(57)【要約】【課題】動画静止画判定回路を用いず簡単な演算回路のみで、正確なＹＣ分離特性を持つＹＣ分離回路を実現する。【解決手段】遅延部（ＤＬ）１、２、５、６、８とバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３により画素ごとに１Ｈ前後の画素と１フレーム前の画素とからカラー帯域成分を抜き出し、ＭＩＤブロック１０により数値が中間である画素のカラー低域成分信号を検出し、加算器１１と減算器１２によりＹ信号とＣ信号を抽出する。【選択図】        図１
2004289575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力コンポジットビデオ信号を１ライン遅延する第１の遅延手段と、
前記入力コンポジットビデオ信号からカラー信号帯域を抜き出すバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１ライン遅延する第２の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を２ライン遅延する第３の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１フレームと１ライン遅延させる第４の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号と、前記第３の遅延手段の出力信号と前記第４の遅延手段の出力信号のレベルを比較し、その比較結果に基づいて中間値の信号を選択する選択手段と、
前記第２の遅延手段の出力信号と前記選択手段により選択された信号とを加算してＣ信号を出力する加算手段と、
前記第１の遅延手段の出力信号から前記加算手段が出力する前記Ｃ信号を減算してＹ信号を出力する減算手段とを、
有するＹＣ分離回路。
【請求項２】
入力コンポジットビデオ信号を１フレームと１ライン遅延する第１の遅延手段と、
前記入力コンポジットビデオ信号からカラー信号帯域を抜き出すバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１ライン遅延する第２の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１フレーム遅延する第３の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１フレームと１ライン遅延する第４の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１フレームと２ライン遅延する第５の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を２フレームと１ライン遅延する第６の遅延手段と、
前記第３の遅延手段の出力信号と前記第５の遅延手段の出力信号とを加算する加算器と、
前記第６の遅延手段の出力信号と、前記加算器の出力信号と、前記第２の遅延手段の出力信号のレベルを比較し、その比較結果に基づいて中間値の信号を選択する選択手段と、
前記第４の遅延手段の出力信号と前記選択手段により選択された信号とを加算してＣ信号を出力する加算手段と、
前記第１の遅延手段の出力信号から前記加算手段が出力する前記Ｃ信号を減算してＹ信号を出力する減算手段とを、
有するＹＣ分離回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンポジットビデオ信号からＹ信号（輝度信号）とＣ信号（クロマ信号）を分離するＹＣ分離回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
いわゆる３次元ＹＣ分離回路は、２次元ＹＣ分離回路に対してクロスカラーやクロスルミナンスという画質劣化要素が少ないため、多くの高級な画像機器で用いられている。しかし、３次元ＹＣ分離回路は、静止画においては、ほぼ理想的な動作をするものの、動画においては残像が生じるなどの問題があるので、対象画像が動画か静止画かを別途判断して２次元ＹＣ分離回路と切り替える方式が一般的である。
【０００３】
しかし、３次元ＹＣ分離回路と２次元ＹＣ分離回路とを独立で利用すると、それぞれ相関のない場所で画質の劣化が発生する。すなわち、垂直相関を利用した場合は、図１２のＡに示すような縦縞模様が縦縞の途中でなくなる画像では、縦縞模様がなくなる直前部分のように、垂直方向にＹ信号、Ｃ信号のレベルが急激に変化するところで、クロストークが発生し画質劣化が生ずる。さらに、図１２のＣに示すように、Ｙ信号の単独斜め線の画像では、境界部分でＹ信号、Ｃ信号のレベルが急激に変化し、クロストークが発生し画質劣化が生ずる。またフレーム相関を利用した場合は、図１２のＢに示すようなカラー信号の境界が時間と共に左側に移動している画像では、画面上の図形が各矢印方向に移動した時点で、その移動方向に関連して図形の周縁で残像が発生し画質劣化が生ずる。
