JP2544653B2 - 複合映像信号のｙ／ｃ分離装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はNTSCカラー・テレビジョン方式の複合映像
信号を輝度信号と搬送色信号とに分離するY/C分離装置
に関する。

従来の技術 NTSC方式の複合映像信号から輝度信号と搬送色信号と
を分離する現在のY/C分離回路は，周波数フィルタまた
はくし型フィルタによっている。しかし搬送色信号の周
波数帯域と輝度信号の周波数帯域とが一部重なっている
ので，上記のアナログフィルタによる分離方式では，完
全なY/C分離ができず，クロスカラー・ドットクロール
妨害があり画質低下がさけられなかった。

最近，商品質，高精細な画像に対する要求が増大し，
一方半導体技術の進歩によりコストが低下したことか
ら，ディジタル信号処理技術を適用することで上記問題
を実用的に解決する見込みが大きくなった。

そこで１つのフレーム・メモリを用い，ディジタル変
換された入力複合映像信号をこのフレーム・メモリに入
れて１フレーム遅延させ，遅延された複合映像信号と入
力複合映像信号とのフレーム間相関を利用してY/C分離
することが考えられている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のディジタルY/C分離装置は，映像
信号が静止画を表わすものであれば信号のフレーム間相
関が強いので適切に動作するが，一般に画像には動きが
あり，動きがあるとフレーム間相関が弱くなるのでY/C
分離に不充分さが残る。

一方，複合映像信号の処理回路にはS/N改善を図るた
めのいわゆるノイズ・リデューサといわれるノイズ低減
回路があり，このノイズ低減回路もフレーム・メモリを
用いてディジタル的に構築する試みが行なわれている。

そこでこの発明はY/C分離のためのフレーム・メモリ
とノイズ低減のためのフレーム・メモリとを共用化する
とともに，さらに画像の動き検出のためにも上記フレー
ム・メモリを利用できるY/C分離装置を提供するもので
ある。

課題を解決するための手段 この発明による複合映像信号のY/C分離装置は，第１
および第２のフィールド・メモリが相互に縦続接続され
ることにより構成され，入力複合映像信号を１フレーム
分遅延させる第１フレーム・メモリ，第３および第４の
フィールド・メモリが相互に縦続接続されることにより
構成され，第１フレーム・メモリに縦続接続された第２
フレーム・メモリ，入力複合映像信号と第２フレーム・
メモリの出力複合映像信号との差をとり,2フレーム間差
信号を出力する第１の減算手段，第１フレーム・メモリ
の出力複合映像信号と第２フレーム・メモリの出力複合
映像信号との差をとり，第１の１フレーム間差信号を出
力する第２の減算手段，第１フレーム・メモリの出力複
合映像信号と入力複合映像信号との差をとり，第２の１
フレーム間差信号を出力する第３の減算手段，第１フレ
ーム・メモリの第１フィールド・メモリの出力複合映像
信号と第２フレーム・メモリの第３フィールド・メモリ
の出力複合映像信号との差とり，第３の１フレーム間差
信号を出力する第４の減算手段，上記第1,第２および第
３の１フレーム間差信号および２フレーム間差信号を入
力として，複合映像信号によって表わされる画像におけ
る動きの程度を検出する動き検出手段，上記２フレーム
間差信号を検出された動きの程度に応じたレベルに変換
して入力複合映像信号から減算するノイズ低減手段，第
１フレーム・メモリの出力複合映像信号とそれに隣接す
るラインの複合映像信号とを用いて輝度信号と搬送色信
号とを分離するライン間Y/C分離手段，第１フレーム・
メモリの出力複合映像信号と入力複合映像信号と第２フ
レーム・メモリの出力複合映像信号とを用いて輝度信号
と搬送色信号とを分離する２フレーム型Y/C分離手段，
第１フレーム・メモリの出力複合映像信号と第２フレー
ム・メモリの出力複合映像信号とを用いて輝度信号と搬
送色信号とを分離する第１の１フレーム型Y/C分離手
段，第１フレーム・メモリの出力複合映像信号と入力複
合映像信号とを用いて輝度信号と搬送色信号とを分離す
る第２の１フレーム型Y/C分離手段，第1,第2,第３およ
び第４の減算手段から得られる２フレーム間差信号，第
1,第2,第３のの１フレーム間差信号のレベルに応じて，
上記２フレーム型Y/C分離手段，第1,第２の１フレーム
型Y/C分離手段のうちのいずれかから得られる輝度信号
と搬送色信号とをフレーム間Y/C分離による信号として
出力する選択手段，ならびにライン間Y/C分離による輝
度信号および搬送色信号と，フレーム間Y/C分離による
輝度信号および搬送色信号とを，検出された動きの程度
に応じてそれぞれ混合または切換えて最終的な輝度信号
および搬送色信号を出力する混合切換手段を備えている
ことを特徴とする。

好ましくは上記動き検出手段において，少なくとも輝
度信号の混合切換およびノイズ低減に用いる動き検出
は,1フレーム間差信号および２フレーム間差信号の両方
を用いて行なう。また搬送色信号の混合切換のための動
き検出は２フレーム間差信号のみを用いる。

作 用 少なくとも３種類の１フレーム間差信号および２フレ
ーム間差信号を入力として上記動き検出手段において画
像の動きの程度が検出されている。検出された動きの程
度はノイズ低減手段およびY/C分離のための混合切換手
段で利用されている。

ノイズ低減手段は，複合映像信号に含まれるノイズ成
分にはフレーム間相関がないこと，および搬送色信号は
１フレーム間で位相が反転しているので２フレーム間で
あれば同相になることを利用している。２フレーム間差
信号を入力複合映像信号から減算すればノイズ低減が達
成されるが，画像に動きがある場合には２フレーム間差
信号中にノイズ成分のみならず動きを表わす信号成分も
含まれる。そこで，検出された動きの程度に応じて入力
複合映像信号から減算されるべき２フレーム間差信号の
レベルを変化させている。

