JPH03283784A - テレビジョン方式変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、標準テレビジョン信号の走査線数及びアス
ペクト比とは異なる走査線数及びアスペクト比の高品位
テレビジョン信号を、標準テレビジョン信号に変換する
テレビジョン方式変換装置に関する。

（従来の技術） 近年、各国で高品位テレビジョン方式の開発が行われて
いる。我が国においても日本放送協会が高品位テレビジ
ョン伝送方式としてＭＵＳＥ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　　５
ｕｂ−ｎｙｑｕｉｓｔ　　Ｓａｍｐｌｉｎｇ　　Ｅｎｃ
ｏｄｉｎｇ　　）　　方式を開発している。この方式は
、現行の標準テレビジラン方式と互換性がなく専用の受
信機を必要とする。しかし、現在では高品位テレビジョ
ン受信機は、高価なものであり一般に普及するまでには
時間がかかるものと考えられる。そこで、高品位テレビ
ジョン放送信号を標準テレビジョン受信機でも映出でき
るように、高品位テレビジョン信号の方式を変換する装
置が必要である。

高品位テレビジョン信号（走査線数第２５本、アスペク
ト比１６：９）を、標準テレビジョン信号（走査線数５
２５本、アスペクト比４：８）に変換する方式変換にお
いて、変換後の画面表示方法としては各種考えられる。

第７図は、方式変換を行った後、１８：９のアスペクト
比の高品位テレビジョン信号を情報の欠落なく４＝３の
アスペクト比の標準テレビジョン画面に圧縮して映出す
る場合のアスペクト比関係を示している。

第９図は、高品位テレビジョン信号を標準テレビジョン
信号に変換する方式変換装置の一例である。

高品位テレビジョン信号は、入力端子１０を介してアナ
ログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１に入力され、デジタ
ル信号に変換される。ここでのサンプリングクロックΦ
１は、例えばΦ１−１６．２ＭＨｚである。デジタル化
された信号は、入力処理装置１２に入力される。ここで
は、例えばＡＬＣ（Ａｕｔｏ　Ｌｅｖｅｌ　Ｃｏｎｔｏ
ｒｏｌｌｅｒ　）、ノンリニア伸長、デイエンファシス
補正等が行われている。また同時にＡ／Ｄ変換器１１の
出力信号は、同期信号発生装置１３に入力される。ここ
では例えば高品位テレビジョン信号の同期信号及び標準
テレビジョン信号の同期信号が発生され、システム各部
の装置及び両信号の同期がとられる。

入力処理装置１ｉ１２の出力信号は、２次元内挿フィル
タ１４に入力される。２次元内挿フィルタ１４は、例え
ば垂直方向にフィルタリングを行うための高品位テレビ
ジョン信号を１水平走査機関遅延する複数個のラインメ
モリと、水平方向にフィルタリングを行うためにクロッ
クΦ１に同期して１サンプル遅延を行う遅延回路と、係
数器、加算器等を有する。ここでは、同一フィールド内
での水平、垂直方向の２次元のデータを係数倍、加算処
理を行うことにより内挿フィルタ処理をおこなっている
。ここでフィールド内内挿を行うためのデータ数は、入
力に比べて２倍になり、２次元内挿フィルタ１４の出力
信号は入力信号のサンプルレートの２倍となる。例えば
Φ１−１６．２ＭＨｚとすると出力のサンプルレートは
３２．４ＭＨｚである。

第５図ＣＢ＞、（ｂ）は２次元内挿フィルタの入力側の
信号であり、第５図（Ｃ）、（ｄ）は出力側の信号であ
る。

２次元成内挿フィルタ１４の出力信号は、時間軸変換装
置１１１！１５へ入力される。ここでは高品位テレビジ
ョン信号の１水平走査時間を標準テレビジョン信号の１
水平走査時間へ変換する処理が行われる。この処理は、
フィールドメモリ１６に高品位テレビジョン信号系のク
ロックΦ２、例えばΦ２−３２．４ＭＨｚでデータを書
き込み、標準テレビジョン信号系のクロックΦ３、例え
ばΦ３−２９．４８４ＭＨｚで読み出すことにより実現
される。ＭＵＳＥ信号は、輝度信号と色差信号が時分割
多重されているが、両者は分離され色差信号１７と輝度
信号２１として時間軸変換装置ｔ１５から出力される。

