２における注目ライン（ｎ）のＢＰＦ出力信号（レッド）とを加減算するので、ライン（ｎ）のＵ／Ｖ分離を正しくできる。
【００３６】
図２は、本発明にかかるＵ／Ｖ分離装置２の模式図である。Ｕ／Ｖ分離装置２は、ＢＰＦ処理部２２と、搬送色差信号抽出部２６を有する。
【００３７】
ＢＰＦ処理部２２は、フレーム３とフレーム４に対してＢＰＦ処理を行ってそれぞれのＢＰＦ出力信号Ｆ３とＦ４を得る。
【００３８】
搬送色差信号抽出部２６は、フレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３と、フレームＦ４のＢＰＦ出力信号Ｆ４とを加減算する。上記式（２）から分かるように、搬送色差信号抽出部２６の加減算により、フレーム３の搬送Ｕ信号と搬送Ｖ信号が抽出される。
【００３９】
すなわち、Ｕ／Ｖ分離装置２において、ＢＰＦ処理部２２は、フレーム搬送色信号抽出部と３次元色位相歪み補正用色信号取得部を兼ねており、フレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３とフレーム４のＢＰＦ出力信号Ｆ４をそれぞれフレームの搬送色信号と３次元色位相歪み補正用色信号として搬送色差信号抽出部２６に供する。
Ｕ／Ｖ分離装置２も、図１に示すＵ／Ｖ分離装置１と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
図３は、本発明にかかるＵ／Ｖ分離装置３の模式図である。Ｕ／Ｖ分離装置３は、ＢＰＦ処理部３２と、３次元色位相歪み補正用色信号取得部３４と、搬送色差信号抽出部３６を有する。
【００４１】
ＢＰＦ処理部３２は、フレーム３の１つ前のフレーム２と、フレーム３と、フレーム３の１つ後のフレーム４に対してＢＰＦ処理を行ってそれぞれのＢＰＦ出力信号Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を得る。
【００４２】
３次元色位相歪み補正用色信号取得部３４は、フレーム２のＢＰＦ出力信号Ｆ２と、フレームＦ４のＢＰＦ出力信号とを用いて３次元色位相歪み補正用色信号Ｎを生成する。具体的には、ＢＰＦ出力信号Ｆ２と、ＢＰＦ出力信号Ｆ４の反転信号との平均をとって３次元色位相歪み補正用色信号Ｎを生成する。
【００４３】
搬送色差信号抽出部３６は、フレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３と、３次元色位相歪み補正用色信号取得部３４が得た３次元色位相歪み補正用色信号Ｎとを加減算する。上記式（２）から分かるように、搬送色差信号抽出部３６の加減算により、フレーム３の搬送Ｕ信号と搬送Ｖ信号が抽出される。
【００４４】
Ｕ／Ｖ分離装置３も、Ｕ／Ｖ分離装置１とＵ／Ｖ分離装置２と同様の効果を得ることができる。また、例えば、フレーム２のＢＰＦ出力信号Ｆ２のみを３次元色位相歪み補正用色信号として用いる場合に、フレーム２におけるライン（ｎ）の色とフレーム３におけるライン（ｎ）の色とが異なる場合には、フレーム３に対するＵ／Ｖ分離が正しくできない恐れはある。同様に、フレーム４のＢＰＦ出力信号Ｆ４のみを３次元色位相歪み補正用色信号として用いる場合に、フレーム３におけるライン（ｎ）の色とフレーム４におけるライン（ｎ）の色とが異なる場合には、フレーム３に対するＵ／Ｖ分離が正しくできない恐れはある。Ｕ／Ｖ分離装置３は、注目フレームの１つ前のフレームのＢＰＦ出力信号と、注目フレームの１つ後のフレームのＢＰＦ出力信号の反転信号とを平均して注目フレームの色位相歪み補正用色信号を生成しているので、このようなリスクを軽減することができる。
【００４５】
図４は、本発明にかかるＵ／Ｖ分離装置４の模式図である。Ｕ／Ｖ分離装置４は、ＢＰＦ処理部４２と、３次元色位相歪み補正用色信号取得部４４と、搬送色差信号抽出部４６を有する。
【００４６】
ＢＰＦ処理部４２は、フレーム１〜フレーム５の５つのフレームに対してＢＰＦ処理を行ってそれぞれのＢＰＦ出力信号Ｆ１〜Ｆ５を得る。
【００４７】
３次元色位相歪み補正用色信号取得部４４は、ＢＰＦ出力信号Ｆ１〜Ｆ５を用いて３次元色位相歪み補正用色信号Ｎを生成する。
【００４８】
