JPH05260512A - 画像信号の記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガンマ補正に起因する画質劣化のない高品質な
画像信号の記録再生方式および装置を提供する。 【構成】記録系で、リニアな３原色信号系列から生成し
た輝度，色差信号に対して、エンファシス処理，高能率
符号化による情報圧縮などの処理を行なって記録媒体に
記録する。再生系では復号化，デエンファシス処理，マ
トリクス演算でリニアな３原色信号系列を再生し、この
信号系列に対して順次走査への走査変換、およびガンマ
補正の操作を行なう。 【効果】彩度の高い色での輝度解像度特性が向上し、ま
た、黒じまりの良い高品質な画像が再生でき、パッケー
ジメディアなどの高画質化に効果がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像信号の記録再生方式
に係り、特に、高品質な画像の記録，再生に好適な画像
信号の記録再生方式および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像信号を記録，再生する装置にはＶＴ
Ｒ，ＶＣＲ，ビデオディスクなど様々なものがある。そ
して、録画する画像信号は現行テレビジョン方式の映像
信号が使用されている。しかし、現行テレビ方式の映像
信号は、受像管のガンマ特性を補償するためにガンマ補
正した３原色ＲＧＢ信号をもとに信号及が構成されてい
る。このため、定輝度定理が満足されず、彩度の高い色
では輝度解像度が低下する、あるいは黒レベルの浮きあ
がり現象などが発生している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の従来技術の問題を解決してガンマ補正に起因した画質
劣化のない、高品質な画像信号の記録再生方式および装
置を提供することにある。

【０００４】さらに、順次走査の形態による画像の表示
によりインタレース走査に起因したインタレース妨害を
除去して、高画質な画像再生のできる画像信号の記録再
生装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明では、撮像系より
得られるリニアな３原色ＲＧＢ信号をもとに画像信号を
構成し、この信号を録画する。再生した画像信号は復調
操作によってリニアな３原色ＲＧＢ信号に復調する。そ
して、この３原色信号に対してガンマ補正を行なった信
号を受像管で表示して、送信側でのガンマ補正に起因し
た画質劣化のない高品質な画像の再生を実現する。ま
た、受像管では順次走査の形態で表示して、インタレー
ス妨害のない高画質な画像を再生する。

【０００６】

【作用】本発明ではリニアな３原色信号系列で生成した
画像信号を録画する。そして、再生した画像信号からリ
ニアな３原色信号系列を復調し、これにガンマ補正の操
作を行なって受像管に画像を再生する。したがって、ガ
ンマ補正に起因した画質劣化は発生せず、彩度の高い色
での輝度解像度の高い、また、黒じまりの良い高品質な
画像が再生できる。

【０００７】また、本発明では受像管には順次、走査、
の形態で画像を表示するため、インタレース走査で発生
しているラインフリッカーなどのインタレース妨害が除
去でき、高品質な画像の再生ができる。

【０００８】

【実施例】本発明の第１の実施例の全体ブロック図を図
１に示す。本実施例は毎秒６０フレームの順次走査の撮
像系より得られる画像信号系列に対して好適なものであ
る。

【０００９】はじめに記録系について説明する。順次走
査信号源１より得られる毎秒６０フレーム、順次走査の
リニアな３原色ＲＧＢ信号系列Ｖ_P は、走査変換回路２
においてフレームこま落しの操作で毎秒３０フレーム、
順次走査のリニアな３原色ＲＧＢ信号系列Ｖ_IPに変換す
る。

【００１０】エンコーダ回路３では、マトリクス演算に
よる３原色ＲＧＢ信号系列から輝度，色差信号系列への
変換，周波数帯域制限、および色差信号系の多重化操作
を行なう。符号化回路４では記録する画像情報の圧縮を
図るために高能率符号化処理、あるいは、帯域圧縮処理
などの操作を行なった信号系列Ｖ_E をつくる。変調回路
５では記録媒体に適した変調操作を行ない、信号Ｖ_R を
記録再生回路６の記録媒体に記録する。

