JPH0475712B2 - - Google Patents
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- JPH0475712B2 JPH0475712B2 JP58204465A JP20446583A JPH0475712B2 JP H0475712 B2 JPH0475712 B2 JP H0475712B2 JP 58204465 A JP58204465 A JP 58204465A JP 20446583 A JP20446583 A JP 20446583A JP H0475712 B2 JPH0475712 B2 JP H0475712B2
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- color
- color signals
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N11/00—Colour television systems
- H04N11/06—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined
- H04N11/12—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only
- H04N11/14—Transmission systems characterised by the manner in which the individual colour picture signal components are combined using simultaneous signals only in which one signal, modulated in phase and amplitude, conveys colour information and a second signal conveys brightness information, e.g. NTSC-system
- H04N11/146—Decoding means therefor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Color Television Systems (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
Description
「産業上の利用分野」
この発明は、カラーテレビジヨン受像機、カラ
ーVTRなどに適用されるデイジタルカラーデコ
ーダのカラーデコード方法に関する。
「背景技術とその問題点」
NTSC方式のカラービデオ信号からRGB3原色
信号に変換するカラーデコード方法は、従来、
Y/C分離フイルタを用いて輝度信号と搬送色信
号とに分離し、分離された搬送色信号を色差信号
I,Qに復調し、更にマトリクス変換により輝度
信号と色差信号I,Qとから3原色信号を形成す
るものであつた。この従来のカラーデコード方法
は、上述のように3段階の処理が必要であり、処
理段数が多くなるという欠点があつた。また、従
来のカラーデコード方法は、Y/C分離フイルタ
として例えば、バンドパスフイルタを用い、周波
数領域での分離を行なつていたが、搬送色信号と
輝度信号との周波数特性は重なりあつていて完全
に分離が行なえないという欠点があつた。また、
Y/C分離フイルタとしてデイジタルフイルタな
どを用いた周波数分離フイルタでは、タツプ数が
多くならざる得ず、輝度信号がなまるという問題
点があつた。
「発明の目的」
従つてこの発明の目的は、NTSC方式等のよう
なカラービデオ信号から直接RGB3原色信号に変
換できるカラービデオ信号のデコード方法を提供
することにある。
また、この発明の目的は、時間領域での逐次処
理を用い、最適な分離を行なうことで、信号がな
まることなく完全なY/C分離を行なうことがで
きるカラーデコード方法を提供することにある。
「発明の概要」
この発明は、デイジタルカラービデオ信号から
デイジタル3原色信号をデコードするカラーデコ
ード方法において、前回の3原色信号の推定値を
状態方程式モデルに基いて遷移させ今回の予測値
を得るステツプと、予測値に観測係数を乗算する
ステツプと、観測係数が乗算された予測値と入力
カラービデオ信号とを比較し補正量を求め、補正
量に重み付け係数を乗算し、各成分に対する補正
量を対応する予測値に加算することにより今回の
3原色信号の推定値を得るステツプとからなるこ
とを特徴とするカラーデコード方法である。
「実施例」
NTSC方式によるコンポジツトカラービデオ信
号を、例えば周波数4SC(SC:カラーサブキヤリ
ア周波数)のサンプリングパルスを用いてデイジ
タル化した場合、今回のサンプル点における3原
色信号は相関が強く連続性のある他のサンプル点
の3原色信号を用いた時系列モデルを導入するこ
とで、予測することができる。相関の強いサンプ
ル点としては、今回のサンプル点の画素に対して
垂直方向に並ぶ近傍の画素のサンプル点、或は今
回のサンプル点の画素に対して水平方向に並ぶ近
傍の画素のサンプル点があるが、垂直方向に並ぶ
画素のサンプル点は水平方向に比べて連続性に乏
しいものであり、今回のサンプル点における3原
色信号を予測するのにふさわしくない。そこで、
水平方向に並ぶ画素のサンプル点で、相関の強い
サンプル点の3原色信号を用いて、今回のサンプ
ル点における3原色信号が予測される。
水平方向に並ぶ画素のサンプル点を用いた時系
列モデルによるモデル化としては、今回のサンプ
ル点の3原色信号Rk,Gk,Bkは1サンプル前の
前回のサンプル点の3原色信号Rk-1,Gk-1,
Bk-1とは、その相関が強い事から等しいとする
モデル
Rk=Rk-1
Gk=Gk-1
Bk=Bk-1
が考えられる。しかし、モデル化誤差は有色性が
強い事が本願発明者により確められ、モデルとし
て適当でない。そこで、この発明の最適な一実施
例では、今回のサンプル点における3原色信号
Rk,Gk,Bkと1サンプル前のサンプル点におけ
る3原色信号Rk-1,Gk-1,Bk-1との差分は、1
サンプル前の3原色信号Rk-1,Gk-1,Bk-1と2
サンプル前の3原色信号Rk-,Gk-2,Bk-2との差
分と等しいとする差分一定のモデル
Rk−Rk-1=Rk-1−Rk-2 ……
Gk−Gk-1=Gk-1−Gk-2 ……
Bk−Bk-1=Bk-1−Bk-2 ……
が用いられる。このモデルによるモデル化誤差は
白色雑音に近い事が本願発明者により確められて
いる。
上述の差分一定のモデルにより、1サンプル前
及び2サンプル前のサンプル点の3原色信号の差
分から今回のサンプル点及び1サンプル前のサン
プル点の3原色信号の差分を予測することで、今
回の3原色信号を予測することができる。この予
測値を基に、今回のサンプル点の入力信号である
NTSC方式のコンポジツトカラービデオ信号の観
測値を用いて補正し、今回のサンプル点の3原色
信号を推定することができる。