搬送色差信号抽出部４６は、フレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３と、３次元色位相歪み補正用色信号取得部４４が得た３次元色位相歪み補正用色信号Ｎとを加減算する。
【００４９】
図５は、３次元色位相歪み補正用色信号取得部４４の詳細を示す。３次元色位相歪み補正用色信号取得部４４は、フレーム相関算出部５２と、重付平均演算部５６を有する。フレーム相関算出部５２は、ＢＰＦ出力信号Ｆ１とＢＰＦ出力信号Ｆ３の相関（以下第１の相関という）、およびＢＰＦ出力信号Ｆ３とＢＰＦ出力信号Ｆ５との相関（以下第２の相関という）をそれぞれ算出し、２つの相関の相対的な大小関係を示す情報（例えば第１の相関と第２の相関の比）を重付平均演算部５６に出力する。
【００５０】
重付平均演算部５６は、２つの相関の相対的な大小関係に応じて、ＢＰＦ出力信号Ｆ２と、ＢＰＦ出力信号Ｆ４の反転信号とを重付平均して３次元色位相歪み補正用色信号Ｎを得る。具体的には例えば、第１の相関と第２の相関の比が大きいほどＢＰＦ出力信号Ｆ２の重みを大きくＢＰＦ出力信号Ｆ４の反転信号の重みを小さく、逆に、第１の相関と第２の相関の比が小さいほどＢＰＦ出力信号Ｆ２の重みを小さくＢＰＦ出力信号Ｆ４の反転信号の重みを大きくするようにして重付平均をする。
【００５１】
Ｕ／Ｖ分離装置４は、Ｕ／Ｖ分離装置１〜Ｕ／Ｖ分離装置３の効果を得ることができると共に、これらのＵ／Ｖ分離装置の欠点を回避することができる。
【００５２】
例えば、フレーム２とフレーム３の色が相似しており、フレーム３とフレーム４の色が異なる場合には、第１の相関と第２の相関の比が大きくなる。このときＵ／Ｖ分離装置４は、フレーム２のＢＰＦ出力信号Ｆ２の重みを大きく、フレーム４のＢＰＦ出力信号Ｆ４の重みを小さくした重付平均により３次元色位相歪み補正用色信号Ｎを得ているので、フレーム４の色の影響を小さくすることができる。
【００５３】
なお、第１の相関と第２の相関の比が、フレーム３とフレーム５の色が大きく異なることを示す所定の閾値より大きいときに、フレーム４のＢＰＦ出力信号Ｆ４の反転信号の重みを０とすることで、Ｕ／Ｖ分離装置４はＵ／Ｖ分離装置１と同様になる。一方、第１の相関と第２の相関の比が、フレーム３とフレーム１の色が大きく異なることを示す所定の閾値より小さいときに、フレーム２のＢＰＦ出力信号Ｆ２の重みを０とすることで、Ｕ／Ｖ分離装置４はＵ／Ｖ分離装置２と同様になる。また、第１の相関と第２の相関とが同じである場合には、フレーム２とフレーム４のＢＰＦ出力信号の重みを共に１／２とすることで、Ｕ／Ｖ分離装置４はＵ／Ｖ分離装置３と同様になる。
【００５４】
上述した各Ｕ／Ｖ分離装置において、ＢＰＦ処理部はフレーム搬送色信号抽出部を兼ねており、注目フレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３をフレーム３の搬送色信号として取得しているが、例えばフレーム１、フレーム３、フレーム５のＢＰＦ出力信号に対してフレームロジカルコムフィルタを適用して抽出した搬送色信号をフレーム３の搬送色信号として用いてもよい。
【００５５】
また、上記各Ｕ／Ｖ分離装置に対して輝度信号を抽出する輝度信号抽出部を追加してＹ／Ｕ／Ｖ分離装置を実現してもよい。輝度信号抽出部は、例えば、注目フレームＦ３のコンポジット信号Ｅ３から、上述したフレームロジカルコムフィルタが抽出した搬送色信号を減算するものとして構成すればよい。
【００５６】
さらに、このようなＹ／Ｕ／Ｖ分離装置において、搬送色差信号抽出部と輝度信号抽出部は同じ搬送色信号を用いる必要がない。例えば、輝度信号抽出部は上記フレームロジカルコムフィルタが抽出した搬送色信号を用い、注目フレーム３のコンポジット信号からこの搬送色信号を減算して輝度信号を抽出する一方、搬送色差信号抽出部は、注目フレーム３のＢＰＦ出力信号を搬送色信号として用い、この搬送色信号と３次元色位相歪み補正用色信号とを加減算することによって搬送色差信号を抽出するようにしてもよい。
【００５７】
図６は、本発明にかかるＵ／Ｖ分離装置５の模式図である。Ｕ／Ｖ分離装置５は、フレームロジカルコムフィルタ７１と、３次元色位相歪み補正用色信号取得部７４と、搬送色差信号抽出部７６を有する。
