專(zhuān)利名稱(chēng)：圖象信號(hào)記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于用于記錄彩色視頻信號(hào)的圖象記錄裝置，更具體說(shuō)，是關(guān)于一種最適宜用于能記錄變換低頻信號(hào)的色度信號(hào)的磁帶錄像機(jī)的圖象信號(hào)記錄裝置。
在家用磁帶錄像機(jī)中，通常是將圖象信號(hào)中所包含的色度信號(hào)成份轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的低頻信號(hào)，并將轉(zhuǎn)換成相應(yīng)低頻信號(hào)的色度信號(hào)與頻率調(diào)制的亮度信號(hào)相同步地加以記錄。如果借助變換成低頻信號(hào)而將色度信號(hào)轉(zhuǎn)移到600到750KHS的頻率范圍，該被變換后的色度信號(hào)就成為數(shù)百千赫的窄頻寬的信號(hào)。由將因變換成窄帶信號(hào)而得的窄頻寬的色度信號(hào)與頻率調(diào)制亮度信號(hào)同步地進(jìn)行記錄，就可能將圖象信號(hào)有效地記錄在錄像磁帶上。
利用上述的圖象信號(hào)記錄裝置，與頻率調(diào)制亮度信號(hào)同步地記錄由變換為對(duì)應(yīng)低頻信號(hào)而得的窄頻寬色度信號(hào)，由于該被變換的色度信號(hào)成為數(shù)百千赫的窄頻率范圍的信號(hào)，重放信號(hào)中的色度信號(hào)成份較之亮度信號(hào)成份就不夠充分。這就是說(shuō)，圖象質(zhì)量由于頻率比例方面的不平衡而減低。在修正VTRS標(biāo)準(zhǔn)以適應(yīng)家庭應(yīng)用中，實(shí)際上就是在于增加亮度信號(hào)的頻率范圍。但為了進(jìn)一步改善圖象質(zhì)量，則認(rèn)為有必要改善色度信號(hào)的特征，例如說(shuō)通過(guò)增加經(jīng)變換后的色度信號(hào)的頻率范圍。
為此目的，采取了對(duì)色度信號(hào)進(jìn)行輔助采樣即輔助奈奎斯特(Nyguist)采樣措施來(lái)增加色度信號(hào)的實(shí)質(zhì)頻率范圍而基本上不改變記錄媒體例如錄像帶上的記錄頻率范圍。這種輔助采樣是一種在時(shí)標(biāo)上加以偏置例如以場(chǎng)或幀偏置、或者在二維平面上的偏置例如行偏置(位移)來(lái)進(jìn)行的采樣過(guò)程。
此時(shí)，如果以在時(shí)標(biāo)上加以偏置例如場(chǎng)或幀偏置進(jìn)行輔助采樣的話，則雖然對(duì)于靜止圖象不會(huì)使圖象質(zhì)量變壞，但對(duì)于運(yùn)動(dòng)著的圖象由于相對(duì)時(shí)間上的運(yùn)動(dòng)而使圖象質(zhì)量惡化。因此認(rèn)為必須對(duì)圖象的運(yùn)動(dòng)加以檢測(cè)，并根據(jù)所檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)量對(duì)采樣值進(jìn)行在時(shí)標(biāo)方面的偏移上的適當(dāng)調(diào)整。
但如果所檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)量突然改變的話，對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象的處理就急劇地轉(zhuǎn)變成對(duì)靜止圖象的處理，或者反過(guò)來(lái)，這就會(huì)引起邊紋閃爍等的缺陷。
出于對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)這種狀態(tài)的考慮，本發(fā)明的目的就是提供一種圖象記錄裝置，其中既可以傳遞針對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象進(jìn)行輔助采樣得到的彩色信號(hào)，也使盡管圖象的運(yùn)動(dòng)量急劇變化也能由對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象的處理平穩(wěn)地轉(zhuǎn)變到對(duì)靜止圖象的處理，或者反之，以消除諸如邊紋閃爍之類(lèi)的麻煩。
按照本發(fā)明，用于記錄對(duì)之進(jìn)行輔助采樣之后的圖象信號(hào)的圖象信號(hào)記錄裝置包含有用于檢測(cè)圖象信號(hào)中的彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元;用于檢測(cè)圖象信號(hào)中亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元;將彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元所得出的彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)量與亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置得出的亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量加以合成的合成單元;和用于根據(jù)合成單元對(duì)經(jīng)輔助采樣得出的彩色信號(hào)的傳遞量進(jìn)行調(diào)整的適應(yīng)控制單元。
理想的是，對(duì)彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的檢測(cè)按照幀間差進(jìn)行，而對(duì)亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的檢測(cè)則按照?qǐng)鲩g差進(jìn)行。
被輔助采樣得出的彩色信號(hào)的傳遞量不能根據(jù)彩色信號(hào)的場(chǎng)間差來(lái)控制，因?yàn)樵诮邮斩藷o(wú)法觀察到場(chǎng)間差。另外，如果經(jīng)輔助采樣得出的彩色信號(hào)僅僅按照彩色信號(hào)的幀間差來(lái)調(diào)節(jié)其傳遞量的話，檢測(cè)出錯(cuò)的可能率就會(huì)增加。另一方面，如果按照兩幀彩色信號(hào)之間的差來(lái)調(diào)整經(jīng)過(guò)輔助采樣的彩色信號(hào)的傳遞量，所需存貯器的容量就要增大。如果被輔助采樣得出的彩色信號(hào)僅僅按照亮度信號(hào)的場(chǎng)間或幀間差來(lái)控制其傳遞量，因亮度信號(hào)變化而造成的失誤，調(diào)整結(jié)果就不一定與彩色信號(hào)中的相一致。所以要求按照彩色信號(hào)的幀間差和亮度信號(hào)的場(chǎng)間差來(lái)調(diào)整輔助采樣的彩色信號(hào)的傳遞量。
