JP4324038B2

JP4324038B2 - Ｙｃ分離回路

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Publication number: JP4324038B2
Application number: JP2004200503A
Authority: JP
Inventors: 泰則佐藤; 隆明秋山
Original assignee: Oki Semiconductor Co Ltd
Current assignee: Lapis Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2004-07-07
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2024-07-07
Also published as: CN1719908B; US7330219B2; JP2006025098A; KR20060043066A; KR101138807B1; US20060007361A1; CN1719908A

Description

この発明は、テレビジョン映像等のコンポジット信号を輝度信号と色信号とに分離するためのＹＣ分離回路に関する。この発明に係るＹＣ分離回路は、例えば、テレビジョン映像データをデコード処理するデジタルビデオデコーダ等で使用される。

テレビジョン映像の信号は、明るさを表す輝度信号（Ｙ信号）と色を表す色信号（クロマ信号、Ｃ信号）とによって構成されている。また、Ｃ信号は、サブキャリアと呼ばれる色の基準信号を用いて復調することにより、Ｃｒ信号やＣｂ信号に変換される。映像データを処理する際には、Ｙ信号とＣ信号とは別個独立に処理される。したがって、高画質を実現するためには、Ｙ信号およびＣ信号を個別に伝送することが望ましく、さらには、Ｃ信号をＣｒ信号やＣｂ信号に分けて伝送することが望ましい。しかしながら、１本の伝送路で伝送する方が伝送効率が高くなり且つ取り扱いも簡単になることから、Ｙ信号とＣ信号とを混合して送る技術の需要は高い。このため、Ｙ信号とＣ信号とのコンポジット信号を分離するＹＣ分離技術も、非常に重要である。

ＹＣ分離技術としては、２種類の周波数フィルタを用いる技術、２ラインコムフィルタを用いる技術、３ラインコムフィルタを用いる技術等が知られている。

（１）２種類の周波数フィルタを用いたＹＣ分離
ＮＴＳＣ(National Television Standards Committee) の規格に準拠したテレビジョン映像では、Ｃ信号の中心周波数は約３．５８ＭＨｚである。そして、Ｙ信号は、原則として、Ｃ信号よりも低い周波数帯域を使用する（図８（Ａ）参照）。Ｙ信号とＣ信号との周波数の重なりがない場合、２種類の周波数フィルタを使用するだけでＹＣ分離を行うことができる。例えば、３．５８ＭＨｚ付近の周波数成分を通過させるバンドパスフィルタを用いることによりコンポジット信号からＣ信号を分離することができ、且つ、３．５８ＭＨｚ付近の周波数成分を減衰させるトラップフィルタを用いることによりコンポジット信号からＹ信号を分離することができる。また、トラップフィルタでＹ信号を分離した後で、このＹ信号をコンポジット信号から差し引くことによって、Ｃ信号を分離してもよい。

（２）２ラインコムフィルタを用いたＹＣ分離
一方、映像が極端に変化する境界線の部分では、Ｙ信号の周波数とＣ信号の周波数とが重なる場合がある（図８（Ｂ）参照）。このような重なりの影響を取り除く技術の一つとして、２ラインコムフィルタが知られている。テレビジョン映像では、連続する２本の水平ラインの間で、画素の位置が半周期ずれており（図９（Ａ）参照）、したがって、Ｃ信号の位相は半波長ずれている（図９（Ｂ）参照）。その一方で、Ｙ信号の位相は同一である。したがって、これら２本の水平ラインに相関関係がある場合（すなわち映像データが一致する場合）、両ラインのコンポジット信号の差はＣ信号の２倍である。２ラインコムフィルタは、この原理を利用して、コンポジット信号からＣ信号を分離する。そして、このようにして得られたＣ信号をコンポジット信号から差し引くことにより、Ｙ信号を分離することができる。

（３）３ラインコムフィルタを用いたＹＣ分離
連続する３本の水平ラインに相関関係がある場合には、３ラインコムフィルタを用いてＹＣ分離を行うことができる。３ラインコムフィルタは、２本の２ラインコムフィルタと演算器を備えている。一方の２ラインコムフィルタは、ＹＣ分離の対象となる水平ラインとその直前の水平ラインとを用いて、Ｃ信号を分離する。他方の２ラインコムフィルタは、ＹＣ分離の対象となる水平ラインとその直後の水平ラインとを用いて、Ｃ信号を分離する。そして、演算器は、これら２個のＣ信号の平均値を演算する。

上述のように、２ラインコムフィルタ或いは３ラインコムフィルタを用いる場合には、連続する２本或いは３本の水平ラインの相関関係を判定する必要がある。通常、相関関係の判定には、これらの水平ラインのＣ信号の和が使用される。すなわち、連続する水平ラインのコンポジット信号から上述のようなバンドパスフィルタを用いてＣ信号の大まかな値がそれぞれ求められ、これらの値の和が所定値以下であれば両ラインには相関関係があると判定される。Ｃ信号にＹ信号が混入していない場合、連続する２本の水平ラインにおけるＣ信号の和は零になる（図９参照）。また、Ｃ信号にＹ信号が混入している場合でも、Ｃ信号の大まかな相関性を知ることができる。しかしながら、この方法では、水平ライン間に小さい色差が存在するにも拘わらず、相関関係が有ると判定される場合がある。相関関係があると誤判定された場合には、コンポジット信号からＣ信号を差し引いてＹ信号を分離する際に、Ｙ信号にＣ信号が混入してしまう。Ｙ信号にＣ信号が混入すると、ドット妨害が発生し易くなる。ドット妨害とは、色が不連続な部分に小さいドットが映し出される現象である。

