JP3903498B2 - 映像信号変換方式および映像信号変換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に映像信号の符号量を圧縮する映像信号符号化装置の前段に用いて好適な、映像信号の時間方向の冗長度を削減する映像信号変換方式および映像信号変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン信号の中には映画が含まれていることがよくある。映画はフレーム周波数が２４Ｈｚのノンインターレース信号であり、一方、テレビジョン信号はフレーム周波数が３０Ｈｚのインターレース信号である。そのため、映画をテレビジョン信号に変換するときは、２−３プルダウンと呼ばれる変換を行なっている。これを図１３に示す。図のように、２４Ｈｚノンインターレースの信号はフィールドに分けられるが、このとき、各フレームは、１フレーム毎に、２フィールドまたは３フィールドに変換される。３フィールドに変換するときは、最初のフィールドを２度繰り返す。図中、繰り返されたフィールドを斜線で示している。このようにして、４フレームが１０フィールド、すなわち５フレームに変換されて、２４Ｈｚが３０Ｈｚに２−３プルダウンされるのである。
【０００３】
しかし、一般に２−３プルダウンされた映像信号を元のフレーム周波数に戻す（これを「逆２−３プルダウンする」という）映像信号変換装置については、これまで需要がなかったため、開示されていない。また、従来の映像信号符号化装置は、このように２−３プルダウンされた映像信号が入力された場合の処理について特に開示していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、２−３プルダウンされた映像信号が映像信号符号化装置に入力される場合について考慮されていないため、繰り返されたフィールドをそのまま伝送しなければならず、符号量削減の障害となるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、同一画面が繰り返されているフィールドを間引いて時間方向の冗長性を削減し、フレーム周波数を低減する映像信号変換方式および映像信号変換装置を得ることを目的とする。
【０００６】
また、２−３プルダウンされた映像信号が編集されている場合も考慮し、２−３−２−３のパターンが変わっている場合も、繰り返されたフィールドを検出して間引くとともに、フレーム周波数が２４Ｈｚで一定となる映像信号変換方式および映像信号変換装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る映像信号変換装置は、２−３プルダウンされたフレーム周波数３０Ｈｚのインターレース信号を２４Ｈｚの映像信号に変換する映像信号変換装置であって、
前記インターレース信号の各フィールドを入力し、２フィールド前の画面と同じフィールドを繰り返しフィールドとして検出する評価手段と、
前記インターレース信号を５フィールド毎に入力し、当該５フィールドに含まれる前記繰り返しフィールドを除いた奇数および偶数フィールドの組により構成される２フレームを出力し、フレームの構成に用いられない残余フィールドが生じた場合は、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すメモリ手段とを備え、
前記メモリ手段は、前記５フィールドから前記繰り返しフィールドを除いたフィールドから２フレームを構成することができない場合、前の５フィールドから持ち越された前記残余フィールドが存在するときはこれをさらに用いて２フレームを構成し、
当該残余フィールドが存在しない場合であって当該５フィールドに繰り返しフィールドが２つ存在するときは、前記５フィールドから２つの前記繰り返しフィールドを除いた奇数および偶数のフィールドの組により構成される１フレームの画像を２回出力することにより２フレームを構成し、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すか、または、前記繰り返しフィールドを含めた奇数および偶数フィールドの組により２フレームを構成し、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すものである。
【００２０】
この発明に係る映像信号変換方法は、入力されたインターレース映像信号の中で同一画面が繰り返されているフィールドを検出し、この繰り返されているフィールドを間引くことにより、逆２−３プルダウンを行う。このとき、５フィールドの映像信号が入力される毎に２フレームの映像信号を出力するよう、前記同一画面を繰り返しているフィールドの検出を制御する。
【００２１】
また、５フィールドの映像信号毎に、２フレームの映像信号を出力するとともに、フレームを構成できずに片フィールドだけが残っている状態であるか否かを示す識別信号を出力し、次の５フィールドの処理を制御する。
【００２２】
さらに、識別信号が、片フィールドだけが残っている状態であることを示している場合は、次の５フィールドのうち、この残っているフィールドと同パリティのフィールドの中から同一画面が繰り返されているフィールドを探して、そのフィールドを間引く。また、上記識別信号が片フィールドだけが残っている状態でないことを示している場合は、次の５フィールドのうち、先頭フィールドと同パリティのフィールドの中で同一画面が繰り返されているフィールドを探し、繰り返されているフィールドがある場合はそのフィールドを間引く。
【００２３】
また、識別信号が、片フィールドだけが残っている状態であることを示している場合で、かつ、次の５フィールドの中の第２フィールドを間引いた場合は、第５フィールドも同一画面の繰り返しであるか否かを判定し、同一画面の繰り返しである場合は第５フィールドも間引く。
【００２４】
また、識別信号が、片フィールドだけが残っている状態でないことを示している場合で、かつ、前の５フィールドの中の最後のフィールドを間引いた場合は、次の５フィールドのうち、先頭フィールドと同パリティのフィールドでかつ先頭フィールド以外のフィールド、すなわち、第３フィールドと第５フィールドが同一画面が繰り返されているフィールドであるか否かを判定し、同一画面の繰り返しである場合はそのフィールドを間引く。
【００２５】
また、識別信号が、片フィールドだけが残っている状態でないことを示している場合で、かつ、次の５フィールドの中の第１フィールドが同一画面の繰り返しであると判定した場合は、第４フィールドも同一画面を繰り返しているフィールドであるか否かを判定し、第４フィールドも同一画面の繰り返しである場合は第１フィールドと第４フィールドの両者を間引くと２フレームを構成できなくなるので、第１フィールドは同一画面の繰り返しでないとして間引きを全く行なわない。
【００２６】
また、識別信号が、片フィールドだけが残っている状態でないことを示している場合で、かつ、次の５フィールドの中の第１フィールドが同一画面の繰り返しであると判定した場合は、第４フィールドも同一画面を繰り返しているフィールドであるか否かを判定し、第４フィールドも同一画面の繰り返しである場合は第１フィールドと第４フィールドを間引き、第２フィールドと第３フィールドで構成されるフレームを２度出力することにより、この５フィールドから２フレームを構成する。
【００２７】
また、５フィールドの中から同一画面が繰り返されているフィールドを探す際に、当該５フィールドだけでなく、さらに次の５フィールドも参照することにより、誤りなく、同一画面が繰り返されているフィールドか否かを決定する。
【００２８】
また、映像信号変換装置は、入力されたインターレース映像信号を５フィールド以上記憶するメモリと、この入力映像信号の各フィールドについて２フィールド前のフィールドとの差分信号の大きさを評価する評価器と、この評価器の出力に基づいて５フィールド毎に間引くフィールドを決定する判定器とを備え、この判定器の出力に従って映像信号が５フィールド入力される毎に上記メモリから２フレームを構成して出力することにより、逆２−３プルダウンを行う。
【００２９】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施形態による映像信号変換装置を示すブロック図である。図において、入力映像信号はフレームメモリ１の入力と、評価器２の第一の入力に与えられる。フレームメモリ１の出力は、評価器２の第二の入力とメモリ３の第一の入力に与えられる。評価器２の出力は判定器４に入力される。判定器４の出力は、メモリ３の第二の入力に与えられる。メモリ３の出力は外部へ出力される。
