JPH0355079B2 - - Google Patents

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JPH0355079B2
JPH0355079B2 JP62088597A JP8859787A JPH0355079B2 JP H0355079 B2 JPH0355079 B2 JP H0355079B2 JP 62088597 A JP62088597 A JP 62088597A JP 8859787 A JP8859787 A JP 8859787A JP H0355079 B2 JPH0355079 B2 JP H0355079B2
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00—Details of colour television systems
    • H04N9/77—Circuits for processing the brightness signal and the chrominance signal relative to each other, e.g. adjusting the phase of the brightness signal relative to the colour signal, correcting differential gain or differential phase
    • H04N9/78—Circuits for processing the brightness signal and the chrominance signal relative to each other, e.g. adjusting the phase of the brightness signal relative to the colour signal, correcting differential gain or differential phase for separating the brightness signal or the chrominance signal from the colour television signal, e.g. using comb filter

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデジタルくしフイルタを用いたヴイデ
オカラーデコーダおよびデコーダ方法に関し、１
個以上のテレビジヨン標準方式の信号を処理して
広域輝度出力信号を得ることができる。
実施例においては４フイールドフレームメモリ
を用いたデコーダからのデジタル輝度信号および
色差信号を用いて、動きの検出ならびに適合性ラ
イン内挿に特に有効な技術を提供している。
背景技術 テレビジヨン信号は現在殆んど“コード化”し
た形で放送されている。すなわち、赤、緑および
青の信号より成るものとカラー画像は、PAL、
NTSCあるいはSECAM、あるいはその変形の標
準方式によつてコンポジツト信号に符号化され
る。
これら方式は主として放送のために開発された
ものであつて、色黒テレビジヨン放送との適合性
を考慮してその特性が決定されている。従つて、
多くの装置を用い、かつ、特性劣化を最小におさ
えるようにして映像信号を処理するスタジオ内で
は理想的なものとはいえない。
現在これら装置の多くはデジタル的に記憶し処
理する技術を用いているので、“RGB”（赤、緑、
青）や“YUV”（マトリクスRGBであつて“コ
ード化”方式で使用する３個の信号）のような
“信号成分”を単位として動作し、ヴイデオ信号
はデジタルPCMとして装置間を伝送される新し
いヴイデオ標準方式を導入することが好ましい。
従つて、コード化されたアナログ信号と信号成分
との間のインタフエースによつて従来のアナログ
信号を信号成分の形でさらに処理できることが望
まれている。
このインタフエースは、コード化システムと同
様に従来から存在しているが（たとえばRGB信
号を最終的に必要とするカラーテレビジヨン受信
機において）、デコード方式の改良としてコード
化信号標準方式に固有の妥協点の故に信号成分に
導入される特性劣化を除くより巧妙なデコード技
術が望まれている。現在のコード化フオーマツト
での主たる妥協点のひとつは、コード化カラー信
号が白黒標準の帯域内に含まれ、カラー情報
（Ｕ，Ｖ成分）をヴイデオ帯域の上方にある副搬
送波に変調しなければならないことである。この
共通の帯域は信号成分間のクロストークとなり、
コード化方式の特徴となつている。
このような現象は一般にクロスカラーおよびク
ロス輝度と称せられ、その一例は高周波画像の精
細な領域にあらわれるしま模様である（クロスカ
ラー）。
簡単なデコーダでは、輝度信号と色差信号とを
単に主たる周波数帯域にもとづいて分離し、輝度
情報はスペクトルの低域部分を占有し色差情報は
高域部分を占有しているとみなしている。この技
術は基本的には家庭用テレビジヨンに適用された
ものであるが、上述の欠点がある。
さらに巧妙なものはアナログくしフイルタを用
いて輝度信号と色差信号とを分離している。スペ
クトルの同一部分を占有している信号を分離する
際に、数本の隣接する走査ラインが非常に似かよ
つた情報を有している時ヴイデオ信号に含まれる
情報の冗長性を利用することによつて信号分離の
困難性を解決している。しかしながら、ラインに
もとづいたくしフイルタの動作にとつては、情報
理論が示しているように一般的に余分の色差情報
はクロストークの発生なくしては独立した信号と
しては導入され得ないことを強調しなければなら
ない。
従来のアナログくしフイルタの設計 コード化信号に対して動作するPALアナログ
くしフイルタデコーダの開発経過は多くの文献に