また、２ラインコムフィルタや３ラインコムフィルタを使用しない場合、Ｃ信号にＹ信号が混入する場合がある。Ｃ信号にＹ信号が混入すると、クロスカラーが発生し易くなる。クロスカラーとは、細かい縞模様が映し出される現象である。

ドット妨害やクロスカラーの発生を防止する技術としては、例えば下記特許文献１、２の技術が知られている。

特許文献１のＹＣ分離回路では、Ｙ信号を用いて相関関係の判別を行っている。そして、このＹＣ分離回路では、相関関係を示す演算結果に所定の重み係数を乗算することによって、相関関係があると判断され易くしている。すなわち、このＹＣ分離回路は、相関関係があると判断される確率を意図的に高くすることによって、クロスカラーの発生を抑制している。

特許文献２のＹＣ分離回路は、バンドパスフィルタを用いてコンポジット信号からＣ信号を分離し、さらに、このＣ信号からバースト振幅を除去することにより、ドット妨害やクロスカラーの発生を抑制している。

しかしながら、これら特許文献１、２の技術では、ドット妨害やクロスカラーの発生を十分に防止できなかった。
特開平１０−１７４１１９号公報特開２００３−２９９１１９号公報

この発明の課題は、高品質のＹＣ分離を行うことができるＹＣ分離回路を提供する点にある。

この発明は、２ラインコムフィルタまたは３ラインコムフィルタを用いてコンポジット信号から色信号を分離する色信号分離回路と、色信号分離回路で分離された色信号をコンポジット信号から減算することによって輝度信号を分離する第１輝度信号分離回路と、周波数フィルタを用いてコンポジット信号から輝度信号を分離する第２輝度信号分離回路と、第１、第２輝度信号分離回路から入力した各輝度信号の差分を算出する輝度相関判定回路と、差分が第１所定値よりも大きい場合は第１輝度信号分離回路で分離された輝度信号を選択的に出力し且つ差分が第２所定値（第１所定値≧第２所定値）よりも小さい場合は第２輝度信号分離回路で分離された輝度信号を選択的に出力する選択回路とを備える。

この発明によれば、２ラインコムフィルタまたは３ラインコムフィルタを用いて分離された輝度信号と周波数フィルタを用いて分離された輝度信号との差分に応じて、いずれかの輝度信号を選択することとしたので、色信号の混入が少ない輝度信号を分離することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成要素の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎない。

第１実施形態
第１実施形態に係るＹＣ分離回路について、図１および図２を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係るＹＣ分離回路１００の構成を概略的に示すブロック図である。図１に示したように、本実施形態のＹＣ分離回路１００は、ラインメモリ１０１，１０２と、バンドパスフィルタ１０３〜１０５と、トラップフィルタ１０６と、エッジ検出回路１０７と、色相関判定回路１０８と、ＹＣ分離フィルタ回路１０９と、減算器１１０と、輝度相関判定回路１１１と、セレクタ１１２とを備えている。

ラインメモリ１０１は、外部から入力されたコンポジット信号を、水平ライン１本分に相当する時間だけ遅延させるための一時保存メモリである。また、ラインメモリ１０２は、ラインメモリ１０１から入力されたコンポジット信号を、水平ライン１本分に相当する時間だけ遅延させるための一時保存メモリである。ここで、ラインメモリ１０１から出力されるコンポジット信号が、ＹＣ分離の対象となる水平ラインＬ０のコンポジット信号である。また、外部から入力されたコンポジット信号が、対象となる水平ラインＬ０の直後に位置する水平ラインＬ１のコンポジット信号である。そして、ラインメモリ１０２から出力されるコンポジット信号が、対象となるコンポジット信号の直前に位置する水平ラインＬ２のコンポジット信号である。

バンドパスフィルタ１０３は、外部から入力されたコンポジット信号から、Ｃ信号に相当する周波数成分Ｃ１を抽出する。また、バンドパスフィルタ１０４は、ラインメモリ１０１が出力したコンポジット信号から、Ｃ信号に相当する周波数成分Ｃ０を抽出する。バンドパスフィルタ１０５は、ラインメモリ１０２が出力したコンポジット信号から、Ｃ信号に相当する周波数成分Ｃ２を抽出する。上述したように、Ｃ信号とＹ信号との重なりが存在する場合には、バンドパスフィルタ１０３〜１０５で周波数分離された信号Ｃ０〜Ｃ２にＹ信号成分が混入することがある（図８（Ｂ）参照）。

トラップフィルタ１０６は、ラインメモリ１０１が出力したコンポジット信号から、Ｃ信号の対応する周波数成分以外を通過させる。したがって、Ｃ信号とＹ信号との重なりがある場合には、トラップフィルタ１０６で分離されたＹ信号Ｙ０には、Ｃ信号と重なる部分が含まれないことになる。

エッジ検出回路１０７は、トラップフィルタ１０６の出力Ｙ０を用いて、輝度レベルの変化エッジを検出する。エッジ検出回路１０７は、同じ水平ラインの隣接画素間でＹ信号を比較し、これらのＹ信号の差が所定値以上の場合に、輝度レベルが変化したと判断する。そして、輝度レベルが変化した場合に、変化エッジの検出を示す信号を出力する。エッジ検出回路１０７の内部構造については、図２を用いて後述する。

