JPH07177474A - 走査線変換装置およびこれを使用した記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】折り返し妨害を起こさないで順次信号をインタ
レース信号に変換できるようにする。 【構成】順次信号をインタレース信号に変換する走査線
変換機能を有した順次・インタレース変換回路２０であ
って、順次信号が垂直方向におけるローパスフィルタ３
０とハイパスフィルタ５０とに供給されて垂直方向に２
分されると共に、ローパスフィルタ３０より出力された
低域成分ＬＰが間引き回路４７で間引き処理されて低域
インタレース信号に変換される。この低域インタレース
信号は折り返し歪が発生しないようなナイキスト領域ま
で垂直方向の帯域が制限されているので、順次信号を変
換したこの低域インタレース信号を現行のテレビジョン
信号として使用しても折り返し妨害がなく、画質劣化の
ない画像を再現できる。

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）方式を採用したワイド画面指向高精細度テ
レビジョン信号などの順次信号を現行テレビジョン信号
のようなインタレース信号に変換したり、このインタレ
ース信号を順次信号に変換したりする場合などに適用し
て好適な走査線変換装置およびこれを使用した記録再生
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン方式がＮＴＳＣ方式である
現行テレビジョン信号はフィールド当たり２６２．５本
で構成されたインタレース信号であるが、これを倍の５
２５本にした順次信号形式のテレビジョン信号としては
ＥＤＴＶ方式のテレビジョン信号が知られている。

【０００３】ＥＤＴＶ方式は周知のように現行のテレビ
ジョン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放送方式の１つである。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）が提案されている。

【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】図１０にその一例を示す。図は現行アスペ
クト比の画面１にＥＤＴＶ−II方式の映像を映したとき
の画面構成を示すもので、画面中央部に主画面部２があ
り、この主画面部２の映像が現行アスペクト比の画面に
映すときの映像となる。

【０００６】主画面部２の上下余白部分は上下無画面部
３，４であって、現行アスペクト比の映像に悪影響を及
ぼさないように無画面（実際は黒に近い灰色）となるよ
うな処理がなされている。上下無画面部３，４を構成す
る映像信号は補強信号と言われるもので、これは高精細
化用映像のときに使用される信号であり、水平高域信号
や垂直高域信号などが使用される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ＥＤＴＶ方式のような
順次信号は３０Ｈｚで垂直有効走査線数（例えば４８０
テレビ本（ＴＶ本（TVL））によって標本化されるもの
であるから、テレビジョン信号を垂直方向のある断面で
切って垂直Ｖと時間Ｔの平面内でみると、このテレビジ
ョン信号は図１１に示すように走査線という離散標本で
二次元に配されたディジタルデータとなる。

【０００８】同図において、縦のドットは各ラインにお
けるディジタルデータを示し、横に並んだドットの間隔
は１フィールドである。順次信号は全てのラインにディ
ジタルデータが存在するのでデータ配列は格子状とな
る。

【０００９】これに対して、インタレース信号の場合に
は１ラインおきにディジタルデータが間引かれているの
で図１３のような形でディジタルデータが存在すること
になる。

【００１０】図１３からも明らかなようにインタレース
走査の場合にはその標本点はフィールドごとに１ライン
だけオフセットしている。このオフセットによって時間
方向には３０Ｈｚで、垂直方向には４８０ＴＶ本に相当
する標本化周波数でそれぞれテレビジョン信号がサンプ
リングされていることになる。したがってインタレース
走査の場合のナイキスト周波数は図１４のように垂直−
時間（Ｖ−Ｔ）平面内ではひし形を形づくることにな
る。

【００１１】順次走査の標本点は格子状であり、インタ
レース走査のようなフィールドごとに１ライン分のオフ
セットが発生しないので、時間方向には３０Ｈｚで、垂
直方向には４８０ＴＶ本に相当する標本化周波数でこの
テレビジョン信号がサンプリングされていることにな
る。そのため、順次走査の場合のナイキスト周波数は図
１２のようにＶ−Ｔ平面内で長方形を形づくることにな
る。

