JPH0795441A - テレビジョン信号処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １フィールドあたり１ビットの識別信号を伝
送するだけでも、テレシネ信号と一般信号の切り替え点
を受像機側で検出可能とし、順次走査変換画像に画質劣
化を生じないテレビジョン信号処理方式を提供する。 【構成】 ２−３プルダウンのテレシネ信号の５フィー
ルドシーケンスに対して、識別信号系列を“１１１１
０”として伝送する。また、一般信号では、識別信号を
常に“０”として伝送する。受像機側では、識別信号系
列の“０”の位相をもとにして同一フレームから作成さ
れたフィールド群を識別するとともに、そのフィールド
群の中で識別信号系列が“１１”の場合だけフィールド
間補間を行う。その他の場合は一般信号であると判定し
て、動き適応補間する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョン信号処理
方式に関し、例えば映画フィルムなどのように毎秒のコ
マ数がフィールド周波数よりも少ない信号源から変換さ
れたテレビジョン信号の識別および順次走査化を行う信
号処理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】現行テレビジョン方式（ＮＴＳＣ方式）
では、画像の１フレームを、飛び越し走査により２フィ
ールドに分けて伝送している。従来のテレビジョン受像
機では、飛び越し走査のまま表示していたため、１ライ
ンおきの走査線構造による再生画像の粗さやラインフリ
ッカ妨害（画像のちらつき）等が画質劣化の原因となっ
ていた。この画質劣化を除去するためには、受像機側で
飛び越し走査形態の信号を順次走査形態に変換して表示
するのが効果的である。

【０００３】この順次走査変換方式として、一般のテレ
ビジョン信号（以下、“一般信号”と略記）の場合に
は、画像の静止領域では前後のフィールド情報を用いて
飛び越された走査線を補間し、動領域では上下の走査線
情報を用いて走査線補間し、それらを画像の動き量に応
じて切り替える動き適応走査線補間が用いられる（参考
文献１；特開昭５３−７９４２１号，“テレビ信号変換
回路”）。

【０００４】一方、映画などのフィルム画像からテレビ
ジョン信号に変換された信号（以下、“テレシネ信号”
と略記）の場合には、画像の静動に関わらず、常に前後
のフィールド情報を用いて走査線補間を行う手法が提案
されている（参考文献２；特開昭６４−４９３８８号，
“テレビジョン信号伝送方式”）。

【０００５】この参考文献２記載の手法について、さら
に詳しく説明する。フィルム画像の標準フレーム速度は
毎秒２４コマであり、これを毎秒６０フィールドのテレ
ビジョン信号に変換する際に、一般には図２ａに示すよ
うな「２−３プルダウン」と呼ばれる手法が用いられ
る。すなわち、１番目のフィルムフレームは２フィール
ド分のテレビジョン信号に、２番目のフィルムフレーム
は次の３フィールド分に、以下続けて、２、３、２、３
フィールド分のテレビジョン信号（同図ｂ）に変換し
て、テレシネ信号とする。

【０００６】これと並行して、送信側では、同一フィル
ムフレームから作成されたフィールド群が受像機側で識
別可能となる信号（同図ｃ）を作成し、テレシネ信号に
付加して伝送する。受像機側ではこの識別信号をもとに
して、同図ｄに示すような走査線補間処理を行う。この
手法では、画像の静動には関係なく常に前後のフィール
ド情報を用いて走査線補間できるため、垂直解像度の高
い成分まで再生でき、理想に近い高画質な順次走査画像
が得られる。

【０００７】なお、送信側から識別信号を伝送せず、受
像機側だけの信号処理でテレシネ信号であることを検出
して順次走査化する手法（例えば、参考文献３；特開平
２−１９９９６９号，“フィルムから得たビデオの順次
走査表示システム”など）や、フィールド群を識別する
ための識別信号とともに、テレシネ信号であることを識
別するための識別信号を並行して伝送する手法（例え
ば、参考文献４；米国特許No.4,876,596，“Film-to-Vi
deo Converter with Scan Line Doubling”など）も提
案されているが、ここでは検討の対象外とする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】１フィールドあたり１
ビットの識別信号を伝送する上記参考文献２記載の従来
技術では、送信側でテレシネ信号と一般信号とを切り替
えた場合に、誤った走査線補間処理を行って再生画像に
画質劣化が生じる問題があった。

