JPH06339123A

JPH06339123A - Ｍｕｓｅデコーダ

Info

Publication number: JPH06339123A
Application number: JP12946493A
Authority: JP
Inventors: Seiichiro Takahashi; 誠一郎高橋; Noburo Ito; 修朗伊藤; Yoshihiro Hori; 吉宏堀
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1994-12-06

Abstract

(57)【要約】【目的】 MUSEデコーダにおいての信号処理は、エンコ
ードの逆であるため、静止系処理と動画系の処理とは、
全く、別々に行われ、且つ、両者に使うLSIは専用であ
った。【構成】係数可変2次元フィルタを採用して、静止系
処理と動画系処理のフィルタを、略同じ構成により、実
現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、MUSEデコーダに関す
る。特に、MUSEデコーダの静止画系信号処理及び、動画
系信号処理に関する。

【０００２】

【従来の技術】高品位映像信号を帯域圧縮して放送衛星
を用い伝送する方式として多重サブナイキストサンプリ
ングエンコード方式(以下、MUSE方式)が使用されてい
る。このMUSE方式は、衛星放送の単一チャンネル(帯域
幅27MHz)で伝送するために高品位映像信号を帯域圧縮エ
ンコーダにより、帯域8.1MHzのMUSE信号に変換するもの
である。

【０００３】このMUSE方式については、良く知られてい
る。例えば、社団法人・電子情報通信学会，平成2年12月
1日初版発行の二宮祐一著「MUSE-ハイビジョン伝送方式」
に詳述されている。このMUSE信号をデコードするMUSEデ
コーダについても良く知られているが、図1に、その一
般的な概略を示す。

【０００４】(10)は、入力端子である。入力端子(10)に
は、サンプリング周波数が16.2MHzのMUSE信号が入力さ
れる。(12)は、フレーム間内挿回路である。フレーム間
内挿回路(12)は、フレーム間内挿を施した32.4MHzの映
像信号を出力する。このフレーム間内挿回路(12)は、フ
レーム遅延のためのフレームメモリを内蔵している。

【０００５】(14)は、折り返し除去のための12MHzロー
パスフィルタである。(16)は、周波数変換回路である。
周波数変換回路(16)は、32.4MHzのサンプリング周波数
を24.3MHzに変換する。(18)は、フィ−ルド間内挿回路
である。フィ−ルド間内挿回路(18)は、フィ−ルド間内
挿を施し、サンプリング周波数が48.6MHzの映像信号を
出力する。なお、このフィ−ルド間内挿回路(18)は、フ
ィ−ルド遅延のためのフィ−ルドメモリを内蔵してい
る。

【０００６】(20)は、フィ−ルド内内挿回路である。フ
ィ−ルド内内挿回路(20)は、フィ−ルド内内挿を施した
サンプリング周波数が32.4MHzの映像信号を出力する。
(22)は、周波数変換回路である。周波数変換回路(22)
は、32.4MHzのサンプリング周波数を48.6MHzに変換す
る。(24)は、動き検出回路である。動き検出回路(24)
は、動き量を検出してこれに応じた信号を出力する。

【０００７】上述の回路のうち、回路(12)(14)(16)(18)
は、静止画のデコード処理をおこなている。また、回路
(20)(22)は、動画のデコード処理を行っている。(26)
は、混合回路である。この混合回路(26)は、動き検出回
路(24)からの信号により、混合比が決定される。ところ
で、MUSEデコーダでは、静止画像を再生する静止画信号
処理回路系(12)(14)(16)(18)と、動画像を再生する動画
信号処理回路系(20)(22)は、入力信号を別系統で処理し
て、再度、混合する処理をしなくては、ならない。

【０００８】この２つの回路系は、いままで、全く別の
ものとして、取り扱われて、設計，製作がなされてい
る。また、これら回路での処理は、フィルタリング処理
であり、FIRフィルタを複数段接続することとなる。つ
まり、従来のMUSEデコーダは、サブサンプル処理、周波
数変換処理、内挿処理を別々に行っていた、このため、
この処理のためにFIRフィルタが、それぞれ必要とな
り、回路規模が大きくなる。