色差信号１７は、色差信号処理装置１８へ入力され、こ
こではＴ　ＣＩ　（Ｔｉｍｅ　ＣｏｍｒｅｓｓｅｄＩｎ
ｔｅｇｒａｔｉｏｎ　）デコード及び時間軸の伸長が行
われる。ＭＵＳＥ信号では、色差信号（Ｒ−Ｙ）信号、
（Ｂ−Ｙ）信号は輝度信号の水平ブランキング期間に１
／４に時間圧縮されて多重され、かつ（Ｒ−Ｙ）信号、
（Ｂ−Ｙ）信号とが線順次となっており、このデコード
が色差信号出力処理装置１８で行われる。

色差信号出力処理装置ｆ１８では、ラインメモリが使用
され、このメモリに入力データがΦ３のクロック、例え
ばΦ３　＝　２９．４８４ＭＨｚで書込まれ、その１７
４の周波数のクロックで読み出されることにより、１／
４に時間圧縮されていた色差信号が標準テレビジョン信
号の１水平走査時間に伸長される。

また（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ）信号は、線順次で・あ
るために現ラインに無い方の信号は、上下のラインの信
号を用いて補間され、（Ｒ−Ｙ−）信号と（Ｂ−Ｙ）信
号が各ライン毎に作成される。色差信号出力処理装置１
８からは、（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ）信号とが出力さ
れ、各デジタル信号はデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換
器１９ａ１１９ｂに入力−され、アナログの（Ｒ−Ｙ）
信号と（Ｂ−Ｙ）信号とが出力端子２０ｇ、２０ｂに出
力される。

時間軸変換装置１らから出力される輝度信号２１は、輝
度信号出力処理装置２２へ入力される。

ここで゛は、色差信号と輝度信号の位相合わせ等が行わ
れる。輝度信号出力装置２２の出力はくデジタルアナロ
グ変換器２３に入力されアナログ信号となり、アナログ
輝度信号は出力端子２４に導出される。

（発明が解決′しようとする課１ｉ） ＭＵＳＥ信号のフォーマットによると、静止画の場合は
帯域圧縮のため時間軸方向（具体的にはフレーム間、フ
ィールド間）に周波数の折り返った成分を含んでいる。

従ってデコードする際にはフレーム間、フィールド間で
内挿処理を行わなければならない。一方、動画の場合は
、時間軸方向に周波数の折り返った成分を含んでおらず
、１フイ一ルド単位で構成されているために、デコード
する際にはフィールド内だけでの内挿ＩＩ＆理でよい。

実際には画素信号ごとに静止画処理と動画処理を行い、
動き検出をしてその動き量に応じて静止画成分と動画゛
成分との混合して画素信号を再血している。

従来のように簡素化の目的で、静止画も動画゛゛も常に
フィールド内だけの内挿処理を行ったのでは、ド間、フ
レーム間の折り返し成分が折り返ったままとなっており
、これが高域成分で細かいちらつきとなる目障りなノイ
ズとなって現れる。つまり解像度、゛鮮鋭度を著しく悪
化した信号となる。