【００１２】このように順次走査とインタレース走査と
ではナイキスト周波数が相違するため、順次信号からイ
ンタレース信号に走査線数を変換するとき、折り返し歪
なく変換して画像を再現するためには、走査線変換後の
テレビジョン信号のスペクトルが図１４に示すひし形の
斜線領域内にのみ存在するように順次信号を変換する必
要がある。折り返し歪はフリッカの基となり画質を劣化
させる。

【００１３】折り返しは次のような場合に発生する。例
えば、図１５Ａに示すような白黒の横縞模様の画像をテ
レビカメラで撮像する場合、これが垂直の限界周波数に
近い画像（ほぼ４８０ＴＶ本）であったときには、同図
Ｂのように１ラインおきに白黒ドットが交互に垂直方向
に配列されたものとなる。

【００１４】テレビカメラでこの画像を収録すると、テ
レビカメラは通常の機種ではインタレース標本化を行な
うので、図１６Ａの画像（図１５Ｂと同一）は例えばフ
ィールド１（例えば奇数フィールド）では図１６Ｂのよ
うに黒のドットだけがサンプリングされ、フィールド２
では同図Ｃのように白のドットだけがサンプリングされ
てしまう。

【００１５】このような画像をインタレースのモニタで
再現すると、１／６０秒ごとに画面全体が白になった
り、黒になったりする。これは取りも直さず図１７に示
すように、垂直４８０ＴＶ本、時間方向が０Ｈｚの画像
が、垂直ゼロＴＶ本、時間方向が３０Ｈｚの標本化位置
に折り返ったことになり、画質劣化を惹起する。

【００１６】インタレース用モニタで再現する場合と同
様に、このテレビカメラの出力を通常のＶＴＲで収録す
る場合にはフィールド１と２とでは別々に収録されるこ
とになる。このように２台のＶＴＲに分けて収録したも
のをモニタで再現する場合にも上述したと同じ理由で折
り返し歪が発生し、劣化した画像が再現されることにな
る。

【００１７】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、順次信号をインタレース信
号に走査線変換する場合であっても折り返し歪が発生し
ない走査線変換装置およびこれを使用した記録再生装置
を提案するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、請求項１に記載された発明においては順次信号をイ
ンタレース信号に変換する走査線変換装置であって、順
次信号が垂直方向におけるローパスフィルタとハイパス
フィルタとに供給されて垂直方向に２分されると共に、
少なくとも上記ローパスフィルタの出力に対して間引き
処理してインタレース信号に変換されるようになされた
ことを特徴とするものである。

【００１９】請求項３に記載されたこの発明に係る記録
再生装置は走査線変換機能を有するものであって、順次
信号をインタレース信号に変換する第１の走査線変換手
段と、これを記録する記録再生手段と、再生されたイン
タレース信号を順次信号に変換する第２の走査線変換手
段とで構成され、上記第１の走査線変換手段は、垂直方
向に関するローパスフィルタとハイパスフィルタと、デ
ータ間引き手段とで構成され、データ間引き手段によっ
てインタレース化された低域成分と高域成分がそれぞれ
分離された状態で記録されるようになされたことを特徴
とするものである。

【００２０】

【作用】請求項１に係る走査線変換装置に関してのみそ
の作用を説明する。折り返し妨害を生じさせないで順次
信号をインタレース信号に走査線変換するためには、図
１２に示す順次信号のスペクトル面積を１／２にするよ
うなフィルタリングを行なって帯域制限すればよい。

【００２１】その場合には、図９Ｂのようにこの順次信
号を垂直方向に対して低域成分と高域成分とに分離す
る。低域成分を１／２に間引くことによって低域インタ
レース信号となり、これが通常のインタレース信号とし
て利用される。高域成分も間引き処理されて、高域イン
タレース信号となされる。高域インタレース信号はＥＤ
ＴＶ−II方式の場合補強信号として使用される。信号成
分を分離するときに使用するフィルタは完全再構成フィ
ルタである。