最好，由適應(yīng)控制單元進(jìn)行的輔助采樣的彩色信號(hào)的傳遞量根據(jù)彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量和亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的最大值或總和加以調(diào)整。因此要求合成單元要求取得彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量和亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的最大值或總和。
按照本發(fā)明，提供一種記錄在對(duì)之進(jìn)行輔助采樣之后的圖象信號(hào)的圖象信號(hào)記錄裝置，其中包括有用于檢測(cè)圖象信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的圖象信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元;用于對(duì)由圖象信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)得出的運(yùn)動(dòng)量的變化加以平滑的濾波器單元;和用于調(diào)整由濾波單元一輸出端送出的被輔助采樣得出的彩色信號(hào)的傳送量的適應(yīng)處理單元。
該平滑運(yùn)動(dòng)量變化的濾波單元最好是一FIR濾波器或者一增強(qiáng)型濾波器，而且最好在水平方向或者垂直方向動(dòng)作。
對(duì)彩色信號(hào)的輔助采樣最好為輔助奈奎斯特采樣。經(jīng)輔助奈奎斯特采樣的彩色信號(hào)和不作輔助奈奎斯特采樣的而僅由奈奎斯特采樣的彩色信號(hào)之間相加之比例隨合成單元的輸出改變。
按照本發(fā)明的圖象信號(hào)記錄裝置，其中采用時(shí)標(biāo)方向的輔助采樣來(lái)增加圖象信號(hào)的頻率帶寬，合成單元將亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)得出的亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)量和彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)得出的彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)量加以合成，并根據(jù)合成結(jié)果調(diào)整輔助采樣的彩色信號(hào)的傳遞量，從而就有可能根據(jù)圖象運(yùn)動(dòng)來(lái)傳遞輔助采樣得出的彩色信號(hào)。
另一方面，由于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)是利用亮度信號(hào)的場(chǎng)間差和彩色信號(hào)的幀間差進(jìn)行的，所以就有可能以極高的水平實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)而無(wú)需設(shè)置任何專(zhuān)用于運(yùn)動(dòng)檢測(cè)過(guò)程的冗余存貯器。
此外，根據(jù)本發(fā)明的圖象信號(hào)記錄裝置，其中，采用時(shí)標(biāo)方向的輔助采樣使圖象信號(hào)的頻率帶寬增大，平滑濾波單元將圖象信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)單元檢測(cè)的圖象信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量中的變化加以平滑處理，而適應(yīng)處理單元?jiǎng)t以經(jīng)平滑后的輸出來(lái)調(diào)整被輔助采樣的彩色信號(hào)的傳遞量，以便即使運(yùn)動(dòng)量急劇變化亦能使對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象和靜止圖象的處理平滑地轉(zhuǎn)變，以消除邊紋閃爍等的缺陷。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)由下面的說(shuō)明將會(huì)十分清楚。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)略說(shuō)明

圖1是表明按照本發(fā)明的圖象信號(hào)記錄裝置布局的電路方框圖;
圖2說(shuō)明輔助奈奎斯特采樣處理過(guò)程;
圖3說(shuō)明以色度信號(hào)的幀間差進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)檢測(cè);
圖4為說(shuō)明色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量與色度信號(hào)的幀間差之間的關(guān)系的圖形;
圖5說(shuō)明以亮度信號(hào)的場(chǎng)間差進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)檢測(cè);
圖6是表明亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量與亮度信號(hào)的場(chǎng)間差之間的關(guān)系的圖形;
圖7說(shuō)明適應(yīng)處理電路的具體結(jié)構(gòu);
圖8表明為平滑運(yùn)動(dòng)量的變化的濾波器的操作;
圖9說(shuō)明應(yīng)用于水平方向的彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的FIR濾波器;
圖10說(shuō)明應(yīng)用于垂直方向的彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的FIR濾波器;
圖11說(shuō)明應(yīng)用于水平方向的彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的增強(qiáng)型濾波器;
圖12說(shuō)明應(yīng)用于垂直方向的彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的增強(qiáng)型濾波器;
圖13說(shuō)明一通常的前置濾波器的布局;
圖14說(shuō)明該通常的前置濾波器的操作;
圖15說(shuō)明用于本發(fā)明的前置濾波器電路的布局;