【０００９】たとえば、静止画信号処理回路系の(14)(1
6)(18)では、3種類のフィルタ、即ち、12MHzローパスフ
ィルタ、周波数変換用フィルタ及びフィールド間内挿フ
ィルタを備える。また、動画信号処理系の回路(20)(22)
では、2種類のフィルタ、即ち、フィールド内内挿フィ
ルタ、周波数変換用フィルタを備える。

【００１０】このように、この２つの回路系は、一方の
みでも、回路が多く、大型化している。さらに、一方の
みでも設計が繁雑で、かつ、この２つの回路系のタイミ
ングは、混合回路(26)の入力段で一致させなくては、な
らない。ところで、従属接続されたフィルタ処理を、ひ
とつのフィルタに統合できることが、従来から知られて
いる。

【００１１】よって、MUSEデコーダのフィルタリング処
理を統合し、回路規模を小さくすることが、提案されて
いる。例えば、特開平5-91482号(H04N7/00)には、静止
画信号処理回路系の12MHzローパスフィルタ及び周波数
変換回路をまとめたフィルタ(以下、フィルタ処理をま
とめたフィルタを統合フィルタと称す)が、提案されて
いる。

【００１２】また、特開昭62-172888号(H04N7/137)に
は、フレ−ム間内挿処理の後に、フィ−ルド内内挿処理
を行い、更に、この後に、高域と低域別にフィールド間
内挿処理(周波数変換処理も含む)をするMUSEデコーダが
示されている。そして、このMUSEデコーダでは、このフ
ィールド間内挿処理を２つの統合フィルタで構成するこ
とが、提案されている。

【００１３】

【発明が解明しようとする課題】本願は、このような点
に鑑みて、統合フィルタを使用して、MUSEデコ−ダを簡
素化することである。つまり、統合フィルタを採用して
も、従来のフィルタのどの部分を統合するかにより、簡
素化の度合いが異なる。本願の目的は、MUSEデコ−ダを
簡素化するために、最適な統合フィルタを提案すること
である。

【００１４】さらに、MUSEデコーダ技術分野の当業者で
あれば、「静止画系と動画系は、別に処理する」という固
定概念があるため、知ってしまえば簡単なことが、判っ
ていなかった。本願の最終的な目的は、従来、共用化は
無理であると考えられていた静止画・動画の信号処理
を、共用化することである。

【００１５】本願の他の目的は、動画信号処理系の回路
を簡素化するための統合フィルタを提案するものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、静止画系信号
処理の標本化周波数変換処理とフィールド間内挿処理と
を同時に行う第1の係数可変2次元フィルタ(30)と、動画
系信号処理のフィールド内内挿処理と標本化周波数変換
処理とを行う第2の係数可変2次元フィルタ(32)と、を備
えることを特徴とする。

【００１７】本発明は、静止画系信号処理の標本化周波
数変換処理とフィールド間内挿処理と、動画系信号処理
のフィールド内内挿処理と標本化周波数変換処理と、動
き量に応じた処理を、同時に行う係数可変2次元フィル
タを、備えることを特徴とする。本発明のMUSEデコーダ
は、実質的に、6種類のタップ係数値をライン毎に、3種
類づつ交互に使用して、動画系信号処理のフィールド内
内挿処理と標本化周波数変換処理とを同時に行う係数可
変2次元フィルタ(32)を備えることを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明では、静止画系信号処理と動画系信号処
理が、同様な回路となる。本発明では、静止画系信号処
理と動画系信号処理とが一体となる。本発明ではは、動
画系信号処理の統合フィルタを実現できる。

【００１９】

【実施例】図2に、本発明の第1実施例を示す。図2にお
いて、(30)は、静止画系の統合フィルタである。この静
止画系統合フィルタ(30)は、図1の回路(14)(16)(18)を
実質的にまとめたものに相当する。(32)は、動画系の統
合フィルタである。この動画系統合フィルタ(32)は、図
1の回路(20)(22)を実質的にまとめたものに相当する。

【００２０】フィルタ設計者への説明は、これで、充分
であると思うが、念のため、この第1実施例について、
説明する。まず、説明を簡単にするために、この統合フ
ィルタを従来のフィルタに置き換えたMUSEデコーダの一
例を図3に示す。この図3のMUSEデコーダは、今までに提
案されているMUSEデコーダの一つであり、比較的ポピュ
ラ−なものの一つである。

