JPH074027B2 - 巡回型フイルタ装置 - Google Patents

巡回型フイルタ装置

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JPH074027B2
JPH074027B2 JP61228551A JP22855186A JPH074027B2 JP H074027 B2 JPH074027 B2 JP H074027B2 JP 61228551 A JP61228551 A JP 61228551A JP 22855186 A JP22855186 A JP 22855186A JP H074027 B2 JPH074027 B2 JP H074027B2
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  • Processing Of Color Television Signals (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビデオ信号の信号対雑音比を高める巡回型フ
ィルタ装置に関する。
発明の背景 ビデオ信号の信号対雑音比が巡回型濾波処理により高め
られることは、ビデオ信号処理の技術分野において周知
である。巡回型濾波処理は、現ビデオ信号の一部と、前
フレームもしくは前フィールドのビデオ信号からの補助
的な一部とを一つにまとめる処理方法である。典型的な
巡回型フィルタは、ビデオ信号をほぼ1フィールド/フ
レーム遅延させるメモリ要素、減算器、スケーラーおよ
び加算器を含んでいる。現ビデオ信号およびメモリ要素
からの遅延ビデオ信号は、減算器の各入力ポートに供給
される。減算器から出力される差は、その差を、係数、
すなわち、背景間の内容に依存する値で重み付けするス
ケーラーに結合される。
重み付けされた差およびメモリ要素からの遅延ビデオ信
号は加算器で合成され、メモリ要素の入力ポートに供給
される、雑音の低減されたビデオ信号を発生する。
巡回型濾波処理は、成分ビデオ信号もしくは複合ビデオ
信号に関して行なわれる。この処理が、公知の巡回型フ
ィルタを使って、成分ビデオ信号、すなわち、ルミナン
ス信号およびクロミナンス信号について別々に行なわれ
ると、複合ビデオ信号について行なわれる場合に比べて
相当多くのメモリ回路が必要になる。一方、この処理
が、複合ビデオ信号について行なわれると、現複合信号
もしくは遅延複合信号のいずれか一方のクロミナンス信
号の位相を、現信号もしくは遅延信号が合成される前
に、反転させなければならない。この後者のモードの場
合、複合信号の差を重み付けするために単一のスケーリ
ング回路が使われ、その結果、複合信号のルミナンス成
分およびクロミナンス成分について同じ結合が得られ
る。
米国特許第4,240,106号明細書中においてミカエル(Mic
hael)氏外は、雑音に対する視聴者の感受性は、ビデオ
信号周波数スペクトルの異なる帯域における雑音につい
て異なるから、別々の重み係数でルミナンス成分および
クロミナンス成分を巡回的に処理することが有利である
と認識していた。
本発明は、複合ビデオ信号のルミナンス成分およびクロ
ミナンス成分を別々に処理するが、複合ビデオ信号を巡
回的に濾波処理するのに必要なメモリ要素ほどメモリ要
素を必要としない巡回型フィルタ装置を提供するもので
ある。
発明の概要 本発明は、ビデオ信号を供給する入力端子および前記入
力端子に結合され、複数の出力端子のそれぞれに出力を
発生する第1の信号分離器を含んでいる。前記第1の信
号分離器の出力端子にそれぞれ結合される第1の各入力
端子および第2の各入力端子を有する複数のスケーリン
グ/合成回路も含んでいる。合計回路が前記スケーリン
グ/合成回路の出力に結合され、合成されたビデオ信号
が発生される。遅延手段が前記合計回路に結合され、合
成された信号を、少なくとも、ほぼ1フィールド期間遅
延させる。第2の信号分離器は、前記遅延要素の出力に
結合される入力を有し、前記スケーリング/合成回路の
第2の入力端子にそれぞれ結合される第1および第2の
出力端子を有する。
実施例 各図において、同一の番号が付されている要素は、同一
もしくは機能的に同様な回路に相当する。本発明は、回
路要素を適当に選択することにより、アナログ信号もし