【００３０】
次に動作について説明する。入力映像信号はフレームメモリ１において、１フレーム分すなわち２フィールド分遅延される。評価器２は、入力映像信号と、この２フィールド遅延された映像信号の差分信号を求め、フィールド毎にその差分信号の大きさを評価する。例えば、差分信号の絶対値を求め、この差分絶対値を８画素×８ラインのブロック毎に加算し、このブロック毎の和の最大値をそのフィールドの評価値とする。この評価値は、当該フィールドが同一画面を繰り返しているフィールドか否かを判定するためのものであり、評価値が定数th（th≧０）以上であれば、同一画面の繰り返しではなく、逆に評価値がthより小さければ、同一画面の繰り返しであると判定できる。上述のように、各ブロック毎に差分絶対値の和をとると、ノイズを平均化し、ノイズによる誤検出を低減することができる。さらに、画面全体の内の一部しか動いていない場合の誤検出を避けるため、差分絶対値和の最大値を用いている。
【００３１】
評価器２から出力される評価値は、判定器４に入力される。判定器４は、この評価値を用いて、５フィールド毎に間引くフィールドを決定する。一方、フレームメモリ１から出力される映像信号は、メモリ３に５フィールド以上記憶される。メモリ３は、判定器４の判定結果に従って映像信号が５フィールド入力される毎に、２フレームを出力する。
【００３２】
以下、判定器４の動作について詳しく説明する。２−３プルダウンは図２の（ａ）から（ｂ）のように、２４Ｈｚノンインターレースの信号を３０Ｈｚインターレースの信号に変換するので、逆２−３プルダウンは図２の（ｂ）から（ｃ）のように、斜線のフィールドを間引いて、２４Ｈｚノンインターレースの信号を構成すればよい。斜線のフィールドは同一画面を繰り返しているフィールドである。ところで、３０Ｈｚインターレースの状態で映像の編集が行われている場合、同一画面を繰り返しているフィールドの出現周期が変わることがある。この実施の形態による映像信号変換装置は、そのような場合でも必ず５フィールドが入力される毎に２フレームを出力し、フレーム周波数を２４Ｈｚで一定に保つものである。
【００３３】
まず、図２のように周期的に、同一画面を繰り返しているフィールドが出現する場合、そのフィールドを間引くことにより、容易に５フィールドから２フレームを出力できる。ただし、入力映像信号の先頭から５フィールド毎に区切って、２フレームを出力する場合、その区切りと間引くフィールドの位置関係は入力される画像シーケンスによって異なり、その位置関係によってフレームの出力方法が異なる。例えば、図２の第１フィールドから第５フィールドを一区切りとすると、丁度２フレームを出力し、１フィールドを間引くことになる。
【００３４】
ところが、第２フィールドから第６フィールドを一区切りとすると、図３のように最初のフィールドは「前の５フィールドで残っているフィールド」とフレームを構成し、最後のフィールドは次の５フィールドの処理まで持ち越されることになる。すなわち、この場合、「前の５フィールドで残っているフィールド」を含めて２フレームを出力し、１フィールドを間引き、最後のフィールドはフレームを構成できないので、メモリ上に残すことになる。この最後のフィールドは、次の５フィールドの処理で、「前の５フィールドで残っているフィールド」となり、同様の処理が繰り返される。
【００３５】
このように５フィールドの区切り方により２フレームの出力方法が異なるので、判定器４は、５フィールド毎に２フレームの出力を制御するとともに、フレームを構成できずに片フィールドだけが残っている状態か否かを示す識別信号を生成する。
【００３６】
判定器４は、この識別信号と評価器２から出力される各フィールドの評価値を基に、５フィールドの中で同一画面が繰り返されているフィールドを検出する。このとき、識別信号によって、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｅ）のいずれかの中から選択する。図４および図５は同一画面を繰り返しているフィールドを斜線で示している。すなわち、上記識別信号が片フィールドだけ残っている状態であることを示している場合、各フィールドの評価値の変化に最も近い存在パターンを図４の中から探索する。一方、上記識別信号が片フィールドだけ残っている状態でないことを示している場合、各フィールドの評価値の変化に最も近い存在パターンを図５の中から探索する。ただし、図５の（ａ）または（ｂ）が選択されるのは、前の５フィールドのうちの最後のフィールドが間引かれていない場合のみである。
【００３７】
図４および図５に示した同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンは、
（１）そのフィールドを間引いてもフレームを構成できる、
（２）連続する２フィールドが共に同一画面を繰り返していることはない、
（３）そのフィールドを間引くことにより出力は２フレーム以下となる、
という３つの条件から導かれたものである。（１）の条件は最終的にフレームとして出力するのに不可欠であり、（２）の条件は２−３プルダウンの方式から得られるものである。また、（３）の条件は出力されるフレーム周波数が２４Ｈｚ以下となるための条件である。
【００３８】
図４は上記識別信号が片フィールドだけ残っている状態であることを示している場合なので、同一画面を繰り返している最初のフィールドは、この残っているフィールドと同パリティのフィールドである。なぜなら、異パリティのフィールドを間引くと、間引くフィールドまでのフィールド数が奇数となり、フレームを構成できなくなるからである。また、間引くフィールドがないとすると、この５フィールドで３フレームを出力することになるので、必ず同一画面を繰り返しているフィールドがある。これらの条件と、さらに上記（１）、（２）の条件を考慮すると、この場合、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンは図４（ａ）〜（ｃ）の３通りしかない。
【００３９】
一方、図５は上記識別信号が片フィールドだけ残っている状態でないことを示している場合なので、同一画面を繰り返している最初のフィールドは、先頭フィールドと同パリティのフィールドである。なぜなら、異パリティのフィールドを間引くと、フレームを構成できないフィールドが出てくるからである。また、間引くフィールドは無いとしても、出力は２フレームとなって、問題はない。これらの条件と、さらに上記（１）、（２）の条件を考慮すると、この場合、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンは図５（ａ）〜（ｅ）の５通りしかない。
【００４０】
なお、図４、図５は、５フィールドの中の第１フィールドがトップフィールドであるように描いたが、第１フィールドがボトムフィールドの場合も全く同様である。
【００４１】
以上のように、識別信号と評価器２から出力される各フィールドの評価値をもとに、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｅ）のいずれかの中から選択し、この同一画面が繰り返されているフィールドを間引くと、逆２−３プルダウンを行うことができる。
【００４２】
ただし、出力するフレーム周波数を２４Ｈｚで一定にするためには、まだ問題がある。それは、上記の手順では、５フィールド毎に２フレーム以下の出力を保証しているだけであり、フレーム周波数が２４Ｈｚより小さくなるのを防げないからである。そこで、５フィールド毎に２フレームを必ず出力するために、図５（ｂ）の場合の対策が必要となる。すなわち、図５（ｂ）の場合、同一画面を繰り返しているフィールドを間引くと、１フレームしか出力できなくなるので、この第２、第３フィールドからなるフレームを２度出力する。これにより、５フィールドから必ず２フレームを出力することができ、フレーム周波数が２４Ｈｚで一定となる。
【００４３】
なお、実施の形態１においては、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンが図５（ｂ）の通りであると判定された場合、第１、第４フィールドを間引き、第２、第３フィールドからなるフレームを２度出力するとしたが、第１フィールドも第４フィールドも間引かないように制御してもよい。つまり、第１フィールドも第４フィールドも同一画面の繰り返しであると判定されたときは、図５（ｅ）と同じ処理を行う。
【００４４】