圖16說(shuō)明用于本發(fā)明的前置濾波器電路的操作;
圖17說(shuō)明用于本發(fā)明的前置濾波器的電路的改進(jìn)布置。
下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明按照本發(fā)明的圖象信號(hào)記錄裝置的優(yōu)選實(shí)施例。
首先對(duì)照?qǐng)D1說(shuō)明作為按照本發(fā)明視頻信號(hào)記錄裝置的實(shí)施例的磁帶錄像機(jī)的概略結(jié)構(gòu)。
在圖1中，加到輸入端1的組合彩色視頻信號(hào)被一亮度/色度分離電路(YC分離電路)2分成為亮度信號(hào)Y和彩色信號(hào)(色度信號(hào))C。
經(jīng)YC分離電路2分出的色度信號(hào)C被送到將色度信號(hào)變換成為色差信號(hào)R-Y和B-Y的色差譯碼器3。這些色差信號(hào)R-Y和B-Y被送到色度記錄處理電路4。此色度記錄電路4對(duì)色差信號(hào)R-Y和B-Y進(jìn)行予先設(shè)定的色度記錄處理。
由色度記錄處理電路4輸出的經(jīng)色度記錄處理的色差信號(hào)R-Y′和B-Y′被送至輔助采樣之前的前置濾波電路5，場(chǎng)存貯器7a和用于檢測(cè)彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)量的彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路8。
場(chǎng)存貯器7a的輸出被送到前置濾波電路5，場(chǎng)存貯器7b和適應(yīng)處理電路9。
場(chǎng)存貯器7b的輸出送到前置濾波電路5和彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路8。
前置濾波電路5在對(duì)色差信號(hào)R-Y′和B-Y′施加輔助奈奎斯特采樣之前先將色差信號(hào)R-Y′和B-Y′進(jìn)行濾波處理。也就是說(shuō)，前置濾波電路5借助場(chǎng)存貯器7a和7b對(duì)色差信號(hào)R-Y′和B-Y′在例如說(shuō)垂直方向及順著時(shí)標(biāo)進(jìn)行前置濾波處理。經(jīng)過(guò)予處理的信號(hào)被送至輔助奈奎斯特采樣電路6。
由前置濾波電路5所進(jìn)行的予濾波處理就在于采用在時(shí)標(biāo)上的偏置進(jìn)行低通濾波，以便能防止在對(duì)運(yùn)動(dòng)著的圖象作例如輔助奈奎斯特那樣的輔助采樣過(guò)程中發(fā)生誤差。因而在對(duì)靜止圖象，亦即完全沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的圖象作輔助采樣時(shí)，就無(wú)需進(jìn)行這種前置濾波。
輔助奈奎斯特采樣電路6對(duì)經(jīng)過(guò)前置濾波電路5作濾波處理的信號(hào)進(jìn)行輔助奈奎斯特采樣。
圖2示意地說(shuō)明了這種輔助奈奎斯特采樣過(guò)程。
圖2(A)表示四場(chǎng)即兩幀原始圖象。圖2(B)說(shuō)明在經(jīng)過(guò)前置濾波電路5的前置濾波之后由輔助奈奎斯特采樣電路6進(jìn)行的輔助奈奎斯特采樣處理。
同時(shí)，圖2中(A)所示的四場(chǎng)原始圖象表明其中的采樣點(diǎn)在第一至第四場(chǎng)的各相應(yīng)行中均以一場(chǎng)間隙作180°的偏移進(jìn)行采樣。
圖2中(A)和(B)表明在如上述進(jìn)行記錄期間的輔助奈奎斯特采樣狀態(tài)。為進(jìn)行重播，圖2中(C)所示被傳遞的彩色信號(hào)的輔助奈奎斯特采樣數(shù)據(jù)被再次采樣，那就是用插入處理加入畫(huà)以陰影線的象點(diǎn)，如圖4中(D)所示。
再回過(guò)來(lái)看圖1，彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路8根據(jù)色度記錄處理電路4所得的色差信號(hào)與通過(guò)場(chǎng)存貯器7a和7b傳送的信號(hào)之間的差，亦即幀間差數(shù)據(jù)，檢測(cè)色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量。
色度信號(hào)是運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路8檢測(cè)彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)量的原理參照?qǐng)D3和圖4予以說(shuō)明。
在圖3中，時(shí)間在被置于橫坐標(biāo)而場(chǎng)圖象的位置上被置于縱座標(biāo)上。在圖3中，由緊接含有欲檢測(cè)其運(yùn)動(dòng)量的象素的當(dāng)前場(chǎng)20之前的一場(chǎng)(前置場(chǎng))21的象素與緊跟當(dāng)前場(chǎng)20之后的一場(chǎng)(后置場(chǎng))22的象素之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)確定幀間差。
由于如圖3中所示，前置場(chǎng)21與后置場(chǎng)22在垂直方向V上具有1/2H的行偏移，因而要在求得相互間(在圖3中的垂直方向)分隔1H的象素的平均值之后計(jì)算幀間差，即就是前置場(chǎng)21的象素a與b的平均值即(a+b)/2和后置場(chǎng)22的象素c與d的平均值(c+d)/2。
幀間差Fr由下式求得Fr＝〔(a+b)/2〕-〔(c+d)/2〕(1)利用上式(1)所求得的幀間差Fr，按下式可得到色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量KcKc＝(IFr1-αc)/βc＝〔1(a+b)/2〕-〔(c+d)/2〕1-αc〕/βc(2)式中0≤Kc≤1。
式(2)所表明的彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc的變化狀態(tài)與式(1)所表明的幀間差Fr間的關(guān)系如圖4中所示。
亦即，圖4說(shuō)明置于縱座標(biāo)上的色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc與置于橫座標(biāo)上的幀間差Fr間的關(guān)系曲線。
