JP3332103B2 - テレビジョン信号処理回路 - Google Patents

テレビジョン信号処理回路

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JP3332103B2
JP3332103B2 JP11964293A JP11964293A JP3332103B2 JP 3332103 B2 JP3332103 B2 JP 3332103B2 JP 11964293 A JP11964293 A JP 11964293A JP 11964293 A JP11964293 A JP 11964293A JP 3332103 B2 JP3332103 B2 JP 3332103B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、現行テレビジョン放
送システムとの両立性をもつ横長画面テレビジョン放送
システムの受信側のデコーダに利用されるテレビジョン
信号処理回路に関する。
【0002】
【従来の技術】アスペクト比16:9の横長画面のテレ
ビジョン信号をカメラで撮影し、アスペクト比4:3の
ディスプレイに表示すると、真円率を保てなくなり、円
形の被写体は縦長の楕円形になってしまう。このままで
は、横長画面テレビジョンシステムと、現行テレビジョ
ンシステムとの両立性が得られない。そこで、送り側で
横長の画像を垂直方向に3/4に圧縮して伝送し、これ
を現行のテレビジョンシステムの受信機で表示した場
合、ディスプレイの上下に無画部を伴うが画像には歪み
が生じないようにした、いわゆるレターボックス形方式
といわれる信号処理方式が提案されている。このレター
ボックス方式の信号を生成するためのシステムとして、
飛び越し走査信号及び順次走査信号を入力としたシステ
ムが検討されている。またこのレターボックス形式の信
号を元のアスペクト比の16:9の信号に復元するシス
テムが検討されている。
【0003】[エンコーダ]図4は、飛び越し走査信号
を入力とするレターボックス方式におけるエンコーダの
ブロックを示している。また、図6、図7には、各ノー
ドにおける信号を垂直空間周波数fv、テンポラル空間
周波数ftの2次元スペクトルで示している。入力端1
には、図6(a)に示すスペクトルを持つ、有効走査線
数(480[本/フレーム]、フレーム周波数30[H
z]、フィールド周波数60[Hz]、2:1の飛び越
し走査信号が入力される。図6(a)の斜線部分A、B
の領域の信号は、飛び越し走査における特徴的なもので
ある。この領域では、垂直高域成分と、テンポラル高域
成分が折り返しとなって発生し、両者が重なり合ってお
り区別ができない。例えば、静止画において垂直高域成
分を持つ絵柄ではインターラインフリッカと呼ばれるフ
リッカがある。このフリッカは、テンポラル方向の高域
成分が折り返しとなって現れることである。また、垂直
低域成分しか持たない絵柄でも、その絵柄が動く場合に
は垂直高域に折り返しとなって現れる。よって、飛び越
し走査信号が入力した場合、図6(a)の領域A、Bに
は同一の情報があり区別できない。
【0004】入力端1の信号は、フレーム合成回路2と
動き検出回路3に入力される。フレーム合成回路2にお
いては、第1と第2のフィールドが合成され、図6
(b)のスペクトルの信号が得られる。即ち、フレーム
周波数30[Hz]の順次走査信号に変換されることに
なる。同一フレーム周波数間の飛越し走査から順次走査
への変換は、バッファメモリを用いて第1フィールド内
の走査信号と第2フィールド内の走査信号とを交互に並
べ替えて配置し、同一フレーム信号として出力すればよ
い。
【0005】フレーム合成回路2の出力は、垂直低域通
過フィルタ(V−LPF)4及び減算器5のプラス側入
力端に入力される。減算器5のマイナス側入力端には、
VLPF4の出力が入力されている。V−LPF4の出
力は、図6(c)に示すように帯域制限されている。V
−LPF4の出力は、4→3走査線変換回路11に入力
(480本/フレーム)され、3/4の走査線数(36
0本/フレーム)に変換される。この4→3走査線変換
回路11の出力のスペクトルは、図6(d)に示すよう
になる。また、先の減算器5の出力のスペクトルは、図
