JPH04240984A - テレビジョン信号変換器 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＭＵＳＥ方式で伝送
されてくる高品位テレビジョン信号を現行テレビジョン
信号に変換するテレビジョン信号変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタルＩＣの進歩、特にメモリのアク
セス高速化、大容量化に伴い映像信号のデジタル信号処
理が普及しつつある。またテレビジョン受信機としては
、画面の大型化、高精彩化が要望されている。

【０００３】このような要請のもとに、一方ではまった
く新しいテレビジョン方式である高品位テレビジョンシ
ステムが開発されている。高品位テレビジョンシステム
は、信号帯域が従来のテレビジョン信号の約５倍を必要
とするために、放送衛星１チャンネル分の信号帯域で伝
送可能となるようにＭＵＳＥ方式という帯域圧縮方式を
用いている。ＭＵＳＥ方式は、高品位テレビジョン信号
をフィールド間、フレーム間でオフセットサブサンプリ
ングすることにより帯域圧縮を行っている。従って受信
側ではフレームメモリ等の大容量メモリを備えたＭＵＳ
Ｅデコーダが必要となる。

【０００４】図２は、ＭＵＳＥデコーダの構成例である
。端子５０１にはＭＵＳＥ信号が供給される。この信号
は、サンプリング周波数１６．２ＭＨｚ　のクロックに
よりＡ／Ｄ変換器５０２でデジタル化される。Ａ／Ｄ変
換器５０２の出力信号は、フレームメモリ５０４、動き
検出回路５０３、セレクタ５０７、フィールド内内挿フ
ィルタ５０５、同期再生／コントロール信号復号回路５
０６に供給される。

【０００５】同期再生／コントロール信号復号回路５０
６ではＭＵＳＥ信号から、同期信号を再生し、また、画
像信号からブランキン期間中に多重伝送されているコン
トロール信号を復号して出力する。コントロール信号に
はＭＵＳＥ信号をデコードするのに不可欠なフレーム間
オフセットサブサンプリング位相（以下ＦｒＯＳＳと称
する）、フィールド間オフセットサブサンプリング位相
（ＦｉＯＳＳ）信号などが含まれている。

【０００６】ＭＵＳＥデコーダは、画像の動き部分と静
止部分とで、それぞれ適した処理を行っている。以下静
止部分の処理について説明する。セレクタ５０７では、
復号回路５０６から得られるＦｒＯＳＳ信号に従って、
Ａ／Ｄ変換器５０２の出力ＭＵＳＥ信号と、これがフレ
ームメモリ５０４で１フレーム期間遅延された信号との
切り替え選択が行われ、３２．４ＭＨｚ　レートの信号
として出力される。これはフレーム間内挿と呼ばれてい
る。

【０００７】フレーム間内挿出力信号は、１２ＭＨｚの
遮断周波数をもつＬＰＦ（低域通過フィルタ）５０８を
介して、サンプリング周波数変換部５１０に入力され、
ここでサンプリングレートが３２．４ＭＨｚ　から４８
．６ＭＨｚに変換される。ここでＬＰＦ５０８とサンプ
リング周波数変換部５１０の総合周波数特性はＭＵＳＥ
伝送規格では、インパルスレスポンスにて規定されてい
る。この規格は、図１０に示す。この信号は、サブサン
プル回路５１１に入力され、同期再生／コントロール信
号復号回路５０６からのＦｉＯＳＳ信号に従ってサブサ
ンプルされ、この出力（２４．３ＭＨｚ）はフィールド
メモリ５１２、１Ｈ遅延メモリ（Ｈ：水平期間）５１３
、加算器５１５に供給される。加算器５１５では、１Ｈ
遅延メモリ５１３の出力信号とサブサンプル回路５１１
の出力信号との平均値を演算し、セレクタ５１６に供給
する。セレクタ５１６では加算器５１５の出力とフィー
ルドメモリ５１２の出力信号とを、復号回路５０６から
のＦｉＯＳＳ信号に従って切り替え出力し、元の４８．
６ＭＨｚ　レートの信号を得る。これをフィールド間内
挿と称する。

