JP4294100B2 - 現在のシステムと互換性をもつ態様でテレビジョン信号の送信および受信を行なうための高精細度テレビジョン信号処理 - Google Patents
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Description
技術分野
この発明はテレビジョン信号の処理に関する。特にこの発明は、高精細度テレビジョン（「ＨＤＴＶ」）信号からコンパチブルな標準帯域幅テレビジョン信号（標準精細度テレビジョンまたは「ＳＤＴＶ」信号）を導出し、ＳＤＴＶ信号から高精細度に近いテレビジョン信号を再構成するための、改良された信号処理装置および信号処理方法に関する。ＳＤＴＶ信号はたとえば、アナログまたはデジタル形式でエンコードされた標準的なＮＴＳＣ、ＰＡＬテレビジョン信号、またはＣＣＩＲ ６０１ ４：２：２フォーマットのビデオ信号などのデジタル形式でエンコードされたテレビジョン信号であろう。この発明は特に、たとえばテレビジョンのスタジオ、製作設備および送信システムを含む既存のＳＤＴＶシステムに使用するのに適するため、このような既存の設備を高価な高精細度設備で置換える必要がなくなる。
背景技術
標準テレビジョン受信機に対する、標準アナログＮＴＳＣまたはＰＡＬ信号の送信の互換性を維持したままでテレビジョンの再生を向上させるために、多くの構成が提案されている。このような構成は、ＩＱＴＶ（品質改善テレビジョン）、ＨＱＴＶ（高品位テレビジョン）、ＩＤＴＶ（精細度改善テレビジョン）およびＥＤＴＶ（精細度伸張テレビジョン）など、さまざまなものとして説明されている。デジタル形式でエンコードされたビデオ信号には類似した問題が既に生じており、解決策が考えられている。たとえば、何らかのダウンコンバートおよび／または圧縮技術によって、ＣＣＩＲ ６０１ ４：２：２のフォーマットを、データが減らされた送信または記憶用のフォーマットに変換すること、および元のフォーマットの画質に近づくかまたはそれを超えるように、後にビデオ信号をデコードおよび再生せねばならないことである。
１９８０年代に本願発明者の一人によってスーパーＮＴＳＣシステムが開発され、このスーパーＮＴＳＣシステムでは、高品位プログレシブ走査ソースから導出されたコンパチブルなアナログＮＴＳＣ信号によって高精細度再生が行なわれる。このシステムはたとえば下記の文献に記載されている。“Improving NTSC to Achieve Near-RGB Performance，”Yves Faroudja and Joseph Roizen，J．SMPTE，August 1987，pp．750-761；“NTSC and Beyond，”Yves Charles Faroudja，IEEE Transactions on Consumer Electronics，February 1998，pp．166-177；“A Progress Report on Improved NTSC，”Yves C．Faroudja and Joseph Roizen，J．SMPTE，November 1989，pp．817-822 and System Description SuperNTSC，Faroudja Research，March 15，1990，Sections I，II and IV。高解像度再生のために、スーパーＮＴＳＣはコンパチブルな複合ＮＴＳＣ信号を成分にデコードし、帯域幅が色信号成分を水平領域に伸張し、線が信号成分を倍にし（すなわち各インタレースフィールドの線の数を倍にするか、またはこれに代えてインタレース信号をプログレシブ走査に変換し、プログレシブ走査フレームレートはインタレース走査フィールドレートに対応し、各プログレシブ走査フレームは各インタレースフィールドの走査線の２倍の本数の走査線を有する）、その後、高解像度モニタにディスプレイする前に、輝度成分を水平領域にスペクトル上で伸張する。
“On Picture Quality of Some Television Signal Processing Techniques，”Broder Wendland and Hartmut Schroeder，J．SMPTE，October 1984，pp．915-922にはあるシステムが開示されており（図１、線３）、このシステムでは、高品位ソースから導出され本質的に折り返しひずみ（aliasing artifact）のないコンパチブルな６２５ライン、２：１インタレーステレビジョン信号がインタレース走査信号からプログレシブ走査信号に変換され、ライン周波数を倍にするよう補間され、インタレース走査信号に再度変換されて、１２４９ライン、２：１インタレーステレビジョン信号をもたらすようにする。したがって、再生ラインレートおよびフレームレートの各々は、受信されたコンパチブルな信号のレートの倍である。同じような試みが下記の文献に記載されている。“The Television Scanning Process，”G．J．Tonge，J．SMPTE，July 1984，pp．657-666 and in other papers by Wendland or Wendland and another：“Extended Definition Television with High Picture Quality”by Broder Wendland，Video Pictures of the Future，A collection of papres presented during the 17th Annual SMPTE Television Conference in San Franscisco，February 4-5，1983，pp．57-71；and“High Definision Television Studies on Compatible Basis with Present Standards”by Broder Wendland，Television Technology in the 80’s，A collection of papers on television production and post production technology，presented during the 15th Annual SMPTE Television Conference in San Francisco，February 6-7，1981，pp．151-165。また、“Psychophysics and the Improvement of Television Image Quality”by William F．Schreiber，J．SMPTE，August 1984，pp．717-725を参照されたい。
本願発明者の米国特許第５，１５１，７８３号、第５，１５９，４５１号、第５，２３７，４１４号および第５，４２８，３９８号のうちの１つに開示されている実施例では、ＮＴＳＣ信号などの標準帯域幅テレビジョン信号が動き適応型ラインダブラに与えられ（これはインタレースされる各フィールドのライン数を倍にするか、またはこれに代えてインタレース信号をプログレシブ走査に変換して、プログレシブ走査フレームレートがインタレース走査フィールドレートに対応するようにし、かつプログレシブ走査された各フレームが各インタレースフィールドの走査線の倍の本数の走査線を有するようにする）、その後、その出力が非線形エンハンサに与えられ、これは水平および／または垂直方向の画像の移動に関する帯域幅の伸張を伴う。
Broder WendlandおよびWendland他によるいくつかのさらなる論文および特許は一般的には上述のタイプの構成に関するが、さらなる要素を含む。すなわち、テレビジョン信号が処理される態様は、動きが画像に存在するかどうか、または画像が実質的に静止しているかどうかに依存する。このような２つの方式を有するシステムの局面は下記の文献に記載されている。“High Quality Television by Signal Processing”by Broder Wendland，2nd International Conference on New Systems and Services in Telecommunications，Liege，Belgium，November 1983，pp．401-409；“Signal Processing for New HQTV Systems”by Broder Wendland and Hartmut Schroeder，Television Image Quality，A collection of papers on television technology presented during the 18th Annual SMPTE Television Conference in Montreal，February 10-11，1984，pp．336-353；米国特許第4,620,225（号WendlandおよびUhlenkamp）および米国特許第4,635,114号（WendlandおよびSchroeder）。
本願発明者のスーパーＮＴＳＣシステムおよびWendlandまたはWendland他によって提案されているような構成から結果として得られた実質的な改良にもかかわらず、結果として得られたテレビジョンディスプレイは依然として、全帯域幅ＨＤＴＶ送信によってもたらされるＨＤＴＶディスプレイよりも劣っている。したがって、コンパチブルビデオ信号からＨＤＴＶ信号を再構成することができる再生システムの必要性が依然として満たされていない。
発明の開示
この発明によると、すべての、しかし非常に稀な、カメラによって生成されたテレビジョンシーンの場合に、プログレシブ走査カメラからの映像が、あたかも映画フィルムから導出された映像となるように処理される。映画フィルムに擬せられる映像により、ここで「擬似フィルムパターン」と称する特徴的なパターンがもたらされ、このパターンにおいては、すべてのＳＤＴＶビデオフィールドのうち少なくともいくつかには、そのフィールドと対になるＳＤＴＶビデオフィールドの対応画像区域に対して、動きが全くないか、ゆっくりとした動きしかない（カメラ生成シーンは偶発的で稀にしかないことにより、画像全体に高速な動きのあるフィールドがもたらされ、擬似フィルムパターンが損なわれる）。動きが全くないかまたはゆっくりとした動きしかないフィールドの対の対応画像区域は、同じ動画像フレームから導出されたインタレースされるフィールドがマージされる態様でマージされる。高速な動きのあるフィールドの対の対応画像区域にはインタレース−プログレシブ走査変換処理が施され、これは純粋にフィールドのマージではない。擬似フィルムパターン時に得られる結果は、プログレシブ走査カメラによってもたらされたものと同等なプログレシブ走査画像であり、再生された画像のうち動きが全くない部分およびゆっくりとした動きしかない部分は非常に鮮明であり、元のカメラソースのものと本質的には同じであるが、画像のうち高速な動きのある部分の解像度は低く、わずかに「ぼけた」ように見える。しかしながら、動画像区域の解像度の損失は元のカメラソースにおいても起こり、人間の目には実際に見えない。幾分複雑さおよびコストを伴うものの、結果として生じる心理視覚的な印象は、ソースからディスプレイに至るまでプログレシブ状態を維持するＨＤＴＶシステムのものと本質的に同じである。擬似フィルムパターンが稀に損なわれる時に、従来のインタレースプログレシブ走査変換により依然として高品位画像が得られ、低解像度になっても優れた方式がもたらされる。
この発明には下記のいくつかの局面がある。１）好ましくは、ＨＤＴＶカメラからのプログレシブ走査（またはこれに代えて、これほど望ましくはないがインタレース）テレビジョン信号を入力として受け、インタレースＳＤＴＶテレビジョン信号を出力として与える、発生またはエンコード部分。２）インタレースＳＤＴＶ信号を入力として受け、好ましい実施例では、高精細度フォーマットのプログレシブ走査（またはこれに代えてインタレース）テレビジョン信号を出力として与える、受信またはデコード部分。３）エンコードおよびデコード部分がともに動作し、それにより、デコード部分によって与えられるテレビジョン信号の高精細度フォーマットが、ＨＤＴＶカメラによってエンコード部分に与えられる信号のものと本質的に同じになるようにするシステム。非常に高品位なＮＴＳＣ、ＰＡＬまたは他のＳＤＴＶ信号を与えるためにエンコード部分はデコード部分なしで用いられ、改善された高精細度なテレビジョン信号を与えるためにデコード部分はエンコード部分なしで用いられ得るが、結果として得られるテレビジョン信号の質を最高にするために、有利には、エンコード部分およびデコード部分はともにシステムに用いられる。
発明のエンコード部分では、プログレシブ走査テレビジョン信号からインタレースＳＤＴＶ信号が導出され、ＳＤＴＶ信号は実質的に、プログレシブ走査テレビジョン信号がプログレシブ走査フレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、ＳＤＴＶ信号はプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有する。エンコーダは下記のようにＳＤＴＶ信号を導出する。
−低速運動プロセスとして特徴づけられるものにおいて、第１の中間インタレーステレビジョン信号が与えられ、この信号は時間領域ローパスフィルタリングされ、プログレシブ走査フレームレートと実質的に同じフィールドレートを有するが、テレビジョン信号の運動中の画像情報の変化はインタレーステレビジョンフレームレートを超えないため、インタレースされるフィールドの各連続対は同一の動き内容を有する（動画像フィルムソースから導出されたフィールドの場合と同様）。
−高速運動プロセスとして特徴づけられるものにおいて、第２の中間インタレーステレビジョン信号が与えられ、この信号はプログレシブ走査フレームレートと実質的に同じフィールドレートを有し、インタレーステレビジョン信号の運動中の画像情報の変化はインタレーステレビジョン信号フレームレートを超えるが、インタレーステレビジョン信号フィールドレートは超えない。
−上記プログレシブ走査テレビジョン信号のフレーム間の画像情報の差によって動きコントロール信号が導出され、これはプログレシブ走査テレビジョン信号の動きの程度を示す。
−第１の中間インタレーステレビジョン信号および第２の中間インタレーステレビジョン信号が動きコントロール信号に応答して選択され、これにより、動き信号によって示される動きの程度に従って、２つの中間インタレーステレビジョン信号のうちの一方が選択されるか、中間インタレーステレビジョン信号の合成が選択され、インタレースＳＤＴＶ信号をもたらすようにする。
低速運動プロセスおよび高速運動プロセスによる中間インタレーステレビジョン信号の選択は、低速運動プロセスによってもたらされた中間信号を優先してリアルタイム（すなわちフレーム内）ベースで行なわれ、それにより、初期条件により低速運動プロセスによる中間インタレース信号が与えられるようになり、その出力は、高速運動が起こるときにのみ、高速運動プロセスによるある程度の信号を与える。このためＳＤＴＶ信号は、テレビジョンソースが、インタレーステレビジョン信号のフレームレートと同じフレームレートを有する動画像フィルムである場合に生成され得るパターンに類似したパターンを有する（すなわち、フィルムソースの場合、インタレースされるフィールドの各対は同じ動画像フィルムフレームから導出される）。しかしながらここでは、インタレースされるフィールドの対は、部分的な時間においてのみ同じプログレシブ走査フレームから導出され得る。すなわちそれらは、ゆっくりとした動きしかない部分に関する同じプログレシブフレームから導出されるが、高速な動きのあるフィールドの部分に関する同じプログレシブフレームからは導出されない。したがって、この発明のエンコーダによって発生するインタレースフィールドのパターンにより、ここで「擬似フィルムパターン」と定義されるものがもたらされる。このようなパターンは、フィールド内に１つまたはそれ以上の高速運動「ホール（hole）」がある場合を除いて、真のフィルムパターンに似ている。擬似フィルムパターンは、たとえば全体が静止したシーンを迅速にパン撮りするＨＤＴＶソースカメラから結果として生じた、非常に高速な動きのある１つまたはそれ以上のフィールドによって損なわれ得る。
ビデオ信号のフィルムパターンの生成および検出は技術分野において周知である。たとえば、米国特許第４，８７６，５９６号、第４，９８２，２８０号および第５，２９１，２８０号ならびに国際特許出願公開公報ＷＯ ９４／３０００６を参照されたい。後に説明するように、このようなフィルムパターン検出技術の変形により擬似フィルムパターンの検出が可能になる。
発明のデコーダ部分では、プログレシブ走査テレビジョン信号はインタレースＳＤＴＶ信号から導出される。デコーダは下記のようにインタレースＳＤＴＶ信号を導出する。
−インタレースＳＤＴＶ信号のフィールド間の差に基づいた高速運動コントロール信号が与えられ、高速運動コントロール信号はＳＤＴＶインタレーステレビジョン信号の動きの程度を示す。
−パターンＹＥＳ／ＮＯ信号が与えられ、ＹＥＳは擬似フィルムパターンの検出を示し、ＮＯはインタレースＳＤＴＶ信号の擬似フィルムパターンの非検出を示す。
−フィールドマージ信号が与えられ、フィールドマージ信号は、パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＹＥＳ状態のときに、インタレースフィールドのうちいずれの対が同じ擬似フィルムフレームから導出されるかを示す。
−低速運動プロセスとして特徴づけられるものにおいて、第１の中間プログレシブ走査テレビジョン信号が与えられ、この信号はインタレースＳＤＴＶ信号の対としてフィールドマージ信号によって特定されたインタレースフィールドの各対からの、同一の２つのプログレシブ走査テレビジョン信号フレームで構成される。
−高速運動プロセスとして特徴づけられるものにおいて、第２の中間プログレシブ走査テレビジョン信号が与えられ、ここでは各フレームがインタレースＳＤＴＶ信号の１つまたはそれ以上のフィールドから導出され、プログレシブ走査テレビジョン信号はインタレースＳＤＴＶ信号のフィールドレートと同じフレームレートを有する。
−高速運動コントロール信号およびパターンＹＥＳ／ＮＯ信号に応答して第１の中間プログレシブ走査テレビジョン信号および第２の中間プログレシブ走査テレビジョン信号が選択され、それにより、パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＹＥＳ状態のときに、動き信号によって示される動きの程度に応じて、２つの中間プログレシブ走査テレビジョン信号のうち１つが選択されるか、または中間プログレシブ走査テレビジョン信号の合成が選択され、結果として得られる信号は変化する動き解像度を有し、パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＮＯ状態のときには、第２の中間プログレシブ走査テレビジョン信号の出力が選択されて、プログレシブ走査テレビジョン信号を発生する。
【図面の簡単な説明】
図１は、発明のエンコードおよびデコード局面を採用するシステムの第１の部分の環境を示す機能ブロック図である。
図２および図３は、発明のエンコードおよびデコード局面を採用するシステムの代替的な第２の部分の環境を示す機能ブロック図である。
図４は、ＨＤＴＶカメラおよびオプションとしてのダウンコンバータによって供給されるこの発明のエンコーダの実施例を示す機能ブロック図である。
図５は、図４のエンコーダに使用され得る時間領域ローパスフィルタを示す機能ブロック図である。
図６は、発明の好ましい実施例に従うデコーダを示す機能ブロック図である。
図７は、図６のコンバイナの詳細を示す部分概略図である。
図８は、図６のデコーダに使用するための、フィールドベースの好ましい動き検出器の構成の詳細を示す機能ブロック図である。
図８Ａは、それぞれのフィールド内の相対的なピクセル場所を示す、連続した３つのインタレース走査テレビジョンフィールドの準３次元図である。
図９は、図８の構成に使用するための、フィールドベースの好ましい動き検出器を示す機能ブロック図である。
図１０は、図６のデコーダに使用するための、好ましいフレーム動き検出器を示す機能ブロック図である。
図１１は、図６のデコーダの擬似フィルムパターン検出器の詳細を示す機能ブロック図である。
図１２は、図１１の擬似フィルム検出器の部分の代替的な構成を示す機能ブロック図である。
引用による援用
下記の米国特許の各々を引用によって援用する。第４，６２０，２２５号、第４，６３５，１１４号、第４，８７６，５９６号、第４，９６７，２７１号、第４，９８２，２８０号、第４，９８９，０９０号、第５，１５１，７８３号、５，１５９，４５１号、第５，２３７，４１４号、第５，２９１，２８０号、第５，４２８，３９８号、第５，４８８，４２２号および第５，６２５，４２１号。
発明を実施するための最良モード
ここに明記する場合を除き、この発明の実際の実施例は、アナログ、デジタル（ソフトウェアによるデジタル信号処理を含む）、またはハイブリッドアナログ／デジタル技術を用いて実現され得る。多くの状況におけるアナログおよびデジタル実現例の等価物は当業者には周知である。
簡略化のためにこの説明では、信号入力および出力は単一点として描かれ、信号伝送線は単一線として描かれる。実際には、信号のフォーマットおよび発明の実際の実施例が物理的に構成される態様に依存して、１つより多くの入力または出力点および１本より多くの信号伝送線が要求され得ることを理解されたい。
図１から図３には、この発明のさまざまな局面に関する有用な環境が示される。
図１は、この発明のエンコードおよびデコード局面を採用するシステムの第１の部分の環境を示す。図１では、ＨＤＴＶ（高精細度テレビジョン）カメラ１０によりビデオソース信号が与えられる。カメラ出力はオプションとしてのダウンコンバータ１２に与えられる。適切なフォーマットである場合にはカメラ出力自体が、そうでなければダウンコンバータの出力が、この発明に従うエンコーダ１４に与えられる。ダウンコンバータの出力またはＨＤＴＶカメラの出力によりプログレシブ走査テレビジョン信号がもたらされることが望ましく、これは実質的に、エンコーダ１４によって与えられるインタレースＳＤＴＶ信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレームに有し（すなわちフレームはインタレースされる２つのフィールドで構成される）、エンコーダによって与えられるＳＤＴＶ信号のインタレースフィールドレートと実質的に同じプログレシブ走査フレームレートを有する。必要に応じて、アスペクト比の差はすべて、オプションとしてのダウンコンバータの部分として設けられるであろう適切なスケーラによって対処することができる。
