JPH11113024A

JPH11113024A - Ｍｕｓｅデコーダ

Info

Publication number: JPH11113024A
Application number: JP9265710A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Someya; 郁男染谷; Masahiro Komoda; 昌博菰田; Hiroshi Utsunomiya; 浩宇都宮
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】ＭＵＳＥ復調信号等のフイルド内内挿を行う
行う回路において、画質を改善する。【解決手段】Ｙ信号用の第１のフイルタ１０と、色差
信号用の第２のフイルタ２０を設け、スイッチＳを切り
換えることによって、入力されたＭＵＳＥ復調信号を選
択的にこの二つのフイルタ１０、２０で設定された周波
数特性で帯域の制限を行う。また、スイッチＳは図示さ
れていないコントール回路から供給されている信号によ
って、Ｙ信号成分のタイミングと、色差信号成分のタイ
ミングで切り換えるられるものである。色差信号が出力
される第２のフイルタ２０の特性は垂直高域かつ水平低
域の部分を十分抑圧するような特性として折り返し妨害
信号が出ないようにする。Ｙ信号成分が出力されるフイ
ルタ１０の方は、垂直低域かつ水平高域の部分は従来の
フイルタの特性と同様に特に抑圧しないようにしている
が、Ｙ信号成分は垂直方向のサンプリング周波数が色差
信号に比較して高く（２倍の周波数）なっているため、
あまり問題となることはない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＭＵＳＥ
（Multiple Sub Nyquist Sampling Encoding ）方式
のように折り返し信号を含む伝送映像信号を処理する映
像信号処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在のテレビ放送においては、アスペク
ト比が４：３の例えばＮＴＳＣ方式やアスペクト比が１
６：９のハイビジョン方式の放送が行われている。ハイ
ビジョン方式による放送は、放送衛星を使用した直接波
による電波により伝送され、１チャンネルの周波数帯域
幅が２７ＭＨｚとしてＦＭ変調により伝送されている。
このため、ハイビジョン信号の映像信号のベースバンド
帯域を８ＭＨｚ程度とする必要があり、スタジオ規格で
は３０ＭＨｚの信号帯域のＲ，Ｇ，Ｂの信号を圧縮して
８ＭＨｚ程度のベースバンドとするＭＵＳＥ方式が開発
された。

【０００３】このＭＵＳＥ方式は、元のハイビジョン信
号をディジタル信号に変換してから一様にサンプル点を
間引き、次にアナログ信号に戻してサンプル値を伝送し
ている。このようにサンプル値を間引いているためディ
ジタル／アナログ変換器のサンプリング周波数を低くで
き、伝送帯域を狭くすることができる。しかしながら、
このまま再生すると画質が低下するため、人間の視覚特
性が動く画像に対して解像度が低下することを利用し
て、動き領域と静止領域とで処理を変えるようにしてい
る。

【０００４】すなわち、動き領域は解像度が多少悪くて
も目立たないため、１フィールドのデータから間引いた
サンプル点を再生し、静止領域は４フィールドのデータ
を重ね合わせてデータを再生するようにしている。この
ような、サンプル値伝送におけるサンプリング方式とし
ては、入力信号の最高周波数の２倍以下の周波数でサン
プリングする、いわゆるサブ−ナイキストサンプリング
方式が採用されているため、折り返し信号が発生する。
折り返し信号が発生すると、折り返しひずみとして画像
に影響を与えるが、その影響は動画の場合には影響は少
ないものの、静止画の場合には大きな影響を与えること
になるため、折り返し妨害を除去することが必要であ
る。

【０００５】ここで、ＭＵＳＥデコーダを図６に示しそ
の動作の概略を説明する。受信アンテナ１００で受信さ
れた１２ＧＨｚの伝送周波数のＢＳ放送はＯＤＵにより
中間周波数の１．３ＧＨｚに変換されてＭＵＳＥ対応の
ＢＳチューナ１０１に入力される。このチューナ１０１
においてＭＵＳＥベースバンド信号に復調されて出力さ
れる。復調されたベースバンド信号はローパスフィルタ
（ＬＰＦ）１０２で不要信号成分が除去されてアナログ
・デジタル変換器１０３によりデジタル信号に変換され
る。アナログ・デジタル変換器１０３のサンプリング周
波数は１６．２ＭＨｚとされている。そして、水平・垂
直同期信号が同期検出器１０４により検出され、同期し
たクロックが発生されて各デジタル信号処理回路へ供給
される。

