(57)【要約】【課題】  複雑な動き適応処理を行うことなく、入力映像の状態や動きに影響されず色信号と輝度信号とをほぼ完全に分離できるようにする。【解決手段】  注目画素ｃおよびこれを中心とした近接画素ａ，ｂ，ｄ，ｅの信号を用いて、所定の画素間演算を行うとともに、これによって抽出された色信号の周波数特性を変換するための補正演算を更に行う構成によって適応型色信号抜取部を構成することにより、この適応型色信号抜取部をバンドパスフィルタとして用いることができるようにし、コンポジット・ビデオ信号から輝度信号成分を大幅に減衰させ、色信号成分のみを取り出すことができるようにする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルコンポジット・ビデオ信号に対してデジタルフィルタ処理を行い、当該デジタルコンポジット・ビデオ信号を構成する色信号および輝度信号のうち一方の信号を取り出す信号抜取部と、
上記デジタルコンポジット・ビデオ信号から、上記信号抜取部により抽出された上記一方の信号を減算して他方の信号を取り出す減算器とを備え、
上記信号抜取部は、注目画素の信号および上記注目画素の近傍に位置する複数の近接画素の信号を用いて所定の画素間演算を行うことによって上記一方の信号を取り出す信号抜取フィルタと、
上記信号抜取フィルタにより取り出された上記一方の信号の周波数特性を変換する補正フィルタとを備えて構成されていることを特徴とするコンポジット・ビデオ信号のＹＣ分離回路。
【請求項２】
上記信号抜取部の上記信号抜取フィルタは、入力されたデジタルコンポジット・ビデオ信号を１クロックずつ順次遅延させるタップ付き遅延線と、
上記タップ付き遅延線を構成する各タップのうち、上記注目画素および上記複数の近接画素の位置に相当するタップから取り出した信号に対してフィルタ係数を乗算し、その乗算結果を全て加算して出力する信号処理回路とを備えて構成され、
上記信号抜取部は、上記注目画素の信号および上記複数の近接画素の信号に基づいて適応処理を行い、上記信号処理回路における上記フィルタ係数の値を決定する適応処理部を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のＹＣ分離回路。
【請求項３】
上記信号抜取部の上記補正フィルタは、上記信号抜取フィルタにより抽出された上記一方の信号を１クロックずつ順次遅延させる第２のタップ付き遅延線と、
上記第２のタップ付き遅延線を構成する各タップのうち、上記注目画素および上記複数の近接画素の位置に相当するタップから取り出した信号に対してフィルタ係数を乗算し、その乗算結果を全て加算して出力する第２の信号処理回路とを備えて構成され、
上記信号抜取部は、上記注目画素の信号および上記複数の近接画素の信号に基づいて適応処理を行い、上記第２の信号処理回路における上記フィルタ係数の値を決定する第２の適応処理部を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載のＹＣ分離回路。
【請求項４】
注目画素の信号および上記注目画素の近傍に位置する近接画素の信号を用いて所定の画素間演算を行うことにより、色信号と輝度信号とにより構成されるデジタルコンポジット・ビデオ信号から一方の信号を取り出すとともに、取り出した上記一方の信号の周波数特性を適宜変換した後、上記デジタルコンポジット・ビデオ信号から上記一方の信号を減算して他方の信号を取り出すようにしたことを特徴とするコンポジット・ビデオ信号のＹＣ分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンポジット・ビデオ信号のＹＣ分離回路およびＹＣ分離方法に関し、特に、色信号と輝度信号とが周波数多重されて構成されたコンポジット・ビデオ信号から当該色信号と輝度信号とを分離する方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラービデオ信号は、色信号（Ｃ信号）と輝度信号（Ｙ信号）とが周波数多重されて構成され、コンポジット・ビデオ信号と呼ばれている。図１３に示すように、色信号は色副搬送波（カラーサブキャリア）と呼ばれる３．５８ＭＨｚ（ＮＴＳＣ信号の場合）の基準信号を直交変調して、輝度信号に多重されている。また、輝度信号に色信号を多重する際、色復調時に位相の基準となるバースト信号も同時に多重される。
【０００３】
ＮＴＳＣ信号の場合、カラーサブキャリアの周波数ｆSCは、水平走査周波数ｆHの４５５／２倍に決められており、その周波数スペクトルは図１４に示すように、色信号が輝度信号の間に挿入される周波数インタリーブの形になっている。すなわち、輝度信号は水平走査周波数ｆHの整数倍ごとにエネルギのピークを持ち、そのピークから０．５ｆHずれたところでエネルギは最小となる。このエネルギ最小のところに色信号をはめ込むことにより、色信号と輝度信号が持つスペクトルの相互干渉の抑制が図られている。このカラーサブキャリアの位相は、図１５に示すようにライン間およびフレーム間の双方で逆相となっている。
【０００４】
受信機側でのビデオ信号処理は、色信号と輝度信号とに対して別々に行われ、ＲＧＢ信号に変換されて表示装置に出力される。すなわち、受信機側では、コンポジット・ビデオ信号の周波数帯域特性から色信号の帯域を抜き取り、２つの色差信号（Ｒ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号）の軸で色復調を行う。そして、復調されたＲ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号からＧ−Ｙ信号をマトリクス合成で生成する。さらに、これら３つの色差信号に輝度信号を加算してＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号を生成する。
