JP2906878B2 - 高品位映像信号処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はオフセットサブサンプリ
ングにより帯域圧縮された高品位テレビ信号を復元する
ための高品位映像信号処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高品位テレビ信号はその帯域が２０ＭＨ
ｚ以上あり、衛星などを利用して伝送する場合には何ら
かの方法で帯域圧縮を行う必要がある。高品位テレビ信
号の帯域を大幅に圧縮する有効な技術としては、多重サ
ブナイキストサンプリングによって信号帯域を圧縮する
ＭＵＳＥ（Multiple Sub-Nyquist sampling Encoding）
方式が用いられている（二宮 、他 「高品位テレビの衛
星１チャンネル伝送方式（ＭＵＳＥ）」テレビジョン学
会技術報告ＴＥＢＳ９５−２ ３７ページ〜４２ペー
ジ）。

【０００３】このＭＵＳＥ方式は、画像の静止領域に対
してはフィールド間およびフレーム間でオフセットサブ
サンプリングを行い、４フィールドでサンプリング位相
が一巡する処理を施し、動領域に対してはライン間でオ
フセットサブサンプリングを行うことにより画像を伝送
する。さらに、カメラがパニングしている場合などの一
定速度の動きに対しては、動領域としての処理を行うと
画像のボケが目立つために、エンコーダ側で画像の動き
ベクトルを検出して、デコードにおける内挿時に前フレ
ームの信号を使う所でこの動きベクトルの大きさだけ位
置補正を掛けた信号を用いて、画像が動いていてもフレ
ーム間で内挿するなどの動きベクトル補正を行ってい
る。

【０００４】また、ＭＵＳＥ方式は現行標準テレビ信号
であるＮＴＳＣ方式とは互換性はなく、ＭＵＳＥ方式で
伝送されてきた信号を元の画像に復元するためには高価
な専用の信号処理回路（ＭＵＳＥデコーダ）が必要とな
る。そのため、高品位テレビ信号を現行のテレビ受信機
で手軽に受信するために、ＭＵＳＥ信号をＭＵＳＥデコ
ーダの動画処理に相当する処理のみで復調し、現行のＮ
ＴＳＣ信号に変換する映像信号変換装置（ＭＵＳＥ−Ｎ
ＴＳＣコンバータ）が開発されている（例えば「ＭＵＳ
Ｅ／ＮＴＳＣコンバータ」電子技術１９８９−４）。

【０００５】これらの装置では、構成を簡略化するため
に静止画として伝送されてきた信号に対しても、同一フ
ィールド内の信号のみで内挿処理を行っているために、
静止画部分でフィールド間やフレーム間のオフセットサ
ブサンプリングに起因する折り返し歪と呼ばれる画質劣
化が生じていた。

【０００６】これに対し、ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバー
タにおいてもフレーム間やフィールド間の処理を行うこ
とにより、折り返し歪を除去し高画質化を図る高品位映
像信号処理装置が提唱されている（例えば「ＭＵＳＥ−
ＮＴＳＣコンバータの開発」１９９１年テレビジョン学
会年次大会 ITEC'91 14-9）。

【０００７】図５は従来の高品位映像信号処理装置のブ
ロック図を示すものである。図５において、１０１はＭ
ＵＳＥ信号を入力する入力端子、１０２は帯域圧縮され
たＭＵＳＥ信号に対して、フレーム間オフセットサブサ
ンプリングによって間引かれた非標本点に１フレーム期
間遅延した信号の標本点を挿入して内挿処理を行うフレ
ーム間内挿回路、１０３，１０４はフィールドメモリ、
１０５はラインメモリ、１０６は非標本点を同一フィー
ルド内の標本点から内挿するフィールド内内挿回路、１
０７は動き検出回路、１０８、１０９は加算器、１１０
は混合器、１１１は高品位テレビ信号の走査線数を現行
標準テレビ信号に変換する走査線変換回路、１１２は現
行標準テレビ信号を出力する出力端子である。

【０００８】以上のように構成された従来の高品位映像
信号処理装置において、以下その動作を説明すると、ま
ず、入力端子１０１に入力されたＭＵＳＥ信号はフレー
ム間内挿回路１０２によって現信号の非標本点に１フレ
ーム期間遅延した信号の標本点が挿入される。フレーム
間内挿の様子を図６を用いて説明する。

【０００９】図６において、太線の丸印○は各信号にお
ける標本点の画素を示している。入力されるＭＵＳＥ信
号、すなわちフレーム間内挿処理回路１０２の端子Ｂに
供給される信号は図６のＢに示すように、フレーム間オ
フセットサブサンプリングにより一つおきに画素が間引
かれているので三角印△で示す位置が非標本点となる。