このためたとえば、エンコーダ１４の所望の出力が、（名目上は４８０本の運動中の画像線である）２−１インタレースされた５２５本の線、名目６０Ｈｚフィールドレート（周知のように実際のＮＴＳＣカラーフレームレートは５９．９４Ｈｚであるが、この説明では６０Ｈｚとし、同様に２９．９７Ｈｚフィールドレートは３０Ｈｚとする）および名目３０Ｈｚフレームレートを有するＮＴＳＣテレビジョン信号である場合、エンコーダへの入力は名目６０Ｈｚフレームレートと４８０本の運動中の画像線とを有するインタレースされないプログレシブ走査テレビジョン信号でなければならない。ＨＤＴＶカメラがこれより多くの本数の運動中の画像線を有し、高いフレームレートを有し、かつ／またはインタレースビデオ出力をもたらす場合には、オプションとしてのダウンコンバータ１２が採用される。ダウンコンバータ１２は最終的に再生されるテレビジョン画像のアーティファクト（artifact）を最小にするよう３つの次元（水平、垂直および時間）すべてに関してナイキスト条件を満たさねばならない。
入力信号はモノクロームビデオ信号またはコンポーネントカラービデオ信号の輝度成分であろう。当業者には、コンポーネントビデオ信号が（それから輝度および色成分が導出され得る）ＲＧＢ、Ｙ／Ｉ／Ｑ、Ｙ／Ｕ／Ｖ、Ｙ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−ＹおよびＹ／Ｃｒ／Ｃｂなどのアナログまたはデジタルコンポーネントを含み得ることが理解されるであろう。さらに、デジタルコンポーネントの場合、受信されたデジタルコンポーネントビデオ信号は、たとえばＣＣＩＲ（国際無線通信諮問委員会）（たとえばＣＣＩＲ推奨６０１のもとでのデジタルビデオコーディングフォーマットのハイアラーキであり、４：２：２フォーマットはＣＣＩＲ６０１ビデオ信号と呼ばれることが多い）、ＩＳＯ／ＭＰＥＧ（国際標準化機構のモーションピクチャエキスパートグループ）、ＳＭＰＴＥ（映画テレビ技術協会）およびＥＢＵ（ヨーロッパ放送連合）のレコメンテーション、基準または圧縮アルゴリズム、および／または他の産業、政府または公的機関の推奨または基準に従うデジタルコンポーネントビデオフォーマットのうちさまざまなものを含む、多くの圧縮または非圧縮フォーマットのいずれであってもよい。
したがってエンコーダ１４の出力は、エンコーダによって与えられるインタレースＳＤＴＶ信号に従って動作する従来のテレビジョン「スタジオ」１６によって使用される。スタジオ１６はたとえば、テレビジョン製作、録画および／または編集施設を含み得る。この発明のエンコーダによって処理されるＨＤＴＶカメラからのビデオ入力のほかに、スタジオ１６はこの発明のエンコーダによって処理されないビデオソースおよび動画像フィルムソースからのインタレースＳＤＴＶ信号も受信し得る。
図１の構成における従来のスタジオ１６の出力は、たとえば標準的なＮＴＳＣ送信または録画に関する従来のやり方で用いられることとなる、インタレースＳＤＴＶ信号を与えるために用いられてもよい。しかしながら有利には、従来のスタジオの出力は、この発明に従うデコーダを採用するシステムの部分として使用され得る。図２および図３はこのようなシステムを完成させる代替的な環境を示す。
図２では、従来のスタジオ１６のインタレースＳＤＴＶ信号出力がブロック２０で任意の所望のＨＤＴＶフォーマットにアップコンバートされ、送信ブロック２２に信号が与えられる。送信ブロックはワイヤによる、および／またはワイヤレスの送信および／または録画を伴い得る。その後送信出力は視聴者のＨＤＴＶテレビジョンセット２４に与えられ、ブロック２０のＨＤＴＶフォーマットに従って動作する。アップコンバータ２０はこの発明に従うデコーダを含む。
これに代えて、図３に示されるように、従来のスタジオ１６の出力は送信ブロック３０に与えられる。送信ブロックはワイヤによる、および／またはワイヤレスの送信および／または録画を伴い得る。その後送信出力はアップコンバータ３２に与えられ、これはコンパチブルな標準帯域幅のテレビジョン信号をブロック３２において任意の所望のＨＤＴＶフォーマットにアップコンバートする。その後ＨＤＴＶ信号は視聴者のＨＤＴＶテレビジョンセット３４に与えられ、ブロック３２のＨＤＴＶフォーマットに従って動作する。
このように、図２の構成では送信ブロックはＨＤＴＶ信号を伝え、図３の構成では送信ブロックはインタレースＳＤＴＶ信号を伝える。
図４の機能ブロック図には、ＨＤＴＶカメラおよびオプションとしてのダウンコンバータによって供給されるこの発明のエンコーダの実施例が示される。ＨＤＴＶカメラ（図示せず）の出力はオプションとしてのダウンコンバータ４０２に与えられる。ダウンコンバータ４０２は空間領域ローパスフィルタ（典型的には垂直領域ローパスフィルタ）４０４とスケーラ４０６とを含み得る。先に説明したように、図１に関連して、カメラの出力、またはダウンコンバータが必要である場合にはダウンコンバータの出力は、エンコーダに与えられ、このエンコーダはここでは図４のうち残りの部分４０７として示される。いずれの場合でも、時間領域および垂直領域において目に見える折り返しひずみが本質的にないプログレシブ走査テレビジョン信号を入力としてエンコーダに与えることが望ましい。このような技術および要件は先行技術において周知である。たとえば上記のWendlandおよびTongeの文献を参照されたい。
実質的に折り返しひずみのないプログレシブ走査テレビジョン信号は３つの経路に与えられる。すなわち、２つの信号処理経路とコントロール信号発生経路とである。上方の信号処理経路４０８は、低速運動内容を有する第１の中間インタレーステレビジョン信号を与える低速運動信号プロセッサである。下方の信号処理経路４１０は、高速運動内容を有する第２の中間インタレーステレビジョン信号を与える高速運動信号プロセッサである。
いくつかの経路に関してエンコーダの機能を説明したが、実質的に同じ機能および結果をもたらす実際の実施例は他のやり方で実現されてもよく、たとえば、信号処理経路の全体または部分が単一経路に一体化されるやり方で実現されてもよいことが理解されるべきである。
経路４０８の低速運動信号プロセッサは時間領域ローパスフィルタ４１２を含む。図５に示される最も簡単でありかつ好ましい実施例では、この時間フィルタは連続した２つのフレームの平均をとる。入力が１フレーム遅延器５０２および加算ノード５０４に与えられ、この加算ノード５０４は１フレーム遅延した、入力信号の出力を受ける。その後加算ノード５０４の出力がスケーラ５０６において半分の振幅だけスケーリングされる。これに代えて、連続した４つのフレームの平均がとられてもよい。低速運動の状況では、連続した２つのプログレシブ走査フレームは互いから離れすぎておらず、非常に滑らかに関連する。好ましくは、フィルタ４１２は、ある振幅レベル、たとえばノイズレベルに対応するレベル未満では信号に対して動作しないないように、あるしきい値を有する。
図４を再度参照して、時間フィルタ４１２の目的は、時間領域におけるナイキスト条件に高度に執着することである。上述の米国特許第４，６２０，２２５号のように、このようなフィルタがない場合、時間方向の折り返しひずみはあるカメラ条件では目に見える。たとえばこのようなフィルタがない場合にシーンをゆっくりとパン撮りすると、目に見える「ジャダー（juddering）」効果が引起こされる。時間フィルタの別の目的は、経路４０８および４１０の信号処理タイミング間のバランスを良好にすることである。時間フィルタ４１２の出力は、入力信号と同じフレームレートおよび運動中の画像線の本数を有するプログレシブ走査テレビジョン信号のままである。これにより、入力信号が時間領域ローパスフィルタに対して与える場合と同じ鮮明なイメージが、静止したまたはゆっくりと移動する物体に関して得られる。
経路４０８の低速運動プロセスにより、経路４１０の高速運動プロセスによってもたらされたフィールドと整列した適切な画像内容が与えられるようにするために、時間フィルタ４１２は偶数のフレーム（すなわち２、４など）を処理する必要がある。実際には２つのフレームの平均をとることが好ましく、コストおよび複雑さが増すものの、４つより多い数のフレームの平均をとることも、実際的である。時間ローパスフィルタ４１２は、１つまたはそれ以上のフレームの内容に応答して、平均がとられるフレーム数を変化させるように、適応的であってもよい。
時間フィルタ４１２の出力はドロップフレームアンドリピート（drop-frame-and-repeat）機能部４１４に与えられ、これは１つおきのプログレシブ走査フレームを除去し、除去されていないフレームのすべてを繰返し、それにより、時間領域ローパスフィルタ４１２で受けたプログレシブ走査テレビジョン信号と同じフレームレートを有するが、そのプログレシブ走査フレームレートの半分の動き解像度を有する、処理された同一のプログレシブ走査テレビジョン信号フレームの対をもたらすようにする。このため、ブロック４１４の出力における信号は、ソースがプログレシブ走査信号のフレームレートの半分のフレームレートを有するフィルムソースである場合の結果をもたらすものと等しくなる。すなわち、連続した２つのフレームは同一である（たとえば６０Ｈｚ ＮＴＳＣシステムにおける３０フレーム／秒の動画像フィルムまたは５０Ｈｚ ＰＡＬシステムにおける２５フレーム／秒の動画像フィルム）。
ブロック４１４はオプションとして、フレームのうちいずれの対が同一であるかを示すフィールドマージ信号を与える。このようなマーカ信号は、デコーダで受けたインタレース信号のフィールドのうちいずれの対がマージされてプログレシブ走査信号を再構成すべきかを特定するために、デコーダにおいて使用することができる。これに代えて、慣行では、同じプログレシブ走査フレームからフィールドが導出されるインタレースフレームをエンコーダが常に生成する場合、デコーダは簡略化され、マーカ信号を送信する必要はない（デコーダはインタレースフレームの各々を構成する偶数および奇数パリティフィールドを特定するための周知の技術を単に採用する）。しかしながら、後に説明するように、複雑さは増すが、マーカ信号を受けたりこのような慣行を採用することなくいずれのフィールドの対がマージされるべきかを決定することができる。
ドロップフレームアンドリピートプロセス４１４の出力はインタレーサ４１６に与えられ、これは実質的に、処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有する、インタレーステレビジョン信号を与える。好ましくは、インタレーサは同一のプログレシブ走査フレームの各対から、各インタレースフレームの対向する２つのパリティフィールドを生成し（またはこれに代えて、異なったインタレースフレームから連続した対向する２つのパリティフィールドを生成する）、同一のプログレシブ走査フレームの対において１本おきの線を飛ばし、飛ばされた線は１本の線だけフレーム間でオフセットされる。このようなインタレーサは動画像フィルムをビデオに変換すること（すなわちテレシネ技術）に関する先行技術において公知である。結果として生じるインタレース信号の動き内容または動き解像度はフィールドレートではなくインタレースフレームレートである。なぜなら、フィールドの各対は同一のプログレシブ走査フレームの対から導出されるからである。
インタレーサ４１６の出力は遅延整合器４１８に与えられ、これは経路４０８および４１０からの信号出力のタイミングを同期させるのに必要な時間遅延をすべて与える。
経路４１０の高速運動信号プロセッサは空間領域ローパスフィルタ４２０を含む。最も簡単で好ましい実施例では、空間領域フィルタは、連続した５本の水平線の加重平均をとることにより垂直領域フィルタリングをもたらすが、これは決定的に重要ではない。このようなフィルタは技術分野において周知である。これもまた周知であるが、このようなフィルタの目的は、垂直方向に移動する時に単一の水平線によって引起こされ、またはそれらが垂直方向に移動する時に物体の水平方向のエッジによって引起こされる知覚できるちらつきである、あるタイプの折り返しひずみを抑制することである。空間領域ローパスフィルタは、水平方向の動きによって引起こされる折り返しひずみをさらに低減するために水平ローパスフィルタを含んでもよい。このようなフィルタおよびそれらの目的もまた技術分野において周知である。好ましくは、フィルタ４２０は、ある振幅レベル、たとえばノイズレベルに対応するレベル未満の信号に対しては動作しないように、あるしきい値を有する。
空間領域ローパスフィルタ４２０はインタレーサ４２２に与えられ、このインタレーサ４２２は実質的に、空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、かつ空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有する、インタレーステレビジョン信号を与える。インタレーサ４２２は好ましくは、空間領域がローパスフィルタリングされたプログレシブ走査フレームの連続した対から、各インタレースフレームの２つの対向するパリティフィールドを生成し、インタレーサは各フィールドを生成するために、プログレシブ走査フレームにおいて１本おきの線を飛ばし、飛ばされた線は一本の線だけフレーム間でオフセットされる。低速運動経路のインタレーサ４１６とは異なり、インタレースされるフィールドの対がそれらからインタレーサ４２２によって導出される、プログレシブ走査フレームの連続した対は常に同一ではない。結果として生じるインタレース信号の動き内容または動き解像度はインタレースフィールドレートである。なぜなら、１つの対にある各フィールドはプログレシブ走査された異なったフレームから導出されるからである。インタレーサ４２２などのインタレーサは技術分野において公知である。
インタレーサ４２２の出力は遅延整合器４２４に与えられ、これは経路４０８および４１０からの信号出力のタイミングを同期させるのに必要な時間遅延をすべて与える。
プロセッサ経路４０８および４１０のそれぞれの出力は、あるタイプのスイッチ４２６の入力に与えられ、このスイッチ４２６はフェーダまたはソフトスイッチと呼ばれることが多く、分圧器として概略的に示され、その出力、すなわちインタレースＳＤＴＶ信号出力は調節可能なタップから得られる。タップの位置と、１つの経路または別の経路の出力、または２つの経路の出力の合成がエンコーダ出力とされる程度は、動きコントロール発生器４２８によって発生する動きコントロール信号によって制御される。動きコントロール信号はプログレシブ走査テレビジョン信号入力のフレーム間の画像情報の差から導出され（プログレシブ走査フレームレートはインタレース走査フィールドレートと同じである）、この差は、プログレシブ走査テレビジョン信号の（したがってエンコーダによって発生した、結果として生じたインタレースＳＤＴＶ信号の）動きの程度を示す。タップ位置が変化すると、結果として生じる出力信号の動き解像度も変化する。
実際には、スイッチ４２６は、出力インタレース信号のフィールド内での経路選択の変更がリアルタイムで容易に行なわれるよう迅速な制御を可能にする（たとえば電子的にまたはソフトウェアによる）さまざまなやり方のうち、いかなるもので実現されてもよい。
動きコントロール発生器６２８として使用するのに適する多くの動きコントロール発生器が先行技術において公知である。好ましくは、動きコントロール発生器はピクセルごとにプログレシブ走査フレーム間の差を検出し、入力プログレシブ走査信号のフレーム間のピクセルのブロックにおける差に応答して動きコントロール信号を発生する。好ましくは、動きコントロール発生器は画像の移動の速度、サイズおよび振幅に応答する。さらに、動きコントロール発生器はパン撮りの検出が可能であることが好ましく、画像全体（フレーム全体）が移動していてもよい。
動きコントロール信号は各フィールド内で、経路４０８および４１０の低速運動および高速運動モード出力間でスイッチが何度も切換わるようにし、一方の経路または他方の経路が選択される程度は画像にわたる動きの程度に依存して選択される（サイズ、速度および振幅の重みづけに基づく）。動きコントロール信号は、低速運動経路によってもたらされた動き解像度でディスプレイされた場合、ディスプレイされた画像の動きが滑らかに連続して目に見えるときには低速運動経路出力を選択すべきであり、そうでなければ高速運動経路出力を選択すべきである。ＨＤＴＶカメラソースによって生成されたほぼすべてのシーンに関して、スイッチは、各フィールドの少なくとも一部分（静止シーンの場合はフィールド全体）に対して低速運動モードを選択することとなる。ＨＤＴＶカメラソースが静止シーンを迅速にパン撮りする（たとえば高速運動レートで、すなわちＮＴＳＣの場合３０Ｈｚよりも高いレートで山腹に沿ってパン撮りする）という非常に稀な場合、スイッチはフィールド全体の間、高速運動モードを選択し得る。この一方で、フットボールの試合中に走っている選手をパン撮りする（カメラはランナーを追跡する）場合、ランナーの身体のうち比較的静止している部分（たとえば足および腕以外のすべて）に低速運動モードを選択することとなり、画像のうち残りの部分に高速運動モードを選択することとなる。動きコントロール信号の初期条件は、経路４０８の低速運動出力のみをスイッチ４２６が選択するようにすることなどである。このためほぼすべてのフィールドに関して、各フィールドの少なくとも一部分は低速運動経路によって生成され、静止シーンを迅速にパン撮りするなど比較的稀な場合以外は、擬似フィルムパターンを生成する。動きコントロール発生器４０８はオプションとしての擬似フィルムＹＥＳ／ＮＯ信号を発生してもよく、信号はフィールド全体が高速運動モードにあるとき以外のすべての状況においてＹＥＳ状態にある。
したがってほぼすべての信号状態の場合、スイッチ４２６の出力信号は、そのフレームレートにおける基準となる動き解像度を有するインタレース信号であるが、この場合フィールド内で高速運動「ホール」が生ずる。たった今述べたとおり、フィールド全体がフィールドレートの動きを有し擬似フィルムパターンを損なうことは稀である。多くの信号状態に関する結果は、プログレシブ走査された同じフレームから少なくとも部分的に導出されたインタレースフィールドの対である。すなわちそれらは、低速運動プロセスによってフィールドが生成される部分に関する、プログレシブ走査された同じフレームからのものである。この発明のエンコーダが発生するこのようなインタレースフィールドパターンをここでは「擬似フィルムパターン」と呼ぶ。
デコーダの説明
図６は、この発明の好ましい実施例に従うデコーダの機能ブロック図を示す。デコーダは図２の構成の「ＨＤＴＶフォーマットへのアップコンバート」ブロック２０または図３の構成の「ＨＤＴＶフォーマットへのアップコンバート」ブロック３２の部分を形成する。図６のデコーダの入力はブロック２０（図２）またはブロック３２（図３）への入力であり、すなわちインタレースＳＤＴＶ信号である。図６のデコーダの出力、すなわち再構成されたプログレシブ走査テレビジョン信号は、実質的に、インタレースＳＤＴＶ信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、かつインタレーステレビジョン信号のインタレースフィールドレートと実質的に同じプログレシブ走査フレームレートを有する。視聴者のＨＤＴＶテレビジョンセット（図２のブロック２４、図３のブロック３４）のフォーマットに適合することが必要である場合、たとえばプログレシブ走査線またはフレームの数を増加させることおよび／またはアスペクト比を変更することによってエンコーダの出力をさらにアップコンバートする。このようなさらなるアップコンバートはさまざまな公知の技術のうちいずれかによって行なうことができる。
図６のデコーダへの入力は、３つの信号処理経路６０２、６０４および６０６ならびに２つのコントロール信号経路６０８および６１０に与えられる。経路６０２は２４Ｈｚフィルムソースビデオプロセッサ６１２を含む。プロセッサ６１２に関連する要素の中には、コントロール信号経路６１０に設けられたフィールドまたはフレームベースの動き検出器６１４および２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６が含まれる。動き検出器６１４は入力インタレースＳＤＴＶ信号のフィールドまたはフレーム間の動きを検出し、このような動きに応答して２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６に信号を送る。フィルムベースの動き検出器が好ましい。フレームベースの動き検出器は技術分野において周知である。先行技術のさまざまなフレーム動き検出器のうちいかなるものが採用されてもよいが、フレームベースの動き検出器が採用される場合、以下に図１１に関連して説明する改良されたフレーム動き検出器が好ましい。フィールドベースの動き検出器が動き検出器６１４として採用される場合、以下に図８および図９に関連して説明する改良されたフィールド動き検出器が好ましい。２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６はフィールドマージ信号を発生し、これは２４Ｈｚフィルムソースビデオプロセッサ６１２とスイッチ６１８を制御するパターンＹＥＳ／ＮＯ信号とに与えられる。２４Ｈｚフィルムパターンが検出されると、フィルムＹＥＳ状態により、スイッチ６１８がデコーダ出力として２４Ｈｚフィルムソースビデオプロセッサの出力を選択するようになる。
フィルムパターン検出器６１６は６０ＨｚＮＴＳＣ信号の２４Ｈｚ（２４フレーム／秒）動画像フィルムソースによってもたらされるパターンを探索する。６０Ｈｚビデオ信号の３−２プルダウン２４Ｈｚフィルムパターンの検出は、技術分野において周知である。たとえば上記の米国特許第４，８７６，５９６号、第４，９８２，２８０号および第５，２９１，２８０号を参照されたい。２５Ｈｚ（２５フレーム／秒）動画像ソースを伝達し得る５０ＨｚＰＡＬフォーマットの入力信号の場合、２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６、２４Ｈｚフィルムソースビデオプロセッサ６１２およびスイッチ６１８は要求されない。５０ＨｚＰＡＬ信号の２５Ｈｚフィルムソースの検出は、５０ＨｚＰＡＬ信号の擬似フィルムパターンを検出する、以下に説明される同じデコーダエレメントによって検出され得る。
プロセッサ６１２によって行なわれるフィルムソースビデオ処理は、インタレースフィルムソースビデオ信号からプログレシブ走査ビデオ信号を導出するための公知のいかなる処理技術であってもよく、たとえばたった今述べた上記の３つの米国特許に開示されている技術のうちいかなるものであってもよい。
２４Ｈｚフィルムソースが検出されない場合、経路６０４および６０６の出力を入力として受けるコンバイナ（combiner）６２０の出力がデコーダの出力として選択される。
経路６０８において、フィールドベースの動き検出器６２２はフィールド間の動きを検出し、２つの動き信号を発生し、これらの信号のうち一方は高速運動に応答し、他方は低速運動に応答する。このような動き検出器の詳細を図８に関連して以下に記載する。
フィールドベースの動き検出器６２２からのフィールド動き信号は擬似フィルムパターン検出器６２４に与えられる。フィールドベースの動き検出器は擬似フィルムパターンを検出する必要はない。たとえばＮＴＳＣテレビジョン信号入力の場合、擬似フィルム検出器は３０Ｈｚ（３０フレーム／秒）の動画像フィルムソースによってもたらされるものに類似するパターンを探索する。フレーム間に動きがある場合、隣接したビデオフィールドのビデオシーケンスが、擬似フィルムソースを示す０１０１０１といったパターン結果と比較される。１１１１１１などのパターンをもたらすよう１つおきのビデオフィールドを比較することにより、擬似フィルムソースをさらに確認する。
