JPS6286984A - テレビ信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、帯域圧縮されて伝送された高品位テレビ信号
を元の高品位テレビ信号にテコートする高品位テレビ受
像機に係り、特に動画時お。

よび動画から静止画への移行時にも最適な画質が得られ
る信号処理回路に関する。

〔発明の背景〕

高品位テレビ放送を放送衛星を用いて実施するためには
、高品位テレビの信号を帯域圧縮して伝送する必要があ
る。この帯域圧縮の方式および高品位テレビ受信機の一
例として、エヌエイチケ−（ＮＨＫ）技研月報、１９８
４年７月における二宮による１高品位テレビの新しい伝
送方式（ＭＵＳＥ）’と頌する文献に述べられているミ
ューズ（Ｍ　Ｕ　Ｓ　Ｅ　％　Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　　５
ｕｂ−Ｎｙ−ｑｕｉｓｔ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ　Ｅｎｃｏ
ｄｉｎｇ　）方式がある。

この方式は該論文に述べられているように、広帯域の高
品位テレビ信号を、４フイールドで一巡する４：１のサ
ブナイキストサンプリングを施すことにより、約４分の
１に帯域圧縮して伝送する方式である。

この圧縮された高品位テレビ信号（以下ミュ−ズ信号）
を元の高品位テレビ信号に変換するデコーダとして該論
文に述べられているシステムの原理的なブロック図を第
８図に示す。このシステムの特徴は、連続する４フィー
ルド分のミューズ信号を記憶するフレームメモリ２３、
現フィールドの信号とフレームメモリ２３からの１フレ
ームまたは２フレーム前の信号間の動きを検出する回路
２６、現フィールドの信号とフレームメモリ２３カラの
１．２．５フイールド前の信号を用いて静止領域補間を
行う回路２４、現フィールドの信号のみを用いて動領域
補間を行う回路２５、およびこれらの静止領域補間され
た信号と動領域補間された信号とを動き検出回路２６か
らの動き量に応じて比を変えて混合する回路１８とによ
り動き適応処理が施されることである。ここで問題とな
るのは、動き検出の誤動作により静止領域補間と動領域
補間のミックス比が誤り、動画像に対して静止領域補間
を行うことによる画質劣化である。以下これについて説
明する。

第９図に動き検出回路２６のブロック図を示。

す。動き検出は原理的には映像信号の１フレー。

ム間差を検出することにより行うことができるカ、ミュ
ーズ信号では２フレーム（４フイールド）で−巡するサ
ンプリングパターンを用いているために擬似的な１フレ
ーム間差信号しか得ることができないので、主として２
フレーム間差信号を用いている。第９図中の入力端子１
には１フレーム前と２フレーム前の映像信号を含む信号
が、入力端子２には現フレームと１フレーム前の映像信
号が入力される。この両者の信号を減算器４に導き差を
とることにより２フレーム間差信号が得られる。又、入
力端子３には現フレームの信号が入力されるので、これ
と入力端子２の入力信号を減算器５に導き差をとること
により擬似１フレーム間差信号が得られる。

絶対値回路６．７においてそわそれの差信号の絶対値を
求めた後、非線形変換回路８，９において非線形変換を
施す。この非線形変換の特性によって動き検出の感度が
決定される。便宜上、この非線形変換回路８，９の出力
を動き量と呼ぶこととする。入力される差信号の絶対値
。

をｄ１出力される動き量をｍとして、この非線形変換の
特性の一実施例を第１０図に示す。動。

き量出力ｍ　＝　Ｏとなる差信号の絶対値ｄの最大、値
をａｏ％　ｍ　＝　”ｍ１３Ｊｃ　となる最小のｄをｄ
ｌとする。

ａｏ＞０としているのは画像のわずかな動きやノイズ等
による変動に対して動き量が検出されるのを防ぐためで
ある。

このようにして検出した動き量を、第８図中の動き検出
回路からミックス回路１８に導き、動き量の大きさｍに
応じて静止領域部間を施した画像信号ＹＩＩＩと動領域
補間を施した画像信号Ｙｍとのミックス比ｒを連続的に
変化させる。