【００１０】一方、端子Ａに供給される信号はフィール
ドメモリ１０３、１０４およびラインメモリ１０５によ
って遅延された１フレーム期間前にフレーム間内挿され
た信号であるので、図６のＡに示す画素のならびとなっ
ている。フレーム間内挿処理回路１０２は端子Ｂに供給
される信号が非標本点である場合は端子Ａに供給される
信号を選び、端子Ｃより出力する。よって端子Ｃからは
図６のＣに示すように現信号と１フレーム期間遅延した
信号とで内挿処理した信号が得られる。

【００１１】フレーム間内挿された信号は加算器１０
８、１０９においてフィールド間での平均化処理が行わ
れ、フィールド間オフセットサブサンプリングに起因す
るフィールド間のフリッカ成分が除去される。フィール
ド間の平均化処理の様子を図７に示す。図５における端
子Ｃの出力信号の走査線位置が図７における走査線位置
Ｃ（ｎライン）であるとすると、図５における点Ｄと点
Ｅの走査線位置は図７におけるＤ（ｎ−５６２ライ
ン），Ｅ（ｎ−５６３ライン）となる。よって加算器１
０８、１０９では走査線位置Ｃ，Ｄ，Ｅの信号で平均化
処理が施される。

【００１２】入力端子１０１に入力されたＭＵＳＥ信号
はまた、フィールド内内挿回路１０６で同一フィールド
内の画素により非標本点が内挿処理される。混合器１１
０ではフレーム間内挿とフィールド平均された静止画処
理系の信号と、フィールド内内挿された動画処理系の信
号が、動き検出回路１０７によって検出された動き量に
応じて適応的に混合される。走査線変換回路１１１では
混合器１１０より出力される走査線数１１２５本の高品
位テレビ信号が走査線数５２５本の現行標準テレビ信号
に変換されて出力端子１１２より出力される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな構成の静止領域に対するフレーム間内挿回路は、動
きベクトル補正を行わない場合にはサブサンプル位相情
報がフレームごとに交番していることが前提になってお
り、ＭＵＳＥのエンコーダ側の制御で動きベクトル補正
によりサブサンプル位相がフレームごとに交番していな
い時には、単に１フレーム前の信号を用いて内挿すると
位相のズレにより二重像が生じるなどの画質劣化が発生
するという課題を有していた。

【００１４】本発明はかかる点に鑑み、フレーム間内挿
回路において動きベクトル補正を行わないメモリを用い
た場合においても、サブサンプル位相情報のフレームご
との交番状態を検出し、交番していない時にはフィール
ド内内挿回路の出力信号に切り換えることにより、画質
劣化を防止することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達す
るため、オフセットサブサンプリングにより帯域圧縮さ
れたＭＵＳＥ信号を入力し、動きベクトル補正機能がな
いフレームメモリを用いて少なくともフレーム間の標本
点から非標本点を内挿する静止画用内挿手段と、フィー
ルド内の標本点から非標本点を内挿する動画用内挿手段
と、フレーム間相関を用いて入力信号の画像の動きを検
出する動き検出回路と、検出された動きに応じて静止画
用内挿手段の出力と動画用内挿手段の出力を混合する混
合器と、ＭＵＳＥ信号に含まれるコントロール信号を検
出するコントロール信号検出手段と、前記コントロール
検出手段により検出されたコントロール信号中のサブサ
ンプル位相情報を入力し、サブサンプリング位相情報の
フレームごとの交番状態を検出するフレーム交番検出手
段と、フレーム交番検出手段で検出された交番情報によ
り動き検出回路からの動き情報にかかわらず静止画用内
挿手段の出力を動画用内挿手段の出力に切り換える手段
を備えた構成である。

【００１６】

【作用】本発明は前記した構成により、回路構成を簡単
にするため動きベクトル補正機能がないフレームメモリ
を用いてフレーム間の標本点から非標本点を内挿する静
止画用内挿手段に対して、動きベクトル補正されサブサ
ンプリング位相情報が不規則なＭＵＳＥ信号が入力され
た場合に、サブサンプリング位相情報のフレームごとの
交番状態を検出し、フレーム間で交番していない時には
動き検出回路からの動き情報にかかわらず静止画用内挿
手段の出力を動画用内挿手段の出力に切り換えることに
より、誤った内挿信号による表示画像の画質劣化を防
ぐ。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における高
品位映像信号処理装置のブロック図を示すものである。