【０００９】例えば、図３ａに示すように、映画番組終
了やコマーシャル挿入などで、テレシネ信号の２−３プ
ルダウンの規則性とは無関係に、テレシネ信号の途中か
ら一般信号に切り替えた場合を考える。このとき、同図
ｂのような従来技術の識別信号では、どのフィールドか
ら一般信号に切り替わったかを受像機側で検出できず、
一般信号であるにも関わらずテレシネ信号用の走査線補
間処理をしてしまうため、同図ｃのように異なった絵柄
を合成して２重像妨害が発生する。同様に、一般信号か
らテレシネ信号に切り替えた場合も、受像機側で切り替
え点を検出できず、誤った走査線補間処理を行って画質
劣化が生じる。

【００１０】従って、本発明の目的は、１フィールドあ
たり１ビットの識別信号を伝送しただけでも、テレシネ
信号と一般信号の切り替え点を受像機側で検出可能と
し、順次走査変換画像に画質劣化を生じないテレビジョ
ン信号処理方式を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、連続するフィールド群が同一のフレームから作成さ
れていること（すなわち、テレシネ信号であること）
と、そのフィールド群を受像機側で識別可能となる識別
信号を、テレビジョン信号に多重して伝送する。

【００１２】上記識別信号は、その信号系列がｎ（ｎは
２以上の整数）ビット周期で表されるとき、１周期あた
り少なくとも所定の１ビットは“０”とし、かつ同一の
画面を情報源とするフィールド群中の２番目のフィール
ドでは“１”とする。

【００１３】特に、ｎ＝５（例えば、毎秒２４コマのフ
ィルムなど）の場合は、“１１１１０”のビット系列を
用いるのが好ましい。

【００１４】また、連続するフィールド群が同一のフレ
ームから作成されていない場合（すなわち、一般画像の
場合）には、上記識別信号のビットを強制的に“０”と
する。

【００１５】なお、上述したビットの“１”と“０”
を、すべて反転させてもよい。

【００１６】

【作用】伝送された識別信号から、連続するフィールド
群が同一のフレームから作成されていることと、そのフ
ィールド群が識別できれば、フィールド群中の奇数フィ
ールドと偶数フィールドを合わせることにより、順次走
査形態のフレーム画像に変換できる。

【００１７】次に、１フィールドあたり１ビットの識別
信号から、上記２つの識別を行う方法を説明する。

【００１８】まず、一般画像の場合には識別信号を強制
的に“０”とすることにより、識別信号として“１”が
検出されたら、そのフィールドはテレシネ信号であるこ
とが識別できる。また、“１”と“１”で挟まれた
“０”のフィールドは、テレシネ信号であると推定でき
る（ただし、１フィールドだけの通常信号の挿入を行わ
ない場合のみ）。

【００１９】識別信号系列がｎビット周期のとき、所定
のビットを“０”とすれば、そのビット位相から、どの
フィールド群が同一のフレームから作成されているかを
識別できる。

【００２０】前のフィールド群がテレシネ信号であるこ
とが判っており、現フィールド群中の２番目のフィール
ドの識別信号が“１”であれば、１番目および２番目の
フィールドは共にテレシネ信号であることが識別でき、
両フィールドから順次走査化が可能となる。逆に、２番
目のフィールドの識別信号が“０”であれば、途中から
一般信号に切り替わったことを示しており、１番目、２
番目のフィールドともに動き適応補間を行う必要があ
る。すなわち、２番目のフィールドの識別信号を見れ
ば、テレシネ信号か一般信号かを識別できる。

【００２１】なお、１フィールドだけ通常信号を挿入す
ることを許す場合には、上記“推定”はできなくなる。
この場合には、１番目のフィールドの識別信号も“１”
とすれば推定は必要なくなり、一般信号をテレシネ信号
に間違える心配はない。

【００２２】毎秒２４コマのフィルム画像などの場合に
は、識別信号は５フィールド周期となる。このとき、前
述した条件のとおり、所定のビットを“０”とし、同一
フレームから作成されたフィールド群中の１番目および
２番目のフィールドの識別信号が“１”となるビット系
列は、“１１１１０”だけとなる。

【００２３】なお、上述したビットの“１”と“０”を
すべて反転させても同一の結果が得られることは自明で
ある。

【００２４】以上の作用により、目的を達成できる。

【００２５】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。

【００２６】図１に、本発明の一実施例の動作を示す。
例えば、同図ａのように、テレシネ信号（２４コマ／秒
のフィルム画像を２−３プルダウンした信号）を、一般
信号に切り替えた場合を想定する。（作用）で述べたと
おり、テレシネ信号の５ビット周期の識別信号系列を
“１１１１０”とし、一般信号では識別信号を強制的に
“０”とする（同図ｂ）。このとき、同図ｃに示す条件
で補間方法を決定すればよい。