6(g)に示すようになる。この信号は、動画のときに
動きを表す情報として重要な意義を持っている。減算器
5の出力は、水平・垂直低域通過フィルタ(HVLP
F)6において、水平及び垂直方向に帯域制限を受け
る。この信号は、後述するように最終的には上下無画部
に多重されて伝送するが、この多重領域としては主画面
360[本/フレーム]の1/3の120[本/フレー
ム]の伝送容量しか持っていない。そこで、HVLPF
6により、情報量を1/3に削減するのであるが、ここ
では視覚上で寄与度の低い成分を削除するようにしてい
る。
【0006】図7(p)には、HVLPF6の特性を示
している。HVLPF6の出力は、垂直周波数シフト回
路(Vシフト回路)7に入力されて、図6(h)に示す
スペクトルに変換される。垂直周波数シフトは、走査線
毎に極性反転することにより容易に実現できる。Vシフ
ト回路7の出力は、4→3走査線変換回路8、4→2走
査線変換回路14に入力される。4→3走査線変換回路
8は、480[本/フレーム]を360[本/フレー
ム]の順次走査信号に変換し、4→2走査線変換回路1
4は240[本/フレーム]の順次走査信号に変換す
る。4→3走査線変換回路8の出力は、さらにVシフト
回路9に入力されて、図6(i)のスペクトルの信号と
なる。Vシフト回路9の出力は、乗算器10に入力さ
れ、K(K=0〜1)倍にされる。Kは動き検出回路3
からの画像動き検出信号であり、静止画のときK=0、
動画のときK=1で定義される。従って、図6(i)の
スペクトルをもつ信号が動画のときは、加算器12にお
いて4→3走査線変換回路11の出力である図6(d)
のスペクトルを持つ信号と加算され、図6(e)に示す
スペクトルを持つ信号となる。加算器12の出力は、順
次走査/飛越し走査変換回路13に入力されて、フレー
ム周波数30Hz(フィールド周波数60Hz)の2:
1飛越し走査信号に変換される。前述したフレーム合成
回路2と同様に、同一フレームの順次走査から飛越し走
査への変換は、バッファメモリを用いてフレーム内の走
査線信号を走査線毎に交互に第1フィールドと第2フィ
ールド信号として出力すれば容易に実現できる。順次走
査/飛越し走査変換回路13の出力のスペクトルは、図
6(f)に示すようになり、斜線部分で示すように動画
の動きを表す情報が、360[本/フレーム]の飛越し
走査信号で保存されており、レターボックス方式の現行
受像機との両立性が確保される。
【0007】4→2走査線変換回路14の出力は、24
0[本/フレーム]の信号であり走査線毎に1/3、2
/3に時間圧縮され、データ並べ替え回路16において
120[本/フレーム]の飛越し走査形式の信号に変換
され、画面上下部の多重信号となる。スイッチ17にお
いては、主画面信号と画面上下部信号とを切り替え選択
してレターボックス方式の480[本/フレーム]の飛
越し走査信号を出力する。
【0008】[デコーダ]次に上述したレターボックス
方式のエンコーダからの信号を元の広帯域の信号に戻す
デコーダについて説明する。
【0009】図5はデコーダの構成を示している。入力
端50にエンコード信号が入力される。スイッチ51に
より主画面信号はフレーム合成回路52に導かれ、画面
上下部信号は並べ替え回路53に導かれる。フレーム合
成回路52では、360[本/フレーム]の飛越し走査
信号がフレーム周波数30[Hz]、360[本/フレ
ーム]の順次走査信号に変換される。この信号は、図6
(e)に示すようなスペクトルである。画面上下部信号
は、並べ替え回路53、時間伸長回路54で順次処理さ
れ、図4の4→2走査線変換回路14の出力と同じ信号
に復元される。時間伸長回路54の出力は、2→3走査
線変換回路55、2→4走査線変換回路60に入力され
る。
【0010】2→3走査線変換回路55の出力は、36
0[本/フレーム]の順次走査、フレーム周波数30
[Hz]であり、Vシフト回路56に入力されて、図6
(i)のスペクトルに変換される。このVシフト回路5
6の出力は、乗算器57に入力される。乗算器57の他
方には、動き検出回路64からの動き検出信号が入力さ
れている。動画のときは動き検出信号Kは1である。し
たがってこのときは、Vシフト回路56の出力が乗算器
57を通って減算器58に入力される。よって、360
