JP2778394B2 - 信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アスペクト比１６：９
のワイドアスペクト画像信号の上下部分に設けられたマ
スキング領域に高精細ワイドアスペクトテレビジョン信
号のライン間差信号を垂直高域信号として水平方向に圧
縮して重畳することにより、アスペクト比４：３のテレ
ビジョン画像信号として飛び越し走査で伝送されるレタ
ーボックス方式テレビジョン信号を信号処理するための
信号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現行テレビジョン放送であるＮＴＳＣカ
ラーテレビジョン伝送方式はアスペクト比が４：３であ
るが、次世代のカラーテレビジョン伝送方式として、ア
スペクト比が１６：９のワイドアスペクト方式が検討さ
れている。そして、現行テレビジョン受像機との両立性
を保ちながら、ワイドアスペクト画像信号を伝送するた
めに、図８（Ｂ）に示すように、走査線４８３本で構成
されるアスペクト比４：３の画面の中央部の走査線３６
０本に、アスペクト比１６：９のワイドアスペクト画像
を割り当て、上下残りの走査線約１２０本をマスキング
領域とする方式（レターボックス方式）が考えられてい
る。

【０００３】そして、アスペクト比１６：９のワイドア
スペクト画像をより高画質でより高精細とするため、一
般的にワイドアスペクトテレビジョン信号の原画像を、
図８（Ａ）に示すように、走査線３６０本の順次走査の
画像信号（高精細ワイドアスペクトテレビジョン信号）
とすることが考えられる。この走査線３６０本の順次走
査の画像信号を伝送する際には、ＮＴＳＣカラーテレビ
ジョン伝送方式との両立性を保つために飛び越し走査に
変換する必要がある。ところが、順次走査の画像信号を
飛び越し走査の画像信号に変換するとき、順次走査の画
像を１走査線ごとに間引くと、画質を劣化させることに
なる。例えば、順次走査カメラで図７に示すような格子
配列の走査線が得られたとき、×で表された走査線を間
引けば、○で表されるように飛び越し走査の画像が得ら
れるが、間引いた走査線の情報は失われる。

【０００４】そこで、図７において、Ａを間引かれる走
査線の１つ上の走査線（伝送される）、Ｂを間引かれる
走査線（伝送されない）、Ｃを間引かれる走査線の１つ
下の走査線（伝送される）とすると、ライン間差信号
（ＬＤ信号）は、 ＬＤ＝Ｂ−（Ａ＋Ｃ）／２ …（１） で表される。この（１）を変形すると、 Ｂ＝ＬＤ＋（Ａ＋Ｃ）／２ …（２） となるから、飛び越し走査の画像信号と合わせてＬＤ信
号を伝送すれば間引かれた走査線Ｂを完全に再生するこ
とができる。即ち、図８（Ｂ）に示す画面上下のマスキ
ング領域にＬＤ信号を垂直高域信号として重畳して伝送
すれば、受像機側でその画面上下のマスキング領域に重
畳されたＬＤ信号を復調し、上記（２）式の演算を行う
ことにより元の順次走査の画像信号を完全に再現するこ
とが可能となる。

【０００５】なお、図８（Ｂ）に示すように、有効走査
線数４８３本のアスペクト比４：３の通常の画面にアス
ペクト比１６：９のワイドアスペクト画像を映すとき、
その原画像を図８（Ａ）に示すような走査線３６０本の
順次走査の画像信号とすると、この画像信号から生成さ
れるＬＤ信号は１フレーム３６０本となるので、１２０
本分のマスキング領域でＬＤ信号を伝送するためには、
ＬＤ信号の水平周波数の帯域を１／３に制限して１本の
走査線で３本分のＬＤ信号を伝送するようにしなければ
ならない。

【０００６】図６は画面上下のマスキング領域にＬＤ信
号が垂直高域信号として水平方向に圧縮して重畳された
テレビジョン画像信号（以下、レターボックス方式テレ
ビジョン信号という）を信号処理する従来の信号処理装
置の一例を示すブロック図である。図６において、入力
端子１に入力されたレターボックス方式テレビジョン信
号は選択回路２に入力され、画面部分（ワイドアスペク
ト画像信号）と画面上下のマスキング領域（ＬＤ信号の
領域）とが分けて取り出される。画面上下のマスキング
領域の信号はＬＤ復調回路３に入力され、重畳されてい
るＬＤ信号が取り出される。一方、画面部分の映像信号
は、１Ｈ遅延回路４に入力されると共に、１／２係数回
路６及び走査線変換回路８に入力される。