【０００５】
受信機側における上述のようなビデオ信号処理を行うために、コンポジット・ビデオ信号から色信号成分と輝度信号成分とを分離する必要がある。この分離は一般的にＹＣ分離と呼ばれ、色信号処理、輝度信号処理後の映像信号性能に大きな影響を与える。ＹＣ分離が完全に行われないと、色信号と輝度信号との干渉によりクロスカラー、ドットクロール等の映像妨害が発生してしまう。
【０００６】
クロスカラーとは、輝度信号が色信号に漏れ込むクロストークのことを言い、これが生じると、輝度の細かい縦縞のところでモアレ状に色がついてしまう。また、ドットクロールとは、逆に色信号が輝度信号に漏れ込むクロストーク（ドット妨害）に起因するものであり、色の不連続なところに生じたドット状のものが走査によって動いて見えてしまうことを言う。このような映像妨害の発生を回避するために、ＹＣ分離を精密に行うことが要求されている。
【０００７】
ＹＣ分離の方法は、１次元ＹＣ分離、２次元ＹＣ分離、３次元ＹＣ分離の３つに大きく分類される。図１６は、これら３種類のＹＣ分離回路の構成を示す図である。１次元ＹＣ分離は、図１６（ａ）に示すように、色信号が３．５８ＭＨｚ付近にあることに着目して、色信号の帯域を通すバンドパスフィルタで色信号を取り出し、その他の信号を輝度信号とする方法である。この方法はカラービデオ信号が登場した初期の頃に採用された方法であり、画像の縞模様部分にクロスカラー、色が不連続な部分にドットクロールが多く現れてしまう。
【０００８】
２次元ＹＣ分離は、カラーサブキャリアの位相が周波数インタリーブにより１ラインごとに反転していることを利用したものである。すなわち、図１６（ｂ）に示すように、あるラインの信号から１ライン前の信号を引き算して色信号を取り出し、更に３．５８ＭＨｚのバンドパスフィルタで色信号を取り出す。この方法ではフィルタの周波数特性は櫛型になり、３．５８ＭＨｚの輝度の縦縞は色信号出力に出なくなる。そのため、１次元ＹＣ分離に比べてクロスカラー現象は少なくなり、水平解像度が上がる。しかし、縦に色が不連続な部分にドットクロールは残ってしまう。
【０００９】
３次元ＹＣ分離は、カラーサブキャリアの位相が１フレームごとに反転していることを更に利用したものである。すなわち、３次元ＹＣ分離回路は図１６（ｃ）に示すように、２フレーム間の信号を引き算して色信号を取り出す時間方向のフィルタと、上述した１次元および２次元のフィルタとを組み合わせて構成される。この方法によれば、静止画であればクロスカラーだけでなくドットクロールも低減することができる。ただし、動画については、ＹＣ分離を完全に行うことができない。そのため、入力映像の中の静止している部分には３次元ＹＣ分離を用い、動いている部分には２次元ＹＣ分離を用いるといった動き適応処理が適用されることが多い。
【００１０】
現在のＹＣ分離方式は、１次元および２次元に比べて分離特性の優れた３次元ＹＣ分離方式が主流となっている。しかしながら、この３次元ＹＣ分離方式においても、ＹＣ分離を完全には行うことができないという問題があった。また、動きのある映像に対しては逆に映像に妨害を発生させてしまうため、動き適応型のＹＣ分離を行わなくてはならず、複雑な動き適応処理が必要になるという問題もあった。さらに、２次元、３次元ＹＣ分離方式ではそれぞれラインメモリ、フィールドメモリを要し、回路規模が大きくなるという問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、入力映像信号の状態や動きに影響されず、色信号と輝度信号とをほぼ完全に分離できるようにすることを目的とする。
また、本発明は、回路規模を大きくすることなく、色信号と輝度信号とをほぼ完全に分離できるようにすることを目的とする。
さらに、本発明は、複雑な動き適応処理を行うことなく、動きの大きな映像についても色信号と輝度信号とをほぼ完全に分離できるようにすることも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によるコンポジット・ビデオ信号のＹＣ分離回路は、デジタルコンポジット・ビデオ信号に対してデジタルフィルタ処理を行い、当該デジタルコンポジット・ビデオ信号を構成する色信号および輝度信号のうち一方の信号を取り出す信号抜取部と、デジタルコンポジット・ビデオ信号から、信号抜取部により抽出された一方の信号を減算して他方の信号を取り出す減算器とを備え、信号抜取部は、注目画素の信号および注目画素の近傍に位置する複数の近接画素の信号を用いて所定の画素間演算を行うことによって一方の信号を取り出す信号抜取フィルタと、信号抜取フィルタにより取り出された一方の信号の周波数特性を変換する補正フィルタとを備えて構成されている。
【００１３】
本発明の他の態様では、信号抜取部の信号抜取フィルタは、入力されたデジタルコンポジット・ビデオ信号を１クロックずつ順次遅延させるタップ付き遅延線と、タップ付き遅延線を構成する各タップのうち、注目画素および複数の近接画素の位置に相当するタップから取り出した信号に対してフィルタ係数を乗算し、その乗算結果を全て加算して出力する信号処理回路とを備えて構成され、信号抜取部は、注目画素の信号および複数の近接画素の信号に基づいて適応処理を行い、信号処理回路におけるフィルタ係数の値を決定する適応処理部を更に備えている。
【００１４】