【００５８】
フレームロジカルコムフィルタ７１は、フレーム搬送色信号抽出部として機能し、フレーム１、フレーム３、フレーム５のコンポジット信号に対してロジカルコムフィルタリング処理を行ってフレーム３の搬送色信号に最も近い搬送色信号Ｃ（＝ｕ＋ｖ）を抽出する。Ｕ／Ｖ分離装置５において、フレームロジカルコムフィルタ７１はＢＰＦ処理を行わずにフレームのコンポジット信号から直接注目フレームの搬送色信号を抽出するので、図６においては、ＢＰＦ出力信号と区別して、フレームロジカルコムフィルタ７１の出力をＣとして表記している。
【００５９】
３次元色位相歪み補正用色信号取得部７４は、注目フレーム前後のフレームのコンポジット信号を用いて３次元色位相歪み補正用色信号Ｎを取得する。具体的には、フレーム４のコンポジット信号の反転信号と、フレーム２のコンポジット信号とを平均して得た平均値を注目フレーム３の３次元色位相歪み補正用色信号Ｎとする。
【００６０】
搬送色差信号抽出部７６は、フレームコロジカルコムフィルタ７１が得たフレーム３の搬送色信号Ｃと、３次元色位相歪み補正用色信号取得部７４が得た３次元色位相歪み補正用色信号Ｎとを加減算する。これにより、フレーム３の搬送Ｕ信号と搬送Ｖ信号が抽出される。
【００６１】
Ｕ／Ｖ分離装置５も、Ｕ／Ｖ分離装置１やＵ／Ｖ分離装置２と同様の効果を得ることができる。また、注目フレーム３前後のフレームの両方を用いて搬送色信号を抽出しているので、Ｕ／Ｖ分離装置３と同様の効果も得ることができる。
【００６２】
勿論、Ｕ／Ｖ分離装置５に対しても輝度信号を抽出する輝度信号抽出部を追加してＹ／Ｕ／Ｖ分離装置を実現してもよい。輝度信号抽出部は、例えば、注目フレームＦ３のコンポジット信号Ｅ３から、フレームロジカルコムフィルタ７１が抽出した搬送色信号Ｃを減算するものとして構成すればよい。
【００６３】
なお、Ｕ／Ｖ分離装置５において、フレームロジカルコムフィルタ７１を用いて搬送色信号Ｃを抽出しているが、例えばフレーム１、フレーム３、フレーム５のコンポジット信号に対して「（２×Ｅ３−（Ｅ１＋Ｅ５））／４」で示される計算を行ってフレーム３の搬送色信号Ｃを抽出するようにしてもよい。
以下、上記原理を具現化した実施の形態について説明する。
＜第１の実施の形態＞
【００６４】
図７は、本発明の第１の実施の形態にかかるＰＡＬ信号復調装置１００を示す。ＰＡＬ信号復調装置１００は、入力されたフレームを１フレーム期間遅延させる遅延回路１１１〜１１４を有する。この４つの遅延回路は順次接続されており、ＰＡＬ信号復調装置１００にフレーム５の信号Ｅ５が入力されるときに、フレーム１〜フレーム４の信号Ｅ１〜Ｅ４をそれぞれ出力する。すなわち遅延回路１１１〜１１４によって、フレームを４フレーム期間、３フレーム期間、２フレーム期間、１フレーム期間遅延させる。
【００６５】
４つの遅延回路１１１〜１１４から出力されるＥ１〜Ｅ４、およびＥ５は、５つのバンドパスフィルタＢＰＦ１２１〜ＢＰＦ１２５にそれぞれ出力される。ＢＰＦ１２１〜１２５は、ＢＰＦ処理部として機能する。それぞれのＢＰＦは、クロマ帯域、例えばＰＡＬ信号の色副搬送周波数ｆｓｃ（ＰＡＬ）を中心周波数としてｆｓｃ（ＰＡＬ）±１．３ＭＨｚの通過帯域を有し、ＰＡＬ信号から輝度成分をある程度除去する。図示のように、ＢＰＦ１２１〜ＢＰＦ１２５は、フレーム１〜フレーム５の信号Ｅ１〜Ｅ５に対してそれぞれバンドパスフィルタリング処理をし、それぞれのフレームのＢＰＦ出力信号Ｆ１〜Ｆ５を得る。
【００６６】
加算器１３１は、フレーム１のＢＰＦ出力信号Ｆ１とフレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３を入力して２つのＢＰＦ出力信号を加算する。ＡＢＳ１３２は、加算器１３１の加算結果の絶対値をとって、後述するフレーム相関算出回路１４２に出力する。
【００６７】
加算器１３５は、フレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３とフレーム５のＢＰＦ出力信号Ｆ５を入力して２つのＢＰＦ出力信号を加算する。ＡＢＳ１３６は、加算器１３５の加算結果の絶対値をとって、フレーム相関算出回路１４２に出力する。