【０００７】１Ｈ遅延回路４により１走査線期間遅延さ
れた信号は１／２係数回路５により１／２されて加算回
路７に入力され、１／２係数回路６に入力された信号も
１／２されて加算回路７に入力される。加算回路７は１
／２係数回路５，６の出力とＬＤ復調回路３より入力さ
れるＬＤ信号との３つの信号を加算し、上記した（２）
式の演算を実現する。そして、走査線変換回路８は選択
回路２より供給される実信号と加算回路７より供給され
る補間信号とを時間圧縮して交互に読み出す。これによ
り、出力端子９より順次走査の画像信号が出力される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、走査線
３６０本の順次走査の画像信号から生成されるＬＤ信号
は１フレーム３６０本であり、この３６０本のＬＤ信号
を１２０本分のマスキング領域で伝送するためには、Ｌ
Ｄ信号の水平周波数の帯域を１／３に制限して１本の走
査線で３本分のＬＤ信号を伝送しなければならない。そ
のため、画像信号の水平周波数が低い帯域（０〜１．４
ＭＨｚ）ではＬＤ信号が伝送されるので元の順次走査の
画像信号を再現することができるが、画像信号の水平周
波数が高い帯域（１．４〜４．２ＭＨｚ）では帯域制限
のためＬＤ信号が伝送されないので元の順次走査の画像
信号を再現することができず、上記した従来の信号処理
装置では、間引かれた走査線は上下の走査線の平均値と
なるので画質劣化を生じるという問題点がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、第１のアスペクト比を有
するワイドアスペクト画像信号の上下部分にマスキング
領域を設けると共に、このマスキング領域に高精細ワイ
ドアスペクトテレビジョン信号のライン間差信号を垂直
高域信号として水平方向に圧縮して重畳することによ
り、第２のアスペクト比を有するテレビジョン画像信号
として飛び越し走査で伝送されるレターボックス方式テ
レビジョン信号を信号処理する信号処理装置であって、
前記レターボックス方式テレビジョン信号の前記マスキ
ング領域に重畳された前記ライン間差信号を復調する復
調回路と、前記レターボックス方式テレビジョン信号の
前記ライン間差信号が伝送される第１の水平周波数の帯
域において、この第１の水平周波数の帯域における前記
ワイドアスペクト画像信号と前記復調回路により復調さ
れた前記ライン間差信号とにより、第１の補間信号を生
成する第１の補間処理回路と、前記レターボックス方式
テレビジョン信号の前記ライン間差信号が伝送されない
第２の水平周波数の帯域において、この第２の水平周波
数の帯域における前記ワイドアスペクト画像信号の、補
間される画素を中心として上下または斜め上下方向の画
素の内から最も相関の強い方向の画素より第２の補間信
号を生成する第２の補間処理回路と、前記ワイドアスペ
クト画像信号と前記第１，第２の補間信号とを時間圧縮
して交互に読み出すことにより順次走査として出力する
走査線変換回路とを備えて構成されることを特徴とする
信号処理装置を提供するものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の信号処理装置について、添付
図面を参照して説明する。図１は本発明の信号処理装置
の一実施例を示すブロック図、図２は図１中の補間処理
回路１６の具体的構成を示すブロック図、図３は図１中
の補間処理回路１７の具体的構成を示すブロック図、図
４及び図５は図１中の補間処理回路１７の動作を説明す
るための図である。

【００１１】図１において、入力端子１１に入力された
レターボックス方式テレビジョン信号は選択回路１２に
入力され、画面部分と画面上下のマスキング領域とが分
けて取り出される。画面上下のマスキング領域の信号は
ＬＤ復調回路１３に入力され、重畳されているＬＤ信号
が取り出される。一方、選択回路１２より出力された画
面部分の映像信号（ワイドアスペクト画像信号）は、相
補的な水平低域通過フィルタ回路１４及び水平高域通過
フィルタ回路１５に入力されて水平低域信号と水平高域
信号とに分けられる。また、画面部分の映像信号は走査
線変換回路１９にも入力される。水平低域通過フィルタ
回路１４より出力された水平低域信号は後述する補間処
理回路１６に入力され、補間処理回路１６は映像信号の
水平周波数の低い帯域の補間信号を生成する。この補間
信号はＬＤ信号が伝送されている帯域なので間引かれた
走査線を完全に再現している。水平高域通過フィルタ回
路１５より出力された水平高域信号は後述する補間処理
回路１７に入力され、映像信号の水平周波数の高い帯域
の補間信号を生成する。この補間信号はＬＤ信号が伝送
されない帯域なので間引かれた走査線を完全には再現し
ていないが、後の詳述するように、適応的な補間処理に
よって画質劣化の少ない補間信号である。