[本/フレーム]の飛越し走査信号に含まれていた垂直
・テンポラル折り返し成分が除去され、図6(d)に示
すスペクトルの信号となる。折り返し成分が除去されて
クリーンになった360[本/フレーム]、フレーム周
波数30[Hz]の順次走査信号は、3→4走査線変換
回路59に入力され480[本/フレーム]でフレーム
周波数30[Hz]の順次走査信号に変換され、図6
(c)に示すスペクトルの信号となる。この信号は加算
器77、78に入力される。
【0011】また、2→4走査線変換回路60により4
80[本/フレーム]、フレーム周波数30[Hz]の
順次走査信号に変換された信号(図7(n))は、Vシ
フト回路61と乗算器72−1に入力されるとともに、
極性反転回路76を通って乗算器72−2に供給され
る。
【0012】Vシフト回路61によって図6(g)のス
ペクトルになった信号は、乗算器73−1、73−2に
入力される。動き検出回路64の出力は、乗算器72−
1および72−2に供給されており、動画のときはK=
1となり、乗算器72−1、72−2を導通状態にし、
乗算器73−1、73−2が遮断状態となる。K=1の
とき乗算器73−1、73−2が遮断状態となるのは、
動き検出信号が、加算器74−1のマイナス入力端に供
給されており、この加算器74−1の出力が0となっ
て、乗算器73−1および73−2に供給されているか
らである。静止画のときは、乗算器72−1、72−2
が遮断状態となり、乗算器73−1、73−2が導通状
態となる。
【0013】乗算器72−1、73−1の出力は、加算
器75−1で加算されて、加算器77に入力される。ま
た乗算器72−2、73−2の出力は加算器75−2で
加算されて加算器78に入力される。
【0014】加算器77の出力は、時間圧縮回路80で
1/2に時間圧縮されスイッチ82の一方に供給され
る。また加算器78の出力は、1/60秒遅延回路79
で1/60秒の遅延をうけて時間圧縮回路81で1/2
に時間圧縮されてスイッチ82の他方に供給される。ス
イッチ82は、1/60秒毎に切り替わり、出力端83
に480[本/フレーム]でフレーム周波数60[H
z]の順次走査信号を出力する(図7(m))。
【0015】以上説明した、2−4走査線変換回路60
の動画の場合の信号に関して言えば、極性反転回路76
と遅延回路79、スイッチ82の一連の動作により同一
のフレーム信号を1/60秒間隔で極性を反転して繰り
返して使用しており、テンポラル周波数シフトが行われ
たことになり、図7(o)に示すスペクトルとなる。ま
た3−4走査線変換回路59の出力と垂直周波数シフト
回路61の出力は、同一のフレーム信号を1/60秒間
隔で繰り返していることになる。
【0016】このように、送り側で第1フィールドと第
2フィールドを合成し、合成した信号を走査線変換し
て、現行受信機と両立性を保たせるために、飛越し走査
変換を施して伝送する場合、元の16:9の横長画面に
変換する受け側では、再び第1フィールドと第2フィー
ルドを合成して走査線変換などを行い横長画面を表示す
ることになる。受け側でフィールド1とフィールド2を
合成する場合、送り側で飛越し走査変換されたフィール
ド1とフィールド2の組み合わせを選ぶ必要がある。ま
た送り側でスイッチャーなどを用いて画像を入れ替えて
送る場合、フィールド1の後に続けてフィールド1が受
け側に入力されることがある。この場合、誤った組み合
わせでフィールドを合成してしまい、出力される画像に
破綻をきたすことがある。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、送る側で
フレーム単位で処理された信号を飛越し走査信号に変換
し、受け側では再びフィールドを合成して処理を行うシ
ステムにおいて、間違った順序の信号が入力されても、
出力画像が破綻することなく表示されるシステムを提供
することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】この発明は、 入力信号
の第1フィールド及び第2フィールドの信号を合成して
フレーム信号に変換するとともに、フレーム単位で信号
処理を行う信号処理手段と、前記入力信号が第1フィー
ルドまたは第2フィールドの信号であるかどうかの識別
