JPH11284960A - プログレッシブ・ビデオの再生方法 - Google Patents

プログレッシブ・ビデオの再生方法

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JPH11284960A
JPH11284960A JP10029663A JP2966398A JPH11284960A JP H11284960 A JPH11284960 A JP H11284960A JP 10029663 A JP10029663 A JP 10029663A JP 2966398 A JP2966398 A JP 2966398A JP H11284960 A JPH11284960 A JP H11284960A
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JP
Japan
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video
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progressive
progressive video
video signal
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JP10029663A
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English (en)
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Hirohisa Yamaguchi
博久 山口
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Texas Instruments Inc
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Texas Instruments Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 既存のテレビ放送技術にプログレッシブ・ビ
デオ・フォーマットを導入する。 【解決手段】 本発明の一態様では、受信側(24,2
5)で、インターレース走査により符号化されたビデオ
信号及び動きベクトルを含む関連制御情報に基いてプロ
グレッシブ・ビデオ信号へ変換する。他の態様では、受
信側で、インターレース走査により符号化されたビデオ
信号及び走査間隔情報に基いてプログレッシブ・ビデオ
信号へ変換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像信号の処理に関
し、特に現存のテレビ放送におけるプログレッシブ・ビ
デオの再生の技術に関する。
【0002】
【従来の技術及びその課題】今日のテレビ(アナログ及
びデジタル)はインターレース・ビデオ・フォーマット
で放送されているが、プログレッシブ・ビデオ・フォー
マットを用いることがテレビ及びコンピュータ産業の今
後に大きな利益があるとされている。しかしながら、テ
レビ放送ビジネスへの導入には解決すべき幾つかの課題
がある。キーとなる一つは投資対品質改良の問題であ
る。同一のソース材料をプログレッシブ・フォーマット
で送ることは、インターレース・フォーマットでそれを
送るのに比べ50%以上のチャネル容量が必要であると
一般的に言われている。他方、ビデオ信号の過去の研究
は、原則としてビデオ信号は2次元信号であり、インタ
ーレース・ビデオは動き補償インターレース/プログレ
ッシブ・ビデオ変換と呼ばれる技術によって完全なプロ
グレッシブ・ビデオに再構成され得ることを示してい
る。
【0003】図1は、インターレース・ビデオ信号と、
動き補償走査線補間と呼ばれる技術を用いるプログレッ
シブ・ビデオへのその変換を示す。図1(a)に示すイ
ンターレース・ビデオ構造において、全体映像はトップ
・フィールド及びボトム・フィールドと呼ばれる2つの
相補的走査映像信号から成る。それらのフィールドは通
常のインターレース・ビデオにおいて交互に表示され
る。2つのフィールドは垂直映像解像に関して互いに相
補的であるが、これはそのビデオに動きがないときのみ
言えることである。動きビデオに対しては、インターレ
ース・ビデオはプログレッシブ・ビデオに比較して垂直
解像度が不足する。NTSCビデオ規格が採用されてい
る国においては、そのフィールド対はフレームと呼ば