上述のとおり、擬似フィルムパターンは、過渡的に高速な動きが生じることにより、プログレシブ走査された同じフレームから導出されない、プログレシブ走査された同じフレームから導出されたフィールドの対の部分があるという点で、真のフィルムパターンとは異なる。このため、ＮＴＳＣ信号入力の場合には変形された３０Ｈｚフィルム検出器が採用され得る（またはＰＡＬ信号入力の場合には変形された２５Ｈｚフィルム検出器が採用され得る）。３０Ｈｚフィルム検出器は上記の特許第４，９８２，２８０号に開示されている。３０Ｈｚフィルム検出器への改良は上記の国際出願公開公報ＷＯ ９４／３０００６に開示されている（ＷＯの公報は５０Ｈｚ ＰＡＬシステムにおける２５Ｈｚフィルムソースの検出に向けられるが、６０Ｈｚ ＮＴＳＣシステムにおける３０Ｈｚフィルムソースを検出にも同じ原理が適用される）。以下に図１１に関して説明するＷＯ ９４／３０００６の検出器への改良を、この発明のデコーダの擬似フレーム検出器として採用することが好ましい。
フィルムソースの検出用に設計された検出器は、たとえばＮＴＳＣの場合に、さもなければ低速運動パターン内の高速運動の区域を無視するような何らかの変形を要する。たとえばノイズによる誤った表示を除去するためのしきい値が設定されると、検出器は、フィールドのすべての部分が低速運動しか含まないすべてのフィールドに応答して、擬似パターンＹＥＳ状態信号を発生せねばならない。エンコーダに関して先に述べたとおり、ほぼすべてのフィールドは擬似フィルムパターンの部分であり、パターンは高速な動きのあるすべてのフィールドが検出されるときにのみ損なわれ、たとえば十分に静止したシーンをカメラソースが迅速にパン撮りすることから結果として引起こされるが、これは非常に稀である。必要な作用をデコーダに及ぼすことが要求されるこのような動き検出器およびパターン検出器の作用は上記の米国特許第４，６２０，２２５号には開示されていない。
擬似フィルムパターン検出器６２４および動き検出器６２２からの高速運動信号はスイッチまたはコンバイナ６２０を制御し、これは擬似フィルムソースビデオプロセッサ６２６の出力、従来のビデオプロセッサ６２８の出力またはこれらの２つの合成のいずれかを選択する。擬似フィルムプロセッサ６２６はこの発明のエンコーダによって生成される擬似フィルム信号のデコードに備え、エンコーダへの入力を優れた態様で再構成する。
従来のビデオ処理機能部６２８は、この発明のエンコーダ以外のソースによって生成されるビデオ信号の処理を可能にする。従来のビデオインタレースプログレシブ走査コンバータ６２８は公知のさまざまなインタレースプログレシブ走査コンバータまたはデインタレーサ（de-interlacer）（しばしばラインダブラとして知られている）のいずれであってもよく、好ましくは低速運動の状況ではフィールド間ベースで動作し（たとえばその前後にあるフィールドの平均により、フィールドの対またはフィールドをマージする）、かつフィールド内ベースで動作する（同じフィールド内の線から補間により新しい走査線をもたらす）、適応型のものである。擬似フィルムプロセッサ６２６は好ましくはインタレースプログレシブフィールドマージ型のデインタレーサであり、これはあるタイプのラインダブラ（インタレースフィールドの対からの線をマージしてプログレシブ走査線をもたらす）である。このようなラインダブラは技術分野において周知である。たとえば上記の米国特許第５，１５９，４５１号および第４，８７６，５９６号ならびに上記の国際特許出願公開公報ＷＯ ９４／３０００６を参照されたい。
いくつかの経路を参照してデコーダの機能を説明したが、実質的に同じ機能および結果をもたらす実際の実施例は他のやり方で実現されてもよいことを理解されたい。たとえば、実際には、２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６および擬似フィルムパターン検出器６２４が少なくとも部分的に組合せられてもよい。これに代えて、またはこれに加えて、たとえば、擬似フィルムソースビデオプロセッサ６２６および従来のビデオプロセッサ６２８の部分が少なくとも部分的に組合せられてもよい。これに代えて、またはこれに加えて、たとえば、フィールドベースの動き検出器６２２およびフィールドおよび／またはフレームベースの動き検出器の部分が組合せられてもよい。
ＨＤＴＶフォーマットまたは視聴者のテレビジョンセットの他のフォーマットに適合するようエンコーダの出力を変更することが望まれる場合、デコーダ出力をオプションとしてのアップコンバータ６３０に与えてもよい。アップコンバータ６３０はたとえば、プログレシブ走査線の本数を増加させるか、プログレシブフレームレートを高めるか、インタレースＨＤＴＶフォーマットへのプログレシブ−インタレース変換を行なうか、またはアスペクト比を変更する。
図７にはコンバイナ６２０の詳細が概略的に示され、これは、第１のスイッチ７０２と、分圧器７０４として示されるフェーダまたはソフトスイッチの性質を有する第２のスイッチとを含んで示される。スイッチ７０２は擬似フィルムパターンＹＥＳ／ＮＯ信号によって制御され、これによりＹＥＳ状態の場合、分圧器のタップを選択する上方の位置にスイッチが置かれるようになる。ＮＯ状態の場合は、従来のビデオプロセッサ６２８（図６）の出力を選択する下方の位置にスイッチが置かれるようになる。動き検出器６２２（図６）からの高速運動信号は分圧器のタップの位置を制御し、１つの経路の出力、別の経路の出力またはこれらの２つの合成がデコーダ出力とみなされる程度を出力する。したがって分圧器７０４はフェーダまたはソフトスイッチとして機能する。スイッチは実際には、フィールド内での経路選択の変更がリアルタイムで行なわれるように迅速な制御を可能にするさまざまなやり方（たとえば電子的にまたはソフトウェアによる）のうち如何なるもので実現されてもよい。実際にはスイッチ７０８および７１０の機能が組合せられてもよいことも理解すべきである。
次に図８を参照して、この図８はフィールドベースの動き検出器をより詳細に示し、「Yin」で示される入力信号がフィールドおよびラインメモリ８０２のアレイに与えられる。メモリ８０２のアレイは、Yinの時間遅延したものを含む３つの出力を与え、これらはYin自体とともに、入力輝度信号の、時間的に隔てられた４つのものを与える。これらの４つのもののうち１つは第１のテレビジョンフィールドＦ０にあり、２つは第２のテレビジョンフィールドＦ１にあり、もう１つは第３のテレビジョンフィールドＦ２にある。
連続した３つのフィールド内のピクセル（テレビジョン画像エレメント）の空間的な場所に対する、３つの信号ストリームの時間間隔は、図８Ａの図を見るとよりよく理解できるであろう。図８Ａは準三次元図であり、ここでは垂直および水平方向の寸法がテレビジョン画像フィールドの面にあり、このため垂直軸は走査線に対して垂直である、テレビジョン画像フィールドの垂直方向であり、水平軸は走査線に対して平行である、テレビジョン画像フィールドの水平方向であり、各フィールドの面に対して垂直な方向は、連続した各フィールドが別の時間で示される準時間軸である。テレビジョンフィールドの運動中の画像情報時の何らかの任意の時刻において、ピクセルはフィールドＦ０の、Ｐ（Ｆ０）として表わされ得る。そのピクセルは図８Ａにおいて水平走査線上の点として示される。ピクセルＰ（Ｆ０）の後の２６２本の線（ＰＡＬに関するＮＴＳＣの場合３１２本の線）があるフィールドＦ１の第１のピクセルと、ピクセルＰ（Ｆ０）の後に２６３本の線（ＰＡＬに関するＮＴＳＣの場合には３１３本の線）があるフィールドＦ１の第２のピクセルとは、それぞれピクセルＰ（Ｆ１−1/2Ｈ）およびＰ（Ｆ１＋1/2Ｈ）と呼ばれる。第１の水平走査線上の点として示されるピクセルＰ（Ｆ１−1/2Ｈ）は垂直方向にピクセルＰ（Ｆ１＋1/2Ｈ）の真上にあり、このピクセルＰ（Ｆ１＋1/2Ｈ）は一つ下の水平走査線上の点として示される。フィールドＦ０のピクセルＰ（Ｆ０）がある場所に空間的に対応する、フィールドＦ１の点Ｐ（Ｆ１）は、フィールド間の水平走査線のインタレースオフセットのために、ピクセルＰ（Ｆ１−1/2Ｈ）およびＰ（Ｆ１＋1/2Ｈ）間の距離の半分のところにある。したがってピクセルＰ（Ｆ１−1/2Ｈ）は点Ｐ（Ｆ１）より線の半分に対応する時間だけ前方にあり、ピクセルＰ（Ｆ１＋1/2Ｈ）は点Ｐ（Ｆ１）より線の半分に対応する時間だけ後方にある。ピクセルＰ（Ｆ０）およびＰ（Ｆ１）のものに対応するフィールドＦ２の空間点はピクセルＰ（Ｆ２）の場所であり、これはピクセルＰ（Ｆ０）の後に、５２５本の線をもたらし、正確には１つのフレームまたは２つのフィールドをもたらす。ピクセルＰ（Ｆ２）はフィールドＦ２の水平走査線上の点で示される。
再度図８を参照して、ここではフィールドおよびラインメモリ８０２のアレイの詳細が示され、遅延されていない入力輝度信号ストリームYin自体によりＦ０出力ストリームがもたらされる。入力輝度信号ストリームYinは第１のｎＨ遅延器８０４（但しｎはＮＴＳＣの場合２６２本の線であり、ＰＡＬの場合３１２本の線）、Ｆ１−1/2Ｈ出力ストリームをもたらす。遅延器８０４の出力は１Ｈ（１本の水平線）遅延器８０６に与えられ、Ｆ１＋1/2Ｈ出力ストリームをもたらす。遅延器８０６の出力はさらなるｎＨ遅延器（ここでｎはＮＴＳＣの場合２６２本の線であり、ＰＡＬの場合には３１２本の線）８０８に与えられ、Ｆ２出力ストリームをもたらす。遅延器は、当業者には周知であるさまざまなハードウェア、ソフトウェアおよびハイブリッドハードウェア／ソフトウェア技術によって実現することができる。遅延器は一連の遅延器として示されるが、たとえば、信号ストリームが１度読込まれ、何度も読出される、マルチポートランダムアクセスメモリによるか、または他の等価的なやり方など、他のやり方で実現されてもよい。
したがって、メモリ８０２のアレイは連続した３つのフィールドの４つのピクセル場所に対応する４つの信号出力ストリームをもたらす。すなわちこれらは、フィールド０における時間位置Ｆ０のピクセルと、フィールドＦにおける時間位置Ｆ１−1/2ＨおよびＦ１＋1/2Ｈのピクセルと、フィールド２における時間位置Ｆ２のピクセルとである。
後に説明するフィールド０動き検出器８１４はＦ０、Ｆ１−1/2ＨおよびＦ１＋1/2Ｈ信号ストリームを受け、信号は１つのフィールドから線の半分を差し引いたものおよび１つのフィールドに線の半分を足したものに対応する時間だけ隔てられる。このような入力をフィールド動き検出器に与えることは公知であり、たとえば米国特許第４，９８２，２８０号および第５，２９１，２８０号を参照されたい。フィールド動き検出器の目的は、垂直方向の移動が起こるときに（たとえば水平線より下にある画像の部分が黒く、線より上にある画像の部分が白く、またはこれと逆の場合に）、動きを誤って検出することなく、インタレースされるフィールド間の動き（たとえばフィールドあたり半分の走査線分より速い速度を有する）を検出することである。上記の第５，２９１，２８０号の特許に開示されているタイプのフィールド動き検出器をこの発明の局面に採用してもよいが、いくつかのタイプの垂直方向の移動によって引き起こされる誤まった検出に対する抵抗が大きいため、下記の改良されたフィールド動き検出器を採用することが好ましい。第４，９８２，２８０号の特許に記載されているようなフィールド動き検出器を採用してもよいが、上記の第５，２９１，２８０号の特許のフィールド動き検出器は、垂直方向の移動から結果として生じる誤まった検出が全くないという点で、第４，９８２，２８０号の特許のものよりも好ましい。デジタルの実施例では動き振幅を示すマルチビットワードであるフィールド０動き検出器８１４の出力Ｆ０mtnは、疑似フィルムパターン検出器６２４（図６）に与えられるフィールド間動き信号を与える。Ｆ０mtn信号はまた、後に説明される高速運動の動き信号を導出するための２つの信号のうちの一方として用いられる。
第２のフィールド動き検出器であるフィールド２動き検出器８１６はＦ２、Ｆ１−1/2ＨおよびＦ１＋1/2Ｈ信号ストリームを受け、信号は１つのフィールドから線の半分を差し引いた分および１つのフィールドに線の半分を足した分に対応する時間だけ隔てられる。これに代えて、第２のフィールド動き検出器を採用する代わりに、第１のフィールド動き検出器の出力を１フィールド分（実際には１フィールドに線の半分を足した分または差し引いた分）だけ遅延され得る。デジタル形式の実施例では動き振幅を示すマルチビットワードである、フィールド２動き検出器８１６の出力Ｆ２mtnもまたフィールド間動き信号を与え、これはＦ０mtn信号とともに、後に説明するように高速運動の動き信号を導出するために用いることができる。所望であれば、、Ｆ０mtn信号を用いて検出される疑似フィルムパターンを確認するよう、後に説明する態様でＦ２mtn信号を用いてもよい。
動き検出器８１４および８１６または機能的にそれらの等価であるものは、連続した３つのフィールドＰ（Ｆ０）、Ｐ（Ｆ１）およびＰ（Ｆ２）にある対応するピクセルを比較する（インタレースオフセットにより、中間フィールドにおいては、ピクセルＰ（Ｆ０）およびＰ（Ｆ２）に対応する画像場所の真上および真下のピクセルが採用されることを理解されたい）。３つのピクセルに関して４つの場合が考えられる。
１）Ｐ（Ｆ０）＝Ｐ（Ｆ１）＝（ＰＦ２）
２）Ｐ（Ｆ０）≠Ｐ（Ｆ１）＝（ＰＦ２）
３）Ｐ（Ｆ０）＝Ｐ（Ｆ１）≠（ＰＦ２）
４）Ｐ（Ｆ０）≠Ｐ（Ｆ１）≠（ＰＦ２）
１つ目の場合は全く動きがないことを示す。２つ目および３つ目の場合は低速運動を示し、４つ目の場合は高速運動を示す。したがって、下記の表に示されるように、ブールの排他的ＯＲ関数は低速運動を示し、ブールののＡＮＤ関数は高速運動を示す。
Ｆ０mtnおよびＦ２mtn信号に低レベルのしきい値を与えてそれらを２進形式に変換することにより、結果として生じる２進信号に対して演算を行うブールのＡＮＤ関数により、高速運動状態の表示が生成される。この表示は、より大きな振幅を有するＦ０mtn信号またはＦ２mtn信号のいずれか、または（それらの平均振幅などの）２つの信号の合成を選択して、コンバイナ６２０（図６）の制御のための高速運動信号を生成するようにするために用いられ得る。Ｆ０mtn信号、Ｆ２mtn信号および結果として生じる高速運動信号は動き振幅を示し、デジタル形式の実現例の場合それらはマルチビットワードである。好ましくは、論理機能部８１８はこのような適切なブールのＡＮＤおよび選択または組合せの機能をもたらす。
ブールのＡＮＤ関数が０であり最初の３つの場合のいずれかを示す場合、高速運動コントロール信号はコンバイナ６２０（図６）が疑似フィルムソースビデオプロセッサ６２６の出力のみを選択するようにする。ブールのＡＮＤ関数が１であり３番目の場合を示す場合、高速運動コントロール信号は、コンバイナ６２０のフェーダまたはソフトスイッチが動きの振幅（より大きな動きによりフェーダが従来のビデオプロセッサ出力に向けて移動される）に従って、疑似フィルムおよび従来のプロセッサ間でスイング（swing）するようにする。
さらに、論理８１８が、２進変換された形式のＦ０mtn信号およびＦ２mtn信号に応答する排他的ＯＲ関数を含む場合、疑似フィールドモード状態を確認するためにさらなる信号が与えられ得る。これに代えて、このさらなる信号を、変形された疑似フィルムパターン検出器と関連して用いてもよい。検出器はたとえば、フィールドに第４の状態（すなわちＰ（Ｆ０）≠Ｐ（Ｆ１）≠（ＰＦ２））が生じない限り、疑似フィルムフィールドとしてフィールドを特定する。
フィールドベースの動き検出器６２２（図６）がフィールドまたはフィルムベースの動き検出器６１４（図６）の代わりに用いられてもよく、この場合Ｆ０mtn信号（図８）が２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６（図６）および従来のビデオプロセッサ６２８（図６）に与えられる。
エンコード／デコードシステムの部分として動作され、特にシステムが物理的に単一の場所に置かれる場合、デコーダは疑似フィルムＹＥＳ／ＮＯ信号、フィールドマージ信号および／または高速運動信号をエンコーダから受ける。これに代えて、慣行では、エンコーダはインタレースフレームを常に生成し、ここでは偶数パリティフィールドの後に奇数パリティフィールド（またはこの逆）が続き、これらの２つのフィールドはデコーダによってマージされるフィールドであるため、デコーダを簡単にすることができ、フィールドマージマーカ信号を送信する必要もない。このような慣行は、単一の場所または統一の技術基準の下で動作するシステム内で最も実用的に実現することができる。好ましくは、システムが物理的に単一の場所に置かれる場合、３つの信号すべてが与えられる（または慣行が適用され、フィールドマージ信号を与える必要がなくなる）。これには、優れた信号−ノイズ比を持つ高解像度入力信号からエンコーダおよびデコーダコントロール信号の両方を導出するという利点がある。
図８のフィールド動き検出器の詳細が図９に示される（図８に示されるような単一のフィールド動き検出器と適切な遅延メモリとが動き検出器６１４として用いられ得る）。各フィールド動き検出器は対向するフィールドパリティ（たとえばフィールド０およびフィールド１）の、時間的に隣接するピクセル情報を比較し、画像の垂直方向の移動によるフィールド間の動きを微分し、フィールド動き信号を与えるようにする。
各フィールド動き検出器は３つの減算器（９０２、９０４および９０６）と、キープスモーラー絶対値（keep-smaller-absolute value）機能部９０８と、大きさ比較器（magnitude comparator）９１０と、運動／非運動（motion/no motion）スイッチ９１２とを含む。減算器９０２はＦ１−1/2ＨおよびＦ０信号を受ける。減算器９０４はＦ０およびＦ１＋１／２Ｈ信号を受ける。減算器９０６はＦ１−1/2ＨおよびＦ１＋1/2Ｈ信号を受ける。米国特許第５，２９１，２８０号（たとえば図３を参照）はたった今述べたものと同じ入力を受ける減算器９０２および９０４と、キープスモーラー絶対値機能部９０８とを採用する。この発明のフィールド動き検出器は上記の第５，２９１，２８０号の特許と同じキープスモーラー絶対値機能部構成を用いてもよい。
フィールド間での減算を行なうことによりフィールドの動きがもたらされるが、同時に垂直方向の移動が動きとして誤まって検出されてしまう。キープスモーラー絶対値機能部は２つのフィールド間の減算結果のうち小さい方を選択し、高周波数の垂直方向の移動を動きから区別する。不都合なことに、低周波数の垂直方向の移動は依然として動きとして検出されてしまう。この欠点を克服するために、この好ましいフィールド動き検出器は単一線垂直方向差動器（ｓingle line vertical differentiator）（第３の減算器９０６）を加え、垂直方向のエネルギ測定値であるその出力が、大きさ比較器９１０において、フィールドの動きの測定値であるキープスモーラー絶対値機能部９０８の出力と比較される。単一線垂直方向差動器として機能する減算器９０６はフィールド内の垂直方向の移動を探索する。垂直方向の移動の大きさがフィールドの動きの大きさよりも大きければ、垂直方向の移動は誤まって動きと決定されていたため、出力スイッチはＮＯの位置に移行し、動きが全くないことが検出される。しかしながら、フィールドの動きが垂直方向のエネルギよりも大きければ、動きの値であるＹＥＳが出力される。これにより、より正確に動きが検出される。減算器からの動き情報信号の符号はキープスモーラー絶対値機能部とは無関係であることに留意されたい。
動き検出器６１４（図６）として使用するための好ましい形態のフレーム動き検出器（フレーム動き検出器がフィールド動き検出器の代わりに用いられる場合）が図１０に詳細に示され、ここではＦ０およびＦ２ビデオストリーム信号がピクセルベースでピクセルと比較され、フィールドＦ１にある対応するピクセルが動きの中に存在する可能性があるかどうかを決定する。Ｆ２ビデオストリーム信号を与えるために１フレームメモリ遅延器（図示せず）が用いられる。
上記の米国特許第４，９８２，２８０号に記載されているフレーム動き検出器では、高周波の動きがフィルタ除去される。これはいかなる副搬送波の残りも動きとして検出されないようにするために行なわれる。図１０の好ましいフレーム動き検出器により動きおよび副搬送波信号成分の区別が改善される。
減算器１００２においてＦ０とＦ２との間でフレームの減算が行なわれる。減算器１００２の出力はローパスフィルタ１００４および減算器１００６によってもたらされる相補的なローパスおよびハイパスフィルタ中を進行する。デジタル形式の実施例の場合、ローパスフィルタはカラー副搬送波周波数においてゼロを有する５タップＦＩＲフィルタであってもよい（ＮＴＳＣおよびＰＡＬの両方に使用することが意図されるフレーム検出器では、フィルタ特性はＮＴＳＣまたはＰＡＬ信号が処理されるかどうかに従って切換可能であろう）。線１００８上にあるローパスフィルタリングされた水平経路（殆どの動きがここにある）は整流器１０１０で整流され、しきい値機能部１０１２に与えられ、これは動きＬＰＦノイズしきい値を与えることによりノイズ成分を除去する。デジタル形式の実現例の場合、たとえばしきい値１０１２は信号を（たとえば８ビットから）４ビットに制限し得る。線１０１４上にあるハイパスフィルタリングされた水平方向経路は、減算器１０１６、加算器１０１８および遅延器１０２０（これはＮＴＳＣの１本分の線の遅延とＰＡＬの２本分の線の遅延とをもたらす）によってもたらされる相補的な垂直方向のローパスおよびハイパスフィルタへと進行する。垂直ＨＰＦ経路１０２２および垂直ＬＰＦ経路１０２４であるこれらの経路はそれぞれ、整流器１０２６および１０２８において個別に整流され、それら自体のしきい値を有する（それぞれしきい値機能部１０３０および１０３２であり、これらは動きＨＨＰＦ−ＶＨＰＦノイズしきい値および動きＨＨＰＦ−ＶＬＰＦノイズしきい値をそれぞれ与えることによりノイズ成分を除去する（ＨＨＰＦは水平方向ハイパスフィルタなどである）。デジタル形式の実現例の場合、しきい値１０３０および１０３２はまた、それぞれの信号を４ビットに制限し得る。
このように３つの経路が設けられる。すなわち、水平方向のローパスフィルタ（ＨＬＰＦ）経路と、水平方向のハイパスフィルタおよび垂直方向のハイパスフィルタ（ＨＨＰＦ−ＶＨＰＦ）経路と、水平方向のハイパスフィルタおよび垂直方向のローパスフィルタ（ＨＨＰＦ−ＶＨＰＦ）経路とである。３つの経路の目的は、カラー副搬送波信号成分を真の動き情報から分離することである。ＨＬＰＦ経路出力は、ＬＰＦ１１０４の水平方向ローパスフィルタの作用の結果、実質的には副搬送波信号成分を有さない。ＨＬＰＦ経路の相補的なものを保持する２つのＨＨＰＦ経路は、スペクトルの高周波数部分にある副搬送波信号成分を減らすために垂直方向のフィルタリングを要する。このような成分は実際のテレビジョンシーンに生じ得る垂直方向の線のパターンとして現われる。ＨＨＰＦ−ＶＨＰＦ経路のフィルタリング作用により、低振幅レベルの副搬送波信号成分が送られる。ＨＨＰＦ−ＶＨＰＦしきい値を十分に高く設定することにより、真の動きが副搬送波成分から区別される。ＨＨＰＦ−ＶＬＰＦ経路のフィルタリング作用により副搬送波成分（線によって位相がずれているため垂直方向の成分を有する）が拒絶されるが、動きとして検出されるべき水平方向に移動する線のパターン（「移動マルチバースト」と呼ばれる）が送られる（このようなパターンは他の２つの経路によって拒絶される）。ＨＨＰＦ−ＶＬＰＦ経路はＨＨＰＦ−ＶＨＰＦ経路よりも低いしきい値レベルを有する。なぜなら、ＨＨＰＦ−ＶＬＰＦ経路は振幅に基づいて不所望な信号成分から所望のものを区別しないないからである。ＨＬＰＦおよびＨＨＰＦ−ＶＬＰＦしきい値レベルはノイズをなくすために選択される。