【００２７】この補間方法決定条件（図１ｃ）につい
て、詳しく説明する。

【００２８】まず、現フィールドが５フィールド周期の
うち１番目のフィールドの場合、識別信号系列は、現フ
ィールドのビットｂ０が“１”となり、前フィールドの
ビットｂ１が“０”となる。このｂ１の“０”が、テレ
シネ信号の５番目のフィールドであって一般信号でない
ことを確認するために、その前フィールドのビットｂ２
の“１”を確認する必要がある。また、後フィールドが
一般信号の場合はフィールド間で補間できないため、ビ
ットｂ-1の“１”を確認する必要がある。これらの条件
を満たしたとき、後フィールドからの補間（以下、“補
間Ａ”と記す）を行う。

【００２９】２番目のフィールドの場合、ｂ０が“１”
となり、フィールド間補間のためにｂ１＝“１”の確認
が必要となる。また、フィールド位相識別のためｂ２＝
“０”の確認と、ｂ２＝“０”が一般信号でないことの
確認のためｂ３＝“１”の確認が必要である。これらの
条件を満たしたとき、前フィールドからの補間（以下、
“補間Ｂ”と記す）を行う。

【００３０】３番目のフィールドの場合、ｂ２〜ｂ-1が
すべて“１”となることを確認すればよく、このとき補
間Ａを行う。

【００３１】４番目のフィールドの場合、ｂ３〜ｂ０が
すべて“１”となることを確認すればよく、このとき補
間Ｂを行う。

【００３２】５番目のフィールドの場合、ｂ０＝“０”
となり、その前後は“１”となる。このとき補間Ｂを行
ってもよいが、５番目のフィールドを補間に用いず、３
番目と４番目のフィールドから補間された前フレームを
そのまま出力してもよい（以下、“補間Ｃ”と記す）。
この場合には、前フレームがテレシネ信号であることを
示すｂ２＝“１”の確認も必要であるが、識別信号が
“０”のフィールド（すなわち、一般信号の可能性のあ
るフィールド）をテレシネ補間に用いない利点もある。
なお、図１ｃには、補間Ｃの場合を示してあるが、補間
Ｂでもよい。

【００３３】上記以外の識別信号系列であった場合に
は、一般信号であると見なし、動き適応補間（以下、補
間Ｄ）を行う。

【００３４】また、図１ｃ中のｘおよびｙで示したビッ
トについては、確認（検出）は必須ではないが、テレシ
ネ信号の周期性から、ｘ＝“１”、ｙ＝“０”となる。
これらも併せて確認した方が、テレシネ信号であること
の識別精度が向上するため、間違った補間方法による画
質劣化が少なくなる。

【００３５】参考までに、図１ｃに示した補間方法をま
とめて同図ｄに示す。また、実際には後フィールド（未
来）からの補間はできないため、同図ｄよりも全体に１
フィールド遅延した信号が出力される。

【００３６】送信側での識別信号の作成は、例えば、テ
レシネ装置のフィルム駆動系の動作などをもとに同一フ
レームから作成されたフィールド群を求め、そのフィー
ルド位相を基準として、前述した“１１１１０”のビッ
ト系列を発生させればよい。これは、従来技術により容
易に実現可能であるため、特に図示は行わない。

【００３７】図４に、本発明の受像機側の一実施例の構
成図の一例を示す。まず、伝送された識別信号Ｍを、シ
フトレジスタ構成に接続したフリップフロップ１−１〜
１−５に入力し、フィールドごとにラッチしたビット系
列ｂ−１〜ｂ３を作成する。これらのビット系列をもと
にして、補間方法決定回路２により図１に示した補間方
法Ａ〜Ｄを決定する。この補間方法決定回路２は、ＲＯ
Ｍ（読み出し専用メモリ）や簡単なロジック回路によっ
て実現できるため、特に図示は行わない。決定された補
間方法Ａ〜Ｄに基づいて、テレシネ用走査線補間回路３
を制御し、図１に示した走査線補間を行う。

