JP2706226B2 - 4:3映像信号を16:9画面上に表示する映像信号変換方法 - Google Patents

4:3映像信号を16:9画面上に表示する映像信号変換方法

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JP2706226B2 JP7030651A JP3065195A JP2706226B2 JP 2706226 B2 JP2706226 B2 JP 2706226B2 JP 7030651 A JP7030651 A JP 7030651A JP 3065195 A JP3065195 A JP 3065195A JP 2706226 B2 JP2706226 B2 JP 2706226B2
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  • Color Television Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は映像信号変換方法に関
し、特に、4:3縦横比の映像信号を16:9縦横比の
画面上に表示するための映像信号変換方法に関する。
【0002】
【従来の技術】人が最高度に臨場感を感じられる画面の
縦横比は16:9であるが、一般的なテレビジョンで利
用されている大部分の画面に対する縦横比は4:3であ
る。一方、16:9縦横比の画面を有するテレビジョ
ン、例えば、ワイドスクリーンテレビジョン等が現われ
視聴者に最高度の臨場感を提供している傾向にある。
【0003】図1は、視聴者が最高度の臨場感を感じら
れる16:9縦横比の画面上に4:3縦横比の映像信号
が表示されることを示す。図1(A)は、4:3縦横比
の映像信号(以下“4:3映像信号”と称する)が1
6:9縦横比の画面(以下“16:9画面”と称する)
上の中央に何等の処理なく表示されること(以下“セン
ターモード(Center Mode)”と称する)を
示すもので、図1(B)は、4:3映像信号が16:9
画面上の左側に何等の処理なくかたよって表示されるこ
と(以下“ポップモード(Pop Mode)”と称す
る)を示すものである。しかしながら、4:3映像信号
を16:9画面上に何等の処理なく表示する場合、元
(Original)の4:3映像信号が左右に4/3
倍拡がって表示される異化感が発生する問題点がある。
4:3映像信号を異化感なく、16:9画面上に表示さ
れるようにするための方法が採択され利用されている
が、その代表的な方法で元映像信号を3/4倍圧縮処理
する方法がある。
【0004】図2は、元の4:3映像信号を3/4倍圧
縮処理して16:9画面上に表示するための従来の映像
信号の縦横比変換方法を示す。入力データは書込みクロ
ックWCLK に同期してメモリ20に貯蔵され、前記メモ
リ20に貯蔵されたデータは、書込みクロックWCLK
周波数の4/3に該当する周波数を有する読出しクロッ
クRCLK に同期して出力される。このとき出力されるデ
ータは、元の4:3映像信号が3/4倍圧縮処理された
データであるので16:9画面上に異化感なく表示され
るようになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに映像信号の縦横比を変換する場合は、互いに異なる
周波数を有する読出しクロックRCLK 及び書込みクロッ
クWCLK を利用するために、読出しクロックRCLK 及び
書込みクロックWCLK に対する位相同期ループがそれぞ
れ備えられなければならないという問題点がある。ま
た、互いに異なる周波数を有する読出しクロックRCLK
及び書込みクロックWCLK を利用する場合は、前記読出
しクロックRCLK と書込みクロックWCLK との間、前記
読出しクロックRCLK と映像信号との間または前記書込
みクロックWCLK と映像信号との間に高周波の干渉雑音
が発生するという問題点がある。
【0006】したがって本発明の目的は、4:3映像信
号を単一のクロックを使用して、16:9画面上に表示
するための映像信号変換方法を提供することにある。本
発明の他の目的は、高周波の干渉雑音の発生なく、4:
3映像信号を16:9画面上に表示するための映像信号
変換方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、元の4:3映像信号の各画素の間に
二つのゼロを挿入するゼロ画素挿入過程と、前記二つの