【００２１】(10)は、入力端子である。(12a)は、フレ
ーム間内挿回路である。(12b)(12c)は、それぞれ、フィ
ールド遅延のためのフィ−ルドメモリである。(14)(14)
は、12MHzローパスフィルタである。(16a)(16a)は、1次
元フィルタを備える周波数変換回路である。周波数変換
回路(16a)(16a)は、32.4MHzのサンプリング周波数を48.
6MHzに変換する。

【００２２】(16b)(16b)は、サブサンプル回路である。
サブサンプル回路(16b)(16b)は、サンプリング周波数を
48.6MHzの映像画素データを一つ置きに「0」に置換する。
(18a)は、2次元フィルタよりなるフィ−ルド間内挿回路
である。(20a)は、サブサンプル回路である。サブサン
プル回路(20a)は、サンプリング周波数が32.4MHzの映像
画素データのうち、フレーム間内挿回路(12a)で内挿さ
れた前フレームの映像画素データを「0」に置換する。

【００２３】(20b)は、2次元フィルタよりなるフィ−ル
ド内内挿回路である。(22)は、1次元フィルタを備える
周波数変換回路である。(24)は、動き検出回路である。
(26)は、混合回路である。この図3において、図1と異な
る点を中心に説明する。

【００２４】このMUSEデコーダでは、図1のフィ−ルド
間内挿回路(18)に内蔵されるフィールド遅延用のメモリ
を削減するために、フレーム間内挿回路(12a)のフィー
ルドメモリ(12b)出力を使用している。このため、12MHz
LPF(12)，周波数変換回路(16a)及びサブサンプル回路(1
6b)を2組用意している。尚、ここでは、フィ−ルド間内
挿回路(18a)への入力を48.6MHzのままとしているので、
サブサンプル回路(16b)(16b)では、サンプリング周波数
を24.3MHzに変換する代わりに、非サンプル点の画素デ
ータを「0」に置換している。

【００２５】また、フィ−ルド間内挿回路(18)のフィ−
ルドメモリを削減するタイプのMUSEデコーダは、特開平
2-206289号(H04N7/00)、特開平4-322586号(H04N7/00)、前
記特開平5-91482号(H04N7/00)等に示され良く知られて
いる。静止画系信号処理のフレーム間内挿回路(12a)の
出力を動画系信号処理部に出力している。このために、
サブサンプル回路(20a)では、フレーム間内挿回路(12a)
で挿入された前フレ−ムの画素データを「0」に置換して
捨て、現フィールドの信号のみを取り出している。

【００２６】なお、このフィ−ルド内内挿回路(20b)、
及び、フィ−ルド間内挿回路(18a)は、回路規模を小さ
くするために、Skew-Symmetricフィルタを採用した。な
お、Skew-Symmetricフィルタとしては、特開平4-287595
号(H04N11/08)及び、特開平4-287586号(H04N7/00)に示
されている自由度の高いフィルタの方が勿論よい。統合
フィルタ(30)(32)の設計について、述べる。

【００２７】複数のフィルタ処理をまとめたフィルタの
特性は、周知の如く、個々のフィルタのインパルス応答
を畳み込み演算すれば求まることは、良く知られてい
る。まず、静止画統合２次元フィルタの設計について、
述べる。尚、説明を簡単にするため、12MHzLPF(14)の畳
み込みについては、説明を省略した。しかし、当然、12
MHzLPF(14)の特性を畳み込んだ特性の統合フィルタを作
成すれば、この12MHzLPF(14)の処理も統合できる。

【００２８】周波数変換回路(16a)は、32.4MHzから48.6
MHzへの変換であるので、このフィルタ特性は、その最
小公倍周波数である97.2MHzで設計する。フィ−ルド間
内挿回路(18a)のフィルタ特性は、48.6MHzで設計する。
この2つのフィルタを畳み込んでトータルのインパルス
応答を得る。この時、フィ−ルド間内挿回路(18a)のイ
ンパルス応答は、48.6MHzのレートであるから、97.2MHz
レ−トにするため「0」を挿入し、見かけ上のサンプリン
グ周波数を上昇させてから畳み込み演算を行う。