【００６８】
フレーム相関算出回路１４２は、ＡＢＳ１３２の出力からフレーム１とフレーム３間の相関を算出し、ＡＢＳ１３６の出力からフレーム３とフレーム５間の相関を算出する。そして、２つの相関の比（相関比Ｍ）を後述の重付平均演算回路１４４に出力する。ここで「フレーム１とフレーム３」、および「フレーム３とフレーム５」をそれぞれフレームペアという。
【００６９】
ＡＢＳ１３２が得た絶対値が大きいほど、フレーム１とフレーム３間の色の差異が大きいすなわち相関が小さい。また、ＡＢＳ１３６が得た絶対値が大きいほど、フレーム３とフレーム５間の色の差異が大きいすなわち相関が小さい。本実施の形態において、フレーム相関算出回路１４２は、ＡＢＳ１３２とＡＢＳ１３６が得た絶対値の逆数を対応する相関として算出する。すなわち、フレーム相関算出回路１４２から出力した相関比Ｍは、「ＡＢＳ１３６の出力／ＡＢＳ１３２の出力」であり、相関比Ｍが大きいほど、フレーム３の色とフレーム１の色とが相似する程度は、フレーム３の色とフレーム５の色とが相似する程度より大きい。
【００７０】
重付平均演算回路１４４は、フレーム２のＢＰＦ出力信号Ｆ２と、フレーム４のＢＰＦ出力信号Ｆ４と、相関比Ｍを入力し、相関比Ｍに応じた重付係数でＢＰＦ出力信号Ｆ２と、ＢＰＦ出力信号Ｆ４の反転信号とを重付平均して３次元色位相歪み補正用色信号Ｎ（＝ｕ−ｖ）を生成する。重付平均演算回路１４４は、ＢＰＦ出力信号Ｆ４の反転信号とＢＰＦ出力信号Ｆ２に対して、２つのフレームペアのうちの、相関が大きいほうのフレームペアの２つのフレーム間に位置するフレームのＢＰＦ出力信号（ＢＰＦ出力信号Ｆ４の場合にはその反転信号）の重みを、他方のフレームペアの２つのフレーム間に位置するフレームのＢＰＦ出力信号（ＢＰＦ出力信号Ｆ４の場合にはその反転信号）の重みより大きくして重付平均をするものであり、本実施の形態では例えば下記の式（３）に示す演算をする。
【００７１】
Ｎ＝Ｆ２×Ｍ／（Ｍ＋１）＋（−Ｆ４）×１／（Ｍ＋１）    （３）
但し，Ｎ：３次元色位相歪み補正用色信号
Ｆ２：フレーム２のＢＰＦ出力信号
Ｆ４：フレーム４のＢＰＦ出力信号
Ｍ：Ｆ１とＦ３の色の相関／Ｆ５とＦ３の色の相関
【００７２】
重付平均演算回路１４４は、上記式（３）が示す処理により３次元色位相歪み補正用色信号Ｎを生成して搬送色差信号抽出回路１６０に出力する。
【００７３】
すなわち、本実施の形態において、フレーム相関算出回路１４２と、重付平均演算回路１４４は、３次元色位相歪み補正用色信号取得部１４０を構成している。
【００７４】
搬送色差信号抽出回路１６０は、注目フレームとなるフレーム３の搬送色差信号（搬送Ｕ信号、搬送Ｖ信号）を得るものであり、ＢＰＦ１２３と重付平均演算回路１４４から、フレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３と３次元色位相歪み補正用色信号Ｎをそれぞれ入力する。搬送色差信号抽出回路１６０は、加算器と減算器を有し、ＢＰＦ出力信号Ｆ３と３次元色位相歪み補正用色信号Ｎとを加算して搬送Ｕ信号を得、ＢＰＦ出力信号Ｆ３から３次元色位相歪み補正用色信号Ｎを減算して搬送Ｖ信号を得る。
【００７５】
搬送色差信号抽出回路１６０は、搬送Ｕ信号と搬送Ｖ信号をそれぞれＵ復調回路１７２とＶ復調回路１７４に出力し、Ｕ復調回路１７２は搬送Ｕ信号を復調してＵ信号を得、Ｖ復調回路１７４は、搬送Ｖ信号を復調してＶ信号を得る。
【００７６】
次いで、輝度について説明する。
遅延回路１１３の出力となるフレーム３のコンポジット信号Ｅ３は、遅延回路１９２にも出力される。遅延回路１９２は、フレーム３の輝度成分を抽出するためのタイミング調整を行うものであり、信号Ｅ３を遅延させて減算器１９４に出力する。
【００７７】
フレームロジカルコムフィルタ１８０は、フレーム間でロジカルコムフィルタリング処理を行うものであり、ＢＰＦ１２１、ＢＰＦ１２３、ＢＰＦ１２５が出力したＢＰＦ出力信号Ｆ１、ＢＰＦ出力信号Ｆ３、ＢＰＦ出力信号Ｆ５を用いて、ＢＰＦ出力信号Ｆ３に含まれるフレームの搬送色信号に最も近い搬送色信号Ｃ（＝ｕ＋ｖ）を抽出する。
【００７８】