【００１８】図１において、１１はＭＵＳＥ信号を入力
する入力端子、１２は１フレーム期間遅延した信号を用
いてフレーム間内挿を行う静止画用内挿回路、１３はフ
ィールド内の標本点から非標本点を内挿する動画用内挿
回路、１４は静止画か動画かを検出する動き検出回路、
１５は内挿する画素の位相を制御するサブサンプリング
位相制御回路、１６は静止画用内挿回路１２の出力と動
画用内挿回路１３の出力を混合する混合器、１７はＭＵ
ＳＥ信号を復元した高品位映像信号を取り出すための出
力端子、１８はＭＵＳＥ信号に含まれるコントロール信
号を検出するコントロール信号検出回路、１９はコント
ロール信号中のサブサンプル位相情報を入力し、サブサ
ンプリング位相情報のフレームごとの交番状態を検出す
るフレーム交番検出回路、２０は動き検出回路１４から
の動き情報を強制的に動画に設定する強制動画設定回路
である。

【００１９】また、２１はサブサンプリング位相に応じ
てフレーム間オフセットサブサンプリングによって間引
かれた非標本点に１フレーム期間遅延した信号の標本点
を挿入して内挿処理を行うフレーム間内挿回路、２２，
２３はフィールドメモリである。

【００２０】図２は、図１におけるフレーム交番検出回
路１９の構成を示したブロック図である。３１，３２は
１フィールド遅延回路、３３はＥＸ−ＮＯＲ回路であ
る。

【００２１】以上のように構成されたこの実施例の高品
位映像信号処理装置の動作を、図１、図２を参照しなが
ら説明する。

【００２２】入力端子１１に入力されたＭＵＳＥ信号
（図６のＢ）は静止画用内挿回路１２において、従来例
と同様にコントロール信号検出回路１８で検出されたサ
ブサンプリング位相情報をもとにサブサンプリング位相
制御回路１５で得られた内挿する画素の位相を制御する
信号に応じて、フレーム間オフセットサブサンプリング
により間引かれた画素位置に、フィールドメモリ２２，
２３によって遅延された１フレーム期間前の信号の画素
（図６のＡ）がフレーム間内挿回路２１において挿入さ
れて現信号の非標本点に１フレーム前の標本点が内挿さ
れる（図６のＣ）。

【００２３】一方、入力端子１１に入力されたＭＵＳＥ
信号はフィールド内内挿を行う動画用内挿回路１３にお
いてフィールド内の標本画素から非標本画素の内挿が行
われる。

【００２４】また、動き検出回路１４ではフィールドメ
モリの前後の信号により画像の動きが検出されて、静止
画用内挿回路１２から出力される静止画処理信号と動画
用内挿回路１２から出力されるフィールド内処理された
だけの動画処理信号とが検出された動きの量に応じて混
合器１６で混合処理され、動画像においても２重像の発
生などの画質劣化のない復元された高品位映像信号が出
力端子１７に得られる。

【００２５】ところが、エンコーダ側で動きベクトル補
正が行われ輝度信号のサブサンプリング位相情報（ＹＳ
Ｓ）が不規則になり、入力端子１１に入力されたＭＵＳ
Ｅ信号のサブサンプリング位相が１８０°シフトした時
には（図４のＢＢ）、フィールドメモリ２２，２３から
構成されるフレームメモリが動きベクトル補正を行わな
い安価なものであると、単に１フレーム前の信号の画素
（図４のＡＡ）がフレーム間内挿回路２１において挿入
されることになるので、現信号の標本点に１フレーム前
の同じ位置の標本点が内挿され（図４のＣＣ）、フレー
ム毎に画素が互いに”入れ子”の関係にならなくなるの
で、これが繰り返されると出力される信号の標本点の画
素が常に同じものとなるので二重像などの画質劣化が生
じてしまう。

【００２６】そこで、コントロール信号検出回路１８で
検出された輝度信号のサブサンプリング位相情報（ＹＳ
Ｓ）のフレームごとの交番状態を図２に示すフレーム交
番検出回路１９において１フレーム前後の極性からサブ
サンプリング位相情報の交番状態を検出し、図３に示す
ようにフレーム交番検出結果が”１”となりフレーム交
番していない時には、強制動画設定回路２０で動き検出
回路１４からの動き情報を強制的に動画にすることによ
り、混合器１６からは誤った内挿が行われた静止画用内
挿回路１２の出力のかわりに動画用内挿回路１３の出力
を選択するように制御する。

【００２７】以上のようにこの実施例によれば、エンコ
ーダ側で動きベクトル補正が行われ輝度信号のサブサン
プリング位相情報（ＹＳＳ）が不規則になった時に、サ
ブサンプリング位相情報（ＹＳＳ）のフレーム間の交番
を検出し、交番していない時には動き検出回路からの動
き情報の如何にかかわらず、動画用のフィールド内内挿
された信号を出力することによって、内挿処理の誤動作
を防止することができる。