また、判定器４は５フィールド毎に間引くフィールドを決定するとしたが、この決定の際には当該５フィールドだけでなく、次の５フィールドの評価値も参照して決定するよう構成してもよい。特に、片フィールドだけ残っている状態になると図４（ａ）〜（ｃ）の３通りしか選択できず、必ず間引きを行うこととなるので、図４、図５のうち、片フィールドだけが残るようなパターンを選択するときには、次の５フィールドで間引くフィールドがあることを確認してから決定することにより、誤検出を低減できる。
【００４５】
さらに、実施の形態１においては、フレームメモリ１とメモリ３とを備えたが、フレームメモリ１とメモリ３を一つのメモリで共通化するよう構成してもよい。
【００４６】
実施の形態２．
図６はこの発明の一実施形態による映像信号変換方式を示すフローチャートである。また、図７ないし図１２は、図６に示した各部の処理を示すフローチャートである。以下、これらのフローチャートに従って、この発明の実施の形態２による映像信号変換方式の動作について説明する。
【００４７】
まず、最初の１０フィールドの入力に対して、それぞれ、２フィールド前のフィールドとの差分を求め、差分信号の大きさを示す評価値を求める。すなわち、入力順に各フィールドをフィールド０からフィールド９と呼ぶとすると、フィールドｎとフィールド（ｎ−２）の差分を求め、この差分信号の大きさを示す評価値をdiff[n]とする。評価値としては、例えば、差分信号の絶対値の平均をブロック毎に求め、この平均値の最大値を用いる。ただし、diff[0]＝diff[1]＝Ｍ（Ｍは評価値がとりうる値の最大値）とする。この評価値diff[n]（n＝０、…、９）は、フィールドｎが同一画面を繰り返しているフィールドか否かを判定するためのものであり、diff[n]が定数th（th≧０）以上であれば、同一画面の繰り返しではなく、逆にdiff[n]がthより小さければ、同一画面の繰り返しであると判定できる。
【００４８】
最初の１０フィールド分の評価値diff[n]（n＝０、…、９）を得たところで、最初の５フィールドの処理（INIT＿PROC）を行う。図７は、この処理INIT＿PROCの動作を示すフローチャートである。まず、２−３プルダウンされた映像信号の場合、５フィールドに１フィールドの割合で同一画面を繰り返しているフィールドが存在する。特に１０フィールドでは、同一画面を繰り返しているフィールドが、奇数フィールド、偶数フィールドにそれぞれ１フィールドずつ存在する。これらのフィールドは評価値diff[n]の最小値を探すことで求められる。すなわち、diff[n]（n＝0,2,4,6,8)の最小値を与えるnをp1、diff[n]（n＝1,3,5,7,9)の最小値を与えるnをp2とすれば、フィールドp1とフィールドp2が同一画面を繰り返しているフィールドと判定できる。
【００４９】
しかし、diff[p1]またはdiff[p2]があらかじめ定めた定数th以上である場合、この判定の信頼性は低い。特に、フィールド０またはフィールド１が同一画面を繰り返しているフィールドであった場合、評価値diff[0]、diff[1]は最大値をとっているので検出することができず、誤ったフィールドを検出している。そこで、フィールドp1とフィールドp2のうち、一方の評価値がth以上で、他方の評価値がthより小さく、かつ、フィールド５以降のフィールドであるときは、評価値がthより小さいほうの判定のみを信頼し、もう一つのフィールドはp1−5またはp2−5と置き換える。
【００５０】
さらに、p2＝1となった場合、本来、フィールド１を間引いて、フィールド０とフィールド０に先行するフィールドとでフレームを構成して出力することになるが、最初の５フィールドの場合、フィールド０に先行するフィールドはない。しかし、フィールド１はフィールド０に先行するフィールドと同じ画面を繰り返しているので、フィールド１を間引かず、フィールド０とフィールド１でフレームを構成すればよい。そこで、p2＝1となった場合、p2＝ｍ（ｍ＞９）と置き換える。
【００５１】
以上のように、同一画面を繰り返しているフィールドp1、p2を決定した後、これらのフィールドを間引くという確認メッセージを出力する。確認メッセージを出力するとともに、ユーザーがこれらの値を設定し直せるような入力段を設けてもよい。次に、これらp1、p2の値から、各パラメータを設定し（PARA＿SET）、最初の５フィールドから２フレームを出力する（OUT＿PUT）。
【００５２】
図８は、パラメータの設定（PARA＿SET）の動作を示すフローチャートである。フィールド０がトップフィールドか否か、また、p1＜p2か否かによって、トップフィールドファーストを示すフラグtop＿fld＿fstと、片フィールドだけが残っている状態か否かを示す識別信号remain＿fldが設定される。top＿fld＿fstは、次に出力するフレームでトップフィールドを先に出力するときに１、ボトムフィールドを先に出力するときに０の値をとる。remain＿fldは前の５フィールドでフレームを構成できずに残っているフィールドがあるときに非零の値をとり、残っているフィールドがないときに０の値をとる。さらに、図８に示したように、ボトムフィールドが残っているときにremain＿fld＝２、トップフィールドが残っているときにremain＿fld＝１として識別してもよい。最初の５フィールドの処理においては、それ以前のフィールドが入力されていないため、識別信号remain＿fldが非零のときは、ダミーのフィールドを出力しておく。ダミーのフィールドとしては、例えば全画面が５０％の灰色、または黒色とする。
【００５３】
さらに、最初に間引くフィールドの番号pos[0]と、２番目に間引くフィールドの番号pos[1]を設定する。p1、p2のうち小さいほうがpos[0]、大きいほうがpos[1]となる。pos[0]またはpos[1]の値が９より大きいときは、間引きを行なわないことを示している。また、リピートファーストフィールドのフラグrpt＿fst＿fldを０に設定しておく。リピートファーストフィールドのフラグは、出力フレームに付加して出力するフラグであり、再び２−３プルダウンを行なって３０Ｈｚインターレースの信号に戻すときに、各フレームの第一フィールドを繰り返して出力するか否かを示すものである。
【００５４】
図９は、出力の処理（OUT＿PUT）を示すフローチャートである。５フィールド毎にこのフローチャートに従って、フィールドを出力する。まず、各フィールドが間引くフィールドか否かを判断する。すなわち、フィールド番号がpos[0]ないしpos[1]に等しいときは間引くフィールドであり、そうでない場合は間引かないフィールドである。間引かないフィールドの場合は、そのフィールドを出力する。さらに、remain＿fld＝０のときはrpt＿fst＿fldとtop＿fld＿fstを出力する。この場合、今出力したフィールドは新しいフレームの第一フィールドとなるが、ここで出力したrpt＿fst＿fldは、その前のフレームに対応するリピートファーストフィールドのフラグであり、top＿fld＿fstは新しいフレームに対応するトップフィールドファーストのフラグである。また、remain＿fld＝０のときはremain＿fld＝2−top＿fld＿fst、そうでないときはremain＿fld＝０と更新し、いずれの場合もrpt＿fst＿fld＝０として次のフィールドの処理に進む。一方、間引くフィールドである場合は、rpt＿fst＿fld＝１、top＿fld＿fst＝1−top＿fld＿fstとして、次のフィールドの処理に進む。
【００５５】
最初の５フィールドの処理（INIT＿PROC）を行った後、未処理のフィールドがなければ終了し、あれば次の処理を行う。まず、評価値diff[n]（n=5,6,7,8,9）をdiff[n]（n=0,1,2,3,4）に移し、新たな５フィールドの評価値diff[n]（n=5,6,7,8,9）を求める。このときフィールドが存在しなければdiff[n]＝thとする。これら１０フィールド分の評価値diff[n] （n＝０、…、９）から、前半５フィールドのうち間引くフィールドを判定し（DETECT＿POS）、出力処理（OUT＿PUT）を行う。出力処理は既に説明したように図９の通りである。
【００５６】
図１０は、間引くフィールドの判定（DETECT＿POS）を示すフローチャートである。前半５フィールドのうち、最初に間引くフィールド番号をpos[0]、二番目に間引くフィールドをpos[1]に格納する。pos[0]またはpos[1]の値が５以上のときは間引かないことを示している。間引くフィールドの決定は、前の５フィールドで残っているフィールドがあるか否かによって異なる。すなわち、残っているフィールドがあるときは図１１に示した処理DETECT＿POS1を行い、残っているフィールドがないときは図１２に示した処理DETECT＿POS0を行う。
