JPH0468984A

JPH0468984A - 映像信号の方式変換回路

Info

Publication number: JPH0468984A
Application number: JP2179581A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Yamamoto; 行則山本; Takehiko Shioda; 岳彦塩田
Original assignee: Pioneer Electronic Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1992-03-04
Anticipated expiration: 2012-04-30
Also published as: JP2605167B2

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】〔産業上の利用分野〕この発明は、飛越し走査による映像信号の走査線を補間
して順次走査の映像信号に変換する映像信号の方式変換
回路に関する。

〔従来の技術〕

最近のテレビジョン受像機の大画面化に伴い、従来の受
像機では視覚上の特性によりあまり目立たなかった画面
上のチラッキやボケが目立つようになってきた。このた
め画質の改善を求める声が強まり、各種の高画質化技術
が検討されている。

その中の１つに、垂直解像度の向上を図るために飛越し
走査を順次走査に変換する順次走査化がある。これまで
の順次走査化技術としては、動き適応形フィールド内／
フィールド間補間が知られている。この補間技術は前フ
ィールドの値をそのまま遅延させて新しい走査線とする
フィールド間補間と、動画部に対処するために上下の走
査線の平均値を新しい走査線とするフィールド内袖間と
が有る。通常はフィールド内袖間とフィールド間補間と
を、動きの程度に従って連続的に加重和を求めるように
している。

（発明が解決しようとする課題〕前述した動き適応形補間は、静止画では完全な画を再現
できるが、ゆっくりした動画では動き始めや静止する瞬
間の垂直解像度の変化が目障りとなり、また、動画では
フィールド間の相関がない動き部分でクロストークが発
生して画質に大きく影響する等の不都合がある。これは
、動画部を平均値によって補間していることによるもの
と思われる。

この発明は、飛越し走査の映像信号を、簡易な構成によ
って高画質な順次走査の映像信号に変換することの出来
る映像信号の方式変換回路を提供することを目的とする
。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による映像信号の方式変換回路は、飛越し走査
による映像信号の現ラインの画素と、この画素に対応す
る前ラインの画素と、これら両ライン間に位置する１フ
ィールド前のラインの画素とから濃度値が中央値を取る
画素をメディアンフィルタによって選択し、この選択し
た画素を、上記現ラインおよび上記前ライン間を補間す
る画素として出力する垂直補間回路と、この垂直補間回
路から出力される補間画素とこの補間画素のラインに隣
接するラインの画素との加重和を求め、この加重和によ
って得られる新たな画素から順次走査の映像信号を生成
する垂直フィルタ回路とから構成されている。

〔作　用〕

この発明の構成において、例えば、飛越し走査による映
像信号が走査線数１１２５本のハイビジョン信号であれ
ば、垂直補間回路において、現フィールド内のラインｎ
およびラインｎ−１と、前フィールド内のラインｎ−５
６２との空間的に連続する３ラインをメディアンフィル
タで比較し、中間レベルの信号を補間信号として出力す
る。

また、この補間信号とこの補間信号に隣接するラインと
の加重和を求め、新たなラインを生成してこの新たなラ
インによって走査線数１１２５／２木の順次走査の映像
信号を得る。そして上下のラインをカットして、最終的
に走査線数５２５本の順次走査の映像信号を得る。

〔実施例〕

第１図は、この発明による映像信号の方式変換回路の一
実施例を示すブロック図である。この方式変換回路は飛
越し走査の映像信号、例えば、走査線数１１２５本のハ
イビジョン信号の走査線を補間する垂直補間回路１０と
、この垂直補間回路１０の出力から走査線数５２５本の
順次走査の映像信号を得る垂直フィルタ２０とからなる
。

垂直補間回路１０は、入力ハイビジョン信号を１ライン
分記憶するラインメモリ１１、ラインメモリ１１の出力
を１フイ一ルド分記憶するフィールドメモリ１２、入力
ハイビジョン信号Ｓａとラインメモリ１１の出力ｓｂと
フィールドメモリ１２の出力Ｓｃとが入力される比較回
路１３からなる。比較回路１３は局所領域内の画素の濃
度値を大きさ順に並べたときに中央値を出力値とする３
ポイント・メディアンフィルタで構成されている。

一般にメディアンフィルタは局所平均化回路に比べてエ
ツジのボケがなく、雑音にも強い等の利点があるといわ
れている。

垂直フィルタ２０は、比較回路１３の出力に接続されて
１ライン分の走査線信号を記憶するラインメモリ２１、
ラインメモリ２１の入力および出力を加算する加算回路
２２、その加算値に１７２を乗算する乗算回路２３、乗
算回路２３の出力とラインメモリ１１の出力とを加算す
る加算回路２４、その加算値に１７２を乗算する乗算回
路２５を備え、さらに、ラインメモリ１１の入力および
出力を加算する加算回路２６、その加算値に１７２を乗
算する乗算回路２７、この乗算回路２７の出力と比較回
路１３の出力とを加算する加算回路２８、その加算値に
１／２を乗算する乗算回路２９、乗算回路２５の出力と
乗算回路２９の出力とをフィールド毎に交互に切り換え
るスイッチ回路３０とからなる。