【０００４】
このため、画素ごとに水平相関によるＹ信号、垂直相関によるＹ信号、フレーム相関によるＹ信号の中から１つを選択する方法が提案されている（例えば下記の特許文献１、図２参照）。これによれば、図１１のように水平相関、垂直相関、フレーム相関によってそれぞれＹ信号ＹＨ、ＹＶ、ＹＦを求めておき、３つのＹ信号ＹＨ、ＹＶ、ＹＦを比較して中間の値のＹ信号を選択して出力する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１７２６４１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなＹＣ分離回路では、水平相関、垂直相関、フレーム相関の中から最適なものを選択してＹＣ分離を行うことができるが、常にすべての画素について、水平相関、垂直相関、フレーム相関によるＹ信号を別々に算出する必要があり、そのため回路規模が大きくなってしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は上記従来例の問題点に鑑み、簡単な回路構成でＹ信号とＣ信号を分離することができるＹＣ分離回路を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、画素ごとに１Ｈ前後の画素と１フレーム前の画素のカラー帯域成分を抜き出し、数値が中間である画素のカラー低域成分信号を用いてＹＣ分離を行うように構成したものである。
すなわち本発明によれば、入力コンポジットビデオ信号を１ライン遅延する第１の遅延手段と、
前記入力コンポジットビデオ信号からカラー信号帯域を抜き出すバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１ライン遅延する第２の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を２ライン遅延する第３の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１フレームと１ライン遅延させる第４の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号と、前記第３の遅延手段の出力信号と前記第４の遅延手段の出力信号のレベルを比較し、その比較結果に基づいて中間値の信号を選択する選択手段と、
前記第２の遅延手段の出力信号と前記選択手段により選択された信号とを加算してＣ信号を出力する加算手段と、
前記第１の遅延手段の出力信号から前記加算手段が出力する前記Ｃ信号を減算してＹ信号を出力する減算手段とを、
有するＹＣ分離回路が提供される。
【０００９】
また本発明によれば、入力コンポジットビデオ信号を１フレームと１ライン遅延する第１の遅延手段と、
前記入力コンポジットビデオ信号からカラー信号帯域を抜き出すバンドパスフィルタと、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１ライン遅延する第２の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１フレーム遅延する第３の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１フレームと１ライン遅延する第４の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を１フレームと２ライン遅延する第５の遅延手段と、
前記バンドパスフィルタの出力信号を２フレームと１ライン遅延する第６の遅延手段と、
前記第３の遅延手段の出力信号と前記第５の遅延手段の出力信号とを加算する加算器と、
前記第６の遅延手段の出力信号と、前記加算器の出力信号と、前記第２の遅延手段の出力信号のレベルを比較し、その比較結果に基づいて中間値の信号を選択する選択手段と、
前記第４の遅延手段の出力信号と前記選択手段により選択された信号とを加算してＣ信号を出力する加算手段と、
前記第１の遅延手段の出力信号から前記加算手段が出力する前記Ｃ信号を減算してＹ信号を出力する減算手段とを、
有するＹＣ分離回路が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＜第１の実施の形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明のＹＣ分離回路の第１の実施の形態を示すブロック図、図２は図１における信号と画素との対応を模式的に示す説明図である。
