JPH03292077A - 輝度信号再生処理装置 - 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】 〔概要〕 輝度信号再生処理装置に関し、 高速の４８ＭＨｚクロックの動作部分を縮小し、かつ動
きベクトル補正を３２ＭＨ２のクロックレートで行うこ
とを可能とし、動作の安定、回路規模の削減、画質向上
、コスト低下を図ることのできる輝度信号再生処理装置
を提供することを目的とし、ＭＵＳＥ信号に対し、現在
の画像信号と１７し−ム前の画像信号とのフレーム間の
内挿を行う内挿回路と、フレーム間内挿後の信号を１フ
ィールド遅延させた信号と同等の信号を得る遅延手段と
、該遅延量の補正を行う動きベクトル補正手段と、現在
の画像信号の画素の間を補間するフィールド内挿を行う
補間手段と、画像の動いている領域を検出する動き検出
手段と、動き検出手段の出力に基づいて内挿回路あるい
は動きベクトル補正手段の出力と補間手段の出力との混
合を行う混合手段と、混合手段の出力に基づきフィール
ド間内挿と画像信号のクロックレート変換とを共に行っ
て輝度信号を再生する内挿・クロック変換手段とを備え
、前記混合手段は、フレーム間内挿後の信号と同じ動作
クロックで動作するように構成し、前記内挿・クロック
変換手段は、１つの回路により構成し、前記動きベクト
ル補正手段１よ、フレーム間内挿後の信号と同じ動作ク
ロックで動作するように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、輝度信号再生処理装置に係り、詳しくは、Ｍ
ＵＳＢ信号のデコード処理における輝度信号の再生処理
方式を改良した輝度信号再生処理装置に関する。

次世代のテレビとして、ハイビジ９ン（高品位テレビジ
ョン）の開発が行われ、衛星放送による定時実験放送も
開始されている。ハイビジョン技術の中心はＭＵＳＥ方
式（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｓｕｂ−Ｎｙｑｕｉｓｔ−Ｓａ
ｍｐｌｉｎｇ　Ｅｎｃｏｄｉｎｇ方式）と呼ばれる衛星
放送を可能とする帯域圧縮技術である。これは、走査線
１１２５本、フィールド周波数６０Ｈｚ、帯域２２ＭＨ
ｚのＲＧＢ３チャンネルの信号を帯域８．１ＭＨｚ、　
　１チヤンネルの信号に帯域圧縮するものである。

〔従来の技術〕

ＭＵＳＥ信号は、ＲＧＢ各々帯域２２ＭＨｚの信号３チ
ヤンネルの信号を８．ＩＭ）ｌＺ、　１チヤンネルの信
号に帯域圧縮するものであるが、まずエンコーダ、デコ
ーダを第３図に沿って簡単に説明する。同図において、
１はハイビジョン放送における送信側のエンコーダ、２
は受信側のデコーダである。エンコーダ１は静止画の圧
縮処理を行う静止画圧縮処理回路３、動画の圧縮処理を
行う動画圧縮処理回路４、画像の動いている領域を検出
する動き検出回路５および動き検出回路５からの動き量
に基づいて静止画および動画の混合を行う混合器６によ
り構成される。なお、動き検出とは、画像の動いている
領域を検出するもので、これは、画像の時間的な変化量
、つまり画像毎の差分を基にして行われる。

ＭＵＳＥ方式では、静止画と動画で帯域圧縮の方法が異
なる。静止画は時間的な変化がないことを利用して第４
図にＭＵＳＥの画素伝送方式を示すように１枚の絵を４
フィールドに分割して伝送することにより、帯域圧縮を
行っている。一方、動画では絵が動いているため、１フ
ィールド内で絵を完結する必要が゛ある。このため、絵
の解像度を若干低下させることにより、帯域圧縮を行っ
ている。そして、動き検出回路５により１画素毎の動き
量を検出し、この動き量に応じて静止画と動画を混合す
ることにより、ＭＵＳＥ信号を生成している。以上がＭ
ＵＳＥエンコーダ１の基本的動作である。