本発明の他の態様では、信号抜取部の補正フィルタは、信号抜取フィルタにより抽出された一方の信号を１クロックずつ順次遅延させる第２のタップ付き遅延線と、第２のタップ付き遅延線を構成する各タップのうち、注目画素および複数の近接画素の位置に相当するタップから取り出した信号に対してフィルタ係数を乗算し、その乗算結果を全て加算して出力する第２の信号処理回路とを備えて構成され、信号抜取部は、注目画素の信号および複数の近接画素の信号に基づいて適応処理を行い、第２の信号処理回路におけるフィルタ係数の値を決定する第２の適応処理部を更に備えている。
【００１５】
また、本発明によるコンポジット・ビデオ信号のＹＣ分離方法は、注目画素の信号および注目画素の近傍に位置する近接画素の信号を用いて所定の画素間演算を行うことにより、色信号と輝度信号とにより構成されるデジタルコンポジット・ビデオ信号から一方の信号を取り出すとともに、取り出した一方の信号の周波数特性を適宜変換した後、デジタルコンポジット・ビデオ信号から一方の信号を減算して他方の信号を取り出すようにしている。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように構成した本発明によれば、ライン遅延やフレーム遅延を行うことなく水平数クロックの処理のみでＹＣ分離が完結し、入力映像信号の状態や動きに影響されることなく、コンポジット・ビデオ信号から色信号と輝度信号とをほぼ完全に分離することができるようになり、クロスカラーやドットクロール等の映像妨害を大幅に低減することができる。また、ラインメモリやフィールドメモリなどの大きな容量のメモリが不要となるので、ＹＣ分離回路の回路規模を小さくすることもできる。
【００１７】
また、本発明の他の特徴によれば、複雑な動き適応処理（入力映像の動きに対応した２次元ＹＣ分離／３次元ＹＣ分離の切り替え処理）を行うことなく、変動の大きな映像についても色信号と輝度信号とをほぼ完全に分離することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態によるＹＣ分離回路の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態のＹＣ分離回路は、Ａ／Ｄ変換器１、適応型色信号抜取部２、ディレイ回路３および減算器４を備えて構成されている。
【００１９】
Ａ／Ｄ変換器１は、本実施形態のＹＣ分離回路に入力されるアナログのコンポジット・ビデオ信号をデジタルデータに変換する。この入力コンポジット・ビデオ信号は、例えば映像中間周波処理で映像信号を検波することによって生成される。Ａ／Ｄ変換器１より出力されたデジタルのコンポジット・ビデオ信号は、適応型色信号抜取部２に入力されるとともに、ディレイ回路３を介して減算器４に入力される。
【００２０】
適応型色信号抜取部２は、本実施形態に特有の理論に基づき構成したものであり、輝度信号と周波数多重されている色信号を、近接画素間の演算を行うことによってコンポジット・ビデオ信号から取り出す。その際、近接画素間の演算パターンを複数種類持ち、入力されるコンポジット・ビデオ信号の状態に応じて最も適切な演算パターンを選択するという適応処理を行う。この適応型色信号抜取部２の詳細については後述する。
【００２１】
適応型色信号抜取部２より出力された色信号は、求める色信号（Ｃ信号）として出力されるとともに、減算器４にも入力される。減算器４は、Ａ／Ｄ変換器１より出力されディレイ回路３により所定量だけ遅延を受けたコンポジット・ビデオ信号から色信号を引き算することにより、輝度信号（Ｙ信号）を取り出す。ディレイ回路３は、減算器４においてコンポジット・ビデオ信号と色信号との位相を合わせるために、適応型色信号抜取部２の遅延量と同等の遅延量を有する。
【００２２】
以下に、適応型色信号抜取部２における色信号抜き取りの各種演算パターンについて、図２を用いて説明する。図２は、映像の表示画面を構成する各画素と色信号の位相との関係を示す図である。なお、この図２は、ＮＴＳＣ方式で映像のサンプリング周波数ｆsがカラーサブキャリアの周波数ｆSCの４倍（ｆs＝４ｆSC）である場合についての関係を示している。
【００２３】
ＮＴＳＣ方式では、色信号は位相が互いに直交したＩ信号とＱ信号とから成っている。この色信号は、図２に示すように４画素（４クロック）で位相が元に戻り、１画素ごとに９０度ずつ位相がずれる。すなわち、輝度信号をＹ、Ｉ信号の互いに位相が反転した信号をそれぞれ＋Ｉ，−Ｉ、Ｑ信号の互いに位相が反転した信号をそれぞれ＋Ｑ，−Ｑで表すとすると、ある１ラインのコンポジット・ビデオ信号は、Ｙ＋Ｉ，Ｙ＋Ｑ，Ｙ−Ｉ，Ｙ−Ｑの４種類のデータが規則的に並んだ状態で構成されている。つまり、Ｉ信号とＱ信号の極性が１画素置きに反転している。
【００２４】
ここでは説明のため、上記４種類のデータが規則的に並んだ各画素のうち、注目画素を中心として５つの画素に順次ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの符号を付ける（注目画素はｃ）。注目画素ｃについてコンポジット・ビデオ信号から色信号を抜き取るための演算パターンとして、例えば次の（式１）〜（式４）に示す４種類が考えられる。
【００２５】
ｃ−（ｂ＋ｄ）／２
＝（Ｙ＋Ｑ）−｛（Ｙ＋Ｉ）＋（Ｙ−Ｉ）｝／２＝Ｑ  ・・・（式１）
ｃ−（ａ＋ｃ）／２
＝（Ｙ＋Ｑ）−｛（Ｙ−Ｑ）＋（Ｙ＋Ｑ）｝／２＝Ｑ  ・・・（式２）
ｃ−（ｃ＋ｅ）／２
＝（Ｙ＋Ｑ）−｛（Ｙ＋Ｑ）＋（Ｙ−Ｑ）｝／２＝Ｑ  ・・・（式３）
ｃ／２−（ａ＋ｅ）／４
＝（Ｙ＋Ｑ）／２−｛（Ｙ−Ｑ）＋（Ｙ−Ｑ）｝／４＝Ｑ  ・・・（式４）
【００２６】
上記（式１）は、注目画素ｃとその前後の隣接画素ｂ，ｄとを用いて色信号を抜き取る演算パターンである。（式２）は、注目画素ｃとそれより２画素前の近接画素ａとを用いて色信号を抜き取る演算パターンである。（式３）は、注目画素ｃとそれより２画素後の近接画素ｅとを用いて色信号を抜き取る演算パターンである。（式４）は、注目画素ｃとそれから２画素離れた前後の近接画素ａ，ｅとを用いて色信号を抜き取る演算パターンである。これら（式１）〜（式４）の何れの演算パターンを用いても、注目画素ｃのデータ（Ｙ＋Ｑ）から、色信号の１つである＋Ｑ信号だけを抽出することができる。
