JP4459311B2 - テレビシステムおよび変換方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、インターレース（飛び越し走査）されたテレビシステムに関し、より詳細にはインターレースされた入力を順次走査データへ変換するテレビシステムに関する。
【０００２】
【従来技術】
ほとんどの代表的な放送テレビ規格はインターレースされたフィールドから成り、代表的なビデオフレームは２つのフィールドで送信される。第１フィールドは通常、フレームのうちの奇数番号のラインから成り、第２フィールドは偶数番号のラインから成る。代表的なディスプレイシステムはブラウン管にディスプレイするために入進データを使用するが、データをディスプレイするのに別の方法も利用できる。
【０００３】
空間的光変調器は一般に各々がメモリセルによってアドレス指定可能な個々の素子のアレイから成り、アドレス指定は一般にアレイの列に沿って行われる。これにより、インターレースされたデータに適合するのに必要なアドレス指定は極めて困難となり、過度に低速となることが多い。画像を順次走査する結果、変調器の利用率は良好となる。また、画像を順次走査する結果、特に空間光変調器を用いることにより利用可能な、より大きなプロジェクタサイズでは、画質が良好となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
順次走査に変換すべき所望のデータがフィルムソースからのものである場合には、特別な問題が生じる。フィルムは本来的には順次走査される２４ＭＨｚのマテリアルである。ＮＴＳＣで作動するシステムは一般に、図１（従来技術）に示されるように、３：２のプルダウンによって６０Ｈｚのインターレースデータに変換している。フレーム入力はフレーム境界部１２および１４に示されるような完全なフレームとなって到達する。境界部１２と１４との間の第１フレームは、偶数番号のラインが境界部１８と２０との間の偶数のフレーム１となり、偶数番号のラインが境界部２０と２２との間の奇数のフレーム１となるように走査される。
【０００５】
第１フィルムのフレームからの偶数番号ラインも偶数のフレーム２に対する偶数番号ラインになる。奇数のフレーム２は、境界部１４と１６との間の第２のフィルムフレームからの奇数番号ラインから構成され、フレーム３のための偶数番号のラインは第２フィルムフレームから生じる。次に、奇数のフレーム３は第３のフィルムフレームから生じる。この例から理解できるように、このような走査は３：２のプルダウンと称されているが、この理由は、１つ置きのフレームが３フィールドをインターレース入力に寄与させ、オフセットされたフレームが２フィールドをインターレース入力に寄与させているからである。例えばＰＡＬのような５０Ｈｚソースに対しては、フィルムは２５Ｈｚで作動されるにすぎず、５０Ｈｚのインターレース条件を満たすには倍にされる。
【０００６】
インターレースされたソースから順次走査ソースへ再変換するためのある方法は、３：２のプルダウン作動をドライブするデータ内にコードを組み込むことにより、どのフィールドが３セグメントフレームからのものであるか、更にどのフィールドが２セグメントフレームからのものであるかを検出するための手段を設ける方法である。このコードは次に、ディスプレイ側でプロセッサによって読み出され、適当なフィールドを使用して６０Ｈｚで元のフィルムデータを再生することができる。第２の解決方法は、３：２のプルダウンの３−２−３−２パターンを検出し、対応するフィールドをマークして元のフィルムを再生するパターン検出器を構成するよう、プロセッサを使用することである。この解決案はファロージャ・インコーポレーション（Faroudja,Inc. ）に譲渡された米国特許第4,876,596 号および第4,982,280 号に、より完全に記載されている。これら方法は３：２のプルダウンの明瞭な仕様またはこのパターンを検出する能力のいずれかを必要とする。送信側で明らかな仕様または３−２−３−２パターンを検出する必要がなく、充分に作動するより一般的な方法が望まれている。
【０００７】
