JPH05137121A - テレビジヨン信号のフイールドレート変換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な構成によって安定かつ正確なフィール
ドレート変換を可能とする。 【構成】 第１のフレーム完結フィールド処理部１で
は、変換前のテレビジョン信号に対して同一フレーム内
ではフレーム単位で完結するフィールド間内挿処理を施
す一方、異なるフレーム間ではフィールド間内挿処理を
することなく新たなフレーム単位のテレビジョン信号を
生成し、第１のフレーム完結フィールド処理部３では、
生成されたフレーム単位のテレビジョン信号を所定のフ
ィールドレート変換比に従ったフィールドの繰り返しに
よって変換フィールドを作成するとともに、作成された
変換フィールドに対して再びフレーム単位で完結するフ
ィールド間内挿処理を施して変換画像を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、方式の異なるテレビジ
ョン信号間のフィールドレートを変換する方法に関す
る。

【０００２】［発明の概要］本発明は、ハイビジョン信
号や現行のテレビジョン方式であるＮＴＳＣ方式、ＰＡ
Ｌ方式等のフィールドレートの異なるテレビジョン方式
の方式変換において、限定したフィールド間の相関を用
いるフレームモードを用いることにより、従来の直線内
挿、動きベクトル補正や動き適応処理を用いることな
く、解像度低下、ジャダーのない高画質なフィールドレ
ート変換ができるようにしたものである。

【０００３】

【従来の技術】従来、この種のフィールドレートの異な
るテレビジョン信号のフィールドレート変換は、変換前
の信号に対して、一旦、フィールドレート変換比の最小
公倍数にフィールドレートを上げて帯域制限を行い、変
換後のレートに間引く処理により行っている。つまり、
時間的に見て、変換後のフィールド位置に内挿を行って
フィールドレート変換を行っている。しかし、このよう
な標本化定理に従ったフィールドレート変換では、動き
の不自然さやフィールド内挿フィルタによる解像度の劣
化等の画質劣化が指摘されている。

【０００４】そこで、これら欠点を取り除くために従来
より２枚のフィールドから動物体の動きベクトルを求
め、これを時間間隔比によって分割して動き補正してフ
ィールドレート変換を行う動きベクトル補正による方法
も知られているが、この方法では、一般画像からの正確
な動きベクトルの検出が困難であり、かつ全ての動きに
適用できず、アルゴリズムの複雑さ、ハードウェア規模
の増大の割に画質の改善は限られていた（参照 吹抜敬
彦著 「ＴＶ画像の多次元信号処理 Ｐ２０９〜」 日
刊工業新聞社）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来から
行われている時間内挿処理（直線内挿ともいう）による
フィールドレート変換では、ジャーキネス、ジャッダー
と呼ばれる動きの不自然さや変換画像の解像度低下とい
う問題点がある。

【０００６】また、変換画像の高画質化のために、動き
ベクトル補正を用い、さらに直線内挿とで動き適応処理
を用いる場合には、そのアルゴリズムが複雑になる。そ
の結果、ハードウェア規模か大きくなり、その割に動き
ベクトル補正が適用できる画像と適用できない画像とで
画質に差があり、変換画像が不安定になるという問題点
もある。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、簡易な構成によって安定かつ正確
なフィールドレート変換を可能としたテレビジョン信号
のフィールドレート変換方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、テレビジョン信号のフィールドレートを異
なるフィールドレートに変換する方法において、変換前
のテレビジョン信号に対して同一フレーム内ではフレー
ム単位で完結するフィールド間内挿処理を施す一方、異
なるフレーム間ではフィールド間内挿処理をすることな
く新たなフレーム単位のテレビジョン信号を生成し、生
成されたフレーム単位のテレビジョン信号を所定のフィ
ールドレート変換比に従ったフィールドの繰り返しによ
って変換フィールドを作成し、作成された変換フィール
ドに対して再びフレーム単位で完結するフィールド間内
挿処理を施して変換画像を得ることを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記の構成による本発明によれば、例えば、５
０Ｈｚのテレビジョン信号を６０Ｈｚのテレビジョン信
号に変換する場合、変換前の５０フィールドのテレビジ
ョン信号において、第１フィールドと第２フィールド、
第３フィールドと第４フィールドのように奇数フィール
ドと偶数フィールドとで“完結するフレームの単位”と
する。第１フィールドと第２フィールドを用いてフィー
ルド間内挿して新たなフレームを生成する。これを“フ
レームで完結したフィールド処理”と呼ぶ。次の第２フ
ィールドと第３フィールドとはフレームで完結しない別
のフレームであるからフィールド間内挿処理は行わな
い。第３フィールドと第４フィールドとの間は、再びフ
レームで完結するので、フィールド間内挿処理を行う。
このようにすることによりフィールドレート５０で表現
されていた動きのあるテレビジョン信号は、フレームレ
ート２５の映像に変換できる。