【００５７】
残っているフィールドがある場合は、実施の形態１で述べたように、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを図４（ａ）〜（ｃ）の３通りの中から選択し、この同一画面を繰り返しているフィールドを間引くフィールドとする。すなわち、評価値diff[1]とdiff[3]を比較し、diff[1]の方が小さければpos[0]＝1とし、そうでなければpos[0]＝3とする。ここで、diff[pos[0]]が定数th以上のときは、誤検出である可能性が高いので、確認メッセージを出力する。確認メッセージを出力すると共に、pos[0]の値を修正できるよう入力段を設けてもよい。pos[0]＝1でかつdiff[4]が定数thより小さい場合は、pos[1]＝4とし、フレーム４も間引くようにする。
【００５８】
一方、残っているフィールドが無い場合は、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを図５（ａ）〜（ｅ）の５通りの中から選択する。ただし、実施の形態１でも述べたように、図５の（ａ）または（ｂ）が選択されるのは、前の５フィールドのうちの最後のフィールドが間引かれていない場合のみである。そこで、まず評価値diff[2]とdiff[4]とを比較し、diff[2]の方が小さければpos[0]＝2とし、そうでなければpos[0]＝4とする。次に、rpt＿fst＿fldが0のときは、前の５フィールドのうちの最後のフィールドが間引かれていないので、diff[0]とdiff[pos[0]]とを比較し、diff[0]の方が小さければpos[0]＝0とする。ここで、diff[pos[0]]が定数th以上のときは、図５（ｅ）に示した同一画面を繰り返しているフィールドが無い場合と考えられる。この場合は次の５フィールドで必ず間引きを行なわなくてはならないので、間引く対象となる同一画面を繰り返しているフィールドが次の５フィールドにあるかどうかを判定する。すなわち、diff[6]またはdiff[8]がthより小さければ同一画面を繰り返しているフィールドがあると判定し、現５フィールドにおいては間引きを行なわないとする。従って、pos[0]には５以上の値を設定する。diff[6]およびdiff[8]がth以上である場合は、pos[0]の値を保持し、間引きを行う。ただし、diff[pos[0]]が定数th以上であるということは誤検出の可能性が高いので、確認のメッセージを出力する。確認メッセージを出力すると共に、pos[0]の値を修正できるよう入力段を設けてもよい。
【００５９】
さらに、pos[0]＝0でかつdiff[3]がthより小さいときは、図５（ｂ）の場合と考えられる。この場合、次の５フィールドで必ず間引きを行なわなくてはならないので、間引く対象となる同一画面を繰り返しているフィールドが次の５フィールドにあるかどうかを判定する。すなわち、diff[6]またはdiff[8]がthより小さい場合は、同一画面を繰り返しているフィールドがあると判定し、図５（ｂ）の場合と判定する。そうでない場合は、フレーム３は同一画面の繰り返しではないと判定し、図５（ａ）の場合と判定する。
【００６０】
また、実施の形態１で説明したように、図５（ｂ）の場合、同一画面を繰り返しているフィールド０とフィールド３を共に間引くと、この５フィールドから２フレームを出力することができない。そこで、フレーム周波数を２４Ｈｚで一定に保つために、この場合はどのフィールドも間引かないこととし、pos[0]には５以上の値を設定する。
【００６１】
なお、上記実施の形態２では、図５（ｂ）の場合と判定されたとき、pos[0]に５以上の値を設定し、どのフィールドも間引かないとしたが、実施の形態１と同様に、pos[0]に５以上の値を設定するとともに、出力処理でフィールド１とフィールド２からなるフレームを２度出力するよう構成してもよい。あるいは、フィールド０の内容をフィールド２の内容に書き換えるよう構成しても、同様にフィールド１とフィールド２からなるフレームを２度出力することなり、フレームを同一時間のフィールドから構成できる。
【００６２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００６３】
本発明に係る映像信号変換装置は、５フィールドに含まれる繰り返しフィールドを除いた奇数および偶数フィールドの組により構成される２フレームを出力し、フレームの構成に用いられない残余フィールドが生じた場合はこれを次に入力される５フィールドに持ち越し、前記５フィールドから２フレームを構成することができない場合、前の５フィールドから持ち越された前記残余フィールドが存在するときはこれをさらに用いて２フレームを構成し、残余フィールドが存在しないときは１フレームの画像を２回出力するか、繰り返しフィールドを含めた奇数および偶数フィールドの組により２フレームを構成するので、編集により繰り返しフィールドのパターンが変わっている場合も正確に逆２−３プルダウン処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による映像信号変換装置を示すブロック図である。
【図２】 逆２−３プルダウンの方式を示す概念図である。
【図３】 実施の形態１による映像信号変換装置の動作を示す概念図である。
【図４】 実施の形態１による映像信号変換装置の動作を示すための、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを示す図である。
【図５】 実施の形態１による映像信号変換装置の動作を示すための、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態２による映像信号変換方式を示すフローチャートである。
【図７】 実施の形態２による映像信号変換方式における最初の５フィールドの処理を示すフローチャートである。
【図８】 実施の形態２による映像信号変換方式における最初のパラメータの設定を示すフローチャートである。
【図９】 実施の形態２による映像信号変換方式における出力処理を示すフローチャートである。
【図１０】 実施の形態２による映像信号変換方式における間引くフィールドの判定処理を示すフローチャートである。
【図１１】 実施の形態２による映像信号変換方式における間引くフィールドの判定処理を示すフローチャートである。
【図１２】 実施の形態２による映像信号変換方式における間引くフィールドの判定処理を示すフローチャートである。
【図１３】 ２−３プルダウンの方式を示す概念図である。
【符号の説明】
１ フレームメモリ、２ 評価器、３ メモリ、４ 判定器。
【発明の属する技術分野】
この発明は、特に映像信号の符号量を圧縮する映像信号符号化装置の前段に用いて好適な、映像信号の時間方向の冗長度を削減する映像信号変換方式および映像信号変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テレビジョン信号の中には映画が含まれていることがよくある。映画はフレーム周波数が２４Ｈｚのノンインターレース信号であり、一方、テレビジョン信号はフレーム周波数が３０Ｈｚのインターレース信号である。そのため、映画をテレビジョン信号に変換するときは、２−３プルダウンと呼ばれる変換を行なっている。これを図１３に示す。図のように、２４Ｈｚノンインターレースの信号はフィールドに分けられるが、このとき、各フレームは、１フレーム毎に、２フィールドまたは３フィールドに変換される。３フィールドに変換するときは、最初のフィールドを２度繰り返す。図中、繰り返されたフィールドを斜線で示している。このようにして、４フレームが１０フィールド、すなわち５フレームに変換されて、２４Ｈｚが３０Ｈｚに２−３プルダウンされるのである。
【０００３】
しかし、一般に２−３プルダウンされた映像信号を元のフレーム周波数に戻す（これを「逆２−３プルダウンする」という）映像信号変換装置については、これまで需要がなかったため、開示されていない。また、従来の映像信号符号化装置は、このように２−３プルダウンされた映像信号が入力された場合の処理について特に開示していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、２−３プルダウンされた映像信号が映像信号符号化装置に入力される場合について考慮されていないため、繰り返されたフィールドをそのまま伝送しなければならず、符号量削減の障害となるという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、同一画面が繰り返されているフィールドを間引いて時間方向の冗長性を削減し、フレーム周波数を低減する映像信号変換方式および映像信号変換装置を得ることを目的とする。