予測値は、差分一定のモデルから状態方程式を
作り状態方程式により求められる。状態方程式
は、前述の差分一定のモデルを示す,,式
を変形して、
Rk=2Rk-1−Rk-2
Gk=2Gk-1−Gk-2
Bk=2Bk-1−Bk-2
システム雑音をwRk-1,wGk-1,wBk-1夫々とす
ると、状態方程式は、
"Field of Industrial Application" The present invention relates to a color decoding method for a digital color decoder applied to color television receivers, color VTRs, and the like. "Background technology and its problems" Conventionally, color decoding methods for converting NTSC color video signals into RGB three primary color signals were
A Y/C separation filter is used to separate a luminance signal and a carrier color signal, and the separated carrier color signal is demodulated into color difference signals I and Q. Furthermore, the luminance signal and color difference signals I and Q are converted into 3 by matrix conversion. It formed a primary color signal. This conventional color decoding method requires three stages of processing as described above, and has the disadvantage of increasing the number of processing stages. In addition, conventional color decoding methods use, for example, a bandpass filter as a Y/C separation filter to perform separation in the frequency domain, but the frequency characteristics of the carrier color signal and the luminance signal overlap. The drawback was that complete separation could not be performed. Also,
A frequency separation filter using a digital filter or the like as a Y/C separation filter has a problem in that the number of taps must be increased and the luminance signal becomes dull. ``Object of the Invention'' Therefore, an object of the present invention is to provide a method for decoding a color video signal that can directly convert a color video signal such as an NTSC system into an RGB three primary color signal. Another object of the present invention is to provide a color decoding method that can perform complete Y/C separation without dulling the signal by performing optimal separation using sequential processing in the time domain. be. "Summary of the Invention" The present invention provides a color decoding method for decoding digital three primary color signals from a digital color video signal, which includes a step of transitioning the previous estimated values of the three primary color signals based on a state equation model to obtain the current predicted values. , the step of multiplying the predicted value by the observation coefficient, the step of comparing the predicted value multiplied by the observation coefficient with the input color video signal to find the correction amount, multiplying the correction amount by the weighting coefficient, and calculating the correction amount for each component. This color decoding method is characterized by the step of obtaining estimated values of the current three primary color signals by adding them to the corresponding predicted values. "Example" When a composite color video signal based on the NTSC system is digitized using, for example, a sampling pulse with a frequency of 4 SC ( SC : color subcarrier frequency), the three primary color signals at the current sample point are highly correlated