フレーム間Y/C分離手段として，基準複合映像信号と
その１フレーム前後の複合映像信号とを用いて輝度信号
と搬送色信号とを分離する２フレーム型のものと，基準
複合映像信号とその１フレーム前または後の複合映像信
号とを用いてY/C分離を行なう２種類の１フレーム型の
ものとが設けられている。そして，上記選択手段によっ
て基本的には２フレーム型のY/C分離手段が選択される
が,1フレーム間にある程度以上動きがある場合には上記
２フレーム間差信号および少なくとも３種類の１フレー
ム間差信号の表わす動きに応じて，できるだけ動きの少
ない１フレーム間差信号を用いたY/C分離が行なわれる
ように２種類の１フレーム型Y/C分離手段が適宜選択さ
れている。

さらにフレーム間Y/C分離手段に加えてライン間Y/C分
離手段が設けられている。動きのないまたは少ない画像
の場合には映像信号の相関はライン間よりもフレーム間
の方が強い。他方，動きの多い画像の場合には，動きが
激しければ激しいほど映像信号のフレーム間相関は弱く
なり，ライン間の相関の方が相対的に強くなる。そこで
ライン間Y/C分離結果とフレーム間Y/C分離結果とを検出
された動きの程度に応じて混合切換えて最終的な輝度信
号および搬送色信号を得ている。とくに２フレーム間差
信号にある程度以上の動きが現われた場合にはライン間
Y/C分離結果が採用される。

実施例の説明 NTSC複合映像信号は輝度信号Ｙと搬送色信号Ｃの多重
信号である。第１図に示すように輝度信号Ｙは〜4.2MHz
程度の周波数帯域をもつ。搬送色信号Ｃは周波数f
_SC（3.579545MHz）が同じで位相が90゜異なる色副搬送
波を２つの色差信号によって平衡変調した信号であり，
周波数f_SCを中心として高域側約0.5MHz,低減側約1.5MHz
の周波数帯域をもつ。Y/C分離装置はNTSC複合映像信号
において輝度信号Ｙと搬送色信号（以下単に色信号とい
う）Ｃとを分離するものである。したがってこのY/C分
離装置の入力信号はNTSC複合映像信号，出力信号は輝度
信号Ｙと色信号Ｃである。

ここで述べるY/C分離装置はディジタル信号処理回路
である。NTSC複合映像信号はA/D変換器でたとえば８ビ
ットのディジタル信号に変換されてY/C分離装置に与え
られる。A/D変換器のクロック信号は水平同期信号また
はカラーバースト信号にPLLロックした上記色副搬送波
の周波数f_SCの４倍の周波数4f_SCをもち，入力映像信号
はこの周波数4f_SCでサンプリングされてディジタル信号
に変換される。したがってディジタルY/C分離装置は基
本的に周波数4f_SCのクロック信号に同期して動作する。
このクロック信号の１周期Td＝1/4f_SCを用いると，第２
図に示すように,1フィールドにおける１水平走査期間は
1H＝910Td,1垂直走査期間は1V＝262.5Hである。

第３図はY/C分離装置の基本構成を示している。

Y/C分離は輝度信号がフレーム間またはライン間（隣
接する水平走査ライン間）で相関が強いことを利用して
いる。動きのない画像（これを静止画という）の場合に
は輝度信号の相関はライン間よりもフレーム間の方が強
い。他方，動きのある画像（これを動画という）の場合
には，動きが激しければ激しいほど輝度信号のフレーム
間相関は弱くなる。したがって動きが激しい場合には輝
度信号の相関はフレーム間よりもライン間の方が相対的
に強くなる。

画面における動きに関連する色信号のライン間相関と
フレーム間相関の強弱についても同じようなことが言え
るが，色信号においては相関の強さの変動は輝度信号と
比較して小さい。

画像における動きは，ある画素におけるある時点の映
像信号とその時点よりも１フレーム前もしくは後または
２フレーム前の同一画素における映像信号との差（この
差を表わす信号を１フレーム間差信号，または２フレー
ム間差信号という）をとることをより検出される。一般
に動きが比較的ゆるやかな場合には１フレーム間差信号
や２フレーム間差信号のレベルは小さく，動きが激しく
なると，それにつれて１フレーム間差信号や２フレーム
間差信号のレベルも大きくなる。

一方，映像信号に含まれるノイズ成分はフレーム間相
関性が無い。そこで２フレーム間差信号に１より小さい
適当な係数を掛けたのちそれを原映像信号から減算すれ
ばノイズの低減を図ることができる。色信号Ｃはフレー
ム間で180゜位相が反転しているので,1フレーム間差信
号中には色信号Ｃが残り，好ましくなく,2フレーム間差
信号を原映像信号から減算する訳である。

しかしながら画像に動きがある場合には２フレーム間
差信号には動きに基づく差信号成分が現われる。そこで
動き検出に応じて上記の係数を制御し，場合によっては
係数を０としてノイズ低減動作を行なわないようにする
必要がある。

第３図において，フレーム間Y/C分離のために，ノイ
ズ低減動作に用いる２フレーム間差信号を得るために，
そして動き検出のための１フレーム間差信号および２フ
レーム間差信号を得るために,2つの第１および第２フレ
ーム・メモリ10,20が設けられ，縦続接続されている。
第１フレーム・メモリ10は，第１フィールド・メモリ11
と第２フィールド・メモリ12とが縦続接続されて構成さ
れる。同じように第２フレーム・メモリ20は，第３フィ
ールド・メモリ21と第４フィールド・メモリ22とが縦続
接続されて構成される。これらのメモリのさらに詳しい
構成は後述する。