異なった態様でフィルタリングされる３つの動き経路が加算器１０３４で組合せられ、伸張機能部１０３６で伸張される。好ましくは、それらは水平方向に５ピクセル分、時間方向に１フィールド分、かつ垂直方向に１本の線だけ伸張される。このような水平方向、垂直方向および時間方向の伸張の技術は公知である。たとえば上記の米国特許第５，４８８，４２２号を参照されたい。ブロック１０３６の出力は、キープグレーターバリュー機能部（keep greater value function）１０３８および２６２Ｈ／３１２Ｈ（ＮＴＳＣの場合２６２本の線であり、ＰＡＬの場合３１２本の線）遅延器１０４０の１つの入力に与えられ、その出力はブロック１０３８に第２の入力として与えられ、さらに１Ｈ（１本の線）遅延器１０４２に与えられ、その出力はブロック１０３８に第３の入力として与えられる。ブロック１０３６から１０４２により、時間方向および垂直方向に伸張された動き信号が与えられる。
時間方向および垂直方向の伸張の目的は２つある。すなわち、（たとえば振り子の運動のように）速く移動する物体がフレーム間に「ホール」を残す状況を回避することと、ＮＴＳＣ信号の場合に、フィルムデータがフィルムデータとして検出されないときに鮮明な画像とくすんだ画像との間のフラッタ（fluttering）を回避することとである。さらに、伸張は、擬似フィルム検出器のフィールド動き信号をフレーム動き信号が「包囲する」ことを確実にする。
フレーム動き検出器は調節可能な３つのパラメータを持つ。すなわち、動きＬＰＦノイズしきい値と、動きＨＨＰＦ−ＶＬＰＦノイズしきい値と、動きＨＨＰＦ−ＶＨＰＦノイズしきい値とである。パラメータはノイズおよび副搬送波信号成分によって引起される、動きの誤った検出を最小にするように調節されるべきである。
擬似フィルムパターン検出器６２４の詳細が図１１に示される。擬似フィルムパターン検出器６２４（図６）の目的は、擬似フィルムパターンの始まりを決定し、それにより擬似フィルムモード（擬似フィルムＹＥＳ／ＮＯ信号をそのＹＥＳ状態にすることにより示される）に入り、擬似フィルムモードに入った後に、擬似フィルムパターンが損なわれると、擬似フィルムモードを終える（擬似フィルムＹＥＳ／ＮＯ信号をそのＮＯ状態にすることにより示される）。擬似フィルムパターン検出器６２４はフィールドベースの動き検出器６２２からフィールド動き信号を受ける。基本的に擬似フィルムパターン検出器は５０Ｈｚテレビジョン信号の２５Ｈｚソースを探索するＰＡＬフィルム検出器と同じであるか、または６０Ｈｚテレビジョン信号の３０Ｈｚソースを探索するＮＴＳＣの３０Ｈｚフィルム検出器と同じである。ＰＡＬテレビジョン信号の２５フレーム／秒の動きを検出するためのフィールドベースのフィルム検出器は上記の国際特許出願公開公報ＷＯ ９４／３０００６に開示されており、ＮＴＳＣテレビジョン信号における３０フレーム／秒の動きを検出するためのフィールドベースのフィルム検出器は上記の米国特許第４，９８２，２８０号に開示されている。
次に図１１を参照して、擬似フィルム検出器はフィールド０とフィールド１との間の累積したフィールドの動きを考慮し、データが擬似フィルムであり他のビデオではないことを決定する前に、３０Ｈｚ（ＮＴＳＣ信号の場合３０Ｈｚであり、ＰＡＬの場合２５Ｈｚである）フィールド動き擬似フィルムシーケンスパターン「１０」を探索する。擬似フィルム検出器はフィールド０動き検出器８１３（図８）のＦ０mtn出力信号を受ける。フィールド動き信号はローパスフィルタ１１０２でフィルタリングされて副搬送波の残りを除去し、整流器１１０４で整流され、擬似フィルム動き無効機能部１１０４で無効にされて、すべての画像のエッジ折り返しひずみおよび字幕が動きとして検出されないようにする。その後、整流されて無効にされた動き信号がしきい値１１０８に与えられ、ノイズ折り返しひずみを軽減する。しきい値は、固定され予め規定された擬似フィルムノイズしきい値によって設定される。平行経路では、（使用される場合）フレーム動き検出器からの動き入力がしきい値１１１０によってしきい値とされ、デジタル形式の実現例では１ビットの動きＹＥＳ／ＮＯ信号にされる。このしきい値は動きしきい値によって設定される。１ビットの動きＹＥＳ／ＮＯ信号がその後、モーション−ノーモーションスイッチ１１１２を制御するために用いられる。オプションとしてのフレームの動きの表示はフィールドの動きの表示を確認する役割を果たす。すなわち、所与のピクセルにフレームの動きがない場合、同じピクセルに関するフィールドの動きはない（フレームの動きは水平方向および垂直方向に伸張されて、フレームの動きのバンドがフィールドの動きを包囲することを確実にする）。その後、スイッチ１１１２からの１ビットのフィールド動き信号はフィールドレートアキュムレータ（field rate accumulator）１１１４のフィールド全体にわたって累積される。
繰返して起こる擬似フィルムシーケンス「１０」が列状の数個のフレームの標準ビデオデータに生じることがあるため、擬似フィルムソースビデオと従来のビデオとを区別するよう注意を払う必要がある。フィールドレートアキュムレータ１１１４からの現在のフィールドの動き（Ｂ）がまず、比較器１１４０で、１フィールド遅延器１１４２（これは垂直方向の同期信号によってフィールドレートでクロック制御されるフリップフロップとして実現され得る）においてフィールドレートアキュムレータ１１１４の出力を遅延することにより導出された最後のフィールドの動き（Ａ）と大きさに関して比較され、比較器１１４０出力で動き符号信号を形成するようにする。
現在の値が前の動き値よりも大きければ「１」が出力され、現在の値が前の動き以下であれば逆に「０」が出力される。平行経路では、２つの動き、すなわち現在のフィールドの動き（Ｂ）と最後のフィールドの動き（Ａ）とがオペレータ１１４４によって変形され、比｜（Ａ−Ｂ）／［（Ａ＋Ｂ）／２］｜となるようにする。差の絶対値が平均値で除算されるこの関数は、隣接するフィールドの動きの比に対応し、これは後に、出力がＡＮＤゲート１１４８で動き符号信号によってゲート制御されるしきい値１１４６に送られる。動きの制限を最小にすることが必要である。なぜなら、動き符号信号は、ＡとＢとの差が１または１０００であっても関係ないからである。ビデオデータに関しては、たとえば１０００、１４１０、１４００および１５１０といった動き値を得ることは一般的でないわけではない。これらは動き符号信号から「０１０１」をもたらし、すなわちフィルム状のパターンをもたらす。小さな動き擬似フィルムソースはたとえば６、１００、５および１１０といった値を有し得る。したがって擬似フィルムの最小動き比は擬似フィルムと他のビデオとの区別を補助し得る。
これに代えて、しかしこれほど望ましくはないが、フィールドレートアキュムレータ１１１４と状態マシン１１３０との間の擬似フィルム検出器の構成を、以下に説明する図１２の構成を代用することにより変形してもよい。
最小動き比制約条件が満たされると、擬似フィルム状態マシン１１５０には動き符号が送られ、これは上記の第４，９８２，２８０号の特許のものと同じタイプの状態マシンであってもよい。そうでなければ０が入力される。フィルムシーケンスの数が擬似フィルムシーケンスの獲得数に達すると、擬似フィルムモードに入る。擬似フィルムシーケンスが、フィールド全体が高速な動きのあるフィールドで中断されると、擬似フィルムモードが終わる。
擬似フィルム検出器は調節可能な８つのパラメータを有する。すなわちこれらは、擬似フィルムノイズしきい値と、動きしきい値と、擬似フィルムシーケンス獲得数と、最小動き比と、擬似フィルム動き検出区域を規定する４つの擬似フィルム無効パラメータとである。これらの４つの擬似フィルム無効パラメータとは、擬似フィルム無効最上線と、擬似フィルム無効最下線と、擬似フィルム無効右境界と擬似フィルム無効左境界とである。
図１２は、図１１の擬似フィルム検出器の部分の代替的な構成を示す。データの各フィールドの端部はラッチされ、動き値は後に、３つの平行経路１２１６、１２１８および１２２０にフィールドレートアキュムレータ１１１４（図１１）から３つの平行経路１２１６、１２１８および１２２０に送られる。これらの３つの経路は、１）５フィールド検出器１２２２の最小のものへの経路１２１６（安全マージンを設けるためには５つのフィールドのうち最小のものが好ましいが、３つのフィールドのうち最小のものが実用的である）２）３つのフィールドの加重平均器１２２４への経路１２１８、および３）フィールドの終わりでの計算が行なわれる減算器１２２６の１つの側への経路１２２０である。各フィールドの初めにアキュムレータがリセットされる。
フィールドの動きは正確でないため、移動しないフィールドはそれと関連したゼロでない値を有し得る。最小フィールド検出器１２２２は最小の動きに関する５つの隣接したフィールドに対処する。５つの隣接したフィールドにおける擬似フィルムに関しては、移動していないフィールドが常に存在するため、最小の動きの値がそれに対応することとなる。この出力により減算器１２２６への他の入力が与えられ、経路１２２０上にあるアキュムレータ１２１４出力からの、移動しないフィールドに関連したベース動き値を除去するようにする。減算器１２２６の出力は後に可変しきい値１２２８に送られ、このしきい値はブロック１２２４の出力、すなわち３つのフィールドの加重平均によって決定する。
動きしきい値は画像情報の動きに依存するため、少ししか動きがない画像情報が、多くの動きがあるデータよりも低いしきい値を有することがある。最小動き検出器１２２２および加重平均器１２２４は小さな移動シーンに対する擬似フィルム検出器の感度を大幅に高め、ナイキスト条件に反する、コンピュータによって生成されたデータを計算に入れない。移動フィールドについては「１」であり、移動しないフィールドについては「０」である、可変しきい値１２２８の出力が後に状態マシン１１３０（図１１）に送られる。
この発明はテレビジョン信号の処理に関する。特にこの発明は、高精細度テレビジョン（「ＨＤＴＶ」）信号からコンパチブルな標準帯域幅テレビジョン信号（標準精細度テレビジョンまたは「ＳＤＴＶ」信号）を導出し、ＳＤＴＶ信号から高精細度に近いテレビジョン信号を再構成するための、改良された信号処理装置および信号処理方法に関する。ＳＤＴＶ信号はたとえば、アナログまたはデジタル形式でエンコードされた標準的なＮＴＳＣ、ＰＡＬテレビジョン信号、またはＣＣＩＲ ６０１ ４：２：２フォーマットのビデオ信号などのデジタル形式でエンコードされたテレビジョン信号であろう。この発明は特に、たとえばテレビジョンのスタジオ、製作設備および送信システムを含む既存のＳＤＴＶシステムに使用するのに適するため、このような既存の設備を高価な高精細度設備で置換える必要がなくなる。
背景技術
標準テレビジョン受信機に対する、標準アナログＮＴＳＣまたはＰＡＬ信号の送信の互換性を維持したままでテレビジョンの再生を向上させるために、多くの構成が提案されている。このような構成は、ＩＱＴＶ（品質改善テレビジョン）、ＨＱＴＶ（高品位テレビジョン）、ＩＤＴＶ（精細度改善テレビジョン）およびＥＤＴＶ（精細度伸張テレビジョン）など、さまざまなものとして説明されている。デジタル形式でエンコードされたビデオ信号には類似した問題が既に生じており、解決策が考えられている。たとえば、何らかのダウンコンバートおよび／または圧縮技術によって、ＣＣＩＲ ６０１ ４：２：２のフォーマットを、データが減らされた送信または記憶用のフォーマットに変換すること、および元のフォーマットの画質に近づくかまたはそれを超えるように、後にビデオ信号をデコードおよび再生せねばならないことである。
１９８０年代に本願発明者の一人によってスーパーＮＴＳＣシステムが開発され、このスーパーＮＴＳＣシステムでは、高品位プログレシブ走査ソースから導出されたコンパチブルなアナログＮＴＳＣ信号によって高精細度再生が行なわれる。このシステムはたとえば下記の文献に記載されている。“Improving NTSC to Achieve Near-RGB Performance，”Yves Faroudja and Joseph Roizen，J．SMPTE，August 1987，pp．750-761；“NTSC and Beyond，”Yves Charles Faroudja，IEEE Transactions on Consumer Electronics，February 1998，pp．166-177；“A Progress Report on Improved NTSC，”Yves C．Faroudja and Joseph Roizen，J．SMPTE，November 1989，pp．817-822 and System Description SuperNTSC，Faroudja Research，March 15，1990，Sections I，II and IV。高解像度再生のために、スーパーＮＴＳＣはコンパチブルな複合ＮＴＳＣ信号を成分にデコードし、帯域幅が色信号成分を水平領域に伸張し、線が信号成分を倍にし（すなわち各インタレースフィールドの線の数を倍にするか、またはこれに代えてインタレース信号をプログレシブ走査に変換し、プログレシブ走査フレームレートはインタレース走査フィールドレートに対応し、各プログレシブ走査フレームは各インタレースフィールドの走査線の２倍の本数の走査線を有する）、その後、高解像度モニタにディスプレイする前に、輝度成分を水平領域にスペクトル上で伸張する。
“On Picture Quality of Some Television Signal Processing Techniques，”Broder Wendland and Hartmut Schroeder，J．SMPTE，October 1984，pp．915-922にはあるシステムが開示されており（図１、線３）、このシステムでは、高品位ソースから導出され本質的に折り返しひずみ（aliasing artifact）のないコンパチブルな６２５ライン、２：１インタレーステレビジョン信号がインタレース走査信号からプログレシブ走査信号に変換され、ライン周波数を倍にするよう補間され、インタレース走査信号に再度変換されて、１２４９ライン、２：１インタレーステレビジョン信号をもたらすようにする。したがって、再生ラインレートおよびフレームレートの各々は、受信されたコンパチブルな信号のレートの倍である。同じような試みが下記の文献に記載されている。“The Television Scanning Process，”G．J．Tonge，J．SMPTE，July 1984，pp．657-666 and in other papers by Wendland or Wendland and another：“Extended Definition Television with High Picture Quality”by Broder Wendland，Video Pictures of the Future，A collection of papres presented during the 17th Annual SMPTE Television Conference in San Franscisco，February 4-5，1983，pp．57-71；and“High Definision Television Studies on Compatible Basis with Present Standards”by Broder Wendland，Television Technology in the 80’s，A collection of papers on television production and post production technology，presented during the 15th Annual SMPTE Television Conference in San Francisco，February 6-7，1981，pp．151-165。また、“Psychophysics and the Improvement of Television Image Quality”by William F．Schreiber，J．SMPTE，August 1984，pp．717-725を参照されたい。
本願発明者の米国特許第５，１５１，７８３号、第５，１５９，４５１号、第５，２３７，４１４号および第５，４２８，３９８号のうちの１つに開示されている実施例では、ＮＴＳＣ信号などの標準帯域幅テレビジョン信号が動き適応型ラインダブラに与えられ（これはインタレースされる各フィールドのライン数を倍にするか、またはこれに代えてインタレース信号をプログレシブ走査に変換して、プログレシブ走査フレームレートがインタレース走査フィールドレートに対応するようにし、かつプログレシブ走査された各フレームが各インタレースフィールドの走査線の倍の本数の走査線を有するようにする）、その後、その出力が非線形エンハンサに与えられ、これは水平および／または垂直方向の画像の移動に関する帯域幅の伸張を伴う。
Broder WendlandおよびWendland他によるいくつかのさらなる論文および特許は一般的には上述のタイプの構成に関するが、さらなる要素を含む。すなわち、テレビジョン信号が処理される態様は、動きが画像に存在するかどうか、または画像が実質的に静止しているかどうかに依存する。このような２つの方式を有するシステムの局面は下記の文献に記載されている。“High Quality Television by Signal Processing”by Broder Wendland，2nd International Conference on New Systems and Services in Telecommunications，Liege，Belgium，November 1983，pp．401-409；“Signal Processing for New HQTV Systems”by Broder Wendland and Hartmut Schroeder，Television Image Quality，A collection of papers on television technology presented during the 18th Annual SMPTE Television Conference in Montreal，February 10-11，1984，pp．336-353；米国特許第4,620,225（号WendlandおよびUhlenkamp）および米国特許第4,635,114号（WendlandおよびSchroeder）。
本願発明者のスーパーＮＴＳＣシステムおよびWendlandまたはWendland他によって提案されているような構成から結果として得られた実質的な改良にもかかわらず、結果として得られたテレビジョンディスプレイは依然として、全帯域幅ＨＤＴＶ送信によってもたらされるＨＤＴＶディスプレイよりも劣っている。したがって、コンパチブルビデオ信号からＨＤＴＶ信号を再構成することができる再生システムの必要性が依然として満たされていない。
発明の開示
この発明によると、すべての、しかし非常に稀な、カメラによって生成されたテレビジョンシーンの場合に、プログレシブ走査カメラからの映像が、あたかも映画フィルムから導出された映像となるように処理される。映画フィルムに擬せられる映像により、ここで「擬似フィルムパターン」と称する特徴的なパターンがもたらされ、このパターンにおいては、すべてのＳＤＴＶビデオフィールドのうち少なくともいくつかには、そのフィールドと対になるＳＤＴＶビデオフィールドの対応画像区域に対して、動きが全くないか、ゆっくりとした動きしかない（カメラ生成シーンは偶発的で稀にしかないことにより、画像全体に高速な動きのあるフィールドがもたらされ、擬似フィルムパターンが損なわれる）。動きが全くないかまたはゆっくりとした動きしかないフィールドの対の対応画像区域は、同じ動画像フレームから導出されたインタレースされるフィールドがマージされる態様でマージされる。高速な動きのあるフィールドの対の対応画像区域にはインタレース−プログレシブ走査変換処理が施され、これは純粋にフィールドのマージではない。擬似フィルムパターン時に得られる結果は、プログレシブ走査カメラによってもたらされたものと同等なプログレシブ走査画像であり、再生された画像のうち動きが全くない部分およびゆっくりとした動きしかない部分は非常に鮮明であり、元のカメラソースのものと本質的には同じであるが、画像のうち高速な動きのある部分の解像度は低く、わずかに「ぼけた」ように見える。しかしながら、動画像区域の解像度の損失は元のカメラソースにおいても起こり、人間の目には実際に見えない。幾分複雑さおよびコストを伴うものの、結果として生じる心理視覚的な印象は、ソースからディスプレイに至るまでプログレシブ状態を維持するＨＤＴＶシステムのものと本質的に同じである。擬似フィルムパターンが稀に損なわれる時に、従来のインタレースプログレシブ走査変換により依然として高品位画像が得られ、低解像度になっても優れた方式がもたらされる。
この発明には下記のいくつかの局面がある。１）好ましくは、ＨＤＴＶカメラからのプログレシブ走査（またはこれに代えて、これほど望ましくはないがインタレース）テレビジョン信号を入力として受け、インタレースＳＤＴＶテレビジョン信号を出力として与える、発生またはエンコード部分。２）インタレースＳＤＴＶ信号を入力として受け、好ましい実施例では、高精細度フォーマットのプログレシブ走査（またはこれに代えてインタレース）テレビジョン信号を出力として与える、受信またはデコード部分。３）エンコードおよびデコード部分がともに動作し、それにより、デコード部分によって与えられるテレビジョン信号の高精細度フォーマットが、ＨＤＴＶカメラによってエンコード部分に与えられる信号のものと本質的に同じになるようにするシステム。非常に高品位なＮＴＳＣ、ＰＡＬまたは他のＳＤＴＶ信号を与えるためにエンコード部分はデコード部分なしで用いられ、改善された高精細度なテレビジョン信号を与えるためにデコード部分はエンコード部分なしで用いられ得るが、結果として得られるテレビジョン信号の質を最高にするために、有利には、エンコード部分およびデコード部分はともにシステムに用いられる。
発明のエンコード部分では、プログレシブ走査テレビジョン信号からインタレースＳＤＴＶ信号が導出され、ＳＤＴＶ信号は実質的に、プログレシブ走査テレビジョン信号がプログレシブ走査フレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、ＳＤＴＶ信号はプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有する。エンコーダは下記のようにＳＤＴＶ信号を導出する。
−低速運動プロセスとして特徴づけられるものにおいて、第１の中間インタレーステレビジョン信号が与えられ、この信号は時間領域ローパスフィルタリングされ、プログレシブ走査フレームレートと実質的に同じフィールドレートを有するが、テレビジョン信号の運動中の画像情報の変化はインタレーステレビジョンフレームレートを超えないため、インタレースされるフィールドの各連続対は同一の動き内容を有する（動画像フィルムソースから導出されたフィールドの場合と同様）。