【００２７】
同様に、注目画素がｄの場合、当該注目画素ｄのデータ（Ｙ−Ｉ）から−Ｉ信号だけを抽出することができる。また、注目画素がｅの場合、当該注目画素ｅのデータ（Ｙ−Ｑ）から−Ｑ信号だけを抽出することができる。また、注目画素がｂの場合、当該注目画素ｂのデータ（Ｙ＋Ｉ）から＋Ｉ信号だけを抽出することができる。このように、コンポジット・ビデオ信号を適応型色信号抜取部２に通すことにより、適応型色信号抜取部２からはＩ信号とＱ信号とが交互に出力される。つまり、色信号だけが抽出される。
【００２８】
適応型色信号抜取部２は、上述した（式１）〜（式４）の４種類の演算パターンの中から、入力されるコンポジット・ビデオ信号の状態に応じて最も適切な演算パターンを選択して色信号を抜き取るといった適応処理を行う。この場合の適応条件は、例えば次に示す通りである。
Ｉ．｜｜ｂ＋ｄ｜−ｃ｜＜ｋの場合→（式１）
II．｜ｃ−ａ｜＜ｋの場合→（式２）
III．｜ｃ−ｅ｜＜ｋの場合→（式３）
IV．その他の場合→（式４）
（ただし、上記Ｉ〜IVの適応条件においてｋは所定の閾値）
【００２９】
１番目の適応条件Ｉは、注目画素ｃを中心とした前後３クロック間の映像に大きな変動が生じていない場合を示している。２番目の適応条件IIは、注目画素ｃを含めてそれより前の３クロック間の映像に大きな変動が生じていない場合を示している。３番目の適応条件IIIは、注目画素ｃを含めてそれより後の３クロック間の映像に大きな変動が生じていない場合を示している。本実施形態では、変動の少ないデータを対象として色信号の抜き取りを行うように適応処理を実行する。
【００３０】
図３は、（式１）の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタ１０の構成を示す図である。（式１）は、図３に示すようなＦＩＲ（Finite Impulse Response：有限長インパルス応答）フィルタによってコンポジット・ビデオ信号をフィルタ処理するのと同等である。図３に示す色信号抜取フィルタ１０では、縦続接続された２個のＤ型フリップフロップ１１-1〜１１-2によって入力コンポジット・ビデオ信号を１クロックＣＫずつ順次遅延させる。そして、各Ｄ型フリップフロップ１１-1〜１１-2の入出力タップから取り出した画素ｂ，ｃ，ｄの信号に対して、｛−１／２，１，−１／２｝のフィルタ係数を３個の係数器１２-1〜１２-3でそれぞれ乗算し、それらの乗算結果を全て２個の加算器１３-1〜１３-2で加算して出力する。
【００３１】
図４は、（式２）の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタ２０の構成を示す図である。（式２）は、図４に示すようなＦＩＲフィルタによってコンポジット・ビデオ信号をフィルタ処理するのと同等である。図４に示す色信号抜取フィルタ２０では、縦続接続された２個のＤ型フリップフロップ２１-1〜２１-2によって入力コンポジット・ビデオ信号を１クロックＣＫずつ順次遅延させる。そして、Ｄ型フリップフロップ２１-1の入力タップおよびＤ型フリップフロップ２１-2の出力タップから取り出した画素ａ，ｃの信号に対して、｛−１／２，１／２｝のフィルタ係数を２個の係数器２２-1〜２２-2でそれぞれ乗算し、それらの乗算結果を加算器２３-1で加算して出力する。
【００３２】
図５は、（式３）の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタ３０の構成を示す図である。（式３）は、図５に示すようなＦＩＲフィルタによってコンポジット・ビデオ信号をフィルタ処理するのと同等である。図５に示す色信号抜取フィルタ３０では、縦続接続された２個のＤ型フリップフロップ３１-1〜３１-2によって入力コンポジット・ビデオ信号を１クロックＣＫずつ順次遅延させる。そして、Ｄ型フリップフロップ３１-1の入力タップおよびＤ型フリップフロップ３１-2の出力タップから取り出した画素ｃ，ｅの信号に対して、｛１／２，−１／２｝のフィルタ係数を２個の係数器３２-1〜３２-2でそれぞれ乗算し、それらの乗算結果を加算器３３-1で加算して出力する。
【００３３】
図６は、（式４）の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタ４０の構成を示す図である。（式４）は、図６に示すようなＦＩＲフィルタによってコンポジット・ビデオ信号をフィルタ処理するのと同等である。図６に示す色信号抜取フィルタ４０では、縦続接続された４個のＤ型フリップフロップ１１-1〜１１-4によって入力コンポジット・ビデオ信号を１クロックＣＫずつ順次遅延させる。そして、所定のＤ型フリップフロップの入出力タップから取り出した画素ａ，ｃ，ｅの信号に対して、｛−１／４，１／２，−１／４｝のフィルタ係数を３個の係数器４２-1〜４２-3でそれぞれ乗算し、それらの乗算結果を全て２個の加算器４３-1〜４３-2で加算して出力する。
【００３４】
図３〜図５に示す色信号抜取フィルタ１０，２０，３０は、図７（ａ）の実線に示すようなハイパスフィルタの周波数特性を有するものである（厳密には、これら３つのフィルタ１０，２０，３０の周波数特性はそれぞれ異なるが、何れもハイパスフィルタ特性である）。このようなハイパスフィルタ特性では、色信号が存在する３．５８ＭＨｚ以外の周波数帯にも通過帯域が存在する。そこで、図７（ｂ）に示すようにちょうど３．５８ＭＨｚの位置に振幅のピークがくるようなバンドパスフィルタ特性に変換する必要がある。