NTSC複合映像信号の入力端子と第１のフレーム・メモ
リ10との間にはノイズ低減回路60が接続されている。入
力複合映像信号は，フレーム間Y/C分離回路40,ノイズ低
減回路60および動き検出回路80に与えられる。フレーム
間Y/C分離のために入力複合映像信号に加えて，第１フ
レーム・メモリ10の出力信号と第２フレーム・メモリ20
の出力信号がフレーム間Y/C分離回路40に与えられる。
ライン間Y/C分離回路30には第１フレーム・メモリ10の
出力信号が入力する。ノイズ低減回路60には第２フレー
ム・メモリ20の出力信号が与えられる。さらに，動き検
出のために第1,第2,第3,第４フィールド・メモリ11,12,
21,22の出力信号が動き検出回路80に入力する。

動き検出回路80は１フレーム間差信号および２フレー
ム間差信号に基づいて画像における動きを検出し，動き
の程度をそれぞれ表わす３種類の係数K_N,K_Y,K_Cを発生す
る。係数K_Nは上述した２フレーム間差信号に乗すべき係
数としてノイズ低減回路60に与えられる。他の係数K_Y,K
_Cは混合切換回路50に与えられる。

上述のように輝度信号のライン間相関，フレーム間相
関の強さは画像の動きに応じて変わる。ライン間Y/C分
離回路30から得られる輝度信号YLとフレーム間Y/C分離
回路40から得られる輝度信号YFとを，動き検出回路80か
ら与えられる動きの程度を表わす係数K_Yに応じた割合で
混合または切換えて最終的な輝度信号Ｙを作成するのが
混合切換回路50である。この混合切換回路50はまた，色
信号についても同じように，ライン間Y/C分離回路30の
出力色信号CLとフレーム間Y/C分離回路40の出力色信号C
Fとを，動き検出回路80から与えられる係数K_Cに応じた
割合で混合または切換えて最終的な色信号Ｃを作成して
出力する。

第３図に示す構成の一部をより詳しく示したのが第４
図である。

第１フレーム・メモリ10内の第１フィールド・メモリ
11は，入力映像信号を262H遅延させて出力する（262水
平ライン分の映像信号データを記憶する）フィールド・
メモリ13と,1Hのライン・メモリ14とが縦続接続される
ことにより構成されている。第２フィールド・メモリ12
は,261Hメモリ15とライン・メモリ16とが縦続接続され
て構成されている。NTSC複合映像信号の入力端子とフレ
ーム・メモリ10との間のノイズ低減回路60の減算回路61
が接続されている。第２フレーム・メモリ20内の第３フ
ィールド・メモリ21は，ライン・メモリ23と,261Hメモ
リ24と，ライン・メモリ25とが縦続接続されることによ
り構成されている。第４フィールド・メモリ22は262Hの
メモリである。中央に接続されている２つのライン・メ
モリ16と23はライン間Y/C分離のためのものである。

ライン間Y/C分離回路30には，第１フレーム・メモリ1
0内のメモリ15の出力複合映像信号すなわちライン・メ
モリ16の入力信号（これをL₂とする）と，ライン・メモ
リ16の出力信号（これをL₀とする）と，第２フレーム・
メモリ20内のライン・メモリ23の出力信号（これをL₁と
する）とが入力する。信号L₀が基準であり，信号L₁は１
ライン前の，信号L₂は１ライン後の信号である。信号L₂
は係数器32でそのレベルが1/4倍され（信号L₂/4），信
号L₀は係数器33で1/2倍され（信号L₀/2），信号L₁は係
数器34で1/4倍される（信号L₁/4）。そして，減算回路3
5において信号L₀/2から信号L₂/4とL₁/4が減算される。
この減算演算によって，輝度信号のライン間相関の程度
に応じて輝度信号が相殺される。たとえば信号L₂,L₀,L₁
において輝度信号の相関が１であれば輝度信号は完全に
相殺される。色信号はライン間において位相が反転して
いるので，信号L₂/4と信号L₀/2と信号L₁/4の色信号が減
算回路35において加算されることにより，結局１倍のレ
ベルの色信号が得られる。減算回路35の出力信号は,f_SC
を中心周波数とし，第１図に示す色信号の周波数帯域と
ほぼ等しい通過帯域をもつ第１の色信号用帯域通過フィ
ルタ（この第１の帯域通過フィルタをBPF₁と略す）37を
経てライン間Y/C分離による色信号CLとして出力され
る。

一方，減算回路35の出力信号は,f_SCを中心周波数とし
てBPF₁よりも通過帯域の狭い第２の色信号用帯域通過フ
ィルタ（これをBPF₂と略す）36を通って減算回路38に与
えられる。減算回路38には基準となる信号L₀が入力して
おり，この回路38において,BPF₂の出力信号である色信
号が信号L₀から減算されることにより輝度信号が残り，
これがライン間Y/C分離による輝度信号YLとして出力さ
れる。

フレーム間Y/C分離回路40には第１フレーム・メモリ1
0の出力信号F₀（これは上記の信号L₀と同じであるがフ
レーム間Y/C分離の基準となるものであるから記号F₀を
使う）と，第２フレーム・メモリ20の出力信号である上
記基準信号よりも１フレーム前の信号F₁と，上記基準信
号の１フレーム後の信号である入力複合映像信号F₂とが
入力する。フレーム間Y/C分離回路40は３種類のY/C分離
を行なう。これらを２フレーム型Y/C分離，第１の１フ
レーム型Y/C分離，第２の１フレーム型Y/C分離という。

２フレーム型Y/C分離は基準信号F₀と，これよりも１
フレーム前後の信号F₁,F₂とを用いる。信号F₂は係数器4
7でそのレベルが1/4倍され（信号F₂/4），信号F₀は係数
器41で1/2倍され（信号F₀/2），信号F₁は係数器46で1/4
倍される（信号F₁/4）。そして，減算回路48において信
号F₀/2から信号F₂/4とF₁/4が減算される。この減算演算
によって，輝度信号のフレーム間相関の程度に応じて輝
度信号が相殺される。色信号はフレーム間において位相
が反転しているので，信号F₂/4と信号F₀/2と信号F₁/4の
色信号が減算回路48において加算されることにより，結
局１倍のレベルの色信号が得られる。この色信号は切換
スイッチ57の入力端子Taに与えられる。

