JP2736641B2 - テレビジョン画像を静止させる装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、初めから動いている部分を含んでいるシー
ンのテレビジョン画像を静止させる装置に関する。 発明の背景 テレビジョン画像の動きを止めて静止画像を発生させ
ることが望ましい場合が時としてある。例えば、静止画
像は、狭帯域幅のチャンネルによって遠隔地に伝送され
たり、あるいは、テレビジョン信号により伝送されてい
る一連の動きの個々の瞬間は、その瞬間を更に詳細に観
察することができるように受像機において静止される。 動いているテレビジョン画像を静止させることができ
る従来の装置は、通常、テレビジョン情報が入力され、
また同じ情報が続いての伝送もしくは表示のために取り
出されるフィールドメモリもしくはフレームメモリで構
成されている。テレビジョン画像は、書込みが禁止され
る時メモリ内に記憶されているデータが、続いての伝送
もしくは表示のために繰り返し読み出されるように、書
込み処理を禁止することによって静止される。 メモリが単一のフィールドメモリで構成されている
と、このフィールドは、伝送されたり、あるいは表示さ
れるフレームの情報を発生するために、インターレース
方式で繰り返される。また、メモリがフレームメモリで
構成されていると、静止動作の間に読出し動作を変更す
る必要がある。それは静止動作を続行した書込み処理の
間に、２つのフィールド間に動きに因るシーン内容の変
化がある場合があるからである。 蓄積されたフレームが、静止シーンを表わすビデオ信
号を形成するために、繰り返し読み出されると、動きに
起因するフリッカが発生する。動きに因るフリッカは、
２つのフィールドの中の一方だけを使うことによって禁
止される。このような解決方法の主な欠点は、単一のフ
ィールドを使うことによって、垂直帯域幅が事実上半分
になり、垂直解像度が低下することである。動きに因る
アーティファクトを発生させずに、全垂直解像度を与え
る静止画像を発生させることが望ましい。 発明の概要 発明の目的 動きに因るアーティファクトを発生させずに、全垂直
解像度を与える静止画像を発生させることにある。 発明の構成 テレビジョン画像を表わす入力ビデオ信号を受け取る
ように結合され、前記テレビジョン画像のラインを表わ
すデータを貯えると共に、前記入力ビデオ信号に対して
遅延された遅延ビデオ信号を発生するメモリと、 前記メモリの中に貯えられ前記テレビジョン画像の１
フィールド内の２つの連続するラインを表わすデータを
処理して、前記テレビジョン画像における前記２つの連
続するライン間に位置する補間ラインを表わす第１の信
号を発生すると共に、該第１の信号における垂直デテー
ル情報を減衰させる第１のフィルタと、 前記メモリの中に貯えられ前記入力ビデオ信号に対し
て１フレーム期間遅延された前記テレビジョン画像のラ
インを表わすデータと前記入力ビデオ信号を合成して、
前記補間ラインを表わす第２の信号を発生する手段と、 前記第２の信号を処理して、前記補間ラインを表わす
第３の信号を発生すると共に、該第３の信号における垂
直デテール情報を減衰させる第２のフィルタと、 前記第１と第３の信号を合成して、垂直デテール情報
を実質的に欠いており且つ前記テレビジョン画像におけ
る動きの存在を示す動き信号を発生する手段と、 前記動き信号と、前記補間ラインを表わす前記第２の
信号とを合成して、動きの補償されたビデオ信号を発生
する手段と、 静止作動化信号に応答して、前記遅延されたビデオ進
行と前記動きの補償されたビデオ信号を合成して、前記
入力ビデオ信号と実質的に同じ垂直デテールの内容を有
する静止されたテレビジョン画像を表わす出力ビデオ信
号を発生する手段とを含んでいる。 発明の効果 補間されたフィールドがビデオ入力信号の対応するフ
ィールドと共に表示される時、垂直解像度を過度に低下
させずに、動きに因るアーテイファクトを最小にした画
像を発生せることができる。 実施例 第１図において、ビデオ入力端子５は、複合ビデオ信
号の少なくとも１つの成分、例えば、ルミナンス成分Ｙ
の信号源（図示せず）に結合される。ビデオ入力端子５
は第１のフィールドメモリ10および補間回路30の入力ポ
ートに結合される。補間回路30の出力ポートは、もう１
