JP2572043B2 - 逐次走査システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は線周波数の飛越走査型映像信号を２倍の線
周波数の非飛越走査型映像信号に変換する形式の順次走
査映像方式用映像信号処理装置であって追加される線を
内挿によって得るものに関する。

〔発明の背景〕

水平走査周波数を倍加すなわち２倍にして、映像信号
の各線を２回ずつ表示することにより線構造の見え難い
表示画像を与える「順次」走査型テレビジョン受像機が
提案されているが、その１つの形式のものでは、映像信
号の各線を２つのメモリの一方に記憶する様になってい
て、そのメモリの第１のものに標準線周波数の入来映像
信号を書込んでいる間に第２のものから標準線周波数の
２倍で２回読取り、これによって１標準線期間中に「加
速」（時間圧縮）された映像信号の線を２本生成する。
その第２のメモリの出力をその読取りに同期した２倍の
水平掃引周波数の表示器に印加することにより映像信号
の表示線数を２倍にする。この様な順次走査型受像機の
一例で、追加する映像信号の各線をもとの走査線を複製
したものとするものが米国特許第4415931号に開示され
ている。

順次走査方式の今一つの形式に、表示用の「余分の」
線を入来映像信号の隣接する垂直線の内挿によって作る
ものがある。これはメモリ内での映像信号の「加速」
（即ち時間圧縮）の前と後のいずれでも行うことができ
る。この様に追加の走査線を時間圧縮即ち映像信号「加
速」の前にもとの走査線の内挿処理により生成する順次
走査型表示方式の一例が米国特許第4400719号に開示さ
れている。また代りに内挿処理を映像信号の加速後に行
うものは英国特許出願公開第2111343A号に開示されてい
る。

例えば上記米国特許第440719号によれば、被写体の運
動（動き）が顕著でない場合はフィールドメモリを用い
て入来映像信号を１フィールド遅らせることにより優れ
た順次走査画像が得られることがわかっている。この方
法で飛越走査の１フレーム（NTSC方式）の525本の線全
部を各フィールド中に表示に使用でき、通常の線内挿器
の垂直解像特性の損失が防がれる。しかし、運動が起っ
たときは、無遅延の線とフィールド遅延線との時間差
（NTSC方式1/60秒）のため運動体の輪郭線がギザギザに
見える。

この鋸歯状端縁効果は1984年５月29日付米国特許願第
614668号（米国特許第4,598,309号）明細書記載のよう
にして補正することができる。この米国特許の実施例で
は、フレーム櫛型濾波器を用いて入来合成映像信号を１
フィールドだけ遅らせ、フレーム櫛型濾波されたルミナ
ンス信号と運動信号を生成する。このフィールド遅延さ
れた信号からクロミナンス成分を除去して得られたルミ
ナンス成分を被写体中の運動の有無に関係なく表示器の
１つおきの線で表示し、その中間の線を、運動が殆んど
または全くないときの表示用にフレーム櫛型濾波ルミナ
ンス信号を選び、その他のときの表示にフィールド遅延
された（また、更に、線櫛型濾波された）ルミナンス信
号を選ぶ運動応動スイッチによって生成する。

〔発明の概要〕

順次走査処理装置の垂直細部特性を更に向上する必要
があり、特に処理されている信号の垂直細部内容の関数
として表示用のルミナンス信号を適応処理する必要があ
る。

この発明を実施した順次走査処理装置は、飛越走査型
合成映像入力信号を受けて、フレーム櫛型濾波され線内
挿されたルミナンス出力信号、フィールド遅延されたル
ミナンス出力信号及び垂直細部表示出力信号を含む複数
の出力信号を生成する濾波手段を含んでいるこの濾波手
段に結合され垂直細部表示信号に応動する選択手段が、
この垂直細部表示信号の大きさに応じて上記フレーム櫛
型濾波線内挿ルミナンス出力信号と上記フィールド遅延
ルミナンス出力信号を選択的に出力手段に結合するよう
になっている。