そこでこの発明は、静止画成分の時間軸方向の折り返し
を軽減することができるテレビジラン方１変換装置を提
供することを目的とする＝［発明の構成］ （：１ｌｌｉを解決するための手段） この発明は、時間軸方向に周波数成分が折り返っている
第１の帯域と、折り返っていない第２の帯域を持つ第１
の信号１；つ゛いそ、時間軸方向の差分信号を求める第
１の信号処理手段と、この第１の信号処理手段の出力信
号から動き量情報を得るために折□り返し成分がないＩ
Ｉ２の帯域の成分を抜き出す第１のフィルタ手段と、第
１のフィルタ手段の出力信号に対して非線形処理□を施
し動き量信号を得る第２の信号処理手段と、ｊｉ！１の
信号について時間軸方向の処理を行い時間軸方向の折り
返し成分を除去し静止画１こ有効な信号を搏る第３の信
号処理手段と、第３の信号処理手段の出力から第１の帯
域側の高域成分を取り出す＄２のフィルタ手段とミ第１
の′信号から第２の帯域側の低域成分を取り出す第３の
フィルタ手段と、１３のフィルタ手段の出力信号を第１
の信号から減じることにより動画に有効な高域成分を取
り出す第４の信号処理手段゛と、第４の信号処理手段の
出力信号と第２のフィルタ手段の出力信号の各係数倍比
を前記第２の信号処理手段−からの動き貴信゛号に応じ
て制御した後加算し、・動きに適応した高域成分を得る
第５の信号処理手段と、第５め信号処理手段の出力と第
３のフィルタ手段の出力とを加算する第６の信号処理手
段左を備えるもの“であ秦″。

（作用） 上記−の手段により、時間軸方向の簡略化しｈ処理を行
うので、フィールド内のみの内挿処理である全動画処理
に比べて、折り返しノイズを抑えることができ鮮鋭度、
解像度を向上した画像が得られる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例である。高品位テレビジョ
ン信号を標準テレビジ■ン信号に変換する場合の一例と
して、ＭＵＳＥ信号をＮＴＳＣ信号に変換する場合を説
明する。また変換前と変換後のアスペクト比と画面の関
係は第７図のような関係になるものとして説明する。

入力端子１０に供給されたアナログのＭＵＳＥ信号は、
Ａ／Ｄ変換器１１に導入されデジタル信号に変換される
。ここでのサンプリングクロックΦ１は、例えばΦ１　
＝　１６．２ＭＨｚである。Ａ／Ｄ変換器１１の出力信
号は、入力処理装置１２に入力される。ここでは、例え
ばＡ　Ｌ　Ｃ（Ａｕｔｏ　ＬｅｖｅｌＣｏｎｔｏｒｏｌ
ｌｅｒ　）　、ノンリニア伸長、デイエンファシス補正
等が行われる。また同時にＡ／Ｄ変換器１１の出力信号
は、同期信号発生装置１３に入力される。ここでは例え
ば、高品位テレビジョン信号の同期信号及び標準テレビ
ジョン信号の同期信号が発生され、システム各部の装置
及び両信号の同期がとられる。

入力処理装置１２の出力信号は、２次元内挿フィルタ１
４に入力される。２次元内挿フィルタ１４は、例えば垂
直方向にフィルタリングを施すための高品位テレビジョ
ン信号を１水平走査期間遅延する複数個のラインメモリ
と、水平方向にフィルタリングを施すためにクロックΦ
１に同期して１サンプル遅延する遅延回路と、係数器、
加算器等により構成される。ここでは、同一フィールド
内での水平、垂直方向に２次元のデータを係数倍、加算
処理を行うことにより内挿フィルタ処理を行っている。

ここでフィールド内内挿を行うためのデータ数は２倍に
なり、２次元内挿フィルタ１４の出力信号は入力信号の
サンプルレートの２倍のレートである。例えばΦ１−１
６．２ＭＨｚとすると出力のサンプルレートは８２．４
ＭＨｚとなる。

第５図（ａ）、（ｂ）が２次元内挿フィルタの入力側の
信号で、第５図（Ｃ）、（ｄ）が出力側の信号である。

２次元内挿フィルタ１４の出力信号は、時間軸変換装置
１５に入力される。ここでは、高品位テレビジョン信号
の１水平走査時間を標準テレビジョン信号の１水平走査
時間へ変換する処理が行われる。この処理はフィールド
メモリ１６に高品位テレビジョン信号系のクロックΦ２
、例えば中２−８２．４ＭＨ２でデータを書き込み、標
準テレビジョン信号系のクロックΦ３、例えばΦ３−２
９．４８４ＭＨｚで読出しを行うことにより達成される
。