紹介されている。これらのデコーダは３ライン
“アパチヤー”を用いている。３ラインアパチヤ
ー方式では、三本の連続したヴイデオラインを、
もとの真中のヴイデオラインの輝度信号および色
差信号にできるだけ近づけた信号として分離する
ように処理している。この方法はNTSCおよび
PAL方式で定められた副搬送波色信号周波数と
ライン周波数との関係にもとづいた方法であり、
SECAM方式ではくしフイルタは使用できない。
PALアナログくしフイルタデコーダは、国際
放送技術者誌の1984年３月号の“くしフイルタデ
コーダ”という記事に記載されている。また、従
来のこの方式はSMPTEジヤーナルの第87巻
（1978年10月）の“簡単なアナログくしフイルタ
を用いたPALカラー画像の改善”という記事に
記載されている。
これら記事に記載された方式は良い結果を得て
いるが、他の方法が望ましい点もいくつかある。
すなわち、 (a) ３本のヴイデオラインに同時にアクセスする
ために、入力信号を各々正確に１ライン遅延す
る（あるいは特別な設計で厳密に要求されてい
る遅延量）２個の遅延素子に適さなければなら
ない。一般にこの遅延はガラス遅延線あるいは
電荷結合デバイスを使用しているが両者とも完
全に満足するものでない。すなわち、ガラス遅
延線はその遅延および他のパラメータが温度に
依存し、多反射を起こし、搬送波で変調した信
号によつて駆動する必要があり、この信号は受
信側で増幅された後に復調する必要がある。
３本のうちの真中のラインが遅延されると、
遅延線を通過することによる特性劣化が主たる
信号路に生じ、正確なくしフイルタは特性を得
るための正確な振幅と位相とのマツチングをあ
る時間の間維持するのが困難である。
(b) 従来の設計からわかるように、くしフイルタ
の動作に対して種々の信号を濾波し信号路のマ
ツチングをとるのに多大なアナログ処理を必要
としている。このためセツトアツプ手順に時間
がかかり、アナログ回路の安定性が良くなけれ
ばならず、位相関係とライン周期の異なる
NTSCおよびPALの両方式に対してくしフイ
ルタの使用を困難としている。
(c) 信号をある時間遅延させる場合にとつて好ま
しい方法はデジタル処理である。アナログ信号
を後の処理でデジタルフレームメモリに記憶す
るためにデジタル化する時には特に望ましい。
デジタルデバイスが低価格となり複雑な機能を
有するようになつたので、デジタル信号処理は
同等のアナログ信号処理に比較して魅力のある
ものとなり、主たる利点は自動テストや故障検
出の容易さ、セツトアツプの短縮および長期間
の安定性である。他の利点はNTSCおよび
PAL方式でのくしフイルタに必要な遅延は、
これら方式のライン周期に与えられたクロツク
数によつて正確に得ることができることであ
る。
本発明によるデジタルくしフイルタを用いたヴ
イデオカラーデコーダは、ヴイデオカラー入力信
号Icvの低域輝度成分である第１のアナログ信号
Ｙ１を得る第１手段と、ヴイデオカラー入力信号
Icvの高域輝度成分と色成分である第２のアナロ
グ信号Yhcを得る第２手段と、第２のアナログ信
号Yhcを同期復調してＢ−Ｙ色差成分信号U1と
Ｒ−Ｙ色差成分信号V1（ここでＢおよびＲはRGB
信号の通常の呼称である）とを得る第３手段と、
第１のアナログ信号Ｙ１をデジタル化してこれと
等価なデジタル信号Yd１を得る第１のアナログ
デジタルコンバータ（ADC）と、Ｂ−Ｙおよび
Ｒ−Ｙ色差成分信号U1およびV1をデジタル化す
る第２のアナログデジタルコンバータ（ADC）
と、第１のデジタル信号Yd１の１ライン遅延を
行う第１のデジタル遅延手段と、色差成分信号
U1およびV1の１ライン遅延を行つて１ライン遅
延した色差成分信号U0およびV0を得る第２のデ
ジタル遅延手段と、色差成分信号U0およびV0の
１ライン遅延を行つてさらに１ライ遅延した色差
成分信号U-1およびV-1を得る第３のデジタル遅
延手段と、一定の色情報を排除するとともに、各
色差成分信号U1，U0およびU-1の少なくとも２
個の関数として高域輝度信号Yuを与える加算手
段と、一定の色情報を排除するとともに、各色差
成分信号V1，V0およびV-1の少なくとも２個の
関数として高域輝度信号Yvを与える加算手段と、
符号化されたＢ−Ｙ副搬送波基準位相信号のサイ
ン波と符号化されたＲ−Ｙ副搬送波基準位相信号
のコサイン波とを各々あらわすデジタルのサイン
波およびコサイン波基準信号UrefおよびVrefを
発生する手段と、信号Yu，Yvと各々のサイン波
およびコサイン波基準信号Uref，Vrefとの積を
得るデジタル手段と、これらの積を加算してデジ
タル高域輝度成分信号Yhを得る手段と、そして
デジタル信号Yd１とデジタル信号Yhとを加算し
てデジタル広域輝度出力信号Ydを得る手段とよ
り成る。
好ましい実施例においては、前記デジタル高域
輝度信号Yu，Yvは、遅延していない色差成分
U1，V1、１ライン遅延した色差成分U0，V0およ
び２ライン遅延した色差成分U-1，V-1によつて
あらわされる３本のヴイデオラインの各色差成分
信号の関数から得られ、この関数は遅延していな
い色差成分信号U1，V1と２ライン遅延した色差
成分信号U-1，V-1との和の半分を１ライン遅延
した色差成分信号U0，V0から引いたものである。
この実施例は１個以上のテレビジヨン標準方式す
なわち、NTSCおよびPAL標準方式の信号を処
理するのに用いる。
好ましい実施例においては、NTSCおよび
PALヴイデオ信号システムから選択された入力
信号を受け、前記第１および第２のアナログ信号
Ｙ１およびYhcを得る第１および第２手段は、
NTSCおよびPALモードで動作するために切替
え可能となつている。
好ましい実施例においては、前記第３手段に対