and continuous. Prediction can be made by introducing a time series model using three primary color signals of other sample points with different characteristics. Sample points with a strong correlation are sample points of neighboring pixels arranged vertically to the pixel of the current sample point, or sample points of neighboring pixels arranged horizontally to the pixel of the current sample point. However, the sample points of pixels arranged in the vertical direction are less continuous than those in the horizontal direction, and are not suitable for predicting the three primary color signals at the current sample points. Therefore,
The three primary color signals at the sample point of the current sample point are predicted using the three primary color signals of the sample points with strong correlation among the sample points of pixels arranged in the horizontal direction. For modeling using a time series model using sample points of pixels lined up in the horizontal direction, the three primary color signals R k , G k , B k of the current sample point are the three primary color signals R of the previous sample point one sample before. k-1 , G k-1 ,
A model that assumes that B k-1 is equal to R k = R k-1 G k = G k-1 B k = B k-1 can be considered because their correlation is strong. However, the inventor of this application has confirmed that modeling errors are strongly colored, and this is not suitable as a model. Therefore, in an optimal embodiment of the present invention, the three primary color signals at the current sample point are
The difference between R k , G k , B k and the three primary color signals R k-1 , G k-1 , B k-1 at the sample point one sample before is 1
Three primary color signals R k-1 , G k-1 , B k-1 and 2 before sample
A model with a constant difference that is equal to the difference between the three primary color signals R k- , G k-2 , and B k-2 before the sample R k −R k-1 = R k-1 − R k-2 …… G k −G k-1 =G k-1 −G k-2 ... B k −B k-1 =B k-1 −B k-2 ... is used. The inventor of this application has confirmed that the modeling error caused by this model is close to white noise. Using the constant difference model described above, the difference between the three primary color signals at the current sample point and the sample point one sample before is predicted from the difference between the three primary color signals at the sample point one sample before and two samples before. Three primary color signals can be predicted. Based on this predicted value, the input signal of this sample point is
By correcting the observed values of the NTSC composite color video signal, it is possible to estimate the three primary color signals at the current sample point. The predicted value is obtained by creating a state equation from a model with a constant difference. The equation of state shows the above-mentioned constant difference model, by transforming the equation, R k = 2R k-1 −R k-2 G k = 2G k-1 −G k-2 B k = 2B k- 1 −B k-2 If the system noise is wR k-1 , wG k-1 , wB k-1 respectively, the state equation is
【表】
として求められる。式において、状態変数Xk