減算器１９４は、フレーム３のコンポジット信号Ｅ３から、フレームロジカルコムフィルタ１８０が抽出した搬送色信号Ｃを減算して輝度信号Ｙを得る。すなわち、減算器１９４は、輝度信号抽出部として機能する。
【００７９】
このように、本実施の形態のＰＡＬ信号復調装置１００は、注目フレームの前後のフレームのＢＰＦ出力信号を用いて注目フレームの３次元色位相歪み補正用色信号を生成し、注目フレームのＢＰＦ出力信号と、３次元色位相歪み補正用色信号とを加減算することによって注目フレームの搬送色差信号を抽出する。そのため、注目フレーム内において色が孤立したラインがある場合でもこのラインの搬送色差信号を正しく抽出できる。
【００８０】
また、ＰＡＬ信号に対してまずＹ／Ｃ分離をして搬送色信号Ｃを得、搬送色信号Ｃに対してさらにＵ／Ｖ分離を行う従来の手法の場合では、搬送色信号Ｃに対してＵ／Ｖ分離する際に、注目ラインの搬送色信号と、注目ラインの前／後のラインの搬送色信号と加減算するために、注目ラインの前のラインを１ライン期間遅延させるか、注目ラインを１ライン期間遅延させる遅延回路が必要である。それに対して、本実施の形態において、注目フレームのＢＰＦ出力信号と３次元色位相歪み補正用色信号とを加減算することによって色位相歪み補正とＵ／Ｖ分離を同時に行うので、従来の手法と比べて少なくとも１ライン期間の遅延回路を省くことができ、回路規模を削減することができると共に、処理時間を短縮できる。
【００８１】
また、輝度信号についても、フレームロジカルコムフィルタ１８０で注目フレームの搬送色信号Ｃを３次元的に取得して注目フレームのコンポジットから減算して抽出しているため、注目フレーム内において輝度が孤立したラインがある場合でもこのラインの輝度信号を正しく抽出できる。
【００８２】
なお、本実施の形態において、搬送色差信号抽出回路１６０は、フレーム３のＢＰＦ出力信号Ｆ３と３次元色位相歪み補正用色信号Ｎとを加減算することによって搬送色差信号を抽出しているが、フレームロジカルコムフィルタ１８０が取得した搬送色信号Ｃと３次元色位相歪み補正用色信号Ｎとを加減算することによって搬送色差信号を抽出するようにしてもよい。
＜第２の実施の形態＞
【００８３】
上記第１の実施の形態のＰＡＬ信号復調装置１００は、Ｕ／Ｖ分離のための色位相歪み補正用色信号Ｎと、輝度成分を抽出するための搬送色信号Ｃを３次元的に取得するものであり、フレーム内のライン間に変化があり、フレーム間に変化が少ない静止画のＹ／Ｕ／Ｖ分離に特に効果を発揮することができる。
【００８４】
特許文献２に記載されたように、Ｙ／Ｃ分離を行う際に、２次元Ｙ／Ｃ分離と３次元Ｙ／Ｃ分離とを組み合わせていわゆる動き適応型Ｙ／Ｃ分離を行うことによって動画と静止画の切り替り時の画質劣化を抑制することができる。本発明にかかるＵ／Ｖ分離技術も、動き適応型Ｕ／Ｖ分離装置乃至Ｙ／Ｕ／Ｖ分離装置を実現することができる。これを第２の実施の形態として説明する。
【００８５】
図８は、本発明の第２の実施の形態にかかるＰＡＬ信号復調装置２００を示す。ＰＡＬ信号復調装置２００は、２次元分離回路２１０と、３次元分離回路２２０と、動き検出回路２３０と、ＭＩＸ回路２５２、ＭＩＸ回路２５４と、搬送色差信号抽出回路２６０と、Ｕ復調回路２７２と、Ｖ復調回路２７４と、減算器２８０とを有する。また、各処理のタイミングを調整するための遅延回路２４１、遅延回路２４２、遅延回路２４３も、ＰＡＬ信号復調装置２００に設けられている。
【００８６】
３次元分離回路２２０は、フレーム遅延によって、Ｕ／Ｖ分離するための３次元色位相歪み補正用色信号Ｎ（ここでＮｂという）と、輝度成分を抽出するための搬送色信号Ｃ（ここでＣｂという）を取得するものである。
【００８７】
３次元分離回路２２０は、３次元色位相歪み補正用色信号Ｎｂの抽出に際して、Ｕ／Ｖ分離装置１〜Ｕ／Ｖ分離装置４のいずれの手法を用いるものであってもよい。本実施の形態において、例として、３次元分離回路２２０は、Ｕ／Ｖ分離装置４の手法を用いて３次元色位相歪み補正用色信号Ｎｂを抽出する。
【００８８】
また、輝度成分を抽出するための搬送色信号Ｃｂの取得に際しては、例として第１の実施の形態のＰＡＬ信号復調装置１００と同じように、フレームロジカルコムフィルタを用いる。
【００８９】