して自動利得制御（AGC）ループを有し、デジ
タル化された高域輝度成分信号Yhを（AGCルー
プ利得の逆をあらわす信号を受信して）スケーリ
ングを行う信号スケール手段を有する。
好ましくは、高域輝度信号Yhの残余色成分を
検出して２個のしきい値と比較し、データセレク
タを制御する制御信号を発生する手段を有し、前
記データセレクタは高域輝度信号Yhに対して３
個のモードのあるモードで動作し、第１のモード
ではこの輝度信号をそのまま通過させ、第２のモ
ードでは振幅を半分にし、第３のモードでは輝度
信号を阻止し、また第１のモードは前記残余成分
が第１のしきい値以下に対応し、第２のモードは
２個のしきい値間に対応し、そして第３のモード
は第２のしきい値以上に対応している。
PAL方式の入力信号を処理する他のモードと
して使用される別な実施例では、前記デジタル高
域輝度信号Yu，Yvは、遅延していない色差成分
U1，V1と２ライン遅延した色差成分U-1，V-1と
であらわされる２本のヴイデオライン色差成分信
号の関数から得られ、その関数は２ライン遅延し
た色差成分信号U-1，V-1と遅延していない色差
成分信号U1，V1との差の半分である。
本発明の他の特徴によれば、デジタル広域輝度
信号を与えるヴイデオカラー信号のデコード方法
は、 (a) ヴイデオカラー入力信号Icvを第１のアナロ
グフイルタ手段を通すことによつて、ヴイデオ
カラー入力信号Icvの低域輝度成分をあらわす
第１のアナログ信号Ｙ１を得、 (b) 遅延してきた入力信号Icvからアナログ信号
Ｙ１を引く第２手段にカラー入力信号Icvを通
すことによつて、ヴイデオカラー入力信号Icv
の高域輝度成分と色成分とをあらわす第２のア
ナログ信号Yhcを得、 (c) 第２のアナログ信号Yhcを同期復調して、Ｂ
−Ｙ色差成分信号U1とＲ−Ｙ色差成分信号V1
とを与え、（ここでＢおよびＲはRGB信号の通
常の呼称である）、 (d) 第１のアナログデジタルコンバータ（ADC）
手段を用い、第１のアナログ信号Ｙ１をデジタ
ル化してこれに等価なデジタル信号Yd１をつ
くり、 (e) 第２のアナログデジタルコンバータ（ADC）
手段を用い、Ｂ−ＹおよびＲ−Ｙ色差成分信号
U1，V1をデジタル化し、 (f) 第１のデジタル遅延手段を用い、第１のアナ
ログ信号Ｙ１に１ライン遅延を与え、 (g) 第２のデジタル遅延手段を用い、色差成分信
号U1，V1に１ライン遅延を与えて色差成分信
号U0，V0を得、 (h) 第３のデジタル遅延手段を用い、色差成分信
号U0，V0にさらに１ライン遅延を与えて色差
成分信号U-1，V-1を得、 (i) 加算手段を用いて一定の色情報を排除すると
ともに、各色差成分信号U1，U0およびU-1の
少なくとも２個の関数として高域輝度信号Yu
を与え、 (j) 加算手段を用いて一定の色情報を排除すると
ともに、各色差成分信号V1，V0およびV-1の
少なくとも２個の関数として高域輝度信号Yv
を与え、 (k) 符号化されたＢ−Ｙ副搬送波基準位相信号の
サイン波と符号化されたＲ−Ｙ副搬送波基準位
相信号のコサイン波とを各々あらわすデジタル
のサイン波およびコサイン波基準信号Urefお
よびVrefを発生し、 (l) 信号Yu，Yvと各々のサイン波およびコサイ
ン波基準信号Uref，Vrefとの積を得、 (m) これらの積をデジタル的に加算してデジタ
ル高域輝度成分信号Yhを得、そして (n) デジタル信号Yd１とデジタル信号Yhとを加
算してデジタル広域輝度出力信号Ydを得るス
テツプより成る。
好ましい方法においては、ステツプ(i)および(j)
において、前記デジタル高域輝度信号Yu，Yv
は、遅延していない色差成分U1，V1、１ライン
遅延した色差成分U0，V0および２ライン遅延し
た色差成分U-1，V-1によつてあらわされる３本
のヴイデオラインの各色差成分信号の関数から得
られ、この関数は遅延していない色差成分信号
U1，V1と２ライン遅延した色差成分信号U-1，
V-1との和の半分を１ライン遅延した色差成分信
号U0，V0から引いたものである。
PAL信号を処理する他の方法においては、ス
テツプ(i)および(j)において、前記デジタル高域輝
度信号Yu，Yvは、遅延していない色差成分U1，
V1と２ライン遅延した色差成分U-1，V-1とであ
らわされる２本のヴイデオラインの色差成分信号
の関数から得られ、この関数は２ライン遅延した
色差成分信号U-1，V-1と遅延していない色差成
分信号U1，V1との差の半分である。
以下本発明の例示としての実施例を図面を参照
して説明する。
好ましい実施例の説明 第１図はヴイデオカラーデコーダの回路の概略
を示す。PALあるいはNTSCコード化ヴイデオ
カラー信号Icv（帯域外雑音除去のためにすでに帯
域制限されている）は、位相補償ローパスフイル
タを通過する。フイルタのカツトオフ周波数は輝
度および色差エネルギーの主たる領域にヴイデオ
スペクトルを分割するよう選択されている。
PALおよびNTSC方式は異なつた副搬送波周波
数を用いるので、各システムに適したカツトオフ
周波数を２個の切替可能なフイルタで使用する必
要がある。
入力信号Icvは、ローパスフイルタ１での遅延
と等しい遅延を有する広帯域アナログ遅延線２に
も入力される。NTSCフイルタはPALフイルタ
よりも非常に大きい遅延を有しているので、
NTSCモードで動作する時は遅延線２に余分な補
償用の（アナログ）遅延線を導入する必要があ
る。
信号Icvの低域輝度成分をあらわすローパスフ
イルタ１の出力信号Ｙ１は輝度スペクトルの低周
波部分を含み、非常に小さな色差情報を含んでい
る。この信号Ｙ１はアナログデジタルコンバータ
（ADC）３によつて８ビツトPCMにデジタル化
される。デジタル化の前に、信号Ｙ１は補償用ア