を行うフィールド識別手段と、前記フィールド識別手段
の識別出力が、連続する2つのフィールド信号がフレー
ムを構成しないことを示す場合に、前記信号処理手段に
対して入力信号処理動作を一時停止させ、前記一時停止
に伴う不足分の信号を直前のフレーム単位で処理した信
号で補間して出力するように制御する制御手段とを備え
るものである。
【0019】
【作用】上記の手段により、間違った順序のフィールド
信号が到来しても、フレーム合成手段で、一旦動作を停
止して、次の正常なフレーム合成を行い、先の停止によ
り欠落する部分については、信号処理手段において直前
の画像信号が利用されるようになり、破綻のない画像を
常に得ることができる。
【0020】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図1はこの発明の一実施例に係わるデコーダの
構成例である。この実施例ではレターボックス方式にエ
ンコードされた信号を受信して順次走査信号に変換して
出力するデコーダの例を示している。
【0021】エンコーダは、先の図4で説明した構成と
同じである。従って、入力端50には、2:1の飛越し
走査、480[本/フレーム]、フレーム周波数1/6
0[Hz]の信号(480/2:1/60)が入力され
る。この信号は、スイッチ51において主画面信号と、
画面上下部信号とに分離され、主画面信号は、フレーム
合成回路52に入力され、画面上下部信号は、並べ替え
回路53に入力される。また入力端50の信号は、動き
検出回路64およびフィールド判別回路84、クロック
発生回路88にも入力されている。
【0022】クロック発生回路88は、入力信号から所
定のクロックCK、垂直同期信号V、水平同期信号H、
垂直リセット信号、水平リセット信号などの回路上必要
なタイミング信号を生成する回路である。これらの信号
は、所定の処理に必要なブロック(バッファメモリ制御
回路など)に入力される。
【0023】フィールド判別回路84では、入力された
信号が第1フィールドまたは第2フィールドのいずれか
を判別するもので、垂直同期信号を用いて判別すれば容
易に判別できる。フィールド判別回路84の判別出力
は、データ連続判定回路87に入力される。データ連続
判定回路87は、2つの信号がフレームを構成できない
とき、即ちフィールド判別回路84の出力が続けて同じ
信号の場合に、フレーム合成の動作を停止するような判
定信号を出力する。この判定信号は、バッファメモリ制
御回路85、86に入力されるもので、このバッファメ
モリ制御回路85は、フレーム合成回路52のバッファ
メモリの動作を制御している。またバッファメモリ制御
回路86は、時間圧縮回路80、81のおけるバッファ
メモリの動作を制御している。
【0024】図2は、フィールド判別回路84に入力さ
れた信号と、フレーム合成回路52のバッファメモリの
書き込み、読み出しのタイミングを示している。このタ
イミング図は、レターボックス方式にエンコードされた
信号のフィールド番号を示した図である。F1、F2は
順にフィールド1、フィールド2を示しており、Aは送
り側で画像が切り替えられたタイミングである。A以後
の信号にはダッシュ(´)をつけて区別している。フィ
ールド判別回路84からは、例えば“1”、“2”のよ
うにフィールドを判別する判別信号が出力される。この
判別信号は、データ連続判定回路87に入力される。判
別信号が交互に到来するときは、バッファメモリ制御回
路85は、従来と同様にF1、F2をフレーム周波数3
0[Hz]の順次走査信号に変換するようにフレーム合
成回路52のバッファメモリを制御する。しかし、画像
の切り替わり目Aの前後では、同一フィールドが連続し
て到来するために、データ連続判定回路87は、連続判
定信号を出力する。すると、バッファメモリ制御回路8
5は、画像の切り替わり目A直後のF2´は、飛ばし、
その次のF1´、F2´の組み合わせでフレーム合成を
行うように、フレーム合成回路52のバッファメモリを
制御する。
【0025】フレーム合成回路52では、360[本/
フレーム]の飛越し走査信号がフレーム周波数30[H
z]、360[本/フレーム]の順次走査信号に変換さ
れる。この信号は、図6(e)に示すようなスペクトル
