JPS63177686A - 輝度信号色差信号分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は複合映像信号を輝度信号と色信号に分離する装
置に関し、特に一定速度で動く映像に対しても特性の良
い輝度信号色差信号分離装置に関するものである。

従来の技術 従来の技術としては例えば、特開昭６１−１０９３９５
号に示される方式がある。この方式は動きのある画像で
特にパニングやチルト等の等速度の一定方向の動きの画
像に対して良好な輝度信号色信号分離を行う。例えば、
第７図−ムに示すように黒い背景の中を有色の縦じまが
等速度で水平方向に動く場合、１ラインの信号は第７図
−Ｂに示すようになる。第７図−Ｂにおいてイは前フレ
ームのａラインの信号であり、ハは現フレームのａライ
ンの信号であり、ハは現フレームのａラインの信号であ
り動き量はτ。である。この動き量が分かっている場合
には前フレームの信号イに対し動き補正を行い口に示す
信号を得る。そして以下に述べる信号処理により理想的
な輝度信号−色信号分離が可能となる。

ここで輝度信号をＹ　（ｔ）　、色信号をＣ（ｔ）・ａ
ｏｓ（ω５ｃｔ）　＋　ω、、”’２πｆａａ　（ｆｓ
ａは副搬送波）とする。そして、第７図に示すパンニン
グによる水平移動を考え、前フレームと現フレームの画
像の移動量は図中に示したようにτ。である。

このような条件で、前フレームの亀ラインの信号は、 ？　、（ｔ）−Ｙ　（ｔ）＋　０　（ｔ）、　ｃｏ　ｓ
ωｓｃｔ　　　　　　　・・・・・・（１）動き補正を
行った前フレームのａラインの信号は、Ｆ　２　（ｔ）
＝Ｙ　（ｔ−Ｔ　ｏ　）十〇　（ｔ　ｒ　ｏ　）　ＯＯ
Ｓｍ　ｓ　ａ　（ｔ”　ｏ　）　・・個現フレームの＆
ラインの信号は、 ７、（ｔ）＝Ｙ（ｔ−Ｔ。）−Ｃｉ（ｔ−ｒ。）ｃｏｓ
ω、、ｔ　　　、、・、−（ｓ）従って（２）、轢）式
より Ｆ　、（ｔ）−’Ｆ　２（ｔ）＝　−Ｃ（を−τ、　）
　［ｃｏｓω、、ｔ−）−ｃｏＳω、。

（ｔ−τ。））　　　　　　　　・・・・・・←）ゆえ
に、ω８゜τ。’ｘｑ（２ｎ＋１）πならば、ｃ（ｔ−
τ、　）　ｃｏｓω５ｃｔ＝ が得られる。

ここで、ω、Ｃの位相、及びて。が判っているので（６
）式の右辺のｃｏｓω、、ｔ／［ｃｏｓωｓａ＜←τ。

）＋ｃｏｓω、、ｔ）の値は計算でき、Ｆ３（ｔ）−１
Ｆ２（ｔ）は動き補正した前フレームの信号と現信号の
差信号であるので、色信号成分Ｃ（ｔ−τ。）・ａｏｓ
ω、。ｔを抽出することが可能になる。又、ω８゜τ。

＝（２ｎ−Ｈ）、πの時には、例えば動き補正を行った
前フレームの信号の色信号成分の極性を反転するクロマ
反転処理を行った信号と現フレームの信号との間で輝度
信号色信号分離を行う。

すなわちクロマ反転により翰）式は Ｆ２（す＝Ｙ（ｔ−ｒ、）十〇（ｔ−ｒ、）ｃｏｓａ＋
、、ｔ　　−・・・−（：ｒ）となる。（Ｆ２（ｔ）は
クロマ反転を表わす）この（７）式と（３）式を用いる
と、色信号はＣ（ｔ−τ、）ｃｏｇｔｌ）ｓｃｔ＝−（
Ｆ２（ｔ）　Ｆ３（ｔ））／２−（８）となシ、輝度信
号は ！（ｔ−τｏ）＝Ｆ３（ｔ）＋（Ｆ２（ｔ）−Ｆ、（ｔ
））／２　−（９）のように簡単に求めることができる
。

第６図は以上説明した輝度信号色信号分離装置の構成図
である。第６図において複合映像信号は、フレームメモ
リ（以後ＦＭと略す）３９で１フレ一ム分だけ遅延され
た信号とともに、移動量検出回路４ｏに入り、例えばフ
レーム間差の輝度信号の低域成分より、パニング、チル
ドの際の移動量を検出する。そして動き補正回路４１に
よｐＦＭ３９の出力である前フレームの信号に対して、
検出された移動量に対応した動きの補正を行う。そして
、クロマ反転回路４２によシ色信号成分の極性反転を行
う。スイッチ４３では、動き補正された前フレームの信
号と現フレームの信号の色信号成分が同相の場合にはク
ロマ反転回路４２、それ以外の時には動き補正回路４１
の出力を選択する。

