JPH09238315A - サブサンプル信号デコード装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリ容量を増加させることなく、動画領域
でフレーム完結型内挿を行うことができるサブサンプル
信号デコード装置を提供する。 【解決手段】 フレーム間内挿スイッチ１とフィールド
メモリ２，３とフィールド間内挿スイッチ４によって、
静止画領域の信号Ｓｓを生成する。動画処理回路９のフ
レーム完結信号分離スイッチ９１は、静止画領域の信号
Ｓｓから隣接関係となっている特定の２フィールド分の
信号のみを抽出し、その他の２フィールド分の信号を切
り捨てる。垂直フィルタ９２は、切り捨てられた２フィ
ールド分の信号に相当する信号を補間して、動画領域の
信号Ｓｓを生成する。混合回路５は動き検出回路６の動
き検出結果に基づいて、前記静止画領域の信号と前記動
画領域の信号とを適応混合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フレーム間及びフ
ィールド間でオフセットサブサンプルされたサブサンプ
ル信号（例えばＭＵＳＥ信号）を再生するサブサンプル
信号デコード装置（ＭＵＳＥデコーダ）に係り、特に、
静止画部分を再生する場合にはフレーム間内挿とフィー
ルド間内挿を行い、動画部分を再生する場合にはフィー
ルド間内挿のみ（フレーム完結型内挿）を行うようにし
たサブサンプル信号デコード装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＨＤＴＶ信号の帯域圧縮方式であるＭＵ
ＳＥ方式では、エンコード時にフレーム間及びフィール
ド間双方でオフセットサブサンプリングを行っている。
デコーダ側（受信側）においては、静止画部分に対して
はフレーム間内挿及びフィールド間内挿を行い、動画部
分に対してはフィールド内内挿を行って、元のＨＤＴＶ
信号を復元する。この静止画部分と動画部分との切換え
は動き検出回路によって得られた動き検出信号を用いて
行われる。この処理は輝度信号と色差信号について同様
に行われる。

【０００３】ＭＵＳＥ方式では、輝度信号のサブサンプ
ルは元のＨＤＴＶ信号を単純に１／４に間引くのではな
く、サブサンプル処理の過程の途中でサンプリング周波
数変換を行って折り返し成分が低域まで重ならないよう
にしている。一方、色差信号のサブサンプルでは、元の
ＨＤＴＶ信号を単純に１／４に間引いている。以下の説
明では、説明を簡略化するため、色差信号の処理につい
て説明する。

【０００４】図４は従来のサブサンプル信号デコード装
置の一例を示しており、ここでは、色差信号のデコード
処理の構成について示している。図４において、入力さ
れたＭＵＳＥ信号Ｓ００は、フレーム間内挿スイッチ１
の一方の端子，フィールド内内挿回路７，動き検出回路
６に入力される。フレーム間内挿スイッチ１の出力信号
Ｓ０２はフィールドメモリ２及びフィールド間内挿スイ
ッチ４の一方の端子に入力される。フィールドメモリ２
の出力信号Ｓ１３はフィールドメモリ３及びフィールド
間内挿スイッチ４のもう一方の端子に入力される。フィ
ールドメモリ３の出力信号Ｓ２４はフレーム間内挿スイ
ッチ１のもう一方の端子に入力される。

【０００５】フレーム間内挿スイッチ１は、現在フィー
ルドの信号Ｓ００（入力されたＭＵＳＥ信号）とフィー
ルドメモリ３の出力信号Ｓ２４とを交互に切り換えて内
挿を行う。ここでのフィールドメモリ３の出力信号Ｓ２
４はフィールドメモリ２の入力信号Ｓ０２に対して１フ
レーム（２フィールド）遅延した信号であり、フレーム
間内挿スイッチ１の出力信号Ｓ０２においては、結果的
に現在フィールドの信号と１フレーム（２フィールド）
遅延した信号とが内挿された信号になっている。また、
フィールドメモリ２の出力信号Ｓ１３においては、信号
Ｓ０２を１フィールド遅延した信号であるので、信号Ｓ
００に対し１フィールド遅延した信号と３フィールド遅
延した信号とが内挿された信号になっている。

【０００６】このようにしてフレーム間内挿された信号
Ｓ０２と信号Ｓ１３とをフィールド間内挿スイッチ４に
よって交互に切り換えることによって、フィールド間内
挿する。このフィールド間内挿スイッチ４の出力信号Ｓ
ｓが静止画領域の信号である。

