JPH0348717B2 - - Google Patents

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JPH0348717B2
JPH0348717B2 JP57072558A JP7255882A JPH0348717B2 JP H0348717 B2 JPH0348717 B2 JP H0348717B2 JP 57072558 A JP57072558 A JP 57072558A JP 7255882 A JP7255882 A JP 7255882A JP H0348717 B2 JPH0348717 B2 JP H0348717B2
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JP
Japan
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signal
color
color signal
luminance
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JP57072558A
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Juichi Ninomya
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Japan Broadcasting Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/64—Circuits for processing colour signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Color Television Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、輝度信号と色信号とを別個に標本化
した標本化カラー画像信号中における標本化色信
号の標本値相互間を補間する色信号内挿方式に関
し、特に、輝度信号と色信号との相関を利用して
内挿点に対応する輝度信号の標本値に基づいて内
挿色信号を形成するようにしたものである。
一般に、カラー画像信号を輝度信号と色信号と
に分離して伝送する場合には、色信号伝送帯域を
輝度信号伝送帯域に比して格段に狭くし得ること
が知られており、例えば、NTSCカラーテレビジ
ヨン方式などにおいては、かかる伝送帯域特性を
巧みに利用して複合カラー画像信号を構成してい
る。
しかしながら、輝度信号伝送帯域に比して色信
号伝送帯域を過度に狭くした場合には、再生した
カラー画像にカラー画質の劣化が生ずる。しかし
て、そのカラー画質の劣化は、専ら、いわゆる色
滲みとなつて現われ、再生カラー画像の品位を著
しく低下させるので、従来は、色信号伝送帯域を
狭くするうえで必然的に限度が生ずる、という欠
点があつた。
本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去
し、標本化カラー画像信号中において分離して標
本化した色信号の伝送帯域を充分に狭くしても、
カラー画質の劣化を伴うことなくカラー画像を再
生し得るように標本化色信号の補間を行なう色信
号内挿方式を提供することにある。
すなわち、本発明色信号内挿方式は、所定周波
数にて標本化した色信号および前記所定周波数の
整数倍の周波数にて標本化した輝度信号よりなる
標本化カラー画像信号を再生するにあたり、前記
色信号の標本点相互間における色信号の差分Co
−Cpと前記色信号の標本点と一致した前記輝度信
号の標本点相互間における輝度信号の差分Yo−
Ypとの比αを求め、前記色信号の標本点と一致
した標本点における前記2つの標本点の輝度信号
Yp,Yoのうち先行する標本点の輝度信号Ypおよ
び前記輝度信号Yp,Yoの各標本点相互間におけ
る内挿輝度信号iのいずれかと、前記色信号の
標本点とは一致しない各中間標本点における輝度
信号Yiとのそれぞれの差分yiおよびiのいずれか
に前記比αを乗算したそれぞれの値を、前記先行
する輝度信号Ypの標本点と一致した標本点にお