色相関判定回路１０８は、バンドパスフィルタ１０３〜１０５で抽出されたＣ信号の相関関係を判定する。色相関判定回路１０８は、加算器１０８ａ，１０８ｂと判定回路１０８ｃとを備えている。加算器１０８ａは、バンドパスフィルタ１０３，１０４から出力されたＣ信号を加算する。加算器１０８ｂは、バンドパスフィルタ１０４，１０５から出力されたＣ信号を加算する。判定回路１０８ｃは、加算器１０８ａ，１０８ｂの演算結果およびエッジ検出回路１０７の検出結果を用いて、Ｃ信号の分離方法を選択する。選択結果は、ＹＣ分離フィルタ回路１０９に送られる。判定回路１０８ｃの判定方法の詳細については、後述する。

ＹＣ分離フィルタ回路１０９は、色相関判定回路１０８が選択した方法を用いて、Ｃ信号の分離を行う。

減算器１１０は、ラインメモリ１０１が出力したコンポジット信号から、ＹＣ分離フィルタ回路１０９が出力したＣ信号を減算することにより、Ｙ信号を分離する。

輝度相関判定回路１１１は、トラップフィルタ１０６が出力したＹ信号と減算器１１０が出力したＹ信号との差分を演算する。エッジ検出回路１０７がエッジを検出しなかった場合、輝度相関判定回路１１１は、この差分の値に応じてＹ信号を選択する。すなわち、輝度相関判定回路１１１は、当該差分が所定値よりも大きければ減算器１１０を選択し、当該所定値よりも小さければトラップフィルタ１０６を選択する。一方、エッジ検出回路１０７がエッジを検出した場合、減算器１１０が選択される。選択結果は、セレクタ１１２に送られる。

セレクタ１１２は、輝度相関判定回路１１１の選択結果に応じて、トラップフィルタ１０６が出力したＹ信号または減算器１１０が出力したＹ信号のいずれか一方を、選択的に出力する。

図２は、エッジ検出回路１０７の内部構成を示すブロック図である。図２に示したように、このエッジ検出回路は、ローパスフィルタ２０１と、フリップフロップ２０２，２０３と、減算器２０４，２０５と、アブストリュータ２０６，２０７、インテグレータ２０８，２０９と、リミッタ２１０，２１１と、ＡＮＤゲート２１２とを備えている。

ローパスフィルタ２０１は、トラップフィルタ１０６（図１参照）から入力した信号Ｙ０から、Ｃ信号の周波数帯域よりもさらに低い周波数成分だけを通過させる。フリップフロップ２０２は、ローパスフィルタ２０１が出力した信号を画素一個分だけ遅延させて出力する。そして、減算器２０４は、ローパスフィルタ２０１が出力した信号Ｙ０とフリップフロップ２０２が出力した信号Ｙ０との差分を出力する。すなわち、減算器２０４は、ローパスフィルタ２０１が出力した画素とその直前の画素との差分を出力することになる。アブストリュータ２０６は、減算器２０４が出力した差分の絶対値を出力する。インテグレータ２０８は、アブストリュータ２０６が出力した絶対値を所定時間積分する。リミッタ２１０は、ＡＮＤゲート２１２の入力値を制限するための回路である。すなわち、リミッタ２１０は、インテグレータ２０８が出力した積分値が所定の上限値よりも小さい場合は当該積分値をそのまま出力し、所定の上限値よりも大きい場合は当該上限値を出力する。リミッタ２１０は、変化エッジ検出時にローレベルとなり且つ変化エッジ非検出時にハイレベルになる。

一方、フリップフロップ２０３は、トラップフィルタ１０６が出力した信号を画素一個分だけ遅延させて出力する。減算器２０５は、トラップフィルタ１０６が出力した信号Ｙ０とフリップフロップ２０３が出力した信号Ｙ０との差分を出力する。アブストリュータ２０７は、減算器２０５が出力した差分の絶対値を出力する。インテグレータ２０９は、アブストリュータ２０７が出力した絶対値を所定時間積分してなる値を出力する。リミッタ２１１は、インテグレータ２０９が出力した積分値が所定の上限値よりも小さい場合は当該積分値をそのまま出力し、所定の上限値よりも大きい場合は当該上限値を出力する。リミッタ２１１は、変化エッジ検出時にローレベルとなり且つ変化エッジ非検出時にハイレベルになる。

そして、ＡＮＤゲート２１２が、リミッタ２１０，２１１の論理積を出力する。これにより、ローバスフィルタを通過させた信号Ｙ０と通過させなかった信号Ｙ０の少なくとも一方に変化エッジが検出された場合に、輝度の変化エッジが検出されたと判断される。

図２のエッジ検出回路１０７は、ローパスフィルタ２０１を用いて平坦化した信号Ｙ０のエッジ検出と、平坦化しない信号Ｙ０のエッジ検出を行う。これにより、高精度のエッジ検出が可能になる。

次に、本実施形態のＹＣ分離回路１００の動作を説明する。

まず、各水平ラインＬ０，Ｌ１，Ｌ２のコンポジット信号が、外部から順次入力される。ラインメモリ１０１は、これらのコンポジット信号を順次入力し、水平ライン１本分に相当する時間だけ遅延させて出力する。また、ラインメモリ１０２は、ラインメモリ１０１から順次コンポジット信号を入力し、水平ライン１本分に相当する時間だけさらに遅延させて出力する。これにより、バンドパスフィルタ１０３〜１０５には、連続する３本の水平ラインに対応するコンポジット信号が並列に入力される。バンドパスフィルタ１０３〜１０５は、これらのコンポジット信号からＣ信号Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２を分離する。分離されたＣ信号Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２は、色相関判定回路１０８に送られる。

