JPH0787462A - Ｍｕｓｅ−ｎｔｓｃコンバータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣ変換において、画像の動き
部分での２重障害が生じにくく、静止画部分においては
ちらつき・画像歪みの生じない高画質を得る。 【構成】ＭＵＳＥ信号は、フィールド内挿処理回路１０
３で空間的な処理により内挿され、走査線変換回路１０
５で現行ＴＶ信号と同じ走査線数に走査線変換される。
この後、フレームメモリ１２１、加算器１２２、サブサ
ンプル回路１２４、メモリ１２５、１２６、加算器１２
７、セレクタ１２８による静止画処理系統においてフレ
ーム間の和演算が施されかつフィールド内挿される。ま
た動画処理系統は、サンプリング周波数変換回路１３１
で静止画と同じレートに変換処理される。そして動き検
出回路１３２で作成した動き検出信号に従って、混合器
１３３で静画用信号と動画用信号が混合される。これに
より、動画部分の２重像障害、また静止画像の輪郭部分
で生じたちらつきをなくすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、帯域圧縮されて伝送
されてくる高品位テレビジョン信号を現行の受像機で再
現できるように変換するＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】次世代のテレビジョン放送として、高品
位テレビジョンの試験放送が行われている。高品位テレ
ビジョンシステムは、信号帯域として従来のそれに比べ
て５倍を必要とするために、放送衛星１チャンネルで伝
送可能にすべくＭＵＳＥ（MULTIPLE SUB-NYQUIST SAMPL
ING ENCODING ）方式が開発されている。ＭＵＳＥ方式
は、高品位テレビジョン信号をフィールド間、フレーム
間でオフセットサブサンプリングすることにより帯域圧
縮を行っている。従って、受信側ではフレームメモリ等
のメモリを備えたＭＵＳＥデコーダによって元の高品位
テレビジョン信号に復号する必要がある。

【０００３】上記高品位テレビジョン信号は、現行方式
のテレビジョン信号とは互換性がないため、既存のテレ
ビジョン受像機ではその内容すら見ることができない。
このため高品位テレビジョン信号（ＭＵＳＥ信号）を簡
易的に処理し、現行テレビジョン信号に変換するＭＵＳ
Ｅ−ＮＴＳＣコンバータの製品化も行われている。

【０００４】図４は、ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータの
構成例である。入力端子７０１には、ＭＵＳＥ信号が供
給され、Ａ／Ｄ変換器７０２にて16.2MHz のクロックで
デジタル化される。Ａ／Ｄ変換器７０２の出力は、フィ
ールド内内挿回路７０３へ入力され、また同期再生／コ
ントロール信号復号回路７０４にも入力される。フィー
ルド内内挿回路７０３の出力は、走査線変換部７０５に
入力され、１１２５本２：１のインターレースの信号か
ら５２５本 ２：１のインターレースの信号に変換され
る。この変換された信号は、Ｄ／Ａ変換器７０６に入力
されアナログ信号となりＮＴＳＣエンコーダ７０７に入
力される。これにより出力端子７０８には、現行のテレ
ビジョン信号であるＮＴＳＣ方式の信号が得られる。ま
たＮＴＳＣエンコーダ７０７には、Ｓ端子７０９も設け
られている。

【０００５】上述したコンバータでは、ＭＵＳＥ信号の
特徴でもあるフィールド間、フレーム間両方のオフセッ
トサブサンプリングの内、フィールド内内挿回路７０３
においてフレーム間オフセットサブサンプリングを空間
的にしか復号していない。従って、画像の静止画領域で
は、フィールド間オフセットサブサンプリングを復号し
ていないことによる歪みが生じる。

【０００６】図５乃至図７はその問題点を説明するため
の図である。白と黒がステップ的に変換する画像の場
合、ＭＵＳＥ信号としては、図５（Ａ）と図５（Ｂ）の
信号が交互にフレーム毎に交互に到来することになる。
ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータでは、フレーム間での処
理は行わず、フィールド内の処理のみであるために図５
（Ａ）と（Ｂ）の信号をそれぞれフレーム間オフセット
サブサンプリング位相に従って、周囲画素から空間的に
×印の部分を補間するだけである。この結果、図５
（Ａ）と（Ｂ）の信号は、一挙にそれぞれ図６（Ｇ）、
（Ｈ）の信号となり、図７（Ａ）の像が伝送されたとし
ても、受信機の画面上では図７の（Ｂ）、（Ｃ）が重ね
合わせられ、飛び越し走査のために図７（Ｄ）、（Ｅ）
のように輪郭部がぎざぎざとなってしまう。