【００３５】
本実施形態では、図７（ａ）の一点鎖線で示すような周波数特性を有する補正フィルタを色信号抜取フィルタの後段に縦続接続することにより、ハイパスフィルタ特性をバンドパスフィルタ特性に変換する。この場合の補正フィルタの周波数特性は、色信号抜取フィルタの周波数特性に対して３．５８ＭＨｚを境界として対称型となるものである。このような色信号抜取フィルタと補正フィルタとを縦続接続することにより、各フィルタの特性どうしが相殺し合い、３．５８ＭＨｚ付近の所望の周波数帯域だけを抜き取ることができる。
【００３６】
一方、図６に示す色信号抜取フィルタ４０は、図７（ｂ）に示すようなバンドパスフィルタの周波数特性を有する。したがって、この色信号抜取フィルタ４０に対する補正フィルタの縦続接続は不要である。
【００３７】
図８〜図１０は、図３〜図５に示した色信号抜取フィルタおよびその後段に接続する補正フィルタの構成を示す図である。このうち図８は、（式１）の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタ１０および補正フィルタ５０の構成を示す図である。図８に示す補正フィルタ５０では、縦続接続された２個のＤ型フリップフロップ５１-1〜５１-2によって、色信号抜取フィルタ１０で抜き取られた色信号を１クロックＣＫずつ順次遅延させる。そして、各Ｄ型フリップフロップ５１-1〜５１-2の入出力タップから取り出した画素ｂ，ｃ，ｄの信号に対して、｛１，２，１｝のフィルタ係数を３個の係数器５２-1〜５２-3でそれぞれ乗算し、それらの乗算結果を全て２個の加算器５３-1〜５３-2で加算して出力する。
【００３８】
色信号抜取フィルタ１０のＦＩＲフィルタ係数が｛−１／２，１，−１／２｝であったのに対して、補正フィルタ５０のＦＩＲフィルタ係数は｛１，２，１｝である。上述したように、｛−１／２，１，−１／２｝のフィルタ係数は図７（ａ）の実線で示すハイパスフィルタ特性を示すのに対し、｛１，２，１｝のフィルタ係数は図７（ａ）の一点鎖線で示すローパスフィルタ特性を示す。したがって、色信号抜取フィルタ１０と補正フィルタ５０とを縦続接続することにより、図７（ｂ）のようなバンドパスフィルタ特性を得ることができる。なお、補正フィルタ５０の係数値が色信号抜取フィルタ１０の係数値に比べて絶対値で２倍となっているのは、振幅調整用である。
【００３９】
図９は、（式２）の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタ２０および補正フィルタ６０の構成を示す図である。図９に示す補正フィルタ６０では、縦続接続された２個のＤ型フリップフロップ６１-1〜６１-2によって、色信号抜取フィルタ２０で抜き取られた色信号を１クロックＣＫずつ順次遅延させる。そして、Ｄ型フリップフロップ６１-1の入力タップおよびＤ型フリップフロップ６１-2の出力タップから取り出した画素ａ，ｃの信号に対して、｛１，１｝のフィルタ係数を２個の係数器６２-1〜６２-2でそれぞれ乗算し、それらの乗算結果を加算器６３-1で加算して出力する。
【００４０】
色信号抜取フィルタ２０のＦＩＲフィルタ係数が｛−１／２，１／２｝であったのに対して、補正フィルタ６０のＦＩＲフィルタ係数は｛１，１｝である。上述したように、｛−１／２，１／２｝のフィルタ係数は図７（ａ）の実線で示すハイパスフィルタ特性を示すのに対し、｛１，１｝のフィルタ係数は図７（ａ）の一点鎖線で示すローパスフィルタ特性を示す。したがって、色信号抜取フィルタ２０と補正フィルタ６０とを縦続接続することにより、図７（ｂ）のようなバンドパスフィルタ特性を得ることができる。なお、補正フィルタ６０の係数値が色信号抜取フィルタ２０の係数値に比べて絶対値で２倍となっているのは、振幅調整用である。
【００４１】
図１０は、（式３）の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタ３０および補正フィルタ７０の構成を示す図である。図１０に示す補正フィルタ７０では、縦続接続された２個のＤ型フリップフロップ７１-1〜７１-2によって、色信号抜取フィルタ３０で抜き取られた色信号を１クロックＣＫずつ順次遅延させる。そして、Ｄ型フリップフロップ７１-1の入力タップおよびＤ型フリップフロップ７１-2の出力タップから取り出した画素ｃ，ｅの信号に対して、｛１，１｝のフィルタ係数を２個の係数器７２-1〜７２-2でそれぞれ乗算し、それらの乗算結果を加算器７３-1で加算して出力する。
【００４２】
色信号抜取フィルタ３０のＦＩＲフィルタ係数が｛１／２，−１／２｝であったのに対して、補正フィルタ７０のＦＩＲフィルタ係数は｛１，１｝である。上述したように、｛１／２，−１／２｝のフィルタ係数は図７（ａ）の実線で示すハイパスフィルタ特性を示すのに対し、｛１，１｝のフィルタ係数は図７（ａ）の一点鎖線で示すローパスフィルタ特性を示す。したがって、色信号抜取フィルタ３０と補正フィルタ７０とを縦続接続することにより、図７（ｂ）のようなバンドパスフィルタ特性を得ることができる。なお、補正フィルタ７０の係数値が色信号抜取フィルタ３０の係数値に比べて絶対値で２倍となっているのは、振幅調整用である。
【００４３】
図１１は、以上に説明したような適応処理を行う適応型色信号抜取部２の構成例を示す図である。また、図１２は、図１１に示す適応型色信号抜取部２における適応処理の内容を示す図である。
【００４４】