【０００６】
また、２−３プルダウンされた映像信号が編集されている場合も考慮し、２−３−２−３のパターンが変わっている場合も、繰り返されたフィールドを検出して間引くとともに、フレーム周波数が２４Ｈｚで一定となる映像信号変換方式および映像信号変換装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る映像信号変換装置は、２−３プルダウンされたフレーム周波数３０Ｈｚのインターレース信号を２４Ｈｚの映像信号に変換する映像信号変換装置であって、
前記インターレース信号の各フィールドを入力し、２フィールド前の画面と同じフィールドを繰り返しフィールドとして検出する評価手段と、
前記インターレース信号を５フィールド毎に入力し、当該５フィールドに含まれる前記繰り返しフィールドを除いた奇数および偶数フィールドの組により構成される２フレームを出力し、フレームの構成に用いられない残余フィールドが生じた場合は、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すメモリ手段とを備え、
前記メモリ手段は、前記５フィールドから前記繰り返しフィールドを除いたフィールドから２フレームを構成することができない場合、前の５フィールドから持ち越された前記残余フィールドが存在するときはこれをさらに用いて２フレームを構成し、
当該残余フィールドが存在しない場合であって当該５フィールドに繰り返しフィールドが２つ存在するときは、前記５フィールドから２つの前記繰り返しフィールドを除いた奇数および偶数のフィールドの組により構成される１フレームの画像を２回出力することにより２フレームを構成し、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すか、または、前記繰り返しフィールドを含めた奇数および偶数フィールドの組により２フレームを構成し、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すものである。
【００２０】
この発明に係る映像信号変換方法は、入力されたインターレース映像信号の中で同一画面が繰り返されているフィールドを検出し、この繰り返されているフィールドを間引くことにより、逆２−３プルダウンを行う。このとき、５フィールドの映像信号が入力される毎に２フレームの映像信号を出力するよう、前記同一画面を繰り返しているフィールドの検出を制御する。
【００２１】
また、５フィールドの映像信号毎に、２フレームの映像信号を出力するとともに、フレームを構成できずに片フィールドだけが残っている状態であるか否かを示す識別信号を出力し、次の５フィールドの処理を制御する。
【００２２】
さらに、識別信号が、片フィールドだけが残っている状態であることを示している場合は、次の５フィールドのうち、この残っているフィールドと同パリティのフィールドの中から同一画面が繰り返されているフィールドを探して、そのフィールドを間引く。また、上記識別信号が片フィールドだけが残っている状態でないことを示している場合は、次の５フィールドのうち、先頭フィールドと同パリティのフィールドの中で同一画面が繰り返されているフィールドを探し、繰り返されているフィールドがある場合はそのフィールドを間引く。
【００２３】
また、識別信号が、片フィールドだけが残っている状態であることを示している場合で、かつ、次の５フィールドの中の第２フィールドを間引いた場合は、第５フィールドも同一画面の繰り返しであるか否かを判定し、同一画面の繰り返しである場合は第５フィールドも間引く。
【００２４】
また、識別信号が、片フィールドだけが残っている状態でないことを示している場合で、かつ、前の５フィールドの中の最後のフィールドを間引いた場合は、次の５フィールドのうち、先頭フィールドと同パリティのフィールドでかつ先頭フィールド以外のフィールド、すなわち、第３フィールドと第５フィールドが同一画面が繰り返されているフィールドであるか否かを判定し、同一画面の繰り返しである場合はそのフィールドを間引く。
【００２５】
また、識別信号が、片フィールドだけが残っている状態でないことを示している場合で、かつ、次の５フィールドの中の第１フィールドが同一画面の繰り返しであると判定した場合は、第４フィールドも同一画面を繰り返しているフィールドであるか否かを判定し、第４フィールドも同一画面の繰り返しである場合は第１フィールドと第４フィールドの両者を間引くと２フレームを構成できなくなるので、第１フィールドは同一画面の繰り返しでないとして間引きを全く行なわない。
【００２６】
また、識別信号が、片フィールドだけが残っている状態でないことを示している場合で、かつ、次の５フィールドの中の第１フィールドが同一画面の繰り返しであると判定した場合は、第４フィールドも同一画面を繰り返しているフィールドであるか否かを判定し、第４フィールドも同一画面の繰り返しである場合は第１フィールドと第４フィールドを間引き、第２フィールドと第３フィールドで構成されるフレームを２度出力することにより、この５フィールドから２フレームを構成する。
【００２７】
また、５フィールドの中から同一画面が繰り返されているフィールドを探す際に、当該５フィールドだけでなく、さらに次の５フィールドも参照することにより、誤りなく、同一画面が繰り返されているフィールドか否かを決定する。
【００２８】
また、映像信号変換装置は、入力されたインターレース映像信号を５フィールド以上記憶するメモリと、この入力映像信号の各フィールドについて２フィールド前のフィールドとの差分信号の大きさを評価する評価器と、この評価器の出力に基づいて５フィールド毎に間引くフィールドを決定する判定器とを備え、この判定器の出力に従って映像信号が５フィールド入力される毎に上記メモリから２フレームを構成して出力することにより、逆２−３プルダウンを行う。
【００２９】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の一実施形態による映像信号変換装置を示すブロック図である。図において、入力映像信号はフレームメモリ１の入力と、評価器２の第一の入力に与えられる。フレームメモリ１の出力は、評価器２の第二の入力とメモリ３の第一の入力に与えられる。評価器２の出力は判定器４に入力される。判定器４の出力は、メモリ３の第二の入力に与えられる。メモリ３の出力は外部へ出力される。
【００３０】
次に動作について説明する。入力映像信号はフレームメモリ１において、１フレーム分すなわち２フィールド分遅延される。評価器２は、入力映像信号と、この２フィールド遅延された映像信号の差分信号を求め、フィールド毎にその差分信号の大きさを評価する。例えば、差分信号の絶対値を求め、この差分絶対値を８画素×８ラインのブロック毎に加算し、このブロック毎の和の最大値をそのフィールドの評価値とする。この評価値は、当該フィールドが同一画面を繰り返しているフィールドか否かを判定するためのものであり、評価値が定数th（th≧０）以上であれば、同一画面の繰り返しではなく、逆に評価値がthより小さければ、同一画面の繰り返しであると判定できる。上述のように、各ブロック毎に差分絶対値の和をとると、ノイズを平均化し、ノイズによる誤検出を低減することができる。さらに、画面全体の内の一部しか動いていない場合の誤検出を避けるため、差分絶対値和の最大値を用いている。
【００３１】
評価器２から出力される評価値は、判定器４に入力される。判定器４は、この評価値を用いて、５フィールド毎に間引くフィールドを決定する。一方、フレームメモリ１から出力される映像信号は、メモリ３に５フィールド以上記憶される。メモリ３は、判定器４の判定結果に従って映像信号が５フィールド入力される毎に、２フレームを出力する。
【００３２】
以下、判定器４の動作について詳しく説明する。２−３プルダウンは図２の（ａ）から（ｂ）のように、２４Ｈｚノンインターレースの信号を３０Ｈｚインターレースの信号に変換するので、逆２−３プルダウンは図２の（ｂ）から（ｃ）のように、斜線のフィールドを間引いて、２４Ｈｚノンインターレースの信号を構成すればよい。斜線のフィールドは同一画面を繰り返しているフィールドである。ところで、３０Ｈｚインターレースの状態で映像の編集が行われている場合、同一画面を繰り返しているフィールドの出現周期が変わることがある。この実施の形態による映像信号変換装置は、そのような場合でも必ず５フィールドが入力される毎に２フレームを出力し、フレーム周波数を２４Ｈｚで一定に保つものである。
