JPH07123367A - 走査線変換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】動画用と静止画用の映像成分を適切に混合でき
るようにする。 【構成】走査線変換回路が一対の垂直方向のハイパスフ
ィルタＨＰＦと垂直方向のローパスフィルタＬＰＦとで
構成され、ローパスフィルタＬＰＦは１ラインおきにフ
ィルタ係数を有したトータル７ラインの映像成分に基づ
いてフィルタリングされ、その中心ラインが補間ライン
として使用される。ハイパスフィルタＨＰＦはそれぞれ
１ラインおきにフィルタ係数を有したトータル５ライン
の映像成分に基づいてフィルタリングされ、その中心ラ
インが補間ラインと一致するように使用される。これで
同一フィールドの輝度信号と、前後するフィールドの輝
度信号とが適正に混合されたフィルタ特性となり、特に
動画用と静止画用とに分けて走査線変換処理を行う必要
がない。フィルタ係数は図示の通りである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、次世代ＥＤＴＶ（Ｅ
ＤＴＶ−II）などのようなワイド画面指向高解像度化用
テレビジョン信号に変換する場合などに適用して好適な
走査線変換回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の放送業界では高解像度化の指向が
強い。現行のＴＶ放送信号はインタレース信号である
が、このインタレース信号との互換性を取りながら高解
像度化を図ることができるＴＶ放送信号の１つとして走
査線が１フィールド当たり５２５本（ＮＴＳＣ方式の場
合）のＥＤＴＶ方式がある。

【０００３】ＥＤＴＶ方式のなかでもハイビジョン放送
のようにワイド画面化を指向するテレビジョン方式（次
世代ＥＤＴＶ方式と呼ばれるもので、ＥＤＴＶ−IIと呼
称する）も提案されている。

【０００４】ハイビジョン放送の画面のアスペクト比は
１６：９である。ＥＤＴＶ−II方式もこれと同じアスペ
クト比である。ＥＤＴＶ−II方式は現行テレビジョン方
式との両立性を図りながら高解像度化を目指すものであ
るから、ＥＤＴＶ−II方式のテレビジョン信号でも現行
アスペクト比（４：３）の画面に適合するような信号形
態（上下画面の一部が無画面部となるようなレターボッ
クスタイプなど）が採用されている。

【０００５】ＥＤＴＶ−II方式では走査線数が現行方式
（２６３本）の２倍であるから、現行のテレビジョン信
号に対しては走査線変換処理を施さなければならない。

【０００６】図１０はこのような飛び越し走査から順次
走査に変換するための走査線変換処理の際に使用されて
いる映像処理装置１０の従来例を示す。端子１２に供給
された映像信号（現行ＴＶ放送信号）ＳＶは、Ｙ／Ｃ分
離回路１４に供給されて、輝度信号Ｙｉと色信号Ｃｉと
に分離される。

【０００７】輝度信号Ｙはインタレース信号であるか
ら、以後これをＹｉとして示す。輝度信号Ｙｉは順次化
処理を行う走査線変換回路２０に供給されて順次式の輝
度信号Ｙ（以下Ｙｐという）に変換される。そのため、
輝度信号Ｙｉは静止画用補間回路２２に供給されて静止
画用順次輝度信号が生成され、同様にこの輝度信号Ｙｉ
は動画用補間回路２４にも供給されて動画用の順次輝度
信号Ｙｐが形成される。

【０００８】これら静止画用順次輝度信号と動画用順次
輝度信号とが混合回路２６において画像の動きに応じて
適応的に混合される。２８はインタレースの輝度信号Ｙ
ｉが供給される動き検出回路で、これより得られた動き
検出出力で混合回路２６の混合比が適応的に制御され
る。

【０００９】走査線変換回路２０で得られた順次式輝度
信号Ｙｐと色復調回路１６で復調され、復調された色度
信号Ｉｉ，Ｑｉがライン補間回路１７で順次化され、順
次化されたこれら色度信号Ｉｐ，Ｑｐが後段のマトリッ
クス回路１８においてマトリックスされて原色信号Ｇ，
Ｂ，Ｒが生成され、この原色信号Ｇ，Ｂ，Ｒに基づいて
ＥＤＴＶ−II方式のテレビジョン信号（ＴＶ放送信号）
が生成される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述した走査線変換回
路２０では静止画用の順次化輝度信号と動画用のそれと
を適切に混合するためには動き検出回路２８の検出精度
が高くなければならないが、実際この動き検出回路２８
の精度が悪く良質の画質が得られない場合がしばしば生
ずる。回路規模も大きくコストアップの要因にもなって
いる。