【０００７】ここで、図５を用いて静止画処理における
フィールド間内挿について説明する。図５（ａ），
（ｂ）において、◎は現在フィールドの信号を、は１
フィールド前の信号を、は２フィールド前の信号を、
は３フィールド前の信号を示し、実線は図４中の信号
Ｓ０２を、破線は図４中の信号Ｓ１３を示している。図
５（ａ），（ｂ）に示すように、偶数フィールド，奇数
フィールドでそれぞれ、現在フィールドの信号◎と２フ
ィールド前の信号がフレーム間内挿された信号Ｓ０２
に、１フィールド前の信号と３フィールド前の信号
がフレーム間内挿された信号Ｓ１３が内挿される。

【０００８】再び、図４に戻り、フィールド内内挿回路
７は信号Ｓ００をフィールド内内挿して動画領域の信号
Ｓｍを出力する。動き検出回路６は信号Ｓ００より動き
検出信号ｋを出力する。フィールド間内挿スイッチ４よ
り出力された静止画領域の信号Ｓｓと、フィールド内内
挿回路７より出力された動画領域の信号Ｓｍと、動き検
出回路６より出力された動き検出信号ｋは、混合回路５
に入力される。混合回路５は静止画領域の信号Ｓｓと動
画領域の信号Ｓｍとを動き検出信号ｋに応じて適応混合
する。このようにして、色差信号がデコードされる。

【０００９】しかし、この図４に示す構成で色差信号を
デコードすると、動画領域は静止画領域に対して空間的
な帯域が狭くなることが問題となる。図６は色差信号の
静止画領域と動画領域の伝送可能な帯域を示している。
斜線を付した動画領域の帯域は静止画領域に対してかな
り狭くなっている。なお、伝送可能な帯域に関しては、
電子情報通信学会発行の「ＭＵＳＥ−ハイビジョン伝送
方式」ｐｐ．６６−７１に詳細に記載されている。

【００１０】そこで、動画領域の帯域を広げるための提
案がなされている。電子情報通信学会論文誌のＢ−Ｉ
Ｖｏｌ．Ｊ７６−Ｂ−Ｉ Ｎｏ．３ ｐｐ．２９０−２
９８，１９９３年３月の論文「ＭＵＳＥ方式の色差信号
処理に関する検討」によれば、動画処理をフレーム単位
（フレーム完結型）で行うことにより動画の空間の解像
度を改善することができる。図７は、この論文に記載の
フレーム完結型内挿を行った場合における動画の伝送可
能な帯域を示している。この場合、動画の時間方向の解
像度は従来（図６）よりも劣ってしまうが、人間の視覚
特性が色差信号の動きに関して鈍感であるため、それほ
ど問題にならない。

【００１１】このフレーム完結型の処理を動画領域に適
用した場合の構成を図８に示す。図８に示す構成は、図
４に示す構成のフィールド内内挿回路７をフレーム完結
型フィールド間内挿回路８に置き換えたものに相当す
る。従って、図４と同一部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。図８において、入力信号Ｓ００はフレ
ーム完結型フィールド間内挿回路８のフィールドメモリ
８１に入力され、フィールドメモリ８１の出力信号Ｓ１
１はフィールドメモリ８２に入力される。フィールドメ
モリ８２の出力信号Ｓ２２と信号Ｓ００はフィールド毎
に切り換わるフレーム完結用スイッチ８３に入力され
る。このスイッチ８３の出力と信号Ｓ１１は垂直フィル
タ回路８４に入力される。垂直フィルタ回路８４は動画
領域の信号Ｓｍを出力する。

【００１２】ここで得られた動画領域の信号Ｓｍは、結
果的に現在フィールドの信号Ｓ００と１フィールド遅延
した信号Ｓ１１とが内挿された信号もしくは１フィール
ド遅延した信号Ｓ１１と２フィールド遅延した信号Ｓ２
２とが内挿された信号がフィールド毎に切り換わった状
態で出力されることになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図８に
示す構成によれば、図４に示す従来のものと比較して、
動画の解像度を改善することが可能となるが、フィール
ドメモリ１１，１２を追加する必要があり、コストアッ
プになるという問題点が発生する。上記の論文によれ
ば、メモリ容量は約０．３９Ｍｂｉｔの増加でほとんど
問題にならないとしているが、現状においては中途半端
な容量のフィールドメモリは汎用品が用意されていない
ので、この状況を考慮すれば単なるメモリ容量の増加分
だけで単純にコスト計算できないことになる。