【００１１】つぎに再生系を説明する。記録再生回路６
から再生した信号Ｖ_R′ は復調回路７で、波形等化によ
る波形歪の除去，復調操作などを行ない、信号系列
Ｖ_E′ を生成する。そして、復号化回路８では符号誤り
訂正の操作、および復号化操作を行ない、輝度，色差信
号系列のＶ_S′ を生成する。デコーダ回路９では、色差
信号系列の分離操作、およびマトリクス演算による３原
色ＲＧＢ信号系列への変換操作を行ない、毎秒３０フレ
ーム、順次走査のリニアな３原色ＲＧＢ信号系列Ｖ_IP′
を再生する。そして、順次走査変換回路１０ではフレー
ム補間操作により補間フレームを生成し、毎秒６０フレ
ーム、順次走査のリニアな３原色ＲＧＢ信号系列Ｖ_P′
をつくる。

【００１２】ガンマ補正回路１１では受像管のガンマ特
性を補償するためのガンマ補正操作を行ない、得られた
信号系列Ｖ₀ を毎秒６０フレーム、順次走査の形態で受
像管に画像を表示する。

【００１３】以下、各ブロックについて実施例により説
明する。

【００１４】走査変換回路２の一実施例を図２に示す。
メモリ制御回路１３の制御信号によってメモリ回路１２
の書き込み動作（ＷＴモード），読み出し動作(ＲＤモ
ード)によって、毎秒３０フレーム順次走査の信号系列
への変換を行なう。毎秒６０フレーム順次走査の信号系
列Ｖ_P のうちの斜線で示す走査線で構成されたフレーム
の信号がＷＴモードでメモリ回路１２に書き込まれる。
一方、メモリ回路からは毎秒３０フレーム順次走査の１
フレーム期間を周期とするＲＤモードで読み出し動作を
行ない、フレームこま落しされた毎秒３０フレーム順次
走査の信号系列Ｖ_IPを生成する。

【００１５】つぎに、図３にエンコーダ回路３の一実施
例を示す。毎秒３０フレーム順次走査の信号系列Ｖ
_IP（３原色信号）はＹＩＱ変換回路１４に入力し、所定
のマトリクス演算操作で輝度信号，色差信号（例えば色
差ＩＱ）の信号系列に変換する。ＬＰＦ回路１５，１
６，１７では定められた特性の周波数帯域制限を行な
い、輝度信号Ｙ，色差信号Ｉ，Ｑをつくる。色差信号
Ｉ，Ｑは多重化回路１８に入力し、例えば、色差信号
Ｉ，Ｑの信号を各走査線毎に交互に選択して多重する線
順次多重操作を行なった信号ＣＲをつくる。そして、記
録，再生の課程で生じる雑音の影響を少なくするため
に、プリエンファシス回路１９，２０で振幅レベルの小
さい領域では振幅レベルを伸長し、振幅レベルの大きい
領域では振幅レベルを抑圧する操作を行なう。図４にこ
のプリエンファシス回路の一特性図を示す。

【００１６】つぎに、符号化回路４の一実施例を図５に
示す。データ圧縮回路２１，２２では、例えば、ＤＣＴ
（ディスクリートコサイン変換）などの直交変換操作に
よる高能率符号化の処理を行ない、記録する情報量の圧
縮を図る。そして、これらの出力信号はマルチプレクス
回路２３で時分割多重する。誤り訂正符号付加回路２４
では記録，再生時に発生する符号誤りの訂正を行なうた
めに誤り訂正符号（例えばＢＣＨ符号，リードソロモン
符号など）を付加する。なお、ドロップアウトなどによ
って発生するバースト誤りに対しても訂正が可能な様
に、インタリーブの操作なども併せて行ない、信号系列
Ｖ_Eをつくる。

【００１７】つぎに、変調回路５の一実施例を図６に示
す。記録時には直流成分がカットされるため、直流平衡
回路２５では信号Ｖ_E に対して直流平衡のとれた信号に
変換する操作を行なう。本実施例では、例えば、Ｎ−Ｍ
変換操作により、Ｎビットの符号を直流平衡の取れたＭ
ビットの符号（Ｎ＜Ｍ）に変換する。そして、モジュレ
ータ回路２ｂでは記録方式に適した記録波形を有する信
号Ｖ_R をつくり、記録媒体に記録する。

【００１８】つぎに、復調回路７の一実施例を図７に示
す。デモジュレータ回路２７では記録，再生の課程で生
じる波形歪を除去するための波形等化操作、および復調
操作を行なう。符号変換回路２８ではＭ−Ｎ変換操作に
よってＭビットの符号をもとのＮビットの符号系列に変
換した信号Ｖ_E′を再生する。