【００１１】そこで、この発明ではこのような従来の課
題を解決したものであって、動き検出回路を使用するこ
となく走査線変換を可能にしたものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、この発明においては、映像信号の走査線を変換する
走査線変換回路であって、この変換回路は一対の垂直方
向のハイパスフィルタと垂直方向のローパスフィルタと
で構成され、上記ローパスフィルタは１ラインおきにフ
ィルタ係数を有したトータル７ラインの映像成分に基づ
いてフィルタリングされ、その中心ラインが補間ライン
として使用されると共に、上記ハイパスフィルタはそれ
ぞれ１ラインおきにフィルタ係数を有したトータル５ラ
インの映像成分に基づいてフィルタリングされ、その中
心ラインが上記補間ラインと一致するように使用された
ことを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】図２に示すようなフィルタ係数とタップ数（フ
ィルタリング時に使用される総ライン数）に選ぶことに
よって、現ラインにあっては、図１に示す走査線変換回
路２０に設けられたローパスフィルタ４０から現ライン
の輝度信号Ｌ１がそのまま利用されるのに対し、走査線
変換ライン（補間ライン）にあっては入力映像信号より
分離された輝度信号のうち当該補間フィールドに対して
はローパスフィルタ４０によって垂直走査方向に関して
ローパスフィルタ特性（図２曲線Ｌａ）が付与され、前
後するフィールドに対してはハイパスフィルタ３０，５
０によって垂直走査方向に関してハイパスフィルタ特性
（図２曲線Ｌｂ）がそれぞれ付与された合成後のフィル
タ出力Ｌ２が走査線変換後の輝度信号Ｙｐとして出力さ
れる。

【００１４】このように補間ラインの輝度信号に対して
その直前のフィールドの輝度信号と、その直後のフィー
ルドの輝度信号の各垂直高域信号を取り出して補間ライ
ンの輝度信号に加えると、走査線変換された輝度信号の
フィルタ特性は図２曲線Ｌｃに示すようになる。これは
同一フィールドの輝度信号と、前後するフィールドの輝
度信号とが適正に混合されたフィルタ特性となっている
ので、特に動画用と静止画用とに分けて走査線変換処理
を行う必要がない。

【００１５】

【実施例】続いて、この発明に係る走査線変換回路の一
例をＥＤＴＶ−II対応の映像処理回路１０に適用した場
合につき、図面を参照して詳細に説明する。この映像処
理回路１０は放送局内で使用される他、ＥＤＴＶ−II対
応のテレビジョン受像機でも使用できる。以下は局内設
備として使用した場合である。映像信号のテレビジョン
方式はＮＴＳＣ方式とする。

【００１６】端子１２に得られる局内テレビジョン信号
（以下ディジタル映像信号という）はＹ／Ｃ分離回路１
４で輝度信号Ｙｉと色信号Ｃｉとに分離され、色信号Ｃ
ｉに関しては色復調回路１６で色度信号Ｉｉ，Ｑｉが復
調されたのちライン補間回路１７で順次化された色度信
号Ｉｐ，Ｑｐがマトリックス回路１８に供給されるのは
従来と同様である。

【００１７】Ｙ／Ｃ分離された輝度信号（ディジタル信
号）Ｙｉは走査線変換回路２０において現行ラインの間
に補間ラインが位置するような走査線変換処理が施され
る。現行ラインに関する輝度信号も走査線変換回路２０
から得られるが、この場合の信号処理は何もなされな
い。

【００１８】走査線変換回路２０は図のように垂直方向
に関する一対のハイパスフィルタ３０，５０と、同じく
垂直方向に関するローパスフィルタ４０とを有し、それ
らのフィルタ出力が合成器６４で合成される。

【００１９】合成器６４より出力された補間ラインでの
輝度信号（補間後の輝度信号）は、現行ラインでの輝度
信号と共に切り替えスイッチ６６に供給されてライン単
位で選択される。この場合、端子６８に供給されるスイ
ッチングパルスは２ｆH（ｆHはＹｉの水平周波数）であ
って、切り替えスイッチ６６からは走査線変換された１
フィールド５２５本の輝度信号が出力される。選択され
た輝度信号Ｙｐはマトリックス回路１８に供給されるの
は従来と同じである。

【００２０】ローパスフィルタ４０の処理は補間すべき
ラインの輝度信号に対して行なわれ、これによって垂直
方向（垂直走査方向）に関して図２曲線Ｌａのようなロ
ーパス特性が付与される。ローパス特性は現フィールド
に対して付与される。

【００２１】ハイパスフィルタ３０，５０の処理は補間
ラインの属するフィールドに前後するフィールドでの該
当ラインの輝度信号に対して行なわれ、これによって垂
直方向に関して図２曲線Ｌｂのようなハイパス特性が付
与される。ハイパス特性は現フィールドに対ンして前後
するフィールドのラインに対して付与される。