ナログ遅延トリマ４によつて小さな遅延を与えら
れる。アナログ遅延トリマ４によるこの付加的遅
延は、後のデジタル遅延が13.5MHzのサンプリン
グ周期の整数倍の遅延のみしか導入できないの
で、輝度信号Ｙ１の遅延と色差チエネルＵ，Ｖ
（後述する）の遅延と正確にマツチングしなけれ
ばならないから必要となる。
フイルタ１の信号Ｙ１と遅延線２の信号Icvは
差働増幅器５に入力されて引算を行ない、信号
Yhcをつくる。この信号Yhcは、信号Ｙ１と相補
的であつて色差情報と高周波輝度情報とを含む信
号Icvのスペクトル部分をあらわしている。信号
Yhcをローパスフイルタ１の出力信号Ｙ１に加算
するともとの全域のコード化信号Icvを再度つく
れることがわかる。
差働増幅器５の出力信号Yhcは、バーストロツ
クド発振器６と同期後調器７，８とに入力され、
これらはNTSCあるいは“簡素”なPALのデコ
ーダを形成している。当業者にとつて明らかなよ
うに、発振器６は4.43MHzあるいは3.58MHzの
PALあるいはNTSCの副搬送波周波数での４個
の発振器より成る。増幅器５の信号Yhcは発振器
６に入力され、ゲート基準バースト信号として用
いられる。同様に発振器６はバーストロツクド基
準信号Ｂを出力する。同期復調は、（セツトアツ
プを減少させるためのデジタル分周を有した）４
倍の副搬送波周波数基準発振器を用いることによ
つてＢ−ＹおよびＲ−Ｙ復調器７，８の基準信号
ＦおよびＧを出力している。システムマイクロプ
ロセツサ（図示せず）はデジタル位相制御信号Ｐ
をつくり、信号の位相を補正することによつてシ
ステムの全動作モードでの正確なデコーダ基準軸
Ｆ，Ｇを得ている。システムマイクロプロセツサ
はデコーダのPALとNTSCモード間の切替えを
信号Ｘによつて容易にするために用いられてい
る。
PALモードで動作する時はＲ−Ｙ基準軸はバ
ーストパルスと同期して切替えられる。復調器
７，８のＲ−ＹおよびＢ−Ｙ出力を表わす信号Ｕ
およびＶはローパスフイルタ９，１０で濾波され
て高次の復調成分が除去される。Ｂ−ＹおよびＲ
−Ｙ信号Ｕ，Ｖは、次に、輝度チヤネルと同一の
サンプリング周期（13.MHz）で動作する８ビツ
トADCであるアナログデジタルコンバータ
（ADC）１１，１２で信号U1，V1をつくるため
にデジタル化される。
復調前に、“高域”信号Yhcは高域自動利得制
御（AGC）増幅器１３に入力される。AGC増幅
器１３の利得制御信号はADC１１，１２から得
られる。デジタル化されたＲ−ＹおよびＢ−Ｙ信
号U1，V1を用いることによつてAGCループを確
立している。このシステムは代表的な信号状態に
対して高域チヤネルの最適分解能を可能とすると
ともに、たとえば、100％カラーバーのように色
差信号の大振幅を処理できるようにしている。も
との信号振幅はスケール率で乗算すことによつて
後に再構成でき、このスケール率は増幅器１３の
利得の逆数を測定してAGCループ内で得られる。
この値はスローADC（図示せず）において符号の
ない８ビツト値にデジタル化される。AGCシス
テムは100％カラーバーに適切な値の２倍に利得
を増加することができる。
ADC１１，１２のデジタル化されたＲ−Ｙお
よびＢ−Ｙ信号U1およびV1はデジタル遅延線１
５，１６によつてデジタル的に１ライン遅延させ
られて“真中の”ライン信号U0，V0を得、さら
にデジタル遅延線１７，１８によつてデジタル的
にもう１ライン遅延させられて第３のライン信号
U-1，V-1を得て、処理用アパチヤーに用いる。
同様に、ADC３のデジタル化された信号Yd１は
デジタル遅延線１４によつて１ライン遅延させら
れる。これによつて真中のラインの低域輝度信号
Y0に寄与する。
算術処理のために、遅延されないＢ−Ｙ信号を
U1であらわし、遅延されないＲ−Ｙ信号をV1で
あらわし、１回遅延されたＢ−Ｙ信号をU0であ
らわし、１回遅延されたＲ−Ｙ信号をV0であら
わし、２回遅延されたＢ−Ｙ信号をU-1であらわ
し、２回遅延されたＲ−Ｙ信号をV-1であらわ
し、１回遅延されたＹ信号をY0であらわす。
加算ユニツト２３および２４で処理を行つてデ
ジタル高域輝度信号YuおよびYv得る。この処理
によつて Yu＝U0−（U-1＋U1）／２と Yv＝V0−（V-1＋V1）／２ との信号が得られる。
Ｂ−ＹおよびＲ−Ｙ基準軸に対応したサインお
よびコサイン信号Uref，Vrefが発生器１９によ
つて発生する。この発生器は一対の2k×12ビツ
トROMより成り、システムのサンプリング周期
で発生するカウンタシステムからのアドレスより
成る信号Ｌ２を受ける。位相比較器２０は発生器
１９からのＢ−Ｙ軸周波数および位相信号Vref
をバーストロツクド基準発振器６のそれにロツク
する。比較器２０はバーストロツクド基準発振器
６からバーストロツクド基準信号Ｂを受ける。位
相比較器２０は13.5MHzサンプリング周期信号Ｅ
をつくるヴイデオロツク出力（EBUクロツク）
VCO２１の周波数を制御する。これによつて遅
延線１５〜１８の遅延は非常に正確に制御でき
る。なぜならば、サンプリング周期をライン周波
数よりもむしろ副搬送波周波数にロツクすると、
とりわけ雑音の多い入力信号にロツクすると、非
常に安定性が高くなるからである。
しかし、タイミング信号のすべてはライン位相
ロツクを必要とする。まず13.5MHzVCO２１を
ライン位相比較器（図示せず）からの信号Ｌ１に
よつて制御できるようにする。そこでスイツチ２
２を第１の位置Ｐ１に設定してライン位相比較器
の信号Ｌ１をVCO２１と結合してＰ１位置での
ライン位相ロツクを行う。このライン位相ロツク
を得ると、スイツチ２２をＰ２位置に設定して副
搬送波周波数ロツクモード（前述したモード）に
入る。このモードでは非常に精細なライン位相調
整を行うことができる。これは“精細ライン位相