つのフィールドメモリ20の入力ポートに結合される。フ
ィールドメモリ10および20の出力ポートは、単極双投ス
イッチとして第１図において示されるシーケンス制御回
路40の各端子に結合される。スイッチ40の極は、ビデオ
出力端子45に結合される。フリーズ入力端子55は、静止
画像を発生することが望ましい時に発生される信号源
（図示せず）に接合される。この信号は、例えばテレビ
ジョン画像を静止させることが望ましい時に、ユーザー
による制御の下で作動されるスイッチにより発生され
る。フリーズ信号入力端子55は、フィールドメモ10およ
び20の両方のイネーブル入力端子に結合される。 動作において、補間回路30は、ビデオ入力信号Ｙから
画像情報の連続するフィールドを表わす信号Yiを発生す
る。補間されたフィールドがビデオ入力信号の対応する
フィールドと共に表示される時、垂直解像度を過度に低
下させずに動きに因るアーティファクトが最小にされる
画像が発生される。このような補間回路について以下詳
細に説明する。 イネーブル信号がフリーズ入力信号端子55に受け取ら
れる時、フィールドメモリ10および20は、それぞれ１フ
ィールドの情報を蓄積し、各出力ポートに蓄積されたフ
ィールドを繰り返し発生し始める。この時のフィールド
メモリ10は、所定のテレビジョン画像フィールドを保持
し、またフィールドメモリ20は、この所定のテレビジョ
ン画像フィールドに対応する補間された画像フィールド
を保持する。対応するフィールドがフィールドメモリ10
および20の両方の入力ポートに同時に得られるように、
遅延されたルミナンス信号Ydを発生する等化遅延要素50
が、破線で示されているようにビデオ入力端子５および
フィールドメモリ10の入力ポート間で必要となる。等化
遅延要素50により与えられる遅延は、ビデオ信号入力ポ
ート５およびフィールドメモリ20間の補間回路30によっ
て発生される遅延に等しい。 テレビジョン画像情報のフレームがフィールドメモリ
10および20において一まとめにして蓄積される時、所定
のテレビジョン画像フィールドおよび補間されたテレビ
ジョン画像フィールドからの情報が、フィールドメモリ
10および20の出力ポートに得られる。シーケンス制御回
路40は、フィールドメモリ10および20からのラインを選
択し、それらをシーケンス制御し、静止画像を表わすビ
デオ信号を発生する。シーケンス回路40は、例えば、フ
ィールドメモリ10からのラインの全てを通過させて第１
のテレビジョン画像フィールドを発生させ、次いでフィ
ールドメモリ20からのラインの全てを通過させ、インタ
ーレース方式のテレビジョン・ビデオ信号を構成する第
２のフィールドを発生させる。あるいはまた、シーケン
ス回路40は、フィールドメモリ10からの単一のラインお
よびフィールドメモリ20からの単一のラインを交互に通
過させ、順次走査のテレビジョン・ビデオ信号を発生さ
せる。 第２図は、補間された信号（Yi）および補間されない
信号（Yd）の正確な整合を確実にするために必要な等化
遅延要素50を含んでいる補間回路30の一実施例を示す。
第２図に示す実施例において、複合ビデオ信号のルミナ
ンス成分は、例えば、既知の型式の標準くし型フィルタ
を使用して、より早い処理段階においてクロミナンス成
分から分離されている。同様の補間回路が、ビデオ信号
のクロミナンス部分のＩ成分およびＱ成分用に構成され
得る。 第２図に示す補間回路は、ビデオ入力端子５（第１図
の）から補間すべきルミナンス信号Ｙを受け取る入力端
子31を含んでいる。入力端子31は、端子31に直接接続さ
れる第１の入力と、263H、１−Ｈ、および261Hの（端子
31からの）遅延を有する３つの遅延装置（406−410）の
継続接続を介して端子31に接続される第２の入力とを有
する加算器404を含んでいるフレーム平均化回路（402で
全体が示される）の入力に結合される。ここで、Ｈは１
水平ライン期間に対応する。全体の遅延は１フレーム期
間（NTSC方式の場合525ライン）であり、加算器404から
の出力信号（S3）は、１フレーム離れたピクセルの和を
表わす。この信号（S3）は、和信号を正規化し、１フレ
ーム離れたピクセルの平均値を与えるために、装置412
で1/2に減衰される。出力信号S4は間挿フィールドにお