図１１に示すように、適応型色信号抜取部２は、色信号抜取フィルタ１００と補正フィルタ２００とを備えて構成されている。色信号抜取フィルタ１００は、４個の縦続接続されたＤ型フリップフロップ１０１-1〜１０１-4と、３個の乗算器１０２-1〜１０２-3と、２個の加算器１０３-1〜１０３-2と、ＡＬＵ１０４とを備えて構成されている。ここで、４個の縦続接続されたＤ型フリップフロップ１０１-1〜１０１-4は本発明のタップ付き遅延線、３個の乗算器１０２-1〜１０２-3および２個の加算器１０３-1〜１０３-2は本発明の信号処理回路、ＡＬＵ１０４は本発明の適応処理部に相当する。
【００４５】
縦続接続された４個のＤ型フリップフロップ１０１-1〜１０１-4は、入力コンポジット・ビデオ信号を１クロックＣＫずつ順次遅延させる。ＡＬＵ１０４は、各Ｄ型フリップフロップ１０１-1〜１０１-4の入出力タップから取り出した画素ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの信号を入力するとともに、所定の閾値ｋを入力する。そして、これら５つの画素ａ〜ｅの信号と所定の閾値ｋとを用いて上述した適応条件Ｉ〜IVを判定し、その結果に応じて乗数ｘ１，ｘ２，ｘ３の値および端子ｙ１，ｙ２から出力する画素信号を決定して出力する。
【００４６】
例えば、Ｉ．｜｜ｂ＋ｄ｜−ｃ｜＜ｋの適応条件が成り立つ場合は、（式１）の演算パターンを選択するために、図１２に示すように乗数ｘ１，ｘ２，ｘ３の値をそれぞれｘ１＝−１／２，ｘ２＝１，ｘ３＝−１／２とし、端子ｙ１から画素ｂの信号、端子ｙ２から画素ｄの信号を出力する。このとき１番目の乗算器１０２-1は、端子ｙ１から出力される画素ｂの信号と乗数ｘ１（＝−１／２）とを乗算する。２番目の乗算器１０２-2は、画素ｃの信号と乗数ｘ２（＝１）とを乗算する。３番目の乗算器１０２-3は、端子ｙ２から出力される画素ｄの信号と乗数ｘ３（＝−１／２）とを乗算する。そして、これらの乗算結果を全て２個の加算器１０３-1〜１０３-2で加算して出力する。
【００４７】
また、II．｜ｃ−ａ｜＜ｋの適応条件が成り立つ場合は、（式２）の演算パターンを選択するために、図１２に示すように乗数ｘ１，ｘ２，ｘ３の値をそれぞれｘ１＝−１／２，ｘ２＝１／２，ｘ３＝０とし、端子ｙ１から画素ａの信号、端子ｙ２から“０”の信号を出力する。このとき１番目の乗算器１０２-1は、端子ｙ１から出力される画素ａの信号と乗数ｘ１（＝−１／２）とを乗算する。２番目の乗算器１０２-2は、画素ｃの信号と乗数ｘ２（＝１／２）とを乗算する。３番目の乗算器１０２-3は、乗算結果として“０”の信号を出力する。そして、これらの乗算結果を全て２個の加算器１０３-1〜１０３-2で加算して出力する。
【００４８】
また、III．｜ｃ−ｅ｜＜ｋの適応条件が成り立つ場合は、（式３）の演算パターンを選択するために、図１２に示すように乗数ｘ１，ｘ２，ｘ３の値をそれぞれｘ１＝０，ｘ２＝１／２，ｘ３＝−１／２とし、端子ｙ１から“０”の信号、端子ｙ２から画素ｅの信号を出力する。このとき１番目の乗算器１０２-1は、乗算結果として“０”の信号を出力する。２番目の乗算器１０２-2は、画素ｃの信号と乗数ｘ２（＝１／２）とを乗算する。３番目の乗算器１０２-3は、端子ｙ２から出力される画素ｅの信号と乗数ｘ３（＝−１／２）とを乗算する。そして、これらの乗算結果を全て２個の加算器１０３-1〜１０３-2で加算して出力する。
【００４９】
また、上記Ｉ〜IIIの何れの適応条件も成り立たない場合は、（式４）の演算パターンを選択するために、図１２に示すように乗数ｘ１，ｘ２，ｘ３の値をそれぞれｘ１＝−１／４，ｘ２＝１／２，ｘ３＝−１／４とし、端子ｙ１から画素ａの信号、端子ｙ２から画素ｅの信号を出力する。このとき１番目の乗算器１０２-1は、端子ｙ１から出力される画素ａの信号と乗数ｘ３（＝−１／４）とを乗算する。２番目の乗算器１０２-2は、画素ｃの信号と乗数ｘ２（＝１／２）とを乗算する。３番目の乗算器１０２-3は、端子ｙ２から出力される画素ｅの信号と乗数ｘ３（＝−１／４）とを乗算する。そして、これらの乗算結果を全て２個の加算器１０３-1〜１０３-2で加算して出力する。
【００５０】
次いで、補正フィルタ２００は、４個の縦続接続されたＤ型フリップフロップ２０１-1〜２０１-4と、３個の乗算器２０２-1〜２０２-3と、２個の加算器２０３-1〜２０３-2と、ＡＬＵ２０４とを備えて構成されている。ここで、４個の縦続接続されたＤ型フリップフロップ２０１-1〜２０１-4は本発明の第２のタップ付き遅延線、３個の乗算器２０２-1〜２０２-3および２個の加算器２０３-1〜２０３-2は本発明の第２の信号処理回路、ＡＬＵ２０４は本発明の第２の適応処理部に相当する。
【００５１】
縦続接続された４個のＤ型フリップフロップ２０１-1〜２０１-4は、色信号抜取フィルタ１００によってコンポジット・ビデオ信号から抜き取られた色信号を１クロックＣＫずつ順次遅延させる。ＡＬＵ２０４は、各Ｄ型フリップフロップ２０１-1〜２０１-4の入出力タップから取り出した画素ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの信号を入力するとともに、所定の閾値ｋを入力する。そして、これら５つの画素ａ〜ｅの信号と所定の閾値ｋとを用いて上述した適応条件Ｉ〜IVを判定し、その結果に応じて乗数ｘ４，ｘ５，ｘ６の値および端子ｙ３，ｙ４から出力する画素信号を決定して出力する。
【００５２】
例えば、Ｉ．｜｜ｂ＋ｄ｜−ｃ｜＜ｋの適応条件が成り立つ場合は、（式１）の演算パターンに対応する補正演算を選択するために、図１２に示すように乗数ｘ４，ｘ５，ｘ６の値をそれぞれｘ４＝１，ｘ５＝２，ｘ６＝１とし、端子ｙ３から画素ｂの信号、端子ｙ４から画素ｄの信号を出力する。このとき１番目の乗算器２０２-1は、端子ｙ３から出力される画素ｂの信号と乗数ｘ４（＝１）とを乗算する。２番目の乗算器２０２-2は、画素ｃの信号と乗数ｘ５（＝２）とを乗算する。３番目の乗算器２０２-3は、端子ｙ４から出力される画素ｄの信号と乗数ｘ６（＝１）とを乗算する。そして、これらの乗算結果を全て２個の加算器２０３-1〜２０３-2で加算して出力する。