調整”としての信号Ｌ２を発生器１９に入力する
ことによつて行なわれる。実際上、発生器１９内
のルツクアツプROMに対してある期間アドレス
インクレメントを変更して、ライン位相に対する
サイン波の位相を変化させる。これらの統合的な
基準信号が基準副搬送波にロツクされるので、ラ
イン位相は変化する。ロツクを自動的に行うに
は、ライン位相比較器（図示せず）から得られる
信号Ｌ２であつて、前回のフイールドで測定され
た平均ライン位相にもとづいてもし必要ならばフ
イールドのスタートで行なわれる小さな位相調整
を行う信号を用いる。ライン位相誤差が所定制限
値を超える場合には、このロツクモードは、誤差
が制限値以内に収まつて微制御が再確立されるま
で、単純なライン位相制御に戻る。
Ｂ−Ｙ基準サイン波Urefの瞬時値をあらわす
デジタル値は乗算器２５によつて Yu＝U0−（U-1＋U1）／２ と乗算される。Ｒ−Ｙ基準サイン波Urefの対応
するデジタル値は乗算器２６によつて Yv＝V0−（V-1＋V1）／２ と乗算される。
乗算器２５，２６は２個の12×12ビツト符号つ
き乗算器である。乗算器２５，２６での積はユニ
ツト２７で加算される。アパチヤー内の３本のラ
インがコード化前と同じＹ，ＵおよびＹ成分の情
報を含んでいると、乗算器２５，２６の信号はＵ
もしくはＶ成分を含んでいないことが容易にわか
る。この場合、広域輝度があることによつて外側
の２本のラインU1，U-1とV1，V-1の貢献度の合
計は打消され、真中のラインU0，V0の貢献度の
みを残すこととなる。従つて全体の処理は簡略化
され、すべての高域Ｙ情報を２本の直交復号軸
Uref，Vrefに対して“復調”し、つぎに同じ軸
に対して乗算器２５，２６を用いて“再変調”す
る。このように再構成された信号は高域輝度信号
Yhでありすべての一定の色差情報を除去してい
ることがわかる。
NTSCの場合、ＵおよびＶ成分の正味の貢献度
は零であるが、高域輝度Yhは３本のラインすべ
てからの貢献度を受け再構成された高域輝度振幅
を倍にすることが判明した。NTSCモードで動作
する時には補償用の２の除算回路２９，３０を図
示するように挿入している。
いずれのモードでも得られた高域輝度信号Yh
は第３の乗算器２８において再度スケーリングを
行い、入力AGCシステムの補償を行つている。
すなわち、乗算器２８のスケーリング入力レベル
信号は、（前述したように）AGC増幅器１３から
得る。この信号Yhは次にデータセレクタ３２に
入力される。セレクタ３２は、(1) 信号をそのま
ま通すか、(2) １ビツトシフトダウンして通す、
すなわち利得1/2として通すか、(3) 信号を通さ
ない。セレクタ３２の後、Yh信号はユニツト３
３に入力され、ここで同様に遅延された低域輝度
信号Yd１と加算されて広域くしフイルタ通過の
輝度信号Ｙを得るとともに、広域範囲を可変とさ
れている。
デジタル遅延線１５，１６の（１ライン遅延さ
れた）色差信号U0およびV0はスケーリング信号
Ｓを用いて乗算器３５でデジタル的に結合されて
信号Ｚを与えている。信号Ｚは乗算器３６で再度
スケーリングされ後の処理（たとえば動き検出お
よび適合性内挿による標準変換）に用いる色差信
号を与える。乗算器３６は（輝度信号の乗算器２
８と同様に）入力AGCループの増幅器１３から
得られるスケーリングレベル信号Ｓを受けて色差
信号を再度スケーリングする。
以上システムをNTSCあるいはPAL入力信号
間で、たとえば、フイルタ１、広帯域遅延線２、
バーストロツクド発振器６および補償用２の除算
回路２９，３０で適用する場合を説明した。これ
によつてNTSCあるいはPALヴイデオ信号の処
理が容易に選択できる。
デジタル的にヴイデオ信号を処理するくしフイ
ルタデコーダを第１図を参照して説明した。この
デコーダは特に４個のフイールドを記憶するフレ
ームメモリを有する装置に適用して有効である。
このデコーダのデジタル輝度信号Ｙと色差信号
Ｕ，Ｖと、４個のフイールド用メモリとを用い
て、動き検出および適合性内挿（たとえば標準変
換）に好適に用いる方法を以下に説明する。
３本のラインのアパチヤーに対して同種でない
情報が与えられる場合、異なつた輝度および色差
情報を考慮してシステム性能の分析をしなければ
ならない。
Ａ 異なつた輝度（Ｙ）成分 NTSCモードでは広域信号Ｙは３本のラインの
アパチヤーに対して25％、50％および25％の貢献
度より構成されるとみなすことができる。これは
代表的なアナログ設計と等価であつて、ある種の
対角状高周波（たとえば、走査ライン間で180度
位相をシフトさせる周波数）を処理するとき零を
つくる。
PALモードにおいては、外側のラインの高域
信号Ｙに対する貢献度は、前述した従来技術に記
載された“PALモデイフアイア”システムによ
つてつくられるものと等価な変換を受けるものと
して示される。真の結果として、偽似信号が２フ
イールド毎に位相を反転し、広域信号Ｙを同じタ
イプの２フイールドに対して平均できるならばこ
れら偽似信号は打消されPALコーダに現われる
ものとＹ信号のみを与えることを意味する（すな
わち完璧なくしフイルタ）。
上述のデコーダは４個のフイールドのフレーム
メモリを与える装置に適用できる。４フイールド
メモリを用いると、この特性（偽似信号の除去）
を利用できる。静止画像を処理するとき、特定の
ラインへの等しい貢献度が２個の連続するフレー
ムから得られることによつて可能である。
このことは適合性データ処理を可能とするため
には動き検出システムを使用することが要求され
る。
Ｂ 異なつた色差（Ｕ、Ｖ）成分 もしコード化されたＵ、Ｖ情報が３本のライン
に対して実質的に異なるならば、アナログ設計の
場合と同じく、Ｕ、Ｖ貢献度の打消しはできな