ゼロが挿入された各画素の上側及び下側の3/4帯域を
フィルタリングする低域通過フィルタリング過程と、前
記フィルタリングされた各画素を4クロック単位にサン
プリングして前記16:9画面上に表示する表示過程と
から構成される映像信号変換方法を提供する。
【0008】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例を添付の図面を
参照して詳細に説明する。下記発明を明確にするため
に、4:3映像信号中の4画素のみを説明する。図3
は、本発明に従って映像信号の縦横比を変換する方法を
示すもので、元映像信号の4画素を3画素に変換するこ
と及び画素変換に従うスペクトルの変化を示す。
【0009】図3(A)は元の4:3映像信号の4画素
を示し、図3(F)は図3(A)に示される4画素に対
するスペクトルを示す。このとき前記画素に対するサン
プリング周波数はそれぞれ0、fs、2fs及び3fs
であり、各画素は2Bの帯域幅を有する。図3(B)は
前記元映像信号の画素間に二つのゼロの画素が挿入され
たことを示すもので、4画素の元映像信号は12個の画
素になる。このときゼロ画素挿入は実際のゼロを挿入す
ることではなく、各画素のサンプリング周波数間に二つ
の信号成分を追加することで、実際に映像信号間にゼロ
を挿入することと同一な効果を得ることができる。例え
ば、二つのゼロの挿入は、4:3映像信号の各画素のサ
ンプリング周波数を1/3倍してサンプリング周波数を
変えることにより実現される。図3(G)は、一番目画
素及び二番目画素と、前記一番目画素と二番目画素との
間に挿入された二つのゼロに対応するスペクトルを示
す。図3(C)は、元映像信号の4画素のそれぞれが上
側及び下側の3/4B帯域で低域通過フィルタリングさ
れたことを示すもので、図3(H)は、それぞれ上側及
び下側の3/4B帯域で低域通過フィルタリングされた
元映像信号の一番目及び二番目画素に対するスペクトル
を示す。図3(D)は、低域通過フィルタリングされた
12個の画素を4クロック単位、すなわち4画素ごとサ
ンプリングすることを示すもので、図3(I)は、図3
(D)のようにサンプリングされた画素に対するスペク
トルを示す。図3(F)及び図3(I)を参照すると、
元映像信号の4個画素のサンプリング周波数は0、f
s、2fs及び3fsのようにfsの整数倍であるが、
本発明に従って低域通過フィルタリングされ、サンプリ
ングされた画素のサンプリング周波数は、3/4fs、
6/4fs、9/4fs及び3fs等のように3/4f
sの整数倍である。図3(E)は元映像信号の4画素が
ゼロ挿入、低域通過フィルタリング及びサンプリングさ
れた後結果的に3画素として出力されることを示す。
【0010】図4は、本発明に従う映像信号の縦横比変
換装置に対するブロック構成を示すものである。fs単
位のサンプリング周波数を有する4:3映像信号の各画
素間に二つのゼロを挿入するゼロ挿入部40と、二つの
ゼロが挿入された画素のそれぞれを上側及び下側の帯域
幅3/4Bで低域通過フィルタリングする低域通過フィ
ルタ42と、低域通過フィルタ42で処理された一連の
画素を4クロックの周期ごとサンプリングする副標本化
部44と、副標本化部44でサンプリングされて出力さ
れる画素を書込むための書込みイネーブル信号WE及び
前記書込まれた画素を読み出して、16:9画面上にセ
ンターモードまたはポップモードに表示するための読出
しイネーブル信号REを発生するタイミング制御部46
と、から構成される。
【0011】前記ゼロ挿入部40は通常の補間器により
実現されることができるが、このとき補間器は以前のサ
ンプリング周波数がfsの場合、そのサンプリング周波
数が3fsになるようにすることにより、元画素の間に
二つのゼロを挿入したことと同一な効果を奏することが
できる。また前記低域通過フィルタ42は、13個の低
域通過フィルタリング係数を利用することにより実現で
きる。しかしながら、このとき低域通過フィルタ42
は、本発明の実施例のように13個に限定しなくても実
現できる。
【0012】図5は、本発明に従う低域通過フィルタ4
2及び副標本化部44で処理される画素を示すもので、
4個の画素56,59,62及び65にC-6〜C6 との
13個のフィルタリング係数が乗じられた後3個の画素
56’,59’及び62’に変換されて出力されること
を示す。以下では、4個の画素中の画素56にフィルタ
リング係数C0 が乗じられる場合に基づいて説明する。