【００５３】
また、II．｜ｃ−ａ｜＜ｋの適応条件が成り立つ場合は、（式２）の演算パターンに対応する補正演算を選択するために、図１２に示すように乗数ｘ４，ｘ５，ｘ６の値をそれぞれｘ４＝１，ｘ５＝１，ｘ６＝０とし、端子ｙ３から画素ａの信号、端子ｙ４から“０”の信号を出力する。このとき１番目の乗算器２０２-1は、端子ｙ３から出力される画素ａの信号と乗数ｘ４（＝１）とを乗算する。２番目の乗算器２０２-2は、画素ｃの信号と乗数ｘ５（＝１）とを乗算する。３番目の乗算器２０２-3は、乗算結果として“０”の信号を出力する。そして、これらの乗算結果を全て２個の加算器２０３-1〜２０３-2で加算して出力する。
【００５４】
また、III．｜ｃ−ｅ｜＜ｋの適応条件が成り立つ場合は、（式３）の演算パターンに対応する補正演算を選択するために、図１２に示すように乗数ｘ４，ｘ５，ｘ６の値をそれぞれｘ４＝０，ｘ５＝１，ｘ６＝１とし、端子ｙ３から“０”の信号、端子ｙ４から画素ｅの信号を出力する。このとき１番目の乗算器２０２-1は、乗算結果として“０”の信号を出力する。２番目の乗算器２０２-2は、画素ｃの信号と乗数ｘ５（＝１）とを乗算する。３番目の乗算器２０２-3は、端子ｙ４から出力される画素ｅの信号と乗数ｘ６（＝１）とを乗算する。そして、これらの乗算結果を全て２個の加算器２０３-1〜２０３-2で加算して出力する。
【００５５】
また、上記Ｉ〜IIIの何れの適応条件も成り立たない場合は、（式４）の演算によって既にバンドパスフィルタ特性が得られ、補正演算は行わないので、図１２に示すように乗数ｘ４，ｘ５，ｘ６の値をそれぞれｘ４＝０，ｘ５＝１，ｘ６＝０とし、端子ｙ３および端子ｙ４の双方から “０”の信号を出力する。これにより、注目画素ｃについて色信号抜取フィルタ１００により抜き取られた色信号が補正フィルタ２００をそのまま通過する。
【００５６】
以上詳しく説明したように、本実施形態では、注目画素およびこれを中心とした近接画素の信号を用いて、所定の画素間演算を行うとともに、これによって抽出された色信号の周波数特性を変換するための補正演算を更に行う構成によって適応型色信号抜取部２を構成した。これにより、この適応型色信号抜取部２はバンドパスフィルタとして用いることができるので、コンポジット・ビデオ信号から輝度信号成分を大幅に減衰させ、色信号成分のみを取り出すことができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、変動の大きな映像についても、適応処理によって適切な演算パターンを選択することにより、コンポジット・ビデオ信号から色信号をほぼ完全に抜き取ることができる。しかも、適応型色信号抜取部２は、図１１に示したように非常に簡単な構成で済む。すなわち、本実施形態は従来方式に比べてＹＣ分離特性が大幅に優れ、映像信号の状態や動きに影響されることなく、ほぼ完全なＹＣ分離を行うことが可能である。これにより、クロスカラーやドットクロール等の映像妨害を大幅に低減することができ、高品質の映像を得ることができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、適応型色信号抜取部２を用いて良好なバンドパスフィルタ特性を持つ１次元ＹＣ分離回路を構成できるので、動き適応処理（入力映像の動きに対応した２次元／３次元ＹＣ分離の切り替え処理）を行う必要が全くなく、そのための構成を省略することができる。さらに、本実施形態では水平方向の５クロックのみでＹＣ分離が完結するので、従来の２次元ＹＣ分離や３次元ＹＣ分離に必要であったライン遅延あるいはフレーム遅延を行う必要もなくすことができ、そのためのメモリを省略することができる。
【００５９】
なお、上記図１１の構成例では、色信号抜取フィルタ１００ではＡＬＵ１０４による適応処理によって乗数ｘ１，ｘ２，ｘ３の値を決定するとともに、端子ｙ１，ｙ２から出力する画素信号を決定しているが、このような構成例に限定されるものではない。例えば、各Ｄ型フリップフロップ１０１-1〜１０１-4の入出力タップに５個の乗算器を接続し、各乗算器に対する５つの乗数を適応処理によって決定するようにしても良い。この場合、演算に不要な画素信号に対する乗数は“０”とすれば良い。補正フィルタ２００についても同様である。
【００６０】
また、上記実施形態では、注目画素ｃを中心とした５つの画素ａ〜ｅの信号を用いて色信号を抜き取る例について説明したが、色信号の抜取方法はこれに限定されない。例えば、注目画素ｃからｎクロック（ｎ＞５）離れた前後に位置する近接画素の信号を用いて色信号を抜き取ることも可能である。ただし、あまり注目画素ｃから離れた画素の信号を用いると、当該注目画素ｃとの相関が小さくなるので、ｎの値はそれほど大きくしないのが好ましい。
【００６１】
また、上記実施形態では、色信号を抜き取る際に必ず注目画素ｃの信号を用いているが、必ずしも用いる必要はない。例えば、注目画素ｃに隣接する画素ｂの信号から画素ｄの信号を減算して２で割ると、以下のように＋Ｉ信号を得ることができる。
（ｂ−ｄ）／２＝｛（Ｙ＋Ｉ）−（Ｙ−Ｉ）｝／２＝Ｉ
ただし、注目画素ｃの色信号を抽出するために当該注目画素ｃ自体のコンポジット・ビデオ信号を演算に用いた方が好ましい。
【００６２】
また、上記実施形態では、適応型色信号抜取部２において色信号を取り出すとともに、この抽出した色信号をデジタルコンポジット・ビデオ信号から減算することによって輝度信号を抽出する例について説明した。逆に、上記適応型色信号抜取部２の通過域と遮断域とが反転した特性を有するフィルタを用いて、当該フィルタにおいて輝度信号を取り出すとともに、この抽出した輝度信号をデジタルコンポジット・ビデオ信号から減算することによって色信号を抽出するようにしても良い。
