JP3105240B2 - ディジタルビデオ信号の画像再生のための方法 - Google Patents

ディジタルビデオ信号の画像再生のための方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ディジタルビデオ信号の画像再生のための
方法に関する。
計画中のHDTVテレビジョン信号（high definition te
levision）の場合（これはHDMAC方式、high definition
multiplexed analogue componentsに従い行なわれ
る）、動き補償適応形信号処理が行なわれる。信号処理
（静止画像領域における高分解能または動画像領域にお
ける低分解能）は、例えば16×16の画素からなる各ビデ
オ信号ブロック内で一括して行なう（Technical papers
IBC 1988,Brighton,GB,70〜73頁）。このようなビデ
オ信号ブロックの画素は、各ビデオ信号ブロック内でそ
れぞれ所属するブロック形式に従い、DATV信号（digita
l assisted television）により表わされる。このDATV
信号はテレビジョン信号に対する付加情報として伝送さ
れる。このDATV信号はさらに別の情報、例えば動きベク
トルを含んでいる。再生すべき画素の数値は２つ以上の
異なる形式について、種々異なるブロック形式に対する
計算規則に従って検出される。ブロック内の信号処理形
式が異なるため、ブロック内の画像特性、例えば画像シ
ャープネスが異なる。HDTVテレビジョン受信機では比較
的高いコストをかけて、DATV信号からの動情報／静止情
報および動きベクトルを用いて動き信号ブロックを動き
補償して補間する。すなわち、動画像部分も受信機にて
比較的高分解能で復元することができる。
動きベクトルを評価せずに、動情報／静止情報のみを
評価することができる。相応してそのような機器では動
ビデオ信号ブロックの画素をフィールド画像中において
低分解能で補間し、静止ビデオ信号ブロックの画素をフ
レーム画像中において垂直方向の高分解能で補間する。
それにより簡単な機器が得られる。
しかしそのような構成では、画像細部が微妙にかつ一
部だけで運動するような画像内容の場合、または画像信
号にノイズがある場合、動ブロックと静止ブロックとの
境界が視覚的障害となる。
本発明の課題は、ディジタルビデオ信号の画像再生の
ための方法、例えばテレビジョン受信機において視覚的
障害となるブロック境界を緩和する方法を提供すること
である。
基本的に本発明は、電子画像再生機器においてブロッ
ク境界を緩和する描画器を使用する。このようなブロッ
ク境界緩和描画器（block border softener）では、別
のブロックに隣接する画素数値が、全てのビデオ信号ブ
ロックおいてに並列的に、動の場合および静止の場合毎
に計算される。別のブロックに直接隣接するブロックの
画素数値に対しては、２つの数値の算術平均を用いるこ
とができる。これらの数値はそれぞれの画素に対して、
動の場合および静止の場合毎に計算されている。これは
水平および／または垂直ブロック境界で行なうことがで
きる。種々異なるブロック形式が隣接することによる画
像シャープネスの相違はこのようにするとさほど障害で
はなくなる。画素数値を、算出した動画素成分および静
止画素成分から合成することは、１つの隣接ブロックに
境界を接する１つ以上の線および／またはスロットに広
げることもできる。
フィールド画像方式（インターレース方式）で伝送さ
れるビデオ信号に対しては、動画像内容を有する画素ブ
ロックを復元するために、フィールド画像からの画素を
利用することができる。これに対して、静止画像内容を
有するビデオ信号ブロックに対しては、２つの連続する
フィールド画像からの画素が使用される。
しかし例えば、16×16画素のブロック内に動画素と静
止画素との両方を含ませることができる。静止画素を、
動画像内容を有するブロック内で再生することは、例え
ばこの画素の垂直方向の僅かな不鮮明（アンシャープネ
ス）にしかならない。これに対して、動画素を、静止画
像内容を有するブロック内で再生することは、明瞭な水
平方向アンシャープネスと運動する縁の二重輪郭とな
る。従って、静止画像内容を有するブロック内でだけ、
ブロック変化において算出された動画素数値成分および
静止画素数値成分の合成を下位請求項に従い行なうのが
有利である。
以下，本発明の実施例を図面に基づき説明する。