【００３３】
まず、図２のように周期的に、同一画面を繰り返しているフィールドが出現する場合、そのフィールドを間引くことにより、容易に５フィールドから２フレームを出力できる。ただし、入力映像信号の先頭から５フィールド毎に区切って、２フレームを出力する場合、その区切りと間引くフィールドの位置関係は入力される画像シーケンスによって異なり、その位置関係によってフレームの出力方法が異なる。例えば、図２の第１フィールドから第５フィールドを一区切りとすると、丁度２フレームを出力し、１フィールドを間引くことになる。
【００３４】
ところが、第２フィールドから第６フィールドを一区切りとすると、図３のように最初のフィールドは「前の５フィールドで残っているフィールド」とフレームを構成し、最後のフィールドは次の５フィールドの処理まで持ち越されることになる。すなわち、この場合、「前の５フィールドで残っているフィールド」を含めて２フレームを出力し、１フィールドを間引き、最後のフィールドはフレームを構成できないので、メモリ上に残すことになる。この最後のフィールドは、次の５フィールドの処理で、「前の５フィールドで残っているフィールド」となり、同様の処理が繰り返される。
【００３５】
このように５フィールドの区切り方により２フレームの出力方法が異なるので、判定器４は、５フィールド毎に２フレームの出力を制御するとともに、フレームを構成できずに片フィールドだけが残っている状態か否かを示す識別信号を生成する。
【００３６】
判定器４は、この識別信号と評価器２から出力される各フィールドの評価値を基に、５フィールドの中で同一画面が繰り返されているフィールドを検出する。このとき、識別信号によって、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｅ）のいずれかの中から選択する。図４および図５は同一画面を繰り返しているフィールドを斜線で示している。すなわち、上記識別信号が片フィールドだけ残っている状態であることを示している場合、各フィールドの評価値の変化に最も近い存在パターンを図４の中から探索する。一方、上記識別信号が片フィールドだけ残っている状態でないことを示している場合、各フィールドの評価値の変化に最も近い存在パターンを図５の中から探索する。ただし、図５の（ａ）または（ｂ）が選択されるのは、前の５フィールドのうちの最後のフィールドが間引かれていない場合のみである。
【００３７】
図４および図５に示した同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンは、
（１）そのフィールドを間引いてもフレームを構成できる、
（２）連続する２フィールドが共に同一画面を繰り返していることはない、
（３）そのフィールドを間引くことにより出力は２フレーム以下となる、
という３つの条件から導かれたものである。（１）の条件は最終的にフレームとして出力するのに不可欠であり、（２）の条件は２−３プルダウンの方式から得られるものである。また、（３）の条件は出力されるフレーム周波数が２４Ｈｚ以下となるための条件である。
【００３８】
図４は上記識別信号が片フィールドだけ残っている状態であることを示している場合なので、同一画面を繰り返している最初のフィールドは、この残っているフィールドと同パリティのフィールドである。なぜなら、異パリティのフィールドを間引くと、間引くフィールドまでのフィールド数が奇数となり、フレームを構成できなくなるからである。また、間引くフィールドがないとすると、この５フィールドで３フレームを出力することになるので、必ず同一画面を繰り返しているフィールドがある。これらの条件と、さらに上記（１）、（２）の条件を考慮すると、この場合、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンは図４（ａ）〜（ｃ）の３通りしかない。
【００３９】
一方、図５は上記識別信号が片フィールドだけ残っている状態でないことを示している場合なので、同一画面を繰り返している最初のフィールドは、先頭フィールドと同パリティのフィールドである。なぜなら、異パリティのフィールドを間引くと、フレームを構成できないフィールドが出てくるからである。また、間引くフィールドは無いとしても、出力は２フレームとなって、問題はない。これらの条件と、さらに上記（１）、（２）の条件を考慮すると、この場合、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンは図５（ａ）〜（ｅ）の５通りしかない。
【００４０】
なお、図４、図５は、５フィールドの中の第１フィールドがトップフィールドであるように描いたが、第１フィールドがボトムフィールドの場合も全く同様である。
【００４１】
以上のように、識別信号と評価器２から出力される各フィールドの評価値をもとに、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを図４（ａ）〜（ｃ）、図５（ａ）〜（ｅ）のいずれかの中から選択し、この同一画面が繰り返されているフィールドを間引くと、逆２−３プルダウンを行うことができる。
【００４２】
ただし、出力するフレーム周波数を２４Ｈｚで一定にするためには、まだ問題がある。それは、上記の手順では、５フィールド毎に２フレーム以下の出力を保証しているだけであり、フレーム周波数が２４Ｈｚより小さくなるのを防げないからである。そこで、５フィールド毎に２フレームを必ず出力するために、図５（ｂ）の場合の対策が必要となる。すなわち、図５（ｂ）の場合、同一画面を繰り返しているフィールドを間引くと、１フレームしか出力できなくなるので、この第２、第３フィールドからなるフレームを２度出力する。これにより、５フィールドから必ず２フレームを出力することができ、フレーム周波数が２４Ｈｚで一定となる。
【００４３】
なお、実施の形態１においては、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンが図５（ｂ）の通りであると判定された場合、第１、第４フィールドを間引き、第２、第３フィールドからなるフレームを２度出力するとしたが、第１フィールドも第４フィールドも間引かないように制御してもよい。つまり、第１フィールドも第４フィールドも同一画面の繰り返しであると判定されたときは、図５（ｅ）と同じ処理を行う。
【００４４】
また、判定器４は５フィールド毎に間引くフィールドを決定するとしたが、この決定の際には当該５フィールドだけでなく、次の５フィールドの評価値も参照して決定するよう構成してもよい。特に、片フィールドだけ残っている状態になると図４（ａ）〜（ｃ）の３通りしか選択できず、必ず間引きを行うこととなるので、図４、図５のうち、片フィールドだけが残るようなパターンを選択するときには、次の５フィールドで間引くフィールドがあることを確認してから決定することにより、誤検出を低減できる。
【００４５】
さらに、実施の形態１においては、フレームメモリ１とメモリ３とを備えたが、フレームメモリ１とメモリ３を一つのメモリで共通化するよう構成してもよい。
【００４６】
実施の形態２．
図６はこの発明の一実施形態による映像信号変換方式を示すフローチャートである。また、図７ないし図１２は、図６に示した各部の処理を示すフローチャートである。以下、これらのフローチャートに従って、この発明の実施の形態２による映像信号変換方式の動作について説明する。
【００４７】
まず、最初の１０フィールドの入力に対して、それぞれ、２フィールド前のフィールドとの差分を求め、差分信号の大きさを示す評価値を求める。すなわち、入力順に各フィールドをフィールド０からフィールド９と呼ぶとすると、フィールドｎとフィールド（ｎ−２）の差分を求め、この差分信号の大きさを示す評価値をdiff[n]とする。評価値としては、例えば、差分信号の絶対値の平均をブロック毎に求め、この平均値の最大値を用いる。ただし、diff[0]＝diff[1]＝Ｍ（Ｍは評価値がとりうる値の最大値）とする。この評価値diff[n]（n＝０、…、９）は、フィールドｎが同一画面を繰り返しているフィールドか否かを判定するためのものであり、diff[n]が定数th（th≧０）以上であれば、同一画面の繰り返しではなく、逆にdiff[n]がthより小さければ、同一画面の繰り返しであると判定できる。
