JP3360201B2 - ノンインターレースからインターレースへの画像変換装置 - Google Patents

ノンインターレースからインターレースへの画像変換装置

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JP3360201B2 JP06976195A JP6976195A JP3360201B2 JP 3360201 B2 JP3360201 B2 JP 3360201B2 JP 06976195 A JP06976195 A JP 06976195A JP 6976195 A JP6976195 A JP 6976195A JP 3360201 B2 JP3360201 B2 JP 3360201B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、画像処理に関し、特に
ノンインターレース画像からインターレース画像への画
像変換を行う画像変換処理に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は、インターレース画像の構成を示
す図である。テレビジョン(以下、テレビと略す)の画
像信号は、画面のちらつきを少なくするためにインター
レース(飛び越し走査)方式の画面走査を行っている。
インターレース方式では、奇数フィールドと偶数フィー
ルドの組みで1枚のフレーム画像を構成する。
【0003】図8(A)は、第N番目のフレームの奇数
フィールド画像を示す。図8(B)は、第N番目のフレ
ームの偶数フィールド画像を示す。初めは、奇数フィー
ルドの走査線(L1O,L2O,L3O,L4O,・・
・)を走査し、次に、偶数フィールドの走査線(L1
E,L2E,L3E,L4E,・・・)を走査する。
【0004】図8(C)は、モニタに表示されるフレー
ム画像を示す。フレーム画像は、奇数フィールド画像と
偶数フィールド画像から構成される。奇数フィールド
は、フレーム画像上の奇数番目の走査線の集まりであ
り、偶数フィールドは、フレーム画像上の偶数番目の走
査線の集まりである。奇数フィールドと偶数フィールド
は、1/60秒間隔で交互に走査線が走査される。フレ
ーム画像は、1/30秒間隔で変化する。
【0005】以上は、インターレース方式について説明
した。次に、ノンインターレース(順次走査)方式につ
いて説明する。ビデオCDには、画像情報が符号の形で
記録されている。符号は、MPEG符号化方式により生
成される。MPEGは、デジタルの動画像符号化標準方
式の規格である。ビデオCDの符号を復号化すると、ノ
ンインターレースの画像データが得られる。復号化され
た画像データは、テレビモニタに表示するために、ノン
インターレースからインターレースへの変換が行われ
る。
【0006】図9は、従来技術によりノンインターレー
スからインターレースへ画像変換する方法を示す。ノン
インターレース画像は、フレーム画像からなり、奇数フ
ィールドと偶数フィールドに分けられない。ビデオCD
では、240ラインのノンインターレース画像が規格化
されている。ノンインターレースからインターレースへ
画像変換すると、インターレース画像の1フレーム内の
奇数フィールドと偶数フィールドは同じ画像になる。
【0007】ノンインターレース画像は、画像データF
1,F2,F3,F4,・・・により構成される。変換
後のインターレース画像は、第1フレームの奇数フィー
ルドと偶数フィールドが、同じ画像データF1である。
第2フレームの奇数フィールドと偶数フィールドは、同
じ画像データF2であり、第3フレームの奇数フィール
ドと偶数フィールドは、同じ画像データF3であり、第
4フレームの奇数フィールドと偶数フィールドは、共に
画像データF4である。このように、画像変換後のイン
ターレース画像は、同じフレーム内の奇数フィールドと
偶数フィールドは、同じ画像データになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ビデオCDにおいて再
生される動画像は、様々なものがある。その動画像を注
意深く観察してみると、物体が下から上へ向かって移動
する画像が多いことに気付く。特に、字幕が下から上に
向かって流れるものが多い。例えば、スポンサー名の字
幕や、ゲーム等におけるストーリー説明の字幕等は、画
面の下方から上方に流れる。これは、日本語、英語を初
め主要言語の文字の表記が左から右へ、上から下へと行
われることと符合している。それに対し、字幕が、上か
ら下に向かって流れるものはほとんどない。
【0009】図8(C)を参照して、ある物体が画面の
下から上に向かって移動する様子を説明する。第Nフレ
ームにおいて、奇数フィールドの走査線は、偶数フィー
ルドの走査線と同じ信号である。つまり、走査線L1O