【0013】ゼロ挿入部40は、入力される映像信号S
1の画素間に二つのゼロをそれぞれ挿入した後信号S2
として低域通過フィルタ42に印加する。このとき印加
される信号S2は図5(A)に示すようである。低域通
過フィルタ42では、13個の低域通過フィルタリング
係数が図5(B)、図5(C)及び図5(D)に示すよ
うに各画素に乗じられる。
【0014】図5(B)を参照すると、画素50はフィ
ルタリング係数C-6と、画素51はフィルタリング係数
-5と、画素52はフィルタリング係数C-4と、画素5
3はフィルタリング係数C-3と、画素54はフィルタリ
ング係数C-2と、画素55はフィルタリング係数C
-1と、画素56はフィルタリング係数C0 と、画素57
はフィルタリング係数C1 と、画素58はフィルタリン
グ係数C2 と、画素59はフィルタリング係数C3 と、
画素60はフィルタリング係数C4 と、画素61はフィ
ルタリング係数C5 と、そして画素62はフィルタリン
グ係数C6 と順次に乗じられ、フィルタリング係数と乗
じられたそれぞれの画素が加えられることにより元映像
信号の画素は3/4の上側及び下側帯域幅で低域通過フ
ィルタリングされる。しかしながら、ゼロ挿入された画
素51,52,54,55,57,58,60及び61
と乗じられたフィルタリング係数はゼロと乗じられたこ
とと同一であるので、元映像信号の画素のみを考慮すれ
ばよい。
【0015】図5(C)を参照すると、画素56はフィ
ルタリング係数C-4と、画素59はフィルタリング係数
-1と、画素62はフィルタリング係数C2 と、画素6
5はフィルタリング係数C5 と乗じられ、フィルタリン
グ係数と乗じられたそれぞれの画素が加えられることに
より低域通過フィルタリングされる。図5(D)を参照
すると、画素59はフィルタリング係数C-5と、画素6
2はフィルタリング係数C-2と、画素65はフィルタリ
ング係数C1 と、画素68はフィルタリング係数C4
乗じられ、フィルタリング係数と乗じられたそれぞれの
画素が加えられることにより低域通過フィルタリングさ
れる。
【0016】図5(B)、図5(C)及び図5(D)に
示すように、低域通過フィルタリング処理された画素を
4クロック単位にサンプリングすると、元映像信号の画
素56,59,62及び65に対応して出力される画素
は56’,59’及び62’である。このように元映像
信号の画素のそれぞれに低域通過フィルタリング係数を
乗じて低域通過フィルタリングし、低域通過フィルタリ
ングされた12個の画素を4クロック単位にサンプリン
グすると、これに従って出力される映像信号は元映像信
号に対して3/4倍圧縮処理された映像信号であるの
で、4:3縦横比の4個画素は3個の画素として出力さ
れる。時間上の観点から考慮して画素65に対応する信
号は空白に処理される。
【0017】図6は、低域通過フィルタ42、副標本化
部44及びタイミング制御部46に入出力される信号S
1,S2,S3,S4及びS5を図5の結果を参照して
時間上の観点から示すものである。図6(A)を参照す
ると、元映像信号S1の画素56,59,62,65,
68及び71は低域通過フィルタ42及び副標本化部4
4を経た後、図6(B)に示すような信号S4に出力さ
れる。信号S4は56’,59’,62’,68’及び
71’の画素の系列であり、画素62’と68’との間
の画素は空白に処理される。空白処理された信号S4の
画素は、タイミング制御部46により書込みイネーブル
されない。結果的に、図6(C)のような信号S5と入
力信号S1とを比較すると、空白処理された信号だけの
差異を有するようになり、16:9画面上に表示される
場合は異化感なくセンターモードまたはポップモードに
表示されることができる。
【0018】図7は、本発明に従うタイミング制御部4
6の内で発生する制御信号を示す。タイミング制御部4
6は、低域通過フィルタ42及び副標本化部44で処理
された画素を図1(A)及び図1(B)に示すようなセ
ンターモード及びポップモード上の画面に表示するため
にメモリ(図示せず)を利用して調節するようになる。
図7(A)は、図6に示した如くの空白処理された画素
がメモリに格納されないようにする書込みイネーブル信
号WEを示す。タイミング制御部46に入力される信号
S4中の56’,59’,62’,68’及び71’の
画素を書込みイネーブルさせるために、書込みイネーブ
ル信号WEを論理“ハイ”レベルに維持し、信号S4中