ＭＵＳＥ信号は、輝度信号と色差信号とが時分割多重さ
れているが、両者は分離され色差信号１７、輝度信号２
１として導出される。

まず色差信号の系統から説明する。

色差信号１７は、色差信号出力処理装置１８に入力され
、ここではＴＣＩデコード及び時間軸の伸長が行われる
。ＭＵＳＥ信号では色差信号（Ｒ−Ｙ）信号、（Ｂ−Ｙ
）信号は輝度信号の水平ブランキング期間に１／４に時
間圧縮されて多重され、かつ（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ
）信号とが線順次となっており、このデコードを色差信
号出力処理装置１８が行っている。色差信号処理装置で
は、ラインメモリが使用され、このメモリに入力データ
がΦ３のクロック、例えばΦ３−２９．４ｊ１４ＭＨｚ
で書き込まれ、そのｌ／４の周波数のクロックで読み出
される。これによりｌ／４に時間圧縮されていた色差信
号が標準テレビジョン信号の１水平走査時間に伸長され
ることになる。また（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ）信号と
は線順次であるために現ラインにない方の信号は、上下
のラインの信号を用いて補間され、（Ｒ−Ｙ）信号と（
Ｂ−Ｙ）信号が各ライン毎に作られる。

色差信号出力処理装ｆ１８からは、（Ｒ−Ｙ）信号と（
Ｂ−Ｙ）信号とが出力され、それぞれＤ／Ａ変換器１９
ａ、１９ｂに入力され、アナログ信号に変換される。そ
してアナログの（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ）信号とは出
力端子２０ａｓ２０ｂに導出される。

次に輝度信号の系統を説明する。

時間軸変換装置ｆ１５からの輝度信号２１は、フレーム
間折り返し除去袋！２２へ入力される。

ＭＵＳＥ信号の静止画の水平周波数の折り返しスペクト
ルは第２図に示すようになる。

４．０５ＭＨｚ以上の成分にのみフレーム間の折り返し
がある。次にＭＵＳＥ信号の輝度信号のサブサンプリン
グパターンを第３図に示す。４フイールドで一巡し、フ
レームオフセットサブサンプリングとなっている。第２
図に示すスペクトルからみて、フレーム間の折り□返し
成分を取り除くには、第４図のようにフレーム間でデー
タを内挿し、２倍の８２．４ＭＨｚのサンプルレートに
する。

動画の場合は水平周波数が１８．２ＭＨｚまであり、フ
レーム、フィールド間の折り返しはなく、フィールド内
内挿処理を施して８２．４ＭＨｚのサンプルレートにす
る。しかし静止画、動画のデータは、別々に分けられる
のではな（、ＭＵＳＥデコーダの場合には静止画の成分
と動画の成分とがそのデータの動き量に応じて混合され
る。

フレーム間折り返し除去装置２２は上記の原理を用いて
構成されており、輝度信号２１は、フレームメモリ２３
に入力される。

フレームメモリ２３の出力信号２４と、入力信号２１と
は加算器２５に供給される。加算器２５では、フレーム
メモリ２３の出力信号と入力信号との差分がとられ、こ
こで得られた差分信号２６は、低域フィルタ（ＬＰＦ）
２７に入力される。

差分信号２６は、動き量を現すもので、この差分信号の
絶対値量が大きいほど動き量が大きいことを意味する。

しかしここで注意すべきき点は、信号２１が、フレーム
間の折り返し成分を含んでいることである。フレーム間
の折り返し成分を含むと、動き量は不正確なものとなる
。

そこで、差分信号２６を低域通過フィルタ２７に通して
、第２図のスペクトルを参照してフレーム間で折り返し
成分の存在しない４．０５ＭＨｚ以下の成分のみを取り
出すようにしている。しかし第２図における水平周波数
は高品位テレビジョン系のものであり、時間軸変換装置
１５によりサンプルレートが低くなり、標準テレビジョ
ン系の周波数では、例えば約３．６９ＮＨ２に対応する
。従って、標準テレビジョン系の周波数に換算した場合
の輝度信号２１のスペクトルを示すと第６図（ａ）に示
すようになる。このスペクトルからみると、フレーム間
折り返し成分のない帯域りあ、３．６９Ｍｌ１ｚ以下で
あるから、結局低域通過フィルタ２７の低域通過特性は
３．６９ＭＨｚ以下となる。