トラップフィルタ１０６は、ラインメモリ１０１が出力したコンポジット信号（すなわち、ＹＣ分離の対象となるコンポジット信号）を入力して、Ｙ信号Ｙ０を分離する。そして、エッジ検出回路１０７が、この信号Ｙ０の変化エッジを検出する。変化エッジの検出信号は、色相関判定回路１０８および輝度相関判定回路１１１に送られる。

色相関判定回路１０８の加算器１０８ａは、Ｃ信号Ｃ０，Ｃ１の和を演算する。上述のように、連続する２本の水平ラインではＣ信号は位相が半波長ずれており（図９参照）、したがって、これらの信号Ｃ０，Ｃ１に相関関係がある場合には演算結果が零になる。しかし、これらのＣ信号Ｃ０，Ｃ１にＹ信号成分が混入している場合には相関関係があっても演算結果は完全な零にはならない。したがって、演算結果が所定値よりも小さい場合には、信号Ｃ０，Ｃ１に相関関係があると判断する。同様にして、加算器１０８ｂは、Ｃ信号Ｃ０，Ｃ２の和を演算することにより、相関関係の有無を判断する。信号Ｃ０，Ｃ１に相関関係があり且つ信号Ｃ０，Ｃ２に相関関係が有る場合は、３個の信号Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２に相関関係があると判断される。

さらに、色相関判定回路１０８の判定回路１０８ｃは、この判定結果およびエッジ検出回路１０７の検出結果を用い、以下のようにしてＹＣ分離方法を選択する。

まず、変化エッジが検出されなかった場合、判定回路１０８ｃは、信号Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２に相関関係があれば３ラインコムフィルタ分離方法を選択し、信号Ｃ０，Ｃ１にのみ相関関係があればこれらの信号Ｃ０，Ｃ１を用いた２ラインコムフィルタ分離方法を選択し、信号Ｃ０，Ｃ２にのみ相関関係があればこれらの信号Ｃ０，Ｃ２を用いた２ラインコムフィルタ分離方法を選択する。さらに、相関関係が全く存在しない場合には、３ラインコムフィルタ分離方法を選択する。相関関係が全く存在しない場合に３ラインコムフィルタ分離方法を使用することとしたのは、連続する３本の水平ラインに相関関係が全く存在しないケースはまれであり、したがって、相関関係が無いにも拘わらず３ラインコムフィルタ分離方法を使用しても画面全体に対する影響は小さいからである。但し、このよう場合に必ずトラップフィルタ１０６の出力がＹ信号として採用されるように、ＹＣ分離回路１００を構成してもよい。

一方、変化エッジが検出された場合、相関判定の結果が前の画素から変化していれば３ラインコムフィルタ分離方法を選択し、相関判定の結果が前の画素と同じであれば前の画素と同じ分離方法を選択する。相関判定の結果が変化した場合に３ラインコムフィルタ分離方法を使用することとしたのは、このようなケースはまれであり、したがって、相関関係が無いにも拘わらず３ラインコムフィルタ分離方法を使用しても画面全体に対する影響は小さいからである。但し、このよう場合に相関関係の判定をやり直すこととしてもよい。

ＹＣ分離フィルタ回路１０９は、色相関判定回路１０８の選択した分離方法を用いて、Ｃ信号の分離を行う。すなわち、信号Ｃ０，Ｃ１を用いた２ラインコムフィルタ分離方法が選択された場合、ＹＣ分離フィルタ回路１０９は、信号Ｃ０，Ｃ１の差を２で割ることにより、Ｃ信号を分離する。また、信号Ｃ０，Ｃ２を用いた２ラインコムフィルタ分離方法が選択された場合、ＹＣ分離フィルタ回路１０９は、信号Ｃ０，Ｃ２の差を２で割ることにより、Ｃ信号を分離する。さらに、３ラインコムフィルタ分離方法が選択された場合、ＹＣ分離フィルタ回路１０９は、「信号Ｃ０，Ｃ１の差を２で割った値」と「信号Ｃ０，Ｃ２の差を２で割った値」との平均値を演算することにより、Ｃ信号を分離する。このようにして分離されたＣ信号は、外部に出力されるとともに、減算器１１０に送られる。

減算器１１０は、上述のように、ＹＣ分離フィルタ回路１０９が出力したＣ信号をコンポジット信号から差し引くことにより、Ｙ信号を分離する。このＹ信号は、セレクタ１１２および輝度相関判定回路１１１に送られる。

輝度相関判定回路１１１は、上述したように、Ｙ信号の差分およびエッジ検出信号に基づいて、これらのＹ信号のいずれかを選択する。そして、セレクタ１１２が、この選択結果に応じたＹ信号を出力する。

上述のように、色が極端に変化する境界線の部分ではＹ信号の周波数とＣ信号の周波数とが重なり易い（図８（Ｂ）参照）。Ｙ信号とＣ信号との重なりが生じた場合でも、２ラインコムフィルタ分離方法や３ラインコムフィルタ分離方法を使用することにより、Ｙ信号成分が混入していないＣ信号を得ることができ、したがって、減算器１１０で分離されたＹ信号は実際のＹ信号に近い値になる。これに対して、トラップフィルタ１０６で分離されたＹ信号は、Ｃ信号と重なるＹ信号成分が除去されてしまっているので、実際のＹ信号と比べて非常に小さい値になる。このため、Ｙ信号とＣ信号との重なりが大きいほど、輝度相関判定回路１１１で算出される差分は大きくなる。したがって、当該差分が所定値よりも大きい値の場合には、減算器１１０で分離されたＹ信号を使用することが望ましい。