更に、このような解決案を用いる場合の問題は、動き検出の分野にある。不正確な動き検出がなされると、視覚的なアーティファクト、例えば移動領域に割れ目が生じたり、ライン平均による動きの存在がぼやけたり、配向されたエッジがブロック状に再構成されることとなる。現在の順次走査方法はこれら問題を解消できるが、余分な処理時間とかなりの費用がかかり、コストが増すこととなる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
フィルムに最初に生じていた画像からインターレースされたビデオデータを変換するためのシステムおよび方法が開示される。このシステムはプロセッサと先の最新のビデオフィールドと第２の最新のビデオフィールドと記憶する２つのフィールドメモリを含む。プロセッサは先の最新のフィールドと現在の入進フィールドおよび第２の最新のフィールドとを比較し、順次走査されるビデオフレームを発生するのにどのフィールドを使用するかを決定する。
【０００９】
本発明の利点は送信側でフィルムフォーマットの表示のためのコードを挿入したり、または受信側にデコーダを設ける必要のないことである。
本発明の別の利点は、本発明がユーザーにとってトランスペアレントであるので、入進ビデオデータが最初フィルム上に生じていたデータでないときには、ユーザーの入力は不要であるということである。
本発明の別の利点は、３−２パターンのフィールドレベルの検出が不要であることである。
【００１０】
本発明および上記以外の本発明の利点をより完全に理解できるようにするため、添付図面と共に次の詳細な説明を参照する。
【００１１】
【発明の実施の態様】
フィルムソースは本来的に順次フィールドであるが、ほとんどの放送用テレビフォーマットではディスプレイのためにインターレースされたフィールドに変換しなければならない。順次走査されたディスプレイをするには、第３のフォーマットに変換するよりも、むしろ元の順次特性を再生することがより論理的であるように思われる。このようにすることにより、視聴者はより良好な画質および映画のような画質により近い画質を楽しむことができる。このようなより高画質を提供する１つの方法として、テレビ用に製作されていない映画を見るときに視聴者がフィルムモードを選択できるようにする特殊な機能をテレビシステムに組み込むことが挙げられる。このような機能の組み込みは最小の追加コストおよびテレビがフィルムモードになっていないときに他の用途にも使用される追加回路によって達成できる。
【００１２】
図２はフィルム上にもともと撮影されていたインターレースされたデータを、順次に走査されたデータへ変換するための改善された方法を実行できる回路のブロック図である。回路２０は走査ラインビデオプロセッサ（ＳＶＰ）または他のプロセッサ２１と２つのフィールドディレイ２４および２６から成る。ライン２８上の入進データは現在のフィールドＡに対するデータである。第１のフィールドディレイ２４に保持されていた先の最新のフィールドをフィールドＢと称することとし、フィールドディレイ２６内に保持されていた先の第２の最新のフィールドをフィールドＣと称する。
【００１３】
この回路によって実行される方法は、図３にグラフとして示されており、更に図２ｂではフローチャートとして示されている。例えばフィールドＢ内のピクセルに対し順次走査を実行する場合、フィールドＢとＣと信号Ｍ１との比較から動き信号が得られる。フィールドＢと次のフィールド、すなわち第２の動き信号Ｍ２のためのフィールドＡとを比較することにより、第２の動き信号が発見される。インターレースされたデータ内の互いに隣接する２つのフィールド間の動き信号を見つけるには、ある処理が必要である。フィールドＢは１つのフレームのうちの偶数または奇数の番号のついたラインを有し、フィールドＡおよびＣは同じフレームまたは直前のフレームの偶数の番号のついたラインを有することが思い出されよう。
【００１４】
フィールドＢとＣとの間の動きの差として、スカラーの動き信号Ｍ１が定義される。これら２つのフィールドからのラインの一部の構造は、次のものに類似する。
【００１５】
【外１】

【００１６】
ピクセル２に対応する動き信号Ｍ１は、値（ピクセル２−ピクセル１）および（ピクセル２−ピクセル３）の絶対値の最小値を使用することによって検出される。
【００１７】
【数１】
Ｍ１＝ＭＩＮ（｜ピクセル２−ピクセル１｜，｜ピクセル２−ピクセル３｜）
【００１８】
本発明の一実施例では、第２の動き信号Ｍ２はフィールドＢとフィールドＡとの間で同じように検出される。
【００１９】
【外２】

【００２０】
【数２】