ミックス後の画像信号Ｙをｙｍ（１−ｒ）・Ｙ８＋　ｒ
　−ｙｍとすると、ミックス比ｒは第１１図に示すよう
にｒ””　ｍＺｍｍａＸとなる。例えば動き量が４ビツ
トの場合、動き皿の値が５であれば、ミックス比ｒ−５
／（２’−１）＝’／３となる。

しかし、この動き検出の方法には以下の問題があるため
、動き量テンポラルフィルタ１５を設けている。動き検
出には通常２フレーム間差信号を用いるが、検出の時間
間隔が長いために１フレーム間および２フレーム間の動
きは検出できないため内挿エラを生じやすい。また、動
画処理から静止画処理への急な切替えを行うと解像度の
変化が目立ち不自然な画質となる。このため動き量テン
ポラルフィルタ１５では検出した動き量を時間軸方向へ
引き伸ばし検出ミスを低減するとともに、動画処理から
静止画処理への切替えを緩和している。具体的には最大
値回路１２において、孤立点除去回路１１からの動き量
と係数回路１４の出力との比較を行い、値の大きい方を
動き量テンポラルフィルタ１５の出力とし、この出力を
フィールドメモリ１３で１フイールド遅延した後、係数
回路１４においてα倍（０≦α≦１）する。これにより
、動き量は時間軸方向にり１伸ばされ、検出後数フィー
ルドにわたって減衰していく。減衰の時定数には長・短
の２通りがあり、画面内容によって切替わる。

第１２図は動き量テンポラルフィルター５の時定数の従
来例で、係数回路１４における動き囮の入出力の関係を
示している。動き量は４ピツトである。例えば長い時定
数を用いた場合）動き量大力値１２に対する出力値は１
Ｑである９この第１２図に示した長・短２通りの時定数
を用いた場合の減衰曲線を、横軸に引伸ばされるフィー
ルド数を、縦軸に動き量をとって、それぞれ第１３図、
第１４図に示す。例えば長い時定数を用いた場合、ある
フィールドで動きｊｉ１５が検出されると、１フイール
ド後にグー伸ばされる動き量は１３となり、以下１１，
９，７．・・・と１１フイールドかけて０まで減衰する
。

画像の動きが激しい場合には大きな動き量が■ 検出され完全動画モードとなるが、前述の動き検出ミス
が生じ動き量が検出されない場合には、動キ量テンポラ
ルフィルター５によって時間軸方向に引き伸ばした過去
の動き量によって静止領域補間と動領域補間のミックス
比を定める。

しかし従来の方式においては、第１０図に示すように差
信号の絶対値ｄが図中のｄｌを超える大きな値に対して
動き量はｍ＝１５で頭打ちとなっており一検出された差
信号がいかに大きな値であっても動きｉｍは１フイール
ドジＩき伸ばされる毎にｍ−１５から減資していく。動
き検出にミスが生じた場合にはこの減衰した過去の動き
量を用いるために、ミックス回路１８における静止領域
補間のミックスの割合が増し、完全動画モードで画像再
生を行うことはできない。

したがって、特に動きの激しい画像での内挿エラーによ
る多線ボケ等の画質劣化が生じる。

また、第１２図に示した短い時定数の例においては、動
き童人力ｍに対する出力は約”／２となっており、減衰
曲線は第１４図に示すように下に凸である。この例では
、画面切替え時に検出される大きな動き量は検出後１〜
２フィールド間で急峻に減衰してしまうので、切替え後
の画像の再生に切替前のフィールドを内挿することによ
る画像のボケを招き易く、特に画面が頻繁に切替わる画
像での画質劣化が目立つ。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、静止画像及び動画像に対する最適な信
号処理を施し、特に動画時に誤って静止領域の処理を施
すことによる画質の劣化、および動領域処理から静止領
域処理へ移行する際の画質の劣化を抑制するに好適な信
号処理回路を提供することにある。

〔発明のｉ要〕

本発明では手記目的を達成するために、動き。

魚を時間軸方向に引伸ばす動き澁テンポラルフィルタの
後段にクリップ回路を設け、ある一定値以上の動き爪を
クリップする。これにより、検出さｎた動きｉが大きな
場合には検出後数フィールド間は動領域補間のみを用い
て画像再生が行われる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。こ
の実施例の特徴は、最大値回路１６の後段にクリップ回
路１７を設けたことであり、このクリップ回路１７以外
は第９図の前述した従来例と同じことである。このクリ
ップ回路１７は最大値回路１６からの動き量ｍがある一
定仇７７ＬＯ以上の場合に動き量ｍをクリップしてミッ
クス回路１８に導くものである。ミックス回路。

