JPH03836B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は合成映像信号からクロミナンス成分
とルミナンス成分を分離する回路に関し、特に１
フイールドの遅延を利用し、運動誘起物を補償す
る回路を備えた櫛型濾波器に関する。

〔発明の背景〕

櫛型濾波器を用いてルミナンス成分とクロミナ
ンス成分を分離することは映像処理の分野ではよ
く知られているが、その価格のためその使用が比
較的簡単なインターライン櫛型濾波器に限られて
いた。このインターライン櫛型濾波器の説明は例
えば1980年３月発行のアールシーエー・レビユ
（RCA Review）第41巻第１号第３〜28頁掲載の
プリチヤード（D.H.Pritchard）の論文「カラー
テレビ受像機の画像増強用CCD櫛型濾波器」に
見ることができる。

インターライン櫛型濾波器はクロミナンス成分
とルミナンス成分を効率よく分離するが、いくつ
かの無用の効果を生ずることがある。この効果に
は対角線解像度の損失、垂直解像度の低下、垂直
遷移による「ハンギングドツト」の生成等があ
る。

完全な映像フレーム期間により分離された各信
号に作用するインターフレーム櫛型濾波器は上記
の無用効果を全く生じずにクロミナンス成分とル
ミナンス成分を分離するが、動く被写体の縁の周
りに極めて目障りな現象を発生することがある。
この欠点を排除するため適応櫛型濾波器の使用が
提案されている。この適応濾波器の１つがライン
櫛型濾波器とフレーム櫛型濾波器を組合せたもの
で、この構成では分離されたルミナンスおよびク
ロミナンス成分が画像運動中はライン櫛型濾波器
から、運動のないときはフレーム櫛型濾波器から
得られる。適応方式は一般に改善された信号を生
成するが、比較的高価であり、その割には性能的
になお我慢せねばならない点がある。

この発明は一般にインターライン櫛型濾波器ま
たは適応インターフレーム櫛型濾波器より優れ、
インターフレーム櫛型濾波器より必要なハードウ
エアが著しく少い櫛型濾波器方式を含むものであ
る。

〔発明の概要〕

この発明はインターフイールド櫛型濾波器とイ
ンターライン櫛型濾波器を用いて合成映像信号か
らルミナンス信号を分離する装置から成り、例え
ば線262本だけ離れた同相合成信号を互いに差引
くことによりルミナンス運動補償信号が取出さ
れ、この信号を櫛型濾波されたルミナンス信号と
組合せることにより顕著な運動による効果がな
く、ハンギングドツトも最低限に抑えられたルミ
ナンス信号が生成される。

〔詳細な説明〕

第１Ａ図において、この図の中央部は飛越しラ
スタ走査画像の走査線を示し、水平の実線が奇数
フイールドの走査線、その間の破線が偶数フイー
ルドの走査線である。図の左端には連続３フイー
ルドの走査線を表わす３列の数字がある。この線
番号に付された（±）の符号は各線に関連するク
ロミナンス信号の相対位相を示す。映像方式の分
野では周知のように通常のNTSC信号の１フイー
ルドは262.5本の線から成り、各第２フイールド
は線1/2本（後半）で始まり、それらの間に挾ま
るフイールドは線1/2本（前半）で終る。１フイ
ールドプラスマイナス1/2線周期だけ遅れた信号
は垂直方向に一致するサンプルに相当し、隣接す
る挿間線上にある。MTSC方式では、線262本分
離れた信号サンプルが同相クロミナンス副搬送波
関係を持ち、線263本分離れた信号サンプルは180
度離相したクロミナンス副搬送波関係を持つ。

図の右には画像幅すなわち表示画像の水平カラ
ーエツジに跨る垂直遷移を示すクロミナンス振幅
変化を表わす波形が示されている。この遷移は通
常のラスタ走査型ビデオカメラの有効サンプリン
グ速度（垂直方向）によつて生ずる最も速いクロ
ミナンス信号変化を表わす。