とL1Eは同じであり、走査線L2O,L3O,L4O
は、それぞれ走査線L2E,L3E,L4Eと同じであ
る。
【0010】奇数フィールドの走査線(L1O,L2
O,・・・)は、偶数フィールドの走査線(L1E,L
2E,・・・)よりも先に画面上に表示される。ある物
体が下から上へ移動する場合には、以下の走査線の順番
で移動する。
【0011】L4O→L4E→L3O→L3E→L2O
→L2E→L1O→L1E このような移動は、走査線1本分下に下がり、次に走査
線2本分上に上がり、再び走査線1本分下に下がり、2
本上がるの繰り返しで、トータルで上に上がる。例え
ば、L4OからL4Eに移動する際には、わずかに下に
下がってしまう。その後、L4EからL3Oに移動する
際には、上に上がる。
【0012】このような移動をすると、理論上はスムー
ズに上方に移動しない。また、視覚上においても、テレ
ビモニタを注意深く観察すると、スムーズに移動してい
ないことがわかる。なお、この課題は、発明者の知る限
りにおいて新規なものである。
【0013】本発明の目的は、物体が下から上にスムー
ズに移動するインターレースの動画像を生成することが
できる、ノンインターレースからインターレースに変換
する画像変換装置を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】 本発明の一観点によれ
ば、ノンインターレースからインターレースへの画像変
換装置は、ノンインターレースの1枚のフレーム画像デ
ータからノンインターレースの2枚のフィールド画像デ
ータを生成するフィールド画像生成手段(2,3)と、
1フレームが奇数フィールドと偶数フィールドからなる
インターレースの同期信号であり、奇数フィールドと偶
数フィールドのそれぞれの同期信号を交互に生成し、複
数フレームの同期信号を生成する同期信号生成手段
(7)と、前記フィールド画像生成手段により生成され
る2枚のフィールド画像データを、それぞれ前記同期信
号生成手段により生成される第Nフレームの偶数フィー
ルドの同期信号と第N+1フレームの奇数フィールドの
同期信号に同期させ出力するインターレース生成手段
(5,6)とを有する。
【0015】
【作用】インターレース画像の第Nフレームの偶数フィ
ールドと第N+1フレームの奇数フィールドは、ノンイ
ンターレース画像の1枚のフレーム画像データを基に生
成される。テレビモニタ等に表示する際には、先に第N
フレームの偶数フィールドが表示され、その後に第N+
1フレームの奇数フィールドが表示される。
【0016】
【実施例】図1は、本発明の実施例による画像変換装置
の構成を示すブロック図である。画像変換装置は、ノン
インターレースからインターレースへの画像変換を行
う。
【0017】MPEGデコーダ1は、ビデオCDに記録
されている符号を読み取り、MPEG方式の復号化を行
い、画像データDT1を出力する。制御信号発生回路8
は、各種処理ブロックの開始を指示するための制御信号
CTL1,CTL2を生成する。MPEGデコーダ1
は、制御信号CTL2に応じて処理を開始する。画像デ
ータDT1は、240(垂直方向)×352(水平方
向)画素の2次元画像のデジタルデータである。
【0018】コントローラ2は、画像データDT1を画
像メモリ3に記録する。画像メモリ3は、例えばDRA
Mであり、少なくとも2フレーム分の画像データを記憶
することができる。コントローラ2は、画像メモリ3に
記録された画像データを基に、フィールドリピート画像
の画像データDT2を出力する。コントローラ2は、制
御信号CTL2に応じて、MPEGデコーダ1に同期し
て、処理を開始する。
【0019】図2は、フィールドリピート画像の画像デ
ータDT2を示す図である。コントローラ2は、画像デ
ータDT1を基に画像データDT2を生成する。画像デ
ータDT1は、MPEGデコーダ1から出力されるデー
タであり、F1,F2,F3,F4,・・・の順番であ
る。データF1,F2,F3,F4,・・・は、それぞ
れノンインターレースのフレーム画像であり、画像メモ
リ3に順次記録される。
【0020】画像データDT2は、コントローラ2が画
像メモリ3から読み出すデータであり、フィールドリピ
ート画像である。インターレースにおいて、1フレーム
は奇数フィールドと偶数フィールドから構成される。そ
こで、2つのフィールドを同じ画像データとするため、
画像データ3に記憶されている画像データを2回続けて
読み出し出力する。つまり、画像データDT2は、F
1,F1,F2,F2,F3,F3,・・・の順番にな
る。
【0021】コントローラ2は、データF1,F2,・
・・を順次画像メモリ3に記憶し、データF1,F2,
・・・を2回ずつ続けて出力する。画像データDT1
は、240ライン(走査線)である。それに対し、画像