【００１１】
図１に示す回路は、遅延部（ＤＬ）１、２、５、６、８と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３と、乗算器４、７、９と、ＭＩＤブロック１０と、加算器１１と減算器１２を含む。ここで、従来のＹＣ分離回路における課題は、いったんＹ信号を算出してから比較する、ということが原因と言える。そこで、これを解決するために、個別のＹＣ分離は行わず、現在の信号に隣接する上下のラインや隣接する前後のフレームの信号そのものを用いて、直接大小関係から判定することで、ＹＣ分離回路で画素ごとに判定と選択を行う。
【００１２】
遅延部（ＤＬ）１に入力されたビデオ信号は、ＢＰＦ３による遅延分と同等になるように遅延され、次いで遅延部（１ＨＤＬ）２で１Ｈ（水平ライン）分遅延される。このときの信号ｆが図２の位置ｆの画素（現画素ａの１Ｈ前であって処理対象画素）のコンポジットビデオ信号である。入力ビデオ信号は同時にＢＰＦ３に送られ、カラー帯域成分が抽出される。図１、図２の信号ａ、ｂ、ｄ、ｅは、すべてこの抽出されたカラー帯域成分の信号から生成される。
【００１３】
まず、ＢＰＦ３により抽出されたカラー帯域成分の信号は、乗算器４で（−１）倍される。このときの信号ａが図２の位置ａの信号であり、信号ｆに対し１Ｈ後のカラー帯域成分の信号である。ＢＰＦ３により抽出されたカラー帯域成分の信号は、また遅延部（１ＨＤＬ）５に送られて１Ｈ分だけ遅延される。このときの信号ｂが図２の位置ｂの画素、すなわち信号ｆと同じ画素のカラー帯域成分の信号である。
【００１４】
遅延部（１ＨＤＬ）５により遅延された信号ｂは、また遅延部（１ＨＤＬ）６に送られて１Ｈ分だけ遅延され、次いで乗算器７で（−１）倍される。このときの信号ｄが図２の位置ｄの画素、すなわち信号ｆに対し１Ｈ前のカラー帯域成分の信号である。信号ｂは同時に遅延部（１ＦＤＬ）８に送られて１フレーム分だけ遅延され、次いで乗算器９で（−１）倍される。このときの信号ｅが図２の位置ｅの画素、すなわち信号ｆに対し１フレーム前のカラー帯域成分の信号である。このようにして生成された信号ａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｆのうち、１Ｈ後の信号ａと１Ｈ前の信号ｄと１フレーム前の信号ｅがＭＩＤブロック１０に入力される。ＭＩＤブロック１０は入力される３つの信号ａ、ｄ、ｅのうち、最大と最小でない中間の数値を持つ信号ＭＩＤを出力する。
【００１５】
１Ｈ後の信号ａと１Ｈ前の信号ｄは、当該画素の信号ｆと垂直相関を持つ。１フレーム前の信号ｅは、現フレームの信号ｆとフレーム相関を持つ。図１２のＡに示すような画像が静止している場合は、フレーム（時間）方向及び垂直方向（上方向）に相関があり、図１２のＢに示すような画像では垂直方向（上下共）に相関がある。また、図１２のＣに示すような画像ではフレーム（時間）方向に相関がある。
【００１６】
このように、画像が上、下、時間のいずれかの方向に相関がある場合、図２のカラー帯域成分の信号の各出力中、相関がある方向に対応する出力が中間値となる確率が最も大きく、相関がない方向に対応する出力は、相関がある方向の出力に比べて大きいか小さいかのいずれかとなる。このため、図１においては、ＭＩＤブロック１０によって画像の相関がある方向に対応するカラー帯域成分の信号が選択されて、随時変化する各種の画像に対して画素ごとに最も適したＹＣ分離がなされる。このような理由により、３つの信号ａ、ｄ、ｅのうち中間の値の信号ＭＩＤをＹＣ分離に用いるものである。
【００１７】
加算器１１は、信号ｂを１／２倍したものと、ＭＩＤブロック１０で選択された信号ＭＩＤを１／２倍したものを加算する。垂直相関あるいはフレーム相関を持つ画素をこのように加算することにより、Ｃ信号出力＝（ｂ＋ＭＩＤ）／２が得られる。そして減算器１２で、このＣ信号を、入力されたコンポジット信号ｆから減算することにより、Ｙ信号出力＝ｆ−Ｃが得られる。第１の実施の形態のＹＣ分離回路はこのようにしてＹＣ分離を行う。
【００１８】
図３は、縦縞模様（カラーの周波数帯域）が縦縞の途中で無くなる画像を第１の実施の形態のＹＣ分離回路に入力したときの、縦縞模様が無くなる直前のラインにおける各信号ｄ、ｂ、ａ、ｅ、Ｃの波形を示したものである。２次元ＹＣ分離回路の場合、このような信号では、クロスカラーが発生することが多いが、第１の実施の形態のＹＣ分離回路においては適切に分離されている。
【００１９】