縦の線ａに沿う曲つた矢印は加算的に組合され
てライン櫛型濾波ルミナンス信号を生ずる信号の
水平線を示す。線ａの左側の曲つた矢印は組合さ
れる奇数フイールドの各線を示し、列ａの右側の
曲つた矢印は偶数フイールドの組合される各線を
示す。例えば、奇数フイールドで線１が線２に加
えられて表示される線２に対応するルミナンス信
号を生成し、線２が線３に加えられて表示される
線３に対応するルミナンス信号を生成する等であ
る。

垂直クロミナンス遷移中にクロミナンス信号は
ライン櫛型濾波ルミナンス信号から完全に消去さ
れず、そこに残留するクロミナンス信号は水平端
縁に沿つて「ハンギングドツト」として知られる
現象を生ずる。第１Ａ図から線２６４と２６５を
平均するとその結果はＹ＋△Ｃ／２となる。但し
Ｙはルミナンス信号、△Ｃはこの２つの線の間の
クロミナンス信号の変化である。項△Ｃ／２は無
用の残留クロミナンス信号である。同様に線２と
３を加えてその和を２で割ると得られる信号はＹ
＋△Ｃで、ここで項△Ｃは無用の残留クロミナン
ス信号である。この残留クロミナンス値は垂直破
線ｂに沿う水平の矢印で図示され、その矢の長さ
が櫛型濾波された信号の各線に関連する残留クロ
ミナンス信号の相対振幅を示す。右側の矢印はク
ロミナンス遷移と同じ相対極性を持つ残留クロミ
ナンス信号を示し、左側の矢印は反対極性のもの
を示す。

縦の破線b′は点ｂからクロミナンス副搬送波の
半サイクルに対応する距離にある点を通る。点
b′のクロミナンス信号は点ｂのクロミナンス信号
と180゜離相している。このため垂直線b′に沿う
（同様のクロミナンス遷移に対する）櫛型濾波ル
ミナンス信号中の残留クロミナンス信号の極性が
破線ｂに沿うそれの逆になる。この残留クロミナ
ンス信号がルミナンス信号に対して直線的に加減
算されるため、色画像の水平端縁に沿つて残留ク
ロミナンス信号がルミナンス信号の振幅をクロミ
ナンス信号の半サイクルごとに交互に白レベルと
黒レベルに向つて引張ることになる。２本の線の
間に生ずる色の遷移について、ライン櫛型濾波ル
ミナンス信号の３本の線に残留クロミナンス信号
が見出されることが判る。

次に櫛型濾波器系における隣接飛越線を示す以
外第１Ａ図と同様の第１Ｂ図を考える。縦の破線
Ｃの左側の曲つた矢印はフイールド櫛型濾波ルミ
ナンス信号の第１フイールド中に組合される信号
の線を示し、破線Ｃの右側の曲つた矢印は櫛型濾
波信号の次のフイールドに用いられる水平線を示
す。ルミナンス櫛型濾波サンプルは連続する２つ
のフイールドからのサンプルの平均値である。

このサンプルは空間的に線1/2本分離れている。
すなわちライン櫛型濾波器で組合されるサンプル
が離される垂直距離の1/2だけ離されている。固
有の帯域幅制限のためクロミナンス変化の振幅は
必ず１フイールドにおける各線間のクロミナンス
遷移の振幅より小さい。このため櫛型濾波された
ルミナンス信号を汚染する残留クロミナンス信号
の最大振幅がインターフイールド櫛型濾波信号に
ついて同じクロミナンス遷移に対するインターラ
イン櫛型濾波信号より小さくなる。

縦の線ｄ，d′に沿う矢印は図の右側に示したク
ロミナンス信号に対するフイールド櫛型濾波ルミ
ナンス信号中の残留クロミナンス信号を表わす。
この残留クロミナンス信号の発生が２本の線に制
限され、その最大振幅がライン櫛型濾波信号で示
される最大振幅の1/2である。その上この残留ク
ロミナンス信号の極性は隣の線のもと反対であ
る。この３つの性質のためにフイールド櫛型濾波
ルミナンス信号の「ハンギングドツト」の可視度
の劇的な低下が起る。ある線上のある極性の残留
クロミナンス信号が画像の輝度を上げ、隣の線上
の反対極性の残留クロミナンス信号がその画像の
輝度を下げ、この２つの点の間隔が極めて小さい
ためその画像領域の輝度が目によつて積分されて
ハンギングドツトの見分けが付かなくなる。