この発明の他の態様によれば、この処理装置はさら
に、濾波手段に結合されて運動表示信号を生成する運動
検知手段を含み、その運動信号が殆んどまたは全く運動
を示さず、同時に、垂直細部表示信号が最小閾値を超え
たとき、選択手段内の論理手段がその選択手段にフィー
ルド遅延ルミナンス出力信号を出力信号に供給させ、そ
の他のときは内挿ルミナンス信号を出力手段に供給させ
る様になっている。

〔詳細な説明〕

第１図の順次走査方式は順次走査形式に変換して表示
ユニット12上に表示すべき飛越走査型合成映像入力信号
の信号源に結合される入力端子10を有する。その信号源
（図示せず）はテレビジョン信号同調器、ビデオテープ
レコーダ（時間軸補正されたもの）または他の適当なベ
ースバンド飛越走査型合成映像信号の信号源を含むこと
ができるが、ここでは映像入力信号（S1）が標準NTSCフ
ォーマットの信号とする。しかしこの発明の原理は他の
飛越走査型合成映像信号フォーマット（例えばPAL）に
も適用することができる。

入力端子10はフレーム櫛型濾波器14に結合され、ここ
で信号S1が濾波されてフレーム櫛型濾波されたクロミナ
ンス出力信号（Ｃ）と同ルミナンス出力信号（Y1）が生
成される。公知の様にフレーム櫛型濾波器はフレーム間
の運動がないとき合成映像信号を成分形式にほぼ理想的
に分離する。運動に由来する映像現象すなわち「汚染」
は大部分は、運動補正ユニット16により除去される。米
国特許第4498099号にはフレーム櫛型濾波器に適する形
式の運動補正器が記載されており、また1984年12月７日
付米国特許願第682765号（米国特許第4,617,589号）に
は櫛型濾波器の運動補正の改良が記載されている。この
後者を方式のこの発明と関係ある細部を第４図に示す。

ユニット16における運動補正後、ルミナンス信号Y1と
クロミナンス信号Ｃは（後述の様に処理された）他のル
ミナンス信号Y2と共に、映像信号を２倍加速（即ち時間
圧縮）する通常の設計の映像加速処理装置18に印加され
る。装置18の適当な構成は上記米国特許第4,598,309号
および米国特許第4400719号に記載されている。第３図
の表は映像加速動作の詳細な表である。図示の通り、あ
る与えられた線（例えば線Ｎ）の受信中、装置18が信号
Y1、Y2、Ｃをメモリに記憶即ち書込む。同時に、前に記
憶されている信号Y2、Ｃ（線Ｎ−１）が線Ｎの期間の前
半にメモリから回復即ち読取られる。線Ｎの期間の後半
に線Ｎ−１の信号Y1、Ｃがメモリから回復される。この
過程は次の水平線期間Ｎ＋１中反復され、この時前に記
憶された線Ｎの信号が回復される。

図示の様に、クロミナンス信号は時間圧縮されて１線
期間中反復される。このようにする代りに、上記米国特
許第4,598,309号記載の様に、クロミナンス信号の線を
１本おきに内挿することもできる。ルミナンス信号Y1、
Y2は時間圧縮されて、表示されたとき信号Y1とY2が各線
ごとに交番するように交互配置される。加速された信号
は通常のクロミナンス復号・マトリックス回路（ブロッ
ク20）に印加され、その回路はRGB出力信号を順次走査
型で２倍の線周波数の水平駆動信号2FHおよび正規のフ
ィールド周波数垂直駆動信号FVを受ける通常の表示ユニ
ット12に供給する。従って、NTSC入力信号に対して、ユ
ニット12は１フィールド当り525本線のラスタを、第３
図に示すようにRGB信号のルミナンス成分が線ごとにY
1、Y2間で交番する形で表示する。