【００４８】
最初の１０フィールド分の評価値diff[n]（n＝０、…、９）を得たところで、最初の５フィールドの処理（INIT＿PROC）を行う。図７は、この処理INIT＿PROCの動作を示すフローチャートである。まず、２−３プルダウンされた映像信号の場合、５フィールドに１フィールドの割合で同一画面を繰り返しているフィールドが存在する。特に１０フィールドでは、同一画面を繰り返しているフィールドが、奇数フィールド、偶数フィールドにそれぞれ１フィールドずつ存在する。これらのフィールドは評価値diff[n]の最小値を探すことで求められる。すなわち、diff[n]（n＝0,2,4,6,8)の最小値を与えるnをp1、diff[n]（n＝1,3,5,7,9)の最小値を与えるnをp2とすれば、フィールドp1とフィールドp2が同一画面を繰り返しているフィールドと判定できる。
【００４９】
しかし、diff[p1]またはdiff[p2]があらかじめ定めた定数th以上である場合、この判定の信頼性は低い。特に、フィールド０またはフィールド１が同一画面を繰り返しているフィールドであった場合、評価値diff[0]、diff[1]は最大値をとっているので検出することができず、誤ったフィールドを検出している。そこで、フィールドp1とフィールドp2のうち、一方の評価値がth以上で、他方の評価値がthより小さく、かつ、フィールド５以降のフィールドであるときは、評価値がthより小さいほうの判定のみを信頼し、もう一つのフィールドはp1−5またはp2−5と置き換える。
【００５０】
さらに、p2＝1となった場合、本来、フィールド１を間引いて、フィールド０とフィールド０に先行するフィールドとでフレームを構成して出力することになるが、最初の５フィールドの場合、フィールド０に先行するフィールドはない。しかし、フィールド１はフィールド０に先行するフィールドと同じ画面を繰り返しているので、フィールド１を間引かず、フィールド０とフィールド１でフレームを構成すればよい。そこで、p2＝1となった場合、p2＝ｍ（ｍ＞９）と置き換える。
【００５１】
以上のように、同一画面を繰り返しているフィールドp1、p2を決定した後、これらのフィールドを間引くという確認メッセージを出力する。確認メッセージを出力するとともに、ユーザーがこれらの値を設定し直せるような入力段を設けてもよい。次に、これらp1、p2の値から、各パラメータを設定し（PARA＿SET）、最初の５フィールドから２フレームを出力する（OUT＿PUT）。
【００５２】
図８は、パラメータの設定（PARA＿SET）の動作を示すフローチャートである。フィールド０がトップフィールドか否か、また、p1＜p2か否かによって、トップフィールドファーストを示すフラグtop＿fld＿fstと、片フィールドだけが残っている状態か否かを示す識別信号remain＿fldが設定される。top＿fld＿fstは、次に出力するフレームでトップフィールドを先に出力するときに１、ボトムフィールドを先に出力するときに０の値をとる。remain＿fldは前の５フィールドでフレームを構成できずに残っているフィールドがあるときに非零の値をとり、残っているフィールドがないときに０の値をとる。さらに、図８に示したように、ボトムフィールドが残っているときにremain＿fld＝２、トップフィールドが残っているときにremain＿fld＝１として識別してもよい。最初の５フィールドの処理においては、それ以前のフィールドが入力されていないため、識別信号remain＿fldが非零のときは、ダミーのフィールドを出力しておく。ダミーのフィールドとしては、例えば全画面が５０％の灰色、または黒色とする。
【００５３】
さらに、最初に間引くフィールドの番号pos[0]と、２番目に間引くフィールドの番号pos[1]を設定する。p1、p2のうち小さいほうがpos[0]、大きいほうがpos[1]となる。pos[0]またはpos[1]の値が９より大きいときは、間引きを行なわないことを示している。また、リピートファーストフィールドのフラグrpt＿fst＿fldを０に設定しておく。リピートファーストフィールドのフラグは、出力フレームに付加して出力するフラグであり、再び２−３プルダウンを行なって３０Ｈｚインターレースの信号に戻すときに、各フレームの第一フィールドを繰り返して出力するか否かを示すものである。
【００５４】
図９は、出力の処理（OUT＿PUT）を示すフローチャートである。５フィールド毎にこのフローチャートに従って、フィールドを出力する。まず、各フィールドが間引くフィールドか否かを判断する。すなわち、フィールド番号がpos[0]ないしpos[1]に等しいときは間引くフィールドであり、そうでない場合は間引かないフィールドである。間引かないフィールドの場合は、そのフィールドを出力する。さらに、remain＿fld＝０のときはrpt＿fst＿fldとtop＿fld＿fstを出力する。この場合、今出力したフィールドは新しいフレームの第一フィールドとなるが、ここで出力したrpt＿fst＿fldは、その前のフレームに対応するリピートファーストフィールドのフラグであり、top＿fld＿fstは新しいフレームに対応するトップフィールドファーストのフラグである。また、remain＿fld＝０のときはremain＿fld＝2−top＿fld＿fst、そうでないときはremain＿fld＝０と更新し、いずれの場合もrpt＿fst＿fld＝０として次のフィールドの処理に進む。一方、間引くフィールドである場合は、rpt＿fst＿fld＝１、top＿fld＿fst＝1−top＿fld＿fstとして、次のフィールドの処理に進む。
【００５５】
最初の５フィールドの処理（INIT＿PROC）を行った後、未処理のフィールドがなければ終了し、あれば次の処理を行う。まず、評価値diff[n]（n=5,6,7,8,9）をdiff[n]（n=0,1,2,3,4）に移し、新たな５フィールドの評価値diff[n]（n=5,6,7,8,9）を求める。このときフィールドが存在しなければdiff[n]＝thとする。これら１０フィールド分の評価値diff[n] （n＝０、…、９）から、前半５フィールドのうち間引くフィールドを判定し（DETECT＿POS）、出力処理（OUT＿PUT）を行う。出力処理は既に説明したように図９の通りである。
【００５６】
図１０は、間引くフィールドの判定（DETECT＿POS）を示すフローチャートである。前半５フィールドのうち、最初に間引くフィールド番号をpos[0]、二番目に間引くフィールドをpos[1]に格納する。pos[0]またはpos[1]の値が５以上のときは間引かないことを示している。間引くフィールドの決定は、前の５フィールドで残っているフィールドがあるか否かによって異なる。すなわち、残っているフィールドがあるときは図１１に示した処理DETECT＿POS1を行い、残っているフィールドがないときは図１２に示した処理DETECT＿POS0を行う。
【００５７】
残っているフィールドがある場合は、実施の形態１で述べたように、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを図４（ａ）〜（ｃ）の３通りの中から選択し、この同一画面を繰り返しているフィールドを間引くフィールドとする。すなわち、評価値diff[1]とdiff[3]を比較し、diff[1]の方が小さければpos[0]＝1とし、そうでなければpos[0]＝3とする。ここで、diff[pos[0]]が定数th以上のときは、誤検出である可能性が高いので、確認メッセージを出力する。確認メッセージを出力すると共に、pos[0]の値を修正できるよう入力段を設けてもよい。pos[0]＝1でかつdiff[4]が定数thより小さい場合は、pos[1]＝4とし、フレーム４も間引くようにする。
【００５８】