【０００６】ＭＵＳＥ信号に多重されている音声信号
は、コントロール，音声分離回路１０５により音声信号
が分離され、次いで、３値−２値変換，時間伸張，デイ
ンタリーブ回路１０６により元の音声デジタル信号に復
号されて、さらに、音声デコーダ１０７によりアナログ
信号に変換されて音声信号として出力されている。一
方、映像信号はデエンファシス回路１０８によりデエン
ファシスされ、伝送路用逆Γ回路１０９により逆Γ特性
がかけられ、静止領域の信号は、Ｙ（輝度）信号および
Ｃ（クロマ）信号共に、フレーム間内挿回路１１０によ
りフレーム間で内挿処理が行われる。また、動き領域は
フィールド内内挿回路１１４によりフィールド内で内挿
処理が施される。フイールド内内挿処理がなされた動き
領域の映像信号はサンプリング周波数変換回路１１５に
より、フイールド間内挿処理がなされた静止領域の映像
信号はサンプリング周波数変換回路１１１により共に、
Ｙ信号は３２．４ＭＨｚから４８．６ＭＨｚに、Ｃ信号
は３２．４ＭＨｚから６４．８ＭＨｚにサンプリング周
波数が変換される。

【０００７】この後、静止領域はフィールド間内挿回路
１１２によりフィールド間の内挿処理が施され、混合器
１１７により動き領域と混合される。この場合、静止領
域でフレーム間およびフィールド間内挿処理を行う場合
に、伝送された動きベクトルを検出して、前フレーム／
後フィールドの画像を動かして重ね合わせるようにして
いる。また、動き領域検出回路１１３はフレーム間の差
分を取ることにより動き領域を検出して動き／静止領域
を認識すると共に、動き領域検出回路１１３の検出出力
を乗算器１１６および、反転した後に乗算器１１８にも
供給するようにしている。

【０００８】そして、この乗算器１１６、１１８の出力
である動き領域と静止領域との信号が混合器１１７によ
り混合されて出力され、ＴＣＩ（Time Compressed In
tegration ）デコーダ１１９に入力され、線順次で時間
圧縮されることによりＹ信号に時分割多重されたＣ信号
が、垂直方向に内挿されてからＴＣＩデコードされて、
Ｙ信号と色差信号Ｒ−Ｙ信号およびＢ−Ｙ信号に再生さ
れて出力される。次いで、デジタル−アナログ変換器１
２０において各々アナログ信号に変換されて、各々ＬＰ
Ｆ１２１に入力されて不要信号成分が除去される。この
場合のＬＰＦ１２１の遮断周波数はＹ信号が２２ＭＨｚ
とされ、Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号がそれぞれ７ＭＨｚとされ
ている。ＬＰＦ１２１よりの信号は逆マトリクス回路１
２２によりＲ，Ｇ，Ｂ信号に再生されて、γ補正回路１
２３においてγ補正されてディスプレイに供給されてい
る。

【０００９】ところで、フィールド内内挿回路１１４に
入力される１６．２ＭＨｚでサンプリングされた信号周
波数は、図７に示すような２次元の周波数成分を有す
る。この図は２次元周波数で表示されており、斜線を施
したひし形の部分は折り返し成分の部分であり、テンポ
ラル周波数として１５Ｈｚを持ち、その周囲の三角形状
の部分が通過帯域となるテンポラル周波数０Ｈｚを持つ
信号部分とされている。また、Ａ，Ｂ，Ｃは折り返し周
波数成分とされているが、Ａは垂直の高域成分ａの折り
返し成分、Ｂは平坦部ｂにおける折り返し成分、ｃは水
平成分の高域成分ｃの折り返し成分である。

【００１０】ここで、斜線を施したひし形の部分を遮断
し、その周囲の三角形状の部分を通過させることにより
動画部分の補間を行うのが、前記したフィールド内内挿
回路１１４の２次元補開フイルタとしてとされている。
従来、このフィールド内内挿回路１１４は、図８に示す
ように１個の２次元補間フィルタ１３０でＹ信号成分及
び色差信号成分の通過帯域を制限しており、通常このフ
ィルタ１３０はトランスバーサルフィルタ等により構成
されている。