を
XT K=〔Rk-1 Rk-2 Gk-1 Gk-2 Bk-1Bk-2〕とし
遷移行列Фを
Φ=2
1
0
0
0
0 −1
0
0
0
0
0 0
0
2
1
0
0 0
0
−1
0
0
0 0
0
0
0
2
1 0
0
0
0
−1
0
とすると、式で示す状態方程式は、
Xk=ФXk-1+Wk-1 ……
として表わされる。システム雑音Wk-1は前述の
ように白色雑音に近いものであるから、予測値
X^k′は、
X^k′=ФXk-1 ……
として予測することができる。式により、今回
のサンプル点の3原色信号が予測される。
一方、入力信号として観測される観測値Zkは、
今回の画素におけるNTSC方式のコンポジツトカ
ラービデオ信号である。NTSC方式のコンポジツ
トカラービデオ信号は、3原色信号との線形方程
式で示すことができる。つまり、NTSC方式によ
るカラービデオ信号は、3原色信号をマトリクス
変換により下式のように輝度信号Yと色差信I
,Qに変換し、
Y=0.3R+0.59G+0.11B ……
I=0.6R−0.28G−0.32B ……
Q=0.21R−0.52G+0.31B ……
求められた色差信号I,Qを周波数SCのカラー
サブキヤリア(その角度周波数ωCとする)で次
式に示すように直角2相変調するこよにより搬送
色信号Cを形成し、
C=Icos(ωCt+33°)
+Qsin(ωCt+33°) ……
この搬送色信号Cと輝度信号を重畳することによ
り作られる。
ここで、〜式で示すマトリクス変換を次式
の行列Aとし、
A=0.3
0.6
0.21 0.59
−0.28
−0.52 0.11
−0.32
0.31 ……
輝度信号及び搬送色信号の重畳を次式のように表
わせば、
Dk=〔1cosωCt+33°sinωCt+33°) ……
NTSCコンポジツトカラービデオ信号は、行列A
とDkとによる3原色信号の線形方程式で示すこ
とができる。つまり、kサンプル目の3原色信号
を、
yk=Rk
Gk
Bk
とすると、kサンプル目のNTSC方式によるコン
ポジツト色信号Zkは、
Zk=Dk・A・yk
で示すことができる。
前述の状態変数Xk(XT k=〔Rk,Rk-1,Gk,
Gk-1,Bk,Bk-1〕)を用いて、同様に線形方程
式を示すと、
C=1 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 1 0
とすると、
Zk=Dk・A・C・Xk ……
となる。式において、観測行列Hkを
Hk=Dk・A・C
とすると、観測方程式は
Zk=Hk・Xk ……
で示される。
観測行列Hkは、周波数4SCのサンプリングパ
ルスによりデイジタル化された場合、搬送色信号
の形成及び搬送色信号と輝度信号との重畳による
変換を示す行列
Dk=〔1cos〓ct+33°sin〓ct+33°〕
の値が4種類となり、他の変換を示す行列は定数
であるので、4種類の行列となる。4種類の観測
行列H1,H2,H3,H4を計算すると、
H1=〔 0.9176 0 0.0720 00.0105 0〕
H2=〔0.1493 0 0.3064 0 0.5443 0〕
H3=〔−0.3176 0 1.1080 0 0.2095 0〕
H4〔 0.4507 0 0.8736 0−0.3243 0〕
の値が得られる。
ここで、前述の状態方程式により求められる今
回の予測値X^K′と今回の観測値Zk(Zk=Hk・
Xk)とが比較される。
予測値X^k′は、今回の3原色信号を予測した値
で、観測値Zkは、今回のNTSCコンポジツトカ
ラービデオ信号である。そのままの形では、両者
は比較することができない。前述の式に示すよ
うに、NTSCコンポジツトカラービデオ信号の観
測値は、観測行列Hkによる状態変数Xkとの線形
方程式で示されるものであるから、予測値X^k′に
観測行列Hkを乗算することにより、予測値
X^k′がNTSCコンポジツトカラービデオ信号に変
換され、観測値Zkと予測値X^k′とを比較し補正量
を求めることができる。なお、観測行列Hkは前
述のように4SCのサンプリングパルスによりデイ
ジタル化された場合、4種類の値となるものであ
る。
比較された観測値Zkと予測値X^k′との補正量に
基づき、各成分に対する補正量が重み行列Kkに
よる加重平均で求められる。重み行列Kkは観測
雑音がなく、システム雑音の分散が一定としてい
れば、繰り返し処理により定常値となる。シユミ
レーシヨンの結果、重み行列の定常値K1,K2,
K3,K4は観測行列H1〜H4に対応して
KT 1=〔1.058 0.560 0.214 0.042 1.324 0.893〕
KT 2=〔−0.055 −0.050 0.861 0.500 1.367
0.900〕
KT 3=〔 0.192 0.077 0.978 0.484 −0.108 −
0.294〕
KT 4=〔1.144 0.683 0.424 0.250 −0.351 −
0.286〕
で示す4種類の値が得られた。この定常値を用い
る事により逆行列等の複雑な計算は 不要とな
る。
上述の結果から、各成分に対する補正量は、比
較のため観測行列が乗算された予測値Hk・
X^k′と観測値Zkとの補正量に基づく加重平均
Ki(Zk−Hi・X^k′)但しi=1,2,3,4
……
で示される。
式により求められた各成分に対する補正量に
より、予測値X^k′の各成分を補正することによ
り、今回の推定値X^kが求められる。この推定値
X^kにより次回のサンプル点でも予測値が同様に
求められ、この予測値と次回の入力信号の観測値
とを比較し、予測値に補正量を与えることで、次
回のサンプルの推定値が推測され、以下同様に推
定値が推測される。つまり式により予測値
Xk′=ФXk-1で示されるものであるから、式
に示す各成分に対する補正量により補正された推
定値X^kは下式のように示されるものとなる。こ
の推定値X^kにより3原色信号の推定値Rk,Gk,
B^kが得られる。
X^k=ФX^k-1+Ki(Zk−Hi・ФX^k-1) ……
但しi=1,2,3,4
上式に基づくハードウエアを実現することによ
り、NTSC方式のコンポジツトカラービデオ信号
をそのまま3原色信号に変換するデイジタルカラ
ーデコーダが実現できる。
この発明が適用されたデイジタルカラーデコー
ダの一例について、図面を参照して説明する。
第1図において1が入力端子を示し、入力端子
1から周波数4SCのサンプリングパルスでデイジ
タル化されたNTSC方式によるコンポジツトカラ
ービデオ信号Zkが減算回路2に供給される。一
方、3,4,5が推定値X^kによる3原色信号の
推定値R^k,G^k,B^kが取り出される出力端子を
示し、6,7,8が推定値Xkによる1サンプル
前の3原色信号の推定値Rk-1,Gk-1,Bk-1が取
り出される端子を示す。
出力端子3,4,5の出力が遅延回路9,1
0,11に夫々供給される。遅延回路9,10,
11は1サンプリング周期の遅延量を持つ遅延回
路で、遅延回路9,10,11により、出力端子
3,4,5に今回の推定値Xkによる3原色信号
の推定値Rk,Gk,Bkが取り出される時、前回