すなわち、本実施の形態のＰＡＬ信号復調装置２００において、３次元分離回路２２０は、図７に示すＰＡＬ信号復調装置１００から、遅延回路１９２と、減算器１９４と、搬送色差信号抽出回路１６０と、Ｕ復調回路１７２と、Ｖ復調回路１７４とを除いた構成を有する。
【００９０】
３次元分離回路２２０は、搬送色信号Ｃｂと３次元色位相歪み補正用色信号Ｎｂを、ＭＩＸ回路２５２とＭＩＸ回路２５４にそれぞれ出力する。
【００９１】
２次元分離回路２１０は、注目フレーム内におけるライン遅延によって、Ｕ／Ｖ分離するための２次元色位相歪み補正用色信号Ｎ（ここでＮａという）と、輝度成分を抽出するための搬送色信号Ｃ（ここでＣａという）を取得するものである。２次元分離回路２１０は、３次元分離回路２２０が３次元に行った処理を２次元に行うものであり、３次元分離回路２２０が処理する「フレーム」を「ライン」に置き換えて処理する。
【００９２】
本実施の形態において、２次元分離回路２１０は、３次元分離回路２２０の手法に対応した手法で色位相歪み補正用色信号Ｎａと、搬送色信号Ｃａを２次元的に取得する。具体的には、
【００９３】
２次元分離回路２１０は、ＰＡＬ信号に対して、ライン（ｎ）のＢＰＦ出力信号とライン（ｎ）の２つ前のライン（ｎ−２）のＢＰＦ出力信号との相関、ライン（ｎ）のＢＰＦ出力信号とライン（ｎ）の２つ後のライン（ｎ＋２）のＢＰＦ出力信号との相関をそれぞれ算出し、２つの相関の相対的な大小関係に応じた重付係数を用いて、ライン（ｎ−１）とライン（ｎ＋１）のＢＰＦ出力信号を重付平均して２次元色位相歪み補正用色信号Ｎａを生成する。
【００９４】
搬送色信号Ｃａについては、２次元分離回路２１０は、ラインロジカルコムフィルタを用いてライン（ｎ−２）、ライン（ｎ）、ライン（ｎ＋２）のＢＰＦ出力信号から抽出する。
【００９５】
すなわち、２次元分離回路２１０は、図７に示すＰＡＬ信号復調装置１００から、遅延回路１９２と、減算器１９４と、搬送色差信号抽出回路１６０と、Ｕ復調回路１７２と、Ｖ復調回路１７４とを除いた構成に対して、遅延回路１１１〜１１４を１ライン期間遅延させる遅延回路に、フレームロジカルコムフィルタ１８０をラインロジカルコムフィルタにしたものであり、ここで詳細な図示を省略する。
【００９６】
２次元分離回路２１０は、注目ライン（ｎ）の搬送色信号Ｃａと２次元色位相歪み補正用色信号Ｎａを遅延回路２４２と遅延回路２４３にそれぞれ出力する。
【００９７】
遅延回路２４２は、３次元分離回路２２０が搬送色信号Ｃｂを出力するタイミングに合わせるために、２次元分離回路２１０からの２次元搬送色信号Ｃａを遅延させてＭＩＸ回路２５２に出力する。
【００９８】
遅延回路２４３は、３次元分離回路２２０が３次元色位相歪み補正用色信号Ｎｂを出力するタイミングに合わせるために、２次元分離回路２１０からの２次元色位相歪み補正用色信号Ｎａを遅延させてＭＩＸ回路２５４に出力する。
【００９９】
動き検出回路２３０は、ＰＡＬ信号から映像の動きの大きさ（以下単に動きＱという）を検出するものであり、検出結果をＭＩＸ回路２５２とＭＩＸ回路２５４に出力する。
【０１００】
ＭＩＸ回路２５２は、２次元分離回路２１０から注目ライン（ｎ）の搬送色信号Ｃａを、３次元分離回路２２０から注目フレームにおける注目ライン（ｎ）の搬送色信号Ｃｂを、動き検出回路２３０から動きＱを入力し、動きＱに応じて搬送色信号Ｃａと搬送色信号Ｃｂとを重付平均することによってミックスする。具体的には、動きＱが大きいほど搬送色信号Ｃａの割合が大きく搬送色信号Ｃｂの割合が小さく、動きＱが小さいほど搬送色信号Ｃａの割合が小さく搬送色信号Ｃｂの割合が大きくなるようにミックスする。
【０１０１】
ＭＩＸ回路２５４は、注目ライン（ｎ）の２次元色位相歪み補正用色信号Ｎａと３次元色位相歪み補正用色信号Ｎｂと動きＱを入力し、動きＱに応じて２次元色位相歪み補正用色信号Ｎａと３次元色位相歪み補正用色信号Ｎｂとを重付平均することによってミックスする。具体的には、動きＱが大きいほど２次元色位相歪み補正用色信号Ｎａの割合が大きく３次元色位相歪み補正用色信号Ｎｂの割合が小さく、動きＱが小さいほど２次元色位相歪み補正用色信号Ｎａの割合が小さく３次元色位相歪み補正用色信号Ｎｂの割合が大きくなるようにミックスする。