第１の１フレーム型Y/C分離は基準信号F₀とこれより
も１フレーム前の信号F₁とを用いる。信号F₀は係数器41
でそのレベルが1/2倍され（信号F₀/2），信号F₁は係数
器42で1/2倍される（信号F₁/2）。そして減算回路43に
おいて信号F₀/2から信号F₁/2が減算されることにより，
輝度信号のフレーム間相関の程度に応じて輝度信号が相
殺される。色信号はフレーム間において位相が反転して
いるから，減算回路43において信号F₀/2とF₁/2の色信号
が結果的に加算され,1倍の色信号が得られる。この色信
号は切換スイッチ57の入力端子Tbに入力する。

第２の１フレーム型Y/C分離は基準信号F₀とこれより
も１フレーム後の信号F₂とを用いる。信号F₀は同じよう
に係数器41で1/2倍される。信号F₂は係数器44で1/2倍さ
れる（信号F₂/2）。減算回路45において信号F₀/2から信
号F₂/2が減算されることにより，フレーム間相関の程度
に応じて輝度信号が相殺され，得られる色信号が切換ス
イッチ57の入力端子Tcに与えられる。

切換スイッチ57は３つの入力端子Ta,Tb,Tcのいずれか
を選択するものであり，後に示す制御信号Ｓによって切
換制御される。切換スイッチ57は半導体スイッチング回
路等によって構成されるのはいうまでもなく，このスイ
ッチ57は最大4f_SCの周期で切換制御される。

切換スイッチ57から出力される色信号はBPF₁58を通っ
てフレーム間Y/C分離の色信号CFとして出力される。一
方、減算回路49において基準信号F₀から切換スイッチ57
の出力である色信号が減算されるので輝度信号が残り，
フレーム間Y/C分離の輝度信号YFとして出力される。

減算回路81は入力複合映像信号から,2フレーム前の信
号であるフレーム・メモリ20の出力信号を減算して２フ
レーム間差信号DYCを出力する。この減算回路81はノイ
ズ低減回路60と動き検出回路80に共用され，この回路81
の出力信号である２フレーム間差信号DYCは，ノイズ低
減回路60の振幅調整回路70に与えられるとともに，動き
検出回路80の主要部90に入力する。

動き検出回路80にはまた減算回路82,83,84,85が含ま
れている。減算回路82は基準となる映像信号（L₀,F₀に
同じ）からその１フレーム前の信号であるフレーム・メ
モリ20の出力信号（F₁に同じ）を減算して，第１の１フ
レーム間差信号DY1を出力するものである。減算回路83
は基準信号からその１フレーム後の信号である入力複合
映像信号を減算して，第２の１フレーム間差信号DY2を
出力する。減算回路84は，第１フィールド・メモリ11の
出力信号から第３フィールド・メモリ21の出力信号を減
算して第３の１フレーム間差信号DY01を出力する。基準
となる映像信号F₀からみると，第１フィールド・メモリ
11の出力信号は１フィールド後の映像信号であり，第３
フィールド・メモリ21の出力信号は１フィールド前の映
像信号であり，これらは飛び越し走査における異なるフ
ィールドの映像信号といえる。減算回路85には，減算回
路84に与えられる映像信号よりも１ライン後の映像信号
が与えられる。すなわち減算回路85では，第３フィール
ド・メモリ21の261Hメモリ24の出力信号から第１フィー
ルド・メモリ11の262Hメモリ13の出力信号が減算され
て，第４の１フレーム間差信号DY02が出力される。これ
らの１フレーム間差信号DY01,DY02は基準信号の１フィ
ールド前後の映像信号に基づく１フレーム間差信号であ
り，かつ相互に１ラインずれた位置における差信号であ
る。上記の１フレーム間差信号DY1,DY2,DY01,DY02は動
き検出回路80の主要部90に入力する。

動き検出回路80の主要部90は，輝度信号YL,YFの混合
切換えのための係数K_Y（および１−K_Y）を作成する回路
と，色信号CL,CLの混合切換えのための係数K_C（および
係数１−K_C）を作成する回路と，ノイズ低減のために用
いる係数K_Nを作成する回路と，切換スイッチ57の切換制
御信号Ｓを作成する回路とを含んでいる。

輝度信号の混合切換えのための係数K_Y,1−K_Yを作成す
る回路の一例が第５図に示されている。この回路には２
フレーム間差信号DYCと４つの１フレーム間差信号DY1,D
Y2,DY01,DY02とが入力している。

２フレーム間差信号DYCは２フレーム間の動きを表わ
す輝度信号成分と色信号成分とを含んでいる。２フレー
ム間で全く動きがなければこの２フレーム間差信号DYC
のレベルは０（ただしノイズを含む）である。この差信
号DYCから動きを表わす輝度信号成分のみを取出すため
に第１の低減通過フィルタ（これをLPF₁という）101が
設けられている。このLPF₁の通過帯域は色信号を遮断す
る程度以下の帯域に設定されている。LPF₁を通過した信
号は絶対値回路102で絶対値化され，次に３つの比較器C
1A,C1B,C1Cにそれぞれ与えられる。

これらの比較器C1A〜C1Cは動きを表わす輝度信号成分
のレベルを４段階に振分けるものである。この明細書に
おいて一般に比較器は，第９図に示すように，入力信号
のレベルが比較器に与えられる基準値（または閾値）以
下の場合に“0"出力を，入力信号が基準値を超えている
場合に“1"出力を発生するものとする。比較器C1A,C1B,
C1Cにはそれぞれ基準値1A,1B,1Cが与えられている。こ
れらの基準値は1A＜1B＜1Cの関係にある。これらの比較
器C1A〜C1Cの出力はデコーダD1に与えられる。