【００２９】以上の畳み込みの結果より、統合フィルタ
のタップ係数が、求まる。しかし、このままでは、97.2
MHzレ−トである。そこで、サンプリング周波数変換回
路で用いられている並列処理(多相展開型処理)と、同様
に処理する。尚、並列処理については、前記「MUSE-ハイ
ビジョン伝送方式」の93p〜98p「サンプリング周波数変
換」の項にも記載され、良く知られている。

【００３０】つまり、入力信号と出力信号の位相関係か
ら、タップ係数を分解するものである。静止画系におい
ては、６種類の位相関係がある。つまり、MUSE映像信号
の静止画に対するデコード後の信号は、図4に示すよう
に6種類の位相が番号1,2,3,4,5,6の順に繰り返し、更に
フィールド毎にその順序が番号4,5,6,1,2,3の順の繰り
返しに変化する。

【００３１】つまり、32.4MHz間隔の6種類の係数群に分
類できる。つまり、画素サンプル毎に6種類のフィルタ
の係数群を切り替えて出力することにより、従来の標本
化周波数変換とフィールド間内挿による効果を1個の係
数可変2次元フィルタで実現できる。以上のようにし
て、合計6種類のタップ係数群がサイクリックに変化す
る係数可変2次元フィルタ(統合フィルタ)を用いる事に
より、一連の静止画処理が実行される。

【００３２】次に、動画統合２次元フィルタ(32)の設計
について、述べる。フィ−ルド内内挿回路(20b)のフィ
ルタ特性は、32.4MHzで設計する。周波数変換回路(22)
は、32.4MHzから48.6MHzへの変換であるので、このフィ
ルタ特性は、その最小公倍周波数である97.2MHzで設計
する。畳み込み処理では、周波数変換フィルタ処理と、
フィールド内内挿フィルタの2つの信号処理のインパル
ス応答の畳込みを行う。フィールド内内挿フィルタのイ
ンパルス応答は32.4MHzで設計されているので、97.2MHz
に上げるために離散インパルス応答の1個おきに「0」を2
個挿入してから畳込みを行う。

【００３３】しかし、このままでは、97.2MHzレ−トで
ある。そこで、静止画統合フィルタと同様に、入力信号
と出力信号の位相関係から、タップ係数を分解するもの
である。なお、このとき、サブサブプル回路で「0」に置
換される前フレームの画素データに係るタップ係数は、
入力データが「0」となるので無視する。

【００３４】動画系においても、6種類の位相関係があ
る。MUSE映像信号の動画に対するデコード後の信号は、
図5に示すようにライン毎に番号1,2,3の3種類の位相の
繰り返しと、番号4,5,6の3種類の位相の繰り返しが交互
に起こり、更にフレーム毎にその順序が逆になる。従っ
て、動画系統合フィルタも、6種類のフィルタ係数群に
分け、画素サンプル毎にフィルタの係数群を切り替える
ことにより、従来のフィールド内内挿と標本化周波数の
変換フィルタによる効果を1個の係数可変2次元フィルタ
で実現できる。

【００３５】以上のようにして、合計6種類のタップ係
数群がサイクリックに変化する2次元フィルタを用いる
事により、一連の動画処理が全て実行される事になる。
図6に、上記設計手法の手順を示した。図7,図8を参照し
つつ、このような統合フィルタの単純な例を示す。この
例では、統合フィルタを6つのフィルタに分離し、6種類
のフィルタ出力を周波数変換の位相とサブサンプルの位
相に応じて順に切り替えて出力する。

【００３６】なお、この統合フィルタは、共に、縦3タ
ップ×横8タップの2次元フィルタである。図7は概略図
である。図8は、図7の8タップ水平フィルタ(42a〜42d)
の一個(42a)を示している。(40a〜42d)は、1H遅延回路
である。

【００３７】(42a〜42d)は、係数可変の8タップ水平フ
ィルタである。この水平フィルタ(42a〜42d)は、それぞ
れのタップ係数は異なるが、同じ構成である。(44a〜44
d)は、加算器である。図8の(D1〜D7)は、1クロック遅延
回路である。(43a〜43f)は、それぞれ、1種類のタップ
係数に係る演算する並列処理用の水平演算部である。

【００３８】(46)は、出力用の切り替え器である。この
切り替え順は、当然、静止画統合フィルタと動画統合フ
ィルタでは、異なる。(48a〜48h)は、タップ係数の乗算
器である。なお、図8では、タップ係数の乗算器(48a〜4
8h)を全てのタップに設けたが、これは、当然、タップ
係数が「0」のものもある。