【００２２】このフィルタを使用すれば、低域および高
域の各インタレース信号を用いて再び順次信号に完全に
復元できる。

【００２３】

【実施例】続いて、この発明に係る走査線変換装置およ
びこれを使用した記録再生装置の一例をＥＤＴＶ−II対
応の映像処理系に適用した場合につき、図面を参照して
詳細に説明する。

【００２４】この発明の理解を容易にするため、まず図
９を参照して説明する。折り返し妨害を生じさせないで
順次信号をインタレース信号に走査線変換するために
は、上述したように図１２に示す順次信号のスペクトル
面積を１／２にして、図１４に示すインタレース信号の
スペクトル面積内に走査線変換後のスペクトルが存在す
るように帯域制限を行なえばよい。

【００２５】帯域制限をするにあたっては、図９Ａのス
ペクトル面積に対して同図Ｂのように順次信号を垂直方
向に対して低域成分と高域成分とに分離する場合と、同
図Ｃのように時間方向に対して低域成分と高域成分に分
離する場合とが考えられる。あるいはＶ−Ｔ平面内での
２次元フィルタリングを行なう場合が考えられる。

【００２６】順次信号を時間方向にフィルタリングする
ことは、シーンチェンジのようなときに全く違う２つの
画像に対してフィルタがかかってしまうこと、時間的に
遅延が生じてしまうことなどから、あまり得策な解決手
段とは言い難い。Ｖ−Ｔ平面内での二次元フィルタリン
グも構成的に複雑化するのであまり好ましくはない。

【００２７】そこで、この発明では図９Ｂに示すように
垂直方向に関して順次信号を低域成分と高域成分に分離
することによって帯域制御された折り返し妨害の起きな
いインタレース信号を得ようとするものである。このと
き、順次信号への復元性を考慮して帯域制限用のフィル
タとしては完全再構成フィルタ（ＳＳＫＦフィルタ）が
使用される。

【００２８】続いて、この発明を順に説明する。図１は
この発明に係る走査線変換装置を内蔵した走査線変換機
能を有する記録再生装置（ＶＴＲなど）１０の概略構成
を示す。この記録再生装置１０は局内において使用され
るもので、目的に応じて順次信号を出したり、インタレ
ース信号を出したりできるようになされている。

【００２９】端子１１には順次化された順次信号が供給
され、これが記録再生系１２に供給されて直接順次記録
されるか、若しくはこの発明に係る走査線変換装置であ
る順次・インタレース変換回路２０に供給されて垂直方
向に対する低域と高域のインタレース信号に変換されて
から記録再生系１２に供給されてインタレース記録され
る。低域インタレース信号はそのまま通常のインタレー
ス信号として使用することができる。

【００３０】記録再生系１２は単一の記録再生装置で構
成することもできるが、目的に応じて複数の記録再生装
置を使用してもよい。複数の記録再生装置を使用する場
合にはインタレース記録となるし、この場合にはインタ
レース専用となる。

【００３１】記録再生系１２からは順次信号がそのまま
再生されて端子１４に出力させることもできれば、低域
と高域のインタレース信号を再生してそのうち低域イン
タレース信号が端子１５に出力される。低域と高域のイ
ンタレース信号は走査線変換装置であるインタレース・
順次変換回路２００に供給されて順次信号が復元されて
端子１６に出力される。

【００３２】図２はこの発明に係る順次・インタレース
変換回路２０の具体例を示す。端子１１に供給された順
次信号はローパスフィルタ３０とハイパスフィルタ５０
にそれぞれ供給されて垂直方向に関して低域成分ＬＰと
高域成分ＨＰに２分される。