い。このことは、信号Ｕ、Ｖ（ユニツト２３，２
４からの）ユニツト３４に入力することによつて
検出できる。３４は、高周波輝度（副搬送波周波
数に近いものを除く）の影響を除くローパスフイ
ルタ（平均値化）より成り、さらに２個のしきい
値に対する残余色差信号の絶対値を評価する比較
器手段より成る。ユニツト３４内の比較器手段は
データセレクタ３２に制御信号C2を与える。こ
の制御信号C2は、第１の低いしきい値を超える
残余色差信号Ｕ，Ｖに対して、データセレクタ３
２を×1/2モードに切替えて、通常の利得の1/2で
Yhの再構成を行う。同様に制御信号は、第２の
しきい値を超える残余色差信号Ｕ，Ｖに対して、
データセレクタ３２をXOモードに切替えて、Yh
を完全に抑圧する。このことは、くしフイルタの
故障が検出された時のアナログ設計でのノツチあ
るいはローパスフイルタの導入に対応している。
動き検出 前述したようにくしフイルタの特性は後の動き
検出の適合性処理でその特性をいかす。しかし
PALの場合には、くしフイルタでのＹ信号から
の動き検出は、ある場合には困難となる。なぜな
らば２フイールド毎に位相を反転させる偽似信号
成分が対角状周波数を含む静止画像に動きがある
と指示しがちであるからである。
後の動き検出（４フイールドのフレームメモリ
を与える上述の装置において）のために、Y1出
力信号を用いる。PALモードでは、データをメ
モリから読みだしながら４個のフイールドすべて
のY1、ＵおよびＶデータを解析することによつ
て動き検出を行つている。２個のフイールドの
Y1値を比較して（両フイールドを解析して）、信
号の広域部分は、２個のラインからの値（Ｕ＋
Ｖ）あるいは（Ｕ−Ｖ）値と比較することによつ
て解析する。この値は静止画像の大概の場合静的
として示され、＋／−の決定は当刻ラインのPAL
スイツチの状態による。
色差くしフイルタ くしフイルタは、当初、４個の連続するフイー
ルドのラインにアクセスするライン内挿システム
を導入する必要のある装置に適用されるものであ
るが、色差内挿システムを改良して垂直輝度周波
数のクロスカラーのない色差信号を与えることが
より直接的である（色差くしフイルタ）。
第２図は４個の入力ライン上のＵおよびＶ信号
に適用され、位置Ｘでの出力ラインを統合する内
挿アパチヤーを示す。関数の対象性の故に、なん
ら他のものを加えることなくこの関数によつてＵ
およびＶのNTSCくしフイルタの使用ができるこ
とがわかる。
しかし、ライン間のさらに複雑なＵおよびＶの
軸回転（第４図の４ラインPAL軸シーケンス図
参照）によつて、PAL入力の場合はさらに処理
を必要とする。
このシーケンスの結果、高域輝度垂直周波数に
よつてつくられるＵおよびＶチヤネルの信号は、
４個の異なつたPALラインの位相特性を併なつ
てつくられる。たとえば、Ａタイプのラインでチ
ヤネルにつくられる信号はＣタイプのラインで同
一チヤネルにつくられる信号と逆相である。
チヤネルに、導入される正味の信号は、逆相の
ＡラインとＣラインおよび逆相のＢラインとＤラ
インに割り当てられた内挿係数の差に依存してい
ることがわかる。さらに、Ｕチヤネルに導入され
るクロストークの各位相に対して、Ｖチヤネルに
導入されてくる同一位相の前後のラインがある
（Ａ，Ｂ，ＣおよびＤのシーケンスが継続するも
のとして）ことがわかる。従つて、第２図の関数
の係数から容易に得られるアパチヤー関数であつ
て、他のチヤネルの４本のラインに適用するとク
ロスカラーを打消し、ＵからＶへおよびＶからＵ
へのクロストークを導入する関数があることがわ
かる。
第２図に示すライン係数に適したクロストーク
アパチヤー関数および４ラインPALシーケンス
が第３図に示されている。係数の平均値は零であ
るので、ＵおよびＶチヤネル間の全DCクロスト
ークはなく、ＹからＵへおよびＹからＵへのクロ
ストーク（クロスカラー）の打消しは逆相のライ
ン対に割合てられた係数の差によつて行なわれ
る。
ＵおよびＶデータは同一処理チヤネル時分割マ
ルチプレクスによつて内在されるので、Ｕおよび
Ｖチヤネル間のクロストークは容易に導入され
る。Y1サンプルとこれに対応するくしフイルタ
で濾波された広域Ｙサンプルとの間に差があると
きにのみクロストークが導入される。二組のサン
プルが同一かあるいは殆んど同一である場合に
は、アパチヤーに同類でない色差情報が存在する
ためにくしフイルタ故障検出器３４がデータセレ
クタ３２によつてYhをカツトオフさせているか、
あるいは、入力信号に事実上Yhが存在しない場
合である。前者の場合ＵからＶあるいはＶからＵ
へのクロストークは望ましくなく、後者の場合は
いずれも不要である。
別のPAL輝度くしフイルタモード 一定の色差情報を排除するのに３本のラインの
うち２本のラインのみを用いてYuおよびYvの処
理をもできる。この方法はPAL入力に対する別
なモードであつて、コード化信号の２ライン等価
構成に対応する。ある種の対角状周波数が打消さ
れ、かつ、３ラインの場合にはない他の歪みがあ
るので輝度特性が甚しく劣化するが、このモード
は入力信号の差働位相歪みによつて発生する一定
色差の不完全な打消しに対してもとのシステムを
処理する時に好ましい。
YuおよびYvは以下のようになる。
Yu＝（U-1−U1）／２、 Yv＝（V-1−V1）／２ これは真中のラインの貢献度U0、V0をデイス
エーブルとして、U-1およびV-1の貢献度の符号
を反転することによつて簡単に行える。しかし、
真中のラインのＵおよびＶ軸成分の位相が対応す
る外側ラインの位相と同じでないので、Ｕおよび
Ｖのデジタル基準サイン波発生器の位相を90度進
めて、かつ、これらに供給されるPALスイツチ
信号の符号を反転する必要がある。
このモードでの処理は、高域輝度が外側の２本
のラインの平均値から得られるコード化信号での