【００１４】図８に示す構成を実現するには、例えば１
Ｍｂｉｔのフィールドメモリを２個必要とし、結果的に
２Ｍｂｉｔのメモリ容量の増加になる。さらには、フィ
ールドメモリ１１，１２の増加に伴い、基板への実装面
積の増加やメモリ以外のハードウエアをＩＣ化した際の
ピン数の増加等の欠点もあり、ＨＤＴＶ受信機の普及の
大きな妨げになってしまう。

【００１５】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、メモリ容量を増加させることなく、動画領
域でフレーム完結型内挿を行うことができるサブサンプ
ル信号デコード装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、フレーム間とフィールド
間でオフセットサブサンプルされたサブサンプル信号を
デコードするサブサンプル信号デコード装置において、
前記サブサンプル信号をフレーム間内挿及びフィールド
間内挿することにより、少なくとも４フィールド分の信
号を用いて静止画領域の信号を生成する静止画処理回路
と、前記静止画処理回路によって得られた静止画領域の
信号から隣接関係となっている特定の２フィールド分の
信号のみを抽出し、その他の２フィールド分の信号を切
り捨てるように動作する選択手段と、前記選択手段によ
って抽出された２フィールド分の信号より、前記切り捨
てられたその他の２フィールド分の信号に相当する信号
を補間して、動画領域の信号を生成する動画内挿手段
と、前記サブサンプル信号の動き部分を検出する動き検
出回路と、前記動き検出回路の動き検出結果に基づい
て、前記静止画領域の信号と前記動画領域の信号とを適
応混合する混合回路とを備えて構成したことを特徴とす
るサブサンプル信号デコード装置を提供するものであ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明のサブサンプル信号
デコード装置について、添付図面を参照して説明する。
図１は本発明のサブサンプル信号デコード装置の一実施
例を示すブロック図、図２は図１中のフレーム完結信号
分離スイッチ９１の動作を説明するための図、図３は図
１中の垂直フィルタ９２の動作を説明するための図であ
る。なお、ここでは、説明を簡略化するため、色差信号
のデコード処理の構成について示す。

【００１８】図１において、入力されたＭＵＳＥ信号Ｓ
００は、フレーム間内挿スイッチ１の一方の端子及び動
き検出回路６に入力される。フレーム間内挿スイッチ１
の出力信号Ｓ０２はフィールドメモリ２及びフィールド
間内挿スイッチ４の一方の端子に入力される。フィール
ドメモリ２の出力信号Ｓ１３はフィールドメモリ３及び
フィールド間内挿スイッチ４のもう一方の端子に入力さ
れる。フィールドメモリ３の出力信号Ｓ２４はフレーム
間内挿スイッチ１のもう一方の端子に入力される。

【００１９】フレーム間内挿スイッチ１は、現在フィー
ルドの信号Ｓ００（入力されたＭＵＳＥ信号）とフィー
ルドメモリ３の出力信号Ｓ２４とを交互に切り換えて内
挿を行う。ここでのフィールドメモリ３の出力信号Ｓ２
４はフィールドメモリ２の入力信号Ｓ０２に対して１フ
レーム（２フィールド）遅延した信号であり、フレーム
間内挿スイッチ１の出力信号Ｓ０２においては、結果的
に現在フィールドの信号と１フレーム（２フィールド）
遅延した信号とが内挿された信号になっている。また、
フィールドメモリ２の出力信号Ｓ１３においては、信号
Ｓ０２を１フィールド遅延した信号であるので、信号Ｓ
００に対し１フィールド遅延した信号と３フィールド遅
延した信号とが内挿された信号になっている。

【００２０】このようにしてフレーム間内挿された信号
Ｓ０２と信号Ｓ１３とをフィールド間内挿スイッチ４に
よって交互に切り換えることによって、フィールド間内
挿する。このフィールド間内挿スイッチ４の出力信号Ｓ
ｓが静止画領域の信号である。以上の説明より分かるよ
うに、フレーム間内挿スイッチ１〜フィールド間内挿ス
イッチ４は、入力された信号Ｓ００をフレーム間内挿及
びフィールド間内挿することにより、少なくとも４フィ
ールド分の信号を用いて静止画領域の信号Ｓｓを生成す
る静止画処理回路である。