Ｍ２＝ＭＩＮ（｜ピクセル２−ピクセル４｜，｜ピクセル２−ピクセル５｜）
【００２１】
ソースが３：２のプルダウンを使用して変換されたフィルムである場合、各フィールドは図３に示されるように同じフレームからの少なくとも１つの隣接フィールドを有する。図３におけるライン２および３のインターレースを見ると、フィールドＣは隣接フィールドと同じフレームからのフィールドＢを有し、フィールドＢは隣接フィールドとして双方のフィールドＣおよびＡを有し、フィールドＡは同一フレームからの隣接フィールドとしてフィールドＢを有する。これらペアのフィールド間の動き信号はノーズ、すなわち高空間周波数パターンを除けば０となる。Ｍ１およびＭ２の最小値はｋ＝ＭＩＮ（Ｍ１，Ｍ２）におけるように、０に近くなる。これと対照的に、第４の順次出力は太い垂直線で示される第１フレームからの２つのフィールドと、細い線によって示されるように位置する第２フレームからの２つのフィールドを有する。
【００２２】
このように３：２のプルダウン検出の実行はユーザーにとってトランスペアレントなままである。視聴者は見ている画像が最初にフィルムであったソースから得られたものであるかどうかを知る必要はない。上記の値ｋに対してスレッショルド値Ｔが設定される。
【００２３】
動き信号ｋがスレッショルド値Ｔより小（ｋ＜Ｔ）であれば、システムはフィールドインサートを使用することにより上記フィルム変換を実行する。フィールドインサートはフィールドＡまたはフィールドＣから生じたピクセルと同じ位置にあるピクセルをとり、これをフィールドＢに挿入することにより実施される。フィールドＡを選択するか、またはフィールドＣを選択するかはスカラー動き信号Ｍ１またはＭ２のいずれが小さいかによって決まる。例えばＭ１＜Ｍ２であればフィールドＣからフィールドインサートが実行される。
【００２４】
動き信号ｋがスレッショルド値Ｔより大（ｋ＞Ｔ）であれば、システムは従来のフォーマットの順次走査変換用の動き信号としてこの信号を使用するだけである。更に、スレッショルド値Ｔの選択はシステムにおけるノイズ効果を制限するように実行できる。
【００２５】
従って、これまでフィルムモードの順次走査方法および回路の特定の実施例について説明したが、かかる特定の参考例は特許請求の範囲に記載されている範囲を除き、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２６】
関連出願
本願は「特殊な特性を有する低コストの順次走査型テレビ」を発明の名称とする、１９９６年４月２７日に出願された米国特許出願第08/430,774号（ＴＩ−１９４７５）と共に同時に出願された出願である。
【００２７】
以上の説明に関して、更に以下の項を開示する。
（１）フィルム上で最初に発生されたデータの現在のビデオフィールドを送信するための入力ラインと、
先の最新のビデオフィールドのためのデータを記憶するための第１メモリと、
先の第２の最新のビデオフィールドのためのデータを記憶するための第２メモリと、
前記現在のフィールドと前記先の最新のフィールドとの間の動き信号と、前記先の最新のフィールドと前記先の第２のフィールドの間の動き信号とを比較することによって動き信号を選択するよう、前記先の最新のフィールドと前記現在のフィールドおよび前記先の第２の最新のフィールドとを比較するためのプロセッサとを備え、前記最小の動き信号はフィルム上で最初に発生された前記データの順次フレームを発生するのに使用され、
更に、１つの画像としてビデオデータの前記順次フレームをディスプレイするための空間光変調器を含む、順次走査されるディスプレイを備えたテレビシステム。
（２）前記プロセッサがノイズ効果を減少するように前記最小動き信号に対する最小スレッショルドを設定するように作動できる、請求項１記載のシステム。
【００２８】
（３）フィルム上で最初に発生されたインターレースされたビデオデータを順次走査されるビデオデータに変換するための方法であって、
メモリ内に先の最新のビデオフィールドと、先の第２の最新のビデオフィールドを記憶する工程と、
現在のビデオフィールドを受信する工程と、
前記現在のビデオフィールドと前記先の最新のビデオフィールドとの間の動き信号、および前記先の最新のフィールドと前記先の第２の最新のビデオフィールドとの間の動き信号を発生する工程と、
前記動き信号を比較し、振幅の小さいほうの動き信号を選択する工程と、