【００１１】折り返し成分Ｂは、直流の折り返し成分に
相当し、振幅は大きいがフィルタ通過域から離れている
ので除去しやすく、また、折り返し成分Ｃは水平高域成
分ｃのおける折り返しである。また、折り返し成分Ａは
振幅が大きい場合が多く、前記折り返し歪による影響は
大きくなっている。

【００１２】ここで、この２次元補間フィルタ１３０の
理論伝送帯域（ナイキスト周波数）を完全にカバーする
ための特性は、図９に示すように水平周波数軸上の１
６．２ＭＨｚの点と、垂直周波数軸上の２８１．２５ｃ
／ｐｈ（Cycle per Picture Height ）の点とを結んだ
ラインと、水平周波数軸と垂直周波数軸とで囲まれた三
角形状の面の領域が正規化レベル「１」で通過できる三
角柱上の２次元通過周波数特性を有する特性とされる。

【００１３】そこで、この２次元補間フィルタ１３０の
水平周波数軸に平行な断面の水平周波数特性の一例を図
１０に示す。この図の（ａ）は図７に示す断面Ｐにおけ
る垂直周波数ゼロのところの水平周波数特性であり、全
周波数帯域が通過するが、垂直方向に少しずれた断面Ｑ
の水平方向の特性は同図（ｂ）に示すように、１６．２
ＭＨｚを中心として急峻な遮断特性を有するものとされ
ている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フィルタの
周波数−振幅特性が図１１（ａ）に示すように急峻な場
合は、図１１（ｂ）に示すように、出力波形に強いリン
ギングを生じるようになる。従って、前記図１１に示す
周波数−振幅特性の２次元補間フィルタ１３０のロール
オフ率が、例えば９．７％であるとすると図１１（ｂ）
に示すように強いリンギングを出力信号に生じるように
なる。リンギングが生じた画面はゴーストが発生したよ
うな画面となるため、非常に見づらい画面となる。

【００１５】そこで、一般的にはフィルタの周波数−振
幅特性を図１２（ａ）に示すように緩やかとすることで
リンギングが発生しない波形特性とし、一般的には図１
３に示すような緩やかな周波数特性の２次元補間フィル
タ１３０とされている。しかしながら、この図のよう
に、垂直高域、かつ水平低域部分で十分抑圧されていな
い２次元フイルタを使用すると、図１４のフイルタの通
過、遮断特性に示すようにＡの垂直低域、かつ、水平高
域部分がＡ’の垂直高域かつ水平低域の折り返し妨害と
して現れることになる。

【００１６】このような折り返し妨害は動画の信号処理
が行われるＹ信号成分、およびＣ信号成分の両者に影響
を及ぼすことになるが、Ｙ信号成分は垂直方向のサンプ
リング周波数が色差信号成分に比較して高く目立たな
い。しかし、色差信号成分はＲ−Ｙ，Ｂ−Ｙが線順次と
なっており、垂直周波数がＹ信号の１／２となっている
ために、影響を受けることになり、例えば図１５に示す
ように色の付いた水平方向に高い周波数成分を有する画
像Ｑ１．Ｑ１（物体）が水平方向に動いているときは、
図１５に示すように横線の妨害画像が発生し、画質を劣
化するという問題が生じている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる信号成分
によって発生する画質の劣化を軽減するＭＵＳＥデコー
ダを提供するものであって、動画信号のフィールド内内
挿信号処理を行うフイルタとして、入力されたＭＵＳＥ
復調信号の輝度信号成分の周波数帯域を制限する２次元
の第１のフイルタ回路と、入力されたＭＵＳＥ復調信号
の色差信号成分の周波数帯域を制限する２次元の第２の
フイルタ回路とを設け、前記入力されたＭＵＳＥ復調信
号の信号帯域が前記第１、及び第２のフイルタ回路によ
って異なった特性によって個別に制限されるようにした
ものである。

【００１８】すなわち、第１のフイルタの特性は一般的
に使用されている係数値でＹ信号の周波数帯域を所定の
遮断周波数とするが、第２のフイルタ回路の垂直高域部
分かつ、水平低域部分の遮断周波数は所定のナイキスト
周波数より小さくなるように設定し、十分に色差信号成
分が抑圧されるようにしている。