この構成において、いま、第２図（ａ）に示すように、
垂直補間回路ｌＯに入力ハイビジョン信号の第１フィー
ルドのライン八〇の画素ａが入力されると、この画素ａ
とラインメモリ１１から出力される前ラインＡ、Ｉ−Ｉ
の画素すとフィールドメモリ１２から出力されるｌフィ
ールド前のラインＢ。

の画素Ｃとから、濃度値が中央値をとる画素が比較回路
１３のメディアンフィルタで選択され、ラインメモリの
補間画素ｄとして出力される。スイッチ回路３０は第１
フィールドのラインが入力されているときは、乗算回路
２９側に切り換えられているので、スイッチ回路３０か
らは、画素ａ。

ｂ、ｄの濃度値Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｄが次式のように加重和
を取られ、濃度値Ｓｄ’の新たな画素ｄ′として出力さ
れる。

この操作を繰り返すことにより、第２図［有］）に示す
ように、走査線数１１２５／２本の順次走査の映像信号
が得られる。

第３図（ａ）に示すように、垂直補間回路１０に第２フ
ィールドのラインＢ。、１の画素ａが入力されると、こ
の画素ａとラインメモリ１１から出力される前ラインＢ
、ｌ上の画素すとフィールドメモリ１２から出力される
１フィールド前のラインメモリの画素Ｃとから濃度値が
中央値をとる画素が比較回路１３のメディアンフィルタ
で選択され、ラインメモリの補間画素ｄとして出力され
る。スイッチ回路３０は第２フィールドのラインが入力
されているときは乗算回路２５側に切り換えられている
ので、スイッチ回路３０からは、画素す、ｄの濃度値Ｓ
ｂ　、Ｓｄと前フィールドのラインＡ、、−。

上の補間画素ｅの濃度（ｉｓｅとが次式のようにｍ重相
を取られ、濃度値Ｓｂ′の新たな画素ｂ′として出力さ
れる。

二の操作を繰り返すことにより、第３図（ｂ）に示すよ
うに、走査線数１１２５／２本の順次走査の映像信号が
得られる。

この得られた順次走査の映像信号は不図示の処理回路に
よって上下の走査線がカットされ、１フレーム当たり５
２５本の順次走査の映像信号に変換される。この映像信
号は、ワイドアスペクト比のＨＤＴＶ対応機を用いて再
生することにより高画質な画像を再現できる。また、変
換後の順次走査の映像信号の走査線数が５２５本である
ので、容品に現行ＮＴＳＣ方式の映像信号に変換するこ
とができ、現行方式との両立性を図ることが出来る。

第４図は、この発明による映像信号の方式変換回路を、
映像信号の記録装置に適用した場合の一例を示すブロッ
ク図である。

この記録装置は、飛越し走査のハイビジョン信号を、こ
の発明による方式変換回路によって走査線数５２５本の
順次走査の映像信号に変換し、さらに、サブサンプル処
理によって映像信号のデータ量を圧縮して記録媒体に記
録する装置である。

第４図において、入力端子４０から入力されるコンポー
ネント化されたハイビジョンＲＧＢ信号は、ローパスフ
ィルタ（ＬＰＦ）４１によって帯域制限され、ＡＤ変換
器（ＡＤＣ）４２によってディジタル信号に変換される
。変換されたディジタルＲＧＢ信号は、マトリクス回路
４３で輝度信号Ｙと２つの色差信号Ｐ、ｌ　、ＰＲとに
分離される。

分離された２つの色差信号ＰＲ，ＰＲはローパスフィル
タ（ＬＰＦ）４４によって帯域制限された後、マルチプ
レクサ（ＭＰＸ）４５によってライン毎にドツト多重さ
れて色信号Ｃに変換される。

こうして得られた輝度信号Ｙと色信号Ｃとは、前述した
この発明による方式変換回路４６に供給され、走査線数
１１２５本の飛越し走査のハイビジョン信号が走査線数
５２５本の順次走査の映像信号に変換され、輝度信号Ｙ
′および色信号Ｃ′として出力される。