れ、ほぼ30フレーム/秒で放送される。プログレッシ
ブ・ビデオにおいては、各映像はトップからボトムへ順
次走査され、この全体フレーム映像が60フレーム/秒
で放送される。プログレッシブ・ビデオは2倍の数の走
査線を有しており、デジタル・ビデオ圧縮(MPEG−
2)において、これはプログレッシブ・ビデオのエンコ
ード情報における約50%の増大に相当する。
【0004】図1(b)はプログレッシブ・ビデオへの
変換を説明する図であり、フィールド・ビデオ信号にお
いて脱落している走査線の信号をいかにサーチし、挿入
するかを示している。フィールド・ビデオ信号の脱落し
ている走査線部分のほとんどはこのように利用可能なフ
ィールド信号情報を用いてリカバーされ、又静止映像即
ち動きのない映像に対しては、単純に合併した2つのフ
ィールドが所望のフレーム信号を生むことが容易に判
る。しかしながら、この方法で動く部分のために2つの
フィールドを合成することはチラチラした妨害効果を生
じる。このアーティファクトは、ビデオ信号の動きが計
算され(動き予測)、適切に位置をシフトしたビデオ信
号を用いて走査線が補間される(動き補償)時に取除か
れる。
【0005】
【課題を達成するための手段及び作用】今日のビデオ放
送システムにインターレース/プログレッシブ・ビデオ
変換を組入れるための最も単純なアプローチは、テレビ
受像器(又はセット・トップ・ボックス)内部にこの機
能をインストールすることである。しかしこの解決策は
動き予測およびその高速メモリのためテレビ受像器の価
格をかなり高めてしまう。
【0006】本発明においては、現存のインターレース
・ビデオ技術にて送られたインターレース・ビデオを受
取側にて高品質のプログレッシブ・ビデオへ変換するよ
り効果的な技術を提供する。本発明の一態様は、送信側
で、インターレース走査により符号化されたビデオ信号
と、動きベクトルを含む関連制御情報を発生して、それ
らを受信側に送り、受信側で、前記符号化ビデオ信号及
び前記関連制御情報に基いてプログレッシブ・ビデオ信
号へ変換するステップを含むプログレッシブ・ビデオの
再生方法である。又、他の態様は、送信側で、インター
レース走査により符号化されたビデオ信号と、そのイン
ターレース走査における走査間隔情報を発生して、それ
らを受信側に送り、受信側で、前記符号化ビデオ信号及
び前記走査間隔情報に基いてプログレッシブ・ビデオ信
号へ変換するステップを含むプログレッシブ・ビデオの
再生方法である。
【0007】
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。図2は、インターレース/プログレッシブ・ビデオ
変換のための第1のアプローチとしての一実施例であ
り、動きベクトル、並びにエンコード・ビデオ情報のた
めの副情報として転送器からの変換を実行するために必
要とされる関連制御情報を転送することを特徴とする。
このシステムにおいて、インターレース・ビデオは転送
されたエンコード情報をデコーダ26により復号化する
ことによって再生され、プログレッシブ・ビデオは転送
された動きベクトルを用いて変換部27による動き補償
走査線補間によって得られる。
【0008】即ち、インターレース/プログレッシブ・
ビデオ変換を実行するのに必要とされる動きベクトルが
エンコード・ビデオ情報と共に多重化部23で多重化さ
れ、転送されるのである。より具体的に説明すれば、基
本的な映像はインターレース走査により符号化し、プロ
グレッシブ走査への変換のためのデータを別チャンネル
の形で付加することにより高画質化を図るものである。
そのために、動きベクトルに加えて、インターレース走
査では捨てられている映像の縦方向の高周波成分が付加
データとして送られる。
【0009】MPEGビデオ圧縮標準において、エンコ
ード・データ自体内に限定動きベクトル情報がある。こ
の動きベクトルは16ピクセル×16ラインのブロック
サイズに関して動き情報を表す。普通この情報だけでは
インターレース/プログレッシブ・ビデオ変換を実行す
るに充分でなく、8ピクセル×8ライン以下のサイズの
ための動きベクトルが必要となる。この情報は追加の
1.5〜2 Mbpsになる。図3は図2に示す変換部
27内のサーキット・ダイヤグラムを示す。
【0010】動き補償を用いてインターレース走査の映
像からプログレッシブ走査の映像を生成するためには、
飛び越している部分の走査線上の信号を合成する必要が
あり、過去ならびに将来の複数のフィールド信号を用い
て、動き量に従ってそのどの位置から信号を読み出して