由等或(2)可知，色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc在當(dāng)幀間差Fr由0變到αc時(shí)成為0。在幀間差Fr由αc變到αc+βc時(shí)，色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc作線性變化。最后，如果幀間差Fr成為大于αc+βc，色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc就成為等于1。大體上說(shuō)，色度信號(hào)Kc與幀間差Fr間的特性關(guān)系為非線性的。
這樣，彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路8利用等式(1)來(lái)求得幀間差Fr，然后再利用等式(2)來(lái)得到色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc。
返回到圖1，由YC分離電路2分開(kāi)的亮度信號(hào)Y被送到亮度記錄處理電路10，在此進(jìn)行各種信號(hào)處理操作，在亮度信號(hào)Y上記錄以例如頻率調(diào)制以產(chǎn)生頻率調(diào)制亮度信號(hào)YFM。亮度記錄處理電路10輸出的頻率調(diào)制亮度信號(hào)YFM被送到場(chǎng)存貯器11和亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路12，并經(jīng)過(guò)場(chǎng)存貯器11由輸出端16輸出。
場(chǎng)存貯器11是用于亮度信號(hào)YFM與彩色信號(hào)之間作定時(shí)匹配的延時(shí)電路。
亮度信號(hào)檢測(cè)電路12由亮度記錄處理電路10輸出的亮度信號(hào)YFM與被場(chǎng)存貯器11延時(shí)了一場(chǎng)的亮度信號(hào)之間的差(即場(chǎng)間差)來(lái)檢測(cè)亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量。
由亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路檢測(cè)亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)量的原理對(duì)照?qǐng)D5和6來(lái)加以說(shuō)明。
在圖5中，時(shí)間點(diǎn)置于橫座標(biāo)軸，而場(chǎng)圖象的位置上置于縱坐標(biāo)軸上。圖中，由緊隨欲求取運(yùn)動(dòng)量的圖象的當(dāng)前場(chǎng)23之后的一場(chǎng)(后置場(chǎng))的象素的數(shù)據(jù)差來(lái)求得場(chǎng)間差。
由于如圖5中所示，后置場(chǎng)24在垂直方向上具有行偏移1/2H，當(dāng)前場(chǎng)23的象素X產(chǎn)生的場(chǎng)間差在求得后置場(chǎng)24的二象素C和d的平均值后進(jìn)行計(jì)算。
這樣，場(chǎng)間差Fe就是Fe＝X-〔(c+d)/2〕(3)利用等式(3)求得的場(chǎng)間差Fe，就可按下式求得亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Ky，Ky＝(｜Fe｜-αy)/βy＝[｜(X-((c+d)/2｜-αk〕/βk (4)式中0≤Ky≤1。
圖6表示式(4)所表明的亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Ky，隨式(3)表明的場(chǎng)間差Fe改變的狀態(tài)。
亦即，圖6表示以縱座標(biāo)作亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Ky與橫座標(biāo)的場(chǎng)間差Fe之間的相互關(guān)系曲線。
如同由等式(4)可看到的，在場(chǎng)間差由0變到αy時(shí)，亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Ky成為0。在當(dāng)場(chǎng)間差Fe由αy變到αy+βy時(shí)，色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Ky線性改變。最后，如果場(chǎng)間差Fe成為大于αy+βy時(shí)，亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Ky就等于1?？偟恼f(shuō)來(lái)，色度信號(hào)Ky與場(chǎng)間差Fe相互間的特性關(guān)系是非線性的。
因此，亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路12利用式(3)求得場(chǎng)間差Fe，然后利用式(4)求取亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Ky。
等式(1)所表明的圖象信號(hào)中色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc經(jīng)由用作平滑運(yùn)動(dòng)量的變化的濾波裝置的動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器13被送到一最大值檢測(cè)電路14。
等式(2)所表明的亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)量Ky也被送到最大值檢測(cè)電路14。
最大值檢測(cè)電路14為一將色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc與亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Ky加以合成以輸出作為合成運(yùn)動(dòng)量K的合成結(jié)果的合成裝置。具體說(shuō)，此最大值檢測(cè)電路14輸出色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc與亮度的運(yùn)動(dòng)量Ky之和，作為合成運(yùn)動(dòng)量K。
較概括地說(shuō)，可以求得色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc乘以M(MKc)與亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Ky乘以n(nky)之和的最大值，并將具輸出作為合成運(yùn)動(dòng)量K。依靠恰當(dāng)?shù)剡x取M和n值，就可以對(duì)色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量和亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量給予適當(dāng)?shù)募訖?quán)，以便能按照希望在相互關(guān)連的運(yùn)動(dòng)量中之一有所側(cè)重。