である。画面上下部信号は、並べ替え回路53、時間伸
長回路54で順次処理され、図4の4→2走査線変換回
路14の出力と同じ信号に復元される。時間伸長回路5
4の出力は、2→3走査線変換回路55、2→4走査線
変換回路60に入力される。
【0026】2→3走査線変換回路55の出力は、36
0[本/フレーム]の順次走査、フレーム周波数30
[Hz]であり、Vシフト回路56に入力されて、図6
(i)のスペクトルに変換される。このVシフト回路5
6の出力は、乗算器57に入力される。乗算器57の他
方には、動き検出回路64からの動き検出信号が入力さ
れている。動画のときは動き検出信号Kは1である。し
たがってこのときは、Vシフト回路56の出力が乗算器
57、スイッチ89を通って減算器58に入力される。
よって、360[本/フレーム]の飛越し走査信号に含
まれていた垂直・テンポラル折り返し成分が除去され、
図6(d)に示すスペクトルの信号となる。折り返し成
分が除去されてクリーンになった360[本/フレー
ム]、フレーム周波数30[Hz]の順次走査信号は、
3→4走査線変換回路59に入力され480[本/フレ
ーム]でフレーム周波数30[Hz]の順次走査信号に
変換され、図6(c)に示すスペクトルの信号となる。
この信号は加算器77、78に入力される。
【0027】また、2→4走査線変換回路60により4
80[本/フレーム]、フレーム周波数30[Hz]の
順次走査信号(1:1)に変換された信号(図7(n)
は、Vシフト回路61と乗算器72−1に入力されると
ともに、極性反転回路76を通って乗算器72−2に供
給される。
【0028】Vシフト回路61によって図6(g)のス
ペクトルになった信号は、乗算器73−1、73−2に
入力される。動き検出回路64の出力は、乗算器72−
1および72−2に供給されており、動画のときはK=
1となり、乗算器72−1、72−2を導通状態にし、
乗算器73−1、73−2が遮断状態となる。K=1の
とき乗算器73−1、73−2が遮断状態となるのは、
動き検出信号が、加算器74−1のマイナス入力端に供
給されており、この加算器74−1の出力が0となっ
て、乗算器73−1および73−2に供給されているか
らである。静止画のときは、乗算器72−1、72−2
が遮断状態となり、乗算器73−1、73−2が導通状
態となる。
【0029】乗算器72−1、73−1の出力は、加算
器75−1で加算されて、スイッチ90を通して加算器
77に入力される。また乗算器72−2、73−2の出
力は加算器75−2で加算されてスイッチ91を通して
加算器78に入力される。
【0030】加算器77の出力は、時間圧縮回路80で
1/2に時間圧縮されスイッチ82の一方に供給され
る。また加算器78の出力は、1/60秒遅延回路79
で1/60秒の遅延をうけて時間圧縮回路81で1/2
に時間圧縮されてスイッチ82の他方に供給される。ス
イッチ82は、1/60秒毎に切り替わり、出力端83
に480[本/フレーム]でフレーム周波数60[H
z]の順次走査信号を出力する(図7(m))。
【0031】図3は、上記した時間圧縮回路80、8
1、スイッチ82、スイッチ89、90、91のタイミ
ングを示している。時間圧縮回路80と81の入力信号
のA、A´は、先に説明したようにフレーム合成回路5
2で飛ばされた部分の信号である。時間圧縮回路80で
は、通常は1/30秒の信号を1/60秒の信号に変換
するが、データ連続判定回路87から動作を停止する判
定信号が出力されると(信号はこのときA)、出力デー
タの1/60秒分を停止する(図3の時間圧縮回路80
の出力のD280、D381の間の部分参照)。一方、
時間圧縮回路81では、通常は1/30秒の信号を1/
60秒の信号に変換するが、データ連続判定回路87か
ら動作を停止する判定信号が出力されると(信号はこの
ときA´)、1/60秒分前の信号を続けて出力する
(図3の時間圧縮回路81の出力のD281、D281
の部分参照)。スイッチ82は、通常は1/60秒毎に
切り替わるように制御されているが、データ連続判定回
路87から連続判定信号が与えられると、時間圧縮回路
80、81の正規の信号を選択するようにタイミング制
御される。ここでは、スイッチ82の制御信号が、1の
場合は時間圧縮回路80の出力を選択し、0の場合は時