【０００８】次に画像の動き部分では、時間的な処理（
テンポラル方向の処理）は適用できないので、フィール
ド内内挿回路５０５ではフィールド内のデータによる内
挿を行い、３２．４ＭＨｚ　データレートの信号として
出力する。内挿する過程において、ＦｒＯＳＳ信号を利
用することにより、フレーム間オフセットサブサンプリ
ングの位相補償を行っている。次にこの出力信号は、サ
ンプリング周波数変換部５０９に入力され、４８．６Ｍ
Ｈｚ　レートの信号として混合回路５１７に入力される
。混合回路５１７では、セレクタ５１６からの信号と、
サンプリング周波数変換部５０９からの信号とが、動き
検出回路５０３からの動き検出信号に応じた比で混合さ
れて出力される。この出力信号は、Ｄ／Ａ変換器５１８
にてアナログ信号に変換され出力端子５１９に導出され
る。

【０００９】ＭＵＳＥ信号は、例えば図４（Ｆ）に示す
ように、静止画部分であって画像がステップ状に変化す
る部分を伝送するものとすると、フレーム毎に図３（Ａ
）と（Ｂ）に示すように伝送されてくる。図３及び図４
において黒丸と白丸は画素を意味し、実線は偶数フィー
ルド、破線は奇数フィールドのラインである。ＭＵＳＥ
信号は４フィールド周期の信号で構成されている。 デコーダにおいてフレーム間内挿を行うと、図３（Ｃ）
に示すような３２．４ＭＨｚ　レートの信号となる（セ
レクタ５０７の出力に相当）。この信号がサンプリング
周波数変換部５１０により、図３（Ｄ）に示すような４
８．６ＭＨｚ　レートの信号に変換される。次に、サブ
サンプル回路５１１によって図４（Ｅ）に示す信号とな
り、フィールド間内挿により×印の部分が補間され（セ
レクタ５１６の出力に相当）、図４（Ｆ）に示す信号と
して出力される。 ここで、図３（Ｄ）と図４（Ｆ）を比較すると、同じ４
８．６ＭＨｚ　レートの信号でありながら、輪郭部分の
状態が異なっている。これはフィールド間内挿処理を行
ったか否かの差である。

【００１０】このようにＭＵＳＥデコーダは、非常に複
雑な回路であり大容量のメモリを必要とする。また高品
位テレビジョン信号やＭＵＳＥ信号は、現行のテレビジ
ョン信号方式とは全く互換性が無いため、既存のテレビ
ジョン受信機ではその内容すら見ることができない。こ
のため高品位テレビジョン信号（ＭＵＳＥ信号）を簡易
的に処理し、現行方式のテレビジョン信号に変換するＭ
ＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータの開発が行われている。

【００１１】図５は、ＭＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータの
構成例である。入力端子７０１には、ＭＵＳＥ信号が供
給され、Ａ／Ｄ変換器７０２にて１６．２ＭＨｚ　のク
ロックでデジタル化される。Ａ／Ｄ変換器７０２の出力
は、フィールド内内挿回路７０３、同期再生／コントロ
ール信号復号回路７０４に入力される。フィールド内内
挿回路７０３の出力は、走査線変換部７０５に入力され
、１１２５本２：１　インターレースの信号から５２５
　本２：１　インターレースの信号に変換される。この
変換された信号は、Ｄ／Ａ変換器７０６に入力されアナ
ログ信号となりＮＴＳＣエンコーダ７０７に入力される
。これにより出力端子７０８には現行のテレビジョン信
号であるＮＴＳＣ方式の信号が得られる。またＮＴＳＣ
エンコーダ７０７には、Ｓ端子７０９も設けられている
。このようにＭＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータでのＭＵＳ
Ｅ信号処理は、図２で説明したＭＵＳＥデコーダ内の画
像の動き部分の処理を行う回路を取り出した形となって
おり、すべてフィールド内の処理である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記したようにＭＵＳ
Ｅデコーダ（図２）の回路は非常に複雑であり、高価と
なるために図５に示したような簡易型のＭＵＳＥ／ＮＴ
ＳＣコンバータが開発されている。しかし、簡易型のＭ
ＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータには次のような問題がある
。