フイールド櫛型濾波ルミナンス信号にはライン
櫛型濾波器の場合のような固有の垂直細部欠損が
ある。すなわち、どの櫛型濾波線についてもルミ
ナンス信号が例えば２本の線に亘る平均ルミナン
ス信号である。従つてフイールド１の線２からフ
イールド２の線２６５までにルミナンス信号Ｙが
△Ｙだけ変ると、フイールド櫛型濾波ルミナンス
信号の有効変化は△Ｙ／２である。櫛型濾波信号
を回復するには、値△Ｙ／２を加え戻して真のル
ミナンス遷移を作る必要がある。

第１Ｂ図の左側を見て櫛型濾波ルミナンス信号
が線２と２６５を加えることにより取出され、こ
れらの線で垂直方向にルミナンス遷移が起つたと
仮定すると、線２６５と５２７の間で同じ遷移が
起ることが判る。線２６５，５２７のクロミナン
ス信号は同相であるから、一方から他方を差引く
とルミナンス遷移に相当する信号が発生する。こ
の信号を２分すると櫛型濾波ルミナンス信号を作
るため加え戻す所要の垂直細部信号が得られる。
しかし、櫛型濾波信号を生成するため線２，２６
５，５２７に同時に動作する装置は２つの蓄積フ
イールドを要することに注意すべきである。

この発明の原理によれば、蓄積フイールドは１
つしか必要ない。これは櫛型濾波器で利用される
線に隣接する最も近い同相の線を組合せることに
よつて達せられる。線２と２６５を平均して櫛型
濾波クロミナンス信号を生成する場合、異る信号
を生ずるための適当な同相線は線２６５と３であ
る。ルミナンス遷移が数本の線に跨つて一般に単
調であるときは、この差信号は正確で、一般にこ
のようになる。またフイールド間で画像の運動が
あるときは、この運動の情報がその差信号に含ま
れることに注意すべきである。この運動の情報を
櫛型濾波ルミナンス信号に加えるとフイールド櫛
型濾波画像に生ずる現象が補正される。

差信号がルミナンスの垂直および運動細部情報
だけでなくクロミナンスの垂直および運動細部情
報を含むことは映像信号の櫛型濾波器の当業者の
理解するところであるから、その差信号を櫛型濾
波ルミナンス信号に加える前に低域濾波してその
クロミナンス成分をなくすることが望ましく思わ
れる。実際には、ある妥協をする必要がある。差
信号からクロミナンス成分を除去すると、「ハン
ギングドツト」は見え難くなるが、水平に速く移
動する被写体の端縁が見分け難くなる。従つて、
ハンギングドツトと水平運動細部のは何れをとる
かの選択を要することがある。再び第１Ｂ図を見
ると、縦の線ｅに沿う矢印は広帯域の差信号を加
えられた櫛型濾波ルミナンス信号中の残留クロミ
ナンス信号を表わす。この残留クロミナンス信号
は「ハンギングドツト」を生ずる傾向を持つが、
インターライン櫛型濾波信号に対しては極めて目
立ち難い。この残留クロミナンス信号は鋭いクロ
ミナンス遷移に対して良くないだけで、数本の線
に跨る遷移の場合は一般に改善される。

第２図は上述のフイールド櫛型濾波を行つて合
成映像信号から運動補正されたルミナンス信号を
分離する回路のブロツク図である。この回路は処
理する信号によりデジタルまたはアナログの装置
を用いればよい。

第２図におて、入力端子１０に印加されたベー
スバンド合成映像信号は２６２Ｈ遅延素子２０、
信号加算器４０および信号減算器５０の各入力端
子に導かれる。遅延素子２０は印加された信号を
水平偏向周期Ｈの262倍だけ遅らせ、この遅延信
号はさらに遅延素子３０に印加されて1Hだけ遅
延される。素子２０からの遅延信号はまた信号減
算器５０，６０の各入力端子に印加され、素子３
０からの遅延信号は信号加算器４０と信号減算器
６０の各入力に印加される。最後に加算器４０か
らの信号和と減算器５０からの信号差が信号加算
器７０の両入力に印加される。この加算器７０の
出力８０は櫛型濾波され、運動補正されたルミナ
ンス信号である。