くはアナログ信号をディジタル形式で表わしたもののい
ずれにも適用できる。従って、本発明は、一般的な機能
的回路要素を使って説明をする。
第1図において、雑音低域/信号対雑音を高めるため
に、処理される複合ビデオ信号は端子10に供給される。
複合ビデオ信号は、クロミナンス成分信号Cおよびルミ
ナンス成分信号Yを発生するクロミナンス/ルミナンス
分離器(Y/C分離器)12に結合される。クロミナンス成
分信号およびルミナンス成分信号は、スケーリング/合
成回路13および19にそれぞれ結合される。クロミナンス
/ルミナンス分離器32からの遅延クロミナンス成分信号
および遅延ルミナンス成分信号は、スケーリング/合成
回路13および19の第2の入力結線にそれぞれ結合され
る。スケーリング/合成回路13および19は、遅延および
非遅延成分信号を予め定められる割合で効果的に合成
し、雑音の低減された成分信号COUTおよびYOUTを発生
する。雑音の低減された信号は、遅延要素30の入力結線
に供給される、雑音の低減された複合信号を発生する加
算器28に供給される。遅延要素30は、その入力結線に供
給される複合信号を、1フィールド期間もしくは1フィ
ールド期間の整数倍にほぼ等しい期間遅延させる。遅延
要素30からの遅延複合信号は、遅延されたクロミナンス
成分信号およびルミナンス成分信号を発生するクロミナ
ンス/ルミナンス分離器32(Y/C分離器)に結合され
る。
第1図の回路が、フレーム巡回型フィルタとして構成さ
れる場合、遅延要素30により与えられる信号遅延は、加
算器14および減算器20に供給される遅延成分信号および
非遅延成分信号が連続するビデオ・フレームにおける同
じ画素(以下、ピクセルという。)に対応するように設
計される。また、スケーリング回路16および24から減算
器18および加算器26に供給される各遅延成分信号および
スケール化信号は、連続するビデオ・フレームからの同
じピクセルに対応する。両方の条件を満すためには、ク
ロミナンス/ルミナンス分離器32と減算器18および加算
器26との間に補償用遅延要素をそれぞれ挿入する必要が
ある。これらの要件およびこのような時間補償を与える
方法は、信号処理の技術分野の技術者が容易に理解して
いることである。
第1図の回路がフィールド巡回型フィルタとして構成さ
れる場合、遅延要素30は、遅延信号および非遅延信号が
連続するフィールドからのほぼ同じピクセルに対応する
ように設計される。複合信号をフィールド巡回的に濾波
処理する回路の一例は、1985年11月1日に、出願番号第
793,734号として出願された、“複合ビデオ信号の雑音
低減化装置”という名称の米国特許出願中に詳細に開示
されている。
スケーリング合成回路13および19は、巡回アルゴリズム
を実行するように構成されている数多くある回路の中の
一例である。簡単に説明すると、合成回路19は次のよう
に動作する。減算器20において、入ってくるルミナンス
Yから遅延ルミナンスYDが引き算される。このルミナン
スの差は、この差に重み係数KYで重み付けするスケーリ
ング回路24に供給される。次いで、加算器26において、
遅延ルミナンスYDが重み付けされたルミナンスの差に加
えられ、雑音の低減された出力ルミナンスYOが発生され
る。この出力ルミナンスYOは次式で与えられる。
YO=KYY+(1−KY)YD (1) YDの値は、1フレーム期間早く発生した値YOに等しく、
Z変換表記法で表わすことができる。
YD=YOZ−τ=(KYY+(1−KY)YD)Z−τ (2) (1)式において、(2)からのYDで順次置換することにより
(1)式を展開すると YO=KYY+KYY(1−KY)Z−τ +KYY(1−KY2Z−2τ+KYY(1−KY3Z−3τ+…
(3) フレーム間の画像の動きがなければ、(3)式は次式のよ
うになる。
YO=KY(1/(1−(1−KY))=Y (4) 従って、出力ルミナンス信号が入力ルミナンス信号に等
しい。
しかしながら、ルミナンス信号中に生じる雑音成分は、
線形に加算されずに、自乗平均値の平方根の雑音値の平
方に従って加算される。ルミナンス出力に付随する自乗
平均値の平方根の雑音出力NOは、次式の如く係数 だけ低減されることを示す。
スケーリング/合成回路13は、加算器と減算器が入れ代