空白処理された画素が書込みイネーブルされないように
するために書込みイネーブル信号WEを論理“ロー”レ
ベルに維持する。これに従ってメモリには56’,5
9’,62’,68’及び71’の画素が順次に格納さ
れる。
【0019】タイミング制御部46から出力される信号
S5を16:9画面上に表示する場合に、水平同期信号
の周期が図7(B)に示すように1Hと仮定すると、図
1(A)に示したようなセンターモードの画面上に表示
するためには、図7(C)に示すように、画面上の中央
位置に該当する3/4H周期に対しては読出しイネーブ
ル信号REを論理“ハイ”レベルにし、左側及び右側の
1/4H周期に対しては読出しイネーブル信号REを論
理“ロー”レベルにする。
【0020】一方、図1(B)に示すようなポップモー
ドの画面上に表示するために、図7(D)に示すように
左側の3/4H周期に対しては読出しイネーブル信号R
Eを論理“ハイ”レベルにし、残りの右側の1/4H周
期に対しては読出しイネーブル信号REを論理“ロー”
レベルにする。これに従って、圧縮処理された4:3縦
横比の画素は16:9画面上に異化感の発生なく表示さ
れるようになる。
【0021】
【発明の効果】以上述べてきたように、4:3映像信号
の画素間に二つのゼロを挿入し、各画素を低域通過フィ
ルタリング処理して4クロックの周期ごとサンプリング
することにより、元映像信号に対して3/4倍圧縮処理
された映像信号を得ることができる。このとき、単一の
クロックが利用されるので映像信号処理装置に付加され
る位相同期ループを一つに簡単化させることができ、ま
た、相異なるクロック間に発生した高周波の干渉雑音を
除去させ得るという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】4:3映像信号が16:9画面上に表示される
ことを示す図である。
【図2】映像信号の縦横比を変換する従来方法を示す図
である。
【図3】本発明に従って映像信号の縦横比を変換する方
法を示す図である。
【図4】本発明に従う映像信号の縦横比の変換装置に対
するブロック構成図である。
【図5】本発明に従う低域通過フィルタ42及び副標本
化部44で処理される画素を示す図である。
【図6】本発明に従う映像信号の縦横比の変換装置から
入出力される画素を示す図である。
【図7】本発明に従うタイミング制御部46の制御信号
を示す図である。
【符号の説明】
40 ゼロ挿入部 42 低域通過フィルタ 44 副標本化部 46 タイミング制御部

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 4:3縦横比の元映像信号を16:9縦
    横比の画面上に表示する映像信号変換方法において、 前記元映像信号の各画素間に二つのゼロを挿入するゼロ
    画素挿入過程と、 前記二つのゼロが挿入された各画素の上側及び下側の3
    /4帯域をフィルタリングする低域通過フィルタリング
    過程と、 前記フィルタリングされた各画素を4クロック単位にサ
    ンプリングして前記16:9縦横比の画面上に表示する
    表示過程と、から構成されることを特徴とする映像信号
    変換方法。
  2. 【請求項2】 前記ゼロ画素挿入過程は、前記元映像信
    号の各画素のサンプリング周波数の周期を1/3倍にす
    ることを特徴とする請求項1記載の映像信号変換方法。
  3. 【請求項3】 前記低域通過フィルタリング過程は、前
    記二つのゼロが挿入された各画素に13個のフィルタリ
    ング係数をそれぞれ乗ずることを特徴とする請求項1記
    載の映像信号変換方法。
  4. 【請求項4】 前記表示過程は、前記4クロック単位に
    サンプリングされた前記画素を前記16:9縦横比の画
    面の中央に表示することを特徴とする請求項1記載の映
    像信号変換方法。
  5. 【請求項5】 前記表示過程は、前記4クロック単位に
    サンプリングされた前記画素を前記16:9縦横比の画
    面の左側または右側に表示することを特徴とする請求項
    1記載の映像信号変換方法。
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KR960012493B1 (en) 1996-09-20
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