JP2557466B2 - Ｍｕｓｅデコーダの低域置換回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、MUSE方式のテレビジョン受像機内に設置さ
れるMUSEデコーダの低域置換回路に関するものである。

（従来の技術） 現在、放送衛星を利用するハイビジョン（高品位）テ
ジョン方式の最有力候補であるMUSE（Multiple Sub−ny
quist Sampling Encoding）方式のテレビジョン放送の
実験が開始されている。

このMUSE方式では、帯域幅22MHzの輝度信号と帯域幅7
MHzの色信号とを含むベースバンド信号を周波数変調
し、これを衛星放送の帯域幅27MHzの１チャンネルを用
いて伝送するために、上記ベースバンド信号が約8MHzに
帯域圧縮される。この帯域圧縮は、原映像信号から抽出
した完全なサンプリング点群を所定の規則に従って間引
くことによって行われる。このサンプリング点の間引き
に際しては、画面上の斜め方向の解像度が上下、左右方
向よりも低下するという視聴者の生理的特性を利用して
フィールド間オフセット・サンプリングが行われる。ま
た、動きのある領域では解像度が多少低下してもそれほ
どの画質劣化を感じないという視聴者の生理的特性も利
用される。すなわち、送出対象の画面が動き領域と静止
領域とに分けられ、動き領域についてはサンプリング点
の間引き率が静止領域のそれよりも増加される。

受信側のデコーダでは、送信側のエンコーダで間引か
れたサンプリング点が実際に送出され受信された前後の
サンプリング点群をもとに再生され、欠落個所に挿入さ
れる。この欠落サンプリング点の再生と挿入の処理は、
内挿処理と称される。この内挿処理には、同一フィール
ド内の隣接サンプリング点群を利用して行うフィールド
内内挿と、隣接フィールドの対応の位置のサンプリング
点群を利用して行うフィールド間内挿とがある。この内
挿処理にあたっては、受信画面から動き領域と静止領域
とが検出され、動き領域についてはフィールド内内挿が
行われ、静止領域についてはフィールド間内挿が行われ
る。

送信側でのフィールド間オフセット・サンプリング後
の伝送信号成分は、第３図の一点鎖線で示すように、
（垂直解像度1025TV本，水平解像度0MHz）と（垂直解像
度0TV本，水平解像度24.3MHz）の２点間を結ぶ右下がり
の直線となる。最終的に送信される信号成分は、上記フ
ィールド間オフセット・サンプリングの後段で行われる
低域通過濾波処理、サンプリング周波数の変換処理及び
フレーム間／ライン間オフセット・サンプリング処理の
結果、0MHzから8.1MHzの間に帯域圧縮されると共に8.1M
Hz以上の高域成分が4Hzと8.1MHzの間に二重に折り返さ
れたものとなる。

受信側のデコーダでは、第３図の一点鎖線で示す信号
成分に対し、周波数変換、濾波、内挿などによる折り返
しの復元と高周波数成分の再生によるデコードが行われ
る。このデコードに際し、フィルタなど各種処理回路の
簡易化・経済化を図る目的で、低域置換の手法が適用さ
れる。すなわち、第３図の実線で示すように、垂直方向
の濾波特性の不十分さから生ずる高垂直解像度成分の欠
落した処理特性が許容されると共に、処理前の信号の4M
Hz以下の帯域に含まれる高垂直解像度成分が切り取られ
処理済みの信号成分に重畳される。この低域置換処理に
より、第４図の実線で示すようにデコードに伴う高垂直
解像度の信号成分の欠落が補われる。

上記従来のMUSEデコーダでは、処理回路に必然的に含
まれるフレームメモリの入出力間にループを形成するこ
とにより、表示画面を所望の時点で静止させる静止表示
機能が付加される。この静止表示画面についても上述の
低域置換による垂直解像度の改善を施そうとすれば、静
止表示画面の未処理の信号を蓄積しておいて繰り返し読
出すためのフレームメモリが必要になる。しかしなが
ら、静止表示画面の垂直解像度の改善という特殊な目的
だけで高価なフレームメモリを備えることは、経済性の
点で困難である。このため、従来は、静止表示画面に対
する低域置換による垂直解像度の改善が省略されてき
た。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来のMUSEデコーダでは、静止表示画面に対する
低域置換による画質の改善が経済性の点で省略されてき
た。しかしながら、静止表示画面では高垂直解像度成分
の欠落による画質の劣化（ぼけ）が通常の表示画面もり
も目立つので、通常の場合よりもむしろ低域置換が必要
になるという問題がある。