−高速運動プロセスとして特徴づけられるものにおいて、第２の中間インタレーステレビジョン信号が与えられ、この信号はプログレシブ走査フレームレートと実質的に同じフィールドレートを有し、インタレーステレビジョン信号の運動中の画像情報の変化はインタレーステレビジョン信号フレームレートを超えるが、インタレーステレビジョン信号フィールドレートは超えない。
−上記プログレシブ走査テレビジョン信号のフレーム間の画像情報の差によって動きコントロール信号が導出され、これはプログレシブ走査テレビジョン信号の動きの程度を示す。
−第１の中間インタレーステレビジョン信号および第２の中間インタレーステレビジョン信号が動きコントロール信号に応答して選択され、これにより、動き信号によって示される動きの程度に従って、２つの中間インタレーステレビジョン信号のうちの一方が選択されるか、中間インタレーステレビジョン信号の合成が選択され、インタレースＳＤＴＶ信号をもたらすようにする。
低速運動プロセスおよび高速運動プロセスによる中間インタレーステレビジョン信号の選択は、低速運動プロセスによってもたらされた中間信号を優先してリアルタイム（すなわちフレーム内）ベースで行なわれ、それにより、初期条件により低速運動プロセスによる中間インタレース信号が与えられるようになり、その出力は、高速運動が起こるときにのみ、高速運動プロセスによるある程度の信号を与える。このためＳＤＴＶ信号は、テレビジョンソースが、インタレーステレビジョン信号のフレームレートと同じフレームレートを有する動画像フィルムである場合に生成され得るパターンに類似したパターンを有する（すなわち、フィルムソースの場合、インタレースされるフィールドの各対は同じ動画像フィルムフレームから導出される）。しかしながらここでは、インタレースされるフィールドの対は、部分的な時間においてのみ同じプログレシブ走査フレームから導出され得る。すなわちそれらは、ゆっくりとした動きしかない部分に関する同じプログレシブフレームから導出されるが、高速な動きのあるフィールドの部分に関する同じプログレシブフレームからは導出されない。したがって、この発明のエンコーダによって発生するインタレースフィールドのパターンにより、ここで「擬似フィルムパターン」と定義されるものがもたらされる。このようなパターンは、フィールド内に１つまたはそれ以上の高速運動「ホール（hole）」がある場合を除いて、真のフィルムパターンに似ている。擬似フィルムパターンは、たとえば全体が静止したシーンを迅速にパン撮りするＨＤＴＶソースカメラから結果として生じた、非常に高速な動きのある１つまたはそれ以上のフィールドによって損なわれ得る。
ビデオ信号のフィルムパターンの生成および検出は技術分野において周知である。たとえば、米国特許第４，８７６，５９６号、第４，９８２，２８０号および第５，２９１，２８０号ならびに国際特許出願公開公報ＷＯ ９４／３０００６を参照されたい。後に説明するように、このようなフィルムパターン検出技術の変形により擬似フィルムパターンの検出が可能になる。
発明のデコーダ部分では、プログレシブ走査テレビジョン信号はインタレースＳＤＴＶ信号から導出される。デコーダは下記のようにインタレースＳＤＴＶ信号を導出する。
−インタレースＳＤＴＶ信号のフィールド間の差に基づいた高速運動コントロール信号が与えられ、高速運動コントロール信号はＳＤＴＶインタレーステレビジョン信号の動きの程度を示す。
−パターンＹＥＳ／ＮＯ信号が与えられ、ＹＥＳは擬似フィルムパターンの検出を示し、ＮＯはインタレースＳＤＴＶ信号の擬似フィルムパターンの非検出を示す。
−フィールドマージ信号が与えられ、フィールドマージ信号は、パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＹＥＳ状態のときに、インタレースフィールドのうちいずれの対が同じ擬似フィルムフレームから導出されるかを示す。
−低速運動プロセスとして特徴づけられるものにおいて、第１の中間プログレシブ走査テレビジョン信号が与えられ、この信号はインタレースＳＤＴＶ信号の対としてフィールドマージ信号によって特定されたインタレースフィールドの各対からの、同一の２つのプログレシブ走査テレビジョン信号フレームで構成される。
−高速運動プロセスとして特徴づけられるものにおいて、第２の中間プログレシブ走査テレビジョン信号が与えられ、ここでは各フレームがインタレースＳＤＴＶ信号の１つまたはそれ以上のフィールドから導出され、プログレシブ走査テレビジョン信号はインタレースＳＤＴＶ信号のフィールドレートと同じフレームレートを有する。
−高速運動コントロール信号およびパターンＹＥＳ／ＮＯ信号に応答して第１の中間プログレシブ走査テレビジョン信号および第２の中間プログレシブ走査テレビジョン信号が選択され、それにより、パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＹＥＳ状態のときに、動き信号によって示される動きの程度に応じて、２つの中間プログレシブ走査テレビジョン信号のうち１つが選択されるか、または中間プログレシブ走査テレビジョン信号の合成が選択され、結果として得られる信号は変化する動き解像度を有し、パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＮＯ状態のときには、第２の中間プログレシブ走査テレビジョン信号の出力が選択されて、プログレシブ走査テレビジョン信号を発生する。
【図面の簡単な説明】
図１は、発明のエンコードおよびデコード局面を採用するシステムの第１の部分の環境を示す機能ブロック図である。
図２および図３は、発明のエンコードおよびデコード局面を採用するシステムの代替的な第２の部分の環境を示す機能ブロック図である。
図４は、ＨＤＴＶカメラおよびオプションとしてのダウンコンバータによって供給されるこの発明のエンコーダの実施例を示す機能ブロック図である。
図５は、図４のエンコーダに使用され得る時間領域ローパスフィルタを示す機能ブロック図である。
図６は、発明の好ましい実施例に従うデコーダを示す機能ブロック図である。
図７は、図６のコンバイナの詳細を示す部分概略図である。
図８は、図６のデコーダに使用するための、フィールドベースの好ましい動き検出器の構成の詳細を示す機能ブロック図である。
図８Ａは、それぞれのフィールド内の相対的なピクセル場所を示す、連続した３つのインタレース走査テレビジョンフィールドの準３次元図である。
図９は、図８の構成に使用するための、フィールドベースの好ましい動き検出器を示す機能ブロック図である。
図１０は、図６のデコーダに使用するための、好ましいフレーム動き検出器を示す機能ブロック図である。
図１１は、図６のデコーダの擬似フィルムパターン検出器の詳細を示す機能ブロック図である。
図１２は、図１１の擬似フィルム検出器の部分の代替的な構成を示す機能ブロック図である。
引用による援用
下記の米国特許の各々を引用によって援用する。第４，６２０，２２５号、第４，６３５，１１４号、第４，８７６，５９６号、第４，９６７，２７１号、第４，９８２，２８０号、第４，９８９，０９０号、第５，１５１，７８３号、５，１５９，４５１号、第５，２３７，４１４号、第５，２９１，２８０号、第５，４２８，３９８号、第５，４８８，４２２号および第５，６２５，４２１号。
発明を実施するための最良モード
ここに明記する場合を除き、この発明の実際の実施例は、アナログ、デジタル（ソフトウェアによるデジタル信号処理を含む）、またはハイブリッドアナログ／デジタル技術を用いて実現され得る。多くの状況におけるアナログおよびデジタル実現例の等価物は当業者には周知である。
簡略化のためにこの説明では、信号入力および出力は単一点として描かれ、信号伝送線は単一線として描かれる。実際には、信号のフォーマットおよび発明の実際の実施例が物理的に構成される態様に依存して、１つより多くの入力または出力点および１本より多くの信号伝送線が要求され得ることを理解されたい。
図１から図３には、この発明のさまざまな局面に関する有用な環境が示される。
図１は、この発明のエンコードおよびデコード局面を採用するシステムの第１の部分の環境を示す。図１では、ＨＤＴＶ（高精細度テレビジョン）カメラ１０によりビデオソース信号が与えられる。カメラ出力はオプションとしてのダウンコンバータ１２に与えられる。適切なフォーマットである場合にはカメラ出力自体が、そうでなければダウンコンバータの出力が、この発明に従うエンコーダ１４に与えられる。ダウンコンバータの出力またはＨＤＴＶカメラの出力によりプログレシブ走査テレビジョン信号がもたらされることが望ましく、これは実質的に、エンコーダ１４によって与えられるインタレースＳＤＴＶ信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレームに有し（すなわちフレームはインタレースされる２つのフィールドで構成される）、エンコーダによって与えられるＳＤＴＶ信号のインタレースフィールドレートと実質的に同じプログレシブ走査フレームレートを有する。必要に応じて、アスペクト比の差はすべて、オプションとしてのダウンコンバータの部分として設けられるであろう適切なスケーラによって対処することができる。
このためたとえば、エンコーダ１４の所望の出力が、（名目上は４８０本の運動中の画像線である）２−１インタレースされた５２５本の線、名目６０Ｈｚフィールドレート（周知のように実際のＮＴＳＣカラーフレームレートは５９．９４Ｈｚであるが、この説明では６０Ｈｚとし、同様に２９．９７Ｈｚフィールドレートは３０Ｈｚとする）および名目３０Ｈｚフレームレートを有するＮＴＳＣテレビジョン信号である場合、エンコーダへの入力は名目６０Ｈｚフレームレートと４８０本の運動中の画像線とを有するインタレースされないプログレシブ走査テレビジョン信号でなければならない。ＨＤＴＶカメラがこれより多くの本数の運動中の画像線を有し、高いフレームレートを有し、かつ／またはインタレースビデオ出力をもたらす場合には、オプションとしてのダウンコンバータ１２が採用される。ダウンコンバータ１２は最終的に再生されるテレビジョン画像のアーティファクト（artifact）を最小にするよう３つの次元（水平、垂直および時間）すべてに関してナイキスト条件を満たさねばならない。
入力信号はモノクロームビデオ信号またはコンポーネントカラービデオ信号の輝度成分であろう。当業者には、コンポーネントビデオ信号が（それから輝度および色成分が導出され得る）ＲＧＢ、Ｙ／Ｉ／Ｑ、Ｙ／Ｕ／Ｖ、Ｙ／Ｒ−Ｙ／Ｂ−ＹおよびＹ／Ｃｒ／Ｃｂなどのアナログまたはデジタルコンポーネントを含み得ることが理解されるであろう。さらに、デジタルコンポーネントの場合、受信されたデジタルコンポーネントビデオ信号は、たとえばＣＣＩＲ（国際無線通信諮問委員会）（たとえばＣＣＩＲ推奨６０１のもとでのデジタルビデオコーディングフォーマットのハイアラーキであり、４：２：２フォーマットはＣＣＩＲ６０１ビデオ信号と呼ばれることが多い）、ＩＳＯ／ＭＰＥＧ（国際標準化機構のモーションピクチャエキスパートグループ）、ＳＭＰＴＥ（映画テレビ技術協会）およびＥＢＵ（ヨーロッパ放送連合）のレコメンテーション、基準または圧縮アルゴリズム、および／または他の産業、政府または公的機関の推奨または基準に従うデジタルコンポーネントビデオフォーマットのうちさまざまなものを含む、多くの圧縮または非圧縮フォーマットのいずれであってもよい。
したがってエンコーダ１４の出力は、エンコーダによって与えられるインタレースＳＤＴＶ信号に従って動作する従来のテレビジョン「スタジオ」１６によって使用される。スタジオ１６はたとえば、テレビジョン製作、録画および／または編集施設を含み得る。この発明のエンコーダによって処理されるＨＤＴＶカメラからのビデオ入力のほかに、スタジオ１６はこの発明のエンコーダによって処理されないビデオソースおよび動画像フィルムソースからのインタレースＳＤＴＶ信号も受信し得る。
図１の構成における従来のスタジオ１６の出力は、たとえば標準的なＮＴＳＣ送信または録画に関する従来のやり方で用いられることとなる、インタレースＳＤＴＶ信号を与えるために用いられてもよい。しかしながら有利には、従来のスタジオの出力は、この発明に従うデコーダを採用するシステムの部分として使用され得る。図２および図３はこのようなシステムを完成させる代替的な環境を示す。
図２では、従来のスタジオ１６のインタレースＳＤＴＶ信号出力がブロック２０で任意の所望のＨＤＴＶフォーマットにアップコンバートされ、送信ブロック２２に信号が与えられる。送信ブロックはワイヤによる、および／またはワイヤレスの送信および／または録画を伴い得る。その後送信出力は視聴者のＨＤＴＶテレビジョンセット２４に与えられ、ブロック２０のＨＤＴＶフォーマットに従って動作する。アップコンバータ２０はこの発明に従うデコーダを含む。
これに代えて、図３に示されるように、従来のスタジオ１６の出力は送信ブロック３０に与えられる。送信ブロックはワイヤによる、および／またはワイヤレスの送信および／または録画を伴い得る。その後送信出力はアップコンバータ３２に与えられ、これはコンパチブルな標準帯域幅のテレビジョン信号をブロック３２において任意の所望のＨＤＴＶフォーマットにアップコンバートする。その後ＨＤＴＶ信号は視聴者のＨＤＴＶテレビジョンセット３４に与えられ、ブロック３２のＨＤＴＶフォーマットに従って動作する。
このように、図２の構成では送信ブロックはＨＤＴＶ信号を伝え、図３の構成では送信ブロックはインタレースＳＤＴＶ信号を伝える。
図４の機能ブロック図には、ＨＤＴＶカメラおよびオプションとしてのダウンコンバータによって供給されるこの発明のエンコーダの実施例が示される。ＨＤＴＶカメラ（図示せず）の出力はオプションとしてのダウンコンバータ４０２に与えられる。ダウンコンバータ４０２は空間領域ローパスフィルタ（典型的には垂直領域ローパスフィルタ）４０４とスケーラ４０６とを含み得る。先に説明したように、図１に関連して、カメラの出力、またはダウンコンバータが必要である場合にはダウンコンバータの出力は、エンコーダに与えられ、このエンコーダはここでは図４のうち残りの部分４０７として示される。いずれの場合でも、時間領域および垂直領域において目に見える折り返しひずみが本質的にないプログレシブ走査テレビジョン信号を入力としてエンコーダに与えることが望ましい。このような技術および要件は先行技術において周知である。たとえば上記のWendlandおよびTongeの文献を参照されたい。
実質的に折り返しひずみのないプログレシブ走査テレビジョン信号は３つの経路に与えられる。すなわち、２つの信号処理経路とコントロール信号発生経路とである。上方の信号処理経路４０８は、低速運動内容を有する第１の中間インタレーステレビジョン信号を与える低速運動信号プロセッサである。下方の信号処理経路４１０は、高速運動内容を有する第２の中間インタレーステレビジョン信号を与える高速運動信号プロセッサである。
いくつかの経路に関してエンコーダの機能を説明したが、実質的に同じ機能および結果をもたらす実際の実施例は他のやり方で実現されてもよく、たとえば、信号処理経路の全体または部分が単一経路に一体化されるやり方で実現されてもよいことが理解されるべきである。
経路４０８の低速運動信号プロセッサは時間領域ローパスフィルタ４１２を含む。図５に示される最も簡単でありかつ好ましい実施例では、この時間フィルタは連続した２つのフレームの平均をとる。入力が１フレーム遅延器５０２および加算ノード５０４に与えられ、この加算ノード５０４は１フレーム遅延した、入力信号の出力を受ける。その後加算ノード５０４の出力がスケーラ５０６において半分の振幅だけスケーリングされる。これに代えて、連続した４つのフレームの平均がとられてもよい。低速運動の状況では、連続した２つのプログレシブ走査フレームは互いから離れすぎておらず、非常に滑らかに関連する。好ましくは、フィルタ４１２は、ある振幅レベル、たとえばノイズレベルに対応するレベル未満では信号に対して動作しないないように、あるしきい値を有する。
図４を再度参照して、時間フィルタ４１２の目的は、時間領域におけるナイキスト条件に高度に執着することである。上述の米国特許第４，６２０，２２５号のように、このようなフィルタがない場合、時間方向の折り返しひずみはあるカメラ条件では目に見える。たとえばこのようなフィルタがない場合にシーンをゆっくりとパン撮りすると、目に見える「ジャダー（juddering）」効果が引起こされる。時間フィルタの別の目的は、経路４０８および４１０の信号処理タイミング間のバランスを良好にすることである。時間フィルタ４１２の出力は、入力信号と同じフレームレートおよび運動中の画像線の本数を有するプログレシブ走査テレビジョン信号のままである。これにより、入力信号が時間領域ローパスフィルタに対して与える場合と同じ鮮明なイメージが、静止したまたはゆっくりと移動する物体に関して得られる。
経路４０８の低速運動プロセスにより、経路４１０の高速運動プロセスによってもたらされたフィールドと整列した適切な画像内容が与えられるようにするために、時間フィルタ４１２は偶数のフレーム（すなわち２、４など）を処理する必要がある。実際には２つのフレームの平均をとることが好ましく、コストおよび複雑さが増すものの、４つより多い数のフレームの平均をとることも、実際的である。時間ローパスフィルタ４１２は、１つまたはそれ以上のフレームの内容に応答して、平均がとられるフレーム数を変化させるように、適応的であってもよい。
時間フィルタ４１２の出力はドロップフレームアンドリピート（drop-frame-and-repeat）機能部４１４に与えられ、これは１つおきのプログレシブ走査フレームを除去し、除去されていないフレームのすべてを繰返し、それにより、時間領域ローパスフィルタ４１２で受けたプログレシブ走査テレビジョン信号と同じフレームレートを有するが、そのプログレシブ走査フレームレートの半分の動き解像度を有する、処理された同一のプログレシブ走査テレビジョン信号フレームの対をもたらすようにする。このため、ブロック４１４の出力における信号は、ソースがプログレシブ走査信号のフレームレートの半分のフレームレートを有するフィルムソースである場合の結果をもたらすものと等しくなる。すなわち、連続した２つのフレームは同一である（たとえば６０Ｈｚ ＮＴＳＣシステムにおける３０フレーム／秒の動画像フィルムまたは５０Ｈｚ ＰＡＬシステムにおける２５フレーム／秒の動画像フィルム）。
ブロック４１４はオプションとして、フレームのうちいずれの対が同一であるかを示すフィールドマージ信号を与える。このようなマーカ信号は、デコーダで受けたインタレース信号のフィールドのうちいずれの対がマージされてプログレシブ走査信号を再構成すべきかを特定するために、デコーダにおいて使用することができる。これに代えて、慣行では、同じプログレシブ走査フレームからフィールドが導出されるインタレースフレームをエンコーダが常に生成する場合、デコーダは簡略化され、マーカ信号を送信する必要はない（デコーダはインタレースフレームの各々を構成する偶数および奇数パリティフィールドを特定するための周知の技術を単に採用する）。しかしながら、後に説明するように、複雑さは増すが、マーカ信号を受けたりこのような慣行を採用することなくいずれのフィールドの対がマージされるべきかを決定することができる。
ドロップフレームアンドリピートプロセス４１４の出力はインタレーサ４１６に与えられ、これは実質的に、処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有する、インタレーステレビジョン信号を与える。好ましくは、インタレーサは同一のプログレシブ走査フレームの各対から、各インタレースフレームの対向する２つのパリティフィールドを生成し（またはこれに代えて、異なったインタレースフレームから連続した対向する２つのパリティフィールドを生成する）、同一のプログレシブ走査フレームの対において１本おきの線を飛ばし、飛ばされた線は１本の線だけフレーム間でオフセットされる。このようなインタレーサは動画像フィルムをビデオに変換すること（すなわちテレシネ技術）に関する先行技術において公知である。結果として生じるインタレース信号の動き内容または動き解像度はフィールドレートではなくインタレースフレームレートである。なぜなら、フィールドの各対は同一のプログレシブ走査フレームの対から導出されるからである。
インタレーサ４１６の出力は遅延整合器４１８に与えられ、これは経路４０８および４１０からの信号出力のタイミングを同期させるのに必要な時間遅延をすべて与える。
経路４１０の高速運動信号プロセッサは空間領域ローパスフィルタ４２０を含む。最も簡単で好ましい実施例では、空間領域フィルタは、連続した５本の水平線の加重平均をとることにより垂直領域フィルタリングをもたらすが、これは決定的に重要ではない。このようなフィルタは技術分野において周知である。これもまた周知であるが、このようなフィルタの目的は、垂直方向に移動する時に単一の水平線によって引起こされ、またはそれらが垂直方向に移動する時に物体の水平方向のエッジによって引起こされる知覚できるちらつきである、あるタイプの折り返しひずみを抑制することである。空間領域ローパスフィルタは、水平方向の動きによって引起こされる折り返しひずみをさらに低減するために水平ローパスフィルタを含んでもよい。このようなフィルタおよびそれらの目的もまた技術分野において周知である。好ましくは、フィルタ４２０は、ある振幅レベル、たとえばノイズレベルに対応するレベル未満の信号に対しては動作しないように、あるしきい値を有する。
空間領域ローパスフィルタ４２０はインタレーサ４２２に与えられ、このインタレーサ４２２は実質的に、空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、かつ空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有する、インタレーステレビジョン信号を与える。インタレーサ４２２は好ましくは、空間領域がローパスフィルタリングされたプログレシブ走査フレームの連続した対から、各インタレースフレームの２つの対向するパリティフィールドを生成し、インタレーサは各フィールドを生成するために、プログレシブ走査フレームにおいて１本おきの線を飛ばし、飛ばされた線は一本の線だけフレーム間でオフセットされる。低速運動経路のインタレーサ４１６とは異なり、インタレースされるフィールドの対がそれらからインタレーサ４２２によって導出される、プログレシブ走査フレームの連続した対は常に同一ではない。結果として生じるインタレース信号の動き内容または動き解像度はインタレースフィールドレートである。なぜなら、１つの対にある各フィールドはプログレシブ走査された異なったフレームから導出されるからである。インタレーサ４２２などのインタレーサは技術分野において公知である。
インタレーサ４２２の出力は遅延整合器４２４に与えられ、これは経路４０８および４１０からの信号出力のタイミングを同期させるのに必要な時間遅延をすべて与える。