一方、上述のように、小さい色差の水平ラインが続くような場合には、相関関係が有ると判定されてしまう場合がある。この場合、２ラインコムフィルタ分離方法や３ラインコムフィルタ分離方法を使用して分離されたＣ信号は、正確ではない。このため、演算器１１０で分離されたＹ信号も、不正確な値になる。その一方で、色変化が小さい部分では、Ｙ信号の周波数とＣ信号の周波数との重なりは生じ難い（図８（Ａ）参照）。このため、トラップフィルタ１０６で分離されたＹ信号は、実際のＹ信号に近い値となる。また、色差が小さい場合は、Ｃ信号の値も小さく、したがって、輝度相関判定回路１１１で算出される差分も小さい。したがって、当該差分が所定値よりも小さい値の場合には、トラップフィルタ１０６で分離されたＹ信号を使用することが望ましい。

以上のような理由から、輝度の変化エッジが検出されないときに、輝度相関判定回路１１１で算出された差分の大きさに応じてＹ信号を使用することとすれば、常に実際の値に近いＹ信号を得ることができる。

第２実施形態
次に、第２実施形態に係るＹＣ分離回路について、図３〜図５を用いて説明する。

図３は、本実施形態に係るＹＣ分離回路３００の構成を概略的に示すブロック図である。図３において、図１と同じ符号を付した構成要素は、それぞれ図１と同じものを示している。

トラップフィルタ３０１は、外部から入力されたコンポジット信号から、Ｙ信号に相当する周波数成分Ｙ１を抽出する。また、トラップフィルタ３０２は、ラインメモリ１０１が出力したコンポジット信号から、Ｙ信号に相当する周波数成分Ｙ０を抽出する。トラップフィルタ３０３は、ラインメモリ１０２が出力したコンポジット信号から、Ｙ信号に相当する周波数成分Ｙ２を抽出する。

エッジ検出回路３０４は、信号Ｙ０〜Ｙ２を用い、各水平ラインについて、輝度レベルの変化エッジを検出する。そして、水平ラインＬ０〜Ｌ２のすべてに変化エッジが検出された場合、変化エッジが検出されたことを示す信号を出力する。エッジ検出回路３０４の内部構造は、図４を用いて後述される。

色・輝度相関判定回路３０５は、バンドパスフィルタ１０３〜１０５で抽出されたＣ信号の相関関係と、トラップフィルタ３０１〜３０３で抽出されたＹ信号の相関関係とを判定する。色・輝度相関判定回路３０５は、加算器３０５ａ，３０５ｂと、減算器３０５ｃ，３０５ｄと、判定回路３０５ｅとを備えている。加算器３０５ａは、バンドパスフィルタ１０３，１０４から出力されたＣ信号を加算する。加算器３０５ｂは、バンドパスフィルタ１０４，１０５から出力されたＣ信号を加算する。減算器３０５ｃは、トラップフィルタ３０１，３０２から出力されたＹ信号を減算する。減算器３０５ｄは、バンドパスフィルタ３０２，３０３から出力されたＹ信号を減算する。判定回路３０５ｅは、演算器３０５ａ〜３０５ｄの演算結果およびエッジ検出回路３０４の検出結果を用いて、Ｃ信号の分離方法を選択する。選択結果は、ＹＣ分離フィルタ回路１０９に送られる。判定回路３０５ｅの判定方法の詳細については、後述する。

図４は、エッジ検出回路３０４の内部構成を示すブロック図である。図４において、図２と同じ符号を付した構成要素は、それぞれ図２の場合と同じものである。図４から解るように、本実施形態のエッジ検出回路３０４は、第１実施形態と同様の回路を３個並列に設けることによって構成されている。そして、ＡＮＤゲート２１２，２１２，２１２の論理和が、ＯＲゲート４０１から出力される。これにより、ＯＲゲート４０１からは、すべてのＹ信号Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２から変化エッジが検出された場合にのみ、変化エッジの検出を示す信号が出力される。

次に、本実施形態のＹＣ分離回路３００の動作を説明する。

まず、各水平ラインのコンポジット信号が、外部から順次入力される。ラインメモリ１０１は、これらのコンポジット信号を順次入力し、水平ライン１本分に相当する時間だけ遅延させて出力する。さらに、ラインメモリ１０２は、ラインメモリ１０１から順次コンポジット信号を入力し、水平ライン１本分に相当する時間だけ遅延させて出力する。

これにより、バンドパスフィルタ１０３〜１０５には、連続する３本の水平ラインに対応するコンポジット信号が並列に入力される。バンドパスフィルタ１０３〜１０５は、これらのコンポジット信号からＣ信号Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２を分離する。分離されたＣ信号Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２は、色・輝度相関判定回路３０５に送られる。

同様に、トラップフィルタ３０１〜３０３には、連続する３本の水平ラインに対応するコンポジット信号が並列に入力される。トラップフィルタ３０１〜３０３は、これらのコンポジット信号からＹ信号Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２を分離する。分離されたＹ信号Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２は、エッジ検出回路３０４および色・輝度相関判定回路３０５に送られる。