ルミナンス信号Y2は、この発明の特徴として、この信
号Y2の垂直細部内容を映像入力信号S1の垂直細部内容の
関数として強調する適応形線選択ユニット30（破壊ブロ
ック）から供給される。またこの強調は信号S1のフィー
ルド間運動内容の関数でもあり、細部内容と運動内容の
ある組合せについて、信号Y2は本質的に映像入力信号S1
のルミナンス内容の完全な解像度を示す。

ユニット30（運動補正された）フレーム櫛型濾波され
たルミナンス信号Y1を受ける入力32と、これに結合され
てフレーム櫛型濾波され内挿処理されたルミナンス出力
信号S2を生成する内挿器34を含んでいる。この内挿器34
はこの発明の図示の実施例では信号Y1の隣接水平線の画
素を平均する２点線形内挿器から成り、この機能は第２
図に示すように、端子32に１線（1H）遅延ユニット202
を結合してルミナンス信号Y1を１水平線期間だけ遅ら
せ、加算器204を用いてその遅延信号と遅延されていな
い信号（非遅延信号）を組合せ、フレーム櫛型濾波内挿
ルミナンス出力信号S2を形成するようにした構成によっ
て得ることができる。

信号S2はスイッチ36を介して出力38に結合され、スイ
ッチ36が図示位置Ａのとき加速処理装置18にルミナンス
信号Y2として印加される。従って、信号Y1、Y2がユニッ
ト12で表示されるとき、フレーム櫛型濾波内挿ルミナン
ス信号Y1がフレーム櫛型濾波内挿ルミナンス信号S2と各
線ごとに間挿される。この表示モード（即ちY1−S2−Y1
−S2等）は表示被写体に顕著な運動があるか、実質的な
「垂直細部」がないとき（即ち各線間のルミナンス信号
のレベル変化が閾値未満のとき）に用いられる。

垂直細部があり、かつ、被写体内容が多少静止してい
るときはには内挿ルミナンス信号S2を信号Y1と共に表示
に使用しないのがこの発明の特徴である。このような状
態では、スイッチ36を位置Ａから位置Ｂに切換えてフィ
ールド遅延を受けたルミナンス信号S3を端子38に結合
し、これによって信号S2の代りに信号S3を用いるように
する。信号S3は遅れているだけで内挿されていないか
ら、合成映像入力信号S1の全垂直解像度を有し、従って
信号Y1と共にユニット12上に表示されたとき優れた垂直
解像度を示す。この信号S2、S3間の「自動切換」によ
り、（細かい静止被写体に対し）映像入力信号の全垂直
解像度を維持しつつ表示画像中のフィールド運動に関係
する異常現象（例えば運動する被写体の鋸歯状輪郭）が
防止され、飛越走査信号のフレーム周波数（例えば300H
z）の線ツイッタ（twitter）特性が除去されるという利
点がある。

フィールド遅延ルミナンス信号S3はフレーム櫛型濾波
器14のフィールドタップ15により合成映像入力信号S1か
ら取出される。このフィールドタップは、第４図に示す
様に、フレーム櫛型濾波器14に必要なために１対の縦続
接続されたフィールドメモリ402、404を用いることによ
り得ることができる。タップ15の信号は実質的に１フィ
ールドだけ遅れた合成映像入力信号S1に相当するため、
フィールド遅延ルミナンス信号S3を求めるにクロミナン
ス成分を除去する必要がある。この機能は入力42を介し
てタップ15に結合されたクロミナンス除去濾波器40によ
って与えられる。濾波器40は例えば最低色副搬送側波帯
より低い上部遮断周波数即ちコーナー周波数を持つ低域
通過濾波器で構成することもできる。あるいは、また色
副搬送波周波数に設定された中心周波数を持つノッチフ
イルタで構成することもできる。クロミナンス成分の除
去が不充分な場合に表示画像に生ずる所謂ハンギングド
ットを最少にするためには、ノッチフイルタまたは他の
適当な色副搬送波周波数における排除性が比較的高い濾
波器が好ましい。ハンギングドットはＹ−Ｃ分離に線遅
延型櫛型濾波器を用いるときの特有の問題でなる。即ち
この様な濾波器を濾波器40として使用すると、この異常
現象をできるだけ抑圧するためになんらかの追加濾波
（例えばノッチ濾波）を必要とする。