【００２２】したがって、垂直方向での総合的なフィル
タ特性は図２曲線Ｌｃのようになる。これは同一フィー
ルドの輝度信号と、前後するフィールドの輝度信号とが
適正に混合されたフィルタ特性となっているので、特に
動画用と静止画用とに分けて走査線変換処理を行う必要
がない。補間ラインであっても垂直方向の解像度が３６
０ＴＶ本程度まで延び、しかも周波数特性が平坦である
ために総合的な周波数特性が改善される。

【００２３】このような周波数特性を得るための走査線
変換回路２０の具体例を図３に示す。図３はディジタル
フィルタを使用して走査線変換回路２０を構成した場合
であって、入力端子３１に供給された輝度信号はまず第
１のハイパスフィルタ３０に供給される。

【００２４】第１のハイパスフィルタ３０は１Ｈ（Ｈは
水平走査期間）の遅延時間を有する縦続接続された一対
の遅延手段（遅延素子などが使用される）３２，３３を
有し、それらの入出力段の輝度信号は対応する係数器３
４，３５，３６を経て加算器３７で合成される。

【００２５】係数器３４〜３６の各係数は図２のフィル
タ特性（ハイパス特性Ｌｂ）に応じて決められるもの
で、図４にその具体例を示す。図４はその横方向がフィ
ールドで、縦方向がそのフィールドにおける垂直方向Ｖ
を示す。同一フィールドの各ラインに対しては図のよう
なフィルタ係数が定められる。したがって図３と対応さ
せれば、実ラインに対応する係数器３５の係数は６／２
４であり、上下の係数器３４，３６は共に−３／２４で
ある。係数器３４〜３６はアンプを使用することがで
き、アンプを使用した場合図のように上下の係数器３
４，３６はインバータ構成である。

【００２６】２Ｈ遅延された再生輝度信号はほぼ１フィ
ールド分の遅延時間を得るため２６０Ｈの遅延手段６０
に供給されて、入力端子３１に供給された輝度信号が丁
度１フィールド分遅延されて出力される。

【００２７】１フィールド遅延したこの輝度信号はロー
パスフィルタ４０に供給される。ローパスフィルタ４０
は図４のようにトータル７ラインの情報に基づいてフィ
ルタ特性を付与するものであるから、これを７タップ構
成のフィルタという。そのため、ローパスフィルタ４０
は１Ｈの遅延時間を有する縦続接続された３個の遅延手
段４１〜４３を有し、それぞれの入出力信号は対応する
係数器４４〜４７によって所定の係数が乗算された後加
算器４８で合成される。初段の遅延手段４１より出力さ
れた輝度信号は現ラインでの輝度信号Ｌ１として使用さ
れ、これが切り替えスイッチ６６に供給される。

【００２８】ローパスフィルタ４０は図２のローパス特
性Ｌａとなるようにそれぞれの係数が選定される。すな
わち、図４のように第１ラインと第７ラインに対しては
２／２４のフィルタ係数に選ばれ、第３ラインと第５ラ
インに対しては１０／２４のフィルタ係数に選ばれる。

【００２９】ローパスフィルタ４０によってさらに３Ｈ
分遅延された輝度信号はさらに２６０Ｈの遅延手段６２
を介して第２のハイパスフィルタ５０に供給される。遅
延手段６２を設けることによって入力端子３１に供給さ
れた輝度信号は２フィールド分遅延されたことになる。

【００３０】２フィールド分遅延された輝度信号はこの
第２のハイパスフィルタ５０で図２のハイパス特性Ｌｂ
が付与されるもので、これは第１のハイパスフィルタ３
０とその構成が同一であるので、対応する符号を付して
その説明は省略する。したがって係数器５３，５４，５
５の係数も第１のハイパスフィルタ３０と同様である
（図４参照）。

【００３１】このような遅延処理によって現フィールド
とこれに前後するフィールドにおける図３の各係数器の
出力関係と、図４に示すフィルタ係数（係数器の乗数）
の位置関係が完全に一致する。

【００３２】加算器５６の出力はさらに加算器６４に供
給されて各フィルタ出力が合成され、合成結果のフィル
タ特性は図４曲線Ｌｃのようになる。

【００３３】ここで、図４に示す補間ライン（×印）と
同一ラインに位置する前後フィールドでの実ラインのハ
イパスフィルタ用フィルタ係数（６／２４）を、これよ
りも大きくすると前後のフィールド成分が増えるので動
画のときの残像が目立つ。

【００３４】これに対して、そのフィルタ係数を現行よ
りも小さくすると、ハイパスフィルタの効果が小さくな
るので今度は垂直方向の解像度が劣化してしまう。ハイ
パスフィルタ３０，５０のフィルタ係数として図４のよ
うに選んだ場合には走査線変換した場合であっても高解
像度（３６０ＴＶ本程度）の輝度信号が得られる。