プロセッサ経路４０８および４１０のそれぞれの出力は、あるタイプのスイッチ４２６の入力に与えられ、このスイッチ４２６はフェーダまたはソフトスイッチと呼ばれることが多く、分圧器として概略的に示され、その出力、すなわちインタレースＳＤＴＶ信号出力は調節可能なタップから得られる。タップの位置と、１つの経路または別の経路の出力、または２つの経路の出力の合成がエンコーダ出力とされる程度は、動きコントロール発生器４２８によって発生する動きコントロール信号によって制御される。動きコントロール信号はプログレシブ走査テレビジョン信号入力のフレーム間の画像情報の差から導出され（プログレシブ走査フレームレートはインタレース走査フィールドレートと同じである）、この差は、プログレシブ走査テレビジョン信号の（したがってエンコーダによって発生した、結果として生じたインタレースＳＤＴＶ信号の）動きの程度を示す。タップ位置が変化すると、結果として生じる出力信号の動き解像度も変化する。
実際には、スイッチ４２６は、出力インタレース信号のフィールド内での経路選択の変更がリアルタイムで容易に行なわれるよう迅速な制御を可能にする（たとえば電子的にまたはソフトウェアによる）さまざまなやり方のうち、いかなるもので実現されてもよい。
動きコントロール発生器６２８として使用するのに適する多くの動きコントロール発生器が先行技術において公知である。好ましくは、動きコントロール発生器はピクセルごとにプログレシブ走査フレーム間の差を検出し、入力プログレシブ走査信号のフレーム間のピクセルのブロックにおける差に応答して動きコントロール信号を発生する。好ましくは、動きコントロール発生器は画像の移動の速度、サイズおよび振幅に応答する。さらに、動きコントロール発生器はパン撮りの検出が可能であることが好ましく、画像全体（フレーム全体）が移動していてもよい。
動きコントロール信号は各フィールド内で、経路４０８および４１０の低速運動および高速運動モード出力間でスイッチが何度も切換わるようにし、一方の経路または他方の経路が選択される程度は画像にわたる動きの程度に依存して選択される（サイズ、速度および振幅の重みづけに基づく）。動きコントロール信号は、低速運動経路によってもたらされた動き解像度でディスプレイされた場合、ディスプレイされた画像の動きが滑らかに連続して目に見えるときには低速運動経路出力を選択すべきであり、そうでなければ高速運動経路出力を選択すべきである。ＨＤＴＶカメラソースによって生成されたほぼすべてのシーンに関して、スイッチは、各フィールドの少なくとも一部分（静止シーンの場合はフィールド全体）に対して低速運動モードを選択することとなる。ＨＤＴＶカメラソースが静止シーンを迅速にパン撮りする（たとえば高速運動レートで、すなわちＮＴＳＣの場合３０Ｈｚよりも高いレートで山腹に沿ってパン撮りする）という非常に稀な場合、スイッチはフィールド全体の間、高速運動モードを選択し得る。この一方で、フットボールの試合中に走っている選手をパン撮りする（カメラはランナーを追跡する）場合、ランナーの身体のうち比較的静止している部分（たとえば足および腕以外のすべて）に低速運動モードを選択することとなり、画像のうち残りの部分に高速運動モードを選択することとなる。動きコントロール信号の初期条件は、経路４０８の低速運動出力のみをスイッチ４２６が選択するようにすることなどである。このためほぼすべてのフィールドに関して、各フィールドの少なくとも一部分は低速運動経路によって生成され、静止シーンを迅速にパン撮りするなど比較的稀な場合以外は、擬似フィルムパターンを生成する。動きコントロール発生器４０８はオプションとしての擬似フィルムＹＥＳ／ＮＯ信号を発生してもよく、信号はフィールド全体が高速運動モードにあるとき以外のすべての状況においてＹＥＳ状態にある。
したがってほぼすべての信号状態の場合、スイッチ４２６の出力信号は、そのフレームレートにおける基準となる動き解像度を有するインタレース信号であるが、この場合フィールド内で高速運動「ホール」が生ずる。たった今述べたとおり、フィールド全体がフィールドレートの動きを有し擬似フィルムパターンを損なうことは稀である。多くの信号状態に関する結果は、プログレシブ走査された同じフレームから少なくとも部分的に導出されたインタレースフィールドの対である。すなわちそれらは、低速運動プロセスによってフィールドが生成される部分に関する、プログレシブ走査された同じフレームからのものである。この発明のエンコーダが発生するこのようなインタレースフィールドパターンをここでは「擬似フィルムパターン」と呼ぶ。
デコーダの説明
図６は、この発明の好ましい実施例に従うデコーダの機能ブロック図を示す。デコーダは図２の構成の「ＨＤＴＶフォーマットへのアップコンバート」ブロック２０または図３の構成の「ＨＤＴＶフォーマットへのアップコンバート」ブロック３２の部分を形成する。図６のデコーダの入力はブロック２０（図２）またはブロック３２（図３）への入力であり、すなわちインタレースＳＤＴＶ信号である。図６のデコーダの出力、すなわち再構成されたプログレシブ走査テレビジョン信号は、実質的に、インタレースＳＤＴＶ信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、かつインタレーステレビジョン信号のインタレースフィールドレートと実質的に同じプログレシブ走査フレームレートを有する。視聴者のＨＤＴＶテレビジョンセット（図２のブロック２４、図３のブロック３４）のフォーマットに適合することが必要である場合、たとえばプログレシブ走査線またはフレームの数を増加させることおよび／またはアスペクト比を変更することによってエンコーダの出力をさらにアップコンバートする。このようなさらなるアップコンバートはさまざまな公知の技術のうちいずれかによって行なうことができる。
図６のデコーダへの入力は、３つの信号処理経路６０２、６０４および６０６ならびに２つのコントロール信号経路６０８および６１０に与えられる。経路６０２は２４Ｈｚフィルムソースビデオプロセッサ６１２を含む。プロセッサ６１２に関連する要素の中には、コントロール信号経路６１０に設けられたフィールドまたはフレームベースの動き検出器６１４および２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６が含まれる。動き検出器６１４は入力インタレースＳＤＴＶ信号のフィールドまたはフレーム間の動きを検出し、このような動きに応答して２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６に信号を送る。フィルムベースの動き検出器が好ましい。フレームベースの動き検出器は技術分野において周知である。先行技術のさまざまなフレーム動き検出器のうちいかなるものが採用されてもよいが、フレームベースの動き検出器が採用される場合、以下に図１１に関連して説明する改良されたフレーム動き検出器が好ましい。フィールドベースの動き検出器が動き検出器６１４として採用される場合、以下に図８および図９に関連して説明する改良されたフィールド動き検出器が好ましい。２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６はフィールドマージ信号を発生し、これは２４Ｈｚフィルムソースビデオプロセッサ６１２とスイッチ６１８を制御するパターンＹＥＳ／ＮＯ信号とに与えられる。２４Ｈｚフィルムパターンが検出されると、フィルムＹＥＳ状態により、スイッチ６１８がデコーダ出力として２４Ｈｚフィルムソースビデオプロセッサの出力を選択するようになる。
フィルムパターン検出器６１６は６０ＨｚＮＴＳＣ信号の２４Ｈｚ（２４フレーム／秒）動画像フィルムソースによってもたらされるパターンを探索する。６０Ｈｚビデオ信号の３−２プルダウン２４Ｈｚフィルムパターンの検出は、技術分野において周知である。たとえば上記の米国特許第４，８７６，５９６号、第４，９８２，２８０号および第５，２９１，２８０号を参照されたい。２５Ｈｚ（２５フレーム／秒）動画像ソースを伝達し得る５０ＨｚＰＡＬフォーマットの入力信号の場合、２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６、２４Ｈｚフィルムソースビデオプロセッサ６１２およびスイッチ６１８は要求されない。５０ＨｚＰＡＬ信号の２５Ｈｚフィルムソースの検出は、５０ＨｚＰＡＬ信号の擬似フィルムパターンを検出する、以下に説明される同じデコーダエレメントによって検出され得る。
プロセッサ６１２によって行なわれるフィルムソースビデオ処理は、インタレースフィルムソースビデオ信号からプログレシブ走査ビデオ信号を導出するための公知のいかなる処理技術であってもよく、たとえばたった今述べた上記の３つの米国特許に開示されている技術のうちいかなるものであってもよい。
２４Ｈｚフィルムソースが検出されない場合、経路６０４および６０６の出力を入力として受けるコンバイナ（combiner）６２０の出力がデコーダの出力として選択される。
経路６０８において、フィールドベースの動き検出器６２２はフィールド間の動きを検出し、２つの動き信号を発生し、これらの信号のうち一方は高速運動に応答し、他方は低速運動に応答する。このような動き検出器の詳細を図８に関連して以下に記載する。
フィールドベースの動き検出器６２２からのフィールド動き信号は擬似フィルムパターン検出器６２４に与えられる。フィールドベースの動き検出器は擬似フィルムパターンを検出する必要はない。たとえばＮＴＳＣテレビジョン信号入力の場合、擬似フィルム検出器は３０Ｈｚ（３０フレーム／秒）の動画像フィルムソースによってもたらされるものに類似するパターンを探索する。フレーム間に動きがある場合、隣接したビデオフィールドのビデオシーケンスが、擬似フィルムソースを示す０１０１０１といったパターン結果と比較される。１１１１１１などのパターンをもたらすよう１つおきのビデオフィールドを比較することにより、擬似フィルムソースをさらに確認する。
上述のとおり、擬似フィルムパターンは、過渡的に高速な動きが生じることにより、プログレシブ走査された同じフレームから導出されない、プログレシブ走査された同じフレームから導出されたフィールドの対の部分があるという点で、真のフィルムパターンとは異なる。このため、ＮＴＳＣ信号入力の場合には変形された３０Ｈｚフィルム検出器が採用され得る（またはＰＡＬ信号入力の場合には変形された２５Ｈｚフィルム検出器が採用され得る）。３０Ｈｚフィルム検出器は上記の特許第４，９８２，２８０号に開示されている。３０Ｈｚフィルム検出器への改良は上記の国際出願公開公報ＷＯ ９４／３０００６に開示されている（ＷＯの公報は５０Ｈｚ ＰＡＬシステムにおける２５Ｈｚフィルムソースの検出に向けられるが、６０Ｈｚ ＮＴＳＣシステムにおける３０Ｈｚフィルムソースを検出にも同じ原理が適用される）。以下に図１１に関して説明するＷＯ ９４／３０００６の検出器への改良を、この発明のデコーダの擬似フレーム検出器として採用することが好ましい。
フィルムソースの検出用に設計された検出器は、たとえばＮＴＳＣの場合に、さもなければ低速運動パターン内の高速運動の区域を無視するような何らかの変形を要する。たとえばノイズによる誤った表示を除去するためのしきい値が設定されると、検出器は、フィールドのすべての部分が低速運動しか含まないすべてのフィールドに応答して、擬似パターンＹＥＳ状態信号を発生せねばならない。エンコーダに関して先に述べたとおり、ほぼすべてのフィールドは擬似フィルムパターンの部分であり、パターンは高速な動きのあるすべてのフィールドが検出されるときにのみ損なわれ、たとえば十分に静止したシーンをカメラソースが迅速にパン撮りすることから結果として引起こされるが、これは非常に稀である。必要な作用をデコーダに及ぼすことが要求されるこのような動き検出器およびパターン検出器の作用は上記の米国特許第４，６２０，２２５号には開示されていない。
擬似フィルムパターン検出器６２４および動き検出器６２２からの高速運動信号はスイッチまたはコンバイナ６２０を制御し、これは擬似フィルムソースビデオプロセッサ６２６の出力、従来のビデオプロセッサ６２８の出力またはこれらの２つの合成のいずれかを選択する。擬似フィルムプロセッサ６２６はこの発明のエンコーダによって生成される擬似フィルム信号のデコードに備え、エンコーダへの入力を優れた態様で再構成する。
従来のビデオ処理機能部６２８は、この発明のエンコーダ以外のソースによって生成されるビデオ信号の処理を可能にする。従来のビデオインタレースプログレシブ走査コンバータ６２８は公知のさまざまなインタレースプログレシブ走査コンバータまたはデインタレーサ（de-interlacer）（しばしばラインダブラとして知られている）のいずれであってもよく、好ましくは低速運動の状況ではフィールド間ベースで動作し（たとえばその前後にあるフィールドの平均により、フィールドの対またはフィールドをマージする）、かつフィールド内ベースで動作する（同じフィールド内の線から補間により新しい走査線をもたらす）、適応型のものである。擬似フィルムプロセッサ６２６は好ましくはインタレースプログレシブフィールドマージ型のデインタレーサであり、これはあるタイプのラインダブラ（インタレースフィールドの対からの線をマージしてプログレシブ走査線をもたらす）である。このようなラインダブラは技術分野において周知である。たとえば上記の米国特許第５，１５９，４５１号および第４，８７６，５９６号ならびに上記の国際特許出願公開公報ＷＯ ９４／３０００６を参照されたい。
いくつかの経路を参照してデコーダの機能を説明したが、実質的に同じ機能および結果をもたらす実際の実施例は他のやり方で実現されてもよいことを理解されたい。たとえば、実際には、２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６および擬似フィルムパターン検出器６２４が少なくとも部分的に組合せられてもよい。これに代えて、またはこれに加えて、たとえば、擬似フィルムソースビデオプロセッサ６２６および従来のビデオプロセッサ６２８の部分が少なくとも部分的に組合せられてもよい。これに代えて、またはこれに加えて、たとえば、フィールドベースの動き検出器６２２およびフィールドおよび／またはフレームベースの動き検出器の部分が組合せられてもよい。
ＨＤＴＶフォーマットまたは視聴者のテレビジョンセットの他のフォーマットに適合するようエンコーダの出力を変更することが望まれる場合、デコーダ出力をオプションとしてのアップコンバータ６３０に与えてもよい。アップコンバータ６３０はたとえば、プログレシブ走査線の本数を増加させるか、プログレシブフレームレートを高めるか、インタレースＨＤＴＶフォーマットへのプログレシブ−インタレース変換を行なうか、またはアスペクト比を変更する。
図７にはコンバイナ６２０の詳細が概略的に示され、これは、第１のスイッチ７０２と、分圧器７０４として示されるフェーダまたはソフトスイッチの性質を有する第２のスイッチとを含んで示される。スイッチ７０２は擬似フィルムパターンＹＥＳ／ＮＯ信号によって制御され、これによりＹＥＳ状態の場合、分圧器のタップを選択する上方の位置にスイッチが置かれるようになる。ＮＯ状態の場合は、従来のビデオプロセッサ６２８（図６）の出力を選択する下方の位置にスイッチが置かれるようになる。動き検出器６２２（図６）からの高速運動信号は分圧器のタップの位置を制御し、１つの経路の出力、別の経路の出力またはこれらの２つの合成がデコーダ出力とみなされる程度を出力する。したがって分圧器７０４はフェーダまたはソフトスイッチとして機能する。スイッチは実際には、フィールド内での経路選択の変更がリアルタイムで行なわれるように迅速な制御を可能にするさまざまなやり方（たとえば電子的にまたはソフトウェアによる）のうち如何なるもので実現されてもよい。実際にはスイッチ７０８および７１０の機能が組合せられてもよいことも理解すべきである。
次に図８を参照して、この図８はフィールドベースの動き検出器をより詳細に示し、「Yin」で示される入力信号がフィールドおよびラインメモリ８０２のアレイに与えられる。メモリ８０２のアレイは、Yinの時間遅延したものを含む３つの出力を与え、これらはYin自体とともに、入力輝度信号の、時間的に隔てられた４つのものを与える。これらの４つのもののうち１つは第１のテレビジョンフィールドＦ０にあり、２つは第２のテレビジョンフィールドＦ１にあり、もう１つは第３のテレビジョンフィールドＦ２にある。
連続した３つのフィールド内のピクセル（テレビジョン画像エレメント）の空間的な場所に対する、３つの信号ストリームの時間間隔は、図８Ａの図を見るとよりよく理解できるであろう。図８Ａは準三次元図であり、ここでは垂直および水平方向の寸法がテレビジョン画像フィールドの面にあり、このため垂直軸は走査線に対して垂直である、テレビジョン画像フィールドの垂直方向であり、水平軸は走査線に対して平行である、テレビジョン画像フィールドの水平方向であり、各フィールドの面に対して垂直な方向は、連続した各フィールドが別の時間で示される準時間軸である。テレビジョンフィールドの運動中の画像情報時の何らかの任意の時刻において、ピクセルはフィールドＦ０の、Ｐ（Ｆ０）として表わされ得る。そのピクセルは図８Ａにおいて水平走査線上の点として示される。ピクセルＰ（Ｆ０）の後の２６２本の線（ＰＡＬに関するＮＴＳＣの場合３１２本の線）があるフィールドＦ１の第１のピクセルと、ピクセルＰ（Ｆ０）の後に２６３本の線（ＰＡＬに関するＮＴＳＣの場合には３１３本の線）があるフィールドＦ１の第２のピクセルとは、それぞれピクセルＰ（Ｆ１−1/2Ｈ）およびＰ（Ｆ１＋1/2Ｈ）と呼ばれる。第１の水平走査線上の点として示されるピクセルＰ（Ｆ１−1/2Ｈ）は垂直方向にピクセルＰ（Ｆ１＋1/2Ｈ）の真上にあり、このピクセルＰ（Ｆ１＋1/2Ｈ）は一つ下の水平走査線上の点として示される。フィールドＦ０のピクセルＰ（Ｆ０）がある場所に空間的に対応する、フィールドＦ１の点Ｐ（Ｆ１）は、フィールド間の水平走査線のインタレースオフセットのために、ピクセルＰ（Ｆ１−1/2Ｈ）およびＰ（Ｆ１＋1/2Ｈ）間の距離の半分のところにある。したがってピクセルＰ（Ｆ１−1/2Ｈ）は点Ｐ（Ｆ１）より線の半分に対応する時間だけ前方にあり、ピクセルＰ（Ｆ１＋1/2Ｈ）は点Ｐ（Ｆ１）より線の半分に対応する時間だけ後方にある。ピクセルＰ（Ｆ０）およびＰ（Ｆ１）のものに対応するフィールドＦ２の空間点はピクセルＰ（Ｆ２）の場所であり、これはピクセルＰ（Ｆ０）の後に、５２５本の線をもたらし、正確には１つのフレームまたは２つのフィールドをもたらす。ピクセルＰ（Ｆ２）はフィールドＦ２の水平走査線上の点で示される。
再度図８を参照して、ここではフィールドおよびラインメモリ８０２のアレイの詳細が示され、遅延されていない入力輝度信号ストリームYin自体によりＦ０出力ストリームがもたらされる。入力輝度信号ストリームYinは第１のｎＨ遅延器８０４（但しｎはＮＴＳＣの場合２６２本の線であり、ＰＡＬの場合３１２本の線）、Ｆ１−1/2Ｈ出力ストリームをもたらす。遅延器８０４の出力は１Ｈ（１本の水平線）遅延器８０６に与えられ、Ｆ１＋1/2Ｈ出力ストリームをもたらす。遅延器８０６の出力はさらなるｎＨ遅延器（ここでｎはＮＴＳＣの場合２６２本の線であり、ＰＡＬの場合には３１２本の線）８０８に与えられ、Ｆ２出力ストリームをもたらす。遅延器は、当業者には周知であるさまざまなハードウェア、ソフトウェアおよびハイブリッドハードウェア／ソフトウェア技術によって実現することができる。遅延器は一連の遅延器として示されるが、たとえば、信号ストリームが１度読込まれ、何度も読出される、マルチポートランダムアクセスメモリによるか、または他の等価的なやり方など、他のやり方で実現されてもよい。
したがって、メモリ８０２のアレイは連続した３つのフィールドの４つのピクセル場所に対応する４つの信号出力ストリームをもたらす。すなわちこれらは、フィールド０における時間位置Ｆ０のピクセルと、フィールドＦにおける時間位置Ｆ１−1/2ＨおよびＦ１＋1/2Ｈのピクセルと、フィールド２における時間位置Ｆ２のピクセルとである。
後に説明するフィールド０動き検出器８１４はＦ０、Ｆ１−1/2ＨおよびＦ１＋1/2Ｈ信号ストリームを受け、信号は１つのフィールドから線の半分を差し引いたものおよび１つのフィールドに線の半分を足したものに対応する時間だけ隔てられる。このような入力をフィールド動き検出器に与えることは公知であり、たとえば米国特許第４，９８２，２８０号および第５，２９１，２８０号を参照されたい。フィールド動き検出器の目的は、垂直方向の移動が起こるときに（たとえば水平線より下にある画像の部分が黒く、線より上にある画像の部分が白く、またはこれと逆の場合に）、動きを誤って検出することなく、インタレースされるフィールド間の動き（たとえばフィールドあたり半分の走査線分より速い速度を有する）を検出することである。上記の第５，２９１，２８０号の特許に開示されているタイプのフィールド動き検出器をこの発明の局面に採用してもよいが、いくつかのタイプの垂直方向の移動によって引き起こされる誤まった検出に対する抵抗が大きいため、下記の改良されたフィールド動き検出器を採用することが好ましい。第４，９８２，２８０号の特許に記載されているようなフィールド動き検出器を採用してもよいが、上記の第５，２９１，２８０号の特許のフィールド動き検出器は、垂直方向の移動から結果として生じる誤まった検出が全くないという点で、第４，９８２，２８０号の特許のものよりも好ましい。デジタルの実施例では動き振幅を示すマルチビットワードであるフィールド０動き検出器８１４の出力Ｆ０mtnは、疑似フィルムパターン検出器６２４（図６）に与えられるフィールド間動き信号を与える。Ｆ０mtn信号はまた、後に説明される高速運動の動き信号を導出するための２つの信号のうちの一方として用いられる。
第２のフィールド動き検出器であるフィールド２動き検出器８１６はＦ２、Ｆ１−1/2ＨおよびＦ１＋1/2Ｈ信号ストリームを受け、信号は１つのフィールドから線の半分を差し引いた分および１つのフィールドに線の半分を足した分に対応する時間だけ隔てられる。これに代えて、第２のフィールド動き検出器を採用する代わりに、第１のフィールド動き検出器の出力を１フィールド分（実際には１フィールドに線の半分を足した分または差し引いた分）だけ遅延され得る。デジタル形式の実施例では動き振幅を示すマルチビットワードである、フィールド２動き検出器８１６の出力Ｆ２mtnもまたフィールド間動き信号を与え、これはＦ０mtn信号とともに、後に説明するように高速運動の動き信号を導出するために用いることができる。所望であれば、、Ｆ０mtn信号を用いて検出される疑似フィルムパターンを確認するよう、後に説明する態様でＦ２mtn信号を用いてもよい。
動き検出器８１４および８１６または機能的にそれらの等価であるものは、連続した３つのフィールドＰ（Ｆ０）、Ｐ（Ｆ１）およびＰ（Ｆ２）にある対応するピクセルを比較する（インタレースオフセットにより、中間フィールドにおいては、ピクセルＰ（Ｆ０）およびＰ（Ｆ２）に対応する画像場所の真上および真下のピクセルが採用されることを理解されたい）。３つのピクセルに関して４つの場合が考えられる。
１）Ｐ（Ｆ０）＝Ｐ（Ｆ１）＝（ＰＦ２）
２）Ｐ（Ｆ０）≠Ｐ（Ｆ１）＝（ＰＦ２）
３）Ｐ（Ｆ０）＝Ｐ（Ｆ１）≠（ＰＦ２）
４）Ｐ（Ｆ０）≠Ｐ（Ｆ１）≠（ＰＦ２）
１つ目の場合は全く動きがないことを示す。２つ目および３つ目の場合は低速運動を示し、４つ目の場合は高速運動を示す。したがって、下記の表に示されるように、ブールの排他的ＯＲ関数は低速運動を示し、ブールののＡＮＤ関数は高速運動を示す。