【０１０２】
ＭＩＸ回路２５２は、注目ライン（ｎ）の搬送色信号Ｃａと搬送色信号Ｃｂをミックスして得たミックス搬送色信号Ｃｍを減算器２８０と搬送色差信号抽出回路２６０に出力し、ＭＩＸ回路２５４は、注目ライン（ｎ）の２次元色位相歪み補正用色信号Ｎａと３次元色位相歪み補正用色信号Ｎｂをミックスして得たミックス色位相歪み補正用色信号Ｎｍを搬送色差信号抽出回路２６０に出力する。
【０１０３】
搬送色差信号抽出回路２６０は加算器と減算器を備えており、ＭＩＸ回路２５２からのミックス搬送色信号ＣｍとＭＩＸ回路２５４からのミックス色位相歪み補正用色信号Ｎｍを加算することによって搬送Ｕ信号を抽出し、ミックス搬送色信号Ｃｍからミックス色位相歪み補正用色信号Ｎｍを減算することによって搬送Ｖ信号を抽出する。
【０１０４】
Ｕ復調回路２７２とＶ復調回路２７４は、搬送Ｕ信号と搬送Ｖ信号をそれぞれ復調してＵ信号とＶ信号を得る。
【０１０５】
減算器２８０は、輝度信号抽出部として機能し、遅延回路２４１によりタイミング調整された注目ライン（ｎ）のコンポジット信号Ｅｎから、ＭＩＸ回路２５２が出力したミックス搬送色信号Ｃｍを減算して輝度信号Ｙを抽出する。
【０１０６】
このように、本実施の形態のＰＡＬ信号復調装置２００は、本発明のＵ／Ｖ分離技術を動き適応型のＰＡＬ信号復調装置に適用し、同一フレーム内に色が孤立したラインが存在する場合において他のラインの色の混入を抑制しながら、動画と静止画の切り替り時の画質劣化を抑制することができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態において搬送色差信号抽出回路２６０は、ミックス搬送色信号Ｃｍとミックス色位相歪み補正用色信号Ｎｍとを加減算することによって搬送色差信号を抽出しているが、２次元分離回路２１０が搬送色信号Ｃａと搬送色信号Ｃｂを取得する際に用いた注目ライン（ｎ）のＢＰＦ出力信号と、ミックス色位相歪み補正用色信号Ｎｍとを加減算することによって搬送色差信号を抽出するようにしてもよい。
＜第３の実施の形態＞
【０１０８】
図９は、本発明の第３の実施の形態にかかるＰＡＬ信号復調装置３００を示す。ＰＡＬ信号復調装置３００は、前述したＵ／Ｖ分離装置５を適用したものである。なお、図９において、図７に示す第１の実施の形態のＰＡＬ信号復調装置１００と同じ構成を有する機能ブロックについて同一の符号を付与すると共に、それらの動作について詳細な説明を省略する。
【０１０９】
ＰＡＬ信号復調装置３００において、４つの遅延回路１１１〜１１４から出力されるＥ１〜Ｅ４、およびＥ５のうち、Ｅ２とＥ４は３次元色位相歪み補正用色信号取得部３４０に入力され、Ｅ１、Ｅ３、Ｅ５はフレームロジカルコムフィルタ１８０に入力される。なお、Ｅ３はさらに遅延回路１９２に入力される。
【０１１０】
３次元色位相歪み補正用色信号取得部３４０は、Ｅ４の反転信号とＥ２の平均値を求め、この平均値を３次元色位相歪み補正用色信号Ｎとして搬送色差信号抽出回路１６０に出力する。
【０１１１】
フレームロジカルコムフィルタ１８０は、入力されたＥ１、Ｅ３、Ｅ５に対してフレーム間ロジカルコムフィルタリング処理を施し、Ｅ３に含まれる搬送色信号に最も近い搬送色信号Ｃ（＝ｕ＋ｖ）を抽出する。この搬送色信号Ｃは、減算器１９４と搬送色差信号抽出回路１６０に出力される。
【０１１２】
搬送色差信号抽出回路１６０は、フレームロジカルコムフィルタ１８０からの搬送色信号Ｃと、３次元色位相歪み補正用色信号取得部３４０からの３次元色位相歪み補正用色信号Ｎとを加減算して搬送Ｕ信号と搬送Ｖ信号を得る。
【０１１３】
搬送色差信号抽出回路１６０は、搬送Ｕ信号と搬送Ｖ信号をそれぞれＵ復調回路１７２とＶ復調回路１７４に出力し、Ｕ復調回路１７２は搬送Ｕ信号を復調してＵ信号を得、Ｖ復調回路１７４は、搬送Ｖ信号を復調してＶ信号を得る。
【０１１４】
遅延回路１９２は、フレーム３の輝度成分を抽出するためのタイミング調整を行うものであり、信号Ｅ３を遅延させて減算器１９４に出力する。
【０１１５】
減算器１９４は、遅延回路１９２からのＥ３から、フレームロジカルコムフィルタ１８０が得た搬送色信号Ｃを減算して輝度信号Ｙを得る。すなわち、ＰＡＬ信号復調装置３００においても、減算器１９４は、輝度信号抽出部として機能する。