１８の特性は、入力される動きｆｉｍ＝ｍ（、のときミ
ックス比ｒ＝１、すなわち完全動画モードとなるように
する。従って、最大値回路１６の出力からの動きｍ−と
ミックス比ｒは第５図に示す関係となる。

以下、本実施例の効果について説明する。第１図中の非
線形変換回路８，９の特性を第４図に示すものきし、動
き量テンポラルフィルタ１５の時定数として、係数回路
１４への入力値がｍのとき出力値が（ｍ−１）となる最
も長い時定数を用いた場合について説明する。説明を簡
単にするため、最大値回路１６における擬似１フレーム
間差信号の併用は行われないものとするが、併用によっ
て本発明の効果は何ら影響を受けない。第６図に、クリ
ップ回路１７でクリップを行った後の動き量の減衰曲線
を示す。あるフィールドで検出された動き量ｍがｍ≦ｒ
ｎＯ％すなわち差信号の絶対値ｄがｄ≦ｄ１のときは、
ミックス回路１８へ送られる動き量は動き量テンポラル
フィルタ１５での時間軸方向の引伸ばしにより１フイー
ルド経過するごとに１ずつ減衰する。検出された動き量
ｍがｍ　）　ｍＱ　、すなわち差信号の絶対値ｄがｄ　
）　ｄ＋のとき′は、動き量テンポラルフィルタ１５の
出力は検出後１フィールド経過するごに１ずつ減衰して
いくが、この動き量がｍＱを超える検出後数フィールド
間はミックス回路１８へ送られる動き量はクリップ回路
１７により基準値ｒＩＬｏにクリップされる。このとき
ミックス比ｒ＝ｊとなり完全動画モードとなる。その後
のフィールドではミックス回路１日へ送られる動き量は
１フイールド経過するごとに１ずつ減衰し、静止画モー
ドへと移行していく。

この実施例を用いれば、差信号の絶対値ｄがｄ　＞ｄ＋
となる大きな動き量の場合、この動き量を検出した後の
数フイールド間は完全動画モードで画像再生を行えるの
で、動きの激しい画。

像での動きの検出ミスによる画質劣下を低減することが
できる。また、画面切替え時に動き量テンポラルフィル
タ１５の係数回路１４の特性として短い時定数を用いた
場合、動きを検出後数フィールド間は完全動画モードで
画像再生を行うことにより、画面切替え時の画像再生の
際に切替え前のフィールドを内挿することによる画質劣
下を低減することができる。

第１図に示した本発明による実施例に用いるクリップ回
路１７の一例を第２図に示す。第２図中の比較器２０に
おいて動き量ｍと基準値ｍ。

との比較を行い、レベルの小さい方を切替え回路１９に
よって選択することにより、基準値ｍ。

以上の動き量ｍをクリップできる。また、基準値７７１
ｏの値を切替えることで、動きを検出後の完全動画モー
ドを持続するフィールド数が任意に設定できる。

第１図に示した本発明による実施例に泪いるクリップ回
路１７の他の一例を第３図に示す。

このクリップ回路において動き量の最上位ビ。

トと各ビットの論理和を求めることにより、ミ２・クス
回路１８に送る動き量を（ｍｍａＸ　　ｉ　）　／　２
にクリップする。例えば検出される動き量が５ピツトで
あれば動き量の最大値ｆｆ１ｍａｘ　Ｗ　３１であり、
クリップ回路１７により１５以上の動き愈は１５にクリ
、プされる。第３図のクリップ回路は第２図のクリップ
回路において基準値ｍＱ＝（ｍｍａｘ　　ｉ　）　／　
２としたものと同等であるが、唄路の構成は非常に簡単
なものになる。