【００１３】例えば図６に示すように、白と黒がステッ
プ状に変化する画像を図５のコンバータで処理する場合
、このコンバータには図３（Ａ）と（Ｂ）のＭＵＳＥ信
号がフレーム毎に交互に入力する。同コンバータではフ
レーム間での処理は行わずフィールド内の処理のみであ
るため、図３（Ａ）と（Ｂ）の信号をそれぞれをフレー
ム間オフセットサブサンプリング位相に従って、周囲画
素から空間的に×部を補間するだけである。この結果、
図３（Ａ）と（Ｂ）の信号はそれぞれ図４（Ｇ）と（Ｈ
）に示すような信号となる。図４（Ｇ）と（Ｈ）の信号
に注目すると、奇数フィールド（実線）と偶数フィール
ド（破線）では横方向にずれが生じていることがわかる
。このことを平易に説明すると次のようになる。画面上
ではテレビジョンモニタの残像や、人の目の錯覚特性に
より図４（Ｇ）と（Ｈ）の信号が加算され、ほぼ図３（
Ｃ）のように見えるものとしても、この場合にも奇数フ
ィールドと偶数フィールドでは、横方向にずれが生じて
いることが理解できる。

【００１４】このようなフィールド間のずれは、ＭＵＳ
Ｅ／ダウンコンバータでは致命的である。即ち、ＭＵＳ
Ｅ／ダウンコンバータでは走査線変換処理も全てフィー
ルド内の処理であるため、１１２５本から５２５　本に
変換しても、上記のずれは残ったままである。マクロ的
にみると、本来図６（Ａ）のように見えるべき信号が実
は奇数フィールドでは（Ｂ）、偶数フィールドでは（Ｃ
）になり、通常のテレビジョン受信機では飛び越し走査
によって（Ｄ）のように見える。しかも走査線が５２５
　本であるために、このぎざぎざは非常に目立つとうい
う問題がある。

【００１５】そこで、この発明の目的とするところは、
画像の輪郭部における自然を保持したまま信号変換を行
うことができるテレビジョン信号変換器を提供すること
にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、第１のテレ
ビジョン信号をフィールド間で第１のオフセットサブサ
ンプリングし、フレーム間で第２のオフセットサブサン
プリングすることにより帯域圧縮した信号を、走査線数
の異なる第２のテレビジョン信号に変換するテレビジョ
ン信号変換器において、前記第２のオフセットサブサン
プリング状態の信号をフィールド内内挿処理した信号を
得るフィールド内内挿手段と、このフィールド内内挿手
段の出力を前記第２のテレビジョン信号と同数の走査線
数に変換する走査線変換手段と、この走査線変換手段の
出力のサンプリング周波数を前記第２のテレビジョン信
号用のサンプリング周波数に変換するサンプリング周波
数変換手段と、このサンプリング周波数変換手段の出力
を入力とし、低域成分と高域成分とに分離し、高域成分
に対してのみフィールド間内挿処理して前記低域成分と
加算し、現行方式のテレビジョン信号にデコードして出
力する手段とを備えるものである。

【００１７】

【作用】上記の手段により、サンプリング周波数変換と
、フィールド間内挿処理する手段とを新たに設けたこと
により、前述した静止画像におけるエッジがざぎざする
現象がなくなり、より自然な画像を得ることができる。