の推定値Xk-1による3原色信号の推定値Rk-1,
Gk-1,Bk-1が取り出される。前回の推定値Xk-1
による3原色信号の推定値Rk-1,Gk-1,Bk-1が
加算回路33,35,37に夫々供給されると共
に、乗算回路12,13,14に夫々供給され
る。乗算回路12,13,14により、夫々の値
が2倍され、その出力が減算回路15,16,1
7に夫々供給される
一方、端子6,7,8には、この時今回の推定
値による1サンプル前の3原色信号Rk-1,
Gk-1,Bk-1が取り出されていて、この出力が遅
延回路18,19,20に夫々供給される。遅延
回路18,19,20は1サンプリング周期の遅
延回路で、遅延回路18,19,20により、前
回の推定値による2サンプル前の3原色信号の推
定値Rk-2,Gk-2,Bk-2が夫々取り出される。遅
延回路18,19,20に取り出された出力が、
減算回路15,16,17に夫々供給される。
減算回路15,16,17により、前回の推定
値Xk-1による1サンプル前の3原色信号の推定
値Rk-1,Gk-1,Bk-1の夫々の2倍の値から前回
の推定値Xk-1による2サンプル前の3原色信号
の原色信号の推定値Rk-2,Gk-2,Bk-2が減算さ
れ、状態方程式に基づき、今回の予測値Xk′によ
る3原色信号の予測値Rk′,Gk′,Bk′が減算回路
15,16,17により求められる。減算回路1
5,16,17の出力が加算回路32,34,3
6に夫々供給されると共に、乗算回路21,2
2,23に夫々供給される。
乗算回路21,22,23の係数h1,h2,h3
は、第2図に示すように夫々に関して、カラーサ
ブキヤリアの1周期内の4個のサンプリング位相
と夫夫対応する4種類の係数が用いられるもの
で、この係数は前述の観測行列H1〜H4により求
められる。このような係数h1,h2,h3は、例えば
ROMに夫々4種類の値が書き込まれ、1サンプ
ル毎に夫々の係数が選択されるものである。
乗算回路21の出力及び乗算回路22の出力が
加算回路24に供給され、加算回路24の出力及
び乗算回路23の出力が加算回路25に供給され
る。これら乗算回路21,22,23及び加算回
路24,25により今回の予測値Xk′による3原
色信号Rk′,Gk′,Bk′が観測行列Hkに基づき
NTSC方式によるコンポジツトカラービデオ信号
に変換される。
加算回路25の出力が減算回路2に供給され
る。減算回路2には入力端子1から今回のNTSC
方式によるコンポジツトカラービデオ信号Zkの
値が供給されており、減算回路2により予測値
Xk′がNTSC方式のコンポジツトカラービデオ信
号に変換された値と入力信号による今回のNTSC
方式のコンポジツトカラービデオ信号の値が比較
され、補正量が求められる。減算回路2により求
められた補正量が乗算回路26,27,28,2
9,30,31に供給される。
乗算回路26〜31の係数k1,k2,k3,k4,
k5,k6は、第3図の係数テーブルに示すように
夫々関して、サンプリング位相と夫々に対するよ
うに4種類の係数が用いられるもので、この係数
は前述の重み行列K1〜K6により求められる。
夫々に4種類の値を持つ係数k1,k2,k3,k4,
k5,k6は、例えばROMに4種類の値が書き込ま
れ、1サンプル毎に夫々の係数が選択されるもの
である。
乗算回路26〜31により求められた各成分に
対する補正量が加算回路32,33,34,3
5,36,37に夫々供給される。加算回路32
〜37には、加算回路15、遅延回路9、加算回
路16、遅延回路10、加算回路17、遅延回路
11から今回の予測値Xk′による3原色信号の予
測値Rk′,Rk′-1,Gk′,Gk′-1,Bk′,Bk-1が供
給されていて、加算回路32〜37により予測値
が各成分に対する補正量により補正され今回の推
定値による3原色信号Rk,Rk-1,Gk,Gk-1,
Bk,Bk-1が求められる。加算回路33,35,
37の出力が端子6,7,8に夫々取り出され、
加算回路32,34,36の出力が出力端子3,
4,5に取り出され、今回のサンプル点の推定値
が得られる。
「応用例」
この発明は、4SCのサンプリングパルスにより
デイジタル化されたNTSC方式のコンポジツトカ
ラービデオ信号ばかりでなく、任意のサンプリン
グ周波数によりデイジタル化されたカラービデオ
信号に対しても同様に適用することができる。
「発明の効果」
この発明に依れば、1回の処理でNTSC方式に
よるカラービデオ信号を直接R,G,B3原色信
号に変換することができる。また、この発明に依
れば、状態方程式に基づく時間領域での分離処理
であるので、最適な分離処理が可能であり、また
逐次処理を行なつているので信号のなまりがほと
んどないものとなる。更に、この発明に依れば適
応処理、雑音除去処理が本質的に可能なカラーデ
コーダを実現することができる。[Table] In the equation, the state variable Xk
Let X T K = [R k-1 R k-2 G k-1 G k-2 B k-1 B k-2 ] and the transition matrix Φ=2 1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 0 2 1 0 0 0 0 -1 0 Then, the equation of state shown by the formula is X k = ФX k-1 + W k-1 ... It is expressed as Since the system noise W k-1 is close to white noise as mentioned above, the predicted value
X^k' can be predicted as X^ k '=ФX k-1 ... The three primary color signals of the current sample point are predicted by the formula. On the other hand, the observed value Zk observed as an input signal is
This is an NTSC composite color video signal for the current pixel. An NTSC composite color video signal can be expressed by a linear equation with three primary color signals. In other words, a color video signal based on the NTSC system is produced by converting the three primary color signals into a luminance signal Y and a color difference signal I as shown in the following equation.
