JP3603393B2 - テレビジョン回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はテレビジョン回路に関し、特に走査線補間を行って表示するテレビション回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現行テレビジョン方式（ＮＴＳＣ方式）や、これと両立性を保って高画質化するテレビジョン方式（ＥＤＴＶ方式）などでは、画像の１フレームを、飛び越し走査により２フィールドに分けて伝送している。飛び越し走査形態のまま表示する従来のテレビジョン受像機では、１ラインおきの走査線構造による再生画像の粗さやラインフリッカ妨害等が画質劣化の要因となっていた。これを改善するためには、飛び越された位置の走査線を補間し、順次走査形態に変換して表示するのが効果的である。
【０００３】
この走査線補間方法として、画像の静領域では前後のフィールドの情報を用いて補間し、動領域では上下の走査線の情報を用いて補間し、それらを画像の動きに応じて切り替える方法（動き適応補間）が提案されている（参考文献１：特開昭５３−７９４２１号，“テレビ信号変換回路”）。しかし、この補間方法では、画像の静領域では理想的な高画質が得られるが、動領域では垂直解像度が劣化してしまう欠点がある。
【０００４】
一方、映画などのフィルム画像は、フレーム速度が２４フレーム／秒（あるいは３０フレーム／秒）であり、一般のテレビジョン信号のフレーム速度（６０フィールド／秒）よりも小さい性質がある。この性質を利用して、常に前後どちらかのフィールド情報を用いて走査線補間を行う方法（フィルムモード補間）が提案されている（参考文献２：影山，“テレシネ信号に適したＩＤＴＶ順次走査化方式のハードウェア実験，”テレビ誌，Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．５，ｐｐ．６３２−６３８（１９９２））。
【０００５】
このフィルムモード補間について、図１および図２を用いて詳しく説明する。
【０００６】
２４フレーム／秒のフィルム画像を６０フィールド／秒のテレビジョン信号に変換する場合には、図１に示すように、最初のフィルムフレームは２フィールドに、次のフィルムフレームは３フィールドに変換し、以下同様に、２、３、２、３…という具合に変換する。同一のフィルムフレームから変換された２あるいは３フィールドの間は、画像が静止していると見なすことができるため、フィルムフレームの切り替わりのフィールド位相（プルダウン位相）が受像機側で検出できれば、画像の静動に関わり無く、同図のように常に前あるいは後のフィールド情報を用いて走査線補間できる。従って、常に垂直解像度劣化のない順次走査信号を得ることができる。
【０００７】
なお、プルダウン位相を検出する方法として、輝度信号の１フレーム差が５フィールド周期で０になることを受像機側で検出する方法（前記文献２記載）や、送信側からプルダウン位相情報を伝送する方法（参考文献３：特開昭６４−４９３８８号，“テレビジョン信号伝送方式”，あるいは，参考文献４：影山ほか，“ＥＤＴＶ−ＩＩにおける静止画／フィルムモードコマンドに関する検討”，テレビ学技報，Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１７，ｐｐ．４９−５３，ＢＣＳ’９５−２２（Ｍａｒ．１９９５））などが提案されている。
【０００８】
図２に、文献２記載のフィルムモード補間回路１の構成および動作を示す。予め伝送信号から輝度信号Ｙを分離し、フィールド遅延回路２（２６２ライン遅延）を介して実走査線信号Ｙｒを生成する。一方、信号Ｙｒをさらにフィールド遅延回路３（２６３ライン遅延）により遅延させた信号と、入力された信号Ｙをスイッチ４で切り替えて、補間走査線信号Ｙｉを生成する。このとき、スイッチ４をＡ側にすれば、実走査線信号Ｙｒのフィールドに対して前（過去）フィールドの信号がＹｉになり、Ｂ側にすれば後（未来）フィールドの信号がＹｉになる。スイッチ４はプルダウン位相に応じて制御し、信号Ｙｒと信号Ｙｉが常に同一のフィルムフレームから生成された信号となるように制御する。倍速変換回路５にて、信号Ｙｒと信号Ｙｉの時間軸をそれぞれ１／２に圧縮して倍速化し、走査線単位で交互に出力して、順次走査信号Ｙｐとする。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフィルムモード補間の構成では、図１に示したようにフィールド遅延回路が２個必要となり、後述する一般的な動き適応補間（フィールド遅延回路は１個）に比べて高価になってしまう欠点があった。
【００１０】
本発明の目的は、フィルムモード補間に必要なフィールド遅延回路の容量（メモリ容量）を減らし、性能を損なうことなく安価に実現可能な回路を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、少なくとも、画像の動きに関係なく常に前（過去）あるいは後（未来）のフィールドの情報を用いて走査線を補間する第１の補間手段と、画像の動きに応じて走査線補間特性が変化する第２の補間手段を用い、第１の補間手段の出力の水平低域周波数成分と第２の補間手段の出力の水平高域周波数成分を加えて補間走査線信号とする。