【００１０】次にフレームレート２５からフレームレー
ト３０へ変換する。この変換は従来から知られているい
わゆるテレシネ変換（２４フレームから３０フレームへ
の変換）と同様の処理にて行う。その後、再度、フレー
ム完結フィールド内挿処理を前記同様に行うようにして
いる。

【００１１】

【実施例】図１は、本発明方法が適用された装置構成を
示すブロック図であり、本実施例は、ＨＤＴＶにおける
走査線数１２５０本、フィールドレート５０Ｈｚ（ヨー
ロッパ方式）から走査線数１１２５本、フィールドレー
ト６０Ｈｚ（ハイビジョン）への方式変換について説明
する。

【００１２】図示の装置は、変換前のテレビジョン信号
に対してフレーム単位で完結するフィールド間内挿処理
を施す第１のフレーム完結フィールド処理部１と、フィ
ールド処理された５０Ｈｚのテレビジョン信号を書き込
むバッファメモリ３と、このバッファメモリ３に書き込
まれているテレビジョン信号を読出し、６０Ｈｚのテレ
ビジョン信号に変換した後、再びフレーム単位で完結す
るフィールド間内挿処理を施して６０Ｈｚのテレビジョ
ン信号を得る第２のフレーム完結フィールド処理部５と
を備えている。なお、実際には、変換前のテレビジョン
信号の走査線数１２５０本を１１２５本に変換する回路
が第１のフレーム完結フィールド処理部１の前段に設け
られているが、この変換方法は、周知の技術を用いてい
るため、その説明は省略する。

【００１３】前記各フレーム完結フィールド処理部１，
５は、図２に示すように、変換前または変換後のテレビ
ジョン信号を１フィールド分蓄積する第１のビデオメモ
リ（ＶＭ１）７と、このビデオメモリ７に直列接続され
た第２のビデオメモリ（ＶＭ２）９と、１フィールドの
信号が供給される度にその接点が切り替わるフィールド
反転スイッチ１１と、フレームで完結するフィールド間
の内挿処理を行う２次元ローパスフィルタ１３とを備え
ている。

【００１４】次に本実施例の作用を説明する。

【００１５】走査線数１２５０本、フィールド周波数５
０Ｈｚのテレビジョン信号は、図示しない走査線数変換
部により１１２５本の走査線に変換された後、フレーム
完結フィールド処理部１に入力される。

【００１６】フレーム完結フィールド処理部１は、入力
された５０Ｈｚのテレビジョン信号に対してフレーム完
結フィールド処理を以下のようにして行う。

【００１７】先ず、図２において、初めの１フィールド
分のテレビジョン信号がビデオメモリ７に蓄積される。
この時、フィールド反転スイッチ１１は、ビデオメモリ
側Ｓ１となっている。この状態では、２次元ローパスフ
ィルタ１３の入力端子Ａには、信号供給はない。

【００１８】次に、２フィールド目の信号が供給される
と、ビデオメモリ７にこの２フィールド目の信号が蓄積
される一方、１フィールド目の信号は、ローパスフィル
タ１３の入力端子Ａに出力されるとともにビデオメモリ
９に転送される。この時のフィールド反転スイッチ１１
は、入力側Ｓ２に切り替わっているので、ローパスフィ
ルタ１３の他方の入力端子Ｂに２フィールド目の信号が
入力される。これにより、２次元ローパスフィルタ１３
では供給された１フィールド目の信号と２フィールド目
の信号とのフィールド間内挿処理が実行される。