データDT2は、1フィールドが240ラインであるの
で、1フレームは480ラインになる。これは、実質的
に、垂直方向の補間を行ったことになる。テレビモニタ
に表示するためのNTSC信号は、走査線が525ライ
ンであるので、通常240ラインから480ラインに増
加させる。
【0022】図1において、補間回路4は、画像データ
DT2を補間して、画像データDT2’を出力する。画
像メモリ3からの2回読み出しで垂直方向の補間を行っ
たが、補間回路4は、水平方向の補間を行う。例えば、
水平方向に並ぶ2つの画素データの平均をとって、2つ
の画素の間の画素データを生成する。また、上記の垂直
方向の補間では、2つのフィールドが全く同じ画像デー
タになるので、前後のフィールドを加味した垂直方向の
補間を行うこともできる。
【0023】補間された画像データDT2’は、コント
ローラ5により画像メモリ6に記録される。画像メモリ
6は、例えばDRAMであり、少なくとも2フィールド
の画像データを記憶することができる。SYNCジェネ
レータ7は、垂直同期信号VSYNCと水平同期信号H
SYNCを生成する。
【0024】図3は、SYNCジェネレータ7が生成す
る同期信号VSYNC,HSYNCを示す図である。フ
レームは、奇数フィールドと偶数フィールドからなる。
奇数フィールドの同期信号OVSと偶数フィールドの同
期信号EVSは異なる。奇数フィールドを示す同期信号
OVSと偶数フィールドを示す同期信号EVSは、交互
に生成される。
【0025】奇数フィールドの同期信号OVSでは、垂
直同期信号VSYNCがタイミングT2で立ち下がる。
タイミングT2は、垂直同期信号VSYNCの立ち下が
りであると同時に、水平同期信号HSYNCの立ち下が
りでもある。水平同期信号HSYNCの間隔(T1とT
2の間隔)は、1H(1水平走査期間)である。
【0026】図4(B)は、奇数フィールドの走査線を
示す。タイミングT2は、画面の左上隅の位置に相当す
る。つまり、垂直同期信号VSYNCが立ち下がり、垂
直方向の走査が一番上に戻る。それと同時に、水平同期
信号HSYNCが立ち下がり、水平方向の走査が一番左
に戻る。
【0027】図3において、偶数フィールドの同期信号
EVSでは、垂直同期信号VSYNCがタイミングT4
で立ち下がる。タイミングT4は、タイミングT3で水
平同期信号HSYNCが立ち下がり、その後0.5Hの
時間が経過したタイミングである。つまり、水平走査位
置が画面の真ん中にあるときに、垂直走査が一番上に戻
ることになる。
【0028】図4(A)は、偶数フィールドの走査線を
示す。タイミングT4は、画面一番上の真ん中の位置に
相当する。垂直同期信号VSYNCは、タイミング4で
立ち下がり、垂直方向の走査が一番上に戻る。水平同期
信号HSYNCは、タイミングT4の0.5H前に立ち
下がっているので、水平走査位置は水平方向の真ん中の
位置である。
【0029】図1において、コントローラ5は、同期信
号VSYNC,HSYNCに応じて、画像メモリ6に記
憶されている画像データを読み出し、画像データDT3
として出力する。また、同期信号VSYNC,HSYN
Cも同時に出力する。
【0030】画像データDT2’は、同じフィールド画
像データが2回ずつ連続して供給される。従来は、図9
に示したように、同じフレーム内の奇数フィールドと偶
数フィールドを同じ画像データとなるように、画像デー
タDT3を出力していた。本実施例では、あるフレーム
の偶数フィールドとその次のフレームの奇数フィールド
の画像が同じなるように、画像データDT3を出力す
る。詳しくは、図5を参照しながら説明する。
【0031】図5は、同期信号と画像データDT3の関
係を示す図である。同期信号は、垂直同期信号VSYN
Cと水平同期信号HSYNCからなる。図3に示したよ
うに、奇数フィールドの同期信号と偶数フィールドの同
期信号は交互に生成される。各フレームは、奇数フィー
ルドの走査線が先に走査され、偶数フィールドの走査線
が後に走査される。
【0032】第1フレームの奇数フィールドは、画像デ
ータF0である。第1フレームの偶数フィールドと第2
フレームの奇数フィールドは、画像データF1である。
第2フレームの偶数フィールドと第3フレームの奇数フ
ィールドは、画像データF2であり、第3フレームの偶
数フィールドと第4フレームの奇数フィールドは、画像
データF3である。つまり、第Nフレームの偶数フィー
ルドと第N+1フレームの奇数フィールドは、同じ画像
データである。
【0033】なお、画像データF0は、画像データF1
と同じデータでもよい。また、輝度レベルが0のデータ
でもよい。図4(A)は、第Nフレームの偶数フィール
ドの走査線を示す。偶数フィールドの走査線は、上から
順番にL1E,L2E,L3E,L4E,・・・であ