間圧縮回路81の出力を選択するように設定されてい
る。また、スイッチ89、90、91は、補償信号の再
生を制御するもので、データ連続判定回路87から連続
判定信号が与えられると、タイミングに示すようにオー
プンになる。これ以外は閉じており、補償信号処理を実
現している。スイッチ89、90、91等がオープンに
なるときは、画面上下部信号を再現しないことである。
スイッチ89がオープンになることは主画面信号に含ま
れている垂直・テンポラル折り返し成分を除去しないこ
とであり、スイッチ90、91がオープンになること
は、1/30秒の順次走査信号を1/60秒の順次走査
信号に変換する際、動きの成分を加算しないことであ
る。
【0032】
【発明の効果】上述したように、この発明によれば送る
側でフレーム単位で処理された信号を飛越し走査信号に
変換し、受け側では再びフィールドを合成して処理を行
うシステムにおいて、間違った順序の信号が入力されて
も、出力画像が破綻することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すブロック図。
【図2】図1の回路の動作を説明するために示したタイ
ミング図。
【図3】同じく図1の回路の動作を説明するために示し
たタイミング図。
【図4】レターボックス方式のエンコーダを示すブロッ
ク図。
【図5】レターボックス方式のデコーダを示すブロック
図。
【図6】図1、図4、図5の回路の各部信号のスペクト
ルを示す図。
【図7】同じく図1、図4、図5の回路の各部信号のス
ペクトルを示す図。
【符号の説明】 50…入力端、51…スイッチ、52…フレーム合成回
路、53…並べ替え回路、54…時間伸長回路、55…
2→3走査線変換回路、56…垂直周波数シフト回路、
57…乗算器、58…減算器、59…3→4走査線変換
回路、60…2→4走査線変換回路、61…垂直周波数
シフト回路、64…動き検出回路、72−1、72−
2、73−1、73−2…乗算器、74…減算器、75
−1。75−2…加算器、77、78…加算器、79…
1/60遅延回路、80、81…時間圧縮回路、82、
89、90、91…スイッチ、84…フィールド判別回
路、85、86…バッファメモリ制御回路、87…デー
タ連続判定回路、88…クロック発生回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/00 - 7/01

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力信号の第1フィールド及び第2フィ
    ールドの信号を合成してフレーム信号に変換するととも
    に、フレーム単位で信号処理を行う信号処理手段と、 前記入力信号が第1フィールドまたは第2フィールドの
    信号であるかどうかの識別を行うフィールド識別手段
    と、 前記フィールド識別手段の識別出力が、連続する2つの
    フィールド信号がフレームを構成しないことを示す場合
    、前記信号処理手段に対して入力信号処理動作を一時
    停止させ、前記一時停止に伴う不足分の信号を直前のフ
    レーム単位で処理した信号で補間して出力するように制
    御する制御手段とを備えたことを特徴とするテレビジョ
    ン信号処理回路。
  2. 【請求項2】 入力信号の第1フィールド及び第2フィ
    ールドの信号を合成してフレーム信号に変換するフレー
    ム合成手段と、 前記フレーム合成手段から得られたフレーム信号をフレ
    ーム単位で信号処理を行う信号処理手段と、 前記入力信号が第1フィールドまたは第2フィールドの
    信号であるかどうかの識別を行うフィールド識別手段
    と、 前記フィールド識別手段の識別出力が、連続する2つの
    フィールド信号がフレームを構成しないことを示す場合
    、前記信号処理手段に対して入力信号処理動作を停止
    させ、この停止期間は、前記信号処理手段が停止前にフ
    レーム単位で処理した出力と同じ信号を出力させる制御
    手段とを具備したことを特徴とするテレビジョン信号処
    理回路。
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