くしフイルタと等価なものである。明らかなよう
に、この処理は高周波垂直周波数（ライン間で同
じである）を与えられた時はもとの周波数からの
変位はないが、高周波垂直周波数が変位すると、
打消しが増加してライン毎に九十度で零が存在
し、さらに変位すると、輝度高域成分が反転して
再出現することとなる。垂直性に対する振幅対角
度の関数はコサイン関数であるので、等価な“コ
ード化”設計は時には“２ラインコサインくしフ
イルタ”と呼ばれている。
このモードを使用する時、くしフイルタの故障
にもとづく適合性関数を展開してライン毎に90度
の零を超える非垂直高周波輝度周波数の発生を検
出して、反転した輝度を抑圧することが望まし
い。
このことはPALからNTSCへの変換において
行うことが特に好ましい。なぜならば、ライン毎
に180°の零が発生する最大のものはライン位相関
係に対してNTSC副搬送波に正確に対応し、この
ような輝度成分は有益な情報を含んでいなくとも
反転によつてNTSC方式の信号に対してクロスカ
ラーの影響がかなりある。
この要求を考慮した故障検出システムを展開す
るために、デシタルローパスフイルタ３４への入
力は前以つて処理される。この処理は、現在の処
理とあいまつて３ラインアパチヤーの輝度信号位
相の相関を評価できるとともに、データセレクタ
３２に要求される制御信号をつくつて前述したよ
うに種々な減衰レベル間の滑めらかな遷移を行
う。
もとの動作モードでの“くしフイルタの故障”
適合性ロジツクは、数ラインの対応点でのユニツ
ト３４の出力を考慮して同一でない色差周波数と
副搬送波色周波数に近い高周波輝度周波数との差
をとりだすことによつて改善されている。これは
単一ビツト１ライン遅延線をさらに２個加えるこ
とによつて行つている。
【図面の簡単な説明】
第１図はデコーダ回路の概略図、第２図は色差
アパチヤー関数を示す図、第３図は色差クロスト
ーク係数を説明する図、そして第４図はPAL色
差信号の４ラインシーケンス図である。 １……ローパスフイルタ、２……遅延線、３…
…ADコンバータ、４……アナログ遅延トリマ、
５……差働増幅器、６……発振器、７，８……同
期復調器、９，１０…ローパスフイルタ、１１，
１２……ADコンバータ、１３……増幅器、１
４，１５，１６，１７，１８……遅延線、２３，
２４……加算ユニツト、２０……位相比較器、２
５，２６，２８，３５……乗算器、２７……加算
ユニツト、３２……データセレクタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ヴイデオカラー入力信号Icvの低域輝度成分
    である第１のアナログ信号Ｙ１を得る第１手段
    と、 ヴイデオカラー入力信号Icvの高域輝度成分と
    色差成分である第２のアナログ信号Yhcを得る第
    ２手段と、 第２のアナログ信号Yhcを同期復調してＢ−Ｙ
    色差成分信号U1とＲ−Ｙ色差成分信号V1（ここで
    ＢおよびＲはRGB信号の通常の呼称である）と
    を得る第３手段と、 第１のアナログ信号Ｙ１をデジタル化してこれ
    と等価なデジタル信号Yd１を得る第１のアナロ
    グデジタルコンバータ（ADC）と、（Ｂ−Ｙ）お
    よび（Ｒ−Ｙ）色差成分信号U1およびV1をデジ
    タル化する第２のアナログデジタルコンバータ
    （ADC）と、 第１のデジタル信号Yd１の１ライン遅延を行
    う第１のデジタル遅延手段と、 色差成分信号U1およびV1の１ライン遅延を行
    つて１ライン遅延した色差成分信号U0およびV0
    を得る第２のデジタル遅延手段と、 色差成分信号U0およびV0の１ライン遅延を行
    つてさらに１ライン遅延した色差成分信号U-1お
    よびV-1を得る第３のデジタル遅延手段と、 一定の色情報を排除するとともに、各色差成分
    信号U1，U0およびU-1の少なくとも２個の関数
    として高域輝度信号Yuを与える加算手段と、 一定の色情報を排除するとともに、各色差成分
    信号V1，V0およびV-1の少なくとも２個の関数
    として高域輝度信号Yvを与える加算手段と、 符号化された（Ｂ−Ｙ）副搬送波基準位相信号
    のサイン波と符号化された（Ｒ−Ｙ）副搬送波基
    準位相信号のコサイン波とを各々あらわすデジタ
    ルのサイン波およびコサイン波基準信号Urefお
    よびVrefを発生する手段と、 信号Yu，Yvと各々のサイン波およびコサイン
    波基準信号Uref，Vrefとの積を得るデジタル手
    段と、 これらの積を加算してデジタル高域輝度成分信
    号Yhを得る手段と、そして デジタル信号Yd１とデジタル信号Yhとを加算
    してデジタル広域輝度出力信号Ydを得る手段と
    より成る、デジタルくしフイルタを用いたヴイデ
    オカラーデコーダ。 ２ 前記デジタル高域輝度信号Yu，Yvは、遅延
    していない色差成分U1，V1、１ライン遅延した
    色差成分U0，V0および２ライン遅延した色差成
    分U-1，V-1によつてあらわされる３本のヴイデ
    オラインの各色差成分信号の関数から得られ、こ
    の関数は遅延していない色差成分信号U1，V1と
    ２ライン遅延した色差成分信号U-1，V-1との和
    の半分を１ライン遅延した色差成分信号U0，V0
    から引いたものである特許請求の範囲第１項記載
    のヴイデオカラーデコーダ。 ３ NTSCおよびPALヴイデオ信号システムか
    ら選択された入力信号を受け、前記第１および第
    ２アナログ信号Ｙ１およびYhcを得る第１および
    第２手段は、NTSCおよびPALモード動作する
    ために切替え可能となつている特許請求の範囲第