【００３３】ローパスフィルタ３０もハイパスフィルタ
５０も共に完全再構成フィルタが使用されるものであっ
て、ローパスフィルタ３０は図のように複数の遅延素子
を有し、この例ではそれぞれ１画素ピッチ分の遅延時間
に設定された４個の遅延素子３１〜３４が縦続接続され
る。

【００３４】そして、非遅延順次信号および遅延順次信
号が対応する係数器４１〜４５に供給され、図のような
重み係数によって重み付けされたのち加算器４６で合成
される。重み係数は併せて「１」となるように設定され
てローパスフィルタ特性が付与される。このローパスフ
ィルタ特性は図９に示すように垂直方向２４０ＴＶ本ま
でで、時間方向が３０Ｈｚまでのスペクトル領域が通過
するような特性となるように上述した重み係数などが設
定される。

【００３５】フィルタリングされた低域成分ＬＰは後段
の間引き回路４７に供給されてラインの間引き処理が行
なわれてライン数が順次信号の１／２の低域成分ＬＰと
なされたのち、ローパスフィルタ４８にて再度フィルタ
リングされて出力端子４９には低域インタレース信号が
得られる。この低域インタレース信号が通常のインタレ
ース信号（現行のテレビジョン信号）ＬＩとして利用さ
れる。

【００３６】端子１１に供給された順次信号ＳＰは完全
再構成フィルタであるハイパスフィルタ５０にも供給さ
れて帯域制限を受ける。この例ではローパスフィルタ３
０と処理ラインを整合させるため、ローパスフィルタ３
０と同じく１画素ピッチを遅延時間とする４個の遅延素
子５１〜５４が使用される。

【００３７】これらが縦続接続されると共に、２段目、
３段目および４段目の各遅延順次信号が用いられ、これ
らが対応する係数器６１，６２，６３に供給される。そ
して、図のような重み係数によって重み付けされたのち
加算器６４で合成される。重み係数は併せて「０」とな
るように設定されてハイパスフィルタ特性が付与され
る。このハイパスフィルタ特性は図９に示すように垂直
方向２４０〜４８０ＴＶ本までで、時間方向が３０Ｈｚ
までのスペクトル領域が通過するような特性となるよう
に上述した重み係数などが設定される。

【００３８】フィルタリングされた高域成分ＨＰは後段
の間引き回路６５に供給されてラインの間引き処理が行
なわれてライン数が１／２に落とされた高域成分ＨＰと
なされたのち、ハイパスフィルタ６６にて再度フィルタ
リングされて出力端子６７には高域インタレース信号が
得られる。高域インタレース信号はＥＤＴＶ−II方式の
テレビジョン信号ではその補強信号として使用すること
ができる。

【００３９】このようにして得られた低域および高域の
インタレース信号ＬＩ，ＨＩは上述した記録再生系１２
などを用いて収録される。

【００４０】フィルタ３０，５０として完全再構成フィ
ルタを使用するのはフィルタリングによって得られた低
域および高域の各インタレース信号ＬＩ，ＨＩを用いて
再び順次信号を完全に復元できるようにするためであ
る。

【００４１】図３はインタレース信号を順次信号に戻す
ためのインタレース・順次変換回路２００の具体例であ
って、この場合でも完全再構成フィルタであるローパス
フィルタ２１０とハイパスフィルタ２２０を用いて復元
される。

【００４２】同図において、端子２０１には記録再生系
１２より再生された低域インタレース信号ＬＩが供給さ
れる。この再生低域インタレース信号ＬＩはそのまま使
用するときは端子１５に供給される。

【００４３】再生低域インタレース信号ＬＩはオーバー
サンプリング回路２０４に供給されて２倍のオーバーサ
ンプリングが行なわれることによって、１つの画素デー
タに対して１つのゼロデータが挿入されて順次信号と同
じライン数に変換される。