（課題を解決するための手段） 本発明に係わるMUSEデコーダの低域置換回路は、静止
表示動作の開始時にはフレーム間内挿処理直前の映像信
号を動き検出用のフレームメモリに取り込み、これを繰
り返し読出しつつその低域成分を用いて低域置換を行う
手段を備えている。

すなわち、本発明の低域置換回路は、MUSEデコーダ中
に必ず含まれると共に静止表示動作中は必ず不要となる
動き検出用のフレームメモリを静止表示画面の未処理信
号を蓄積しておくフレームメモリに転用することによ
り、高価な専用のフレームメモリを追加するこそなく静
止表示画面の画質の改善を実現するように構成されてい
る。

以下、本発明の作用を実施例と共に詳細に説明する。

（実施例） 第１図は、本発明の一実施例の低域置換回路を含むMU
SEデコーダの主要部の構成の一部を示すブロック図であ
る。

このMUSEデコーダにおいて、INは受信映像信号の入力
端子、１はA/D変換回路、２は前処理回路、３はコント
ロール信号抽出回路、４はフレーム間内挿部、５は動き
検出部である。更に、６は輝度信号処理部、７は色信号
処理部、８は低域置換回路、９はテンポラリ・フィル
タ、10は線順次デコーダ、11はマトリクス回路、12は静
止表示の動作指令入力端子、O₁〜O₃はR,G,B信号の出力
端子である。

入力端子INに出現するMUSE映像信号は、A/D変換回路
１において16.2MHzのサンプリング周波数で10ビット幅
のディジタル信号に変換される。このA/D変換されたデ
ィジタル映像信号に対し、前処理回路２でノンリニア・
ディエンファシスや逆ガンマ補正などの前処理が行われ
る。コントロール信号抽出回路３は、A/D変換されたデ
ィジタル映像信号から動きベクトル信号やサブサンプル
位相情報などを含むコントロール信号を抽出し、フレー
ム間内挿部４、輝度信号処理部６、色信号処理部７など
に供給する。

なお、図示は省略しているが、このMUSEデコーダには
A/D変換されたディジタル映像信号から各種の同期信号
を抽出する同期抽出回路や、この抽出された同期信号か
ら16.2MHz,32.4MHz,48.6MHzのクロック信号を再生して
各部に供給する回路や、音声信号の分離・デコード回路
なども設置されている。

前処理回路２から出力された映像信号は、フレーム間
内挿回路4aとフレームメモリ4bで構成されるフレーム間
内挿部４において、抽出済みのコントロール信号に含ま
れる動きベクトル信号などに基づきフレーム間内挿処理
される。動き検出回路6aとフレームメモリ6bで構成され
る動き検出部６は、フレーム間内挿処理前後の映像信号
について１フレームや２フレーム前のフレーム間差信号
の大きさから画面中の動きの大きさを検出し、輝度信号
処理部６と色信号処理部７内の適応合成部6cと7cに供給
する。

フレーム間内挿済みの映像信号に含まれる輝度信号
は、通過帯域０〜12MHzの低域通過濾波回路6dを経てフ
ィールド間内挿回路6aに供給され、フィールド間内挿処
理が施される。また、フレーム間内挿済みの映像信号に
含まれる輝度信号はフィールド内内挿回路6bにも供給さ
れ、フィールド内内挿処理が施される。フィールド間内
挿済みの輝度信号とフィールド内内挿済みの輝度信号と
は、適応合成回路6cにおいて、動き検出回路5aで検出済
みの動きの大きさに応じて適応制御される合成比率に従
って適応合成される。適応合成済みの輝度信号は、低域
置換回路８の低域置換器8aで低域置換処理を受けたの
ち、テンポラリ・フィルタ９を経てマトリクス回路11に
供給される。

時間軸伸張回路7dと7eとにおいて時間軸が４倍に伸張
された色信号についても同様に、フィールド間内挿回路
7aとフィールド内内挿回路7bとで内挿処理が施される。
内挿済みの各色信号は適応合成回路7cにおいて、動き検
出回路5aで検出済みの動きの大きさに応じて適応制御さ
れる合成比率に従って適応合成される。この適応合成済
みの色信号には、（Ｒ−Ｙ）信号と（Ｂ−Ｙ）信号が１
ラインおきに交互に出現するデータ圧縮が施されてい
る。この色信号は、線順次デコーダ10において、ライン
内挿によるライン連続の色信号に変換され、マトリクス
回路11に供給される。