適應(yīng)處理電路9根據(jù)最大值檢測(cè)電路14所得的合成運(yùn)動(dòng)量K，對(duì)輔助奈奎斯特采樣電路6輸出的經(jīng)輔助奈奎斯特采樣的彩色信號(hào)(輔助奈奎斯特采樣數(shù)據(jù))和由場(chǎng)存貯器7a輸出的經(jīng)奈奎斯特采樣的(即不經(jīng)輔助奈奎斯特采樣的)彩色信號(hào)(奈奎斯特采樣數(shù)據(jù))進(jìn)行適應(yīng)性處理，并將處理結(jié)果在輸出端15送出。
該適應(yīng)性處理電路9的結(jié)構(gòu)安排如圖7中所示。
圖1中所示輔助奈奎斯特采樣電路6輸出的輔助奈奎斯特采樣數(shù)據(jù)被傳送給輸入端31。圖1所示場(chǎng)存貯器7a輸出的奈奎斯特采樣數(shù)據(jù)被傳送給輸入端32。最大值檢測(cè)電路14輸出的合成運(yùn)動(dòng)量K被送至輸入端33。
輸入端31的輔助奈奎斯特采樣數(shù)據(jù)經(jīng)可變系數(shù)乘法器34乘以(1-K)，而后傳送到一加法節(jié)點(diǎn)36。輸入端32的奈奎斯特采樣數(shù)據(jù)由可變系數(shù)乘法器35乘以K，而后傳送到加法節(jié)點(diǎn)36。加法節(jié)點(diǎn)36的輸出信號(hào)通過(guò)輸出端15輸出。
改變相加比例，以使得在合成運(yùn)動(dòng)量K值較大時(shí)輸入端32的奈奎斯特采樣數(shù)據(jù)(未經(jīng)輔助采樣的彩色信號(hào))的比例成份增大，以及反之，在合成運(yùn)動(dòng)量K值較小時(shí)輸入端31的輔助奈奎斯特采樣數(shù)據(jù)(經(jīng)輔助奈奎斯特采樣的彩色信號(hào))的比例成份增大。此二數(shù)據(jù)在加法節(jié)點(diǎn)36相混合，并由輸出端15輸出。
這樣，在適應(yīng)處理電路9中，經(jīng)由包括輔助奈奎斯特采樣在內(nèi)的信號(hào)量(電平)，就決定于系數(shù)乘法器34的系數(shù)(1-K)，而經(jīng)由不包括該輔助奈奎斯特采樣的信號(hào)量(電平)則取決于系數(shù)乘法器35的系數(shù)K，從而使得借助根據(jù)最大值檢測(cè)電路14的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)輸出來(lái)控制系數(shù)(1-K)和K，就可能恰當(dāng)?shù)卣{(diào)整以輔助奈奎斯特采樣進(jìn)行采樣的彩色信號(hào)和不經(jīng)輔助奈奎斯特采樣進(jìn)行采樣的彩色信號(hào)的成份比例。
由上述可見(jiàn)，采用這種VTR的彩色信號(hào)系統(tǒng)，考慮到在重放或接收側(cè)無(wú)法檢測(cè)場(chǎng)間差而采用幀間差來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)，但對(duì)于亮度信號(hào)系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)則采用在時(shí)間標(biāo)度上誤差較小的場(chǎng)間差。由彩色信號(hào)系統(tǒng)檢測(cè)得的運(yùn)動(dòng)量與由亮度信號(hào)系統(tǒng)檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)量經(jīng)最大值檢測(cè)電路進(jìn)行合成，以產(chǎn)生用于對(duì)輔助奈奎斯特采樣的比例成份進(jìn)行調(diào)整的控制信號(hào)。應(yīng)指出的是，僅僅根據(jù)彩色信號(hào)的幀間差來(lái)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)檢測(cè)差誤的或然率會(huì)增大，而兼顧考慮亮度信號(hào)的場(chǎng)間差就可以得到更正確的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)。
彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)輸出和亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)輸出的合成不僅只限定為最大值檢測(cè)電路14檢測(cè)的最大值，也可以作為由一總和檢測(cè)電路(圖中未表示)檢測(cè)的總和值。
這就是說(shuō)，被總和到一起的輔助采樣數(shù)據(jù)與奈奎斯特采樣數(shù)據(jù)的分配比例可以根據(jù)總和值，例如，彩色信號(hào)和亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的加權(quán)平均值，來(lái)加以適應(yīng)性處理。
下面來(lái)解決將等式(2)所表明的色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc送到作為濾波裝置的動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器13，以對(duì)運(yùn)動(dòng)量的變化加以平滑處理的原因。
如果彩色信號(hào)檢測(cè)電路8所檢測(cè)的色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc在象素表現(xiàn)上發(fā)生突然的變化(如圖8(A)所示)，則對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象的處理與對(duì)靜止圖象的處理就會(huì)急劇轉(zhuǎn)換，而導(dǎo)致諸如邊紋閃爍和發(fā)生拍頻等缺陷。從而，將彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路8的輸出Kc送到動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器13以產(chǎn)生例如圖6(B)所示的特性。
圖8(B)表示在采用-FIR濾波器作為動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器時(shí)的輸出特性。
圖8(C)表示在采用一加強(qiáng)型濾波器作為動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器時(shí)的輸出特性。