【００１９】また、前記入力されたＭＵＳＥ復調信号の
輝度信号成分の周波数帯域を制限すると２次元の第１の
フイルタ回路と、前記入力されたＭＵＳＥ復調信号の色
差信号成分の周波数帯域を制限する２次元の第２のフイ
ルタ回路とを設けておき、前記第２のフイルタから出力
された信号成分から前記第１のフイルタより出力される
信号成分を減算して、色差信号成分の遮断周波数帯域を
ナイキスト周波数以下となるように構成するものであ
る。

【００２０】本発明によれば、垂直方向で低域成分の少
ないＹ信号に対しては、通常のフイルタの特性で対処す
ることによって画質の特に垂直方向の解像度の低下をな
いようにしているが、色差信号成分についてはサンプリ
ングにより内挿補間される前に、フイルタの遮断周波数
をナイキストの周波数を十分に満たすように設定し、サ
ンプリングによって色差信号が折り返し妨害となること
によって発生する画質の低下を解消することができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明のブロック図を図１に示
す。この図１はＭＵＳＥ復調信号の動画のフィールド内
内挿を行うサンプリング処理前の２次元補間フィルタを
示しており、例えばＹ信号用の第１のフイルタ１０と、
色差信号用の第２のフイルタ２０を設け、スイッチＳを
切り換えることによって、入力されたＭＵＳＥ復調信号
を選択的にこの二つのフイルタ１０、２０で設定された
周波数特性で帯域の制限を行うようにしている。なお、
Ａは入力されたＭＵＳＥ復調信号のレベルを２倍とする
アンプであるが、フイルタの利得が２倍となるように設
定されていれば、特に必要とするものではない。また、
スイッチＳは図示されていないコントール回路から供給
されている信号によって、Ｙ信号成分のタイミングと、
色差信号成分のタイミングで切り換えるられるものであ
る。

【００２２】この場合、色差信号が出力される第２のフ
イルタ２０の特性は図４に示すように垂直高域かつ水平
低域の部分を十分抑圧するような特性としているが、Ｙ
信号成分が出力されるフイルタ１０の方は、垂直低域か
つ水平高域の部分は従来のフイルタの特性と同様に特に
抑圧しないようにしている。したがって、先に述べたよ
うにＹ信号成分について垂直解像度が低下しないように
することができると共に、解像度を重視するときは多少
折り返し妨害も発生するような特性としてもよい。

【００２３】しかし、先に述べたようにＹ信号成分は垂
直信号成分の低域成分が色差信号に比較して高く（２倍
の周波数）なっているため、あまり問題となることはな
い。また、色差信号成分は図４に示すようにナイキスト
周波数において通過域が垂直低域かつ水平高域で十分に
抑圧されているため、色差信号成分による折り返し妨害
はほぼ完全に解消される。なお、色信号成分は多少高域
のゲインが減少しても、画質として意識されないことは
テレビの信号処理においてよく知られており、この点に
よって大きく画質が低下することはない。

【００２４】図２は本発明の他の実施例を示す信号処理
回路であって、図１と同一部分は同一の符号とされてい
る。この実施の形態の場合はＹ信号の第１のフイルタ１
１の出力と、色差信号の第２のフイルタ２１の出力を減
算回路３１によって減算処理し、デジタル回路でフイル
タを構成する場合の回路規模を小さくするようにしたも
のである。図１の場合は、例えばＹ信号を通過させるフ
イルタ１０の５ライン、７サンプル分のトランスバーサ
ルフイルタの係数は図３の（１）に示すようなデータと
され、同様に色差信号を通過させるフイルタ２０を構成
するトランスバーサルフイルタの係数は図３の（２）に
ようなデータとされる。

【００２５】ところで、この実施例の場合は、減算回路
３１によって色差信号成分から、輝度信号を成分を差し
引いた信号を色差信号の出力信号とするようにしている
から、たとえば、図１の場合と同様な信号処理を行う際
でも、色差信号をフイルタリングする第２のフイルタ２
１の係数は図３の（３）のような小さい係数とすること
ができる。この図３（３）の係数は図３（２）で示した
図１の第２のフイルタ２０の係数値より明らかに小さい
値によって構成されることになるから、本実施例の場合
は、図１の実施例の場合に比較して同一の特性を有する
２次元フイルタの回路規模を小さくすることができる。