【００１９】次に、３フィールド目の信号が入力される
と、この入力がビデオメモリ７に蓄積される一方、ビデ
オメモリ７に今まで蓄積されていた２フィールド目の信
号が前記入力端子Ａおよびビデオメモリ９に供給され
る。この時のフィールド反転スイッチ１１は、Ｓ１側に
なっているので、ビデオメモリ９に蓄積されていた１フ
ィールド目の信号が入力端子Ｂに供給される。これによ
り、２次元ローパスフィルタ１３では２フィールド目の
信号と１フィールド目の信号とのフィールド間内挿処理
が実行される。

【００２０】さらに、４フィールド目の信号が入力され
ると、この信号がビデオメモリ７に蓄積される一方、３
フィールド目の信号は、ローパスフィルタ１３に出力さ
れるとともにビデオメモリ９に転送される。この時のフ
ィールド反転スイッチ１１は、入力側Ｓ２に切り替わっ
ているので、ローパスフィルタ１３の他方の入力端子Ｂ
に４フィールド目の信号が入力される。これにより、２
次元ローパスフィルタ１３では３フィールド目の信号と
４フィールド目の信号とのフィールド間内挿処理が実行
される。

【００２１】さらに、５フィールド目の信号が供給され
ると、この信号がビデオメモリ７に蓄積される一方、ビ
デオメモリ９に蓄積されていた４フィールド目の信号が
前記入力端子Ａおよびビデオメモリ９に供給される。こ
の時のフィールド反転スイッチ１１は、Ｓ１側になって
いるので、ビデオメモリ９に蓄積されていた３フィール
ド目の信号が入力端子Ｂに供給される。これにより、２
次元ローパスフィルタ１３では４フィールド目の信号と
３フィールド目の信号とのフィールド間内挿処理が実行
される。

【００２２】このようにして、フレーム間で完結するフ
ィールド間内挿処理が実行される一方、異なるフレーム
間でのフィールド間内挿処理は実行されないことによ
り、フィールドレート５０Ｈｚからフレームレート２５
Ｈｚの新たなフレームが動きの不自然さを生じることな
く作成できる。

【００２３】作成されたフレームレート２５Ｈｚの新た
なテレビジョン信号は、バッファメモリ３に順次書き込
まれる。なお、このバッファメモリ３の書き込みタイミ
ングと、後述する読み込みタイミングは、レート変換前
後のタイミングのずれに同期して行われる。

【００２４】次に、フレームレート２５からフレームレ
ート３０への変換処理が、従来より知られているテレシ
ネ変換と同様に以下のようにして実行される。

【００２５】すなわち、第２のフレーム完結フィールド
処理部５は、バッファメモリ３に蓄積された５フレーム
（＝１０フィールド）を読出しフィールド繰り返しを用
いて６フレーム（＝１２フィールド）に変換する。例え
ば、図３に示すようにフィールド＃１からフィールド＃
１０を“３−２−３−２−２”に変換する。つまり、＃
１−＃２−＃１−＃４−＃３−＃６−＃５−＃６−＃７
−＃８−＃９−＃１０と繰り返す。このとき、前記フィ
ールド間内挿処理における３フィールド目の書き込みタ
イミングに同期して１フィールド目の信号がバッファメ
モリ３から読み出される。従って、バッファメモリ３の
容量は、５０Ｈｚで３フィールド分あればよいことにな
る。

【００２６】こうして読み出された６０Ｈｚのテレビジ
ョン信号は、第２のフレーム完結フィールド処理部５に
より、再びフレーム完結フィールド間内挿処理が前記第
１のフレーム完結フィールド処理部１と全く同様にして
行われる。すなわち、第１フィールドと第２フィールド
との間、第３フィールドと第４フィールドとの間、第５
フィールドと第６フィールドとの間、…においてそれぞ
れフィールド間内挿処理を行うようにことにより、画像
間の不自然な動きを抑制して６０Ｈｚのテレビジョン信
号にが得られるのである。

【００２７】このように本実施例によれば、従来技術の
ように、直線内挿によるフィールドレート変換は行わ
ず、完結フレームの順番が前後しないようなフィールド
繰り返しによりフィールドレート変換を行うようにした
ので、フィールド前後に生じるフレーム毎の動きの加速
度的な不自然さのない画像を得ることができる。しか
も、従来のような複雑な動きベクトル補正を必要とせ
ず、その分のハードウェア構成も簡素化することができ
る。