わっている点を除けば、回路19と同様のものである。こ
の入れ代わりにより、クロミナンス成分の180゜の位相
変化がフレームからフレームで補償される。クロミナン
スの180゜の位相差があると、加算器14は、減算器とし
て働き、減算器は加算器として働く。
一般的に、フレーム間に画像の働きが生じる場合、信号
を巡回させることは望ましくない。従って、動きが生じ
た場合に、重み付け係数を変えるために、動き検出器が
巡回回路中に挿入される。第1図において、減算器20か
らのフレーム間のルミナンスの差信号に応答する単一の
動き検出器22は、クロミナンス・スケーリング回路およ
びルミナンス・スケーリング回路の両方に対して重み付
け係数KCおよびKYをそれぞれ発生する。別の実施例にお
いては、別個の動き検出器‐スケーリング係数発生回路
が、それぞれの信号に対して設けられる。これは破線で
描かれた動き検出器15で示される。動き検出器の例は、
米国特許第4,275,418号明細書中に開示されている。
第2図および第3図は、複合ビデオ信号からルミナンス
成分およびクロミナンス成分を分離する回路を示す。第
2図の回路は、ルミナンス成分が、多くのビデオテープ
レコーダーから再生された複合信号中に生じるように、
標準のルミナンス帯域幅全体を占有しない場合に適して
いる。第3図の回路は、全帯域のルミナンスを発生する
が、全体としてより多くの回路が必要である。
第2図において、複合ビデオ信号は、クロミナンス成分
により通常占有される周波数帯域における信号を減衰さ
せ、クロミナンスの帯域より低い周波数帯域に生じるル
ミナンス信号Yを発生するフィルタ40に供給される。複
合ビデオ信号は、フィルタ40の群遅延を補償する遅延要
素42を介して減算器44の第1の入力にも結合される。濾
波済みのルミナンス信号は、減算器44の第2の出力に結
合され、そこでルミナンス成分が複合ビデオ信号から引
き算され、クロミナンス成分Cが発生される。
第3のクロミナンス/ルミナンス分離器12″は、ライン
くし型フィルタである。第3図において、複合ビデオ信
号は、1水平ラインの遅延要素46の入力、および加算器
48と減算器51の各入力に結合される。遅延要素46からの
遅延複合ビデオ信号は、加算器48および減算器51の各各
の第2の入力端子に結合される。加算器48においては、
同位相の信号成分、すなわちルミナンスは加算され、逆
位相の成分、すなわちクロミナンスは相殺され、ルミナ
ンス信号Yが発生される。減算器51においては、同位相
の信号が相殺され、逆位相の成分が加算され、クロミナ
ンス成分Cが発生される。加算器48および減算器51に供
給される信号もしくは加算器48および減算器51からの信
号のいずれか一方が、Y信号およびC信号を正規化する
ために2分の1にされる。
第4図は、複合ビデオ信号用巡回型フィルタのもう1つ
の実施例を示す。第4図の回路は、スケーリング/合成
回路を除けば、第1図の回路と同様のものである。スケ
ーリング/合成回路13′および19′は、第1図の回路13
および19と同様なアルゴリズムを実行する。第4図にお
いて、クロミナンス/ルミナンス分離器12からのルミナ
ンス信号は、スケーリング回路60に結合され、そこでル
ミナンス用スケーリング係数KYで重み付けされる。クロ
ミナンス/ルミナンス分離器32からの遅延ルミナンス信
号は、スケーリング回路62に供給され、そこで(1−
KY)の係数で重み付けされる。スケーリング回路60から
のスケール化されたルミナンス信号およびスケーリング
回路62からの、遅延され、スケール化されたルミナンス
信号は、加算器58の各入力端子に結合され、この加算器
58からは雑音の低減されたルミナンス信号が発生され
る。加算器58から発生されるルミナンス信号YOは(1)式
と同じである。
YO=KYY+(1−KY)YD (6) クロミナンス用のスケーリング/合成回路13′は、遅延
クロミナンスが負の係数−(1−KC)(ここで、KCはク
ロミナンスの重み付け係数である。)で重み付けされる
点を除けば、ルミナンス用のスケーリング/合成回路1
9′と同様のものである。負の重み付け係数−(1−
KC)は、ここでは、現クロミナンス信号および遅延クロ
ミナンス信号間の逆位相関係を補償するために使われ