【００３８】テレシネ用走査線補間回路３では、入力さ
れた飛び越し走査形態の入力信号ＶＩをフィールド遅延
回路４および５により遅延し、切り替え器６によって前
フィールドからの補間Ｂと後フィールドからの補間Ａを
選択したのち、倍速線順次回路７に入力する。一方、フ
ィールド遅延回路４の出力信号を現フィールド信号とし
て倍速線順次回路７に入力し、両者を併せて順次走査形
態の信号に変換する。この倍速線順次回路７は、ライン
メモリなどを用いて時間軸を１／２に圧縮し、走査線単
位で両者を交互に切り替えて出力する回路であり、例え
ば参考文献１記載の回路をそのまま用いることができ
る。補間Ｃ（前フレームを出力）以外の場合には、この
順次走査信号をそのまま出力するが、補間Ｃの場合に
は、切り替え器９とフレーム遅延回路８を用いて、１フ
レーム前（順次走査変換後なので１／６０秒前）の信号
に切り替えて出力する。なお、前述したように補間Ｃを
用いない場合には、切り替え器９とフレーム遅延回路８
は不要である。

【００３９】また、入力信号ＶＩが一般信号の場合に
は、動き適応走査線補間回路１１を用いて補間Ｄを行
い、切り替え器１０によって切り替えて出力信号ＶＰと
する。この動き適応走査線補間回路１１として、例えば
参考文献１記載の回路をそのまま用いることができる。

【００４０】なお、補間方法決定回路２のテレシネ識別
精度をさらに高める方法として、例えば、識別信号Ｍの
さらに過去１周期分（５フィールド分）をフリップフロ
ップ１−６〜１−１０に蓄え、ビット系列ｂ４〜ｂ８も
補間方法決定条件に合致した場合だけテレシネ信号と判
定するようにしてもよい。これは、テレシネ信号を一般
信号として誤判定するよりも、その逆の誤判定の方が画
質劣化が大きいため、これを防ぐ意味で、一般信号とし
て判定されやすくするものである。

【００４１】図５は、図４に示したテレシネ用走査線補
間回路３の他の構成図および動作を示した図であり、図
４に比べて高価なフレーム遅延回路８を用いないで同じ
動作が可能となる。まず、入力信号を切り替え器１４に
入力して補間Ａに用いるとともに、フィールドメモリ１
２（補間Ｂ、Ｃ用）にも入力する。これらの信号を、補
間方法決定回路２からの信号に従って切り替え器１４に
より選択し、倍速線順次回路７に入力する。一方、入力
信号をフィールドメモリ１３によって遅延し、現フィー
ルド信号として倍速線順次回路７に入力し、順次走査信
号に変換する。

【００４２】フィールドメモリ１２および１３は、図５
に示した動作図に従って、書き込み動作（Ｗ）、および
読み出し動作（Ｒ）を行う。例えば、フィールドメモリ
１２では、２番目のフィールドの信号をメモリに書き込
み、それを３番目のフィールドで出力する。また、フィ
ールドメモリ１３は、１データクロック期間で（１画素
ごとに）Ｒ動作とＷ動作を連続して行うことがある。例
えば、３番目のフィールドでは、１番目のフィールドで
書き込まれた信号を読み出したのち、直ちに３番目のフ
ィールドの信号を書き込む。このような高速動作ができ
ない場合には、さらにフィールドメモリをもうひとつ用
い、フィールドメモリ１３と交互に動作させるダブルバ
ッファ構成にすればよい。なお、前述したように実際に
は後フィールド（未来）からの補間はできないため、同
図では入力のフィールド番号に対して出力のフィルムフ
レーム番号（図２参照）が１フィールド遅延している。

【００４３】図６に、本発明の他の実施例とその動作図
を示す。例えば、識別信号系列を同図ａのように“１１
１０１”とした場合、誤判定をなくすのに必要な補間方
法決定条件は同図ｂのようになる。同図中で、３番目の
フィールドでは、４番目のフィールドがテレシネ信号で
あって一般信号でないことを確認しなければ、フィール
ド間補間ができない。従って、ビットｂ-1＝“０”だけ
でなく、その後のフィールドのビットｂ-2＝“１”も確
認する必要がある。従って、出力が入力に対して２フィ
ールド分の遅延が生じることになり、あまり好ましくな
い。

【００４４】上述したように、識別信号のビット系列
は、出力の遅延時間に大いに関係する。ここで、識別信
号系列ｍ１〜ｍ５と遅延するフィールド数の関係を、図
７にまとめて示す。この中で、ビットｍ２とｍ４が
“１”の系列は、遅延時間が最小になることがわかる。
この理由は、同一フレームから作成されたフィールド群
の中で、２番目のフィールドがテレシネ信号であること
が確認された時点で１番目と２番目のフィールドから順
次走査化できるため、それより未来のフィールドの確認
を必要としないからである。