第１図に示した実施例の前述した効果は、テンポラルフ
ィルタ１５により時間軸方向に引キ伸ばした動き量をク
リ７プすることによって得られるものである。従って、
第１図の実施例の回路構成ではクリップ回路１７を最大
値回路１６の後段に設けたが、クリップ回路１７を設け
る位６グは動き量テンポラルフィルタ１５よリモ後段で
あればよい２．第１４図に室発明による他の一実施例を
示す。この実施例はクリップ回路１７を最大値回路１６
の前段に設けたものであるっ第１図の実施例同様、この
クリップ回路１７で基準値ｍＱ以上の動き■をクリップ
する。最大値回路１６に導かれる非線形変換回路９の出
力か。

らの擬似１フレーム検出による動き量が基準箋ｍＱを超
えないようにしておく必要があるので、この実施例では
クリップ回路２８によってこれをクリップする。その他
の部分は第１図の実施例と同じである。本実施例によれ
ば第１図の実。

施例と同等の効果を得る。

本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、時間
軸方向へ引伸ばした動き２：をクリソ。

プし、その値によって静止補間と動補間の処理の１１合
を決定することを特徴とするものすべてを含む。動き検
出の非線形変換の特性、動き量のビット数、動き景テン
ポラルフィルタの減衰特性、クリップの値、クリップの
方法、ミックスの特性等は任意であるので、動き検出の
方式、静止画及び動画の信号ｉｌル理方法、ミックスの
方式等によってこね、らの値、特性等を任意に設定でき
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、画像中の動きを検出した際検出後任量
の期間について動領域補間のみを用いた画像再生を行え
るので、動きの検出ミスによる画質の劣化、および画面
切替え時における誤ったフィールド内挿による画質の劣
化を低減することができ、帯域圧縮された信号を元の底
帯域な信号に戻した再生画像の画質向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第６図は本発明による実施例の回路構成を
示すブロック図、第２図および第３図は本発明による実
施例におけるクリップ回路の構成例を示すブロック図、
第４図は本発明による実施例における非線形変換回路の
特性図、第５図は本発明による実施例におけるミックス
回路の特性図、第７図は本発明による実施例における動
き量減衰曲線の特性図、第８図はミューズデコーダのシ
ステムブロック図、第９図は第８図に示したミーーズデ
コーダにおける動き検出回路のブロック図、第１０図は
第９図に示した動き検出回路における非線形変換回路の
一般的な特性を示す特性図、第１１図は第８図に示した
ミューズデコーダにおけるミックス回路の一般的な特性
を示す特性図、第１２図は動き量テンポラルフィルタに
用いる時定数の代表的な例を示す比較図、第１３図およ
び第１４図はそれぞれ第１２図に示した長・短２つの時
定数を用いた場合の動き量減衰曲義の特性図である。 符号の説明 １・２・３・・・入力端子、　　４・５・・・減算器、
６・７・・・絶対値回路、　　８・９・・・非線形変換
回路、１０・・・最小値回路、　　１１・・・孤立点除
去回路、１２・１６・・・最大値回路、１３・・・フィ
ールドメモリ、１４・・・係数回路、　　　　　　１５
・・・動き量テンポラルフィルタ、１７・２８・・・ク
リップ回路、１日・・・ミックス回路、１９・・・切替
え回路、２０・・・比較器、２１・・・ＯＲ回路、　　
　２２・・・分１Ｉｌｉｉ回路、２３・・・フレームメ
モリ、２４・・・静止領域補間回路、２５・・・動領域
補間回路・ ２６・・・動き検出回路１ ２７・・・ＴＣＩデコーダ。 代理人弁理士　小　　川　　勝　　男 ＄、乙　図 第　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 少くとも１フレーム間または２フレーム間の映像の動き
   を検出する動き検出回路、該動き検出回路からの動き量
   と他の入力端子から導かれる信号とを比較してレベルの
   大きい方を選択する最大値回路、該最大値回路からの出
   力を１フィールド以上遅延する遅延回路、該遅延回路か
   らの出力を減衰させて該最大値回路の他の入力端子に導
   く係数回路、および静止画に好適な画像処理を行った信
   号と動画に好適な画像処理を行った信号とを該最大値回
   路の出力からの動き量に応じて混合する混合回路とを具
   備する装置において、該最大値回路の後段にクリップ回
   路を設け一定値以上の動き量をクリップした後、該混合
   回路へ導くことを特徴とする高品位テレビ受像機。