図１は、ブロック境界緩和描画器を有する電子画像再
生機器のブロック回路図、図２は、補正画素を有する画
素ブロック、図３は、改善された補正を行なう画素ブロ
ックを示す図である。
図１はテレビジョン機器チューナ50、中間周波増幅器
51および復調器52を示す。復調器はオーディオ信号、ル
ミナンス信号、クロミナンス信号およびDATV信号を生成
する。これらの信号は例えばシーケンシャルに伝送され
る。オーディオ信号は回路53で処理され、回路54で増幅
され、スピーカ55に導通される。DATV信号は回路69で処
理される。回路69はブロック毎に動き情報／静止情報
を、回路57と61並びにブロック境界緩和描画器58と62に
対して形成し、これらに供給する。ルミナンス信号はA/
D変換器56でディジタル化され、回路57でディジタル処
理され、ブロック境界緩和描画器58で変化され、D/A変
換器59にてアナログ形式で処理される。クロミナンス信
号はA/D変換器60でディジタル化され、回路61でディジ
タル処理され、ブロック限界緩和描画器62で変化され、
D/A変換器63にてアナログ形式で処理される。ブロック
限界緩和描画器62はクロミナンス信号に対して条件によ
っては省略することができる。ルミナンス信号およびク
ロミナンス信号はD/A変換器59および63からマトリクス6
4にてRGB信号に変換され、RGB増幅器65を介して画像管6
6に供給される。画像管66ではテレビジョン走査線67と
画素ブロック68が表示される。
図２は、相応に受信したテレビジョン画像の５つのビ
デオ信号ブロック２、22、24、26、28を示す。このブロ
ックは例えば８×８画素の大きさである。これらの画素
はビデオ信号の走査線15上に並ぶ。ここでは画素の一部
だけが表示されている。ブロック２は例えば、DATV付加
信号により非動画像内容を有するブロックに相応する。
このブロックは、隣接するブロック22、24、26、28に直
接境界をなす画素１ないしＰを有し、これらの画素はリ
ング状に配置されている。この配置は以下、リング11と
称する。リングは、それらの所属するブロックのブロッ
ク形状をとる。
リング12上の画素およびさらに内部に存在するブロッ
ク２の画素は、静止として計算されるか、または簡単に
ビデオ信号の２つの順次連続する２つのフィールド画像
から合成される。
静止画素はサンプリング値Puを有しており、動画素は
Pbを有している。受信機においてブロック境界に再生さ
れた画素は、サンプリング値Ｐまたは１を有している。
リング11上の画素の数値Ｐは、相応して静止として計
算された画素の数値Puおよび動として計算された画素の
数値Pbから合成される。
Ｐ＝（Pu＋Pb）/2 相応に、リング23、25、27、29上の画素に対しても計
算される。
図３は、ブロック境界36の緩和改善された画像スクリ
ーンの一部を示す。ブロック４は動として計算される。
全ての画素は、リング41上のものも含めて動として計算
される。ブロック３は静止とされている。リング32上の
画素は、式Ｐ＝（Pu＋Pb）/2に従い計算される。リング
31上の数値Ｐは、式Ｐ＝（Pu＋３×Pb）/4に従い計算
し、リング33上の画素の数値は、式Ｐ＝（３×Pu＋Pb）
/4に従い計算することができる。ブロック３内にある別
の画素は全て静止として計算される。
前記の数式に従い計算された画素を有するリングの数
は、動および静止として計算された画素数値の相違の大
きさに応じて変化することができる。上に述べた数式の
値も別の値を取ることができ、ディジタル加算およびシ
フト演算により実行することのできる数値を用いた計算
が好適である。
定義概念： −画素 アナログまたはディジタルビデオ信号のサンプリング
値。サンプリング値はディジタル形式にPCM符号化され
ている（パルスコード変調）。
−画素数値、画素の数値 数値として表現される、画素のサンプリング値に対す
る明度情報または色情報。数値は、例えば０〜255の領
域にある。
−ブロック、ビデオ信号ブロック 複数の隣接する画素から合成されたテレビジョン画像
の一部分。この画像部分は、例えば正方形、矩形または
菱形の形状を取ることができる。正方形の場合、ブロッ
クは例えば16の隣接するテレビジョン走査線部分からな
ることができ、各走査線部分は16の画素サンプリング値
を含む。
−ブロック境界 １つのブロックを隣接する外部のブロックに対して制
限する仮想境界線。