【００４４】この低域順次信号はローパスフィルタ２１
０に供給されて低域成分ＬＰに復元される。順次化用の
ローパスフィルタ２１０はインタレース化用のハイパス
フィルタ５０とその構成は同じであって、４段の遅延素
子２１１〜２１４と係数器２１５，２１６，２１７さら
には加算器２１８を有する。相違するのは係数器２１
５，２１６，２１７の重み係数の値だけである。

【００４５】再生された高域インタレース信号ＨＩにつ
いても同様な処理が施される。したがって、端子２０２
に供給された再生高域インタレース信号ＨＩはオーバー
サンプリング回路２０５で２倍のオーバーサンプリング
により順次信号と同じライン数の高域順次信号に変換さ
れる。

【００４６】高域順次信号はハイパスフィルタ２２０を
通すことによって高域成分ＨＰが復元される。そのた
め、この順次化用のハイパスフィルタ２２０はインタレ
ース化用のローパスフィルタ３０と同様に、縦続接続さ
れた４個の遅延素子２２１〜２２４、５個の係数器２３
１〜２３５および加算器２３６で構成される。重み係数
も同じである。

【００４７】低域成分ＬＰと高域成分ＨＰは加算器２４
０で合成されることによって端子１６には垂直方向が４
８０ＴＶ本で、時間方向が３０Ｈｚまでの領域にスペク
トルが存在する順次信号ＳＰに完全に復元される。

【００４８】このように垂直方向に対して順次信号の帯
域を折り返し妨害が生じない帯域まで制限した状態で順
次信号をインタレース信号に変換し、またこのインタレ
ース信号を順次信号に変換するようにしたものである。
これによれば、低域インタレース信号をそのまま通常の
インタレース信号（テレビジョン信号）として使用する
場合であっても折り返し妨害がないのでこれによって画
質が劣化するようなことはない。

【００４９】図４は図２の変形例であって、この例では
ローパスフィルタ３０に使用される遅延素子３１〜３４
をハイパスフィルタ５０の遅延素子としても使用するよ
うに接続関係を変更したものである。その他は図２と同
様であるのでこれ以上の説明は割愛する。図４の構成と
することによって回路規模の縮小とコストダウンを図れ
る。

【００５０】図５はインタレース化用のローパスフィル
タ３０の他の例であって、係数器４１〜４５の重み係数
は図のように選んだ場合でも目的のローパスフィルタ特
性を付与できる。この場合には加算器４６の後段にゲイ
ン調整用係数器３５が設けられる。

【００５１】図６はインタレース化用のハイパスフィル
タ５０の他の例であって、係数器６０，６２，６３の重
み係数を図のように選んだ場合である。この場合でも目
的のハイパスフィルタ特性を付与できる。

【００５２】図７は順次化用のローパスフィルタ２１０
の他の例であって、図５に対応するものであり、この場
合には重み係数の関係から加算器２１８の後段にレベル
調整用の係数器２１９が必要である。これに代えてレベ
ル調整器でもよい。

【００５３】図８は順次化用のハイパスフィルタ２２０
の他の例であって、図６に対応するものである。

【００５４】図１では走査線変換装置として機能する順
次・インタレース変換回路２０およびインタレース・順
次変換回路２００を記録再生系１２に内蔵させた構成を
示したが、両者を完全独立型（アダプタ形式）に構成し
てもよいし、順次・インタレース変換回路２０はテレビ
カメラに内蔵させてもよい。あるいはこれらを組み合わ
せた構成でも可能である。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る走査線変
換装置では、順次信号を垂直方向に２分してインタレー
ス信号を生成するようにしたので、折り返し妨害のない
インタレース信号に簡単に変換することができる。した
がって、記録再生系から再生された低域インタレース信
号をそのまま使用しても画質劣化のない画像を再現でき
る特徴を有する。因みに、順次信号を単に１／２に間引
いてインタレース信号とする場合には折り返し歪による
画質劣化が発生してしまう。