【００１９】つぎに、図８に復号化回路８の一実施例を
示す。誤り訂正回路２９では信号Ｖ_E′ に含まれる符号
誤りの検出，訂正、およびデインタリーブ操作を行な
い、もとの時系列の信号を再生する。デマルチプレクス
回路３０では時分割多重されている信号系列から輝度信
号，色差信号の系列を分離する。そして、データ復号化
回路３１，３２はＤＣＴ逆変換などの復号化操作を行な
い、輝度信号系列Ｙ_P′，色差信号ＣＲ_P′を再生する。

【００２０】つぎに、デコーダ回路９の一実施例を図９
に示す。デエンファシス回路３３，３４では、図１０に
示す様なエンファシス特性（図４）とは逆特性の振幅レ
ベルの変換操作を行ない、同図の点線に示す様な直線特
性の信号に変換する。そして、記録時のエンファシス，
再生時のデエンファシス操作により、記録，再生の課程
で発生する雑音の低減を図る。分離回路３５では、線順
次多重の形態の色差信号系列ＣＲ′に対して、各走査線
毎に色差信号Ｉ，Ｑの成分の分離、および補間（走査線
間の信号の平均値）などの操作により、色差信号Ｉ′
Ｑ′を再生する。そして、ＲＧＢ変換回路３６では所定
のマトリクス演算操作を行ない、リニアな３原色Ｒ，
Ｇ，Ｂ信号系列Ｖ_IP′を再生する。

【００２１】つぎに、図１１に順次走査変換回路１０の
一実施例を示す。メモリ回路３７，メモリ制御回路３８
では、毎秒３０フレーム順次走査の信号系列Ｖ_IP′の時
間軸１／２圧縮操作を行ない、毎秒６０フレーム順次走
査の信号系列Ｖ_FEを生成する。すなわち、毎秒３０フレ
ーム順次走査の１フレーム期間を周期とするＷＴモード
で各フレームＡ，Ｂ，Ｃ，…の信号をメモリ回路に書き
込む。一方、メモリ回路からの読み出しは毎秒６０フレ
ーム順次走査の１フレーム期間を周期に２フレーム毎の
ＲＤモードで行ない、時間軸が１／２に圧縮された再生
フレーム信号系列Ｖ_FMを生成する。補間フレーム生成回
路３９では、同図の白丸で示す走査線で構成される補間
フレームの信号系列Ｖ_FIP をフレーム補間操作、例え
ば、再生フレーム信号の繰り返し、あるいは再生フレー
ム信号間の平均値などによって生成する。選択回路４０
では、信号系列Ｖ_FM，Ｖ_FIP を１フレーム周期毎に交互
に選択出力して、毎秒６０フレーム順次走査の信号系列
Ｖ_P′を生成する。

【００２２】つぎに、ガンマ補正回路１１の一実施例を
図１２に示す。ガンマ回路４１では、制御信号ＣＴに応
じてガンマ補正特性，リニア特性のいずれかの特性の信
号を毎秒６０フレーム順次走査の３原色Ｒ，Ｇ，Ｂの画
像信号系列Ｖ₀ として出力する。なお、制御信号ＣＴは
表示系が受像管などのガンマ特性を有する場合にはガン
マ補正特性，平面ディスプレーなどのリニアな特性を有
する場合にはリニア特性を選択する制御を行なう。

【００２３】以上、本実施例によれば、ガンマ補正に起
因する画質劣化がなく、彩度の高い色での輝度解像度の
高い画像の記録，再生が実現できる。なお、本実施例に
おいて、符号化回路４，復号化回路８を省略した構成で
実現することもできる。また、本実施例ではディジタル
記録再生に適した構成形態によって説明したが、従来の
アナログ記録再生方法にも適用できる。

【００２４】つぎに、本発明の第２の一実施例の全体ブ
ロック構成を図１３により説明する。本実施例は映画な
どの毎秒２４こまで撮像された素材に好適なものであ
る。

【００２５】順次走査信号源４２では、毎秒２４こまか
ら成る素材をもとに、毎秒２４フレーム順次走査の形態
のリニアな３原色の画像信号系列Ｖ_PTを生成する。この
画像信号系列の時間・垂直領域での形態を図１４に示
す。

【００２６】エンコーダ回路４３では、第１の実施例と
同様にマトリクス演算による３原色ＲＧＢ信号系列から
輝度，色差信号系列への変換，周波数帯域制限，色差信
号系の多重化操作，エンファシス操作などを行なう。