マトリクス回路11は、供給された輝度信号Ｙと色信号
（Ｒ−Ｙ），（Ｂ−Ｙ）とからR,G,R信号を生成し、出
力端子O₁,O₂,O₃のそれぞれに供給する。

なお、図示の煩雑化を回避するため、第１図の低域通
過濾波回路6dとフィールド間内挿回路6aとの間及びフィ
ールド内内挿回路6bと輝度信号適応合成回路6cとの間に
設置される32.4MHzから48.6MHzへの周波数変換回路につ
いては図示が省略されている。また、第１図に示したMU
SEデコーダの低域置換回路８以外については、更に詳細
な説明が必要であればNEC技報Vol.41No.3/1988に掲載さ
れた「MUSEデコーダ」の題する本発明者らの論文を参照
されたい。

低域置換回路８のスイッチ8cを構成するスイッチS₁と
S₂は、通常動作時にはいずれも図中の上方の接点に切替
えられる。これに伴い、前処理回路２において前処理が
行われだけの映像信号がスイッチ8cと遅延器8bを経て低
域置換器8aに供給される。

低域置換器8aは、第２図に示すように、適応合成済み
の輝度信号を受ける入力端子I₁と、遅延器8bから前処理
済みの映像信号を受ける入力端子I₂と、4MHz〜20MHzの
帯域通過フィルタ21と、4MHzの低域通過フィルタ22と、
係数器23と、加算器24と、出力端子Ｏとから構成されて
いる。入力端子I₁に出現する第３図の実線で示すような
信号成分は、4MHz以下の低域成分のみが適宜量の減衰を
受けつつ帯域通過フィルタ21を通過か加算器24の一方の
入力端子に供給される。一方、入力端子I₂に出現する第
３図の一点鎖線で示すような信号成分は、4MHz以下の低
域成分のみが抽出されつつ低域通過フィルタ22を通過
し、係数器23において帯域通過フィルタ21の減衰量に応
じた値の係数が乗ぜられつつ加算器24の他方の入力端子
に供給される。加算器24は、両入力端子の濾波信号を合
成することにより、第４図の実線で示すような適宜な比
率で低域置換が施された輝度信号を生成し出力端子Ｏに
供給する。

第１図の入力端子12に、静止表示動作の指令信号が出
現すると、動き検出回路5aの動作が停止されると共に、
スイッチ8cを構成するスイッチS₁が図中の下側に切替え
られる。これに伴い、動き検出部５のフレームメモリ5b
への前処理済み映像信号の取込みが開始される。この取
込みが終了すると、フレームメモリ5bに取込まれた１フ
レーム分の前処理済み映像信号がフレーム周期で繰り返
し読出され、スイッチS₂と遅延回路8bを経て低域置換器
8aに供給される。

一方、入力端子12上に出現した停止表示動作の指令信
号に基づき、フレーム間内挿部４のフレームメモリ4bの
入出力間にループが形成されて新たなフレームの映像信
号の取り込みが禁止されると共に静止表示動作の指令発
生直後に取り込まれたフレームの映像信号が繰り返し読
出される。この結果、低域置換による垂直解像度の改善
が施された静止画面の表示が行われる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の低域置換回路
は、MUSEデコーダ中に必ず含まれると共に静止表示動作
中に必ず不要となる動き検出用のフレームメモリを静止
表示画面の未処理信号を蓄積しておくフレームメモリに
転用する構成であるから、高価な専用のフレームメモリ
を追加することなく静止表示画面の画質の改善を実現で
きるという効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の低域置換回路を含むMUSEデ
コーダの一構成例を示すブロック図、第２図は第１図の
低域置換器8aの構成を示すブロック図、第３図と第４図
は低域置換の概念を説明するための信号成分図である。 IN……受信映像信号の入力端子、１……A/D変換回路、
２……前処理回路、４……フレーム間内挿部、５……動
き検出部、６……輝度信号処理部、７……色信号処理
部、８……低域置換回路、8a……低域置換器、8b……遅
延器、8c……スイッチ、11……マトリクス回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大村 俊郎 東京都世田谷区砧１丁目10番11号 日本 放送協会放送技術研究所内

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】静止表示動作中以外はフレーム間内挿処理
   直前の映像信号の低域成分を用いて低域置換を行い、 静止表示動作の開始時には前記フレーム間内挿処理直前
   の映像信号を動き検出用のフレームメモリに取り込み、
   これを繰り返し読出しつつその低域成分を用いて低域置
   換を行う手段を備えたことを特徴とするMUSEデコーダの
   低域置換回路。