変換された走査線数５２５本の順次走査の映像信号のう
ち、輝度信号Ｙ′はサブサンプル・フィルタ４７によっ
てデータ量が低減され、色信号Ｃ′は垂直ローパスフィ
ルタ４８２間引き線順次回路４９、サブサンプル・フィ
ルタ５０によってデータ量が低減され、それぞれ輝度信
号Ｙ“および色信号Ｃ″として出力される。なお、この
データ量低減処理の詳細については後述する。

こうして、データ量の低減された輝度信号Ｙ“および色
信号Ｃ′は、Ｔ　ＣＩ　（Ｔｉｍｅ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓ
ｅｄ）ｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　）エンコーダ５Ｉによっ
てライン毎に時間軸圧縮されて時分割多重される。ＴＣ
Ｉエンコーダ５１の出力はＤＡ変換器５２でアナログ信
号に変換され、ローパスフィルタ５３によって帯域制限
されたのち出力端子５４を経て出力され、磁気テープ記
録回路または光デイスク記録回路（不図示）によってビ
デオ・テープまたはレーザ・ディスク等の記録媒体に記
録される。

第５図はサブサンプル・フィルタ４７の構成を示すブロ
ック図である。このサブサンプル・フィルタ４７は変換
回路４６から出力される順次走査の映像信号に対し、３
×３のフィルタを加えることによってサブサンプルを行
い、データ量を低減させる回路である。

このサブサンプル・フィルタ４７は、入力される走査線
数５２５本の順次走査信号を、ライン毎に１画素おきに
分離して２相データに時分割する２相分割回路６０を備
え、分割した２相データは切換回路６１でライン毎に交
互に切り換えられる。

切換回路６１の一方の出力は１ライン分の走査線信号を
記憶するラインメモリ６２に入力され、他方の出力は「
ｌラインー１画素」分の走査線信号を記憶するラインメ
モリ６３に入力される。ラインメモリ６３の出力は走査
線信号を１画素分記憶する第１および第２の遅延回路６
４および６５に入力され、遅延回路６５の出力は走査線
信号を「１ライン−１画素」分記憶するラインメモリ６
６に入力される。遅延回路６４の入力および出力はライ
ン毎に切り換えられるスイッチ回路６７によって交互に
出力され、また、遅延回路６５の入力および出力は同じ
くライン毎に切り換えられるスイッチ回路６８によって
交互に出力される。スイッチ回路６７および６８の出力
は加算回路６９で加算される。

また、ラインメモリ６２の出力は乗算回路７０で係数に
＋が乗算されたのち加算回路７１に入力される。この加
算回路７１には、他に加算回路６９の出力が乗算回路７
２で係数に２が乗算されたのち入力され、また、ライン
メモリ６６の出力が乗算回路７３で係数に３が乗算され
たのち入力され、さらに、ラインメモリ６３の入力が乗
算回路７４で係数に８が乗算されて入力される。

この回路に変換回路４６から走査線数５２５本の順次走
査信号が、第６図（ａ）に示すように、ラインＬｌ　　
（画素Ｐ　１０１　Ｐ　ｚ　＋　−）　　＋　Ｌ２　　
（画素ｐｚ。

＋　ＰＺ＋＋”’）　　Ｉ　Ｌａ　　（画素Ｐ　１０　
ｔ　Ｐ　３１　＋　”’　）　＋　”’として人力され
ると、２相分割回路６０は各ラインの画素を周波数２ｆ
ｓのタイミングで取り込み、各ライン毎に１画素おきに
分離して、第５図ら）および（Ｃ）に示すように、周波
数ｆｓのタイミングで２相データとして出力する。従っ
て、２相分割回路６０からは、出力信号ＤＯとしてライ
ンＬａ、　（画素Ｐ＋ｏ、Ｐ＋２．　・・・）、Ｌａｗ
　（画素ＰｚｏｙＰｔｚ。

・・・）　、　Ｌａ：＋　（画素Ｐ、。＋Ｐ３Ｚ＋・・
・）、・・・が出力され、出力信号Ｄ１としてラインＬ
ｂ、　（画素ｐＨｔＰ　＋ｓ　、−）　−Ｌｂｚ　（画
素Ｐｚ＋−Ｐｚ＊、°゛ｌ　、　Ｌｂ３（画素Ｐｓ＋ｔ
７３．・・・）　・・・・が出力される。

出力信号ＤｏおよびＤｌは切換回路６１でライン毎に交
互に切り換えられ、ラインメモリ６２にはラインＬａ、
→Ｌｂ２→Ｌａ３→Ｌｂ４→・・・が出力され、ライン
メモリ６３にはラインＬｂ、→Ｌａｚ→Ｌｂ、→Ｌａ、
→・・・が出力される。