る。図4(B)は、第N+1フレームの奇数フィールド
の走査線を示す。奇数フィールドの走査線は、上から順
番にL1O,L2O,L3O,L4O,・・・である。
第Nフレームの偶数フィールドと第N+1フレームの奇
数フィールドは、同じ画像データである。つまり、走査
線L1EとL1Oは同じであり、走査線L2EとL2
O、走査線L3EとL3O、走査線L4EとL4Oは、
それぞれ同じである。ただし、画面上、下側の偶数番目
の走査線が先に表示され、上側の奇数番目の走査線が後
に表示される。
【0034】図4(C)は、テレビモニタに表示される
画像を示す。テレビモニタには、先に第Nフレームの偶
数フィールド(図4(A))が表示され、その直ぐ後
に、第N+1フレームの奇数フィールド(図4(B))
が表示されるので、人間の目には2つのフィールドの走
査線が重なって見える。
【0035】ここで、テレビモニタ上で物体が下から上
に移動する場合について説明する。偶数フィールドの走
査線L1E,L2E,・・・が奇数フィールドの走査線
L1O,L2O,・・・よりも先に表示されるので、物
体は、以下の走査線の順番で表示される。
【0036】L4E→L4O→L3E→L3O→L2E
→L2O→L1E→L1O この順番であれば、スムーズに物体が上方に移動する。
視覚上も、ごく自然に物体が移動する様子を確認するこ
とができる。
【0037】以上の制御は、図1における制御信号発生
回路8が生成する制御信号CTL1,CTL2により行
うことができる。制御信号CTL1は、SYNCジェネ
レータ7とコントローラ5の処理開始を指示し、制御信
号CTL2は、MPEGデコーダ1とコントローラ2の
処理開始を指示する。
【0038】従来は、2つの同じフィールド画像が生成
されると、それぞれに第Nフレームの奇数フィールドの
同期信号と同じく第Nフレームの偶数フィールドの同期
信号を付与していた。本実施例では、制御信号CTL2
により、2つの同じフィールド画像を生成し、制御信号
CTL1により,その2つのフィールド画像に第Nフレ
ームの偶数フィールドの同期信号と第N+1フレームの
奇数フィールドの同期信号を付与する。
【0039】表示装置9は、画像データDT3および同
期信号VSYNC,HSYNCをデジタル信号からアナ
ログ信号に変換し、テレビモニタに表示する。図6は、
表示装置9の構成を示すブロック図である。
【0040】画像データDT3および同期信号VSYN
C,HSYNCは、NTSCエンコーダ11に入力され
る。NTSCエンコーダ11は、画像データDT3およ
び同期信号VSYNC,HSYNCを基にして、NTS
Cコンポジットビデオ信号NSを生成する。画像データ
DT3は、輝度信号と色信号が分離した形のデジタル信
号である。ビデオ信号NSは、輝度信号、色信号、垂直
同期信号および水平同期信号を混合したコンポジット信
号である。
【0041】D/A変換器12は、デジタル形式のビデ
オ信号NSをアナログ形式のビデオ信号NS’に変換す
る。ビデオ信号NS’は、テレビモニタ13に画像とし
て表示される。
【0042】なお、以上は、NTSC方式の表示装置に
ついて説明したが、PAL方式等の他の方式により表示
させることもできる。その際には、NTSCエンコーダ
11の代わりに、PALエンコーダ等を設ければよい。
【0043】図7は、他の実施例による画像変換装置の
構成を示すブロック図である。図1の実施例と異なるの
は、1フィールドディレイライン21を新たに設けた点
と、制御信号発生回路8が制御信号CTL1のみを生成
する点である。図1と同じ符号を付している処理ブロッ
クは、同じ構成を有する。
【0044】制御信号発生回路8は、制御信号CTL1
を生成する。制御信号CTL1は、MPEGデコーダ
1、コントローラ2、SYNCジェネレータ7およびコ
ントローラ5の処理の開始を指示する。これにより、1
フィールドディレイライン21がなければ、従来と同様
に、2つの同じフィールド画像にそれぞれ第Nフレーム
の奇数フィールドの同期信号と偶数フィールドの同期信
号を付与することになる。
【0045】1フィールドディレイライン21は、画像
データDT2’を1フィールド分だけ遅延して、画像デ
ータDT2”を出力する。画像データDT2”は、画像
データDT2’より、1フィールド分だけ遅延したデー
タである。コントローラ5は、画像データDT2”を画
像メモリ6に記録し、画像データDT3として出力す
る。画像データDT3は、図1の実施例と同じ画像デー
タとして表示装置9に供給される。表示装置9におい
て、物体は下から上へスムーズに移動する。
【0046】以上のように、ノンインターレースの1枚
の画像を基に、インターレース画像の〔第Nフレームの
偶数フィールド〕と〔第N+1フレームの奇数フィール