ＭＵＳＥデコーダ２は静止画の再生処理を行う静止画再
生処理回路７、動画の再生処理を行う動画再生処理回路
８、ＭＵＳＥ信号から画像の動いている領域を検出する
動き検出回路９および動き検出回路９からの動き量に基
づいて静止画および動画の再生のための混合を行う混合
器１０により構成される。ＭＵＳＥデコーダ２ではエン
コーダ１と逆の処理を行う。静止画では１枚の絵を再生
するために、４フイ一ルド分の情報が必要となり、３フ
イ一ルド分のメモリが必要となる。すなわち、現フィー
ルドを基準として３フィールド前までの情報が必要だか
らである。動画では現在のフィールド内で絵が完結して
いるので、フィールドメモリのような画像メモリは必要
ない。動き検出では絵毎の差分より動き量を検出する。

しかし、ＭＵＳＥ方弐では、フィールド毎に伝送する画
素の位置が変わるので、正確な差分を得るためには４フ
ィールドに渡る必要がある。伝送する画素の位置は４フ
ィールド毎に同じ位置に戻るためである。

このため、４フイ一ルド分の画像メモリが必要となる。

この動き量に応じて静止画と動画を混合し、出力するこ
とにより送られてきた絵を再生する。

以上がＭＵＳＥデコーダ２の基本的動作である。

次に、デコーダ側での輝度信号の再生系統の従来構成は
第５図のように示される。同図において、１１．１２は
フレームメモリ　（２フイ一ルド分のメモリ）、１３は
減算器、１４はフレーム間の内挿を行う内挿回路、１５
は静止画フィルタ、１６は動画フィルタ、１７は動き検
出回路、１８〜２０はクロック変換回路、２１はフィー
ルドメモリ、２２は動きベクトル補正回路、２３は内挿
回路、２４は混合器である。なお、８１〜Ｓ１２は絵に
対応する信号である。

静止画処理では第６図にフレーム間内挿後の信号を示す
ように、１６ＭＥＩｚのクロックレートで送られてきた
現在の信号Ｓ　１　　（Ｚ−Ｏｖ：　Ｚ−”はｎフィー
ルド遅延していることを意味する〕と、フレームメモリ
１１から取り出された１フレーム（２フィールド）前の
信号Ｓ　２　（Ｚ−２ｖ）とを内挿回路１４ニより内挿
し、３２ＭＨｚ　（７）信号３３　（Ｚ−０ｖ＋ｚ−２
Ｖ　）となる。その後、静止画フィルタ１５を通り、ク
ロック変換回路１８にて画素のクロックレートを３２Ｍ
［ｌｚから４８ＭＨｚに変換し、信号Ｓ５となる。

このとき、第７図に示すように３２．４ＭＨｚのデータ
列から４８．６ＭＨｚのデータ列へのクロック変換が行
われる。そして、これをフィールドメモリ２１を通し、
１フィールド遅延させることにより、信号Ｓ６には（Ｚ
−ＩＶ　＋　ｚ−：Ｎｌ　）が出力される。この信号Ｓ
６と信号Ｓ５とを内挿回路２３により内挿することによ
り、信号Ｓ　７　ニハ（Ｚ−０ｖ＋　ｚ−１ｖ＋ｚ−２
Ｖ　＋ｚ−ｓｖ　）が出力され、第８図に示すように４
フイ一ルド分の信号を内挿した静止画が再生される。

動画は、動画フィルタ１６により３２ＭＨｚの動画信号
Ｓ８となる。その後、クロック変換回路１９にて４８Ｍ
Ｈｚのクロックレートの動画Ｓ９になる。

動き量は、４フィールド（２フレーム）間の画素の差分
より検出される。また、２フィールド（１フレーム）間
の差分ち近似的に算出して、動き量の検出に使用される
。この動き量Ｓ１０もまた３２ＭＨｚで出力されるが、
クロック変換回路２０にて４８ＭＨｚの動き量Ｓｌｌと
なる。そして、この動き量３１１に応じて混合器２４で
次式に示す演算により、輝度信号Ｓ１２が再生される。