ける色信号Cpおよび前記色信号Cp,Coの各標本
点相互間における内挿色信号iのいずれかにそ
れぞれ付加した内挿色信号C^iを、前記色信号の標
本点に一致しない輝度信号Yiの各中間標本点にそ
れぞれ対応させて、前記標本化した色信号の相互
間にそれぞれ内挿するようにしたことを特徴とす
るものである。
以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。
しかして、一般に、カラー画像信号における輝
度信号Yと色信号Cとは極めて強い相関を有して
いることがよく知られており、第1図に示すよう
に、カラー画像信号を輝度信号と色信号とに分け
てそれぞれ標本化し、輝度信号Yの標本化周波数
を色信号Cの標本化周波数の正整数n倍とし、輝
度信号Yの標本点がn個毎に色信号Cの標本点と
一致するようにした場合に、双方の一致した標本
点の中間の標本点における輝度信号標本値が変化
しているときには、両者は極めて強い相関を有し
ているのであるから、輝度信号標本値が変化して
いる中間標本点にて色信号をも標本化すれば、そ
の色信号標本値も同様に変化している筈である。
かかる両者の標本値の相関を手掛りにして色信号
標本値を補間すれば、実際の色信号標本点の中間
において色信号レベルが変化していても、かかる
標本点中間の色信号レベルの変化をも忠実に再生
することができ、実際には低い標本化周波数によ
る標本化色信号を伝送してその伝送帯域を圧縮し
た場合にも、従来のような再生色信号の劣化すな
わち色滲みを伴うことなく、良質、高品位のカラ
ー画像を再生し得るような色信号内挿補間を行な
うことができる。
本発明色信号内挿方式は、上述のような着想に
基づいてなしたものであり、本発明方式による色
信号内挿の動作原理はつぎのとおりである。
本発明方式による色信号内挿は、簡単に説明す
れば、第1図に示した標本値配列の例において、
輝度信号Yと色信号Cとの一致した標本点におけ
る輝度信号標本値YpおよびYoを適切に伸縮させ
て色信号標本値CpおよびCoとそれぞれ一致させ
たとすると、両者の一致した標本点の中間にある
各標本点における輝度信号標本値Y1〜Yo-1を同
様に伸縮させれば、それらの中間標本点にて得ら
れる筈の色信号標本値C1〜Co-1にそれぞれ一致す
る筈であるから、かかる信号処理によつて中間標
本点における輝度信号標本値に基づいてその中間
標本点に適切な色信号標本値を内挿し得る、とい
う動作原理によるものである。
上述の動作原理を要約すれば、既知の色信号標
本値Cp,Coおよび既知の輝度信号標本値Yp〜Yo
の相関に基づいて未知の中間色信号標本値C^1〜
C^o-1を求めて内挿するにあたり、 yi=Yi−Yp (i=1,2,…,n)(1) co=Co−Cp (2) ci=C^i−Cp(i=1,2,…,n−1)(3) とすると、 c^i=yi・co/yo=yi・α (4) として、既知の色信号標本値Cp,Co相互間の差
分coと既知の輝度信号標本値Yp,Yo相互間の差
分yoとの比αに基づいて、既知の輝度信号中間標
本値Yiから未知の色信号中間標本値C^iを推定する
ことができ、つぎの(5)式により表わすことができ
る。
C^i=ci+Cp=yi・α+Cp (5) しかして、上述の演算を実際にテレビジヨン映
像信号レートにてリアルタイムに行なうには、掛
け算の過程に要する演算時間が障害となるおそれ
があるので、本発明内挿方式においてはつぎのよ
うな直並列変換による信号処理を行なうことと
し、いわゆる高品位テレビジヨン信号を具体例に
挙げて、輝度信号の標本化周波数を48.6MHz
とし、色信号の標本化周波数を/5としたとき
に、本発明方式により色信号内挿を行なう色信号
内挿装置の構成例を第2図に示す。
図示の構成においては、時系列の標本化輝度信
号Yを直並列変換器1に供給し、標本化周波数S
のクロツク信号CKにより駆動して6標本点単位
にて直並列変換を施し、順次の6個の輝度信号標
本値Y0〜Y5を並列に取出す。なお、かかる6個
の輝度信号標本値Y0〜Y5のうち、両端の標本値
Y0,Y5が、前述したように、色信号標本値と一
致した基準標本点によるものとする。しかして、
それらの輝度信号標本値のうち、最先の輝度信号