スイッチ36は、第１入力に垂直細部信号検知器46から
供給される垂直細部信号VDを受け、第２入力をインバー
タ48を介して運動検知器50の出力に結合されたアンドゲ
ート44によって制御される。検知器46は信号Y1を受ける
ため端子52に結合された入力を有し、例えば第２図に示
す様に1H遅延ユニット202と減算器206によりフレーム櫛
型濾波ルミナンス信号Y1を線櫛型濾波するようにした構
成とすることもできる。減算器の出力は濾波器208によ
り低域濾波されてフレーム櫛型濾波器14で除去されなか
った残留クロミナンス成分を除去され、閾値検知器210
に印加される。検知器210は垂直細部表示信号（即ち濾
波器208の出力）が検知器210の閾値レベルを超えるとき
高レベルの出力信号を発生する。その閾値を適当に設定
すると、その設定が全ルミナンス信号範囲の部分（例え
ば数％）に相当するようにでき、ルミナンス信号に伴う
ことがあるノイズが充分に除去される。信号をアナログ
形式で処理する場合は検知器210をレベル検知器として
構成することができ、デジタル処理を用いる場合は２進
比較器または適当にプログラミングされたリードオンリ
メモリ（ROM）で構成することもできる。

運動検知器50は入力を端子52を介して濾波器14のフレ
ーム櫛型濾波クロミナンス信号出力を受けるように結合
されている。この検知器50は低域通過濾波器50AとROM50
B（または他の適当な閾値検知器）の縦続接続で構成す
ることができる（第４図参照）。低域通過濾波器50Aは
濾波器14のクロミナンス出力からフレーム間運動関連成
分だけを残してクロミナンス関連成分を除去し、ROM50B
は閾値検知器として働らいて運動信号が最低レベルを超
えたとき高出力レベルの運動信号Ｍを生成する。閾値設
定は垂直細部検知器の場合と同様に、全入力信号範囲の
小部分（例えば数％程度）とすることができる。

ゲート44は２条件が合致したとき、即ち垂直細部信号
が高レベル（最小値以上の垂直細部の存在を示す）で、
運動信号Ｍが低レベル（実質的に運動がないことを示
す）のとき付勢され、スイッチ36を位置Ｂに切換え、フ
ィールド遅延ルミナンス信号S3を信号Y2として加速処理
装置18に供給する。信号VDとＭの組合せがその他の場
合、ゲート44は除勢されてスイッチ36を位置Ａに戻し、
フレーム櫛型濾波内挿ルミナンス信号S2を信号Y2として
処理装置18に供給する。このような構成によって得られ
る表示器12上の可視効果は、少くとも最小限度の垂直細
部を持つ静止または低速変化の被写体が櫛型濾波または
内挿による劣化や線間フリッカ即ち「ツイッタ」が実質
的に生じることなく、合成映像入力信号の全垂直解像度
で表示されるものである。垂直細部が殆んどまたは全く
ない場合、あるいは運動が存在する場合は、内挿処理さ
れた信号S2がY2として用いられるため、運動関係の不所
望な可視効果が防がれる。

フレーム櫛型濾波器14、運動補正器16および適応形線
選択ユニット30はその一部は既に説明した第４図に示す
様な構成とすることができる。この構成では、ユニット
30と補正器16の素子のいくつかは、２重機能を呈し、部
品数を減じて全体の費用を低減しつつ信頼度を向上する
ように共用されている。フレーム櫛型濾波器14（破線ブ
ロック）は合成映像入力信号S1をフレーム櫛型濾波して
ルミナンス・クロミナンス分離を行うことと、前述の様
にS1を１フィールド期間遅らすことの２つの機能を果た
す。濾波器14は信号S1を受けて１フィールド遅延した信
号S1を相互接続点（例えばタップ15）に生成する１対の
縦続接続されたフィールドメモリ402、404を含む。メモ
リ404の出力は加算器406と減算器408に印加され、加算
器406と減算器408はそれぞれフレーム櫛型濾波されたル
ミナンス信号Y1とクロミナンス信号Ｃを発生する。