ける補間ラインのピクセルの推定値である。 フィルタ402を通る補間された信号S4の遅延は、装置4
06−410の全遅延の1/2、すなわち262.5ライン（NTSC方
式の場合）に事実上等しい。信号S4は、１−Ｈ遅延装置
414により更に遅延され、入力端子31から263.5ラインの
全遅延を有する信号S5を発生する。 信号S5は、動きに因るアーティファクトを含んでいる
かも知れない。信号S5は２つのフィールドの平均である
から、時間（動き）解像度は実際上半分になる。何かが
フィールドからフィールドで動くと、その結果得られる
表示された動いている物体は、フレーム平均化処理のた
め、鋸歯状のエッジおよびスメアを示す。動きに因るア
ーティファクトは、加算器450において信号S5に加えら
れる動き補償信号S6によって補正される。動き補償信号
S6は、フレーム補間された補間ラインから失われている
時間解像度の推定値を含んでいる。この信号は以下の方
法で発生することができる。 間挿フィールドにおける補間ラインの第２の推定値は
間挿フィールド内において垂直方向に隣接するラインの
平均から発生される。この推定値は全時間解像度を有す
るが、垂直解像度は事実上半分である。平均化回路430
は、補間ラインにおけるピクセルについて、垂直方向に
フィールド内で補間された推定値を与える。従って、空
間的および時間的に一致する各ピクセルについて２つの
推定値がある。フレーム補間された推定値は、全垂直解
像度を有するが、時間解像度は実質的に半分である。ま
た、垂直方向に補間された推定値は、全時間解像度を有
するが、垂直解像度は実質的に半分である。 垂直方向に補間された推定値は、フレーム補間された
推定値から失われている時間解像度を含んでいる。垂直
方向に補間されたフィールドから失われている時間解像
度を抽出するために、垂直デテールを等しくする必要が
ある。これはフレーム補間された信号の垂直デテールを
減衰させる別の平均化回路440によって実現される。フ
レーム信号および垂直方向に平均化された信号の両方に
おいて等しい量だけ抑圧された垂直デテールを使うこと
により、２つの信号間の差は動きを正確に表わす。差信
号S6は、前述の従来例に記載されているようにフリーズ
・フレーム発生を変更する必要が無く、連続的なベース
で動きに因るアーティファクトを補正するためにフレー
ム平均化信号と合成される。更に、補償信号は動きに因
るアーティファクトを除去するだけであるから、出力信
号は、元のビデオ入力信号の全垂直デテール成分を依然
として含んでいる。 第１の平均化回路430は、遅延装置408の入力信号と出
力信号とを加える加算器432、および、その和を２で割
る減衰器434を含んでいる。その結果得られる信号S7
は、フィルタ402により発生される補間されたラインの
直上および直下のフィールド内のラインの平均値を表わ
す。 補間ラインのフレーム平均化された推定値における垂
直デテールを等しくする第２の平均化回路440は、0.2
5、0.5、および0.25の重み係数を有する３つのタップ付
き垂直有限インパルス応答フィルタを含んでいる。平均
化回路440は、減衰器442を介して遅延線414の入力に結
合される第１の入力、減衰器443を介して遅延線414の出
力に結合される第２の入力および減衰器444を介して遅
延線445の出力に結合される第３の入力を有する加算器4
41から成る。 平均化回路430および440は、構成が異なっている。フ
ィルタ430は２つのタップ付きフィルタであり、フィル
タ440は３つのタップ付きフィルタである。この異なる
フィルタの型式は、フィールド遅延され、垂直方向に補
間された信号S7が、フレーム補間され、垂直方向に補間
された信号S8と正確な時間に整合されることを確実にす
るために使用される。各フィルタについて、遅延はビデ
オ入力信号Ｙに対して263.5ラインである。フィルタ430
は、垂直方向に平均化された信号S7に減衰された垂直デ
テールを与える。平均化回路440は、フレーム平均化信
号S8に減衰された垂直デテールを与える。従って、信号
S7とS8との差（例えば、出力回路460、すなわち減算器4
61、フィルタ462および加算器450から成る出力回路460
における減衰器461により発生される信号S9）は、ルミ
ナンス入力信号Ｙの垂直デテールの成分が混入されずに