【００２６】本発明はこのようにＹ信号成分と、色差信
号成分の帯域を制限する際に、それぞれ異なった周波数
特性を有するフイルタを通過するように構成し、特に、
色差信号成分については、垂直低域かつ水平高域成分の
信号成分は図５に示すように２次元の周波数通過帯域を
示すから、図１４に示すようにＡの部分で折り返し妨害
が生じないようすることができる。その結果、図１５に
示したように水平方向で高い周波数成分を有する画像が
表示されるシーンで折り返し妨害を軽減することがで
き、画質を向上することができる。

【００２７】以上本発明をＭＵＳＥ方式に適用した場合
について説明したが、これに限らず本発明の映像信号処
理装置は、動画処理によって映像信号の高密度伝送を行
うような方式の他の映像信号の処理等にも適用すること
ができるものである。

【００２８】

【発明の効果】本発明の映像信号処理装置は以上のよう
に、特に動画信号成分を処理するサンプリング回路の前
段に設けられている帯域制限用のフイルタの特性を、Ｙ
信号成分と色差信号成分に分離して処理することによ
り、特に、水平方向の高域周波数成分によって表示され
るような画像に発生する折り返し妨害を効果的に除去す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる２次元補間フィルタの構成ブロ
ック図である。

【図２】本発明に係わる他の実施例の２次元補間フイル
タの構成ブロック図である。

【図３】図２の実施例を採用した場合のデジタルフイル
タの乗算係数の一例を示す図である。

【図４】本発明のＭＵＳＥデコーダにおける色差信号成
分の通過帯域を示す特性図である。

【図５】色差信号成分の折り返しと通過帯域を説明する
ための図である。

【図６】受信したＭＵＳＥ信号の信号処理を行うデコー
ド回路図を示す。

【図７】フィールド内内挿回路に入力されるＭＵＳＥ信
号の２次元周波数を示す図である。

【図８】従来のＭＵＳＥデコーダのフィールド内内挿回
路である。

【図９】理論伝送帯域を完全にカバーするための２次元
補間フィルタの特性を示す図である。

【図１０】２次元補間フィルタの水平方向の周波数特性
を示す図である。

【図１１】フィルタの周波数−振幅特性が急峻な場合の
波形特性を示す図である。

【図１２】フィルタの周波数−振幅特性が緩やかな場合
の波形特性を示す図である。

【図１３】従来のＭＵＳＥデコーダの２次元補間フィル
タの特性の一例を示す図である。

【図１４】２次元フィルタによる折り返し妨害の説明図
である。

【図１５】垂直低域、かつ水平高域の周波数成分からな
る画像（Ｑ１）の一例を示す表示画面の図である。

【符号の説明】

１０，１１第１のフイルタ、２０，２１第２のフイ
ルタ、Ｓスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力されたＭＵＳＥ復調信号の動画信号
成分の周波数帯域を制限する信号処理回路として、前記入力されたＭＵＳＥ復調信号の輝度信号成分の周波
数帯域を制限すると２次元の第１のフイルタ回路と、前記入力されたＭＵＳＥ復調信号の色差信号成分の周波
数帯域を制限する２次元の第２のフイルタ回路とを設
け、前記入力されたＭＵＳＥ復調信号の信号帯域が前記第
１、及び第２のフイルタ回路によって個別に制限される
フィールド内内挿信号処理回路を備えていることを特徴
とするＭＵＳＥデコーダ。
【請求項２】前記第２のフイルタ回路の垂直高域部分
かつ水平低域部分の遮断周波数が所定のナイキスト周波
数より小さくなるように設定されていることを特徴とす
る請求項１に記載のＭＵＳＥデコーダ.
【請求項３】入力されたＭＵＳＥ復調信号の動画信号
成分の周波数帯域を制限する信号処理回路として、前記入力されたＭＵＳＥ復調信号の輝度信号成分の周波
数帯域を制限すると２次元の第１のフイルタ回路と、前記入力されたＭＵＳＥ復調信号の色差信号成分の周波
数帯域を制限する２次元の第２のフイルタ回路とを設け
前記第２のフイルタから出力された信号成分から前記第
１のフイルタより出力される信号成分を減算して、色差
信号成分の遮断周波数帯域をナイキスト周波数以下とな
るように構成したことを特徴とするフィールド内内挿信
号処理回路を備えていることを特徴とするＭＵＳＥデコ
ーダ。