, Q, Y = 0.3R + 0.59G + 0.11B ... I = 0.6R - 0.28G - 0.32B ... Q = 0.21R - 0.52G + 0.31B ... The obtained color difference signals I and Q are converted to frequency SC A carrier color signal C is formed by performing quadrature two-phase modulation with the color subcarrier (its angular frequency is ω C ) as shown in the following equation, C = Icos (ω C t + 33°) + Qsin (ω C t + 33°) )... It is created by superimposing this carrier color signal C and the luminance signal. Here, the matrix transformation shown by the formula ~ is the matrix A of the following formula, A=0.3 0.6 0.21 0.59 −0.28 −0.52 0.11 −0.32 0.31 ... If the superposition of the luminance signal and carrier color signal is expressed as the following formula, Dk=[1cosω C t+33°sinω C t+33°)... NTSC composite color video signal is matrix A
It can be expressed as a linear equation of the three primary color signals by and Dk . That is, if the three primary color signals of the k-th sample are y k =R k G k B k , then the composite color signal Z k of the k-th sample according to the NTSC system can be expressed as Zk = Dk·A·yk. The aforementioned state variable Xk (X T k = [Rk, Rk -1 , Gk,
Gk -1 , Bk, Bk -1 ]) to similarly show a linear equation, if C=1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 then Zk=Dk・A・C・Xk... In the equation, if the observation matrix Hk is Hk=Dk・A・C, the observation equation is shown as Zk=Hk・Xk... When the observation matrix Hk is digitized by a sampling pulse with a frequency of 4 SC , a matrix D k = [1cos〓 c t + 33° sin〓 c t+33°] There are four types of values, and the matrices indicating other transformations are constants, so there are four types of matrices. When calculating the four types of observation matrices H 1 , H 2 , H 3 , and H 4 , H 1 = [0.9176 0 0.0720 00.0105 0] H 2 = [0.1493 0 0.3064 0 0.5443 0] H 3 = [−0.3176 0 1.10 80 0 The value of 0.2095 0] H 4 [0.4507 0 0.8736 0−0.3243 0] is obtained. Here, the current predicted value X^K′ obtained from the state equation described above and the current observed value Zk (Zk = Hk・
Xk) is compared. The predicted value X^k' is a predicted value of the current three primary color signals, and the observed value Zk is the current NTSC composite color video signal. In their original form, the two cannot be compared. As shown in the above equation, the observed value of the NTSC composite color video signal is expressed by a linear equation with the state variable Xk using the observation matrix Hk, so the predicted value X^k' is multiplied by the observation matrix Hk. The predicted value by
X^k' is converted into an NTSC composite color video signal, and the amount of correction can be determined by comparing the observed value Zk and the predicted value X^k'. Note that when the observation matrix Hk is digitized using 4 SC sampling pulses as described above, it takes on four types of values. Based on the amount of correction between the compared observed value Zk and predicted value X^k', the amount of correction for each component is determined by a weighted average using a weight matrix Kk. If there is no observation noise and the variance of system noise is constant, the weight matrix Kk becomes a steady value through repeated processing. As a result of the simulation, the stationary values of the weight matrix K 1 , K 2 ,
K 3 and K 4 correspond to observation matrices H 1 to H 4 , and K T 1 = [1.058 0.560 0.214 0.042 1.324 0.893] K T 2 = [−0.055 −0.050 0.861 0.500 1.367
0.900〕 K T 3 = [ 0.192 0.077 0.978 0.484 −0.108 −
0.294〕 K T 4 = [1.144 0.683 0.424 0.250 −0.351 −
0.286] Four types of values were obtained. By using this stationary value, complex calculations such as inverse matrices are not necessary. From the above results, the correction amount for each component is the predicted value Hk multiplied by the observation matrix for comparison.