スイッチ４３で選択された信号と現フレームの１号は、
差分回路４６によシ減算を行い、輝度成分を除去する。

そして色信号補正回路４７では、ｃｏｓａ＋、、ｔ／（
”！＋ωｇ□　（ｔ−ｒ。）＋ｃｏｓｔＤ、、　Ｕとの
乗算により、補正を行う。このとき色副搬送波位相は、
色副搬送波位相検出回路４６より、移動量は移動量検出
回路４ｏより与えられる。又、動き補正された前フレー
ムの信号がクロマ反転回路４２を通る場合と静止画の場
合、色信号補正回路４７はＡの乗算を行う。そして、色
信号補正回路４７より色信号成分が得られる。又、色信
号分離回路４４では従来よりある例えばフィールド内の
信号処理による色信号の分離を行う。スイッチ４８では
、パンニング、チルト、静止画では色信号補正回路４７
、それ以外では色信号分離回路４４の信号を選択し、輝
度信号分離回路４９で色信号成分を除去し、輝度信号を
得る。

以上説明した従来例においては、色信号が正弦波（又は
余弦波でもよい）で近似できる場合にはパニングやチル
ト時においても良好な分離を行うことができる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、色信号が正弦波で近似しにくい場合や、着目し
ている現フレームの色信号が色差信号の−方の成分のみ
で、動き量τ。が副搬送波−周期のＡで動き補正した前
フレームの負信号が色差信号の他方の成分のみとなる場
合には色信号補正を行うことはできずに分離した輝度信
号９色信号にクロスカラーやドツト妨害等の劣化を生じ
る。この事を第５図を用いて説明する。

第５図ａは第ｍ−１フレーム（ｎ−６２５ライン）の色
信号であり、第６図すは第ｍフレーム（ｎライン）の色
信号である。ａ、ｂ共に色信号を（Ｂ−Ｙ）　、　（Ｒ
−Ｙ）信号に分離して示している。なお、ｍフレームの
色信号を（ｊ、（ｔ）とすると、 Ｃ！ＩＩ（ｔ）＝±（（Ｂ−Ｙ）ｓｉｎ（ω、。ｔ）＋
（Ｒ−Ｙ）ｃｏｓ（ω８゜１））　　　　　　　　　　
・・・・・・（１０）で表わされる。（符号は奇数ライ
ンでプラス、偶数ラインでマイナスとなる） ここで！ｌｌ−１フレームとｍフレーム間の動き量τ。

を％・ｆ、。とし、着目しているｍフレームの色信号を
第６図すに示すようにＣ，（ｔ）とすると、Ｃ，ｎ（ｔ
）に対応する！ｌｌ−１フレームの信号は第６図ａに示
すＣｒｎ、（ｔ）となる、Ｃ１ｎ（ｔ）は（Ｒ−Ｙ）信
号のみより成り、Ｑｍ−１（ｔ−τ。）は（Ｒ−Ｙ）信
号のみより成る。又ｍフレームとＩａ−１フレームにお
ける映像信号を３．ｎ（ｔ）、ｓｍ、（ｔゴ。）とする
とＳｍ（ｔ）＝Ｙｒｎ（ｔ）＋ＣＴ１１（ｔ）＝Ｙｍ（
ｔ）＋（：Ｂ−Ｙ）、（ｔ）・・・・・・（１１） Ｓ！ｌｌ−１（ｔ−τＯ）＝Ｙｍ−１（ｔ−τｏ＞十ｃ
ｍ−＋（を−τ。）＝Ｙ、（ｔ）−（Ｒ−Ｙ）１．１（
ｔ）　　　　　　　・・・・・・（１２）、“、　（１
１）−（１２）の演算を行うと、（Ｂ−Ｙ）ｍ（ｔ）＋
（Ｒ−ｙ）ｍ（ｔ）　　が得られるのみで、これを補正
しても正しい色信号（（Ｂ−Ｙ）。（ｔ））を得ること
はできない。

本発明はかかる点に鑑み、チルトやパニング時において
も劣化の少ない輝度信号色差信号分離装置を提供するこ
とを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明は、画像の動き量を検出する動き量検出回路と、
動き量に応じて遅延した信号を補正する動き補正回路と
、この動き補正した信号と元信号を用いて求めた色信号
を復調し補正する色復調・補正回路と、復調された色差
信号を変調し再び色信号を得る変調回路を備えた輝度信
号色信号分離装置である。