【００２１】本発明では、静止画処理は従来と同様であ
るが、動画処理に用いる信号が従来の入力信号Ｓ００で
はなく、フレーム間フィールド間内挿された静止画領域
の信号Ｓｓを用いる点が特徴である。静止画領域の信号
Ｓｓは、動画処理回路９のフレーム完結信号分離スイッ
チ９１の一方の端子に入力される。フレーム完結信号分
離スイッチ９１のもう一方の端子には無信号０が入力さ
れる。フレーム完結信号分離スイッチ９１は後述のよう
に静止画領域の信号Ｓｓと無信号０とを選択的に切り換
える。フレーム完結信号分離スイッチ９１の出力は垂直
フィルタ９２に入力される。垂直フィルタ９２は動画領
域の信号Ｓｍを出力する。

【００２２】図２に示すように、静止画領域の信号Ｓｓ
は、現在フィールドの信号◎と２フィールド前の信号
がフレーム間内挿された信号Ｓ０２と、１フィールド前
の信号と３フィールド前の信号がフレーム間内挿さ
れた信号Ｓ１３との２系統がフィールド間内挿されてい
るため、静止画領域の信号Ｓｓには合計４フィールド分
の信号が含まれており、しかも、画素単位で規則的に配
列した状態となっている。

【００２３】このように各画素が他のフィールドにまた
がって混合演算されていない場合においては、必要なフ
ィールドだけのデータに再度分離することができる。こ
の処理をするのが図１におけるフレーム完結信号分離ス
イッチ９１である。フレーム完結信号分離スイッチ９１
は、フレーム完結処理に必要なフィールドの画素だけを
抽出し、必要でないフィールドの画素を切り捨てるよう
動作する。

【００２４】このフレーム完結信号分離スイッチ９１の
動作について図２を用いて説明する。図２において、丸
で囲んである部分がフレーム完結信号分離スイッチ９１
で選択されている期間であり、その他の部分はここで取
り除かれる。図２（ａ）の偶数フィールドでは、１フィ
ールド前の信号と２フィールド前の信号を抜き取
り、図２（ｂ）の奇数フィールドでは、現在フィールド
の信号◎と１フィールド前の信号を抜き取る。この選
択的な抜き取り操作により、動画処理として不要なフィ
ールド成分を取り除くことができる。その後、フレーム
完結信号分離スイッチ９１で欠落させられた部分を垂直
フィルタ９２によって内挿処理して補間することによ
り、動画領域の信号Ｓｍを得る。

【００２５】さらに、垂直フィルタ９２の動作を図３を
用いて説明する。図３は、欠落した部分を上下ラインの
平均値で内挿する場合を示している。なお、ＭＵＳＥ方
式の色差信号はライン毎にＲ−ＹとＢ−Ｙ成分が切り換
わるため、２ライン離れた信号によって内挿しなければ
ならない。図３（ａ）に示す偶数フィールドでは、上下
ラインにおける１フィールド前の信号と２フィールド
前の信号を用い、図３（ｂ）に示す奇数フィールドで
は、上下ラインにおける現在フィールドの信号◎と１フ
ィールド前の信号を用いている。この垂直フィルタ９
２の内挿処理によって、動画領域の信号Ｓｍが得られ
る。

【００２６】以上のようにして、フィールド間内挿スイ
ッチ４より出力された静止画領域の信号Ｓｓと、動画処
理回路９より出力された動画領域の信号Ｓｍと、動き検
出回路６より出力された動き検出信号ｋは、混合回路５
に入力される。混合回路５は静止画領域の信号Ｓｓと動
画領域の信号Ｓｍとを動き検出信号ｋに応じて適応混合
する。このようにして、色差信号がデコードされる。本
発明によれば、フィールドメモリが増加することなく、
図８と全く等しい処理を行うことができ、動画の解像度
を改善することができる。

【００２７】以上の説明では、色差信号のデコード処理
について示したが、輝度信号のデコード処理においても
本発明の構成をとることが可能である。また、本実施例
では、フレーム完結信号分離スイッチ９１によって選択
する画素を、図２で説明したように、偶数フィールドで
は、１フィールド前の信号と２フィールド前の信号
を抜き取り、奇数フィールドでは、現在フィールドの信
号◎と１フィールド前の信号を抜き取っているが、エ
ンコード時の処理によっては、偶数フィールドでは、１
フィールド前の信号と２フィールド前の信号を抜き
取り、奇数フィールドでは、２フィールド前の信号と
３フィールド前の信号を抜き取ることもある。