Weighted average based on the amount of correction between X^k′ and observed value Zk Ki (Zk−Hi・X^k′) where i=1, 2, 3, 4
It is indicated by... The current estimated value X^k is obtained by correcting each component of the predicted value X^k' using the correction amount for each component determined by the formula. This estimate
The predicted value for the next sample point is obtained in the same way using The estimated value is estimated, and the estimated value is estimated in the same way. In other words, the predicted value by the formula
Since Xk'=ФXk -1 , the estimated value X^k corrected by the correction amount for each component shown in the equation is shown as the following equation. Based on this estimated value X^k, estimated values Rk, Gk,
We get B^k. X^k=ФX^k -1 +Ki (Zk−Hi・ФX^k -1 ) ...where i=1, 2, 3, 4 By realizing the hardware based on the above formula, it is possible to create an NTSC composite. A digital color decoder that directly converts a color video signal into three primary color signals can be realized. An example of a digital color decoder to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 indicates an input terminal, from which a composite color video signal Zk according to the NTSC system, which is digitized with sampling pulses having a frequency of 4 SC , is supplied to a subtraction circuit 2. On the other hand, 3, 4, and 5 indicate the output terminals from which the estimated values R^k, G^k, and B^k of the three primary color signals based on the estimated value X^k are taken out, and 6, 7, and 8 indicate the It shows the terminals from which the estimated values Rk -1 , Gk -1 and Bk -1 of the three primary color signals before sampling are taken out. The outputs of output terminals 3, 4, and 5 are output to delay circuits 9 and 1.
0 and 11, respectively. delay circuits 9, 10,
11 is a delay circuit having a delay amount of one sampling period, and the estimated values Rk, Gk, Bk of the three primary color signals based on the current estimated value Xk are taken out from the delay circuits 9, 10, and 11 to the output terminals 3, 4, and 5. , the estimated value Rk -1 of the three primary color signals based on the previous estimated value Xk -1 ,
Gk -1 and Bk -1 are extracted. Previous estimate Xk -1
Estimated values Rk -1 , Gk -1 and Bk -1 of the three primary color signals are supplied to adder circuits 33, 35 and 37, respectively, and also to multiplier circuits 12, 13 and 14, respectively. Multiplying circuits 12, 13, 14 double the respective values, and the outputs are sent to subtracting circuits 15, 16, 1.
On the other hand, the three primary color signals Rk -1 and Rk -1 of the previous sample based on the current estimated values are supplied to terminals 6, 7 and 8, respectively.
Gk -1 and Bk -1 are taken out, and the outputs are supplied to delay circuits 18, 19, and 20, respectively. The delay circuits 18, 19, and 20 are delay circuits with one sampling period, and the delay circuits 18, 19, and 20 calculate the estimated values of the three primary color signals two samples before based on the previous estimated values Rk -2 , Gk -2 , Bk - 2 are taken out respectively. The outputs taken out to the delay circuits 18, 19, 20 are
The signals are supplied to subtraction circuits 15, 16, and 17, respectively. The subtraction circuits 15, 16, and 17 calculate the previous estimated value from the twice the estimated values of the three primary color signals Rk -1 , Gk -1 , and Bk -1 of the previous sample from the previous estimated value Xk -1 . The estimated values Rk -2 , Gk -2 , Bk -2 of the three primary color signals two samples before by Xk -1 are subtracted, and based on the state equation, the predicted value of the three primary color signals by the current predicted value Xk' is subtracted. Rk', Gk', and Bk' are obtained by subtraction circuits 15, 16, and 17. Subtraction circuit 1
The outputs of 5, 16, and 17 are added to adder circuits 32, 34, and 3.
6 and multiplier circuits 21 and 2, respectively.
2 and 23, respectively. Coefficients h 1 , h 2 , h 3 of multiplication circuits 21, 22, 23
As shown in Fig. 2, four types of coefficients are used, each corresponding to the four sampling phases within one period of the color subcarrier, and these coefficients are based on the observation matrix H 1 ~ It is determined by H 4 . Such coefficients h 1 , h 2 , h 3 are, for example,
Four types of values are written in each ROM, and each coefficient is selected for each sample. The output of the multiplication circuit 21 and the output of the multiplication circuit 22 are supplied to the addition circuit 24, and the output of the addition circuit 24 and the output of the multiplication circuit 23 are supplied to the addition circuit 25. These multiplier circuits 21, 22, 23 and adder circuits 24, 25 generate three primary color signals Rk', Gk', Bk' based on the current predicted value Xk' based on the observation matrix Hk.
Converted to a composite color video signal using the NTSC format. The output of the adder circuit 25 is supplied to the subtracter circuit 2. Subtraction circuit 2 receives the current NTSC signal from input terminal 1.
The value of the composite color video signal Zk according to the method is supplied, and the predicted value is calculated by the subtraction circuit 2.
Xk′ is the value converted to an NTSC composite color video signal and the current NTSC signal based on the input signal.