エッジ検出回路３０４は、信号Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２の変化エッジを検出する。そして、信号Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２の１種類以上に輝度変化が検出されたときは、変化エッジが検出されたと判断する。変化エッジの検出信号は、色・輝度相関判定回路３０５および輝度相関判定回路１１１に送られる。

色・輝度相関判定回路３０５の加算器３０５ａは、Ｃ信号Ｃ０，Ｃ１の和を演算する。上述のように、連続する２本の水平ラインではＣ信号は位相が半波長ずれており（図９参照）、したがって、これらの信号Ｃ０，Ｃ１に相関関係がある場合には演算結果が零になる。しかし、これらのＣ信号Ｃ０，Ｃ１にＹ信号成分が混入している場合には相関関係があっても演算結果は完全な零にはならない。したがって、演算結果が所定値よりも小さい場合には、信号Ｃ０，Ｃ１に相関関係があると判断する。同様にして、加算器３０５ｂは、Ｃ信号Ｃ０，Ｃ２の和を演算することにより、相関関係の有無を判断する。信号Ｃ０，Ｃ１に相関関係があり且つ信号Ｃ０，Ｃ２に相関関係が有る場合は、３個の信号Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２に相関関係があると判断される。

また、色・輝度相関判定回路３０５の減算器３０５ｃは、Ｙ信号Ｙ０，Ｙ１の差を演算する。上述のように、連続する２本の水平ライン間でＹ信号の位相はずれていないので、Ｙ信号Ｙ０，Ｙ１に相関関係がある場合には演算結果は零になる。上述のＣ信号の場合と同様、演算結果が所定値よりも小さい場合に相関関係があると判断してもよい。同様にして、減算器３０５ｄは、Ｙ信号Ｙ０，Ｙ２の差を演算する。信号Ｙ０，Ｙ１に相関関係があり且つ信号Ｙ０，Ｙ２に相関関係が有る場合は、３個の信号Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２に相関関係があると判断される。

本実施形態の色・輝度相関判定回路３０５は、信号Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２に相関関係があり且つ信号Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２に相関関係がある場合にのみ、連続する３本の水平ラインに相関関係が有ると判断する。また、信号Ｃ０，Ｃ１に相関関係があり且つ信号Ｙ０，Ｙ１に相関関係がある場合にのみ、ＹＣ分離される水平ラインと直後の水平ラインとに相関関係が有ると判断する。さらに、信号Ｃ０，Ｃ２に相関関係があり且つ信号Ｙ０，Ｙ２に相関関係がある場合にのみ、ＹＣ分離される水平ラインと直前の水平ラインとに相関関係が有ると判断する。他の場合は、水平ライン間に相関関係が無いと判断される。

色・輝度相関判定回路３０５の判定回路３０５ｅは、この判定結果およびエッジ検出回路３０４の検出結果を用い、以下のようにしてＹＣ分離方法を選択する。

まず、変化エッジが検出されなかった場合、判定回路３０５ｅは、水平ラインＬ０，Ｌ１，Ｌ２に相関関係があれば３ラインコムフィルタ分離方法を選択し、水平ラインＬ０，Ｌ１にのみ相関関係があれば信号Ｃ０，Ｃ１を用いた２ラインコムフィルタ分離方法を選択し、水平ラインＬ０，Ｌ２にのみ相関関係があれば信号Ｃ０，Ｃ２を用いた２ラインコムフィルタ分離方法を選択する。さらに、水平ラインＬ０，Ｌ１，Ｌ２の相関関係が存在しない場合には、３ラインコムフィルタ分離方法を選択する。相関関係が全く存在しない場合に３ラインコムフィルタ分離方法を使用することとした理由は、第１実施形態の場合と同様である。但し、このよう場合に必ずトラップフィルタの出力がＹ信号として採用されるように、ＹＣ分離回路３００を構成してもよい。

一方、変化エッジが検出された場合、相関判定の結果が前の画素から変化していれば３ラインコムフィルタ分離方法を選択し、相関判定の結果が前の画素と同じであれば前の画素と同じ分離方法を選択する。相関判定の結果が変化した場合に３ラインコムフィルタ分離方法を使用することとした理由は、第１実施形態と同様である。但し、このよう場合に相関関係の判定をやり直すこととしてもよい。

ＹＣ分離フィルタ回路１０９は、色・輝度相関判定回路３０５の選択した分離方法を用いて、Ｃ信号の分離を行う。すなわち、信号Ｃ０，Ｃ１を用いた２ラインコムフィルタ分離方法が選択された場合、ＹＣ分離フィルタ回路１０９は、信号Ｃ０，Ｃ１の差を２で割ることにより、Ｃ信号を分離する。また、信号Ｃ０，Ｃ２を用いた２ラインコムフィルタ分離方法が選択された場合、ＹＣ分離フィルタ回路１０９は、信号Ｃ０，Ｃ２の差を２で割ることにより、Ｃ信号を分離する。さらに、３ラインコムフィルタ分離方法が選択された場合、ＹＣ分離フィルタ回路１０９は、「信号Ｃ０，Ｃ１の差を２で割った値」と「信号Ｃ０，Ｃ２の差を２で割った値」との平均値を演算することにより、Ｃ信号を分離する。このようにして分離されたＣ信号は、外部に出力されるとともに、減算器１１０に送られる。