運動検知器50（前述）の濾波器50Aにより生成された
運動信号は加算器410により信号Y1に加算され、信号Y1
に対して、運動があるとき画像が２重に見えるのを最小
にする第１次の運動補正を行う。この加算器410からの
信号Y1′は運動依存可変減衰器（VA）412を介して、運
動表示信号Ｋによって制御される加算器414の一方の入
力に印加されると共に、線櫛型濾波器202/204、２つの
加算器416、418及び他の可変減衰器420を介して加算器4
14の他方の入力に印加される。加算器414は信号Y1′に
対し、さらに運動補正を施すと共に垂直細部を強調して
信号Y1″を発生する。詳言すれば、線櫛型濾波器（第２
図の202、204）はY1′から残留する運動によって誘起さ
れたクロミナンス成分を減ずる。加算器416は（クロミ
ナンスチャンネルから得られた）高周波数のルミナンス
成分を回復して運動によって誘起されるゴーストを減
じ、加算器418は濾波器208から供給される垂直細部信号
を加えることにより、線櫛型濾波器202/204で失われた
垂直細部を回復する。減衰器412、420は信号Y1′、Y1″
を加算器414に選択的に結合し、ユニット12に信号Y1と
して表示されるようにする。この信号の選択は減衰器制
御信号Ｋ、Ｋ−１並びに運動表示信号Ｍを発生するROM5
0Bにより制御される。運動がないときＫ＝１で１−Ｋ＝
０であるから、出力信号はY1に等しい。運動が大きくな
るほどＫが小さくなり１−Ｋが大きくなるから、いわば
運動内容に比例して出力信号をY1″に徐々に近付ける。
この「軟式（ソフト）」切換動作により部分的な運動補
償を受けた信号Y1′とより完全な運動補償を受けた信号
Y1″の間の融合を円滑にする。またこの様な運動依存す
る融合が不要のときは、素子412、414、420をROM50Bか
らの運動信号Ｍにより制御されてＭ＝０（運動が実質的
にない）のときY1′をＭ＝１のときY1″を選択する「硬
質（ハード）」スイッチで置換することもできる。

クロミナンス信号を運動補正するとき、減算器408の
出力を濾波器450で帯域通過濾波し、運動信号Ｍで制御
される運動応動スイッチ452の一方の端子に印加して、
濾波信号Ｃ′をＭ＝０（運動が殆んどまたは全くないこ
とを示す）のとき加速処理装置18に供給する。信号Ｃ′
はまた1H遅延線454と減算器456から構成される線櫛型濾
波器に印加され、残留する運動によって誘起された不所
望な可視効果（即ち残留ルミナンス除去）を除去され
る。加算器458は（減算器206からクロミナンス帯域通過
濾波器460を介して得られる）色ベクトル補正信号を線
櫛型濾波されたクロミナンス信号に加えて運動による色
の変位に対する色相補正を行う。運動がある（Ｍ＝１）
とき、スイッチ452は加算器458の出力信号Ｃ″を選んで
加速処理装置18に印加する。

加算器416で信号Y1′に加えられる高周波数のルミナ
ンス運動補正信号はクロミナンスチャンネル中の遅延線
454に結合された加算器462によってクロミナンスチャン
ネルから得られる。加算器462と遅延線454はこの様にし
てクロミナンスチャンネルの残留運動誘起ルミナンス成
分を検知して「微細」ルミナンス補正信号を発生する線
櫛型濾波器として働らく。