合成するかをアドレスとして発生する回路が必要とな
る。図3において、インターレース・ビデオ信号がメモ
リ30、31及び32にフィールドを単位として順次格
納され、動きベクトルだけずれた位置から映像信号を各
フィールドから読み出す。内挿は動きの方向で行うの
で、動きが大きい場合には遠くのフィールドと近くのフ
ィールドでは位置的なアドレスが大きく異なる。内挿処
理は各画素について実行されるが、動き量の検出はブロ
ックを単位として通常行われ、この場合一つの動き情報
を用いて複数の画素が処理される。この処理はアドレス
生成部34が行う。
【0011】このアプローチの利点は以下の通りであ
る。 (1) 放送データ(エンコード・ビデオ情報)は現存
のインターレース・ビデオ・デコーダに対し完全に互換
性がある。そして、例えば別のチャンネルで送られた追
加情報(動きベクトル)を用いて任意にプログレッシブ
・ビデオを発生し得る。 (2) このアプローチは(デジタル)テレビ受像器毎
に高価な動き予測機能を必要としない。この動作は転送
(放送)側で一度に及び全てに対し成され得る。 このシステムでプログレッシブ・ビデオを完全に再生す
るためには、フィールド信号の発生におけるエイリアシ
ングを防ぐために使用される垂直ロー・パス・フィルタ
が放送側でターン・オフされる必要がある。結果とし
て、インターレース・ビデオ信号が望まれるとき、表示
上のエイリアシングを防ぐために受像器側で垂直にロー
・パス・フィルタリングすることが必要である(適応フ
ィルタがこの目的のために良く適合する)。このフィル
タは受像器側で経済的に実現化することができ、インタ
ーレース・ビデオ出力が表示されるときのみターン・オ
ンすることができる。
【0012】次に他の態様の実施例を説明する。現存の
インターレース・ビデオと完全な互換性を維持しなが
ら、プログレッシブ・ビデオ信号を再生するための第2
のアプローチは、図4に示すよう非均一走査線サンプリ
ングを使うことである。例えば従来のNTSCテレビ・
フィールド信号は一つのフィールドを構成するために約
240の走査線を使用する。これらの走査線は等しい垂
直間隔でサンプリングされる。サンプリングによって生
じるエイリアシング効果を防ぐために、サンプリングさ
れた信号の帯域巾は帯域限界である必要がある。フィー
ルド・サンプリングに普通適用されるロー・パス・フィ
ルタは、高品質プログレッシブ・ビデオを再生するため
に必要とされる全ての高解像度情報を取除いてしまう。
【0013】図4(a)は均一走査線サンプリングを示
し、これは強い水平線及び高コントラスト・パター(pa
tter)のためエイリアシングを生じる。これを防ぐため
に、強いロー・パス・フィルタがフィールド信号へ適用
されることが必要である。(b)は非均一走査線サンプ
リングを示し、走査線が強い水平線及び高コントラスト
・パターが存在するところで密にサンプルされる。走査
線間隔情報は、表示時にビデオを再生するためにビデオ
信号に含まれることが必要である。
【0014】一般的に、強いエイリアシングは強い水平
エッジ又は線がビデオに存在するときに非常に問題とな
り、それらが完全な水平位置から傾くにつれてそれほど
問題でなくなる。これは、そのような高周波画像位置が
より密にサンプリングされ、低周波位置が比較的間隔を
置いてサンプリングされるとき、エイリアシングゆがみ
の十分な量を防ぐことができることを示している。しか
しながら、従来の均一走査線サンプリングと違って、こ
の新規な走査線サンプリングはサンプリング間隔を受取
側に知らせる必要がある。この情報はヘッダ情報として
ビデオ情報に付加することができ、プログレッシブ・ビ
デオ走査線に関連するスキップされた走査線の間隔を示
すわずか2〜3ビットであり得る。これはフィールド当
りわずかな700〜1000ビットであり、ビデオ情報
の合計に関してほとんど無視し得る。この情報は、アナ
ログ・テレビ放送又はアナログ・カムコーダ用のエンコ
ードされた及びボイド走査線に重畳されたアナログ、又
はJPEG動画(PC)又はデジタル・カムコーダ用の
エンコードされたデジタルのいずれかであり得る。
【0015】図5は本発明の非均一走査線サンプリング
技術を適用したインターレース・ビデオ互換プログレッ
シブ・ビデオ・システムのブロック・ダイヤグラムを示
す。入力したプログレッシブ・ビデオは非均一走査線か
らビデオを直接再構成することによって再生する。これ
は存在する走査線にロー・パス・フィルタを適用するこ
とによって成される。そしてJPEG符号化器52及び