【００１２】
また、複数の信号を周波数多重した形態のコンポジット信号を少なくとも１フィールド時間以上遅延させる遅延手段を用い、該遅延手段の出力を前記第１の補間手段に入力する構成にする。
【００１３】
【作用】
現行テレビジョン方式の伝送信号は、輝度信号Ｙと変調色信号Ｃを周波数多重した形態のコンポジット信号である。一方、走査線補間は、ＹＣ分離後のそれぞれの信号に対して行う必要がある。
【００１４】
ＹＣ分離の方法として、水平フィルタを用いる１次元形、ライン間演算による垂直フィルタを用いる２次元形、フィールド間演算やフレーム間演算による時間フィルタを用いる３次元形が提案されている。この中で、最も分離特性が良いのは３次元形であるが、画像の動領域では多重像妨害やボケ感を防ぐために２次元形に切り替える動き適応処理が必要となる。
【００１５】
信号源が２４フレーム／秒や３０フレーム／秒のフィルム画像であっても、ＹＣ分離については動き適応処理にする必要がある。従って、変調色信号Ｃが多重されている約２〜４．２ＭＨｚの水平高域では、動領域で垂直解像度が低下することは避けられない。従って、この帯域では、動き適応走査線補間とフィルムモード補間の画質差は小さい。
【００１６】
一方、０〜約２ＭＨｚの水平低域では、輝度信号Ｙしか存在しないため、垂直フィルタや時間フィルタによる分離処理は必要ない。従って、垂直解像度低下が生じないフィルムモード補間を用いるべきである。
【００１７】
これらの理由から、フィルムモード補間する帯域を約２ＭＨｚ以下に限定しても、全帯域をフィルムモード補間したのと同等の高画質が得られ、なおかつ、フィルムモード補間に用いる信号のサンプリング周波数を下げることができるため、必要なフィールド遅延回路の容量を減らすことができる。
【００１８】
さらに、ＹＣ分離時にフィールド遅延やフレーム遅延を行う場合には、この遅延手段の出力（コンポジット信号）の水平低域成分だけを抽出してフィルムモード補間すればよく、遅延手段をＹＣ分離とフィルムモード補間で共用できるため回路規模を小さくできる。
【００１９】
以上の理由により、前記目的を達成することができる。
【００２０】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００２１】
図３に、本発明の一実施例の構成を示す。同図において、入力されたコンポジット信号Ｖｉｎは、まずＹＣ分離回路６により輝度信号Ｙと信号Ｃに分離する。ＹＣ分離回路６は、フィールド遅延回路７−１〜７−４、およびフィルタ係数回路８から成り、フィールド遅延回路７−２の出力のタイミングにて輝度信号の水平低域周波数成分（ＹＬ）を出力する。フィルタ係数回路８は、従来の技術（例えば、参考文献５：特願平７−１６６８８号，“テレビジョン信号分離回路”，など）をそのまま用いることができるため、ここでの図示は省略する。また、フィールド遅延回路７の個数についても同図のように４に限定されるわけではなく、信号ＹＬの重心を現在フィールドとした場合に、前および後のフィールド情報（ＡおよびＢ）を出力できる構成であればよい。
【００２２】
フィルムモード補間回路９では、前フィールド情報Ａおよび後フィールド情報Ｂを、プルダウン位相に応じてスイッチ１０で切り替えたのち、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１により補間走査線の水平低域成分を抽出する。このとき、図２に示したフィールド遅延回路２および３を、ＹＣ分離回路６のフィールド遅延回路７−２および７−３と共用したことになる。
【００２３】
一方、ＹＣ分離回路６にて分離した輝度信号Ｙから、後述する動き適応走査線補間回路１２にて補間走査線を生成し、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１３により水平高域成分（前述した水平低域成分の相補成分）を抽出する。加算器１４にて、前述した水平低域成分と水平高域成分を加えて補間走査線信号Ｙｉとしたのち、倍速変換回路１５にて実走査線信号Ｙｒと併せて順次走査信号Ｙｐとする。このとき、水平低域成分はフィルムモード補間され、水平高域成分は動き適応補間されたことになる。
【００２４】
なお、色信号Ｃについても、色副搬送波で復調した後に、輝度信号Ｙと同様の補間を行えばよいため、ここでの図示は省略する。
【００２５】
図４に、一般的な動き適応補間回路の構成例を示す。動き適応走査線補間回路１２は、後述する静モード補間回路１６、動モード補間回路１８、および混合回路２２から成る。
【００２６】
静モード補間回路１６は、前後のフィールド情報を用いて走査線補間する回路であるが、処理に必要なメモリ容量と遅延時間を小さくするため、同図のようにフィールド遅延回路１７だけを用いて、前（過去）だけのフィールドから補間するのが一般的である。
【００２７】
動モード補間回路１８は、フィールド内の上下の走査線情報を用いて走査線補間する回路であり、ライン遅延回路１９、加算器２０、および係数回路２１により上下の走査線の輝度の平均値を出力する。なお、演算に用いる走査線数をさらに増やした構成もある。