フィールドのインサートによりフィルム上で最初に発生された前記ビデオデータから、一連の順次ビデオフレームが得られるよう、前記先の最新のフィールドと比較した際に最小の動き信号を発生した前記フィールドのいずれかを使用して、前記先の最新のフィールドに対してフィールドのインサートを実行する工程と、
画像を発生するよう空間光変調器上に前記順次ビデオフレームをディスプレイする工程とを備えた変換方法。
（４）前記画像におけるノイズ効果を減少するように、前記最小の動き信号に対する最小スレッショルドを設定する別の工程を含む、請求項３記載の方法。
【００２９】
（５）最初にフィルム上で発生されたインターレースされたビデオデータ（２８）を順次走査に変換し、更にこれをインターレースされたデータに変換するためのシステム（２２）および方法である。先の最新のフィールドおよび先の第２の最新のフィールドを記憶し、先の最新のフィールドを現在フィールドおよび先の第２の最新のフィールドと比較し、２つの動き信号を発生する。先の最新のフィールドと比較した際に、最小の動き信号を発生したフィールドを使用してそのフィールドに対するフィールドインサートを実行する。このようなフィールドインサートの結果、フィルム上で最初に発生された画像のデータの順次フレームが生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フィルムソースを順次走査に変換するための３：２のプルダウン方法の従来の実行例を示す。
【図２】 フィルムソースのインターレース走査から順次走査への変換を可能にする回路のブロック図である。
【図３】 フィルムソースに対するインターレース走査から順次走査への変換を実行できるようにする回路の作動を示すグラフである。
【符号の説明】
２１ ＳＶＰまたはプロセッサ
２４ フィールドディレイ
２６ フィールドディレイ
２８ ライン

Claims (2)

1. フィルムに最初に記録されたデータの現在のビデオフィールドを送信するための入力ラインと、
   先の最新のビデオフィールドのためのデータを記憶するための第１メモリと、
   先の第２の最新のビデオフィールドのためのデータを記憶するための第２メモリと、
   プロセッサであって、前記先の最新のビデオフィールドを前記現在のビデオフィールドと比較することによって第２の動き信号を決定し、前記先の最新のビデオフィールドを前記先の第２の最新のビデオフィールドと比較することによって第１の動き信号を決定し、前記第１の動き信号と前記第２の動き信号との中でより小さい振幅を有する方を最小信号値と決定する前記プロセッサであって、前記最小動き信号は、前記最小信号値に相当する前記現在のビデオフィールドと前記先の第２の最新のビデオフィールドとのうちのいずれか一方からのデータを使用して、前記フィルムに最初に記録されたデータの順次フレームを発生するのに使用される前記プロセッサと、
   １つの画像としてビデオデータの前記順次フレームをディスプレイするための空間光変調器と、を含む、
   順次走査されるディスプレイを備えたテレビシステム。
2. フィルムに最初に記録されインターレースされたビデオデータを順次走査されるビデオデータに変換するための方法であって、
   メモリ内に先の最新のビデオフィールドと、先の第２の最新のビデオフィールドを記憶する工程と、
   現在のビデオフィールドを受信する工程と、
   前記現在のビデオフィールドと前記先の最新のビデオフィールドとの間で比較することによって、第２の動き信号を発生する工程と、
   前記先の最新のフィールドと前記先の第２の最新のビデオフィールドとの間で比較することによって、第１の動き信号を発生する工程と、
   前記第１の動き信号と前記第２の動き信号とを比較し、振幅の小さいほうを動き信号として選択する工程と、
   フィールドのインサートにより前記フィルムに最初に記録されインターレースされたビデオデータから、一連の順次ビデオフレームが得られるよう、振幅の小さいほうである前記動き信号を発生した前記現在のビデオフィールドと前記第２の最新のビデオフィールドとのいずれかを使用して、前記先の最新のフィールドに対してフィールドのインサートを実行する工程と、
   画像を発生するよう空間光変調器上に前記順次ビデオフレームをディスプレイする工程とを備えた変換方法。

Images