輝度信号５１２ ＝静止画５７Ｘ（１−動き量５１１）十動画Ｓ９×動き
量Ｓｌｌ ただし、０≦動き量３１１≦１ なお、動きベクトル補正回路２２はＭＵＳＥ信号に含ま
れる動きベクトル信号に応じて１フィールド当たりの遅
延量の調整を行い、カメラのバンニング等に対応するも
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の輝度信号再生処理装置
にあっては、第５図に示す網線部分の各回路は４８ＭＨ
ｚのクロックで動作させる必要があり、高速であるため
に回路の安定化を図り難いという問題点があった。

また、クロック変換回路では高精度のディジタルフィル
タが要求されるため、動作速が速いことと相まって、回
路規模の増大を招き、コストも上昇するという問題点が
あった。

さらに、動きベクトル補正回路はカメラのバンニング等
に対応すべく、動きベクトル信号に応じて１フィールド
当たりの遅延量の調整を行うが、この動きベクトルの値
は３２Ｍ１（Ｚのクロックを遅延の単位として規定され
ている。ところが、この回路は４８ＭＨｚのクロックで
動作しているので、動作クロックの比に応じて動きヘク
トルの値を補正する必要がある。動作クロックの比の値
は分数（２／３）となるため、補正後の動きベクトルは
小数点の値まで持つことになる。しかし、従来の回路で
は小数点以下の値に対応することはできず、画質の劣化
を引き起こすという問題点があった。画質の劣化を防ぐ
ためには複雑な回路も必要で、コストが上昇する。

そこで本発明は、高速の４８Ｍ）Ｉｚクロフクの動作部
分を縮小し、かつ動きベクトル補正を３２ＭＨｚのクロ
ックレー・トで行うことを可能とし、動作の安定、回路
規模の削減、画質向上、コスト低下を図ることのできる
輝度信号再生処理装置を提供することを目的としている
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による輝度信号再生処理装置は上記目的達成のた
め、ＭＵＳＥ信号に対し、現在の画像信号と１フレーム
前の画像信号とのフレーム間内挿を行う内挿回路と、フ
レーム間内挿後の信号を１フィールド遅延させた信号と
同等の信号を得る遅延手段と、該遅延量の補正を行う動
きベクトル補正手段と、現在の画像信号の画素の間を補
間するフィールド内挿を行う補間手段と、画像の動いて
いる領域を検出する動き検出手段と、動き検出手段の出
力に基づいて内挿回路あるいは動きベクトル補正手段の
出力と補間手段の出力との混合を行う混合手段と、混合
手段の出力に基づきフィールド間内挿と画像信号のクロ
ックレート変換とを共に行って輝度信号を再生する内挿
・クロック変換手段とを備え、前記混合手段は、フレー
ム間の内挿後の信号と同じ動作クロックで動作するよう
に構成し、前記内挿・クロック変換手段は、１つの回路
により構成し、前記動きベクトル補正手段は、フレーム
間内挿後の信号と同じ動作クロックで動作するように構
成している。

〔作用〕

本発明では、低速（例えば、３２ＭＨｚ　）のクロック
レートで混合手段により静止画と動画の混合が行われる
。これは、現在の静止画と１フィールド前の静止画の２
系統で行われる。その後、内挿・クロック変換手段によ
りフィールド間内挿とクロック変換が同時に行われるこ
とにより、輝度信号の再生が行われる。この場合、内挿
・クロック変換手段は１つの回路により構成され、動き
ベクトル補正手段はフレーム間内挿後の信号と同じ動作
クロックで動作する。

したがって、高速（例えば、４８ＭＦｌｚ　）クロック
の動作部分が縮小され、かつ動きベクトル補正も低速（
例えば、３２ＭＨｚ　）のクロックレートで行うことが
可能となり、動作の安定、回路規模の削減、画質向上、
コスト低下が図られる。