−ブロック縁 ブロック境界に直接隣接し、他の画素によってブロッ
ク境界から分離されていない画素の場合 −計算規則 再生する画素の数値を、受信した画素の数値から形成
するための規則 −計算形式 ２つ以上存在する計算規則の１つ −ブロック形式 ２つ以上存在するブロックの形式の１つ。このような
ブロック内にある全ての画素の数値はまず、それぞれの
ブロック形式に所属する計算規則に従い形成される。
−画素成分 再生すべき画素に対して中間数値が種々の計算規則に
従い形成される。再生すべき画素の実際の数値は種々の
中間数値のパーセンテージ成分から合成される。
−数値の混合比 パーセンテージ成分の比。例えば：計算形式Ａに従い
75％成分、計算形式Ｂに従い25％成分では、混合比3:1
が得られる。
−HDTV High definition television、高分解能テレビジョ
ン、走査線数および／または走査線毎の画素成分の高め
られたテレビジョン信号 −DATV Digitally assisted television,ディジタル付加信号
を有するテレビジョン。基準チャネル上を伝送されるテ
レビジョン信号であって、ディジタル付加情報も共に伝
送され、このディジタル付加情報は、再生画像を完全な
品質で復元するために必要である。
−動き補償した補間 テレビジョン画像の画像内容に対して、２つのテレビ
ジョン画像間の移動速度および移動方向を検出する。新
たに検出すべき中間画像はこれにより、通常画像内の動
きにより引き起こされる障害なしで形成される。中間画
像とは、既に存在しているテレビジョン画像の時間的間
で形成すべき画像をいう。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04N 7/24 - 7/68 H04N 11/00 - 11/22

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ディジタルビデオ信号の画像再生のための
    方法であって、 ビデオ信号画素が複数のブロックに合成され、該ブロッ
    クは隣接するブロックからブロック境界により分離さ
    れ、 複数のブロックが１つのラスタを形成し、 ブロック内には、静止（非動）画像内容の画素のブロッ
    クが存在し、さらに動画像内容の画素のブロックが存在
    し、 静止（非動）画像内容を有するブロックの画素はフレー
    ムベースで補間され、動画像内容を有するブロックの画
    素はフィールドベースで補間される、ディジタルビデオ
    信号の画像再生のため方法において、 動画像内容を有するブロックの画素の再生のために、前
    記のフィールドベース補間を適用して得られた画素値の
    みが使用され、 静止（非動）画像内容を有するブロックの画素の再生の
    ために、前記のフレームベース補間を適用して得られた
    画素値のみが使用され、 さらに動画像内容を有するブロックに隣接する静止（非
    動）画像内容を有するブロックの境界の内側の再生画素
    を生成するために、前記両方の補間を適用して得られた
    画素値が算術平均されて、実際に再生される画素のため
    の値が得られることを特徴とするディジタルビデオ信号
    の画像再生のため方法。
  2. 【請求項２】動画像内容を有するブロックに隣接する静
    止（非動）画像内容を有するブロックの境界の内側の再
    生画素を生成するために、前記両方の補間を適用して得
    られた画素値が合成され、 該合成は以下の式に従ってブロックの境界から内側へと
    順番に変化する、すなわち、 Ｐ＝（Pu＋Pb）/2, Ｐ＝（Pu＋3Pb）/4, Ｐ＝（3Pu＋Pb）/4, ただしここでＰは再生画素値であり、 Puはフレームベース補間を適用して得られた画素値であ
    り、 Pbはフィールドベース補間を適用して得られた画素値で
    あることを特徴とする 請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】算術平均は、水平方向又は垂直方向ブロッ
    ク境界だけで行われる、請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】合成は、水平方向又は垂直方向ブロック境
    界だけで行われる、請求項２記載の方法。
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