作用 本発明は前記した構成により、動き補正した信号を用い
て得た色信号をまず２つの色差信号に復調し、それぞれ
別々に動き量に応じた補正を行うので正しい補正を行い
劣化の無い色差信号を得ることができ、この劣化の無い
色差信号を再び変調し色信号を求め、現信号より減算す
ることにより劣化の無い輝度信号を得ることができる。

実施例 まず、本発明の詳細な説明する前に、本発明の詳細な説
明する。

第４図は、黒い背景の中の有色の四角形を写しているカ
メラをパンニングさせた時の状態を示している。ａはｍ
−１フレーム、ｂはｍフレームであり、それぞれ左側は
画像を示し、右側は画像のｎ−１ライン及びｎラインの
一部を示している。

ａ、ｂに示すように、１フレ一ム間での移動量がτであ
る場合、ａのｍ−１フレームの信号を動き補正した信号
をＣに示す。

ここでｍフレームの時刻ｔにおける信号をＳ　（ｔ）と
すると、 Ｓ（１）＝Ｙ（ｔ）＋ＣＢ−Ｙ）Ｓｉｎ（ω、。ｔ）＋
（Ｒ−Ｙ）ｃｏｓ（ω、。ｔ）　　　　　　・・−・・
−（１ａ）又、！１１−１フレームにおける５（ｔｏ）
と同じ絵柄の点は、Ｃのｓ’（ｔ）の信号であり、ａに
おいては５（ｔ−１／３ｏ−τ）の信号である。

５（ｔ−１／３Ｏ−Ｔ）＝Ｙ（ｔ−１／３Ｏ−ｒ）＋（
Ｂ−Ｙ）ｓｉｎ（ω５ｏ（ｔ−１／３ｏ−τ’）　ｌ　
＋（Ｒ−りｃｏｇ（ω８゜（ｔ−１／３０−τ）１ ゆえに Ｓ’（ｔ）＝　Ｙ　（ｔ）−（Ｂ−Ｙ）　ｇｉｎ　（ω
、　。（ｔ−ｒ　））−（Ｒ−Ｙ）　００ｓ（ω８゜（
を−τ））　　　　　　　　・・・・・・（１４）（１
３）式より（１４）式を減算すると５（ｔ）−８’（ｔ
）＝（Ｂ−Ｙ）（ｓｉｎ（ω、。ｔ）＋５ｉｎ（ω、。

（ｔ−１月）＋（Ｒ−Ｙ）　（ｃｏｓ（ω８゜ｔ）−４
−００！ｉ（ａ＋、。（ｔ　ｒ）））　　　−−−−−
−＜１ｔｓ）（１６）式を整理すると、 Ｓ（ｔ　）−ｆｆ　（ｔ　）＝（（１＋ＯＯ５ω、。ｆ
　）！１ｉｎａ）、。ｔ−５ｉｎω、　。Ｔｃｏｓω、
。ｔ））ＣＢ−Ｙ）＋（（１＋ａｏｓω８゜τ）ｃｏｓ
ω、、ｔ＋ｓｉｎω、、ｒｓｉｎω５ｃｔ）ＣＲ−Ｙ）
　　　　　　　・・・・・・（１６）ここでω、。τ＝
θ　とすると、 ５（ｔ）−８’（ｔ）＝（（Ｂ−Ｙ）（１＋ｃｏｓθ）
＋（Ｒ−Ｙ）−ｓｉｎθ１ｇ１ｎω、。ｔ　（−（Ｂ−
Ｙ）　ｇｉｎｏ＋（Ｒ−Ｙ）（１−）−Ｃｏ！！θ）ｌ
ｃｏｓω、。ｔ　、−・−・−（１７）ゆえに、５（ｔ
）−ｓ’（ｔ）を！！ｉｎω、。ｔ　　で同期検波した
信号をＳＫ　（ｔ　）とすると、 ５ｘ（ｔ）＝ＣＢ−Ｙ）　−（１−）Ｃｏｇθ）＋（Ｒ
−Ｙ）ｓｉｎθ・・・・・・（１８） が得られ、又ｃｏｓω８゜ｔ　で同期検波した値をａＸ
（ｔ）とすると、 ＯＫ（ｔ）＝−（Ｂ−Ｙ）−ｓｉｎθ＋（Ｒ−ｙ）（１
，＋ｃｏｓθ）・・・・・・（１９） が得られる。従ってθ＼（２ｎ＋１）πならば、（１８
）式と（１９）式を用いて（Ｂ−Ｙ）。