〔実施例〕

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１．２図は本発明に係る輝度信号再生処理装置の一実
施例を示す図である。第１図は本装置のブロック図であ
る。この図において、静止画フィルタ１５より左側の部
分は従来と同一構成であり、同一番号を付している。３
１はフィールドメモリ（遅延手段）であり、静止画フィ
ルタ１５で作られた静止画を記憶するものである。３２
は３２Ｍ）ｌｚで動作する動きベクトル補正回路（動き
ベクトル補正手段）であり、動きベクトルの値に応じて
遅延量の補正を行うものである。３３．３４は３２ＭＨ
ｚで動作する混合器（混合手段）であり、混合器３３は
静止画フィルタ１５からの静止画と動画フィルタ１６か
らの動画を動き検出回路１７からの出力信号ＳＩＯに応
じて混合し、混合器３４はフィールドメモリ３１および
動きベクトル補正回路３２を通ったｌフィールド前の静
止画と動画フィルタ１６からの動画を動き検出回路１７
からの出力信号ＳＩＯに応じて混合するものである。３
５は内挿・クロック変換回路（内挿・クロック変換手段
）であり、混合器３３．３４をそれぞれ通った静止画、
動画が混合済みの２種類の信号Ｓ５１．、Ｓ６１を用い
て内挿とクロック変換を同時に行い、輝度信号３１２を
出力するものである。なお、動画フィルタ１６は補間手
段に相当し、動き検出回路１７は動き検出手段に相当す
る。

以上の構成において、静止画フィルタ１５より左側の部
分は従来と同−構成であり、その部分の動作説明は省略
する。本実施例では、まず３２ＭＨｚのクロンクレート
で混合器３３．３４により静止画と動画の混合が行われ
る。これは、現在の静止画と１フィールド前の静止画の
２系統で行う。その後、内挿・クロック変換回路３５に
よりフィールド間内挿とクロック変換が同時に行われる
ことにより、輝度信号の再生が行われる。この様子は第
２図のように示される。

具体的に説明すると、静止画フィルタ１５からの信号Ｓ
４は、現在の信号と１フレーム前の信号が内挿されたも
のを静止画フィルタに通した信号であり、内容的には（
ｚ　−６９＋　Ｚ−２９）である。この信号Ｓ４は混合
器３３とフィールドメモリ３１に入力される。フィール
ドメモリ３１ではｌフィールドの遅延が行われ、さらに
動きベクトル補正回路３２では３２ＭＨｚのクロックレ
ートで遅延量の補正が行われる。この動きベクトル補正
回路３２からは信号３４１　（Ｚ−Ｉｖ＋　ｚｉ’ｌ　
）が出力サレル。次イテ、混合器３３では静止画（ｚ−
（ｌＶ＋Ｚ−２Ｖ　）　ト動１ｓ８が動き量ＳＩＯの値
に応じて混合され、次式で演算される輝度信号３５１が
出力される。

輝度信号５５１ ＝静止画３４Ｘ（１−動き量Ｓ１０〉　十動画Ｓ８×動
き量３１０ ただし、静止画Ｓ４　：　　（Ｚ−０ｖ＋Ｚ””　）同
様に混合器３４からは次式で演算される輝度信号３６１
が出力される。

輝度信号５６１ ＝静止画３４１Ｘ（１−動き景５１０）十動画Ｓ８×動
き量ＳＩＯ タタシ、Ｄ正画Ｓ４１：　　（ｚ−＋ｖ　＋Ｚ−”Ｖ　
）以上の２種類の静止画、動画が混合済みの輝度信号は
、内挿・クロック変換回路３５に入力され、内挿とクロ
ックの変換が行われる。ここから出力される輝度信号３
１２は４８ＭＨ２のクロックレートの信号となり、次式
で演算される内容となる。