圖9至圖12說(shuō)明動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器的結(jié)構(gòu)安排。
圖9表示利用FIR濾波器平滑水平方向彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)量Kc(n)的動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器40的結(jié)構(gòu)。
動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器40疊加并平滑在輸入端41以時(shí)間間隙T輸入的象素表示的彩色信號(hào)在水平方向的運(yùn)動(dòng)量Kc(n)。
運(yùn)動(dòng)量Kc(n)在系數(shù)乘法器46被乘以系數(shù)K、以產(chǎn)生被送至加法器51的乘積K1Kc(n)。運(yùn)動(dòng)量Kc(n)經(jīng)一延時(shí)單元42延時(shí)得的運(yùn)動(dòng)量Kc(n-1)，在系數(shù)乘法器47乘以系數(shù)K2，產(chǎn)生乘積K2Kc(n-1)被送到加法器51。運(yùn)動(dòng)量Kc(n)經(jīng)延時(shí)單元43進(jìn)一步延時(shí)經(jīng)運(yùn)動(dòng)量Kc(n-2)在系數(shù)乘法器48乘以系數(shù)K3得到乘積K3Kc(n-2)被送到加法器51。運(yùn)動(dòng)量Kc(n)經(jīng)延時(shí)單元44進(jìn)一步延時(shí)得的運(yùn)動(dòng)量Kc(n-3)在系數(shù)乘法器49乘以系數(shù)K4得乘積K4Kc(n-3)被送到加法器51。運(yùn)動(dòng)量Kc(n)經(jīng)延時(shí)單元45進(jìn)一步延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(n-4)，在系數(shù)乘法器50乘以系數(shù)K5得到乘積K5Kc(n-4)，送到加法器51。
加法器51將乘積K1Kc(n)、K2Kc(n-1)、K3Kc(n-2)、K4Kc(n-3)和K5Kc(n-4)進(jìn)行總和，以平滑彩色信號(hào)水平方向的運(yùn)動(dòng)量的急劇變化，將所得的平滑信號(hào)在輸出端52輸出。
圖10表示利用FIR濾波器平滑垂直方向中彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器60的結(jié)構(gòu)安排。
動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器60對(duì)以時(shí)間間隙T在輸入端61輸入的象素彩色信號(hào)在垂直方向的運(yùn)動(dòng)量Kc(m)加以總和及平滑。
運(yùn)動(dòng)量Kc(m)在系數(shù)乘法器66乘以系數(shù)K1產(chǎn)生乘積K1Kc(m)被送到加法器71。運(yùn)動(dòng)量Kc(m)經(jīng)-1行(1H)延時(shí)單元62延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(m-1)，在系數(shù)乘法器67乘以系數(shù)K2產(chǎn)生乘積K2Kc(m-1)被送到加法器71。運(yùn)動(dòng)量Kc(m)經(jīng)1H延時(shí)單元63進(jìn)一步延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(m-2)，在系數(shù)乘法器68乘以系數(shù)K3產(chǎn)生乘積K3Kc(m-2)送至加法器71。運(yùn)動(dòng)量Kc(m)經(jīng)1H延時(shí)單元64再次延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(m-3)，在系數(shù)乘法器69乘以系數(shù)K4得出乘積K4Kc(n-4)，被送至加法器71。運(yùn)動(dòng)量Kc(m)經(jīng)1H延時(shí)單元65延時(shí)得Kc(m-4)，在系數(shù)乘法器70乘以系數(shù)K5產(chǎn)生乘積K5Kc(m-4)，被送到加法器71。
加法器71將乘積K1Kc(m)、K2Kc(m-1)、K3Kc(m-2)、K4Kc(m-3)及K5Kc(m-4)相加，以平滑彩色信號(hào)在垂直方向中的運(yùn)動(dòng)量的急劇變化，將所得平滑信號(hào)輸出到輸出端72。
圖11表示采用加強(qiáng)型濾波器平滑水平方向上彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量Kc(n)的動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器80的結(jié)構(gòu)布置。
動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器80采用增強(qiáng)單元91對(duì)以時(shí)間間隙T在輸入端81輸入的象素狀態(tài)彩色信號(hào)的水平方向的運(yùn)動(dòng)量Kc(n)進(jìn)行加強(qiáng)及平滑處理。
運(yùn)動(dòng)量Kc(n)在系數(shù)乘法器86乘以系數(shù)K1產(chǎn)生乘積K1Kc(n)被送到增強(qiáng)電路91。運(yùn)動(dòng)量Kc(n)經(jīng)延時(shí)單元82延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(n-1)，在系數(shù)乘法器87乘以系數(shù)K2產(chǎn)生乘積K2Kc(n-1)被送至增強(qiáng)電路91。運(yùn)動(dòng)量Kc(n)經(jīng)延時(shí)單元83延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量K2(n-2)，在系數(shù)乘法器88乘以系數(shù)K3產(chǎn)生乘積K3Kc(n-2)被送至增強(qiáng)電路91。運(yùn)動(dòng)量Kc(n)經(jīng)延時(shí)單元84延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(n-3)，在系數(shù)乘法器89乘以系數(shù)K4產(chǎn)生乘積K4Kc(n-3)被送至增強(qiáng)電路91。運(yùn)動(dòng)量Kc(n)經(jīng)延時(shí)單元85延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(n-4)，在乘法器90乘以系數(shù)K5產(chǎn)生乘積K5Kc(n-4)被送到增強(qiáng)電路91。