デコーダD1は入力する３つの比較結果を表わす信号に
応じて第10図に示すような２ビット（MSBとLSB）の出力
を発生する。２フレーム間における動きが激しい場合に
は比較器C1Cの出力が“1"となり、この場合にはデコー
ダD1の出力は“11"となる。これとは逆に２フレーム間
における動きがきわめて小さいまたは無い場合には全比
較器C1C〜C1Aの出力は“0"となり，デコーダD1の出力は
“00"を表わす。このようにデコーダD1の２ビット出力
信号によって,2フレーム間における輝度信号によって表
わされる動きの程度が表現される。

第10図は後に述べるデコーダD2およびデコーダD4の動
作も共通に表わしている。

１フレーム間差信号は１フレーム間における動きを表
わす輝度信号成分と色信号成分に加えて，静止画部分の
色信号成分を含んでいる。色信号は１フレーム間では18
0゜の位相差をもつからである。１フレーム間差信号DY
1,DY2,DY01,DY02は係数器111,112,113,114でそれぞれA
_K1,B_K1,C_K1,D_K1倍されたのち最大値回路115に入力す
る。係数器111,112,113,114は４種類の１フレーム間差
信号に重み付けを与えるためのもので，それらの係数A
_K1,B_K1,C_K1,D_K1は実験により最適値にあらかじめ設定さ
れる。最大値回路115は４つの入力信号のうちの最も大
きいレベルをもつ信号を選択して出力する回路である。
最大値回路115で選択されたレベルの最も大きい信号は
第２の低減通過フィルタ（これをLPF₂という）116に入
力する。LPF₂の通過帯域は上述したLPF₁の通過帯域より
も狭く，色信号成分を完全に除去してそれよりも周波数
の低い輝度信号成分のみを通過させるようにつくられて
いる。１フレーム間差信号には上述のように静止画部分
の色信号成分も含まれているからである。LPF₂を通過し
た１フレーム間の動きを表わす輝度信号成分は絶対値回
路117で絶対値化され,3つの比較器C2A,C2B,C2Cに入力す
る。

比較器C2A,C2B,C2Cもまた動きを表わす輝度信号成分
のレベルを４段階に分類するものであり，それぞれに基
準値2A,2B,2C（2A＜2B＜2C）が与えられている。これら
の比較器C2A〜C2Cの出力（“1"または“0"）はデコーダ
D2に入力する。デコーダD2の動作は第10図に示す通りで
あり,2ビット（MSB,LSB）の出力を発生する。

２つのデコーダD1とD2の各２ビットの出力信号は係数
発生回路103に入力する。係数発生回路103はデコーダD
1,D2からの入力信号の表わすコード（“1"または“0"）
に応じて所定の係数K_Y・１−K_Yを表わす信号を出力する
ものであり，その動作が第12図に示されている。

上述のようにデコーダD1,D2の出力はそれぞれ２フレ
ーム間差信号DYC,1フレーム間差信号DY1〜DY02における
輝度信号成分によって表わされる動きの程度を示してお
り，出力“11"が最も激しい動きを，出力“00"が最も穏
やかな動きないしは静止画状態を示している。輝度信号
のための係数K_Yは０〜１の間の値をとり，動きが激しい
ほど大きな値に設定される。この実施例では係数K_Yのと
りうる値は４段階0,0.375,0.625および１にあらかじめ
固定されている。第12図においては，デコーダD1の出力
とデコーダD2の出力との間の大小関係を判定し，係数K_Y
が決定されている。係数K_Yの決定の仕方はこれに限られ
ることなく種々考えられるのはいうまでもない。係数１
−K_Yは係数K_Yを１から減算した値として決定される。

色信号の混合切換えのための係数K_C,1−K_Cを作成する
回路の一例が第６図に示されている。この回路には２フ
レーム間差信号DYCのみが入力している。

２フレーム間差信号DYCは第３の帯域通過フィルタ
（これをBPF₃という）に与えられる。BPF₃はBPF₂と中心
周波数は同じであるがそれよりもさらに狭帯域の通過帯
域をもつもので，これにより２フレーム間差信号DYC中
の動きを表わす色信号成分が確実に抽出される。BPF₃12
1の出力色信号成分は絶対値回路122で絶大値化されて２
つの比較器C3A,C3Bに入力する。これらの比較器C3A,C3B
には基準値3A,3B（3A＜3B）がそれぞれ与えられてい
る。このように色信号成分のレベルを２つの比較器によ
って３段階に分類しているのは，色信号の混合切換えは
人間の視覚特性上細かく制御する必要がないからであ
る。

比較器C3A,C3Bの出力信号はデコーダB3に入力する。
デコーダD3の動作が第11図に示されている。このデコー
ダD3もまた動きが激しいほど大きな値を表わす２ビット
・コードを出力する。

デコーダD3の２ビット出力は次に係数発生回路123に
入力する。係数発生回路123の動作は第13図に示されて
いる。デコーダD3から入力する２ビット・コード信号が
表わす値が大きいほど動きが激しく，大きな値の係数K_C
が設定される。係数K_Cもまた０〜１の間の値をとり，こ
の実施例では0,0.5,および１の３段階の値に固定され，
この値がデコーダD3の出力に応じて選択される。１から
K_Cを減算した値をもつ係数１−K_Cもまた決定される。

ノイズ低減のために用いる係数K_Nを作成する回路の一
例が第７図に示されている。この回路には２フレーム間
差信号DYCと１フレーム間差信号DY1,DY2,DY01,DY02とが
入力する。

２フレーム間差信号DYCは絶対値回路131で絶対値化さ
れたのち最大値回路132に入力する。絶対値回路131の出
力信号は２フレーム間における動きを表わす輝度信号成
分と色信号成分とを含んでいる。