【００６３】
例えば、注目画素ｃより１クロック離れた前後に位置する隣接画素ｂ，ｄの信号を加算して２で割ることによって輝度信号を抽出するとともに、当該抽出した輝度信号をデジタルコンポジット・ビデオ信号から減算することによって色信号を抽出するようにすることが可能である。
【００６４】
また、上記実施形態では、映像信号の例としてＮＴＳＣ方式を挙げて説明したが、ＰＡＬ方式、ＳＥＣＡＭ方式など他の信号規格にも同様に適用することが可能である。
【００６５】
また、上記実施形態では、ＹＣ分離の手法をハードウェア構成により実現する例について説明したが、ＤＳＰやソフトウェアなどによっても実現することが可能である。例えばソフトウェアによって実現する場合、本実施形態のＹＣ分離装置は、実際にはコンピュータのＣＰＵあるいはＭＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備えて構成され、ＲＡＭやＲＯＭに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。
【００６６】
したがって、コンピュータが上記各実施形態の機能を果たすように動作させるプログラムを例えばＣＤ−ＲＯＭのような記録媒体に記録し、コンピュータに読み込ませることによって実現できるものである。上記プログラムを記録する記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭ以外に、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、光ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤ、不揮発性メモリカード等を用いることができる。また、上記プログラムをインターネット等のネットワークを介してコンピュータにダウンロードすることによっても実現できる。
【００６７】
その他、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、色信号と輝度信号とが周波数多重されて構成されたコンポジット・ビデオ信号から色信号と輝度信号とを分離するＹＣ分離回路に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本実施形態によるＹＣ分離回路の全体構成を示すブロック図である。
【図２】映像の表示画面を構成する各画素と色信号の位相との関係を示す図である。
【図３】式１の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタの構成を示す図である。
【図４】式２の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタの構成を示す図である。
【図５】式３の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタの構成を示す図である。
【図６】式４の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタの構成を示す図である。
【図７】図２に示した適応型色信号抜取部を構成する色信号抜取フィルタおよび補正フィルタの周波数特性、色信号抜取フィルタと補正フィルタとを縦続接続した場合に得られる周波数特性を示す図である。
【図８】式１の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタおよび補正フィルタの構成を示す図である。
【図９】式２の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタおよび補正フィルタの構成を示す図である。
【図１０】式３の演算パターンに相当する色信号抜取フィルタおよび補正フィルタの構成を示す図である。
【図１１】本実施形態による適応型色信号抜取部の構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す適応型色信号抜取部における適応処理の内容を示す図である。
【図１３】コンポジット・ビデオ信号の波形を示す図である。
【図１４】コンポジット・ビデオ信号の周波数スペクトルを示す図である。
【図１５】コンポジット・ビデオ信号におけるカラーサブキャリアの位相を示す図である。
【図１６】従来方式による３種類のＹＣ分離回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  Ａ／Ｄ変換器
２  適応型色信号抜取部
３  ディレイ回路
４  減算器
１００  色信号抜取フィルタ
１０１-1〜１０２-4  Ｄ型フリップフロップ
１０２-1〜１０２-3  乗算器
１０３-1〜１０３-2  加算器
１０４  ＡＬＵ
２００  補正フィルタ
２０１-1〜２０２-4  Ｄ型フリップフロップ
２０２-1〜２０２-3  乗算器
２０３-1〜２０３-2  加算器
２０４  ＡＬＵ
【図１】
2005328413.tif 000003
【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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【図１５】
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【図１６】
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