【０００７】本来のＭＵＳＥデコーダは、図５（Ａ）と
（Ｂ）の信号を合わせて、フレーム間内挿を行いオフセ
ットを無くし図５（Ｃ）の信号にし、次にサンプリング
周波数を変換して図５（Ｄ）の信号としている。次に、
サブサンプリングを施して図６（Ｅ）のようにし、次に
フィールド間内挿により×印部分を補間し、図６（Ｆ）
の信号を得るのが正当な順序である。

【０００８】しかしＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータの場
合、価格の低減を図るために簡易的な処理を行うため
に、輪郭の歪みや、動画のちらつきが生じる。これを改
善するために、走査線変換部７０５とＤ／Ａ変換器７０
６の間に、サンプリング周波数変換部、低域・高域成分
分離部、高域成分処理部を設けたシステムが考えられて
いる。

【０００９】このシステムは、走査線変換された信号の
サンプリング周波数を変換して、低域と高域成分とに分
けて、高域成分の平均化処理を行い折り返し成分を除去
しようとするものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単純に
高域成分の平均化処理を行っても未だに不十分な点がみ
られる。つまり、画像の動き部分では、扱う高域成分の
周波数により動き部分が２重となるような障害の程度が
異なる。扱う高域成分の周波数は高い（低域フィルタの
遮断周波数が高い）方が結果的には好ましい。これに対
して静画の部分では、上記の平均化処理を行うための高
域成分は、扱う周波数を低い（低域フィルタの遮断周波
数が低い）領域から扱った方が好ましいという相反する
面がある。また動き情報を用い、動画の場合は、フィー
ルド間の処理を行わないあるいは高域フィルタの特性を
切り換えることも考えられるが、動き情報はＭＵＳＥ方
式の場合、１フィールド単位であるために画像の一部が
動いているような場合には効果がない。またＭＵＳＥ信
号を処理するには、デコーダ側では静止画に対してフレ
ーム間の内挿演算処理を行う必要があるのに、簡易型の
ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータではこれを行わないため
に、静止画の細かい部分（斜めの輪郭）で１５Ｈｚのち
らつきが生じる。

【００１１】そこでこの発明は、動き部分における２重
障害が生じにくく、静止画部分においてはちらつき・画
像歪みの生じない高画質を得ることができるＭＵＳＥ−
ＮＴＳＣコンバータを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、 第１のテ
レビジョン信号をフィールド間で第１のオフセットサブ
サンプリングを施し、前記テレビジョン信号のサンプル
のα倍のサンプリング周波数に変換した後、フレーム間
で第２のオフセットサブサンプリングを施すことによ
り、帯域圧縮した信号を走査線数の異なる第２のテレビ
ジョン信号に変換するＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータに
おいて、前記第２のオフセットサブサンプリングをフィ
ールド内の内挿処理により復号するフィールド内内挿手
段と、前記フィールド内内挿手段の出力を前記第２のテ
レビジョン信号と同数の走査線数に変換する走査線変換
手段と、前記走査線変換手段の出力を１フレーム遅延し
この遅延手段の入力と出力を加算するフレーム加算手段
と、前記フレーム加算手段の出力のサンプリング周波数
を１／α倍に変換するサンプリング周波数変換手段と、
前記サンプリング周波数変換手段の出力をフィールド間
で演算することによって前記第１のオフセットサブサン
プリング状態を復号するフィールド間内挿処理手段と、
前記走査線変換手段の出力を用いて画像の動き部分を検
出し動き検出信号を得る動き検出手段と、前記動き検出
手段からの動き検出出力に応じて前記走査線変換手段の
出力と前記フィールド間内挿処理手段の出力とを混合す
る混合手段とを備える。