【００２８】
混合回路２２では、静モード補間回路１６の出力と動モード補間回路１８の出力を、画像の動き情報ｋ（０≦ｋ≦１）に応じて加重加算して混合し、出力する。なお、画像の動きを検出する回路が別途必要であるが、信号の１フレーム差や２フレーム差を利用するなど、従来の技術で容易に実現可能なため、ここでの図示は省略する。
【００２９】
図５に、本発明の他の実施例の構成を示す。同図の構成では、後（未来）フィールド情報だけをＹＣ分離回路６から抽出して利用し、前（過去）フィールド情報は、動き適応補間回路１２のフィールド遅延回路１７の出力を用いる。このとき、後フィールド情報はコンポジット信号、前フィールド情報はＹＣ分離後の輝度信号となるが、スイッチ１０により切り替えたのちにＬＰＦ１１を介するため、両フィールドともに水平低域成分だけを利用することになる。これ以外の部分は、図３の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００３０】
図５の構成では、ＹＣ分離回路６のフィールド遅延回路７−３および７−４を走査線補間のためには用いない。従って、ＹＣ分離の特性さえ満足されれば、これらの遅延回路を省略することができるようになり、回路規模をさらに小さくすることができる。
【００３１】
以上、フィルムモード補間で用いるフィールド遅延回路をＹＣ分離回路と共用する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるわけではなく、コンポジット信号を遅延する手段が補間よりも前段にあるすべての場合に対して、該遅延手段の出力を利用して水平低域成分だけをフィルムモード補間すればよい。
【００３２】
また、２４フレーム／秒のフィルム画像の場合だけでなく、３０フレーム／秒のフィルム画像の場合でも、スイッチ４および１０の制御を変更するだけで、同様にフィルムモード補間が可能である。また、信号源はフィルムに限定されるわけではなく、送信側でコマ（フレーム）落としなどを行って生成された同様の性質を持った信号に対しても本発明を適用できるのは明かである。
【００３３】
さらに、ＮＴＳＣ方式やＥＤＴＶ方式だけでなく、例えば、ＭＵＳＥ方式や、ＰＡＬ方式など、飛び越し走査形態で伝送された信号を走査線補間して表示するすべての場合に本発明を適用できる。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、フィルム画像を走査線補間する場合などのように、常に前後のフィールド情報を用いて走査線補間を行う際に、処理に必要なフィールド遅延回路の規模を抑えて、安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】フィルムモード補間の動作説明図である。
【図２】従来例の構成図および動作説明図である。
【図３】本発明の一実施例の構成図である。
【図４】本発明の一実施例に用いる回路の構成図である。
【図５】本発明の他の実施例の構成図である。
【符号の説明】
１，９，２３…フィルムモード補間回路、２，３，７，１７…フィールド遅延回路、４，１０…スイッチ、５，１５…倍速変換回路、６…ＹＣ分離回路、８，２１…係数回路、１１…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、１２…動き適応補間回路、１３…ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、１４，２０…加算器、１６…静モード補間回路、１８…動モード補間回路、１９…ライン遅延回路、２２…混合回路。

Claims (5)

1. 走査線補間を行うテレビジョン回路において、補間する走査線のフィールド位置を現在と定義した場合に、少なくとも、フィルムフレームの切り替わりのフィールド位相（プルダウン位相）を検出することにより、同一のフィルムフレームから変換された複数フィールドの間の画像が静止しているとみなして画像の動きに関係なく常に前（過去）あるいは後（未来）のフィールドの情報を用いて走査線を補間するフィルムモード補間回路と、画像の動きに応じて走査線補間特性が変化する動き適応補間回路を備え、フィルムモード補間回路の出力の水平低域周波数成分と動き適応補間回路の出力の水平高域周波数成分を加えて補間走査線信号とすることを特徴とするテレビジョン回路。
2. 複数の信号を周波数多重した形態のコンポジット信号を少なくとも１フィールド時間以上遅延させる遅延手段を備え、該遅延手段の出力を前記第１の補間手段に入力するように構成したことを特徴とする請求項１記載のテレビジョン回路。
3. 上記プルダウン位相を、輝度信号の１フレーム差が５フィールド周期で０になることを検出することにより検出する請求項１または２記載のテレビジョン回路。
4. 上記プルダウン位相を、送信側から送られてきたプルダウン位相情報をもとに検出する請求項１または２記載のテレビジョン回路。
5. 上記フィルムモード補間回路は、２ＭＨｚ以下の帯域を補間することを特徴とする請求項１から４のうちのいずれかに記載のテレビジョン回路。

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