この結果、低域通過フィルタ２７の出力信号２８のスペ
クトルは、第６図（Ｃ）に示すようになりフレーム間の
折り返し成分を含まない。よって、この信号２８は、動
き量を正確に現した信号として利用できる。

信号２８は、動き検出装置２９に入力される。

動き検出装置２９は、例えば、フレーム間差分信号の絶
対値を求め、第８図に示すような非線形処理を行う。動
き検出装置２９の出力信号３０は、動き量を現し、その
値ｋが大きい程動き成分が多いことを意味する。

非線形処理は、次のように取決められている。

入力のフレーム間絶対値差分量がある程度小さい場合（
第８図■）は、多少のフレーム間の差分量はノイズ等に
よる誤差とみなして出力の動き量を零にする。また、第
８図■の範囲では、入力の差分量に応じて動き量を変化
させる。入力のフレーム間絶対値差分量がある程度大き
い場合（第８図■）は、すべて動画と見なしてしまう。

上記した系統は、動き量検出部の系統である。

次に、信号３０により制御される信号系統、つまり加算
器３１、高域通過フィルタ（ＨＰＦ）、係数倍器４０の
系統について説明する。

フレームメモリ２３の入力側信号２１と出力側信号２４
とは、静止画の場合、先にも説明したように第６図（ａ
）に示すスペクトルである。ここで信号２１と２４とを
加算器３１に入力して平均をとった場合、その出力信号
３２は、第６図（ｅ）に示すスペ欠トルのようにフレー
ム間の折り返し成分が低減されている。ここで、信号３
２を高域通過フィルタ３３１；入力するが、この高域通
過フィルタ３３は、′１ｉＳ６図（ｆ）に示すような特
性であり通常ならばフレーム間の折り返し成分を抽出す
るような特性のフィルタである。しかし、信号３２は加
算器３１の出力であり、フレーム間折り返し成分が低減
されている。よって、高域通過フィルタ３３の出力信号
３４は、第６図（ｄ）に示すようなスペクトルの信号（
フレーム間折り返し成分が低減された高域成分）となる
。

次に、動画の場合、単一フィールドで構成されてお・リ
フイールド間、フレーム間の折り返しがない。このため
、静止画のように時間軸方向の処理をする必要がない。

動画系の処理は、低域フィルタ３５、加算器３７の系統
で行われる。即ち、信号２１は、低域通過フィルタ３５
に入力される。

低域通過フィルタ３５は、第６図（ｂ）に示す特性であ
る。加算器３７においては、信号２１から低域通過フィ
ルタ３５の出力信号３６が差し引かれる。この結果得ら
れた信号３８は、高域成分のみの信号で、第６図（ｆ）
の高域通過フィルタ特性の出力と同じ特性の信号となる
。信号３８は、時間軸方向の処理を行っていない高域成
分の信号である。

上記の処理により、係数倍器３９には時間軸方向の処理
を行っていない信号３８が入力され、係数倍器４０に時
間軸方向の処理を行った信号３４が入力されることにな
る。

動き検８装置２９の出力値ｋ　［０＜ｋ＜１コ動き量が
大きい径値は大］に応じて、係数倍器３９は入力信号３
８をに倍し、動画の高域成分信号４１を出力する。また
係数倍器４０は、入力信号３４を（１−ｋ）倍し、静止
画のフレーム間の折り返しが軽減された高域成分の信号
４２を出力する。信号４１と４２とは、加算器４３にて
加算され、高域成分信号４４として出力され、さらに加
算器４５に入力される。この加算器４５では、加算器４
３から得られた高域成分の信号４４と低域通過フィルタ
３５からの低域成分の信号３６とが加算される。これに
より、加算器４５からは、フレーム間の折り返し成分が
軽減された信号４６を得ることができる。