【００１３】

【作用】上記の手段によると、ＭＵＳＥ信号を空間的な
処理によって内挿し、走査線変換を行い、その後、静止
画処理と動画処理を行い、静止画処理系統においてはフ
レーム間の和演算を行い、セレクタにてフィールド内挿
を行っている。また動画処理系統は、静止画と同じレー
トに変換する処理のみである。そして動き検出信号に従
って、混合手段で静画用信号と動画用信号を混合してい
る。この結果、動画部分の２重像障害、また静止画像の
輪郭部分で生じたちらつきをなくすことができる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。実施例の説明において、水平周波数、信号レー
トについては断りのない限りすべて１１２５／２：１イ
ンターレース走査に対応する数字である。従って、走査
線変換回路１０５以降の信号の水平周波数、信号レート
は、約５２５／１１２５倍になっている。約としたの
は、ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータでは変換後の画面モ
ードに応じてアスペクト比変換が必要な場合があり、ク
ロックレートが１種類とは限らないからである。

【００１５】入力端子１０１には、ＭＵＳＥ信号が供給
され、Ａ／Ｄ変換器１０２により１６．２ＭＨｚでデジ
タル信号に変換される。このデジタル信号は、フィール
ド内内挿回路１０３、同期再生／コントロール信号復号
回路１０４に入力される。フィールド内内挿回路１０３
では同期再生／コントロール信号復号回路１０４で再生
されたフレーム間オフセットサブサンプリング位相信号
（ＦｒＯＳＳ）に従って空間的に内挿処理（フレーム間
のオフセットの補償）を行い、フィールド内内挿出力
（３２．４ＭＨｚの信号レート）を得る。フィールド内
内挿回路１０３の出力は、走査線変換回路１０５に入力
され、１１２５／２：１インターレース信号から５２５
／２：１インターレース信号に変換される。

【００１６】走査線変換回路１０５の出力は、フレーム
メモリ１２１、加算器１２２、サンプリング周波数変換
回路１３１、動き検出回路１３２に入力される。フレー
ムメモリ１２１の出力は、加算器１２２、動き検出回路
１３２に入力される。そして加算器１２２のフレーム加
算出力は、サンプリング周波数変換回路１２３に入力さ
れる。サンプリング周波数変換回路１２３は、１２ＭＨ
ｚの低域通過フィルタ特性を持ち、入力を３／２倍の信
号レート（４８．６ＭＨｚ）に変換する回路であり、こ
の特性は図８の表に示すように応答特性が規定されてい
る。

【００１７】この変換出力は、サブサンプル回路１２４
に入力される。サブサンプル回路１２４においては、同
期再生／コントロール信号復号回路１０４において復号
されたフィールド間オフセットサブサンプリング位相信
号（ＦｉＯＳＳ）（この信号は通常はフィールド毎に位
相が反転している）に従ってフィールド間のオフセット
が補償され、１／２の信号レート（２４．３ＭＨｚ）に
間引きにより変換される。この変換出力は、２６２Ｈ
（Ｈ；水平期間）メモリ１２５とセレクタ１２８に入力
される。２６２メモリ１２５で２６２ライン遅延された
信号は、加算器１２７に入力されると共に、１Ｈメモリ
１２６を介して当該加算器１２７に入力される。この加
算器１２７の出力はセレクタ１２８に入力される。

【００１８】セレクタ１２８は、同期再生／コントロー
ル信号復号回路１０４からのフィールド間オフセットサ
ブサンプリング位相信号ＦｉＯＳＳにしたがってフィー
ルド間のオフセットを補償しながら、加算器１２７の出
力とサブサンプル回路１２４の出力とを選択的に導出
し、サブサンプル前の信号レートに戻して出力する。こ
のセレクタ１２８の出力は、混合回路１３３に静止画用
の信号として供給される。つまり上記の系統は、ＭＵＳ
Ｅ信号を空間的な処理により内挿・走査線変換を行い、
静止画像処理に関してはフレーム間の和をとり、フィー
ルド間内挿処理（サブサンプル〜セレクタ）を行ってい
ることになる。