輝度相関判定回路１１１は、上述したように、エッジ検出回路３０４がエッジを検出しなかった場合、この差分の値に応じてＹ信号を選択する。すなわち、輝度相関判定回路１１１は、当該差分が所定値よりも大きければ減算器１１０を選択し、当該所定値よりも小さければトラップフィルタを選択する。一方、エッジ検出回路３０４がエッジを検出した場合、減算器１１０が選択される。選択結果は、セレクタ１１２に送られる。そして、セレクタ１１２が、この選択結果に応じたＹ信号を出力する。

本実施形態のＹＣ分離回路３００では、連続する３本の水平ラインＬ０，Ｌ１，Ｌ２のすべてについて変化エッジが検出されたときにのみ、輝度変化エッジが存在すると判断する。これにより、輝度境界線の傾きθが小さい場合には変化エッジが存在すると判断され易くなり、当該傾きθが大きい場合には変化エッジが存在すると判断され難くなる。図５（Ａ）、（Ｂ）は、輝度境界線の傾きθと変化エッジの検出結果との関係を説明する概念図である。同図において、符号ａ，ｂ，ｃは、図４の各ＡＮＤゲート２１２の出力電位であり、符号ｄは図４のＯＲゲート４０１の出力電位である。図５（Ａ）に示したように、傾きθが小さいとき、各水平ラインＬ０〜Ｌ２の変化エッジ検出期間が重複し難くなる。これに対して、図５（Ｂ）に示したように、傾きθが大きいとき、各水平ラインＬ０〜Ｌ２の変化エッジ検出期間が重複し易くなる。したがって、傾きθが小さい場合には減算器１１０の出力が選択される割合が大きくなり、傾きθが大きい場合にはトラップフィルタの出力が選択される割合が大きくなる。このため、本実施形態によれば、ＹＣ分離の精度を高めることができる。

加えて、本実施形態のＹＣ分離回路３００では、Ｃ信号Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２のみならずＹ信号Ｙ０，Ｙ１，Ｙ２についても相関関係を判定することとした。これにより、本実施形態によれば、ＹＣ分離の精度を高めることができる。

第３実施形態
次に、第３実施形態に係るＹＣ分離回路について、図６および図７を用いて説明する。

図６は、本実施形態に係るＹＣ分離回路６００の構成を概略的に示すブロック図である。図６において、図３と同じ符号を付した構成要素は、それぞれ図３と同じものを示している。

本実施形態に係るＹＣ分離回路６００は、重み付け平均化回路６１０を備えている点で、第２実施形態に係るＹＣ分離回路３００と異なる。

図７は、重み付け平均化回路６１０の内部構成を概略的に示すブロック図である。図７に示したように、乗算器７１１〜７１７，７２１〜７２８と、加算器７３１〜７３７と、判定回路７４０と、除算器７５０とを備えている。

ここで、乗算器７１１，７２１は入力信号を１倍し、乗算器７１２，７２２は入力信号を２倍し、乗算器７１３，７２３は入力信号を３倍し、乗算器７１４，７２４は入力信号を４倍し、乗算器７１５，７２５は入力信号を５倍し、乗算器７１６，７２６は入力信号を６倍し、乗算器７１７，７２７は入力信号を７倍し、乗算器７２８は入力信号を８倍する。

また、加算器７３１は、乗算器７１７，７２１の出力値を加算し、加算器７３２は、乗算器７１６，７２２の出力値を加算し、加算器７３３は、乗算器７１５，７２３の出力値を加算し、加算器７３４は、乗算器７１４，７２４の出力値を加算し、加算器７３５は、乗算器７１３，７２５の出力値を加算し、加算器７３６は、乗算器７１２，７２６の出力値を加算し、加算器７３７は、乗算器７１１，７２７の出力値を加算する。

判定回路７４０は、輝度相関判定回路１１１から入力された差分の値に応じて、加算器７３１〜７３７および乗算器７２８の演算結果からいずれかを選択する。この判定は、例えば、７個の比較値Ｖ０，Ｖ１，・・・，Ｖ６（Ｖ０＜Ｖ１＜・・・＜Ｖ６）を当該差分と順に比較することによって、行うことができる。すなわち、差分ΔＶがＶ０よりも小さければ乗算器７２８を選択し、Ｖ０≦ΔＶ＜Ｖ１であれば加算器７３７を選択するというように、上記演算結果の選択を行えばよい。

除算器７５０は、判定回路７４０が選択した演算結果を８で除算して出力する。

このような構成によれば、２種類の入力Ｙ信号を１：７、２：６、３：５、４：４、５：３、６：２、７：１、８：０に重み付け平均した信号のいずれかを、出力することができる。

本実施形態に係るＹＣ分離回路６００の動作は、上述の第２実施形態に係るＹＣ分離回路３００の動作と概ね同一である。但し、輝度相関判定回路１１１は、エッジ検出回路３０４が変化エッジを検出せず且つ差分の演算結果が所定値（ここでは第１所定値と称す）よりも小さい場合に、トラップフィルタではなく、重み付け平均化回路６１０を選択する。そして、重み付け平均化回路６１０は、この差分が第２所定値Ｖ０（第１所定値＞第２所定値）よりも小さいときは、乗算器７２８の出力を選択する。さらに、重み付け平均化回路６１０は、差分が第２所定値Ｖ０より大きい場合には、他の比較値Ｖ１〜Ｖ６との比較結果に応じて重み付けの比率を決定する。これにより、２種類のＹ信号の比率は、０：８、１：７、２：６、３：５、４：４、５：３、６：２、７：１、８：０のいずれかとなる。