ブールのＡＮＤ関数が０であり最初の３つの場合のいずれかを示す場合、高速運動コントロール信号はコンバイナ６２０（図６）が疑似フィルムソースビデオプロセッサ６２６の出力のみを選択するようにする。ブールのＡＮＤ関数が１であり３番目の場合を示す場合、高速運動コントロール信号は、コンバイナ６２０のフェーダまたはソフトスイッチが動きの振幅（より大きな動きによりフェーダが従来のビデオプロセッサ出力に向けて移動される）に従って、疑似フィルムおよび従来のプロセッサ間でスイング（swing）するようにする。
さらに、論理８１８が、２進変換された形式のＦ０mtn信号およびＦ２mtn信号に応答する排他的ＯＲ関数を含む場合、疑似フィールドモード状態を確認するためにさらなる信号が与えられ得る。これに代えて、このさらなる信号を、変形された疑似フィルムパターン検出器と関連して用いてもよい。検出器はたとえば、フィールドに第４の状態（すなわちＰ（Ｆ０）≠Ｐ（Ｆ１）≠（ＰＦ２））が生じない限り、疑似フィルムフィールドとしてフィールドを特定する。
フィールドベースの動き検出器６２２（図６）がフィールドまたはフィルムベースの動き検出器６１４（図６）の代わりに用いられてもよく、この場合Ｆ０mtn信号（図８）が２４Ｈｚフィルムパターン検出器６１６（図６）および従来のビデオプロセッサ６２８（図６）に与えられる。
エンコード／デコードシステムの部分として動作され、特にシステムが物理的に単一の場所に置かれる場合、デコーダは疑似フィルムＹＥＳ／ＮＯ信号、フィールドマージ信号および／または高速運動信号をエンコーダから受ける。これに代えて、慣行では、エンコーダはインタレースフレームを常に生成し、ここでは偶数パリティフィールドの後に奇数パリティフィールド（またはこの逆）が続き、これらの２つのフィールドはデコーダによってマージされるフィールドであるため、デコーダを簡単にすることができ、フィールドマージマーカ信号を送信する必要もない。このような慣行は、単一の場所または統一の技術基準の下で動作するシステム内で最も実用的に実現することができる。好ましくは、システムが物理的に単一の場所に置かれる場合、３つの信号すべてが与えられる（または慣行が適用され、フィールドマージ信号を与える必要がなくなる）。これには、優れた信号−ノイズ比を持つ高解像度入力信号からエンコーダおよびデコーダコントロール信号の両方を導出するという利点がある。
図８のフィールド動き検出器の詳細が図９に示される（図８に示されるような単一のフィールド動き検出器と適切な遅延メモリとが動き検出器６１４として用いられ得る）。各フィールド動き検出器は対向するフィールドパリティ（たとえばフィールド０およびフィールド１）の、時間的に隣接するピクセル情報を比較し、画像の垂直方向の移動によるフィールド間の動きを微分し、フィールド動き信号を与えるようにする。
各フィールド動き検出器は３つの減算器（９０２、９０４および９０６）と、キープスモーラー絶対値（keep-smaller-absolute value）機能部９０８と、大きさ比較器（magnitude comparator）９１０と、運動／非運動（motion/no motion）スイッチ９１２とを含む。減算器９０２はＦ１−1/2ＨおよびＦ０信号を受ける。減算器９０４はＦ０およびＦ１＋１／２Ｈ信号を受ける。減算器９０６はＦ１−1/2ＨおよびＦ１＋1/2Ｈ信号を受ける。米国特許第５，２９１，２８０号（たとえば図３を参照）はたった今述べたものと同じ入力を受ける減算器９０２および９０４と、キープスモーラー絶対値機能部９０８とを採用する。この発明のフィールド動き検出器は上記の第５，２９１，２８０号の特許と同じキープスモーラー絶対値機能部構成を用いてもよい。
フィールド間での減算を行なうことによりフィールドの動きがもたらされるが、同時に垂直方向の移動が動きとして誤まって検出されてしまう。キープスモーラー絶対値機能部は２つのフィールド間の減算結果のうち小さい方を選択し、高周波数の垂直方向の移動を動きから区別する。不都合なことに、低周波数の垂直方向の移動は依然として動きとして検出されてしまう。この欠点を克服するために、この好ましいフィールド動き検出器は単一線垂直方向差動器（ｓingle line vertical differentiator）（第３の減算器９０６）を加え、垂直方向のエネルギ測定値であるその出力が、大きさ比較器９１０において、フィールドの動きの測定値であるキープスモーラー絶対値機能部９０８の出力と比較される。単一線垂直方向差動器として機能する減算器９０６はフィールド内の垂直方向の移動を探索する。垂直方向の移動の大きさがフィールドの動きの大きさよりも大きければ、垂直方向の移動は誤まって動きと決定されていたため、出力スイッチはＮＯの位置に移行し、動きが全くないことが検出される。しかしながら、フィールドの動きが垂直方向のエネルギよりも大きければ、動きの値であるＹＥＳが出力される。これにより、より正確に動きが検出される。減算器からの動き情報信号の符号はキープスモーラー絶対値機能部とは無関係であることに留意されたい。
動き検出器６１４（図６）として使用するための好ましい形態のフレーム動き検出器（フレーム動き検出器がフィールド動き検出器の代わりに用いられる場合）が図１０に詳細に示され、ここではＦ０およびＦ２ビデオストリーム信号がピクセルベースでピクセルと比較され、フィールドＦ１にある対応するピクセルが動きの中に存在する可能性があるかどうかを決定する。Ｆ２ビデオストリーム信号を与えるために１フレームメモリ遅延器（図示せず）が用いられる。
上記の米国特許第４，９８２，２８０号に記載されているフレーム動き検出器では、高周波の動きがフィルタ除去される。これはいかなる副搬送波の残りも動きとして検出されないようにするために行なわれる。図１０の好ましいフレーム動き検出器により動きおよび副搬送波信号成分の区別が改善される。
減算器１００２においてＦ０とＦ２との間でフレームの減算が行なわれる。減算器１００２の出力はローパスフィルタ１００４および減算器１００６によってもたらされる相補的なローパスおよびハイパスフィルタ中を進行する。デジタル形式の実施例の場合、ローパスフィルタはカラー副搬送波周波数においてゼロを有する５タップＦＩＲフィルタであってもよい（ＮＴＳＣおよびＰＡＬの両方に使用することが意図されるフレーム検出器では、フィルタ特性はＮＴＳＣまたはＰＡＬ信号が処理されるかどうかに従って切換可能であろう）。線１００８上にあるローパスフィルタリングされた水平経路（殆どの動きがここにある）は整流器１０１０で整流され、しきい値機能部１０１２に与えられ、これは動きＬＰＦノイズしきい値を与えることによりノイズ成分を除去する。デジタル形式の実現例の場合、たとえばしきい値１０１２は信号を（たとえば８ビットから）４ビットに制限し得る。線１０１４上にあるハイパスフィルタリングされた水平方向経路は、減算器１０１６、加算器１０１８および遅延器１０２０（これはＮＴＳＣの１本分の線の遅延とＰＡＬの２本分の線の遅延とをもたらす）によってもたらされる相補的な垂直方向のローパスおよびハイパスフィルタへと進行する。垂直ＨＰＦ経路１０２２および垂直ＬＰＦ経路１０２４であるこれらの経路はそれぞれ、整流器１０２６および１０２８において個別に整流され、それら自体のしきい値を有する（それぞれしきい値機能部１０３０および１０３２であり、これらは動きＨＨＰＦ−ＶＨＰＦノイズしきい値および動きＨＨＰＦ−ＶＬＰＦノイズしきい値をそれぞれ与えることによりノイズ成分を除去する（ＨＨＰＦは水平方向ハイパスフィルタなどである）。デジタル形式の実現例の場合、しきい値１０３０および１０３２はまた、それぞれの信号を４ビットに制限し得る。
このように３つの経路が設けられる。すなわち、水平方向のローパスフィルタ（ＨＬＰＦ）経路と、水平方向のハイパスフィルタおよび垂直方向のハイパスフィルタ（ＨＨＰＦ−ＶＨＰＦ）経路と、水平方向のハイパスフィルタおよび垂直方向のローパスフィルタ（ＨＨＰＦ−ＶＨＰＦ）経路とである。３つの経路の目的は、カラー副搬送波信号成分を真の動き情報から分離することである。ＨＬＰＦ経路出力は、ＬＰＦ１１０４の水平方向ローパスフィルタの作用の結果、実質的には副搬送波信号成分を有さない。ＨＬＰＦ経路の相補的なものを保持する２つのＨＨＰＦ経路は、スペクトルの高周波数部分にある副搬送波信号成分を減らすために垂直方向のフィルタリングを要する。このような成分は実際のテレビジョンシーンに生じ得る垂直方向の線のパターンとして現われる。ＨＨＰＦ−ＶＨＰＦ経路のフィルタリング作用により、低振幅レベルの副搬送波信号成分が送られる。ＨＨＰＦ−ＶＨＰＦしきい値を十分に高く設定することにより、真の動きが副搬送波成分から区別される。ＨＨＰＦ−ＶＬＰＦ経路のフィルタリング作用により副搬送波成分（線によって位相がずれているため垂直方向の成分を有する）が拒絶されるが、動きとして検出されるべき水平方向に移動する線のパターン（「移動マルチバースト」と呼ばれる）が送られる（このようなパターンは他の２つの経路によって拒絶される）。ＨＨＰＦ−ＶＬＰＦ経路はＨＨＰＦ−ＶＨＰＦ経路よりも低いしきい値レベルを有する。なぜなら、ＨＨＰＦ−ＶＬＰＦ経路は振幅に基づいて不所望な信号成分から所望のものを区別しないないからである。ＨＬＰＦおよびＨＨＰＦ−ＶＬＰＦしきい値レベルはノイズをなくすために選択される。
異なった態様でフィルタリングされる３つの動き経路が加算器１０３４で組合せられ、伸張機能部１０３６で伸張される。好ましくは、それらは水平方向に５ピクセル分、時間方向に１フィールド分、かつ垂直方向に１本の線だけ伸張される。このような水平方向、垂直方向および時間方向の伸張の技術は公知である。たとえば上記の米国特許第５，４８８，４２２号を参照されたい。ブロック１０３６の出力は、キープグレーターバリュー機能部（keep greater value function）１０３８および２６２Ｈ／３１２Ｈ（ＮＴＳＣの場合２６２本の線であり、ＰＡＬの場合３１２本の線）遅延器１０４０の１つの入力に与えられ、その出力はブロック１０３８に第２の入力として与えられ、さらに１Ｈ（１本の線）遅延器１０４２に与えられ、その出力はブロック１０３８に第３の入力として与えられる。ブロック１０３６から１０４２により、時間方向および垂直方向に伸張された動き信号が与えられる。
時間方向および垂直方向の伸張の目的は２つある。すなわち、（たとえば振り子の運動のように）速く移動する物体がフレーム間に「ホール」を残す状況を回避することと、ＮＴＳＣ信号の場合に、フィルムデータがフィルムデータとして検出されないときに鮮明な画像とくすんだ画像との間のフラッタ（fluttering）を回避することとである。さらに、伸張は、擬似フィルム検出器のフィールド動き信号をフレーム動き信号が「包囲する」ことを確実にする。
フレーム動き検出器は調節可能な３つのパラメータを持つ。すなわち、動きＬＰＦノイズしきい値と、動きＨＨＰＦ−ＶＬＰＦノイズしきい値と、動きＨＨＰＦ−ＶＨＰＦノイズしきい値とである。パラメータはノイズおよび副搬送波信号成分によって引起される、動きの誤った検出を最小にするように調節されるべきである。
擬似フィルムパターン検出器６２４の詳細が図１１に示される。擬似フィルムパターン検出器６２４（図６）の目的は、擬似フィルムパターンの始まりを決定し、それにより擬似フィルムモード（擬似フィルムＹＥＳ／ＮＯ信号をそのＹＥＳ状態にすることにより示される）に入り、擬似フィルムモードに入った後に、擬似フィルムパターンが損なわれると、擬似フィルムモードを終える（擬似フィルムＹＥＳ／ＮＯ信号をそのＮＯ状態にすることにより示される）。擬似フィルムパターン検出器６２４はフィールドベースの動き検出器６２２からフィールド動き信号を受ける。基本的に擬似フィルムパターン検出器は５０Ｈｚテレビジョン信号の２５Ｈｚソースを探索するＰＡＬフィルム検出器と同じであるか、または６０Ｈｚテレビジョン信号の３０Ｈｚソースを探索するＮＴＳＣの３０Ｈｚフィルム検出器と同じである。ＰＡＬテレビジョン信号の２５フレーム／秒の動きを検出するためのフィールドベースのフィルム検出器は上記の国際特許出願公開公報ＷＯ ９４／３０００６に開示されており、ＮＴＳＣテレビジョン信号における３０フレーム／秒の動きを検出するためのフィールドベースのフィルム検出器は上記の米国特許第４，９８２，２８０号に開示されている。
次に図１１を参照して、擬似フィルム検出器はフィールド０とフィールド１との間の累積したフィールドの動きを考慮し、データが擬似フィルムであり他のビデオではないことを決定する前に、３０Ｈｚ（ＮＴＳＣ信号の場合３０Ｈｚであり、ＰＡＬの場合２５Ｈｚである）フィールド動き擬似フィルムシーケンスパターン「１０」を探索する。擬似フィルム検出器はフィールド０動き検出器８１３（図８）のＦ０mtn出力信号を受ける。フィールド動き信号はローパスフィルタ１１０２でフィルタリングされて副搬送波の残りを除去し、整流器１１０４で整流され、擬似フィルム動き無効機能部１１０４で無効にされて、すべての画像のエッジ折り返しひずみおよび字幕が動きとして検出されないようにする。その後、整流されて無効にされた動き信号がしきい値１１０８に与えられ、ノイズ折り返しひずみを軽減する。しきい値は、固定され予め規定された擬似フィルムノイズしきい値によって設定される。平行経路では、（使用される場合）フレーム動き検出器からの動き入力がしきい値１１１０によってしきい値とされ、デジタル形式の実現例では１ビットの動きＹＥＳ／ＮＯ信号にされる。このしきい値は動きしきい値によって設定される。１ビットの動きＹＥＳ／ＮＯ信号がその後、モーション−ノーモーションスイッチ１１１２を制御するために用いられる。オプションとしてのフレームの動きの表示はフィールドの動きの表示を確認する役割を果たす。すなわち、所与のピクセルにフレームの動きがない場合、同じピクセルに関するフィールドの動きはない（フレームの動きは水平方向および垂直方向に伸張されて、フレームの動きのバンドがフィールドの動きを包囲することを確実にする）。その後、スイッチ１１１２からの１ビットのフィールド動き信号はフィールドレートアキュムレータ（field rate accumulator）１１１４のフィールド全体にわたって累積される。
繰返して起こる擬似フィルムシーケンス「１０」が列状の数個のフレームの標準ビデオデータに生じることがあるため、擬似フィルムソースビデオと従来のビデオとを区別するよう注意を払う必要がある。フィールドレートアキュムレータ１１１４からの現在のフィールドの動き（Ｂ）がまず、比較器１１４０で、１フィールド遅延器１１４２（これは垂直方向の同期信号によってフィールドレートでクロック制御されるフリップフロップとして実現され得る）においてフィールドレートアキュムレータ１１１４の出力を遅延することにより導出された最後のフィールドの動き（Ａ）と大きさに関して比較され、比較器１１４０出力で動き符号信号を形成するようにする。
現在の値が前の動き値よりも大きければ「１」が出力され、現在の値が前の動き以下であれば逆に「０」が出力される。平行経路では、２つの動き、すなわち現在のフィールドの動き（Ｂ）と最後のフィールドの動き（Ａ）とがオペレータ１１４４によって変形され、比｜（Ａ−Ｂ）／［（Ａ＋Ｂ）／２］｜となるようにする。差の絶対値が平均値で除算されるこの関数は、隣接するフィールドの動きの比に対応し、これは後に、出力がＡＮＤゲート１１４８で動き符号信号によってゲート制御されるしきい値１１４６に送られる。動きの制限を最小にすることが必要である。なぜなら、動き符号信号は、ＡとＢとの差が１または１０００であっても関係ないからである。ビデオデータに関しては、たとえば１０００、１４１０、１４００および１５１０といった動き値を得ることは一般的でないわけではない。これらは動き符号信号から「０１０１」をもたらし、すなわちフィルム状のパターンをもたらす。小さな動き擬似フィルムソースはたとえば６、１００、５および１１０といった値を有し得る。したがって擬似フィルムの最小動き比は擬似フィルムと他のビデオとの区別を補助し得る。
これに代えて、しかしこれほど望ましくはないが、フィールドレートアキュムレータ１１１４と状態マシン１１３０との間の擬似フィルム検出器の構成を、以下に説明する図１２の構成を代用することにより変形してもよい。
最小動き比制約条件が満たされると、擬似フィルム状態マシン１１５０には動き符号が送られ、これは上記の第４，９８２，２８０号の特許のものと同じタイプの状態マシンであってもよい。そうでなければ０が入力される。フィルムシーケンスの数が擬似フィルムシーケンスの獲得数に達すると、擬似フィルムモードに入る。擬似フィルムシーケンスが、フィールド全体が高速な動きのあるフィールドで中断されると、擬似フィルムモードが終わる。
擬似フィルム検出器は調節可能な８つのパラメータを有する。すなわちこれらは、擬似フィルムノイズしきい値と、動きしきい値と、擬似フィルムシーケンス獲得数と、最小動き比と、擬似フィルム動き検出区域を規定する４つの擬似フィルム無効パラメータとである。これらの４つの擬似フィルム無効パラメータとは、擬似フィルム無効最上線と、擬似フィルム無効最下線と、擬似フィルム無効右境界と擬似フィルム無効左境界とである。
図１２は、図１１の擬似フィルム検出器の部分の代替的な構成を示す。データの各フィールドの端部はラッチされ、動き値は後に、３つの平行経路１２１６、１２１８および１２２０にフィールドレートアキュムレータ１１１４（図１１）から３つの平行経路１２１６、１２１８および１２２０に送られる。これらの３つの経路は、１）５フィールド検出器１２２２の最小のものへの経路１２１６（安全マージンを設けるためには５つのフィールドのうち最小のものが好ましいが、３つのフィールドのうち最小のものが実用的である）２）３つのフィールドの加重平均器１２２４への経路１２１８、および３）フィールドの終わりでの計算が行なわれる減算器１２２６の１つの側への経路１２２０である。各フィールドの初めにアキュムレータがリセットされる。
フィールドの動きは正確でないため、移動しないフィールドはそれと関連したゼロでない値を有し得る。最小フィールド検出器１２２２は最小の動きに関する５つの隣接したフィールドに対処する。５つの隣接したフィールドにおける擬似フィルムに関しては、移動していないフィールドが常に存在するため、最小の動きの値がそれに対応することとなる。この出力により減算器１２２６への他の入力が与えられ、経路１２２０上にあるアキュムレータ１２１４出力からの、移動しないフィールドに関連したベース動き値を除去するようにする。減算器１２２６の出力は後に可変しきい値１２２８に送られ、このしきい値はブロック１２２４の出力、すなわち３つのフィールドの加重平均によって決定する。
動きしきい値は画像情報の動きに依存するため、少ししか動きがない画像情報が、多くの動きがあるデータよりも低いしきい値を有することがある。最小動き検出器１２２２および加重平均器１２２４は小さな移動シーンに対する擬似フィルム検出器の感度を大幅に高め、ナイキスト条件に反する、コンピュータによって生成されたデータを計算に入れない。移動フィールドについては「１」であり、移動しないフィールドについては「０」である、可変しきい値１２２８の出力が後に状態マシン１１３０（図１１）に送られる。
Claims (20)
- プログレシブ走査テレビジョン信号からインタレースＳＤＴＶ信号を導出するための装置であって、前記プログレシブ走査テレビジョン信号は、実質的に、前記インタレースＳＤＴＶ信号がフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有する数の動的な画像走査線をフレームに有し、かつコンパチブルな標準帯域幅テレビジョン信号のインタレースフィールドレートと実質的に同じプログレシブ走査フレームレートを有し、前記プログレシブ走査テレビジョン信号は、ＨＤＴＶソースによって生成されたまたはそれから導出され、前記装置は、
低速運動信号プロセッサを備え、前記低速運動信号プロセッサは前記プログレシブ走査テレビジョン信号を受け、インタレースＳＤＴＶ信号をもたらし、前記インタレースＳＤＴＶ信号は、前記プログレシブ走査フレームレートと実質的に同じフィールドレートを有するが、前記テレビジョン信号画像情報の変化が前記インタレーステレビジョン信号のフレームレートを超えず、
前記低速運動信号プロセッサが、
時間領域ローパスフィルタを含み、前記フィルタは、前記プログレシブ走査テレビジョン信号を受け、時間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号をもたらし、さらに
ドロップフレームアンドリピートフレームプロセッサを備え、前記ドロップフレームアンドリピートフレームプロセッサは、前記時間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号を受け、プログレシブ走査フレームを１つおきに除去し、除去されていないすべてのフレームを繰返し、前記時間領域ローパスフィルタによって受けられた前記プログレシブ走査テレビジョン信号と同じフレームレートを有する、前記処理された同一のプログレシブ走査テレビジョン信号フレームの対をもたらし、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号は、そのプログレシブ走査フレームレートの半分の動き解像度を有し、さらに
インタレーサを含み、前記インタレーサは、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号を受け、インタレーステレビジョン信号をもたらし、前記インタレーステレビジョン信号は、実質的に、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有し、前記インタレーサは、同一のプログレシブ走査フレームの各対から、インタレースフレームの各々の２つの対向するパリティフィールドをそれぞれ生成し、前記インタレーサは前記同一のプログレシブ走査フレームの対の１本おきの線を飛ばし、前記飛ばされた線はフレーム間で１本の線だけオフセットされ、
さらに、高速運動信号プロセッサを備え、前記高速運動信号プロセッサは、プログレシブ走査テレビジョン信号を受け、インタレースＳＤＴＶ信号をもたらし、前記インタレースＳＤＴＶ信号は、前記プログレシブ走査フレームレートと実質的に同じフィールドレートを有し、前記インタレーステレビジョン信号の運動中の画像情報の変化は前記インタレーステレビジョン信号フレームレートを超え得るが、前記インタレーステレビジョン信号のフィールドレートは超えず、
前記高速運動信号プロセッサが、
空間領域ローパスフィルタを含み、前記空間領域ローパスフィルタは、プログレシブ走査テレビジョン信号を受け、空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号をもたらし、前記空間領域ローパスフィルタは少なくとも垂直方向の領域において作用し、さらに
インタレーサを含み、前記インタレーサは、前記空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号を受け、インタレーステレビジョン信号をもたらし、前記インタレーステレビジョン信号は、実質的に、前記空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、前記空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有し、前記インタレーサは、空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査フレームの、連続した対から、インタレースフレームの各々の２つの対向したパリティフィールドを生成し、前記インタレーサは、前記プログレシブ走査フレームの線を１本おきに飛ばして各フィールドを生成し、前記飛ばされた線はフレーム間で１本の線だけオフセットされ、