他方１フレーム間差信号DY1,DY2,DY01,DY02は係数器1
41,142,143,144でそれぞれA_K2,B_K2,C_K2,D_K2倍されたの
ち，最大値回路145に入力する。これらの係数器も１フ
レーム間差信号に適当な重みを与えるためのもので，そ
の係数は実験により最適値に設定される。最大値回路14
5から出力される最も大きい動きを表わす信号は次に,LP
F₂146に入力し，色信号成分が除去される。LPF₂146の出
力信号は１フレーム間における動きを表わす輝度信号成
分であり，これは絶大値回路147で絶対値化され，最大
値回路132に入力する。

最大値回路132は絶対値回路131,147から入力する２つ
の入力信号のうちのいずれかレベルの大きい方の信号を
選択して出力する。この回路132の出力信号は基準値4A,
4B,4C（4A＜4B＜4C）がそれぞれ与えられている３つの
比較器C4A,C4B,C4Cに入力し,4段階に分けられる。これ
らの比較器C4A〜C4Cの出力はデコーダD4に入力する。デ
コーダD4の動作は上述した第10図に示されている。デコ
ーダD4の２ビット・コード出力は係数発生回路133に入
力する。

係数発生回路133の動作が第14図に示されている。デ
コーダD4の出力コードの表わす値が大きいほど動きが激
しい。係数K_Nは動きが激しいほど小さな値に設定され
る。この実施例では係数K_Nは0.75,0.625,0.375および０
の４段階に固定的に設定されており，入力コードに応じ
てこれらのうちのいずれかが選択される。動きがほとん
ど無いないしは静止画のときには（入力コードは“0
0"）係数K_Nは最も大きい0.75に，動きが最も激しいとき
には（入力コードは“11"）係数K_Nは０に設定される。

第８図はノイズ低減回路60に含まれる振幅調整回路70
の一例を示している。この回路70は上述したように２フ
レーム間差信号DYCを入力とし，減算回路61に与えるべ
き被減算信号を出力するものである。

振幅調整回路70は切換器72を備えている。この切換器
72は３つの入力a,b,cのうちのいずれか１つをデコーダD
5から出力されるコード信号に応じて切換え接続して出
力し，減算回路61に与えるものである。後に詳しく説明
するように,2フレーム間差信号DYCによって表わされる
動きの程度に応じて動きが無いないしは穏やかなときに
は入力ａが，中間のときには入力ｂが、激しいときには
入力ｃがそれぞれ選択される。

２フレーム間差信号DYCは２フレーム間における動き
を表わす輝度信号成分および色信号成分（動きがないと
きにはこれらの成分は０）ならびにノイズ成分を含んで
いる。この差信号DYCは係数器71に入力する。係数器71
の係数は上記K_Nによって決定される。係数器71によって
K_N倍された差信号DYCは入力ａとして切換器72に与えら
れる。

２フレーム間差信号DYCはまた符号判別回路73に入力
し，その符号（正または負）が判別され，この判別結果
は閾値符号化回路74に入力する。閾値符号化回路74には
後述する閾値発生回路63または64から出力される閾値A1
またはA2（これらを包括して便宜的にＡで表わす）が入
力している。符号化回路74においてこの入力閾値Ａに符
号化回路73で判別された符号が付与され，入力ｂとして
切換器72に与えられる。閾値発生回路63,64とは別に設
けられた閾値発生回路から出力される閾値信号を符号化
回路74に入力するようにしてもよい。

切換回路72の入力ｃは０レベルの信号である。

２フレーム間差信号DYCはまた動きの程度を検出する
ために絶対値回路75に与えられ，絶対値化されたのち比
較器CAおよびCBにそれぞれ入力する。比較器CAおよびCB
の基準値となる相互に異なる閾値A1,A2およびB1,B2をそ
れぞれ発生する回路63,64および65,66が設けられてい
る。これらの閾値はA1＜B1,A1＜A2,B1＜B2の関係にあ
る。閾値A1,A2のうちいずれか一方が切換スイッチ76に
よって，閾値B1,B2のうちのいずれか一方が切換スイッ
チ77によってそれぞれ選択され，比較器CA,CBにそれぞ
れ与えられる。切換スイッチ76,77は連動しており，手
動で切換が可能である。これにより,S/N改善の効果が画
像によって切換えられる。

比較器CA,CBの出力信号（“0"または“1"）はデコー
ダD5に入力する。デコーダD5の動作およびデコーダD5の
出力によって制御される切換器72の切換動作が第15図に
示されている。２フレーム間差信号DYCに基づいて検出
される画像の動きが激しいときにはデコーダD5の出力は
“11"となり，切換器72において入力ｃが選択される。
この場合には切換器72の出力は０であるから，減算回路
61に入力する原映像信号はそのまま減算回路61を通過す
る。すなわちノイズ低減動作は行なわれない。動きが中
間程度の場合にはデコーダD5の出力は“10"となり，切
換器72において入力ｂが選択される。したがって閾値符
号化回路74から出力される，振幅が一定（閾値Ａに等し
い）でかつ差信号DYCと同じ符号をもつ閾値信号が減算
回路61に与えられ，原映像信号からこの閾値信号が減算
される。このことによりある程度のノイズ低減効果が得
られる。動きが穏やかまたは無い場合にはデコーダD5の
出力が“00"となり、切換器72において入力ａが選択さ
れる。この場合には係数器71によってK_N倍された２フレ
ーム間差信号が減算回路61に与えられ，この信号が原映
像信号から減算されるので，動きの程度に応じたノイズ
低減効果が期待できる。