【００１９】混合回路１３３においては、セレクタ１２
８の出力とサンプリング周波数変換回路１３１の出力と
を、動き検出回路１３２の出力信号にしたがった比率で
混合して出力している。ここで、サンプリング周波数変
換回路１３１の特性は、サンプリング周波数変換回路１
２３の特性と同じでも良いが、１２ＭＨｚの低域通過フ
ィルタ特性はなくても良い。また動き検出回路１３２
は、フレームメモリ１２１の入力と出力を用いてフレー
ム間の差分により画像の動きを検出している。混合回路
１３３の出力は、Ｄ／Ａ変換器１４１でアナログ信号に
変換され、ＮＴＳＣエンコーダ１４２でＮＴＳＣ信号と
して出力端子１４３に導出される。

【００２０】上記した実施例によると、ＭＵＳＥ信号を
空間的な処理によって内挿し、走査線変換を行い、その
後、静止画処理と動画処理を行い、静止画処理系統にお
いてはフレーム間の和演算を行い、セレクタにてフィー
ルド内挿を行っている。また動画処理系統は、静止画と
同じレートに変換する処理のみである。そして動き検出
信号にしたがって、混合回路１３３で静画用信号と動画
用信号を混合している。この結果、動画部分の２重像障
害、また静止画像の輪郭部分で生じたちらつきをなくす
ことができる。

【００２１】図２はこの発明の他の実施例である。図１
の実施例と同じ部分には同一符号を付している。異なる
部分は、静画用信号処理経路である。サンプリング周波
数変換回路１２３とサブサンプル回路１２４の間に低域
通過フィルタ１２９、減算器１３０が設けられている。
サンプリング周波数変換回路１２３の出力は、低域通過
フィルタ１２９と減算器１３０に入力される。減算器１
３０には低域通過フィルタ１２９の出力も入力されてい
る。そして減算器１３０からは高域成分が取り出されて
サブサンプル回路１２４に入力されている。低域成分に
ついては、低域通過フィルタ１２０の出力が、加算器１
３４に入力され、セレクタ１２８の出力と加算されてい
る。

【００２２】低域通過フィルタ１２９の通過帯域は、３
ＭＨｚ乃至４ＭＨｚ（実際にはこれを５２５／１１２５
倍としたもの）である。ＭＵＳＥ信号の水平低域成分に
はフレーム間、フィールド間の両サンプルに折り返しの
無い領域が存在することを利用している。この領域は、
ＤＣから３、４ＭＨｚ程度の領域であり、この領域の成
分に対してはあえて静止画像処理（フレーム間の加算及
びフィールド間内挿処理）を施さなくても、全信号帯域
の静止画像処理と比較して画質の劣化はない。フィール
ド間内挿処理は、垂直の３ラインによるコムフィルタと
して機能しており、画面上は横線をぼかすことになる。
そこで第２の実施例は、高域成分についてフィールド間
内挿処理を行い、低域成分を加算器１３４にて加算する
ようにしている。

【００２３】図３はこの発明のさらに他の実施例であ
る。図１の実施例と同じ部分には同一符号を付してい
る。異なる点は、混合回路１３３の出力の処理方法が異
なる。即ち、混合回路１３３の出力は、減算器１５１の
負側に入力されると共に、加算器１５３に入力される。
減算器１５１の正側にはサンプリング周波数変換回路１
３１の出力が入力される。減算器１５１の出力は、低域
通過フィルタ（ＬＰＦ）１５２を介して加算器１５３に
入力される。そして加算器１５３の出力がＤ／Ａ変換器
１４１でアナログ信号に変換され、ＮＴＳＣエンコーダ
１４２でＮＴＳＣ信号に変換される。

【００２４】この実施例においても、第２の実施例と同
様に、ＭＵＳＥ信号の水平低域成分にはフレーム間、フ
ィールド間の両サンプルに折り返しの無い領域が存在す
ることを利用している。この領域は、ＤＣから３、４Ｍ
Ｈｚ程度の領域であり、この領域の成分に対してはあえ
て静止画像処理（フィールド間内挿処理）を施さなくて
も、全信号帯域の静止画像処理と比較して画質の劣化は
ない。フィールド間内挿処理は、垂直の３ラインによる
コムフィルタとして機能しており、画面上は横線をぼか
すことになる。低域通過フィルタ１５２は、第２の実施
例における低域通過フィルタ１２９と同等の意味を持
つ。