【００３５】これは補間フィールドの輝度信号に対し
て、その直前のフィールドの輝度信号と、その直後のフ
ィールドの輝度信号の各垂直高域信号を取り出して補間
フィールドの輝度信号に加えているためである。

【００３６】また、ローパスフィルタ４０のフィルタ係
数を変更したときのフィルタ特性を図５に示す。フィル
タ特性Ｌｃａは図６に示すようなフィルタ係数に選んだ
ときのものであり、このときのフィルタ係数であると周
波数特性の平坦性が劣化してしまう。図７に示すフィル
タ係数に選んだときには図５曲線Ｌｃｂのようなフィル
タ特性となり、これまた周波数特性の平坦性が悪くな
る。したがって、ローパスフィルタ４０は図４に示すフ
ィルタ係数が最適なフィルタ係数といえる。

【００３７】図８はローパスフィルタ４０の使用ライン
数（タップ数）を変更したときのフィルタ特性例を示
す。曲線Ｌｃは図４と同一で７タップ構成のときであ
り、これに対し図８の曲線Ｌｄは図９に示すようにロー
パスフィルタ４０のフィルタ係数を変え、かつ５タップ
構成としたときのフィルタ特性を示す。

【００３８】このように７タップ構成を５タップ構成と
すると垂直方向の解像度が３１０ＴＶ本程度まで劣化し
てしまう。同時に周波数特性の平坦性もくずれてしま
う。図示はしないが、９タップ構成とすることも考えら
れるが、このようにタップ数を増やしてもそれ程の改善
効果が得られず、コストアップをもたらすだけである。
したがって、７タップ構成が最も適したフィルタ構成と
いえる。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る走査線変
換回路では、補間ラインの輝度信号に対してその直前の
フィールドの同一ラインにおける輝度信号と、その直後
のフィールドにおける同一ラインの輝度信号の各垂直高
域信号を取り出して補間ラインの輝度信号に加えるよう
にしたので、動画用の輝度信号と静止画用の輝度信号と
が適切にミックスされて出力されるから、動画用と静止
画用とに分けて走査線変換処理を行う必要がない。

【００４０】そのため、従来において必要であった動き
検出系を設けることなく走査線変換処理を行なうことが
でき、しかも動き検出系の検出精度に依存しがちな画質
を、これに関係なく動画用の輝度信号と静止画用の輝度
信号とを適切に混合できるから常時良質の画像が得られ
る特徴を有する。

【００４１】したがって、この発明は上述したＥＤＴＶ
−II対応の局内放送設備やＥＤＴＶ−II対応のテレビジ
ョン受像機などに適用して好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る映像処理装置に使用される走査
線変換回路の一例を示す系統図である。

【図２】フィルタの周波数特性図である。

【図３】走査線変換回路の具体例を示す系統図である。

【図４】フィルタ係数を示す図である。

【図５】ローパスフィルタのフィルタ係数を変更したと
きのフィルタ特性例を示す図である。

【図６】そのときのフィルタ係数を示す図である。

【図７】そのときのフィルタ係数を示す図である。

【図８】ローパスフィルタの使用ライン数を変更したと
きのフィルタ特性例を示す図である。

【図９】そのときのフィルタ係数を示す図である。

【図１０】従来の走査線変換回路の系統図である。

【符号の説明】

１０ 映像処理装置 １４ Ｙ／Ｃ分離回路 ２０ 走査線変換回路 ３０，５０ ハイパスフィルタ ４０ ローパスフィルタ ６０，６２ 遅延手段 ６６ 切り替えスイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 映像信号の走査線を変換する走査線変換
   回路であって、この変換回路は一対の垂直方向のハイパ
   スフィルタと垂直方向のローパスフィルタとで構成さ
   れ、 上記ローパスフィルタは１ラインおきにフィルタ係数を
   有したトータル７ラインの映像成分に基づいてフィルタ
   リングされ、その中心ラインが補間ラインとして使用さ
   れると共に、 上記ハイパスフィルタはそれぞれ１ラインおきにフィル
   タ係数を有したトータル５ラインの映像成分に基づいて
   フィルタリングされ、その中心ラインが上記補間ライン
   と一致するように使用されたことを特徴とする走査線変
   換回路。
2. 【請求項２】 上記ローパスフィルタのフィルタ係数
   は、その合計値が１となり、第１ラインと第７ラインが
   ２／２４に、第３ラインと第５ラインが１０／２４にそ
   れぞれ選定されたことを特徴とする請求項１記載の走査
   線変換回路。
3. 【請求項３】 上記ハイパスフィルタのフィルタ係数
   は、その合計値が０となり、上記第２ラインに対応する
   ラインと、上記第６ラインに対応するラインはそれぞれ
   −３／２４に、補間ラインである上記第４ラインに対応
   するラインは６／２４に選定されたことを特徴とする請
   求項１記載の走査線変換回路。