る。重み付け係数KY、(1−KY)、KCおよび−(1−
KC)は、定数でもよいし、第1図の実施例の場合のよう
に画像の動き検出器に応答する変数でもよい。
本発明は、例えば、複合ビデオ信号を発生するカラー・
ビデオ・カメラのシステムにおいても実施することがで
きる。この場合、現ルミナンス成分および現クロミナン
ス成分は別個の信号として得られ、クロミナンス/ルミ
ナンス分離器12は必要でない。カメラ処理回路からの別
個のクロミナンス信号およびルミナンス信号は、スケー
リング/合成回路13および19にそれぞれ直接供給され
る。カメラから発生される複合ビデオ信号は加算器28で
形成される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明を具体化する巡回型フィルタのブロッ
ク図である。 第2図および第3図は、第1図の回路におけるY/C分離
器の代りに使われる別のY/C分離器のブロック図であ
る。 第4図は、第1図の巡回型フィルタの別の実施例のブロ
ック図である。 10……ビデオ信号入力端子、12……クロミナンス/ルミ
ナンス分離器(Y/C分離器)、13,19……スケーリング/
合成回路、28……加算器、30……遅延要素、32……クロ
ミナンス/ルミナンス分離器(Y/C分離器)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ビデオ信号の信号対雑音比を高める巡回型
    フィルタ装置であって、 前記ビデオ信号を供給するための入力端子と、前記入力
    端子に結合され、複数の出力端子を有し、前記ビデオ信
    号の周波数スペクトルのほぼ排他的な部分を占有する信
    号を、前記複数の出力端子の各々に発生する第1のフィ
    ルタ手段と、 前記複数の出力端子の各々にそれぞれ結合される第1の
    各入力端子および第2の各入力端子を有し、予め定めら
    れる比率で、前記第1および第2の各入力端子に供給さ
    れる信号を合成する複数のスケーリング/合成回路と、 前記複数のスケーリング/合成回路に結合され、それか
    ら発生される信号を合計し、巡回的に濾波された合成ビ
    デオ信号を発生する合計手段と、 前記合計手段に結合され、前記合成ビデオ信号を、少な
    くとも、ほぼ1フィールド期間遅延させる遅延要素と、 前記遅延要素に結合される入力端子および複数の出力端
    子を有し、該複数の出力端子の各々に、遅延された合成
    ビデオ信号の周波数スペクトルのほぼ排他的な部分を占
    有する信号を発生する第2のフィルタ手段であって、該
    第2のフィルタ手段により発生される信号の各々により
    占有される周波数帯域は前記第1のフィルタ手段により
    発生される各信号の周波数帯域にほぼ対応する、前記第
    2のフィルタ手段と、 前記第2のフィルタ手段の出力端子を、前記複数のスケ
    ーリング/合成手段の第2の各入力端子に結合させる各
    手段とを含み、前記スケーリング/合成回路の各々の第
    1および第2の各入力端子に供給される信号が、ほぼ同
    じ周波数帯域を占有することを特徴とする前記巡回型フ
    ィルタ装置。
JP61228551A 1985-09-30 1986-09-29 巡回型フイルタ装置 Expired - Lifetime JPH074027B2 (ja)

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US782128 1985-09-30

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JPS6282893A JPS6282893A (ja) 1987-04-16
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KR (1) KR940003052B1 (ja)
DE (1) DE3633044A1 (ja)
FR (1) FR2588143B1 (ja)
GB (1) GB2181322B (ja)
SG (1) SG23792G (ja)

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