第ｎ番号の水平線からの信号が遅延素子３０の
出力にあるとすると、その素子３０の入力の信号
は第ｎ＋１番目の線に対応する。線ｎと線ｎ＋１
は続き番の線で、そのクロミナンス成分は180゜離
相している。減算器６０で線ｎ＋１から線ｎを引
くと印加された映像信号のルミナンス成分が消去
されて２倍振幅のクロミナンス信号を生ずるが、
この信号はその後のクロミナンス処理のため次に
２分される。

遅延素子２０の出力信号が線ｎ＋１であれば、
その入力は線ｎ＋263である。この線ｎ＋263が加
算器４０で遅延素子３０からの線ｎと加算され
る。ｎが奇数であればｎ＋263は偶数であること
に注意すると、NTSC信号では奇数番の各線がす
べて同相の色副搬送波を持ち、隅数番の各線が逆
相の色副搬送波を持つが、線ｎとｎ＋263は263H
すなわち１フイールド期間プラスＨ／２だけ離れ
ているため、加算器でこの奇数番目と偶数番目の
線を加算するとクロミナンス成分が消去されてル
ミナンス信号が分離生成される。このルミナンス
信号はクロミナンス遷移における残留クロミナン
ス信号を含み、垂直ルミナンス細部情報の一部を
欠き、フイールド間運動による異常効果を含んで
いる。

遅延素子２０からの線ｎ＋１と線ｎ＋263は減
算器５０に印加されるが、これらの線は両方共奇
数か両方共偶数のため、クロミナンス信号が同相
である。この２つの線は１フイールド期間マイナ
スＨ／２期間だけ離れている。線ｎ＋263から線
ｎ＋１が減算されて垂直細部および運動の情報を
含む差信号が生成され、これが加算器７０の一方
の入力に印加されて加算器４０から分離されたル
ミナンス信号と組合され、これに垂直細部および
運動の情報を再挿入する。

ルミナンス信号について言えば、第２図の回路
で行われる演算は次式で表わすことができる。

Ｙ＝S_o+263＋S_o（S_o+263−S_o+1） (1) ここでＹは出力端子８０に生ずる信号、S_oは線ｎ
からの信号で、ｎは整数である。

前述のように、差信号をルミナンス信号に再挿
入する前に低域濾波するのがよいことがある。こ
れを素子５０，７０間に仮想結合された素子１０
０で示す。この素子１００を回路に入れると、素
子４０，７０間に遅延素子を挿入して素子１００
の固有信号遅延を補償する必要があることもあ
る。

便宜上図示のインターラインクロミナンス櫛型
濾波器は1H遅延素子３０を用いているが、仮想
線で示したように減算器１１０を含むものもあ
る。この場合は1Hだけ遅れた信号が遅延素子２
０から取出されて減算器１１０で端子１０に印加
された信号から差引かれる。この変形クロミナン
ス櫛型濾波器を用いると、差信号も櫛型濾波され
たクロミナンス信号もすべて線ｎ＋263からの寄
与を受ける。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図はそれぞれライン櫛型
濾波器およびフイールド櫛型濾波器に関係する特
定の水平線を示す再生画像の略示図、第２図はこ
の発明を実施したインターフイールドルミナンス
櫛型濾波器のブロツク図である。 ２０，３０，４０……第１の手段、５０……第
２の手段、７０……第３の手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ クロミナンス信号とルミナンス信号の両成分
   を含む合成映像信号からルミナンス信号を分離す
   る装置であつて、 上記合成映像信号を遅延させ、上記合成映像信
   号と実質的に１フイールド期間だけ遅延された合
   成映像信号とを組合せて櫛型濾波されたルミナン
   ス信号を生成する第１の手段と、 上記合成映像信号と上記実質的１フイールド期
   間より１水平線期間だけ短い期間遅延された合成
   映像信号とを減算的に組合せて差信号を生成する
   第２の手段と、 上記差信号と上記櫛型濾波されたルミナンス信
   号とを加算的に組合せてその出力に上記分離され
   たルミナンス信号を生成する第３の手段とを含む
   装置。