図４はカラー信号の境界が時間と共に左側に移動している画像を、第１の実施の形態のＹＣ分離回路に入力したときの、各信号ｄ、ｂ、ａ、ｅ、Ｃの波形を示したものである。従来の３次元ＹＣ分離回路では前述のとおり残像が問題となるが、本発明の第１の実施の形態のＹＣ分離回路においては残像が残らない。このように、第１の実施の形態のＹＣ分離回路では、簡単な回路構成で３次元ＹＣ分離の特長を十分に発揮したＹＣ分離を行うことができる。
【００２０】
＜第２の実施の形態＞
ここで、図５はＹ信号の単独斜め線の画像を、第１の実施の形態のＹＣ分離回路に入力したときの、各信号ｄ、ｂ、ａ、ｅ、Ｃの波形を示したものである。このような画像の信号が入力された場合、第１の実施の形態のＹＣ分離回路でも、２次元ＹＣ分離回路と同様に半分の振幅（図のＣ信号）がカラー信号として残る。すなわちクロスカラーが発生する。これは信号の大小関係を応用したＭＩＤブロック１０の判定が、動画を判定したときと同様な動作になるためである。このような、第１の実施の形態のＹＣ分離回路では不得意な画像に対しても、適切な分離を行うことができる回路を、第２の実施の形態として説明する。
【００２１】
以下、本発明の第２の実施の形態を詳細に説明する。図６は本発明のＹＣ分離回路の第２の実施の形態のブロック図である。このＹＣ分離回路は、遅延部６１、６２、６４、６６、６８、６９、７１と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）６３と、乗算器６５、６７、７０、７２と、加算器７３、７５と、ＭＩＤブロック７４と減算器７６を含む。また図７は信号と画素との対応を模式的に示したものである。図６中、符号ｇ、ｈ、ｉ、ｊの右の符号（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）は、図１中の対応する信号を示している。
【００２２】
遅延部（ＤＬ）６１に入力されたビデオ信号は、ＢＰＦ６３による遅延分と同等になるように遅延され、次いで遅延部（１Ｆ＋１ＨＤＬ）６２で１フレーム＋１Ｈ分遅延される。このときの信号ｍが図７の１フレーム前（処理フレーム）の位置ｍの画素のコンポジットビデオ信号である。入力ビデオ信号は同時にＢＰＦ６３に送られ、カラー帯域成分が抽出される。図６、図７の信号ｇ、ｈ、ｉ、ｊ、ｋは、すべてこの抽出されたカラー帯域成分の信号から生成される。
【００２３】
まずカラー帯域成分の信号は、遅延部（１ＨＤＬ）６４で１Ｈ分だけ遅延されて次いで乗算器６５で（−１）倍される。このときの信号ｋが図７の現在のフレームの位置ｋの画素であり、位置ｍに対し１フレーム後の画面の、位置ｍと同じ位置の画素のカラー帯域成分の信号である。
【００２４】
ＢＰＦ６３の出力信号はまた遅延部（１ＦＤＬ）６６に送られて１フレーム分だけ遅延され、次いで乗算器６７で（−１）倍される。このときの信号ｇが、図７の現在のフレームの１フレーム前の位置ｇの画素、すなわち位置ｍの１Ｈ後の画素のカラー帯域成分の信号である。遅延部（１ＦＤＬ）６６の出力信号は、また遅延部（１ＨＤＬ）６８に送られて１Ｈ分だけ遅延される。このときの信号ｈが図７の１フレーム前の位置ｈの画素、すなわち信号ｍと同じ画素のカラー帯域成分の信号である。
【００２５】
遅延部（１ＨＤＬ）６８の出力信号ｈは、また遅延部（１ＨＤＬ）６９で１Ｈ分だけ遅延され、次いで乗算器７０で（−１）倍される。このときの信号ｉが図７の１フレーム前の位置ｉの画素、すなわち信号ｍの１Ｈ前の画素のカラー帯域成分の信号である。遅延部（１ＨＤＬ）６８の出力信号ｈはまた遅延部（１ＦＤＬ）７１に送られ、１フレーム分だけ遅延され、次いで乗算器７２で（−１）倍される。このときの信号ｊが図７の２フレーム前の位置ｊの画素、すなわち信号ｍの１フレーム前の画面の、ｍと同じ位置の画素のカラー帯域成分の信号である。
【００２６】
このようにして生成された信号ｍ、ｋ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊのうち、１Ｈ後の信号ｇと１Ｈ前の信号ｉが加算器７３に送られる。加算器７３は、信号ｇを１／２倍したものと、信号ｉを１／２倍したものを加算し、その信号（ｇ＋ｉ）／２をＭＩＤブロック７４に送る。ＭＩＤブロック７４には同時に２フレーム前（処理フレームの１フレーム前）の信号ｊと、現在のフレーム（処理フレームの１フレーム後）の信号ｋが送られる。ＭＩＤブロック７４は、入力される３つの信号（ｇ＋ｉ）／２、ｊ、ｋのうち、最大と最小でない、中間の数値を持つ信号ＭＩＤを出力する。
【００２７】
１Ｈ後の信号ｇと１Ｈ前の信号ｉは、当該画素の信号ｍと垂直相関を持つ。２フレーム前の信号ｊと現フレームの信号ｋは、１フレーム前の信号ｍとフレーム相関を持つ。第１の実施の形態では図５に示す画像は十分にＹＣ分離ができなかったが、第２の実施の形態では１フレーム前と１フレーム後の２つの時間軸方向に隣接した信号を用いることにより、図３、図４に示す画像での弊害がなく、図５の画像も十分にＹＣ分離を行うことができる。