【００１２】そして、補間処理回路１６及び１７より出
力された２つの補間信号は加算回路１８により加算され
て出力される。走査線変換回路１９は、実信号である選
択回路１２より供給される画面部分の映像信号と加算回
路１８より供給される補間信号とを時間圧縮して交互に
読み出す。これにより、出力端子２０より順次走査の画
像信号が出力される。

【００１３】次に、図１中の補間処理回路１６の具体的
構成及び動作について説明する。補間処理回路１６は、
図２に示すように、１Ｈ遅延回路２２，１／２係数回路
２３及び２４，加算回路２５より構成されている。図２
において、図１中の水平低域通過フィルタ回路１４より
出力された水平低域信号は入力端子２１より入力され、
１Ｈ遅延回路２２及び１／２係数回路２４に入力され
る。１Ｈ遅延回路２２により１走査線期間遅延された信
号は１／２係数回路２３により１／２されて加算回路２
５に入力され、１／２係数回路２４に入力された信号も
１／２されて加算回路２５に入力される。加算回路２５
は１／２係数回路２３，２４の出力と図１中のＬＤ復調
回路１３より出力されて入力端子２６より入力されるＬ
Ｄ信号との３つの信号を加算し、上記した（２）式の演
算を実現する。これにより、出力端子２７より映像信号
の水平周波数の低い帯域の補間信号が出力される。

【００１４】さらに、図１中の補間処理回路１７の具体
的構成及び動作について説明する。補間処理回路１７
は、図３に示すように、１Ｈ遅延回路３２，単位遅延素
子３３〜３６，加算回路３７〜３９，減算回路４０〜４
２，絶対値化回路４３〜４５，相関判定回路４６，選択
回路４７より構成されている。図３において、図１中の
水平高域通過フィルタ回路１５より出力された水平高域
信号は入力端子３１より入力され、２つの単位遅延素子
３３，３５によってサンプリング周期単位で順次遅延さ
れると共に、１Ｈ遅延回路３２により１水平走査期間遅
延された後、２つの単位遅延素子３４，３６によってサ
ンプリング周期単位で順次遅延される。

【００１５】そして、単位遅延素子３５より出力される
水平高域信号は、減算回路４０によって、１Ｈ遅延回路
３２より出力される水平高域信号と減算される。また、
単位遅延素子３３より出力される水平高域信号は、減算
回路４１によって、単位遅延素子３４より出力される水
平高域信号と減算される。さらに、入力端子３１に入力
された水平高域信号は、減算回路４２によって、単位遅
延素子３６より出力される水平高域信号と減算される。
これら減算回路４０〜４２の出力はそれぞれ絶対値化回
路４３〜４５に入力されて絶対値がとられる。ここで、
絶対値化回路４４の出力は、図４（Ａ）に示すような上
下方向の差分値Ｄｂを表し、この値が小さいほど上下方
向の相関が強いことになる。絶対値化回路４５の出力
は、図４（Ａ）に示すような斜め左上下方向の差分値Ｄ
ｃを表し、絶対値化回路４３の出力は、図４（Ａ）に示
すような斜め右上下方向の差分値Ｄａを表している。

【００１６】これら絶対値化回路４３〜４５の出力は相
関判定回路４６に入力され、相関判定回路４６は３つの
値（差分値Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ）を大小比較し、最小値を
示すものが最も相関が強い方向であると判定し、その方
向の補間フィルタ回路を選択するように選択回路４７に
制御信号を供給する。なお、図４（Ｂ）に示すような上
下方向の補間画素Ｂを生成するための補間フィルタ回路
は、単位遅延素子３３，３４及び加算回路３８により構
成され、図４（Ｂ）に示すような斜め左上下方向の補間
画素Ｃを生成するための補間フィルタ回路は単位遅延素
子３６及び加算回路３７により構成され、図４（Ｂ）に
示すような斜め右上下方向の補間画素Ａを生成するため
の補間フィルタ回路は１Ｈ遅延回路３２及び単位遅延素
子３５及び加算回路３９より構成される。