信号４６は、輝度信号出力処理装置４７に入力される。

ここでは、色差信号と輝度信号との位相合わせ等が行わ
れる。輝度信号出力処理装置４７の出力信号は、デジタ
ルアナログ（Ｄ／Ａ）編喚起４８に入力され、アナログ
信号として出力端子４９に導出される。

［発明の効果］ 上記したように、この発明によれば簡略化したフレーム
間の動き検出を用いて静止画成分のフレーム間折り返し
によりノイズを除去することができ、鮮鋭度、解像度が
改善される。また簡略化した動き検出を行っているので
動画入力時に静止画処理を行った除虫じる２線ぼけ等の
障害が生じることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す構成説明図、第２図
はＭＵＳＥ方式で静止画を伝送した場合の水平スペクト
ラムを示す説明図、第３図はＭＵＳＥ方式の高品位テレ
ビジョン信号を伝送する際のサブサンプリングパターン
を示す説明図、第４図はフレーム内挿した状態でのサブ
サンプリングパターンを示す説明図、第５図はフレーム
内挿した場合のサンプリングパターンを示す説明図、第
６図はフレーム間の折り返しを除去する際のフィルタ特
性を説明する図、第７図はアスペクト比の違う高品位テ
レビジョン画面から標準テレビジョン画面に変換する両
凹表示方法を説明するための図、第８図は動き検出装置
内での非線形変換の特性説明図、第９図は従来のテレビ
ジョン信号変換製置を示す構成説明図である。 １０・・・入力端子、１１・・・アナログデジタル変換
器、１２・・・入力処理装置、１３・・・同期信号発生
装置、１４・・・２次元内挿フィルタ、１５・・・時間
軸変換装置、１６・・・フィールドメモリ、１７・・・
色差信号、１８・・・色差信号出力処理装置、１９ａ１
１．９ｂ・・・デジタルアナログ変換器、２０　ａ　。 ２０ｂ・・・８カ端子、２１・・・輝度信号、−２２・
・・フレーム間折り返し除去装置、２３・・・フレーム
メモリ、２５・・・加算器、２７・・・低域通過フィル
タ、２９・・・動き検出装置、３１・・・加算器、３３
・・・高域通過フィルタ、３５・・・低域通過フィルタ
、３７・・・加算器、３９．４０・・・係数倍器、４３
．４５・・・加算器、４７・・・輝度信号出力処理装置
、４８・・・デジタルアナログ変換器、４９・・・出力
端子。 第６ 図 （ｅ） ［ＭＨ２４１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 時間軸方向に周波数成分が折り返っている第１の帯域と
   、折り返っていない第２の帯域を持つ第１の信号につい
   て、時間軸方向の差分信号を求める第１の信号処理手段
   と、 この第１の信号処理手段の出力信号から動き量情報を得
   るために折り返し成分がない第２の帯域の成分を抜き出
   す第１のフィルタ手段と、 第１のフィルタ手段の出力信号に対して非線形処理を施
   し動き量信号を得る第２の信号処理手段と、 第１の信号について時間軸方向の処理を行い時間軸方向
   の折り返し成分を除去し静止画に有効な信号を得る第３
   の信号処理手段と、 第３の信号処理手段の出力から第１の帯域側の高域成分
   を取り出す第２のフィルタ手段と、第１の信号から第２
   の帯域側の低域成分を取り出す第３のフィルタ手段と、 第３のフィルタ手段の出力信号を第１の信号から減じる
   ことにより動画に有効な高域成分を取り出す第４の信号
   処理手段と、 第４の信号処理手段の出力信号と第２のフィルタ手段の
   出力信号の各係数倍比を前記第２の信号処理手段からの
   動き量信号に応じて制御した後加算し、動きに適応した
   高域成分を得る第５の信号処理手段と、 第５の信号処理手段の出力と第３のフィルタ手段の出力
   とを加算する第６の信号処理手段とを具備したことを特
   徴とするテレビジョン方式変換装置。