ド〕を生成することにより、下から上へ物体をスムーズ
に移動させることができる。
【0047】物体が上から下へ移動する場合には問題が
あるが、少なくとも文字表示に関してはそのようなケー
スはほとんどないので、視覚上さほど問題とはならな
い。それに対し、物体が下から上へ移動する場合は、例
えば、スポンサー名の字幕や、ゲームのストーリー説明
の字幕のスクロール等、多く存在する。したがって、本
実施例により生ずる効果は大きい。
【0048】また、物体の移動をスムーズにさせたこと
により、その弊害として、静止物体への悪影響も心配さ
れるが、本実施例によれば、静止物体に対して悪影響を
与えることはない。
【0049】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種
々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に
自明であろう。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第Nフレームの偶数フィールドと第N+1フレームの奇
数フィールドが同じ画像データを基に生成されるので、
画像上において物体が下から上へスムーズに移動する。
また、静止画像に悪影響を与えない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるノンインターレースから
インターレースへの画像変換装置の構成を示すブロック
図である。
【図2】フィールドリピート画像データDT2を示す図
である。
【図3】SYNCジェネレータが生成する同期信号VS
YNC,HSYNCを示す図である。
【図4】本実施例による走査線を示す。図4(A)は、
第Nフレームの偶数フィールドの走査線を示す図であ
り、図4(B)は、第N+1フレームの奇数フィールド
の走査線を示す図であり、図4(C)は、テレビモニタ
に表示される走査線を示す図である。
【図5】同期信号と画像データDT3の関係を示す図で
ある。
【図6】図1の表示装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図7】他の実施例による画像変換装置の構成を示すブ
ロック図である。
【図8】インターレースの走査方式を示す。図8(A)
は、第N番目のフレームの奇数フィールド画像を示す図
であり、図8(B)は、第N番目のフレームの偶数フィ
ールド画像を示す図であり、図8(C)は、モニタに表
示されるフレーム画像を示す図である。
【図9】従来技術によりノンインターレースからインタ
ーレースへ画像変換する方法を示す図である。
【符号の説明】
1 MPEGデコーダ 2,5 コントローラ 3,6 画像メモリ 4 補間回路 7 同期信号(SYNC)ジェネレータ 8 制御信号発生回路 9 表示装置 11 NTSCエンコーダ 12 D/A変換器 13 テレビモニタ 21 1フィールドディレイライン

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノンインターレースの1枚のフレーム画
    像データからノンインターレースの2枚のフィールド画
    像データを生成するフィールド画像生成手段(2,3)
    と、 1フレームが奇数フィールドと偶数フィールドからなる
    インターレースの同期信号であり、奇数フィールドと偶
    数フィールドのそれぞれの同期信号を交互に生成し、複
    数フレームの同期信号を生成する同期信号生成手段
    (7)と、 前記フィールド画像生成手段により生成される2枚のフ
    ィールド画像データを、それぞれ前記同期信号生成手段
    により生成される第Nフレームの偶数フィールドの同期
    信号と第N+1フレームの奇数フィールドの同期信号に
    同期させ出力するインターレース生成手段(5,6)と
    を有するノンインターレースからインターレースへの画
    像変換装置。
  2. 【請求項2】 ノンインターレースの1枚のフレーム画
    像データからノンインターレースの2枚のフィールド画
    像データを生成する工程と、 1フレームが奇数フィールドと偶数フィールドからなる
    インターレースの同期信号であり、奇数フィールドと偶
    数フィールドのそれぞれの同期信号を交互に生成し、複
    数フレームの同期信号を生成する工程と、 前記2枚のフィールド画像データを、それぞれ第Nフレ
    ームの偶数フィールドの同期信号と第N+1フレームの
    奇数フィールドの同期信号に同期させ出力する工程とを
    含むノンインターレースからインターレースへの画像変
    換方法。
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