【００３９】このように、6種類のタップ係数群を演算
する水平演算部(43a〜43f)からの信号のうち、所望の信
号を切り換え回路(46)により、取り出して統合フィルタ
を実現している。尚、この図7,図8の回路では、1H遅延
回路は共用しなかったが、図9の様にしてもよい。

【００４０】また、説明を簡単にするために、タップ係
数乗算器は固定として、説明したが、実際には、可変出
来るタップ係数乗算器を使用して設計するほうが良い。
また、説明を簡単にするために、タップ係数乗算器は固
定として、説明したが、実際には、可変出来るタップ係
数乗算器を使用して設計するほうが良い。また、この図
8の水平演算部(42a)は、特開平4-286472号(H04N5/21)に
示されるような転置型を使用してもよい。

【００４１】また、説明を簡単にするために、切り替え
器(46)の切り換え周波数と、水平演算部(43a〜43f)出力
の周波数のズレ対策を省略したが、例えば、切り替え器
(46)の切り換え周波数にあわせて、水平演算部を6個以
上作成して、この出力をFIFOメモリ等に格納し、これ
を、出力するようにしても良い。なお、タップ係数を動
き検出からの動き量に応じて、可変すれば、前記特開昭
62-17288号にも示されるように混合回路は、加算処理だ
けでこと足りる。

【００４２】つまり、静止画系、動画系の統合フィルタ
(30)(32)の入力信号は共通であり、また、フィルタの構
成もタップ係数が異なるだけで同一である。そこで、２
つの線形フィルタの出力にゲインをかけて加算する事
は、それぞれの統合フィルタのタップ係数にゲインをか
けて加算したものに等しい事は容易に分かる。

【００４３】従って、動き量に応じて動画系と静止画系
のそれぞれのタップ係数をMIX演算すれば、統合フィル
タは動画系、静止画系を一括して処理できる。

【００４４】

【発明の効果】本発明では、動画系信号処理のための回
路と、静止画系信号処理の回路を、ほぼ、同一の回路構
成として設計できる。本発明では、動画系信号処理のた
めの回路と、静止画系信号処理の回路を、同時に処理で
きる。

【００４５】本発明では、動画系信号処理を1個の係数
可変2次元フィルタで処理することができ、回路規模を
削減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のMUSEデコーダの信号処理の理論図であ
る。

【図２】本発明の第１実施例を示すである。

【図３】この実施例に対応する従来のMUSEデコーダであ
る。

【図４】静止画用の統合フィルタ(30)の入出力の位相関
係を説明するための図である。

【図５】動画用の統合フィルタ(32)の入出力の位相関係
を説明するための図である。

【図６】統合フィルタ(32)の設計手順を示す図である。

【図７】図１の実施例の統合フィルタ(30)(32)の一例を
示す図である。

【図８】図7の水平フィルタ(42a)の一例を示す図であ
る。

【図９】図１の実施例の統合フィルタ(30)の他の一例を
示す図である。

【符号の説明】

(30)・・・静止画用の統合フィルタ、 (32)・・・動画用の統合フィルタ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 MUSEデコーダにおいて、静止画系信号処理の標本化周波数変換処理とフィールド
間内挿処理とを同時に行う第1の係数可変2次元フィルタ
(30)と、動画系信号処理のフィールド内内挿処理と標本化周波数
変換処理とを行う第2の係数可変2次元フィルタ(32)と、を備えることを特徴とするMUSEデコーダ。
【請求項２】 MUSEデコーダにおいて、静止画系信号処理の標本化周波数変換処理とフィールド
間内挿処理と、動画系信号処理のフィールド内内挿処理
と標本化周波数変換処理と、動き量に応じた処理とを、
同時に行う係数可変2次元フィルタを備えることを特徴
とするMUSEデコーダ。
【請求項３】 MUSEデコーダにおいて、実質的に、6種類のタップ係数値を、ライン毎に3種類づ
つ交互に使用して、動画系信号処理のフィールド内内挿
処理と標本化周波数変換処理とを同時に行う係数可変2
次元フィルタ(32)を備えることを特徴とするMUSEデコー
ダ。