【０１１６】
このように、本実施の形態のＰＡＬ信号復調装置３００は、注目フレームの前後のフレームのコンポジット信号を用いて注目フレームの３次元色位相歪み補正用色信号Ｎを生成し、生成した３次元色位相歪み補正用色信号Ｎと、注目フレームの搬送色信号Ｃとを加減算することによって注目フレームの搬送色差信号を抽出する。そのため、注目フレーム内において色が孤立したラインがある場合でもこのラインの搬送色差信号を正しく抽出できる。
【０１１７】
また、本実施の形態のＰＡＬ信号復調装置３００は、クロマ帯域を通過させるためのＢＰＦ処理部を必要としないので、小さな回路規模で上記効果を実現することができる。
【０１１８】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述した各実施の形態に対して、さまざまな変更、増減、組合せを行ってもよい。これらの変更、増減、組合せが行われた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明にかかる技術を説明するためのＵ／Ｖ分離装置の模式図である（その１）。
【図２】本発明にかかる技術を説明するためのＵ／Ｖ分離装置の模式図である（その２）。
【図３】本発明にかかる技術を説明するためのＵ／Ｖ分離装置の模式図である（その３）。
【図４】本発明にかかる技術を説明するためのＵ／Ｖ分離装置の模式図である（その４）。
【図５】図４に示すＵ／Ｖ分離装置における３次元色位相歪み補正用色信号取得部を示す図である。
【図６】本発明にかかる技術を説明するためのＵ／Ｖ分離装置の模式図である（その５）。
【図７】本発明の第１の実施の形態にかかるＰＡＬ信号復調装置を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態にかかるＰＡＬ信号復調装置を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態にかかるＰＡＬ信号復調装置を示す図である。
【図１０】ＰＡＬ信号の特徴を示す図である（その１）。
【図１１】ＰＡＬ信号の特徴を示す図である（その２）。
【図１２】従来の技術の問題点を説明するための図である（その１）。
【図１３】従来の技術の問題点を説明するための図である（その２）。
【図１４】従来の技術の問題点を説明するための図である（その３）。
【符号の説明】
【０１２０】
１〜５  Ｕ／Ｖ分離装置  １２  ＢＰＦ処理部
１６  搬送色差信号抽出部  ２２  ＢＰＦ処理部
２６  搬送色差信号抽出部  ３２  ＢＰＦ処理部
３４  ３次元色位相歪み補正用色信号取得部  ３６  搬送色差信号抽出部
４２  ＢＰＦ処理部  ４４  ３次元色位相歪み補正用色信号取得部
４６  搬送色差信号抽出部  ５２  フレーム相関算出部
５６  重付平均演算部  ７１  フレームロジカルコムフィルタ
７４  ３次元色位相歪み補正用色信号取得部  ７６  搬送色差信号抽出部
１００  ＰＡＬ信号復調装置  １１１〜１１４  １フレーム期間遅延回路
１２１〜１２５  バンドパスフィルタ  １３１  加算器
１３５  加算器  １４０  ３次元色位相歪み補正用色信号取得部
１４２  フレーム相関算出回路  １４４  重付平均演算回路
１６０  搬送色差信号抽出回路  １７２  Ｕ復調回路
１７４  Ｖ復調回路  １８０  フレームロジカルコムフィルタ
１９２  遅延回路  １９４  減算器
２００  ＰＡＬ信号復調装置  ２１０  ２次元分離回路
２２０  ３次元分離回路  ２３０  動き検出回路
２４１  遅延回路  ２４２  遅延回路
２４３  遅延回路  ２５２  ＭＩＸ回路
２５４  ＭＩＸ回路  ２６０  搬送色差信号抽出回路
２７２  Ｕ復調回路  ２７４  Ｖ復調回路
２８０  減算器  ３００  ＰＡＬ信号復調装置
３４０  ３次元色位相歪み補正用色信号取得部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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