【００５６】また、この発明に係る記録再生装置におい
ては、順次信号を折り返し妨害のないインタレース信号
に変換できると共に、このインタレース信号から再び順
次信号を完全に再現できるから、順次信号もインタレー
ス信号も目的に応じて選択できる特徴を有する。

【００５７】したがってこの発明は現行のテレビジョン
信号（インタレース信号）の他に、高精細化用のテレビ
ジョン信号（順次信号）も取り扱うことの多い局内放送
設備に適用して極めて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る走査線変換装置を含んだこの発
明に係る記録再生装置の要部の一例を示す系統図であ
る。

【図２】走査線変換装置として機能する順次・インタレ
ース変換回路の具体例を示す系統図である。

【図３】走査線変換装置として機能するインタレース・
順次変換回路の具体例を示す系統図である。

【図４】順次・インタレース変換回路の他の例を示す系
統図である。

【図５】インタレース化用ローパスフィルタの他の例を
示す系統図である。

【図６】インタレース化用のハイパスフィルタの他の例
を示す系統図である。

【図７】順次化化用ローパスフィルタの他の例を示す系
統図である。

【図８】順次化用のハイパスフィルタの他の例を示す系
統図である。

【図９】垂直方向におけるフィルタリングの説明図であ
る。

【図１０】現行画面とワイド画面の関係を示す図であ
る。

【図１１】順次走査時のＶ−Ｔ関係を示す図である。

【図１２】順次走査でのナイキスト特性を示す図であ
る。

【図１３】インタレース走査時のＶ−Ｔ関係を示す図で
ある。

【図１４】インタレース走査でのナイキスト特性を示す
図である。

【図１５】収録画像例を示す図である。

【図１６】収録時の状態を示す図である。

【図１７】折り返し歪の説明図である。

【符号の説明】

１０ 記録再生装置 １２ 記録再生系 ２０ 順次・インタレース変換回路 ２００ インタレース・順次変換回路 ３０ インタレース化用のローパスフィルタ ５０ インタレース化用のハイパスフィルタ ２１０ 順次化用のローパスフィルタ ２２０ 順次化用のハイパスフィルタ ２０４，２０５ オーバーサンプリング回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 順次信号をインタレース信号に変換する
   走査線変換装置であって、 順次信号が垂直方向におけるローパスフィルタとハイパ
   スフィルタとに供給されて垂直方向に２分されると共
   に、 少なくとも上記ローパスフィルタの出力に対して間引き
   処理してインタレース信号に変換されるようになされた
   ことを特徴とする走査線変換装置。
2. 【請求項２】 上記ローパスフィルタおよびハイパスフ
   ィルタは完全再構成フィルタが使用されたことを特徴と
   する請求項１記載の走査線変換装置。
3. 【請求項３】 順次信号をインタレース信号に変換する
   第１の走査線変換手段と、これを記録する記録再生手段
   と、再生されたインタレース信号を順次信号に変換する
   第２の走査線変換手段とで構成され、 上記第１の走査線変換手段は、 垂直方向に関するローパスフィルタとハイパスフィルタ
   と、データ間引き手段とで構成され、 データ間引き手段によってインタレース化された低域成
   分と高域成分がそれぞれ分離された状態で記録されるよ
   うになされたことを特徴とする走査線変換機能を有する
   記録再生装置。
4. 【請求項４】 上記低域成分がインタレース信号として
   使用されることを特徴とする請求項３記載の記録再生装
   置。
5. 【請求項５】 上記第２の走査線変換手段は、 再生された低域成分をオーバーサンプリングする手段
   と、垂直方向に関するハイパスフィルタと、 再生された高域成分をオーバーサンプリングする手段
   と、垂直方向に関するローパスフィルタとで構成された
   ことを特徴とする請求項３記載の記録再生装置。
6. 【請求項６】 上記ローパスフィルタおよびハイパスフ
   ィルタはそれぞれ完全再構成フィルタが使用されたこと
   を特徴とする請求項３記載の記録再生装置。