標本値Y0を各引算器2−1〜2−5に供給する
とともに、他の輝度信号中間標本値Y1〜Y4およ
び最後の輝度信号標本値Y5を同じく差算器2−
1〜2−5にそれぞれ供給して、基準とする最先
の輝度信号標準値Y0に対する差分y1〜y5をそれ
ぞれ求める。
一方、時系列の標本化色信号Cを、標本化周波
数S/5のクロツク信号により駆動するレジスタ6
に供給して、上述した基準標本点の輝度信号標本
値Y0およびY5にそれぞれ対応する色信号標本値
C0およびC5を取出して引算器7に供給し、それ
ら相隣る色信号標本値相互間の差分c5を求める。
その標本化色信号の差分c5と、上述した標本化輝
度信号の差分y1〜y5のうち輝度信号基準標本値
Y0,Y5相互間の差分y5とを割算器8に供給して、
両者の比α=c5/y5を求める。しかして、上述した 標本化輝度信号の差分のうち、残余の差分y1〜y4
を掛算器3−1〜3−4にそれぞれ供給するとと
もに、上述の比αをもそれらの掛算器3−1〜3
−4に乗数として共通に印加し、輝度信号標本値
の各差分y1〜y4に上述の比αをそれぞれ掛算して
得られる未知の各色信号中間標本値と最先の色信
号標本値C0との各差分c^1〜c^4をそれぞれ取出す。
ついで、最先の色信号標本値C0を共通に供給し
た加算器4−1〜4−4にそれら各色信号中間標
本値と最先の色信号標本値C0との各差分c^1〜c^4を
それぞれ供給してそれぞれ加算すれば、前述の動
作原理の要約として示した(5)式の演算を忠実に実
施した形態の各内挿色信号C^1〜C^4が得られる。
したがつて、かかる内挿色信号C^1〜C^4を色信号
標本値C0およびC5とともに並列に並直列変換器
5に供給して並直列変換を施せば、輝度信号と同
一の標本化周波数にて標本化したのと同等の広帯
域標本化色信号を取出すことができる。
なお、第2図示の構成例には図示を省略した
が、各演算過程の後には適切な遅延量のレジスタ
をそれぞれ挿入して、各部の演算により生ずる各
信号の遅延量の不均一を適切に修正し、引続く演
算処理に供する信号相互間のタイミング合わせを
行なうこと勿論である。
また、第2図示の構成例における掛算に許容さ
れるサイクルタイムはほぼ100ns程度であり、こ
の程度の演算速度であれば、従来慣用の演算素子
を用いても充分に即応して作動し得る掛算器が集
積回路化して得られる。しかしながら、第2図示
の構成例における割算は、逆数の掛算として演算
することになるので、演算速度としては掛算とほ
ぼ同等になし得るが、輝度信号基準標本値Y0,
Y5相互間の差分y5が極めて小さい場合には、前
述の比α=c5/y5の値が著しく大きくなる筈である が、実際の演算回路においては構成上限度が生ず
るので、充分に大きい所要値の比αが得られず、
演算結果に桁落ちが生じ、この桁落ちの問題がか
かる演算を行なううえで大きい障害となる。
すなわち、信号処理過程における演算結果に桁
落ちが生ずると演算の精度が低下するので、処理
結果の出力信号に対するノイズの影響が相対的に
大きくなり、第2図示の構成により得られる内挿
色信号の信号対ノイズ比が著しく低下することに
なる。内挿色信号のかかる信号対ノイズ比低下の
防止対策としては、輝度信号標本値相互の差分yi
の値が所定の限度を越えて小さくなつた場合に
は、内挿色信号C^iを求める前述の式(5)における修
正項yi・αの値を零と見做して、以後の信号処理
を行なうことが考えられる。なお、かかる見做し
修正を施せば、最先の色信号標本値C0に引続い
て、その色信号標本値C0と同一標本値の色信号
のみを内挿することになり、色変化の程度に比し
て輝度の変化が極端に少ないカラー画像において
は、実際の色変化に追随した内挿色信号が得られ
ず、従来と同様の色滲みが生ずることになるが、
かかる色滲みが生ずる場合は、実際のカラー画像
においては極めて稀であり、実害は少ない。
しかしながら、上述のような見做し修正によ
り、内挿色信号を求める(5)式の修正項yi・α=0
と単純に見做すと、本発明方式の色信号内挿過程
を経ても標本化色信号に実際には有意の内挿処理
が施されないことになり、しかも、かかる内挿処
理過程を経た標本化色信号に、要すればデイジタ
ル・アナログ変換を施して、再生表示に必要な連
続したアナログ色信号に復元する際には、デイジ