【００２８】即ち、フレーム完結信号分離スイッチ９１
によって抽出する隣接関係となっている特定の２フィー
ルド分の信号は、一方のフィールドの信号が、入力され
た現在フィールドの信号◎に対して偶数フィールドと奇
数フィールドとで同じ遅延量だけ遅延された第１の信号
であり、もう一方のフィールドの信号は、偶数フィール
ドと奇数フィールドとで、その第１の信号に対して前フ
ィールドの信号であるか後フィールドの信号であるかが
異なっている第２の信号であればよい。

【００２９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のサ
ブサンプル信号デコード装置は、サブサンプル信号をフ
レーム間内挿及びフィールド間内挿することにより、少
なくとも４フィールド分の信号を用いて静止画領域の信
号を生成する静止画処理回路と、前記静止画処理回路に
よって得られた静止画領域の信号から隣接関係となって
いる特定の２フィールド分の信号のみを抽出し、その他
の２フィールド分の信号を切り捨てるように動作する選
択手段と、前記選択手段によって抽出された２フィール
ド分の信号より、前記切り捨てられたその他の２フィー
ルド分の信号に相当する信号を補間して、動画領域の信
号を生成する動画内挿手段と、前記サブサンプル信号の
動き部分を検出する動き検出回路と、前記動き検出回路
の動き検出結果に基づいて、前記静止画領域の信号と前
記動画領域の信号とを適応混合する混合回路とを備えて
構成したので、新たにフィールドメモリを用いる必要が
ないので、メモリ容量を増加させることなく、フレーム
完結型内挿により動画の帯域改善を行うことができる。
従って、メモリ以外をＩＣ化した場合のピン数や基板の
実装面積等の増加させることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。

【図２】図１中のフレーム完結信号分離スイッチ９１の
動作を説明するための図である。

【図３】図１中の垂直フィルタ９２の動作を説明するた
めの図である。

【図４】従来例を示すブロック図である。

【図５】フィールド内内挿を説明するための図である。

【図６】色差信号の伝送帯域を示す図である。

【図７】フレーム完結型内挿による色差信号の伝送帯域
を示す図である。

【図８】フレーム完結型内挿を用いた場合の従来例を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１ フレーム間内挿スイッチ ２，３ フィールドメモリ ４ フィールド間内挿スイッチ ５ 混合回路 ６ 動き検出回路 ９ 動画処理回路 ９１ フレーム完結信号分離スイッチ（選択手段） ９２ 垂直フィルタ（動画内挿手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フレーム間とフィールド間でオフセットサ
   ブサンプルされたサブサンプル信号をデコードするサブ
   サンプル信号デコード装置において、 前記サブサンプル信号をフレーム間内挿及びフィールド
   間内挿することにより、少なくとも４フィールド分の信
   号を用いて静止画領域の信号を生成する静止画処理回路
   と、 前記静止画処理回路によって得られた静止画領域の信号
   から隣接関係となっている特定の２フィールド分の信号
   のみを抽出し、その他の２フィールド分の信号を切り捨
   てるように動作する選択手段と、 前記選択手段によって抽出された２フィールド分の信号
   より、前記切り捨てられたその他の２フィールド分の信
   号に相当する信号を補間して、動画領域の信号を生成す
   る動画内挿手段と、 前記サブサンプル信号の動き部分を検出する動き検出回
   路と、 前記動き検出回路の動き検出結果に基づいて、前記静止
   画領域の信号と前記動画領域の信号とを適応混合する混
   合回路とを備えて構成したことを特徴とするサブサンプ
   ル信号デコード装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のサブサンプル信号デコード
   装置において、 前記選択手段によって抽出する隣接関係となっている特
   定の２フィールド分の信号とは、一方のフィールドの信
   号が、入力された現在フィールドの信号に対して偶数フ
   ィールドと奇数フィールドとで同じ遅延量だけ遅延され
   た第１の信号であり、もう一方のフィールドの信号は、
   偶数フィールドと奇数フィールドとで、前記第１の信号
   に対して前フィールドの信号であるか後フィールドの信
   号であるかが異なっている第２の信号であることを特徴
   とするサブサンプル信号デコード装置。