    １項あるいは第２項記載のヴイデオカラーデコー
    ダ。 ４ 前記第３手段に対して自動利得制御（AGC）
    ループを有し、デジタル化された高域輝度成分信
    号Yhを（AGCループ利得の逆をあらわす信号を
    受信して）スケーリングを行う信号スケール手段
    を有する特許請求の範囲第１項から第３項のいず
    れかに記載のヴイデオカラーデコーダ。 ５ 高域輝度信号Yhの残余色成分を検出して２
    個のしきい値と比較し、データセレクタを制御す
    る制御信号を発生する手段を有し、前記データセ
    レクタは高域輝度信号Yhに対して３個のモード
    のあるモードで動作し、第１のモードではこの輝
    度信号をそのまま通過させ、第２のモードでは振
    幅を半分にし、第３のモードでは輝度信号を阻止
    し、また第１のモードでは前記残余成分が第１の
    しきい値以下に対応し、第２のモードは２個のし
    きい値間に対応し、そして第３のモードは第２の
    しきい値以上に対応している特許請求の範囲第１
    項から第４項のいずれかに記載のヴイデオカラー
    デコーダ。 ６ 前記デジタル高域輝度信号Yu，Yvは、遅延
    していない色差成分U1，V1と２ライン遅延した
    色差成分U-1，V-1とであらわされる２本のヴイ
    デオラインの色差成分の関数から得られ、この関
    数は２ライン遅延した色差成分U-1，V-1と遅延
    していない色差成分信号U1，V1との差の半分で
    ある特許請求の範囲第１項記載のヴイデオカラー
    デコーダ。 ７ (a) ヴイデオカラー入力信号Icvを第１のア
    ナログフイルタ手段を通すことによつて、ヴイ
    デオカラー入力信号Icvの低域輝度成分をあら
    わす第１のアナログ信号Ｙ１を得、 (b) 遅延してきた入力信号Icvから第１のアナロ
    グ信号Ｙ１を引く第２手段にカラー入力信号
    Icvを通すことによつて、ヴイデオカラー入力
    信号Icvの高域輝度成分と色成分とをあらわす
    第２のアナログ信号Yhcを得、 (c) 第２のアナログ信号Yhcを同期復調して、Ｂ
    −Ｙ色差成分信号U1とＲ−Ｙ色差成分信号V1
    とを与え、（ここでＢおよびＲはRGB信号の通
    常の呼称である）、 (d) 第１のアナログデジタルコンバータ（ADC）
    手段を用い、第１のアナログ信号Ｙ１をデジタ
    ル化してこれに等価なデジタル信号Yd１をつ
    くり、 (e) 第２のアナログデジタルコンバータ（ADC）
    手段を用い、Ｂ−ＹおよびＲ−Ｙ色差成分信号
    U1，V1をデジタル化し、 (f) 第１のデジタル遅延手段を用い、第１のアナ
    ログ信号Ｙ１に１ライン遅延を与え、 (g) 第２のデジタル遅延手段を用い、色差成分信
    号U1，V1に１ライン遅延を与えて色差成分信
    号U0，V0を得、 (h) 第３のデジタル遅延手段を用い、色差成分信
    号U0，V0にさらに１ライン遅延を与えて色差
    成分信号U-1，V-1を得、 (i) 加算手段を用いて一定の色情報を排除すると
    ともに、各色差成分信号U1，U0およびU-1の
    少なくとも２個の関数として高域輝度信号Yu
    を与え、 (j) 加算手段を用いて一定の色情報を排除すると
    ともに、各色差成分信号V1，V0およびV-1の
    少なくとも２個の関数として高域輝度信号Yv
    を与え、 (k) 符号化されたＢ−Ｙ副搬送波基準位相信号の
    サイン波と符号化されたＲ−Ｙ副搬送波基準位
    相信号のコサイン波とを各々あらわすデジタル
    のサイン波およびコサイン波基準信号Urefお
    よびVrefを発生し、 (l) 信号Yu，Yvと各々のサイン波およびコサイ
    ン波基準信号Uref，Vrefとの積を得、 (m) これらの積をデジタル的に加算してデジタ
    ル高域輝度成分信号Yhを得、そして (n) デジタル信号Yd１とデジタル信号Yhとを加
    算してデジタル高域輝度出力信号Ydを得るス
    テツプより成る、デジタル広域輝度信号を与え
    るヴイデオカラー信号のデコード方法。 ８ ステツプ(i)および(j)において、前記デジタル
    高域輝度信号Yu，Yvは、遅延していない色差成
    分U1，V1、１ライン遅延した色差成分U0，V0お
    よび２ライン遅延した色差成分U-1，V-1によつ
    てあらわされる３本のヴイデラインの各色差成分
    信号の関数から得られ、この関数は遅延していな
    い色差成分信号U1，V1と２ライン遅延した色差
    成分信号U-1，V-1との和の半分を１ライン遅延
    した色差成分信号U0，V0から引いたものである
    特許請求の範囲第７項記載のデコード方法。 ９ ステツプ(i)および(j)において、前記デジタル
    高域輝度信号Yu，Yvは、遅延していない色差成
    分U1，V1と２ライン遅延した色差成分U-1，V-1
    とであらわされる２本のヴイデオラインの色差成
    分信号の関数から得られ、この関数は２ライン遅
    延した色差成分信号U-1，V-1と遅延していない
    色差成分信号U1，V1との差の半分である特許請
    求の範囲第７項記載のデコード方法。
JP62088597A 1986-04-11 1987-04-10 デジタルくしフイルタを用いたヴイデオカラ−デコ−ダおよびデコ−ド方法 Granted JPS631187A (ja)

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