【００２７】符号化回路４では記録する画像情報の圧縮
を図るための高能率符号化操作、あるいは帯域圧縮操作
を行ない、変調回路５では記録媒体に適した変調操作を
行なって記録再生回路６の記録媒体に記録する。

【００２８】再生信号Ｖ_R′ は復調回路７で波形等化操
作によって波形歪の除去、および復調操作を行ない、復
号化回路８では復号操作によってもとの輝度，色差信号
系列の信号Ｖ_S′ を生成する。デコーダ回路４４ではデ
エンファシス操作，色差信号系列の分離，補間操作、お
よびマトリクス演算による３原色ＲＧＢ信号系列への変
換を行ない、毎秒２４フレーム順次走査のリニアな３原
色信号系列Ｖ_PT′を生成する。

【００２９】順次走査変換回路４５ではフレーム補間操
作によって補間フレームの信号系列を生成し、毎秒６０
フレーム順次走査の形態のリニアな３原色信号系列
Ｖ_P′ を生成する。そして、ガンマ補正回路１１では受
像管のガンマ特性を補償するためのガンマ補正の操作を
行なう。

【００３０】本実施例では順次走査変換回路４５を除い
ては各ブロックは第１の実施例と同様に構成できるの
で、以下順次走査変換回路４５の動作を図１５により説
明する。この回路では、毎秒２４フレーム順次走査の信
号系列を毎秒６０フレーム順次走査系の再生フレーム
（同図の斜線で示す走査線で構成したフレーム）として
使用する。一方、白丸の走査線で構成される補間フレー
ムの信号系列（２フレーム，１フレームのものが交互に
発生）は、再生フレームの信号系列の繰り返し、あるい
は再生フレーム間の信号の平均値などのフレーム補間操
作によって生成する。

【００３１】以上、本実施例によれば毎秒２４こまで構
成される映画などの素材の画像に対して、彩度の高い色
での輝度解像度の低下のない高品質な画像の記録，再生
を実現できる。

【００３２】つぎに、本発明による第３の一実施例を図
１６に示す全体ブロック構成で説明する。本実施例はイ
ンタレース走査の形態の画像信号系列に対して好適なも
のである。

【００３３】インタレース走査信号源４６より得られる
毎秒３０フレーム、２：１インタレース走査の形態のリ
ニアな３原色の画像信号系列Ｖ_INは、エンコーダ回路４
７，符号化回路４，変調回路５及でそれぞれ第１，第２
の実施例と同様な所定の信号処理を行ない、記録再生回
路６の記録体に記録する。

【００３４】記録再生回路６から得られる再生信号
Ｖ_R′ は、復調回路７，復号化回路８，デコーダ回路４
８によりそれぞれ第１，第２の実施例と同様な信号処理
を行ない、インタレース走査の形態のリニアな３原色信
号系列Ｖ_IN′を再生する。

【００３５】順次走査変換回路４９ではインタレース走
査で抜けた走査線の信号系列を走査線補間の操作で生成
し、毎秒６０フレーム順次走査のリニアな３原色信号系
列Ｖ_P′ を生成する。そして、ガンマ補正回路１１では
受像管のガンマ特性を補償するガンマ補正の操作を行な
う。

【００３６】本実施例における順次走査変換回路４９の
一実施例を図１７に図す。補間走査線生成回路５０では
動き適応の走査線補間操作によって、静止画像ではフレ
ーム間、動画像ではフィールド内の信号処理を行ない、
インタレース走査で抜けた同図の白丸で示す補間走査線
の信号Ｖ_INP′ を生成する。また、動き検出回路５１で
はフレーム間の差分信号などより動き適応処理に必要な
動き情報を検出する。

【００３７】遅延回路５２により時間遅延を調整させた
信号系列Ｖ_IN′および信号系列Ｖ_INP′ は時間軸変換回
路５３に入力し、時間軸の１／２圧縮、および時間軸並
びかえ操作を行ない、毎秒６０フレーム順次走査の形態
の信号系列Ｖ_P′ を生成する。