【００１７】そして、この上下方向および斜め上下方向
の３つの補間フィルタ回路の出力は、相関判定回路４６
より供給される制御信号に応じて選択回路４７により選
択され、出力端子４８より映像信号の水平周波数の高い
帯域の補間信号が出力される。例えば、図５（Ａ）に示
すように縦線のエッジ部分の場合、差分値Ｄｂが最も小
さな値になる。従って、補間画素として図４（Ｂ）中の
Ｂが選択される。また、図５（Ｂ）に示すように斜め線
のエッジ部分の場合、差分値Ｄｃが最も小さな値にな
り、補間画素として図４（Ｂ）中のＣが選択される。こ
のようにして、補間方向を判定し補間することによっ
て、斜め方向を中心として解像度の劣化を改善すること
ができる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の信
号処理装置は、レターボックス方式テレビジョン信号の
ライン間差信号が伝送される水平周波数の低い帯域（第
１の水平周波数の帯域）においては、画面部分の水平低
域信号（ワイドアスペクト画像信号）とライン間差信号
とにより補間信号を生成し、ライン間差信号が伝送され
ない水平周波数の高い帯域（第２の水平周波数の帯域）
においては、画面部分の水平高域信号（ワイドアスペク
ト画像信号）の補間される画素を中心として上下または
斜め上下方向の画素の内から最も相関の強い方向の画素
より補間信号を生成するようにしたので、ライン間差信
号が伝送されない水平周波数の高い帯域においても画質
劣化を生じることなく、高画質な順次走査の画像信号を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１中の補間処理回路１６の具体的構成を示す
ブロック図である。

【図３】図１中の補間処理回路１７の具体的構成を示す
ブロック図である。

【図４】図１中の補間処理回路１７の動作を説明するた
めの図である。

【図５】図１中の補間処理回路１７の動作を説明するた
めの図である。

【図６】従来例を示すブロック図である。

【図７】順次走査の画像信号を飛び越し走査の画像信号
に変換した際の走査線を示す図である。

【図８】ワイドアスペクト画像とレターボックス方式テ
レビジョン画像を示す図である。

【符号の説明】

１１ 入力端子 １２ 選択回路 １３ ＬＤ復調回路 １４ 水平低域通過フィルタ １５ 水平高域通過フィルタ １６，１７ 補間処理回路 １８ 加算回路 １９ 走査線変換回路 ２０ 出力端子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のアスペクト比を有するワイドアスペ
   クト画像信号の上下部分にマスキング領域を設けると共
   に、このマスキング領域に高精細ワイドアスペクトテレ
   ビジョン信号のライン間差信号を垂直高域信号として水
   平方向に圧縮して重畳することにより、第２のアスペク
   ト比を有するテレビジョン画像信号として飛び越し走査
   で伝送されるレターボックス方式テレビジョン信号を信
   号処理する信号処理装置であって、 前記レターボックス方式テレビジョン信号の前記マスキ
   ング領域に重畳された前記ライン間差信号を復調する復
   調回路と、 前記レターボックス方式テレビジョン信号の前記ライン
   間差信号が伝送される第１の水平周波数の帯域におい
   て、この第１の水平周波数の帯域における前記ワイドア
   スペクト画像信号と前記復調回路により復調された前記
   ライン間差信号とにより、第１の補間信号を生成する第
   １の補間処理回路と、 前記レターボックス方式テレビジョン信号の前記ライン
   間差信号が伝送されない第２の水平周波数の帯域におい
   て、この第２の水平周波数の帯域における前記ワイドア
   スペクト画像信号の、補間される画素を中心として上下
   または斜め上下方向の画素の内から最も相関の強い方向
   の画素より第２の補間信号を生成する第２の補間処理回
   路と、 前記ワイドアスペクト画像信号と前記第１，第２の補間
   信号とを時間圧縮して交互に読み出すことにより順次走
   査として出力する走査線変換回路とを備えて構成される
   ことを特徴とする信号処理装置。