（Ｒ−Ｙ）を求めることができる。（１８）式。

（１９）式より、 ・・・・・・（２０） ゆえに ・・・・・・（２１） となる。

以上の演算に用いる、ｓｉｎωｓｏｔ、ｃｏｓωｓｃ”
θ及び’ｓｉｎθ／（１−）−ｃｏＳθ）の値は演算で
きるので、〔Ｂ−Ｙ）、（Ｒ−Ｙ）の値を求めることが
できる。

又、以上のようにして得た（Ｂ−Ｙ）　、　（Ｒ−Ｙ）
を再び直角２相変調して色信号を得、１信号よシ減算す
ることによシ輝度信号が得られる。

θ＝（２ｎ＋１　）πの場合には、２次元内の輝度信号
色信号分離を行う。

第１図は本発明の第１の実施例における輝度信号色信号
分離装置の構成図を示すものである。第１図において２
はフレームメモリ（以後ＦＭと略す）、３は１フレ一ム
期間の動きを検出する動き検出回路、４は動き補正回路
、６はフィールド内で輝度信号色信号分離を行う２ＤＹ
／Ｃ３ＫＰ、８は高域Ｆ波器（以後ＨＰＦと略す）、９
は色信号の復調と、動き量に応じた補正を色差信号に対
して行う色復調・補正回路、１２と１３は平衡変調回路
である。

以上のように構成された本実施例の輝度信号色信号分離
装置において端子１に複合映像信号が入力されると、７
Ｍ２に入力され、１フレ一ム期間遅延される。遅延され
た信号と現信号は動き検出回路３に入力され、等速算方
向の運動（例えばパンニング、チルト）の場合の動き景
を検出する。

この動き検出回路３では、例えば複合映像信号の低域成
分と高域成分の絶対値等を用いて動き量の検出を行う。

動き補正回路４では動き検出回路３で検出された動き量
に応じて前フレームの信号の動き補正を行い、減算器６
において現フレームの信号より動き補正を行った前フレ
ームの信号を減算スる。現フレームの信号の１つは２Ｄ
Ｙ／Ｃ５Ｅｐｓに入力され、例えば２次元内のくし形フ
ィルタ等で輝度信号と色信号に分離される。色信号は、
減算器６よりの出力とともにスイッチ７に入力される。

スイッチ７は動き検出回路３の出力に応じて切替える、
すなわち静止画及びパンニング、チルト時で動き量θ＼
（２ｎ＋１）πの場合は減算器６の出力を選択し、それ
以外の時は２ＤＹ／Ｃ３ｌＥＰｅの出力を選択する。Ｈ
ＰＦ８ではスイッチ７の出力信号の高域成分だけを取り
出し、色復調回路９に入力する。色復調・補正回路９で
は、動き検出回路３の出力に応じて、復調と補正を行う
。まず、端子１６と１６よシ入力される、それぞれＩ、
Ｑ軸と一致したｓｉｎω８゜ｔとｃｏｓωｇｃｔを用い
て復調を行う。そして、パニングをチルト時で動き量θ
１（（２ｎ＋１）πの場合（スイッチ７で減算器６の出
力が選択される場合）は、（２１）式に示される補正を
行い、それ以外の場合（スイッチ７で２ＤＹ１０ＳＸＰ
６の出力が選択される場合）は復調径補正を行わずに出
力する。復調された（Ｂ−Ｙ）　、　（Ｒ−Ｙ）信号は
それぞれ端子今０．１１よ多出力されるが、平衡変調回
路１２゜１３にも送られ、ここで５ｉｎａ＋、　、　？
　　とｃｏｓω、、ｔを搬送波として搬送波抑圧振幅変
調され、加算器１４で２つの平衡変調回路の出力を合成
して再び色信号を得る。スイッチ１９には加算器１４よ
りの色信号とＨＰＦ８よりの色信号が入力され、ノ（ニ
ング及びチルト時には加算器１４よりの色信号を選択し
、それ以外の時はＨＰＦ８よりの色信号を選択する。ス
イッチ１９よ多出力された色信号は減算器１７で、現フ
レームの信号より減算され輝度信号を得る。又スイッチ
１８においては、静止画及びチルトとパニング時には減
算器１７よりの輝度信号を選択し、それ以外の時は２Ｄ
Ｙ／（ｊＳＩＥＰ８よシの輝度信号を選択し、端子２ｏ
よ多出力する。