【００２８】なお、本実施例では、以下に示すパターン
２のフィールド繰り返し“３−２−３−２−２”の順番
で変換したが、これに限られず任意であり、以下に示す
ように１０通りのパターンが考えられる。

【００２９】 パターン１ ３−３−２−２−２パターン２ ３−２−３−２−２ ……本実施例のパタ
ーン パターン３ ３−２−２−３−２ パターン４ ３−２−２−２−３ パターン５ ２−３−３−２−２ パターン６ ２−３−２−３−２ パターン７ ２−３−２−２−３ パターン８ ２−２−３−３−２ パターン９ ２−２−３−２−３ パターン１０ ２−２−２−３−３ また、第２のフレーム完結フィールド処理部５内に別個
バッファメモリを設け、５フレーム周期でパターンを変
化させたり、ランダム化することも可能である。

【００３０】また、本実施例のフレーム完結フィールド
処理においてフィールド間の動きベクトル補正を導入す
ることにより、さらに高画質のテレビジョン信号を得る
ことができる。

【００３１】さらに、多少のジャダーを許容すれば、前
記第１のフレーム完結フィールド処理部１のフィールド
内挿処理を省略しても良い。

【００３２】さらに、本実施例では、ハイビジョンにお
ける走査線数１２５０本、フィールドレート５０Ｈｚ
（ヨーロッパ方式）から走査線数１１２５本、フィール
ドレート６０Ｈｚへの方式変換について説明したが、本
発明はこれに限られず、この逆の変換や現行テレビジョ
ン方式であるＰＡＬ方式やＳＥＣＡＭ方式（走査線数６
２５本、フィールドレート５０Ｈｚ）とＮＴＳＣ方式
（走査線数５２５本、フィールドレート５９．９４Ｈ
ｚ）相互間にも適用でき、また、ハイビジョンと現行テ
レビジョン方式相互間にも適用できる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
易な構成でもってフレーム間の不自然な動きを極力抑制
することの可能なフィールドレート変換方法を実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るテレビジョン信号のフィールドレ
ート変換方法が適用された装置の一実施例構成を示すブ
ロック図である。

【図２】図１に示した装置におけるフレーム完結フィー
ルド処理部の構成を示すブロック図である。

【図３】本発明方法の作用を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 第１のフレーム完結フィールド処理部 ３ バッファメモリ ５ 第２のフレーム完結フィールド処理部 ７，９ ビデオメモリ（ＶＭ） １１ フィールド反転スイッチ １３ ２次元ローパスフィルタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 テレビジョン信号のフィールドレートを
   異なるフィールドレートに変換する方法において、 変換前のテレビジョン信号に対して同一フレーム内では
   フレーム単位で完結するフィールド間内挿処理を施す一
   方、異なるフレーム間ではフィールド間内挿処理をする
   ことなく新たなフレーム単位のテレビジョン信号を生成
   し、 生成されたフレーム単位のテレビジョン信号を所定のフ
   ィールドレート変換比に従ったフィールドの繰り返しに
   よって変換フィールドを作成し、 作成された変換フィールドに対して再びフレーム単位で
   完結するフィールド間内挿処理を施して変換画像を得る
   こと、 を特徴とするテレビジョン信号のフィールドレート変換
   方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のテレビジョン信号のフィ
   ールドレート変換方法において、 前記変換前のフィールド間内挿処理を省略し、前記変換
   フィールドに対してのみフレーム単位で完結するフィー
   ルド間内挿処理を施して変換画像を得ることを特徴とす
   るテレビジョン信号のフィールドレート変換方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のテレビジョン信号のフィ
   ールドレート変換方法において、 前記フィールド繰り返しを、フィールドレート変換の変
   換周期毎で異なったランダムなパターンとしたことを特
   徴とするテレビジョン信号のフィールドレート変換方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１記載のテレビジョン信号のフィ
   ールドレート変換方法において、 前記フィールド間内挿処理においてフィールド間動きベ
   クトル補正をすることを特徴とするテレビジョン信号の
   フィールドレート変換方法。