The values of the composite color video signals of the two systems are compared to determine the amount of correction. The correction amount obtained by the subtraction circuit 2 is applied to the multiplication circuits 26, 27, 28, 2.
9, 30, 31. Coefficients k 1 , k 2 , k 3 , k 4 ,
For k 5 and k 6 , four types of coefficients are used for each sampling phase, as shown in the coefficient table in FIG . It is determined by
Coefficients k 1 , k 2 , k 3 , k 4 , each having four types of values,
For k 5 and k 6 , for example, four types of values are written in the ROM, and each coefficient is selected for each sample. The correction amount for each component obtained by the multiplication circuits 26 to 31 is added to the addition circuits 32, 33, 34, 3.
5, 36, and 37, respectively. Addition circuit 32
~37, the predicted values Rk', Rk' -1 of the three primary color signals based on the current predicted value Xk' from the adder circuit 15, delay circuit 9, adder circuit 16, delay circuit 10, adder circuit 17, and delay circuit 11 , Gk', Gk' -1 , Bk', Bk -1 are supplied, and the predicted values are corrected by the correction amount for each component by the adder circuits 32 to 37, and the three primary color signals Rk, Rk -1 are based on the current estimated values. , Gk, Gk -1 ,
Bk and Bk -1 are calculated. Addition circuits 33, 35,
37 outputs are taken out to terminals 6, 7, and 8, respectively,
The outputs of the adder circuits 32, 34, and 36 are output to the output terminals 3,
4 and 5, and the estimated value of the current sample point is obtained. "Application Example" This invention is applicable not only to NTSC composite color video signals digitized by 4 SC sampling pulses, but also to color video signals digitized by any sampling frequency. be able to. "Effects of the Invention" According to the present invention, a color video signal based on the NTSC system can be directly converted into R, G, and B three primary color signals in a single process. Further, according to the present invention, since the separation processing is performed in the time domain based on the equation of state, optimal separation processing is possible, and since the processing is performed sequentially, there is almost no signal distortion. . Further, according to the present invention, it is possible to realize a color decoder that is essentially capable of adaptive processing and noise removal processing.
第1図はこの発明が適用されるNTSCカラーデ
コーダの一例のブロツク図、第2図及び第3図は
このカラーデコーダの説明に用いる係数テーブル
である。
1……入力端子、3,4,5……出力端子、2
1〜23……観測係数を乗じる乗算回路、26〜
31……重み付け係数を乗じる乗算回路。
FIG. 1 is a block diagram of an example of an NTSC color decoder to which the present invention is applied, and FIGS. 2 and 3 are coefficient tables used to explain this color decoder. 1...Input terminal, 3, 4, 5...Output terminal, 2
1 to 23...Multiplication circuit for multiplying observation coefficients, 26 to
31...Multiplication circuit that multiplies weighting coefficients.
Claims (1)
タル3原色信号をデコードするカラーデコード方
法において、 過去の3原色信号の推定値を状態方程式モデル
に基いて遷移させ今回の予測値を得るステツプ
と、 上記予測値に観測係数を乗算するステツプと、 上記観測係数が乗算された予測値と上記入力デ
イジタルカラービデオ信号とを比較し補正量を求
め、上記補正量に重み付け係数を乗算し各成分に
対する補正量を求めるステツプと、 上記各成分に対する補正量を対応する上記予測
値に加算することにより、今回の3原色信号の推
定値を得るステツプと からなることを特徴とするカラーデコード方法。[Scope of Claims] 1. A color decoding method for decoding digital three primary color signals from an input digital color video signal, including the steps of transitioning past estimated values of three primary color signals based on a state equation model to obtain current predicted values. , a step of multiplying the predicted value by an observation coefficient, calculating a correction amount by comparing the predicted value multiplied by the observation coefficient with the input digital color video signal, and multiplying the correction amount by a weighting coefficient to calculate the amount of correction for each component. A color decoding method comprising: a step of obtaining a correction amount; and a step of obtaining an estimated value of the current three primary color signals by adding the correction amount for each component to the corresponding predicted value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204465A JPS6096979A (en) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | Ntsc color decoding method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204465A JPS6096979A (en) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | Ntsc color decoding method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6096979A JPS6096979A (en) | 1985-05-30 |
| JPH0475712B2 true JPH0475712B2 (en) | 1992-12-01 |
Family
ID=16490981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58204465A Granted JPS6096979A (en) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | Ntsc color decoding method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6096979A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2332324A (en) * | 1997-12-10 | 1999-06-16 | Snell & Wilcox Ltd | Luminance and chrominance separation filter for composite video decoder |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP58204465A patent/JPS6096979A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6096979A (en) | 1985-05-30 |
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