【００１８】

【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。

【００１９】図１はこの発明の一実施例である。入力端
子７０１にはＭＵＳＥ信号が供給され、Ａ／Ｄ変換器７
０２にて１６．２ＭＨｚ　のクロックでデジタル化され
、フィールド内内挿回路７０３及び同期再生／コントロ
ール信号復号回路７０４に入力される。フィールド内内
挿回路７０３ではフィールド内内挿処理によりＭＵＳＥ
信号を簡易的に処理し、１１２５本２：１　インターレ
ースの信号を得る。つまり、図３（Ａ）と（Ｂ）のＭＵ
ＳＥ信号を、それぞれ図４（Ｇ）と（Ｈ）に示すような
信号に補間して変換する。この信号は、走査線変換部７
０５に入力される。走査線変換部７０５では、１１２５
本２：１インターレースの信号から５２５　本１：１　
ノンインターレースの信号に変換される。また同期再生
／コントロール信号復号回路７０４からは、新たにフィ
ールド間オフセットサブサンプル位相信号（ＦｉＯＳＳ
）が出力されている。走査線変換部７０５の出力は、サ
ンプリング周波数変換回路１１０に入力される。サンプ
リング周波数変換回路１１０は、図１０規定されたイン
パルスレスポンスを持っており、サンプリング周波数を
３／２倍にして、４８．６ＭＨｚ　の信号として出力す
る。サンプリング周波数変換回路１１０の出力は、低域
通過フィルタ１１６るとともに、減算器１１７の一方の
入力端子に入力される。減算器１１７の他方の入力端子
には、低域通過フィルタ１１６の出力が供給されている
。これにより、低域通過フィルタ１１６からは低域成分
が得られ、減算器１１７からは高域成分が得られる。

【００２０】減算器１１７の出力である高域成分は、サ
ブサンプル回路１１１に入力される。サブサンプル回路
１１１では、復号回路７０４からのＦｉＯＳＳ信号に従
ってサブサンプル処理が行われ、２４．３ＭＨｚ　の信
号に変換される。この信号は、フィールドメモリ１１２
とセレクタ１１５の一方の端子に供給される。さらにフ
ィールドメモリ１１２の出力は、１Ｈ遅延メモリ１１３
と加算器１１４に入力される。そして加算器１１４では
、１Ｈ遅延メモリ１１３とフィールドメモリ１１２の出
力とが加算されその平均値がとられる（つまりフィール
ド内内挿により図４（Ｅ）に示すような形態でＸ印の画
素が補間される）。この加算器１１４の出力（補間信号
）はセレクタ１１５に入力される。セレクタ１１５は、
加算器１１４の出力とサブサンプル回路１１１の出力と
のいずれかをＦｉＯＳＳ信号に従って切り替え出力する
。これにより補間信号が、対応するフィールドの信号と
合成されて、つまり図４（Ｅ）のＸ印の位置が補間（フ
ィールド間補間）されて出力される。ここで得られた信
号は、加算器１１８に入力され、低域通過フィルタ１１
６からの低域成分と加算される。加算器１１６の出力は
、Ｄ／Ａ変換器７０６に入力されてアナログ信号に変換
されたのち、ＮＴＳＣデコーダ７０７に入力される。こ
れにより出力端子７０８には現行方式のテレビジョン信
号が得られる。またＮＴＳＣデコーダ７０７には、Ｓ端
子７０９も設けられている。