第16図は切換スイッチ57の切換制御信号Ｓを発生する
回路を示している。この回路には２フレーム間差信号DY
Cおよび１フレーム間差信号DY1,DY2,DY01,DY02が入力す
る。２フレーム間差信号DYCは上述のように２フレーム
間の動きを表わす輝度信号成分と色信号成分とを含んで
いる。この信号DYCは絶対値回路160で絶対値化されたの
ち，比較器C6Pに入力し，その基準値6Pと比較される。
信号DYCの表わす画像の動きが無いかまたは小さい場合
には比較器C6Pから“0"の信号が出力される（これを端
的に「相関あり」ということにする）。また信号DYCの
表わす画像の動きが大きい場合には比較器C6Pから“1"
の信号が出力される（これを「相関なし」という）。比
較器C6Pの出力信号は信号MYCとしてデコーダD6に入力す
る。

一方,1フレーム間差信号DY1,DY2,DY01,DY02は重み付
き係数器151,152,153,154でそれぞれA_K3,B_K3,C_K3,D_K3倍
され（A_K3,B_K3,C_K3,D_K3＜１）,LPF₂155,156,157,158で
その色信号成分が除去され，さらに絶対値回路161,162,
163,164で絶対値化されたのち比較器C6A,C6B,C6C,C6Dに
それぞれ入力し，その基準値6A,6B,6C,6Dと比較され
る。比較結果に応じて相関あり“0"または相関なし“1"
を表わす信号が比較器C6A,C6B,C6C,C6Dから出力され，
それぞれ信号MY1,MY2,MY01,MY02としてデコーダD6に入
力する。

デコーダD6は比較器C6P,C6A〜C6Dからの入力信号に応
じて切換制御信号Ｓを作成するもので，その動作の一例
が第17図に示されている。基本的に比較器C6Pの出力MYC
が相関あり“0"を表わしているとき，すなわち２フレー
ム間差信号DYCに現われた動きが小さい場合であって，
比較器C6C,C6Dの出力MY01,MY02も相間あり“0"を表わし
ているときのみ切換制御信号Ｓが生成される。すべての
信号MYC,MY1,MY2,MY01,MY02が“0"を表わしているとき
には，切換スイッチ57の入力端子Taを選択する信号Ｓが
発生し，フレーム間Y/C分離回路40において２フレーム
型のY/C分離動作が行なわれる。また，信号MYC,MY1,MY0
1,MY02が“0"で，信号MY2のみが“1"の場合には入力端
子Tbを選択する信号Ｓが生成され，第１の１フレーム型
Y/C分離動作が行なわれる。信号MYC,MY2,MY01,MY02が
“0"で，信号MY1のみが“1"の場合には入力端子Tcを選
択する信号Ｓが発生し，第２の１フレーム型Y/C分離動
作が行なわれる。信号MYC,MY01,MY02が“0"で，信号MY
1,MY2がともに“1"の場合には信号Ｓは前回出力された
状態に保持される。

信号MYCが“0"であって信号MY01またはMY02が“1"の
場合，および信号MYCが“1"の場合には，他の信号の状
態に関係なく，混合切換回路50においてライン間Y/C分
離による輝度信号YLと色信号CLが選択され，フレーム間
Y/C分離による輝度信号YFと色信号CFは出力されないよ
うにする。これは，強制的に係数K_Y,K_Cを１に設定する
か，または係数K_Y,K_Cが１となるようにこれらの係数発
生回路の比較器の基準値を調整しておくことにより実現
される。信号MYC,MY01,MY02が“0"で信号MY1,MY2が“1"
の場合にもライン間Y/C分離のみを用いるようにしても
よい。

以上のようにして,2フレーム間差信号DYC,第3,第４の
１フレーム間差信号MY01,MY02に現われる動きの程度
や，動きが第１の１フレーム間差信号DY1に現われてい
るのか，第２の１フレーム間差信号DY2に現われている
のかに応じて，フレーム間Y/C分離を２フレーム間差信
号に基づいて行なうか，前後の１フレーム間差信号のい
ずれに基づいて行なうのかが切換制御される。

第18図は混合切換回路50の具体的構成の一例を示して
いる。この回路50は輝度信号についての回路と色信号に
ついての回路とを備えている。

輝度信号についての回路は，ライン間Y/C分離による
輝度信号YLが入力する係数器51と，フレーム間Y/C分離
による輝度信号YFが入力する係数器52と，これらの係数
器51,52の出力信号を加算する加算回路53とから構成さ
れ，加算回路53の出力信号がこのY/C分離装置の出力で
ある輝度信号Ｙとなる。係数器51の係数はK_Yであり，係
数器52の係数は１−K_Yである。信号YLは係数器51におい
てK_Y倍される。信号YFは係数器52において（１−K_Y）倍
される。係数K_Yは画像における動き（輝度信号に基づい
て検出された動き）が激しいほど大きな値をとり，係数
１−K_Yは動きが小さいほど大きな値をとる。したがって
動きが激しいほどライン間Y/C分離輝度信号YLの混合さ
れる割合が多くなり,K_Yが１の場合にはこの信号YLが輝
度信号Ｙとして出力される。逆に動きが小さいほどフレ
ーム間Y/C分離輝度信号YFの混合される割合が多くな
り，静止画の場合には信号YFが輝度信号Ｙとして出力さ
れる。

色信号についての混合切換回路の動作も輝度信号の場
合と全く同じである。すなわちこの回路は，ライン間Y/
C分離による色信号CLをK_C倍する係数器54と，フレーム
間Y/C分離による色信号CFを（１−K_C倍）する係数器55
と，これらの係数器54,55の出力信号を加算する加算回
路56とから構成され，加算回路56の出力信号がこのY/C
分離装置の出力である色信号Ｃとなる。係数K_Cは画像に
おける動き（色信号に基づいて検出された動き）が激し
いほど大きな値をとり，係数１−K_Cは動きが小さいほど
大きな値をとる。したがって動きが激しいほどライン間
Y/C分離色信号CLの混合される割合が多くなり,K_Cが１の
場合にはこの信号CLが色信号Ｙとして出力される。逆に
動きが小さいほどフレーム間Y/C分離色信号CFの混合さ
れる割合が多くなり，静止画の場合には信号CFが色信号
Ｃとして出力される。