增強(qiáng)電路91將乘積K1Kc(n)、K2Kc(n-1)、K3Kc(n-2)、K4Kc(n-3)及K5Kc(n-4)予以增強(qiáng)，以平滑彩色信號(hào)的水平方向的運(yùn)動(dòng)量Kc(n)的急劇變化，并將所得的平滑信號(hào)在輸出端92輸出。
圖12表示采用增強(qiáng)濾波器平滑垂直方向彩色的運(yùn)動(dòng)量的動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器100的結(jié)構(gòu)布置。
動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器100增強(qiáng)并平滑輸入端101上以時(shí)間間隙T輸入的象素彩色信號(hào)的垂直方向的運(yùn)動(dòng)量Kc(m)。
運(yùn)動(dòng)量Kc(m)在系數(shù)乘法器106乘以系數(shù)K1產(chǎn)生乘積K1Kc(m)送至增強(qiáng)電路111。運(yùn)動(dòng)量Kc(m)經(jīng)-1行(1H)延時(shí)單元102延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(m-1)，在系數(shù)乘法器107乘以系數(shù)K2產(chǎn)生乘積K2Kc(m-1)送到增強(qiáng)電路111。運(yùn)動(dòng)量Kc(m)經(jīng)1H延時(shí)單元103延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(m-2)，在系數(shù)乘法器108乘以系數(shù)K3產(chǎn)生乘積K3Kc(m-2)送到增強(qiáng)電路111。運(yùn)動(dòng)量Kc(m)經(jīng)1H延時(shí)單元104延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(m-3)，在系數(shù)乘法器109乘以系數(shù)K4產(chǎn)生乘積K4Kc(m-3)送至增強(qiáng)電路111。運(yùn)動(dòng)量Kc(m)經(jīng)1H延時(shí)單元105延時(shí)得運(yùn)動(dòng)量Kc(m-4)，在系數(shù)乘法器110乘以系數(shù)K5產(chǎn)生乘積K5Kc(m-4)送至增強(qiáng)電路111。
增強(qiáng)電路111對(duì)乘積K1Kc(m)、K2Kc(m-1)、K3Kc(m-2)、K4Kc(m-3)及K5Kc(m-4)予以增強(qiáng)以平滑彩色信號(hào)的垂直方向的運(yùn)動(dòng)量Kc(m)中的急劇變化，在輸出端112輸出所得的平滑信號(hào)。
這樣，利用這種VTR，彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路8所得的運(yùn)動(dòng)量Kc被送給由FIR濾波器或增強(qiáng)濾波器組成的動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器13，藉此，即使彩色信號(hào)在水平方向的運(yùn)動(dòng)量Kc(n)或在垂直方向的運(yùn)動(dòng)量Kc(m)急劇變化時(shí)，對(duì)運(yùn)動(dòng)圖象的處理和靜態(tài)圖象的處理亦不會(huì)突然轉(zhuǎn)變，從而防止發(fā)生邊紋閃爍或拍頻。
同時(shí)，動(dòng)態(tài)變化平滑濾波器13可被連接在亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路12或最大值檢測(cè)電路14的下方。
前置濾波電路可由場(chǎng)存貯器7a、場(chǎng)存貯器7b及1H延時(shí)單元(圖中未示出)組成。
通常的前置濾波電路120結(jié)構(gòu)如圖13中所示。
亦即，通常的前置濾波電路120包含有一串聯(lián)連接的1H延時(shí)單元(1HDL)123，-262H延時(shí)單元(262H存貯器)124，-262H延時(shí)單元(262H存貯器)125，和1H延時(shí)單元(1HDL)126，以及連接到加法器132和延時(shí)單元123至126間連線之間的系數(shù)乘法器127、128、129、130和131。
采用通常的前置濾波電路120，由于在垂直方向增加了組成梳狀濾波器122的1H延時(shí)單元和1H延時(shí)單元和1H延時(shí)單元123及126，而使得垂直方向的圖象質(zhì)量惡化。
此外，利用通常的前置濾波電路120，如果梳狀濾波器122為1∶1行一行相加式的，而系數(shù)K1、K2、K3、K4和K5為K1＝K2＝K4＝K5＝1/4及K3＝1/2時(shí)，則當(dāng)前場(chǎng)140、前置場(chǎng)141及下一場(chǎng)142即如圖14中所示。也就是，輸出數(shù)據(jù)X經(jīng)梳狀濾波器122在空間方向上擴(kuò)展以產(chǎn)生0.5H的彩色擴(kuò)散。
根據(jù)本發(fā)明，前置濾波電路150采用一具有被用作Y/C分離的1H延時(shí)單元(1HDL)的梳狀濾波器152來(lái)構(gòu)成，如圖15中所示。
這就是說(shuō)，數(shù)據(jù)經(jīng)具有1H延時(shí)單元(1HDL)的梳狀濾波器152延時(shí)大約1H，此后它經(jīng)過(guò)-262H延時(shí)單元(262存貯器)153，-1H延時(shí)單元(1HDL)154和-262H延時(shí)單元(262存貯器)155，以此順序傳送到輸出抽頭tpa，tpb，tpc和tpd。插頭輸出tpa，tpb，tpc和tpd被具有系數(shù)K1、K2、K3和K4的系數(shù)乘法器156、157、158和159相乘。所得乘積在加法器160予以總和并作為輸出總和信號(hào)輸出。
當(dāng)前場(chǎng)170、前置場(chǎng)171和下一場(chǎng)172如圖15中所示，此時(shí)K1＝K2＝K3＝K4＝K5＝1/4。輸出數(shù)據(jù)X在空間擴(kuò)展上改善，亮度信號(hào)和色度信號(hào)在重心中點(diǎn)位置上一致，但也不產(chǎn)生彩色擴(kuò)展。
圖17表示圖15中所示前置濾波電路150的經(jīng)改變的結(jié)構(gòu)。
就是說(shuō)，將數(shù)據(jù)送至具有1H延時(shí)單元(1HDL)的梳狀濾波器182以取得一行(H)象素的平均值，然后通往262H延時(shí)單元(262存貯器)183、1H延時(shí)單元(1HDL)185及262H延時(shí)單元(262存貯器)184，順序到達(dá)輸出抽頭tpa，tpb，tpc和tpd。插頭輸出tpa，tpb，tpc和tpd由系數(shù)乘法器186、187、188和189乘以系數(shù)K1、K2、K3和K4，并將所得乘積在加法器190進(jìn)行總和再在輸出端190輸出。