第２図は第１図の色復調と補正回路９の構成を示した図
である。第２図において２６は補正用の係数発生回路、
２３．２４．２８．２９は乗算器、２６．２７は低域Ｆ
波回路（以後ＬＰＦと略す）である。上記のように構成
された色復調と補正回路において、端子２２に現フレー
ムの信号と、動き補正された前フレームの信号との差（
（１７）式の信号）が入力され、乗算器２３とＬＰＦ２
６で５ｉｎａ＋、ｔを用いて同期検波されて（１８）式
の５Ｋ（ｔ）を得る。又乗算器２４とＬＰＦ２７におい
てもｃｏｓω８ｏｔを用いて同期検波を行い（１９）式
のＧＫ（ｔ）を得る。係数発生回路２５では端子。

２１より入力された動き量に応じて、ｓｉｎθ／（訃Ｈ
ｏＢθ）を演算し出力する。そして乗算器２８゜減算器
３０とＡ乗算器３２において次の演算を行い、（Ｂ−Ｙ
）を得る。１７４２　（−８Ｋ（ｔ）、ｇｉｎθ／（１
＋ａｏＢθ）十ＧＫ（ｔ））　＝　（Ｂ　−Ｙ　）又、
乗算器２９．加算器３１と捧乗算器３３において次の演
算を行い、（Ｒ−Ｙ）を得る。

１７２　（ＳＫ　（ｔ　）−ｔ−ＯＫ　（ｔ　）　−ｓ
ｉｎθ／（１＋ｃ　ｏ　ｓθ））＝（Ｒ−Ｙ）この様に
（２１）式の演算が行われ、（Ｂ−Ｙ）と（Ｒ−Ｙ）信
号を得る。スイッチ３４においては、パンニングとチル
ト時には、捧乗算器３２より出力された（Ｂ−Ｙ）信号
を選択し、それ以外の場合（静止画又は動画で２ＤＹ１
０ＳＸＰを用いる場合）は、ＬＰＦ２７よシ（Ｂ−Ｙ）
信号が得られるのでこれを選択し、端子３６に出力する
。

又、スイッチ３６も同様に、パンニングとチルト時には
Ａ乗算器３３よ多出力された〔Ｒ−丁〕信号を選択し、
それ以外の場合はＬＰＦ２７より得られる（Ｒ−Ｙ）信
号を選択し端子３７に出力する。第３図は、バースト信
号、　ｓｉｎωｓｃ’Ｊｃｏｓω５ａｔ（Ｂ−Ｙ）と（
Ｒ−Ｙ）の位相関係を示している。

上記のように、本実施例によれば、色復調と補正回路に
より、−変復調した後に各成分毎に補正演算を行うこと
により、正しく色信号を補正することができるので、パ
ンニングやチルト時に動き補正による輝度信号色差信号
分離を行っても劣化が生じない。

発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、パンニングやチル
ト時のように等速答方向に画面が動く時、動き補正によ
る輝度信号色信号分離を行う場合、動き補正された信号
と現信号の色信号の位相

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における一実施例の輝度信号色信号分離
装置の構成図、第２図は第１図における色復調・補正回
路の詳細な構成図、第３図はバースト信号と、５ｉｎ（
ω、、ｔ）　、ｃｏｓ（ω、Ｃｔ）、　［Ｂ−Ｙ）　。 （Ｒ−Ｙ）の位相関係図、第４図は動きのある画面の概
略と信号の波形を示す説明図、第６図は動きのある信号
の色信号のみの波形図、第６図は従来すの輝度信号色信
号分離装置の動作説明図である。 ２・・・・・・フレームメモリ、３・・・・・・動き検
出回路、４・・・・・・動き補正回路、６・・・・・・
２次元内輝度信号色信号分離回路、９・・・・・・色復
調と補正回路、１２゜１３・・・・・・平衡変調回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第５
図 Ｃα） ＋４シ １６図 ｄθ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）複合映像信号を遅延させる遅延回路と、この遅延
   した信号と遅延していない現信号より動き量を検出する
   動き量検出回路と、この動き量に応じて前記遅延させた
   信号を補正する動き補正回路と、この動き補正した信号
   と前記現信号より求めた色信号を復調し前記動き量に応
   じて補正する色復調・補正回路と、この復調された信号
   より再び色信号を得る変調回路と、この変調回路から得
   られた色信号を前記現信号より減算し輝度信号を得る減
   算回路とを有することを特徴とする輝度信号色差信号分
   離装置。
2. （２）色復調・補正回路が色信号を２つの色差信号に分
   離する復調回路と、動き量に応じて補正係数を発生する
   補正係数発生回路と、この補正係数を用いて前記２つの
   色差信号を別々に補正する演算回路を有する特許請求の
   範囲第１項に記載の輝度信号色差信号分離装置。