発明の効果 以上のようにこの発明では,2つのフレーム・メモリを
用い，これらのフレーム・メモリをノイズ低減手段のた
めの２フレーム間差信号の生成と，動き検出のために共
用している。このため構成を簡素化できる。また，複合
映像信号によって表わされる画像の動きを検出し，この
検出した動きの程度を，ノイズ低減手段における制御，
およびライン間Y/C分離結果とフレーム間Y/C分離結果と
の混合切換制御のために用いているので，動きの程度に
応じた適切なノイズ低減とY/C分離とを達成でき，高品
質，高精細な画像再生が期待できる。さらにフレーム間
Y/C分離として，基準映像信号とその１フレーム前後の
映像信号とを用いて行なう２フレーム型Y/C分離と，基
準映像信号とその１フレーム前または後の映像信号とを
用いた２種類の１フレーム型Y/C分離とを設けている。
そして,Y/C分離と動き検出の時間軸上の位相のバランス
のよい２フレーム型Y/C分離を基本として活用し,1フレ
ーム間差信号に現われる動きが比較的大きいときには,2
つの１フレーム間差信号のうち動きの少ない方に対応す
る１フレーム型Y/C分離に切換えるようにしているの
で，動き画像の二重像妨害が発生しやすいという２フレ
ーム型Y/C分離の欠点が充分にカバーされている。

【図面の簡単な説明】

第１図は輝度信号と色信号の周波数帯域を示し，第２図
は１フィールド画面の走査を説明するための図である。 第３図はY/C分離装置の基本構成を示すブロック図であ
る。 第４図はY/C分離装置をより詳しく示すブロック図であ
る。 第５図から第７図は動き検出回路の主要部の構成を具体
的に示すブロック図であって，第５図は輝度信号成分の
動き検出回路を，第６図は色信号成分の動き検出回路
を，第７図はノイズ低減のための動き検出回路をそれぞ
れ示している。 第８図はノイズ低減回路における振幅調整回路の具体的
構成を示すブロック図である。 第９図は比較器の動作を説明するための図である。 第10図および第11図は第５図から第７図で用いられてい
るデコーダの動作を説明するためのものである。 第12図，第13図および第14図は，第５図から第７図でそ
れぞれ用いられている係数発生回路の動作を示すもので
ある。 第15図は第８図で用いられているデコーダの動作を示す
ものである。 第16図はフレーム間Y/C分離回路における切換スイッチ
の切換制御信号を発生する回路の具体的構成を示すブロ
ック図，第17図はこの回路で用いられるデコーダの動作
を説明するためのものである。 第18図は混合切換回路の構成を示す回路図である。 10,20……フレーム・メモリ， 30……ライン間Y/C分離回路， 40……フレーム間Y/C分離回路， 50……混合切換回路， 57……切換スイッチ， 60……ノイズ低減回路， 80……動き検出回路， 81,82,83,84,85……減算回路， 90……動き検出回路の主要部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１および第２のフィールド・メモリが相
   互に縦続接続されることにより構成され，入力複合映像
   信号を１フレーム分遅延させる第１フレーム・メモリ， 第３および第４のフィールド・メモリが相互に縦続接続
   されることにより構成され，第１フレーム・メモリに縦
   続接続された第２フレーム・メモリ， 入力複合映像信号と第２フレーム・メモリの出力複合映
   像信号との差をとり,2フレーム間差信号を出力する第１
   の減算手段， 第１フレーム・メモリの出力複合映像信号と第２フレー
   ム・メモリの出力複合映像信号との差をとり，第１の１
   フレーム間差信号を出力する第２の減算手段， 第１フレーム・メモリの出力複合映像信号と入力複合映
   像信号との差をとり，第２の１フレーム間差信号を出力
   する第３の減算手段， 第１フレーム・メモリの第１フィールド・メモリの出力
   複合映像信号と第２フレーム・メモリの第３フィールド
   ・メモリの出力複合映像信号との差とり，第３の１フレ
   ーム間差信号を出力する第４の減算手段， 上記第1,第２および第３の１フレーム間差信号および２
   フレーム間差信号を入力として，複合映像信号によって
   表わされる画像における動きの程度を検出する動き検出
   手段， 上記２フレーム間差信号を検出された動きの程度に応じ
   たレベルに変換して入力複合映像信号から減算するノイ
   ズ低減手段， 第１フレーム・メモリの出力複合映像信号とそれに隣接
   するラインの複合映像信号とを用いて輝度信号と搬送色
   信号とを分離するライン間Y/C分離手段， 第１フレーム・メモリの出力複合映像信号と入力複合映
   像信号と第２フレーム・メモリの出力複合映像信号とを
   用いて輝度信号と搬送色信号とを分離する２フレーム型
   Y/C分離手段， 第１フレーム・メモリの出力複合映像信号と第２フレー
   ム・メモリの出力複合映像信号とを用いて輝度信号と搬
   送色信号とを分離する第１の１フレーム型Y/C分離手
   段， 第１フレーム・メモリの出力複合映像信号と入力複合映
   像信号とを用いて輝度信号と搬送色信号とを分離する第
   ２の１フレーム型Y/C分離手段， 第1,第2,第３および第４の減算手段から得られる２フレ
   ーム間差信号，第1,第2,第３のの１フレーム間差信号の
   レベルに応じて，上記２フレーム型Y/C分離手段，第1,
   第２の１フレーム型Y/C分離手段のうちのいずれかから
   得られる輝度信号と搬送色信号とをフレーム間Y/C分離
   による信号として出力する選択手段，ならびに ライン間Y/C分離による輝度信号および搬送色信号と，
   フレーム間Y/C分離による輝度信号および搬送色信号と
   を，検出された動きの程度に応じてそれぞれ混合または
   切換えて最終的な輝度信号および搬送色信号を出力する
   混合切換手段， を備えた複合映像信号のY/C分離装置。