タル・アナログ変換過程の後に設けて標本値の補
間を行なう補間フイルタは、標本化色信号が内挿
により広帯域化されているものとして、その通過
帯域を広帯域化してあるので、現実にその補間フ
イルタを通過する標本化色信号が内挿によつては
広帯域化されていなかつた場合には、恰も、信号
帯域より格段に高い周波数にて信号を標本化した
ときに生ずるのと同様の折返し歪みが生じ、かか
る折返し歪みによる妨害成分が生ずることにな
る。
前述した見做し修正により上述のような折返し
妨害が生ずるのを防止するように改善を施した本
発明方式色信号内挿を行なう色信号内挿装置の構
成例を第3図に示す。この第3図示の構成例は、
第2図示の構成例と対比すれば明らかなように、
第2図示の構成例に2個の内挿器9および10を
付加し、第2図示の構成例において最先の輝度信
号基準標本値Y0を供給した各差算器2−1〜2
−5に内挿器9にて形成した内挿輝度信号を順次
に供給するとともに、第2図示の構成例において
最先の色信号標本値C0を供給した加算器4−1
〜4−4に内挿器10にて従来慣用の形態にて形
成した内挿色信号を順次に供給し、上述のように
(5)式の修正項を零と見做したことにより生ずる折
返し妨害の発生を防止し得るようにしたものであ
り、その動作原理は、第1図示の標本値配列を参
照すれば、つぎのとおりである。
すなわち、前述したように、実際には色変化が
大きいにも拘らず、輝度変化が極端に小さい場合
に本発明方式の色信号内挿を行なえば、最先の色
信号標本値C0と同一信号レベルの変化のない内
挿色信号を内挿することになるが故に色滲みを生
ずることになつたのであるから、かかる障害の発
生を避けるために、内挿色信号形成のための(5)式
における修正項yi・α中の輝度信号標本値の差分
yiを、第2図示の構成例におけるように各輝度信
号中間標本値Yiの、最先の輝度信号基準標本値
Ypとの差分とはせず、適切に形成した内挿輝度
信号iとの差分iを用いることにより、(5)式に
おける修正項に有効数値を付与し得るようにする
のがその動作原理である。かかる動作原理を、第
2図につき前述したと同様に要約すれば、第1図
示の標本値配例における両端の基準標本点にて既
知の色信号標本値Cp,Coに対応して得られた既
知の輝度信号標本値Y0,Yoから、周知慣用の例
えば荷重加算により各中間標本点に対応する内挿
輝度信号1,2,…,o-1を求める。なお、
各内挿輝度信号1〜o-1は、両端標本点の既知
の輝度信号標本値Yp,Yoのみから求めるよりは、
Yjo(j=…,−2,−1,0,1,2,…)なる3
標本点以上の輝度信号標本値から求めた方がより
適切な内挿輝度信号iが得られること勿論であ
る。
一方、上述した輝度信号内挿と同一のアルゴリ
ズムにより、基準標本点にて得られた既知の色信
号標本値Cp,Coから各中間標本点に対応する内
挿色信号1,2,…,o-1を求める。
しかして、各中間標本点について、既知の輝度
信号標本値Yiと上述した内挿輝度信号iとの差
分iとすると、 i=Yi−i
(i=1,2,…,n−1)(6) また、本発明方式により求める内挿色信号C^i′
と上述した内挿色信号iとの差分をc^i′とすると、 C^i′=C^i′−i (7) しかして、第2図につき本発明内挿方式の動作
原理として述べたところに準じて上述の色信号差
分ci′を推定すると、 c^i′=i・α (8) したがつて、第8図示の構成により輝度信号基
準標本値Ypの代わりに各内挿輝度信号iを用い
て第2図につき前述した動作原理に準じて得られ
るべき本発明方式による内挿色信号C^i′はつぎの
(9)式から推定することができる。
C^i′=i・α+i (i=1,2,…,n−1)(9) すなわち、第3図示の構成によれば、本発明方
式の内挿色信号を求める(5)式中の修正項yi・αが
極端に小さく、零と見做し得る場合には、上述の
(9)式により、修正項i・αを用いて有意の信号
レベルを有する内挿色信号を推定し得るので、第
2図示の構成によつた場合のような折返し妨害成
分は発生しない。
なお、上述のように本発明方式による内挿色信
号を求める(5)式を(9)式に切換えるべき修正項yi・
αの閾値としては、輝度信号基準標本値相互間の