【００２８】なお、本実施例ではサブサンプル位相情報
のフレーム毎の交番状態の検出によってエンコーダ側で
の動きベクトル補正による内挿処理の誤動作を防止した
が、動きベクトル補正されている時には、コントロール
信号中に含まれる動きベクトル（水平，垂直）が立って
いるので、動きベクトルのいずれかが立っていた場合に
強制動画設定を施し、内挿処理の誤動作を防止する構成
としてもよい。

【００２９】但し、ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータのよ
うな簡単な回路構成の装置においては、誤り訂正などが
施されていないコントロール信号として輝度信号のサブ
サンプリング位相情報を簡単な構成で取り出すことがで
きるので、本実施例のようにサブサンプル位相情報のフ
レーム毎の交番状態の検出によって制御した方がより簡
単な構成で動きベクトル補正による内挿処理の誤動作の
防止を実現できる。

【００３０】また、本実施例ではサブサンプル位相情報
のフレーム毎の交番状態を検出し、フレーム間で交番し
ていない時に強制的に動き検出回路からの動き情報を動
画に設定し、混合器において動画用内挿回路からの信号
を出力するようにしたが、別に切り換え器を設けて動画
用内挿回路からの信号を出力する構成にしてもよい。

【００３１】さらに、静止画用内挿回路としてフレーム
間内挿のみを行う構成のものとしたが、従来例のように
フィールド間の演算を行う回路を付加してもよく、出力
段に従来例と同様に走査線変換回路を設けて現行標準テ
レビ信号に変換する構成としてもよく特に実施例に限定
されるものではない。

【００３２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、動きベク
トル補正のないメモリを用いたフレーム間内挿機能をも
つ高品位映像信号処理装置において、サブサンプリング
位相のフレームごとの交番状態を検出する回路を設け、
交番していない時にはフレーム間内挿をしないことによ
り、内挿処理の誤動作を簡単な構成で防止することがで
き、その実用的効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における高品位映像信号処理
装置のブロック図

【図２】同実施例のサブサンプル位相情報のフレーム交
番検出回路を示すブロック図

【図３】同実施例のフレーム交番検出回路の動作を説明
するためのタイミング図

【図４】同実施例を説明するための画素構成図

【図５】従来の高品位映像信号処理装置のブロック図

【図６】同画素構成図

【図７】同走査線配置図

【符号の説明】

１１ ＭＵＳＥ信号の入力端子 １２ 静止画用内挿回路 １３ 動画用内挿回路（フィールド内内挿回路） １４ 動き検出回路 １５ サブサンプリング位相制御回路 １６ 混合器 １７ 高品位映像信号の出力端子 １８ コントロール信号検出回路 １９ フレーム間交番検出回路 ２０ 強制動画設定回路 ２１ フレーム間内挿回路 ２２，２３ フィールドメモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三木 陽一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H04N 7/015

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オフセットサブサンプリングにより帯域圧
   縮されたＭＵＳＥ信号を入力し、フレームメモリを用い
   て少なくともフレーム間の標本点から非標本点を内挿す
   る静止画用内挿手段と、フィールド内の標本点から非標
   本点を内挿する動画用内挿手段と、フレーム間相関を用
   いて入力信号の画像の動きを検出する動き検出回路と、
   検出された動きに応じて前記静止画用内挿手段の出力と
   前記動画用内挿手段の出力を混合する混合器と、前記Ｍ
   ＵＳＥ信号に含まれるコントロール信号を検出するコン
   トロール信号検出手段と、前記コントロール検出手段に
   より検出されたコントロール信号中のサブサンプル位相
   情報を入力し、このサブサンプリング位相情報のフレー
   ムごとの交番状態を検出するフレーム交番検出手段と、
   前記フレーム交番検出手段で検出された交番情報により
   前記動き検出回路からの動き情報にかかわらず前記静止
   画用内挿手段の出力を前記動画用内挿手段の出力に切り
   換える手段を備えたことを特徴とする高品位映像信号処
   理装置。
2. 【請求項２】フレーム交番検出手段は、輝度信号のサブ
   サンプリング位相情報において１フレーム前後の極性が
   同じか異なるかを検出することを特徴とする請求項１記
   載の高品位映像信号処理装置。
3. 【請求項３】フレームメモリは、動きベクトル補正機能
   がない単なる遅延手段であることを特徴とする請求項１
   記載の高品位映像信号処理装置。