【００２１】上記したＭＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータに
おける信号処理は、次のような順で行われている。即ち
、フィールド内内挿処理、走査線数変換、フィールド間
内挿である。ＭＵＳＥ信号の復号過程において、フレー
ム間オフセットサブサンプリングの復号を行うには、１
１２５本系の方が行いやすいが、フィールド間オフセッ
トサブサンプリングの復号は１１２５本系に限定されな
い。即ち、前者については図３（Ａ）、（Ｂ）に示した
ようにオフセット構造がフレーム間かつライン毎に反転
しているが、後者については図４（Ｅ）で示したように
単にフィールド間での反転であるために５２５　本系に
変換した後でもフィールド間内挿処理は有効に動作する
。勿論、走査線数変換処理において、フィールド間の演
算処理を含まないことが前提である。また、フィールド
内内挿回路７０３の空間周波数特性において、水平方向
の特性は１２ＭＨｚ　までは可能な限りフラットである
ほうがよい。これは本来のＭＵＳＥデコーダでは、静止
画系処理ではフィールド内内挿ではなくフレーム間内挿
であり、空間的にまったく減衰しない特性になる。図１
０に記載した１２ＭＨｚ　低域通過フィルタ特性と、サ
ンプリング周波数変換のトータル特性条件ではフレーム
間内挿を前提にしており、これが満足しないと波形歪み
となって画面に現れるためである。もちろんフィールド
内内挿回路７０３の水平方向の周波数特性とサンプリン
グ周波数変換部１１０のトータル特性を図１０に示すよ
うな特性となるようにしてもよい。

【００２２】上記の処理により、ＭＵＳＥ信号の簡易処
理を行っても、フィールド間のオフセットサブサンプル
位相を補償することが可能となり、静止画部分であって
画像がステップ的に変化する部分に生じる障害を無くす
ことができる。

【００２３】図２は、この発明の他の実施例である。

【００２４】この実施例は、フィールド間内挿処理を高
域成分だけにするか、全信号帯域にするかを、コントロ
ール信号として伝送されている画像の動き情報に従って
切り替えるようにした例である。

【００２５】動き情報は、同期再生／コントロール信号
復号回路７０４から得られるもので、図１１に示すよう
に、コントロール信号１６〜１８の計３ビットは画面全
体の動きの程度を現す信号であり、０で通常画面、１で
完全静止、２でほとんど静止、３はシーンの変り目、４
〜７は量に応じて動きの激しさを示している。この図２
の実施例では、完全静止の情報を利用している。サンプ
リング周波数変換回路１１０の出力は、低域通過フィル
タ１１６と減算器１１７、およびセレクタ１２２に入力
されている。セレクタ１２２には減算器１１７の出力も
入力されている。セレクタ１２２は、動き情報により制
御され、通常は減算器１１７の出力を選択導出するが、
完全静止の場合にはサンプリング周波数変換回路１１０
の出力を選択導出する。セレクタ１２２の出力は、フィ
ールド間内挿処理部１２５に入力される。フィールド間
内挿処理部１２５の出力は、加算器１１８に入力される
。この加算器１１８には、低域通過フィルタ１１６の出
力がスイッチ１２１を介して入力される。ただしスイッ
チ１２１は、完全静止のときは全信号帯域がフィールド
間内挿されているのでオフされる。加算器１１８の出力
は、Ｄ／Ａ変換器７０６でアナログ信号に変換され、Ｎ
ＴＳＣエンコーダ７０７でエンコードされる。

【００２６】図３は、この発明のさらに他の実施例であ
る。

【００２７】この実施例は、サンプリング周波数変換回
路１１０からの出力を、広帯域の低域通過フィルタ１３
１と狭帯域の低域通過フィルタ１３２に入力し、いずれ
か一方のフィルタ出力をセレクタ１３３により選択導出
するようにしている。セレクタ１３３は、動き情報によ
り制御され、通常画（動き情報０）の場合は広帯域低域
通過フィルタ１３１の出力を選択し、ほとんど静止画（
動き情報２）の場合は狭帯域低域通過フィルタ１３２の
出力を選択導出する。セレクタ１３３の出力は、減算器
１３４に入力される。減算器１３４には、サンプリング
周波数変換回路１１０の出力も入力されている。従って
、減算器１３４からは、通常画の場合と静止画の場合と
では、得られる高域成分の遮断周波数が異なることにな
る。減算器１３４の出力は、フィールド間内挿処理部１
２５に入力される。以下の処理は、図１および図２で説
明した通りである。