【００２５】そこで上記の実施例は、混合回路１３３の
出力の水平低域成分を、動画信号の水平低域成分と置換
するもので、低域通過フィルタ１５２の通過帯域が３、
４ＭＨｚ程度に設定されている。これにより、まず、減
算器１５１では、混合回路１３３の出力を動画用信号か
ら引き算するので、混合回路１３３の出力に不足してい
る成分が減算器１５１から得られ、その内の低域成分が
低域通過フィルタ１５２により取り出され、加算器１５
３で混合回路１３３の出力に加算されることになる。よ
って、画面上で静止画像の横線がぼけて見えるようなこ
とがない。さらにこの方式では、仮に動き検出回路１３
２が誤検出を行い、画像の動き部分を静止画と判定して
も、水平低域成分は動き部分の画像を出力できるので、
動きの大きな不自然さが生じることはない。またこのこ
とから、動き検出回路１３２の精度に余裕ができること
も大きな利点である。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
動き部分における２重障害が生じにくく、静止画部分に
おいてはちらつき・画像歪みの生じない高画質を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】この発明の他の実施例を示すブロック図。

【図３】この発明のさらに他の実施例を示すブロック
図。

【図４】ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータの従来例を示す
ブロック図。

【図５】ＭＵＳＥ方式信号の特徴を説明するために示し
たサンプリング状態説明図。

【図６】同じくＭＵＳＥ方式信号の特徴を説明するため
に示したサンプリング状態説明図。

【図７】従来のＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータの問題点
を説明するために示した画像説明図。

【図８】サンプリング周波数変換部で規定されているイ
ンパルス応答の説明図。

【符号の説明】

１０２…Ａ／Ｄ変換器、１０３…フィールド内内挿処理
回路、１０４…同期再生／コントロール信号復号回路、
１０５…走査線変換回路、１２１…フレームメモリ、１
２３、１３１…サンプリング周波数変換回路、１２４…
サブサンプル回路、１２５…２６２Ｈメモリ、１２６…
１Ｈメモリ、１２１…セレクタ、１３２…動き検出回
路、１３３…混合回路、１２２、１２７…加算器、１４
１…Ｄ／Ａ変換器、１４２…ＮＴＳＣエンコーダ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のテレビジョン信号をフィールド間
   で第１のオフセットサブサンプリングを施し、前記テレ
   ビジョン信号のサンプルのα倍のサンプリング周波数に
   変換した後、フレーム間で第２のオフセットサブサンプ
   リングを施すことにより、帯域圧縮した信号を走査線数
   の異なる第２のテレビジョン信号に変換するＭＵＳＥ−
   ＮＴＳＣコンバータにおいて、 前記第２のオフセットサブサンプリングをフィールド内
   の内挿処理により復号するフィールド内内挿手段と、 前記フィールド内内挿手段の出力を前記第２のテレビジ
   ョン信号と同数の走査線数に変換する走査線変換手段
   と、 前記走査線変換手段の出力を１フレーム遅延しこの遅延
   手段の入力と出力を加算するフレーム加算手段と、 前記フレーム加算手段の出力のサンプリング周波数を１
   ／α倍に変換するサンプリング周波数変換手段と、 前記サンプリング周波数変換手段の出力をフィールド間
   で演算することによって前記第１のオフセットサブサン
   プリング状態を復号するフィールド間内挿処理手段と、 前記走査線変換手段の出力を用いて画像の動き部分を検
   出し動き検出信号を得る動き検出手段と、 前記動き検出手段からの動き検出出力に応じて前記走査
   線変換手段の出力と前記フィールド間内挿処理手段の出
   力とを混合する混合手段とを具備したことを特徴とする
   ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータ。
2. 【請求項２】 フィールド間内挿処理手段は、水平高域
   成分のみ前記第１のオフセットサブサンプリング状態を
   復号することを特徴とする請求項１記載のＭＵＳＥ−Ｎ
   ＴＳＣコンバータ。
3. 【請求項３】 前記混合手段の出力の水平低域成分を、
   前記走査線変換手段脳の水平低域成分と置換する置換手
   段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のＭＵ
   ＳＥ−ＮＴＳＣコンバータ。