フレーム間の動きを表わす。 構成は異なるけれども、平均化回路430および440は、
その通過帯域特性に関しては、ほぼ整合がとれる伝達特
性を与えるように選択されている。各々、ビデオ入力信
号のライン周波数の1/2の奇数倍で零である。従って、
平均化回路は、同様の伝達特性、および正確に整合のと
れた時間特性を有する（すなわち、信号S7およびS8は等
しく遅延される）。 回路430および440の伝達特性の差は、残留の垂直デテ
ールの成分を含んでいる。この成分は、出力回路460中
の加算器450に動き補正信号S6を供給する高域通過フィ
ルタ462（例えば、0.5MHz）により信号S9から除去され
る。 出力端子33からの補間されたルミナンス信号Yiは、第
１図のフィールドメモリ20に結合される。出力端子32か
らの遅延されたルミナンス信号Ydは、時間軸上において
信号Yiに対応し、第１図のフィールドメモリ10に結合さ
れる。これらの２つのフィールドが共に表示される時、
動きに因るアーティファクトが減少し、かつ全垂直解像
度を有する画像が生じる。 第３図は、第１図に示すフリーズ・フレーム装置の他
の実施例を示す。第３図の装置は、フィールドメモリ10
と20、および補間回路30を含んでいる。第２図中の要素
と同じ第３図中の要素は、同一の参照番号が付けられ、
同様の動作を行うから以下において詳細には説明しな
い。 第３図において、第２図に示す補間回路は次のように
変更される。遅延装置408の出力は遅延装置411の第１の
入力Ａに結合される。加算器450の出力は遅延装置411の
第２の入力Ｂに結合される。遅延装置406および411の両
方は、読出し／書込みメモリおよびアドレス指定、メモ
リからの読出し、メモリへの書込みを制御するための関
連回路から成る。 遅延装置406の出力は、第１図のシーケンス装置40の
入力端子に結合される出力端子34に結合される。遅延装
置411の出力は、第１図のシーケンス回路40のもう１つ
の入力端子に結合される出力端子35に結合される。フリ
ーズ入力端子55は遅延装置470の入力ポートおよび遅延
装置411の制御入力端子に結合される。遅延装置470の出
力ポートは遅延装置406の制御入力端子に結合される。 動作において、遅延装置406はフィールドメモリ10と
しても機能する。通常動作の間、遅延装置406中の読出
し／書込みメモリは、読出し後書込みのモードで動作す
る。すなわち、入力ビデオ信号Ｙに対して263のライン
期間遅延されるピクセルを含んでいるロケーションのア
ドレスが発生され、読出し／書込みメモリに供給され
る。次いで、そのピクセルは、メモリのアドレス指定さ
れたロケーションから読み出され、加算器432および遅
延装置408に供給される。次に、入力端子31からの最新
のピクセルが同じロケーションに書き込まれ、このサイ
クルが繰り返される。遅延されたフリーズ入力信号が遅
延装置470から受け取られる時、遅延装置406は、その中
に先に蓄積されていたデータを再循環するように条件付
けられる。この動作モードにおいて、メモリへの書込み
は禁止される。その代わりに、アドレスは通常の方法で
発生されるが、読出し動作だけが実行される。遅延され
た情報は、第１図のスイッチ40の一方の極に結合される
出力端子34に得られる。 遅延装置411はフィールドメモリ20として機能する。
遅延装置411は、263本の水平ライン情報を蓄積できるメ
モリを含んでいる。通常動作の間、遅延装置411は、読
出し後書込みの変形モードで動作する。入力端子Ａに対
して261本の水平ライン期間遅延されたピクセルを含む
ロケーションのアドレスが発生され、読出し／書込みメ
モリに供給される。アドレス指定されたロケーションに
おけるピクセルがメモリから読み出され、加算器404に
供給される。それから入力端子Ａに対して263の水平ラ
イン期間遅延されたピクセルを含むロケーションのアド
レスが発生され、メモリに供給される。入力端子Ａにお
けるピクセルがアドレス指定されたロケーションに書き
込まれ、このサイクルが反復される。どの時点において
もメモリは前の263の水平ラインからの情報を含んでい
る。 フリーズ入力信号が入力端子55から受け取られる時、
遅延装置411は２つの動作モードのシーケンスを開始す
る。第１のモードにおいて、入力端子Ａに対して261本