【００２８】図４はこの発明のさらに他の実施例である
。

【００２９】この実施例は、図１の実施例に比較して、
動き情報により制御されるセレクタ１４１が設けられて
いる点が異なる。セレクタ１４１の一方の入力としては
、減算器１１８の出力が用いられ、他方の入力としては
サンプリング周波数変換回路１１０の出力が用いられる
。セレクタ１４１は、動きの激しい場合（動き情報４〜
７）は、フィールド間内挿を行わない信号（サンプリン
グ周波数変換回路１１０の出力）を選択して導出し、Ｄ
／Ａ変換器７０６に供給する。他の動作は、先の実施例
と同じである。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、画像の
輪郭部における自然を保持したまま信号変換を行うこと
ができる。つまりこれまで静止部分であって画像がステ
ップ的に変換する部分に生じていた障害が無くなる。ま
たフィールド間内挿は信号の高域成分に対してのみ行っ
ているので、画像の動き部分に生じる２重像妨害がほと
んど無くなくなり、この結果より自然な画像を映出する
ことが可能となる。さらにコントロール信号として伝送
される動き情報を利用し、フィールド間内挿処理の帯域
を切り替えることによってより一層性能の向上を図るこ
とも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す回路図。

【図２】ＭＵＳＥデコーダの構成を示す図。

【図３】ＭＵＳＥ信号処理経過を説明するために示した
説明図。

【図４】ＭＵＳＥ信号処理経過を説明するために示した
説明図。

【図５】ＭＵＳＥデコーダの構成を示す図。

【図６】ＭＵＳＥ信号処理経過を説明するために示した
説明図。

【図７】ＭＵＳＥ信号処理経過を説明するために示した
説明図。

【図８】簡易型ＭＵＳＥコンバータを示す回路図。

【図９】従来の簡易型ＭＵＳＥコンバータの問題点を説
明するために示した説明図。

【図１０】デコーダのインパルス応答を示す説明図。

【図１１】ＭＵＳＥ信号のコントロール信号説明図。

【符号の説明】

７０２…Ａ／Ｄ変換器、７０３…フィールド内内挿回路
、７０４…同期再生／コントロール信号復号回路、７１
０…走査線変換部、７０６…Ｄ／Ａ変換器、７０７…Ｎ
ＴＳＣエンコーダ、１２１、１２２…インターレース変
換回路、１２３…フィールドメモリ、１２４…動き検出
回路、１２５…減算器、１２６…絶対値回路、１２７…
サンプル周波数変換回路、１２８…混合回路、１１１…
サブサンプル回路、１１２…フィールドメモリ、１１３
…１Ｈ遅延器、１１４…加算器、１１５…セレクタ、１
１６…フィールド間内挿回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１のテレビジョン信号をフィールド
   間で第１のオフセットサブサンプリングし、フレーム間
   で第２のオフセットサブサンプリングすることにより帯
   域圧縮した信号を、走査線数の異なる第２のテレビジョ
   ン信号に変換するテレビジョン信号変換器において、前
   記第２のオフセットサブサンプリング状態の信号をフィ
   ールド内内挿処理した信号を得るフィールド内内挿手段
   と、このフィールド内内挿手段の出力を前記第２のテレ
   ビジョン信号と同数の走査線数に変換する走査線変換手
   段と、前記走査線変換手段の出力のサンプリング周波数
   を前記第２のテレビジョン信号用のサンプリング周波数
   に変換するサンプリング周波数変換手段と、前記サンプ
   リング周波数変換手段の出力を入力とし、低域成分と高
   域成分とを分離して前記高域成分に対してのみフィール
   ド間内挿処理を行うフィールド間内挿処理手段と、前記
   低域成分と前記フィールド間内挿手段の出力を加算する
   手段とを具備したことを特徴とするテレビジョン信号変
   換器。