差分yoが小さい場合においてもノイズの影響の相
対的増大を避けるために、(5)式に基づいて得られ
た本発明方式による各内挿色信号C^1〜C^o-1を色信
号標本値Cp,Coのうちの最大値max{Cp,Co}お
よび最小値min{Cp,Co}によりそれぞれクリツ
プして、各内挿色信号C^iが、つねに、色信号標本
値Cp,Coの信号レベル範囲内の信号レベルを有
するようにして、修正項yi・αの閾値を設定する
のが好適である。
以上の説明から明らかなように、輝度信号と色
信号とを別個に標本化して標本化色信号の所要伝
送帯域を削減した標本化カラー画像信号の再生時
に、狭帯域伝送した標本化色信号に適切な内挿色
信号を補間して再生色信号の信号帯域を見掛け上
輝度信号と同程度に広帯域化することができるの
で、再生カラー画像の画質を著しく改善すること
ができる。しかも、本発明によれば、送信側にて
は格別の信号処理を施すことなく、受信側にて本
発明方式により色信号内挿を行なうことのみによ
り、等価的に標本化色信号を広帯域伝送した場合
と同等の再生カラー画質を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はカラー画像信号の輝度信号と色信号と
を分離して標本化した標本値の構成例を示す線
図、第2図は本発明方式による色信号内挿装置の
構成例を示すブロツク線図、第3図は同じくその
色信号内挿装置の他の構成例を示すブロツク線図
である。 1…直並列変換器、2−1〜2−5,7…差算
器、3−1〜3−4…掛算器、4−1〜4−5…
加算器、5…並直列変換器、6…レジスタ、8…
割算器、9,10…内挿器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 所定周波数にて標本化した色信号および前記
    所定周波数の整数倍の周波数にて標本化した輝度
    信号よりなる標本化カラー画像信号を再生するに
    あたり、前記色信号の標本点相互間における色信
    号の差分Co−Cpと前記色信号の標本点と一致し
    た前記輝度信号の標本点相互間における輝度信号
    の差分Yo−Ypとの比αを求め、前記色信号の標
    本点と一致した標本点における前記2つの標本点
    の輝度信号Yp,Yoのうち先行する標本点の輝度
    信号Ypおよび前記輝度信号Yp,Yoの各標本点相
    互間における内挿輝度信号iのいずれかと、前
    記色信号の標本点とは一致しない各中間標本点に
    おける輝度信号Yiとのそれぞれの差分yiおよびi
    のいずれかに前記比αを乗算したそれぞれの値
    を、前記先行する輝度信号Ypの標本点と一致し
    た標本点における色信号Cpおよび前記色信号Cp,
    Coの各標本点相互間における内挿色信号iのい
    ずれかにそれぞれ付加した内挿色信号C^iを、前記
    色信号の標本点に一致しない輝度信号Yiの各中間
    標本点にそれぞれ対応させて、前記標本化した色
    信号の相互間にそれぞれ内挿するようにしたこと
    を特徴とする色信号内挿方式。 2 特許請求の範囲第1項記載の内挿方式におい
    て、前記内挿色信号C^iの信号レベルを、前記色信
    号Cp,Coの信号レベルの範囲内に設定するよう
    にしたことを特徴とする色信号内挿方式。 3 特許請求の範囲第1項または第2項記載の内
    挿方式において、前記それぞれの差分yiおよびi
    のいずれかに前記比αを乗算した値が所定値に達
    しないときにはその値を零とするようにしたこと
    を特徴とする色信号内挿方式。
JP57072558A 1982-05-01 1982-05-01 色信号内挿方式 Granted JPS58191587A (ja)

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JPS5420619A (en) * 1977-07-18 1979-02-16 Hitachi Ltd Coding circuit for color signal

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