の水平ライン遅延されたピクセルがメモリから読み出さ
れ、加算器404に供給される。しかしながら、入力端子
Ａに対して263の水平ライン期間遅延されたメモリ内の
ピクセルは、動きを補償する推定補間ラインを表わす入
力端子Ｂからのピクセルにより重ね書込みされる。次の
263の水平ライン期間に対して、加算器404は平均化を正
確に実行するために必要な遅延されたピクセルを受け取
る。また、遅延装置411は、動きを補償する推定補間ラ
インから成る263本の水平ラインを蓄積する。263の水平
ライン期間の終わりに、遅延装置411は、動きを補償す
る推定補間ラインから成るフィールドを含んでいる。 第２の動作モードは、反復的読出し専用モードであ
る。このモードにおいて、メモリへの書込みは禁止され
る。その代わりに、アドレスは通常の方法で発生される
が、読出し動作だけが実行される。 本発明による装置は、連続するデータ形式もしくはサ
ンプル・データ形式のいずれでも実行することができ
る。サンプル・データの実行はディジタル形式もしくは
アナログ形式のいずれでもよい。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の原理を具体化する装置を示す。 第２図は、第１図に示すような装置で使用される補間回
路を示す。 第３図は、第１図に示す装置で使用される補間回路の別
の実施例を示す。 ５……ビデオ入力、10……フィールドメモリ、20……フ
ィールドメモリ、30……補間回路、40……シーケンス制
御回路、55……フリーズ入力。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート アダムス ディスチャート アメリカ合衆国ニュージャージ州バーリ ントン ブルーマー・ドライブ 16 (56)参考文献 特開 昭60−65672（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．テレビジョン画像を表わす入力ビデオ信号を受け取
   るように結合され、前記テレビジョン画像のラインを表
   わすデータを貯えると共に、前記入力ビデオ信号に対し
   て遅延された遅延ビデオ信号を発生するメモリと、 前記メモリの中に貯えられ前記テレビジョン画像の１フ
   ィールド内の２つの連続するラインを表わすデータを処
   理して、前記テレビジョン画像における前記２つの連続
   するライン間に位置する補間ラインを表わす第１の信号
   を発生すると共に、該第１の信号における垂直デテール
   情報を減衰させる第１のフィルタと、 前記メモリの中に貯えられ前記入力ビデオ信号に対して
   １フレーム期間遅延された前記テレビジョン画像のライ
   ンを表わすデータと前記入力ビデオ信号を合成して、前
   記補間ラインを表わす第２の信号を発生する手段と、 前記第２の信号を処理して、前記補間ラインを表わす第
   ３の信号を発生すると共に、該第３の信号における垂直
   デテール情報を減衰させる第２のフィルタと、 前記第１と第３の信号を合成して、垂直デテール情報を
   実質的に欠いており且つ前記テレビジョン画像における
   動きの存在を示す動き信号を発生する手段と、 前記動き信号と、前記補間ラインを表わす前記第２の信
   号とを合成して、動きの補償されたビデオ信号を発生す
   る手段と、 静止作動化信号に応答して、前記遅延されたビデオ信号
   と前記動きの補償されたビデオ信号を合成して、前記入
   力ビデオ信号と実質的に同じ垂直デテールの内容を有す
   る静止されたテレビジョン画像を表わす出力ビデオ信号
   を発生する手段とを含む、テレビジョン画像を静止させ
   る装置。 ２．前記第１のフィルタにより発生される前記第１の信
   号が、所定の量だけ減衰された垂直デテール情報を有す
   る垂直方向に平均化された信号を表わしており、 前記入力ビデオ信号と前記メモリ内に貯えられた前記デ
   ータとを合成する前記手段により発生される前記第２の
   信号が、フレーム平均化された信号を表わしており、 前記第２のフィルタにより発生される前記第３の信号
   が、実質的に前記所定の量だけ減衰された垂直デテール
   情報を有する前記第２の信号を表わしている、特許請求
   の範囲第１項に記載のテレビジョン画像を静止させる装
   置。