一方、残っているフィールドが無い場合は、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを図５（ａ）〜（ｅ）の５通りの中から選択する。ただし、実施の形態１でも述べたように、図５の（ａ）または（ｂ）が選択されるのは、前の５フィールドのうちの最後のフィールドが間引かれていない場合のみである。そこで、まず評価値diff[2]とdiff[4]とを比較し、diff[2]の方が小さければpos[0]＝2とし、そうでなければpos[0]＝4とする。次に、rpt＿fst＿fldが0のときは、前の５フィールドのうちの最後のフィールドが間引かれていないので、diff[0]とdiff[pos[0]]とを比較し、diff[0]の方が小さければpos[0]＝0とする。ここで、diff[pos[0]]が定数th以上のときは、図５（ｅ）に示した同一画面を繰り返しているフィールドが無い場合と考えられる。この場合は次の５フィールドで必ず間引きを行なわなくてはならないので、間引く対象となる同一画面を繰り返しているフィールドが次の５フィールドにあるかどうかを判定する。すなわち、diff[6]またはdiff[8]がthより小さければ同一画面を繰り返しているフィールドがあると判定し、現５フィールドにおいては間引きを行なわないとする。従って、pos[0]には５以上の値を設定する。diff[6]およびdiff[8]がth以上である場合は、pos[0]の値を保持し、間引きを行う。ただし、diff[pos[0]]が定数th以上であるということは誤検出の可能性が高いので、確認のメッセージを出力する。確認メッセージを出力すると共に、pos[0]の値を修正できるよう入力段を設けてもよい。
【００５９】
さらに、pos[0]＝0でかつdiff[3]がthより小さいときは、図５（ｂ）の場合と考えられる。この場合、次の５フィールドで必ず間引きを行なわなくてはならないので、間引く対象となる同一画面を繰り返しているフィールドが次の５フィールドにあるかどうかを判定する。すなわち、diff[6]またはdiff[8]がthより小さい場合は、同一画面を繰り返しているフィールドがあると判定し、図５（ｂ）の場合と判定する。そうでない場合は、フレーム３は同一画面の繰り返しではないと判定し、図５（ａ）の場合と判定する。
【００６０】
また、実施の形態１で説明したように、図５（ｂ）の場合、同一画面を繰り返しているフィールド０とフィールド３を共に間引くと、この５フィールドから２フレームを出力することができない。そこで、フレーム周波数を２４Ｈｚで一定に保つために、この場合はどのフィールドも間引かないこととし、pos[0]には５以上の値を設定する。
【００６１】
なお、上記実施の形態２では、図５（ｂ）の場合と判定されたとき、pos[0]に５以上の値を設定し、どのフィールドも間引かないとしたが、実施の形態１と同様に、pos[0]に５以上の値を設定するとともに、出力処理でフィールド１とフィールド２からなるフレームを２度出力するよう構成してもよい。あるいは、フィールド０の内容をフィールド２の内容に書き換えるよう構成しても、同様にフィールド１とフィールド２からなるフレームを２度出力することなり、フレームを同一時間のフィールドから構成できる。
【００６２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００６３】
本発明に係る映像信号変換装置は、５フィールドに含まれる繰り返しフィールドを除いた奇数および偶数フィールドの組により構成される２フレームを出力し、フレームの構成に用いられない残余フィールドが生じた場合はこれを次に入力される５フィールドに持ち越し、前記５フィールドから２フレームを構成することができない場合、前の５フィールドから持ち越された前記残余フィールドが存在するときはこれをさらに用いて２フレームを構成し、残余フィールドが存在しないときは１フレームの画像を２回出力するか、繰り返しフィールドを含めた奇数および偶数フィールドの組により２フレームを構成するので、編集により繰り返しフィールドのパターンが変わっている場合も正確に逆２−３プルダウン処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による映像信号変換装置を示すブロック図である。
【図２】 逆２−３プルダウンの方式を示す概念図である。
【図３】 実施の形態１による映像信号変換装置の動作を示す概念図である。
【図４】 実施の形態１による映像信号変換装置の動作を示すための、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを示す図である。
【図５】 実施の形態１による映像信号変換装置の動作を示すための、同一画面を繰り返しているフィールドの存在パターンを示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態２による映像信号変換方式を示すフローチャートである。
【図７】 実施の形態２による映像信号変換方式における最初の５フィールドの処理を示すフローチャートである。
【図８】 実施の形態２による映像信号変換方式における最初のパラメータの設定を示すフローチャートである。
【図９】 実施の形態２による映像信号変換方式における出力処理を示すフローチャートである。
【図１０】 実施の形態２による映像信号変換方式における間引くフィールドの判定処理を示すフローチャートである。
【図１１】 実施の形態２による映像信号変換方式における間引くフィールドの判定処理を示すフローチャートである。
【図１２】 実施の形態２による映像信号変換方式における間引くフィールドの判定処理を示すフローチャートである。
【図１３】 ２−３プルダウンの方式を示す概念図である。
【符号の説明】
１ フレームメモリ、２ 評価器、３ メモリ、４ 判定器。
Claims (2)
- ２−３プルダウンされたフレーム周波数３０Ｈｚのインターレース信号を２４Ｈｚの映像信号に変換する映像信号変換装置であって、
前記インターレース信号の各フィールドを入力し、２フィールド前の画面と同じフィールドを繰り返しフィールドとして検出する評価手段と、
前記インターレース信号を５フィールド毎に入力し、当該５フィールドに含まれる前記繰り返しフィールドを除いた奇数および偶数フィールドの組により構成される２フレームを出力し、フレームの構成に用いられない残余フィールドが生じた場合は、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すメモリ手段とを備え、
前記メモリ手段は、前記５フィールドから前記繰り返しフィールドを除いたフィールドから２フレームを構成することができない場合、前の５フィールドから持ち越された前記残余フィールドが存在するときはこれをさらに用いて２フレームを構成し、
当該残余フィールドが存在しない場合であって当該５フィールドに繰り返しフィールドが２つ存在するときは、前記５フィールドから２つの前記繰り返しフィールドを除いた奇数および偶数のフィールドの組により構成される１フレームの画像を２回出力することにより２フレームを構成し、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すか、または、前記繰り返しフィールドを含めた奇数および偶数フィールドの組により２フレームを構成し、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すことを特徴とする映像信号変換装置。 - ２−３プルダウンされたフレーム周波数３０Ｈｚのインターレース信号を２４Ｈｚの映像信号に変換する映像信号変換方法であって、
前記インターレース信号の各フィールドを入力し、２フィールド前の画面と同じフィールドを繰り返しフィールドとして検出する工程と、
前記インターレース信号を５フィールド毎に入力し、当該５フィールドに含まれる前記繰り返しフィールドを除いた奇数および偶数フィールドの組により構成される２フレームを出力し、フレームの構成に用いられな残余フィールドが生じた場合は、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越す工程とを備え、
前記５フィールドから前記繰り返しフィールドを除いたフィールドから２フレームを構成することができない場合、前の５フィールドから持ち越された前記残余フィールドが存在するときはこれをさらに用いて２フレームを構成し、
当該残余フィールドが存在しない場合であって当該５フィールドに繰り返しフィールドが２つ存在するときは、前記５フィールドから２つの前記繰り返しフィールドを除いた奇数および偶数のフィールドの組により構成される１フレームの画像を２回出力することにより２フレームを構成し、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すか、または、前記繰り返しフィールドを含めた奇数および偶数フィールドの組により２フレームを構成し、最後に生じた残余フィールドを次に入力される５フィールドに持ち越すことを特徴とする映像信号変換方法。
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