このように、本実施形態に係るＹＣ分離回路６００によれば、、差分の大きさに応じて、減算器１１０で分離されたＹ信号とトラップフィルタ３０２で分離されたＹ信号とを重み付けすることができる。このため、輝度が大きく変化する境界部分で輝度成分が急に切り換わることが無く、したがって、滑らかな輝度の切換を行うことができる。

なお、本実施形態では重み付けの種類を９種類としたが、８種類以下或いは１０種類以上でもよいことはもちろんである。

第１実施形態に係るＹＣ分離回路の全体構成を概略的に示すブロック図である。第１実施形態に係るエッジ検出回路の内部構成を概略的に示すブロックである。第２実施形態に係るＹＣ分離回路の全体構成を概略的に示すブロック図である。第２実施形態に係るエッジ検出回路の内部構成を概略的に示すブロックである。第２実施形態に係るＹＣ分離回路の動作を説明するための概念図である。第３実施形態に係るＹＣ分離回路の全体構成を概略的に示すブロック図である。第３実施形態に係る重み付け平均化回路の内部構成を概略的に示すブロックである。ＹＣ分離の原理を説明するための概念図である。ＹＣ分離の原理を説明するための概念図である。

符号の説明

１００ＹＣ分離回路
１０１，１０２ラインメモリ
１０３，１０４，１０５バンドパスフィルタ
１０６，３０１，３０２，３０３トラップフィルタ
１０７，３０４エッジ検出回路
１０８色相関判定回路
１０９ＹＣ分離フィルタ回路
１１０減算器
１１１輝度相関判定回路
１１２セレクタ
３０５色・輝度相関判定回路
６１０重み付け平均化回路

Claims

２ラインコムフィルタまたは３ラインコムフィルタを用いてコンポジット信号から色信号を分離する色信号分離回路と、
該色信号分離回路で分離された色信号を前記コンポジット信号から減算することによって輝度信号を分離する第１輝度信号分離回路と、
周波数フィルタを用いて前記コンポジット信号から輝度信号を分離する第２輝度信号分離回路と、
前記第１、第２輝度信号分離回路から入力した各輝度信号の差分を算出する輝度相関判定回路と、
前記差分が第１所定値よりも大きい場合は前記第１輝度信号分離回路で分離された輝度信号を選択的に出力し且つ該差分が第２所定値（第１所定値≧第２所定値）よりも小さい場合は前記第２輝度信号分離回路で分離された輝度信号を選択的に出力する選択回路と、
を備えることを特徴とするＹＣ分離回路。
前記色信号分離回路が、
連続する第１、第２、第３水平ラインに対応する前記コンポジット信号から色信号を抽出する３個のバンドパスフィルタと、
前記第２水平ラインの色信号が前記第１または第３水平ラインの一方のみの色信号と相関する場合には第１値を出力し且つ他の場合には第２値を出力する色相関判定回路と、
前記第２輝度信号分離回路から入力した輝度信号の変化エッジを検出するエッジ検出回路と、
前記変化エッジが検出されず且つ前記色相関判定回路の出力が前記第１値の場合は２ラインコムフィルタ分離方法を用い、前記変化エッジが検出されず且つ前記色相関判定回路の出力が前記第２値の場合は３ラインコムフィルタ分離方法を用い、前記変化エッジが検出され且つ前記色相関判定回路の出力値が変化した場合は前記３ラインコムフィルタ分離方法を用い、前記変化エッジが検出され且つ前記色相関判定回路の出力値が変化しない場合は直前の画素と同じ色信号分離方法を用いて、前記第２水平ラインから色信号を分離するＹＣ分離フィルタ回路と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載のＹＣ分離回路。
前記第２輝度信号分離回路が、
連続する第１、第２、第３水平ラインに対応する前記コンポジット信号から輝度信号をそれぞれ抽出する３個の前記周波数フィルタを有し、且つ、
前記色信号分離回路が、
前記第１、第２、第３水平ラインに対応する前記コンポジット信号から色信号を抽出する３個のバンドパスフィルタと、
前記第２水平ラインの色信号および輝度信号が前記第１または第３水平ラインの一方のみの色信号および輝度信号と相関する場合には第１値を出力し、他の場合には第２値を出力する色・輝度相関判定回路と、
前記第２輝度信号分離回路から入力した各輝度信号の変化エッジ検出を行って、すべての輝度信号から変化エッジが検出されたときにエッジ検出信号をオンするエッジ検出回路と、
前記エッジ検出信号がオフし且つ前記色・輝度相関判定回路の出力が前記第１値の場合は２ラインコムフィルタ分離方法を用い、前記エッジ検出信号がオフし且つ前記色・輝度相関判定回路の出力が前記第２値の場合は３ラインコムフィルタ分離方法を用い、前記エッジ検出信号がオンしたときは直前の画素と同じ色信号分離方法を用いて、前記第２水平ラインから色信号を分離するＹＣ分離フィルタ回路とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のＹＣ分離回路。
前記差分が前記第１所定値よりも小さく且つ前記第２所定値よりも大きい場合に、前記第１、第２輝度信号分離回路で分離された輝度信号を当該差分の大きさに応じて加重平均してなる輝度信号演算値が、前記選択回路から出力されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＹＣ分離回路。
前記第１〜第３水平ラインのいずれかについて前記変化エッジが検出されたときは、前記差分の大小に拘わらず、前記第１輝度信号分離回路で分離された輝度信号が前記選択回路から出力されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＹＣ分離回路。