いま、切換回路６１からラインメモリ６２に対して画素
Ｐ３゜が出力され、同時にラインメモリ６３に対して画
素Ｐ３１が出力されると、ラインメモＩＩ　６２からは
画素Ｐ２Ｉが出力され、ラインメモリ６３からは画素Ｐ
２□が出力され、遅延回路６４からは画素Ｐ２゜が出力
され、ラインメモリ６６からは画素Ｐｌ＋が出力される
。このとき、スイッチ回路６７および６８は図示の状態
に切り換えられているので、加算回路７１からはサブサ
ンプル後の画素Ｐ　！Ｉ’が次式のように演算されて出
力される。

Ｐｚ＋　　＝に＋Ｐｚ＋＋Ｋｚ　（Ｐｚｏ＋Ｐｚｚ）＋
　Ｋ３　（Ｐ　＋＋　＋　Ｐ　３１）こうして、第６図
（ｄ）に示すように、各ライン毎に交互に１画素おきに
間引かれ、同時に垂直方向に各画素が揃った状態の輝度
信号Ｙ″が出力される。

また、方式変換回路４６から出力される色信号Ｃ′は、
第７図（ａ）に示すように、ライン毎にドツト多重され
ており、垂直ローパスフィルタ４８によって帯域制限さ
れた後、間引き線順次回路４９に入力される。間引き線
順次回路４９では、第７図（ｂ）に示すように、線順次
の色信号となるようにライン毎に交互に１画素おきに間
引き、さらに、第７図（Ｃ）に示すように１ラインおき
にシフトして垂直方向に揃えてサブサンプル・フィルタ
５０に入力する。サブサンプル・フィルタＩＯでは、折
り返し歪みを事前に除去した後、第７図（ｄ）に示すよ
うに各画素をそれぞれ各ライン毎に交互に１画素おきに
間引き、さらに、第６図（ｅ）に示すようにシフトして
各画素を垂直方向に揃え、色信号のサブサンプリング信
号Ｃ″として出力する。

こうしてデータ量の低減された輝度信号Ｙ″′および線
順次色信号Ｃ″は、前述したようにＴＣＩエンコーダ５
１によってライン毎に時間軸圧縮され時分割多重され、
レーザディスクなどの記録媒体に記録される。

〔発明の効果〕

この発明によれば、メディアンフィルタを用いて飛越し
走査による映像信号の走査線の補間をしたのち走査線を
間引き、順次走査の映像信号に変換するようにしたので
、簡易な構成で動画、静止画とも画質の良い方式変換が
行える。

また、メデイアン補間はサンプリング周波数をｆｓとす
るとｆｓ／３以上に折り返し妨害が現れるが、この発明
では走査線数を１／２に低減しているので、妨害の影響
を受けずにすむ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による映像信号の方式変換回路の一実
施例を示すブロック図、第２図および第３図は第１図の動作を説明するための図
、第４図はこの発明を適用した映像信号の記録装置を示す
ブロック図、第５図は第４図に示すサブサンプル・フィルタの構成図
、第６図は輝度信号のサブサンプル動作を説明するための
図、第７図は色信号の間引き線順次動作を説明するための図
である。１０・・・垂直補間回路、１１　、２１・・・ラインメ
モリ、１２・・・フィールドメモリ、１３・・・比較回
路（メディアンフィルタ）、２０・・・垂直フィルタ、
２２　、２４　、２６　、２８・・・加算回路、２３　
、２５　、２７　、２９・・・乗算回路、３ｏ・・・ス
イッチ回路。（ａ）Ｂｎ −−−−−−−（Ｂ＞＜Ｏ＞Ｏ＜］ｉン一（ｂ）動作説明図第２図ｎ−１一−−−−−−０−：１”、ｉニー０−一−−−−−（
ｂ）動作説明図第３図ＱＯＯＯＯＱＯＱＯＯＯＯＱ　０ＯＱＯＱＱＱＱＱＯＯ ↑ ↑ ↑ ■ ■ ■ ■ ■ 言号の間引き線順次動作３〇−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）飛越し走査による映像信号の現ラインの画素と、
この画素に対応する前ラインの画素と、これら両ライン
間に位置する１フィールド前のラインの画素とから濃度
値が中央値を取る画素をメディアンフィルタによって選
択し、この選択した画素を、上記現ラインおよび上記前
ライン間を補間する画素として出力する垂直補間回路と
、上記垂直補間回路から出力される補間画素とこの補間画
素のラインに隣接するラインの画素との加重和を求め、
この加重和によって得られる新たな画素から順次走査の
映像信号を生成する垂直フィルタ回路と、から成ることを特徴とする映像信号の方式変換回路。
（２）前記飛越し走査による映像信号は走査線数１１２
５本のハイビジョン信号であり、前記順次走査の映像信
号の走査線数は５２５本であることを特徴とする請求項
１記載の映像信号の方式変換回路。