多重化部53を介してカムコーダへ出力される。
【0016】非均一走査線サンプラ51は入力プログレ
ッシブ・ビデオに対し最適な走査線割当てで必要な解析
を実行する。最も単純な例では、その決定は各走査線の
高周波エネルギの量の比較に基いて成され得る。例え
ば、プログレッシブ映像信号をXi,j(i及びjは線
及び画素の位置)とすると、各走査線の高周波エネルギ
は、
【数1】 として計算することができ、結果として生じる480候
補(NTSC地域用のプログレッシブ・ビデオは480
の走査線を有する)の内、最大の240走査ロケーショ
ンが選択される。最初及び最後の走査線が、映像のトッ
プ及びボトム・エッジを再生するためにサンプルされた
走査線として扱われる。
【0017】非均一走査線サンプラ51の内部ブロック
を図6に示す。この回路の主な機能は上述の式(1)を
計算するためのもので、式(1)の値を全て求めた後は
その大きいものより伝達すべき走査線の位置が判るの
で、一時記憶用のフレームメモリ65から該当する走査
線を読み出すことにより出力が得られる。なお、カムコ
ーダから読出されたデータのプログレッシブ・ビデオへ
の変換は上述の信号のフローとは逆のオペレーションに
よる。上述の様に実施例に関し詳述したが本発明はこれ
に限られるものではない。
【0018】
【発明の効果】インターレース・ビデオからプログレッ
シブ・ビデオへの変換が既存のインターレース・ビデオ
技術と互換性を保ちつつ可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】インターレース・ビデオからプログレッシブ・
ビデオへの変換を説明する図。
【図2】第1の実施例に係るプログレッシブ・ビデオ再
生を適用したシステムのブロック図。
【図3】図2におけるプログレッシブ・ビデオ変換部の
ブロック図。
【図4】第2の実施例に係る非均一走査線サンプリング
を説明する図。
【図5】第2の実施例に係るプログレッシブ・ビデオ再
生を適用したシステムのブロック図。
【図6】図5の非均一走査線サンプラの内部ブロック
図。
【符号の説明】
21 インターレース・ビデオ・エンコーダ 22 動き補償部 23、24 多重化部 25 テレビ受像器 26 インターレース・ビデオ・デコーダ 27 プログレッシブ・ビデオ変換部 51 サンプラー 52 JPEGエンコーダ 53 多重化部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信側で、インターレース走査により符
    号化されたビデオ信号と、動きベクトルを含む関連制御
    情報を発生して、それらを受信側に送り、 受信側で、前記符号化ビデオ信号及び前記関連制御情報
    に基いてプログレッシブ・ビデオ信号へ変換するステッ
    プを含むプログレッシブ・ビデオの再生方法。
  2. 【請求項2】 前記関連制御情報が、インターレース走
    査では捨てられる映像の縦方向の高周波成分を含むこと
    を特徴とする請求項1記載の再生方法。
  3. 【請求項3】 送信側で、インターレース走査により符
    号化されたビデオ信号と、そのインターレース走査にお
    ける走査間隔情報を発生して、それらを受信側に送り、 受信側で、前記符号化ビデオ信号及び前記走査間隔情報
    に基いてプログレッシブ・ビデオ信号へ変換するステッ
    プを含むプログレッシブ・ビデオの再生方法。
JP10029663A 1998-02-12 1998-02-12 プログレッシブ・ビデオの再生方法 Pending JPH11284960A (ja)

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JP10029663A JPH11284960A (ja) 1998-02-12 1998-02-12 プログレッシブ・ビデオの再生方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016100635A (ja) * 2014-11-18 2016-05-30 株式会社東芝 映像伝送システム、送信機、および受信機

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016100635A (ja) * 2014-11-18 2016-05-30 株式会社東芝 映像伝送システム、送信機、および受信機

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