第４図の残りの素子（即ち検知器210、インバータ4
8、ゲート44およびスイッチ36）は第１図、第２図及び
第３図について述べたのと同様のY2信号選択機能を行
う。しかし第４図では濾波器208は信号Y1″の垂直細部
補正と垂直細部の関数としてのゲート44の制御の２つの
機能を行うことが判る。また素子202と204で形成された
内挿器がY1″チャンネルの加算器418及びY2チャンネル
のスイッチ36の双方に働らくから、別の内挿器を設ける
必要はない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した順次走査処理装置のブロッ
ク図、第２図は第１図の装置の一部のブロック図、第３
図は第１図の装置の動作を示す図表、第４図は第１図の
装置の一部の詳細なブロック図である。 15、34、50、46……第１の手段、 44、48……第２の手段、 36……第３の手段、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−40772（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】飛越走査型合成映像入力信号を受けてフレ
   ーム櫛型濾波ルミナンス出力信号、フィールド遅延ルミ
   ナンス出力信号、線内挿フレーム櫛型濾波ルミナンス出
   力信号、運動表示信号および垂直細部表示信号を供給す
   る濾波手段と、 上記運動表示信号および上記垂直細部表示信号に応答し
   て、上記フィールド遅延ルミナンス出力信号および上記
   線内挿フレーム櫛型濾波ルミナンス出力信号の１つを選
   択する第１信号選択手段と、 ラスタ操作表示手段であって、上記濾波手段および上記
   第１信号選択手段に結合して、当該表示手段の１本おき
   の水平線上に上記選択されたルミナンス出力信号を表示
   するラスタ走査表示手段とを含み、 上記第１信号選択手段は、上記運動表示信号が実質的な
   動きなしを示し、同時に上記垂直細部表示信号が最小値
   を越えた垂直細部の存在を示したときに、上記表示手段
   に供給するための上記フィールド遅延ルミナンス出力信
   号を選択し、そして上記以外のときに、上記表示手段に
   供給するための上記線内挿フレーム櫛型濾波ルミナンス
   出力信号を選択する論理手段を有することを特徴とする
   逐次走査システム。
2. 【請求項２】飛越走査型合成映像入力信号を受けてフレ
   ーム櫛型濾波ルミナンス出力信号，フィールド遅延ルミ
   ナンス出力信号，線内挿フレーム櫛型濾波ルミナンス出
   力信号，運動表示信号および垂直細部表示信号を供給す
   る濾波手段と、 上記運動表示信号および垂直細部表示信号に応答して、
   表示のための上記フィールド遅延ルミナンス出力信号お
   よび上記線内挿フレーム櫛型濾波ルミナンス出力信号の
   １つを選択する第１信号選択手段と、 上記運動表示信号に応答して、表示のための上記フレー
   ム櫛型濾波ルミナンス出力信号および上記線内挿フレー
   ム櫛型濾波ルミナンス出力信号の１つを選択する第２信
   号選択手段と、 ラスタ走査表示手段であって、上記濾波手段および上記
   第１および第２信号選択手段に結合して、当該表示手段
   の１本おきの水平線上に上記第１信号選択手段によって
   選択された上記ルミナンス出力信号を表示し、および上
   記第２信号選択手段によって選択された上記ルミナンス
   出力信号を、上記第１信号選択手段によって選択された
   上記ルミナンス信号と共に線インターリーブ状態で表示
   するラスタ走査表示手段とを含み、 上記第１信号選択手段は、上記運転表示信号が実質的な
   動きなしを示し、同時に上記垂直細部表示信号が最小値
   を越えた垂直細部の存在を示したときに、上記表示手段
   に供給するための上記フィールド遅延ルミナンス出力信
   号を選択し、そして上記以外のときに、上記表示手段に
   供給するための上記線内挿フレーム櫛型濾波ルミナンス
   出力信号を選択する第１論理手段を有し、 上記第２信号選択手段は、上記運転表示信号が動きなし
   を示したときに上記表示手段に供給するための上記フレ
   ーム櫛型濾波ルミナンス出力信号を選択し、そして上記
   以外のときに、上記表示手段に供給するための上記線内
   挿フレーム櫛型濾波ルミナンス出力信号を選択する第２
   論理手段を有することを特徴とする逐次走査システム。