さらに、動きコントロール発生器を備え、前記動きコントロール発生器は、プログレシブ走査テレビジョン信号を受け、動きコントロール信号をもたらし、前記動きコントロール信号は、前記プログレシブ走査テレビジョン信号のフレーム間の画像情報の差から導出され、前記プログレシブ走査テレビジョン信号における動きの程度を示し、さらに
スイッチを備え、前記スイッチは前記動きコントロール信号によって制御され、前記低速運動信号プロセッサの信号出力と、前記高速運動信号プロセッサの信号出力とを受けて、前記動き信号によって示される動きの程度に従って、前記信号出力のいずれかまたは前記信号出力の合成を選択して、前記インタレースＳＤＴＶ信号を発生し、前記信号はさまざまな動き解像度を有する、装置。 - 前記空間領域ローパスフィルタが、前記垂直領域および水平領域においてフィルタリングを行なう、請求項１に記載の装置。
- 前記装置が、前記インタレースＳＤＴＶ信号に加えて、出力として前記動きコントロール信号をさらにもたらす、請求項１に記載の装置。
- 前記低速運動信号プロセッサが、ドロップフレームアンドリピートプロセッサを含み、前記ドロップフレームアンドリピートプロセッサは、プログレシブ走査されたフレームを一つおきに除去し、除去されていないフレームすべてを繰返し、前記低速運動信号プロセッサはさらにインタレーサを含み、前記インタレーサは、繰返されたプログレシブフレームのそれぞれからインタレースフレームの各々のフィールドを導出し、前記装置は、インタレースされたフィールドのうちいずれの対が適切に互いに対にされるかを示す信号を発生し、前記装置は、前記インタレースＳＤＴＶ信号に加えて、出力として前記信号をさらにもたらす、請求項１に記載の装置。
- 前記動きコントロール発生器が、テレビジョンフレームの部分の動きに応答して動きコントロール信号を発生し、それにより、前記動きコントロール信号は前記スイッチを制御して、発生したインタレーステレビジョン信号のフィールド時にプロセッサの選択を変更するようにする、請求項１に記載の装置。
- 前記動きコントロール発生器は、ピクセルベースでフレーム間の差を検出する、請求項５に記載の装置。
- 前記動きコントロール発生器は、ブロックベースでフレーム間の差を検出し、ひとつのブロックはフレーム内のピクセルのグループである、請求項５に記載の装置。
- 前記動きコントロール発生器が、たとえばソーステレビジョンカメラによって静止シーンを迅速にパン撮りすることにより結果として生じた、テレビジョンフレーム全体の動きに応答して、擬似フィルムＹＥＳ／ＮＯ信号をさらに発生させ、ＹＥＳはフィールド全体が高速運動モードにあるとき以外を示し、ＮＯはフィールド全体が高速運動モードにあるときを示す、請求項５に記載の装置。
- 前記時間領域ローパスフィルタが、信号しきい値レベル未満ではフィルタリング作用を及ぼさない、請求項１に記載の装置。
- 前記空間領域ローパスフィルタが、信号しきい値レベル未満ではフィルタリング作用を及ぼさない、請求項１に記載の装置。
- プログレシブ走査テレビジョン信号からインタレースＳＤＴＶ信号を導出するための方法であって、前記プログレシブ走査テレビジョン信号は、実質的に、前記インタレースＳＤＴＶ信号がフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有する数の動的な画像走査線をフレームに有し、前記ＳＤＴＶ信号の前記インタレースフィールドレートと実質的に同じプログレシブ走査フレームレートを有し、前記プログレシブ走査テレビジョン信号はＨＤＴＶソースによって生成されるかまたは導出され、前記方法は、
第１の中間インタレーステレビジョン信号をもたらすステップを含み、前記第１の中間インタレーステレビジョン信号は時間領域ローパスフィルタリングされ、前記プログレシブ走査フレームレートと実質的に同じフィールドレートを有するが、前記テレビジョン信号の運動中の画像情報の変化は前記インタレーステレビジョン信号フレームレートを超えず、
前記プログレシブ走査テレビジョン信号に応じて、時間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号をもたらし、さらに
前記時間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号に応じて、プログレシブ走査フレームが１つおきに除去され、除去されていないすべてのフレームが繰返され、前記プログレシブ走査テレビジョン信号と同じフレームレートを有する、前記処理された同一のプログレシブ走査テレビジョン信号フレームの対をもたらし、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号は、そのプログレシブ走査フレームレートの半分の動き解像度を有し、さらに
前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号に応じて、インタレーステレビジョン信号をもたらし、前記インタレーステレビジョン信号は、実質的に、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有し、同一のプログレシブ走査フレームの各対から、インタレースフレームの各々の２つの対向するパリティフィールドがそれぞれ生成され、前記同一のプログレシブ走査フレームの対の１本おきの線が飛ばされ、前記飛ばされた線はフレーム間で１本の線だけオフセットされ、
さらに、第２の中間インタレーステレビジョン信号をもたらすステップを含み、前記第２の中間インタレーステレビジョン信号は、前記プログレシブ走査フレームレートと実質的に同じフィールドレートを有し、前記インタレーステレビジョン信号の運動中の画像情報の変化は前記インタレーステレビジョン信号フレームレートを超え得るが、前記インタレーステレビジョン信号フィールドレートを超えず、
プログレシブ走査テレビジョン信号に応じて、空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号をもたらし、少なくとも垂直方向の領域において作用し、さらに
前記空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号に応じて、インタレーステレビジョン信号をもたらし、前記インタレーステレビジョン信号は、実質的に、前記空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、前記空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有し、空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査フレームの、連続した対から、インタレースフレームの各々の２つの対向したパリティフィールドが生成され、前記プログレシブ走査フレームの線を１本おきに飛ばして各フィールドが生成され、前記飛ばされた線はフレーム間で１本の線だけオフセットされ、
さらに、動きコントロール信号をもたらすステップを含み、前記動きコントロール信号は、前記プログレシブ走査テレビジョン信号のフレーム間の画像情報の差から導出され、前記プログレシブ走査テレビジョン信号の動きの程度を示し、さらに
前記動きコントロール信号に応答して前記第１の中間インタレーステレビジョン信号および前記第２の中間インタレーステレビジョン信号を選択し、それにより、前記動き信号によって示される動きの程度に従って、前記中間インタレーステレビジョン信号のうちの１つか、または前記中間インタレーステレビジョン信号の合成が選択されて、前記インタレースＳＤＴＶ信号を発生するようにする、方法。 - インタレースＳＤＴＶ信号からプログレシブ走査テレビジョン信号を導出するための装置であって、
動きコントロール発生器を備え、前記動きコントロール発生器は、前記インタレースＳＤＴＶ信号を受け、動きコントロール信号をもたらし、前記動きコントロール信号は、フィールド間の差から導出され、前記インタレースＳＤＴＶ信号における動きの程度を示し、前記動きコントロール発生器はパターン検出器を含み、前記パターン検出器は、
パターンＹＥＳ／ＮＯ信号をもたらし、ＹＥＳは擬似フィルムパターンの検出を示し、ＮＯは擬似フィルムパターンの非検出を示し、前記擬似フィルムパターンにおいては、すべてのＳＤＴＶビデオフィールドのうち少なくともいくつかには、そのフィールドと対になるＳＤＴＶビデオフィールドの対応画像区域に対して、動きが全くないか、ゆっくりとした動きしかなく、さらに
フィールドマージ信号を含み、前記フィールドマージ信号は、前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＹＥＳ状態にあるときに、前記同じ擬似フィルムフレームからどの対のインタレースフィールドが導出されるかを示し、前記装置はさらに
低速運動信号プロセッサを備え、前記低速運動信号プロセッサは、前記フィールドマージ信号によって制御され、前記インタレースＳＤＴＶ信号を受け、前記フィールドマージ信号によって特定されたインタレースフィールドの各対から、同一の２つのプログレシブ走査テレビジョン信号フレームをもたらし、さらに
高速運動信号プロセッサを備え、前記高速運動信号プロセッサは、前記インタレースＳＤＴＶ信号を受け、前記インタレーステレビジョン信号のフィールドレートと同じフレームレートを有するプログレシブ走査テレビジョン信号をもたらし、前記各フレームは、前記インタレースＳＤＴＶ信号の少なくとも１つのフィールドから導出され、さらに
スイッチを備え、前記スイッチは、前記動きコントロール信号および前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号によって制御され、前記低速運動信号プロセッサの信号出力と前記高速運動信号プロセッサの信号出力とを受け、前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＹＥＳ状態にあるときに、前記動き信号によって示される動きの程度に従って、前記信号出力のうちの１つまたは前記２つの信号出力の合成を選択し、前記結果として生じる信号は変化する動き解像度を有し、前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＮＯ状態にあるときに、前記高速運動信号プロセッサの出力を選択して、前記プログレシブ走査テレビジョン信号を発生するようにする、装置。 - 前記動きコントロール発生器が、ピクセルベースでフィールド間の差を検出する、請求項１２に記載の装置。
- 前記動きコントロール発生器が、ブロックベースでフィールド間の差を検出し、ブロックはフレーム内のピクセルのグループである、請求項１２に記載の装置。
- 前記動きコントロール発生器が、擬似フィルムＹＥＳ／ＮＯ信号をさらに発生し、ＹＥＳはフィールド全体が高速運動モードにあるとき以外を示し、ＮＯはフィールド全体が高速運動モードにあるときを示す、請求項１２に記載の装置。
- 前記動きコントロール信号は、画像の移動の速度、振幅およびサイズに基づいて動きの程度を示す、請求項１２から１５のいずれかに記載の装置。
- 前記プログレシブ走査テレビジョン信号を、より多くの数の走査線および／またはより高いフレームレートを有するプログレシブ走査テレビジョンフォーマットに変換するためのアップコンバータをさらに含む、請求項１２に記載の装置。
- 前記プログレシブ走査テレビジョン信号を、より多くの数の走査線および／またはより高いフレームレートを有するインタレーステレビジョンフォーマットに変換するためのアップコンバータをさらに含む、請求項１２に記載の装置。
- インタレースＳＤＴＶ信号からプログレシブ走査テレビジョン信号を導出するための方法であって、
前記インタレースＳＤＴＶ信号のフィールド間の差に基づいて動きコントロール信号をもたらすステップを含み、前記動きコントロール信号は、前記インタレースＳＤＴＶ信号の動きの程度を示し、さらに
パターンＹＥＳ／ＮＯ信号をもたらすステップを含み、ＹＥＳは擬似フィルムパターンの検出を示し、ＮＯは前記インタレースＳＤＴＶ信号の擬似フィルムパターンの非検出を示し、前記擬似フィルムパターンにおいては、すべてのＳＤＴＶビデオフィールドのうち少なくともいくつかには、そのフィールドと対になるＳＤＴＶビデオフィールドの対応画像区域に対して、動きが全くないか、ゆっくりとした動きしかなく、さらに
フィールドマージ信号をもたらすステップを含み、前記フィールドマージ信号は、前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＹＥＳ状態にあるときに、前記同じ擬似フィルムフレームからいずれの対のインタレースフィールドが導出されるかを示し、さらに
前記インタレースＳＤＴＶ信号の前記フィールドマージ信号によって特定されたインタレースフィールドの各対からの同一の２つのプログレシブ走査テレビジョン信号フレームで構成された第１の中間プログレシブ走査テレビジョン信号をもたらすステップと、
前記インタレースＳＤＴＶ信号の少なくとも１つはフィールドから各フレームが導出される、第２の中間プログレシブ走査テレビジョン信号をもたらすステップとを含み、前記プログレシブ走査テレビジョン信号は、前記インタレーステレビジョン信号のフィールドレートと同じフレームレートを有し、さらに
前記動きコントロール信号および前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号に応答して、前記第１の中間プログレシブ走査テレビジョン信号および前記第２の中間プログレシブ走査テレビジョン信号を選択し、それにより、前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＹＥＳ状態にあるときに、前記動き信号によって示される動きの程度に従って、前記中間プログレシブ走査テレビジョン信号のうちの１つが選択されるか、または前記中間プログレシブ走査テレビジョン信号の合成が選択され、前記結果として生じた信号は変化する動き解像度を有するか、または、前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＮＯ状態にあるときに、前記第２の中間プログレシブ走査テレビジョン信号の出力が選択されて、前記プログレシブ走査テレビジョン信号を発生するようにする、方法。 - プログレシブ走査テレビジョン信号からインタレースＳＤＴＶ信号を導出するためのシステムであって、前記プログレシブ走査テレビジョン信号は、実質的に、前記インタレースＳＤＴＶ信号がフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有する数の動的な画像走査線をフレームに有し、前記コンパチブル標準帯域幅テレビジョン信号のインタレースフィールドレートと実質的に同じプログレシブ走査フレームレートを有し、前記プログレシブ走査テレビジョン信号はＨＤＴＶソースによって生成されるか、またはそれから導出され、インタレースＳＤＴＶ信号からプログレシブ走査テレビジョン信号を導出するようにし、前記システムは、
エンコーダを備え、前記エンコーダは、
低速運動信号プロセッサを含み、前記低速運動信号プロセッサは、プログレシブ走査テレビジョン信号を受け、インタレースＳＤＴＶ信号をもたらし、前記インタレースＳＤＴＶ信号は、前記プログレシブ走査フレームレートと実質的に同じフィールドレートを有するが、前記テレビジョン信号の運動中の画像情報の変化は前記インタレーステレビジョン信号フレームレートを超えず、
前記低速運動信号プロセッサが、
時間領域ローパスフィルタを含み、前記フィルタは、前記プログレシブ走査テレビジョン信号を受け、時間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号をもたらし、さらに
ドロップフレームアンドリピートフレームプロセッサを備え、前記ドロップフレームアンドリピートフレームプロセッサは、前記時間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号を受け、プログレシブ走査フレームを１つおきに除去し、除去されていないすべてのフレームを繰返し、前記時間領域ローパスフィルタによって受けられた前記プログレシブ走査テレビジョン信号と同じフレームレートを有する、前記処理された同一のプログレシブ走査テレビジョン信号フレームの対をもたらし、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号は、そのプログレシブ走査フレームレートの半分の動き解像度を有し、さらに
インタレーサを含み、前記インタレーサは、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号を受け、インタレーステレビジョン信号をもたらし、前記インタレーステレビジョン信号は、実質的に、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、前記処理されたプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有し、前記インタレーサは、同一のプログレシブ走査フレームの各対から、インタレースフレームの各々の２つの対向するパリティフィールドをそれぞれ生成し、前記インタレーサは前記同一のプログレシブ走査フレームの対の１本おきの線を飛ばし、前記飛ばされた線はフレーム間で１本の線だけオフセットされ、
さらに、高速運動信号プロセッサを含み、前記高速運動信号プロセッサは、プログレシブ走査テレビジョン信号を受け、インタレースＳＤＴＶ信号をもたらし、前記インタレースＳＤＴＶ信号は、前記プログレシブ走査フレームレートと実質的に同じフィールドレートを有し、前記インタレーステレビジョン信号の運動中の画像情報の変化は、前記インタレーステレビジョン信号のフレームレートを超え得るが、前記インタレーステレビジョン信号のフィールドレートを超えず、
前記高速運動信号プロセッサが、
空間領域ローパスフィルタを含み、前記空間領域ローパスフィルタは、プログレシブ走査テレビジョン信号を受け、空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号をもたらし、前記空間領域ローパスフィルタは少なくとも垂直方向の領域において作用し、さらに
インタレーサを含み、前記インタレーサは、前記空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号を受け、インタレーステレビジョン信号をもたらし、前記インタレーステレビジョン信号は、実質的に、前記空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号がフレームに有する数の運動中の画像走査線をフレーム（すなわちインタレースされる２つのフィールド）に有し、前記空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査テレビジョン信号のフレームレートと実質的に同じインタレースフィールドレートを有し、前記インタレーサは、空間領域ローパスフィルタリングされたプログレシブ走査フレームの、連続した対から、インタレースフレームの各々の２つの対向したパリティフィールドを生成し、前記インタレーサは、前記プログレシブ走査フレームの線を１本おきに飛ばして各フィールドを生成し、前記飛ばされた線はフレーム間で１本の線だけオフセットされ、
さらに、動きコントロール発生器を含み、前記動きコントロール発生器は、前記プログレシブ走査テレビジョン信号を受け、動きコントロール信号をもたらし、前記動きコントロール信号は、前記プログレシブ走査テレビジョン信号のフレーム間の画像情報の差から導出され、前記プログレシブ走査テレビジョン信号の動きの程度を示し、さらに
スイッチを含み、前記スイッチは前記動きコントロール信号によって制御され、前記低速運動信号プロセッサの信号出力と前記高速運動信号プロセッサの信号出力とを受けて、前記動き信号によって示される動きの程度に従って、前記信号出力のいずれかまたは前記信号出力の合成を選択して、前記インタレースＳＤＴＶ信号を発生するようにし、前記信号は変化する動き解像度を有し、前記システムはさらに
デコーダを備え、前記デコーダは、
動きコントロール発生器を含み、前記動きコントロール発生器は、前記インタレースＳＤＴＶ信号を受け、動きコントロール信号をもたらし、前記動きコントロール信号は、フィールド間の差から導出され、前記インタレースＳＤＴＶ信号の動きの程度を示し、前記動きコントロール発生器はパターン検出器を含み、前記パターン検出器は、
パターンＹＥＳ／ＮＯ信号をもたらし、ＹＥＳは擬似フィルムパターンの検出を示し、ＮＯは擬似フィルムパターンの非検出を示し、前記擬似フィルムパターンにおいては、すべてのＳＤＴＶビデオフィールドのうち少なくともいくつかには、そのフィールドと対になるＳＤＴＶビデオフィールドの対応画像区域に対して、動きが全くないか、ゆっくりとした動きしかなく、さらに
フィールドマージ信号をもたらし、前記フィールドマージ信号は、前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＹＥＳ状態にあるときに、前記同じ擬似フィルムフレームからいずれの対のインタレースフィールドが導出されるかを示し、前記システムはさらに
低速運動信号プロセッサを備え、前記低速運動信号プロセッサは前記フィールドマージ信号によって制御され、前記インタレースＳＤＴＶ信号を受け、前記フィールドマージ信号によって特定されたインタレースフィールドの各対からの２つの同一のプログレシブ走査テレビジョン信号をもたらし、さらに
高速運動信号プロセッサを備え、前記高速運動信号プロセッサは、前記インタレースＳＤＴＶ信号を受け、プログレシブ走査テレビジョン信号をもたらし、前記プログレシブ走査テレビジョン信号は、前記インタレーステレビジョン信号のフィールドレートと同じフレームレートを有し、前記各フレームは、前記インタレースＳＤＴＶ信号の少なくとも１つのフィールドから導出され、さらに
スイッチを備え、前記スイッチングは、前記動きコントロール信号および前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号によって制御され、前記低速運動信号プロセッサの信号出力および前記高速運動信号プロセッサの信号出力を受けて、前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＹＥＳ状態にあるときに、前記動き信号によって示される動きの程度に従って、前記信号出力のうちの１つまたは前記２つの信号出力の合成を選択し、前記結果として生じた信号は変化する動き解像度を有し、前記パターンＹＥＳ／ＮＯ信号がＮＯ状態にあるときに、前記高速運動信号プロセッサの出力を選択して、前記プログレシブ走査テレビジョン信号を発生するようにする、システム。
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