【００４５】以上、本発明を毎秒２４コマのテレシネ信
号に適用した場合について説明したが、本発明はこれに
限定されるわけではなく、例えば毎秒３０コマのテレシ
ネ信号にも適用できる。この場合、識別信号が２フィー
ルド周期となるため、１周期中に同期のための“０”を
含み、２番目のフィールドが“１”となるビット系列
は、“０１”しかない。

【００４６】また、フィルム画像から変換したテレシネ
信号を例に挙げて説明したが、例えば、一般のテレビカ
メラ（順次走査カメラやＨＤＴＶ用のカメラも含む）で
撮像し、意図的に毎秒コマ数（フィールド数）を落とし
たり、レンズ前にシャッタを設置するなどして、疑似的
なテレシネ信号とした場合にも適用できる。

【００４７】また、テレビジョン信号としてＮＴＳＣ方
式の信号を例に挙げて説明したが、例えばＭＵＳＥ方式
などのＨＤＴＶにも適用できることは明らかである。

【００４８】また、一般信号と判定された場合に、走査
線補間（順次走査化）を行わず、飛び越し走査のまま出
力（表示）する構成としてもよい。

【００４９】また、テレシネ信号に一般信号（例えば、
字幕スーパーなど）が合成されている場合には、識別信
号は一般信号を表す“０”にして、受像機側のフィール
ド間走査線補間による画質劣化を少なくする。なお、テ
レシネ信号のフィールド群に合わせて、静止した一般信
号を合成する場合は、この限りではない。すなわち、送
信側で、テレシネ信号に合わせてコマ落としした字幕ス
ーパーなどを合成する場合には、“１１１１０”などの
識別信号系列を用いてもよい。

【００５０】また、２つのテレシネ信号を、フィールド
群の位相を合わせずに途中で切り替えた場合にも、識別
信号を数フィールド間だけ強制的に“０”とすれば、受
像機側では一般信号であると判定されるため、間違った
フィールド間走査線補間を防ぐことができる。

【００５１】なお、上述した説明の中で、ビットの
“１”と“０”をすべて反転させてもよいことは自明で
ある。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、１フィールドあたり１
ビットの識別信号を伝送するだけでも、テレシネ信号と
一般信号の切り替え点を受像機側で検出でき、間違った
走査線補間を防ぐことができて、順次走査変換画像に画
質劣化を生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の動作説明図である。

【図２】従来例の動作説明図である。

【図３】従来例の問題点の説明図である。

【図４】本発明の受像機側の一実施例の構成図である。

【図５】本発明に用いる回路の構成図および動作説明図
である。

【図６】本発明の他の実施例の動作説明図である。

【図７】本発明のさらに他の実施例の動作説明図であ
る。

【符号の説明】

1…フリップフロップ;2…補間方法決定回路;3…テレシ
ネ用走査線補間回路;4,5…フィールド遅延回路;6,9,10,
14…切り替え器;7…倍速線順次回路;8…フレーム遅延回
路;11…動き適応走査線補間回路;12,13…フィールドメ
モリ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続するフィールド群が同一のフレームか
   ら作成されていることと、そのフィールド群を受像機側
   で識別可能な１フィールドあたり１ビットの識別信号と
   して、テレビジョン信号に多重して伝送することを特徴
   とするテレビジョン信号処理方式。
2. 【請求項２】請求項１記載の識別信号は、その信号系列
   がｎ（ｎは２以上の整数）ビット周期で表わされると
   き、１周期あたり少なくとも所定の１ビットは“０”
   （あるいは“１”）とし、かつ、同一のフレームから作
   成されたフィールド群の中の２番目のフィールドでは
   “１”（あるいは“０”）とすることを特徴とするテレ
   ビジョン信号処理方式。
3. 【請求項３】ｎ＝５の場合に、上記識別信号のビット系
   列が“１１１１０”（あるいは“００００１”）である
   ことを特徴とする、請求項１、２記載のテレビジョン信
   号処理方式。
4. 【請求項４】連続するフィールド群が同一のフレームか
   ら作成されていなければ、識別信号を常に“０”（ある
   いは“１”）として、テレビジョン信号に多重して伝送
   することを特徴とする、請求項１記載のテレビジョン信
   号処理方式。