輝度信号３１２ ＝静止画Ｘ（１−動き量）十動画×動き量ただし、静止
画：　　ＣＺ−”十Ｚ−１ｖ＋Ｚ−”＋Ｚ−３９：１ この輝度信号Ｓ１２は従来例の回路から得られるのと同
様の信号となる。

このように、本実施例では上記回路構成とすることによ
り、従来、３回路必要としたクロ７り変換回路が１回路
で済むことになり、回路規模の削減を図ることができる
。また、４８ＭＨｚのクロンクレートである高速動作部
分の縮小化を図ることができるとともに、動きベクトル
補正回路３２も３２ＭＨｚでの動作が可能となり、動作
の安定化および画質向上を図ることができ、かつコスト
も低下させることができる。

なお、本実施例の場合、混合器が２回路必要となるが、
混合処理に要求される乗算器のビット長、つまり動き量
のビット長が数ビ・ノド程度でよいこと、また、動作ク
ロックが３２ＭＨｚに引下げられていることから、混合
器追加による全体の回路規模の増加量は、クロック変換
回路削減による回路規模の削減量と比較すると、小さな
ものである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高速動作部分（例えば、４８ＭＨｚ動
作部分）をフィールド間内挿とクロ・ツク変換のみとし
、これ以外の信号処理回路は低速（例えば、３２ＭＨｚ
の速度）で動作させることができる。したがって、動作
速度の低下、クロック変換を１カ所にまとめたことによ
り、動作の安定化、回路規模の削減を達成することがで
きる。また、動きベクトル補正も従来より低速（例えば
、３２ＭＩＩｚ　）の速度で動作させることができ、画
質向上に貢献でき、かつ全体としてコスト低下を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明に係る輝度信号再生処理装置の一実
施例を示す図であり、 第１図はそのブロック図、 第２図はそのクロック変換とフィールド間内挿の様子を
示す図、 第３〜８図は従来の輝度信号再生処理装置を示す図であ
り、 第３図はそのＭＵＳＥエンコーダ／デコーダの構成を示
す図、 第４図はそのＭＵＳＨの画素伝送方法を説明する図、 第５図はそのＭＵＳＥデコーダの輝度信号の再生系統を
示す図、 第６図はそのフレーム間内挿後の信号を示す図、第７図
はそのクロック変換の様子を示す図、第８図はそのフィ
ールド間内挿後の信号を示す図である。 １１．１２・・・・・・フレームメモリ、１３・・・・
・・減算器、 １４・・・・・・内挿回路、 １５・・・・・・静止画フィルタ、 １６・・・・・・動画フィルタ（補間手段〉、１７・・
・・・・動き検出回路（動き検出手段〉３１・・・・・
・フィールドメモリ　（遅延手段）３２・・・・・・動
きベクトル補正回路（動きベクトル補正手段〉、 ３３．３４・・・・・・混合器（混合手段）、３５・・
・・・・内挿・クロック変換回路（内挿・クロック変換
手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＭＵＳＥ信号に対し、現在の画像信号と１フレーム前の
   画像信号とのフレーム間の内挿を行う内挿回路と、 フレーム間内挿後の信号を１フィールド遅延させた信号
   と同等の信号を得る遅延手段と、 該遅延量の補正を行う動きベクトル補正手段と、現在の
   画像信号の画素の間を補間するフィールド内挿を行う補
   間手段と、 画像の動いている領域を検出する動き検出手段と、 動き検出手段の出力に基づいて内挿回路あるいは動きベ
   クトル補正手段の出力と補間手段の出力との混合を行う
   混合手段と、 混合手段の出力に基づきフィールド間内挿と画像信号の
   クロックレート変換とを共に行って輝度信号を再生する
   内挿・クロック変換手段とを備え、前記混合手段は、フ
   レーム間内挿後の信号と同じ動作クロックで動作するよ
   うに構成し、 前記内挿・クロック変換手段は、１つの回路により構成
   し、 前記動きベクトル補正手段は、フレーム間内挿後の信号
   と同じ動作クロックで動作するように構成したことを特
   徴とする輝度信号再生処理装置。