【００２８】
加算器７５は、当該画素の信号ｈを１／２倍したものと、ＭＩＤブロック７４で選択された信号ＭＩＤを１／２倍したものを加算する。垂直相関あるいはフレーム相関を持つ画素をこのように加算することにより、Ｃ信号出力＝（ｈ＋ＭＩＤ）／２が得られる。そして減算器７６で、このＣ信号を、入力されたコンポジット信号ｍから減算することにより、Ｙ信号出力＝ｍ−Ｃが得られる。本発明の第２の実施の形態のＹＣ分離回路はこのようにしてＹＣ分離を行う。
【００２９】
図８は図３と同じ、縦縞模様（カラーの周波数帯域）が縦縞の途中で無くなる画像を、第２の実施の形態のＹＣ分離回路に入力したときの、縦縞模様が無くなる直前のラインにおける各信号ｊ、ｈ、ｋ、（ｇ＋ｉ）／２、Ｃの波形を示したものである。図９は図４と同じ、カラー信号の境界が時間と共に左側に移動している画像を、第２の実施の形態のＹＣ分離回路に入力したときの各信号ｊ、ｈ、ｋ、（ｇ＋ｉ）／２、Ｃの波形を示したものである。いずれも第１の実施の形態と同様、Ｃ信号は適切に分離されている。
【００３０】
図１０は図５と同じ、Ｙ信号の単独斜め線の画像を、第２の実施の形態のＹＣ分離回路に入力したときの、各信号ｊ、ｈ、ｋ、（ｇ＋ｉ）／２、Ｃの波形を示したものである。このＹ信号においては、第１の実施の形態で十分に分離できなかったＣ信号も、第２の実施の形態では適切に分離することができる。第２の実施の形態では異なるフレームの信号を２種類準備したことにより、フレーム間演算の方が優先されるようになるためである。このように第２の実施の形態では、ライン単位及びフレーム単位で遅延させる回路は増えるものの、第１の実施の形態と同様、従来に比べはるかに簡単な回路構成でＹＣ分離が可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のＹＣ分離回路は、画素ごとに１Ｈ前後の画素と１フレーム前の画素のカラー帯域成分を抜き出し、数値が中間である画素のカラー低域成分信号を用いてＹＣ分離を行うように構成したので、動画静止画判定回路を用いず簡単な演算回路のみで、正確なＹＣ分離特性を持つＹＣ分離回路を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＹＣ分離回路の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態における信号と画素との対応を模式的に示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するための波形図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するための波形図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の動作を説明するための波形図である。
【図６】本発明のＹＣ分離回路の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における信号と画素との対応を模式的に示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の動作を説明するための波形図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の動作を説明するための波形図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の動作を説明するための波形図である。
【図１１】従来のＹＣ分離回路を示すブロック図である。
【図１２】従来のＹＣ分離回路による再生画像を示す概念図である。
【符号の説明】
１、２、５、６、８、６１、６２、６４、６６、６８、６９、７１  遅延部（ＤＬ）
３、６３  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
４、７、９、６５、６７、７０、７２  乗算器
１０、７４  ＭＩＤブロック
１１、７３、７５  加算器
１２、７６  減算器
【図１】
2004289575.tif 000003
【図２】
2004289575.tif 000004
【図３】
2004289575.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004289575.tif 000009
【図８】
2004289575.tif 000010
【図９】
2004289575.tif 000011
【図１０】
2004289575.tif 000012
【図１１】
2004289575.tif 000013
【図１２】
2004289575.tif 000014