采用這種VTR，前置濾波器可采用帶有用作Y/C分離電路2的1H延時(shí)單元的梳狀濾波器來(lái)構(gòu)成，這樣就能使垂直方向上圖象質(zhì)量不致惡化，而且亮度信號(hào)及色度信號(hào)在重點(diǎn)中心位置上相一致。
應(yīng)指出的是，本發(fā)明并不局限于所描述的實(shí)施例。例如說(shuō)，綜合運(yùn)動(dòng)量可以由綜合檢測(cè)最大值和總合值由色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量和亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量來(lái)進(jìn)行檢測(cè)得到。
權(quán)利要求
1.一種在經(jīng)輔助采樣后記錄圖象信號(hào)的圖象信號(hào)記錄裝置，設(shè)置有用于檢測(cè)所述圖象的信號(hào)中的彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)量的彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部件；用于檢測(cè)所述圖象信號(hào)中的亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)量的亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部件；用于將所述彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部件輸出的彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)量和所述亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部件輸出的亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)量加以合成的合成部件；和用于響應(yīng)所述合成部件調(diào)整經(jīng)輔助采樣得的彩色信號(hào)的傳遞量的適應(yīng)控制部件。
2.權(quán)利要求1所述的圖象信號(hào)記錄裝置，其中所述彩色信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的檢測(cè)按照幀間差進(jìn)行，而所述亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的檢測(cè)按照?qǐng)鲩g差進(jìn)行。
3.權(quán)利要求1所述的圖象信號(hào)記錄裝置，其中由所述適應(yīng)控制部件所傳遞的經(jīng)輔助采樣的彩色信號(hào)量按照所述彩色信號(hào)運(yùn)動(dòng)量和所述亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)量的最大值或總和進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.一種記錄輔助采樣后的圖象信號(hào)的圖象信號(hào)記錄裝置，設(shè)置有檢測(cè)所述圖象信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量的圖象信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部件;平滑由所述圖象信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)部件所檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)量的變化的濾波部件;和調(diào)節(jié)由所述濾波部件輸出的經(jīng)輔助采樣的彩色信號(hào)傳遞量的適應(yīng)處理部件。
5.權(quán)利要求4所述的圖象信號(hào)記錄裝置，其中平滑運(yùn)動(dòng)量的所述濾波部件為一FIR濾波器。
6.權(quán)利要求4所述的圖象信號(hào)記錄裝置，其中平滑運(yùn)動(dòng)量的所述濾波部件為一增強(qiáng)濾波器。
7.權(quán)利要求5所述的圖象信號(hào)記錄裝置，其中平滑運(yùn)動(dòng)量的所述濾波部件在水平方向起作用。
8.權(quán)利要求6所述的圖象信號(hào)記錄裝置，其中平滑運(yùn)動(dòng)量的所述濾波部件在水平方向起作用。
9.權(quán)利要求5所述的圖象信號(hào)記錄裝置，其中平滑運(yùn)動(dòng)量的所述濾波部件在垂直方向起作用。
10.權(quán)利要求6所述的圖象信號(hào)記錄裝置，其中平滑運(yùn)動(dòng)量的所述濾波部件在垂直方向起作用。
11.權(quán)利要求1所述的圖象信號(hào)記錄裝置，其中對(duì)所述彩色信號(hào)進(jìn)行的輔助采樣為輔助奈奎斯特采樣。
12.權(quán)利要求4所述的圖象信號(hào)記錄裝置，其中對(duì)所述彩色信號(hào)進(jìn)行的輔助采樣為輔助奈奎斯特采樣。
全文摘要
揭示了一種記錄彩色視頻信號(hào)的圖象信號(hào)記錄裝置。彩色信號(hào)檢測(cè)電路按照色度記錄處理電路輸出的色差信號(hào)與由此色差信號(hào)延時(shí)一幀的信號(hào)之間的幀間差來(lái)檢測(cè)色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量。動(dòng)態(tài)變化平滑濾波電路對(duì)色度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量中的突變加以平滑處理。亮度信號(hào)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)電路按照由亮度記錄處理電路輸出的亮度信號(hào)與由此亮度信號(hào)行延時(shí)一幀的信號(hào)之間的場(chǎng)間差來(lái)檢測(cè)亮度信號(hào)的運(yùn)動(dòng)量。
文檔編號(hào)H04N9/79GK1092928SQ9311997
公開(kāi)日1994年9月28日 申請(qǐng)日期1993年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月29日
發(fā)明者神田裕子, 三宅仁毅, 山形裕 申請(qǐng)人:索尼公司