【００３８】以上、本実施例によれば、インタレース走
査の形態の画像信号に対して、彩度の高い色での輝度解
像度特性の良い高品質な画像の記録，再生が実現でき
る。

【００３９】以上の実施例では再生系の出力信号系列Ｖ
₀ はいずれも毎秒６０フレーム順次走査であるためイン
タレース妨害のない高品質な画像を再生できる。

【００４０】一方、ガンマ補正に伴なう画質劣化を除去
するのみでも画質改善の効果を得ることが可能であり、
以下、この実施例について説明する。

【００４１】図１８は本発明の第４の一実施例の全体ブ
ロック図で、毎秒６０フレームの順次走査の撮像系より
得られる画像信号系列に好適なものである。

【００４２】順次走査信号源１より得られる毎秒６０フ
レーム順次走査のリニアな３原色信号系列Ｖ_P は、イン
タレース走査変換回路５４で走査線の２：１の間引き操
作、および時間軸の２倍伸長操作を行ない、毎秒３０フ
レーム、２：１インタレース走査の形態のリニアな３原
色信号系列Ｖ_INを生成する。

【００４３】エンコーダ回路４７，符号化回路４，変調
回路５ではこれまでの実施例と同様な信号処理を行な
い、信号Ｖ_R を記録再生回路６の記録媒体に記録する。

【００４４】再生信号Ｖ_R′ は、復調回路７，復号化回
路８，デコーダ回路４８でそれぞれ所定の復調操作を行
ない、毎秒３０フレーム、２：１インタレース走査の形
態のリニアな３原色信号系列Ｖ_IN′を再生する。そし
て、この信号系列に対してガンマ補正回路１１でガンマ
補正を行ない、受像管のガンマ特性を補償した３原色信
号系列離Ｖ_0INを生成する。

【００４５】以上、本実施例によれば、彩度の高い色で
の輝度解像度特性の良い、かつ、垂直解像度の高い高品
質な画像の記録，再生が実現できる。

【００４６】つぎに、本発明の第５の一実施例の全体ブ
ロック構成を図１９に示す。本実施例はインタレース走
査の形態の画像信号系列に対して好適なものである。

【００４７】インタレース走査信号源４６より得られる
毎秒３０フレーム、２：１インタレース走査の形態のリ
ニアな３原色信号系列Ｖ_INは、エンコーダ回路４７，符
号化回路４，変調回路５でこれまでのものと同様な信号
処理を行ない、記録再生回路６の記録媒体に信号Ｖ_Rを
記録する。

【００４８】再生信号Ｖ_R′は、復調回路７，復号化回
路８，デコーダ回路４８でそれぞれ所定の復調操作を行
ない、毎秒３０フレーム、２：１インタレース走査の形
態のリニアな３原色信号系列Ｖ_IN′を再生する。ガンマ
補正回路１１ではガンマ補正の操作を行ない、受像管の
ガンマ特性を補償した３原色信号系列Ｖ_0IN を生成す
る。

【００４９】本実施例によれば簡単な構成で、彩度の高
い色での輝度解像度特性の良い高品質な画像の記録，再
生が実現できる。

【００５０】なお、いずれの実施例でも、符号化回路，
復号化回路を省略した構成形態で実現することも可能で
ある。

【００５１】また、ガンマ補正回路では複数種類のガン
マ特性をもうけ、視聴者が好みに応じて選択できる形態
で構成することもできる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、ガンマ補正に起因する
画質劣化が除去でき、彩度の高い色での輝度解像度が良
く、かつ、黒じまりの良い高品質な画像の記録，再生が
できる。また、順次走査の形態で画像を表示することに
より、インタレース妨害のない、かつ動解像度特性の良
い画像再生ができる。

【００５３】したがって、本発明はパッケージメディア
などの高品質化，高画質化に大きな効果がある。

【００５４】なお、本発明はアスペクト比が現行テレビ
方式の４：３の画像信号はもとより、アスペクト比が、
例えば、１６：９などのワイドアスペクト比の画像信号
に対しても適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の一実施例の全体ブロック図。

【図２】図１の走査交換回路の説明図。

【図３】図２のエンコーダ回路のブロック図。

【図４】プリエンファシス回路の一特性図。

【図５】この符号化回路の一実施例のブロック図。

【図６】変調回路の一実施例のブロック図。

【図７】復調回路の一実施例のブロック図。

【図８】復号化回路の一実施例のブロック図。

【図９】デコーダ回路の一実施例のブロック図。

【図１０】デエンファシス回路の特性図。

【図１１】順次走査変換回路の一実施例の説明図。

【図１２】ガンマ補正回路の一実施例の特性図。

【図１３】本発明の第２の一実施例の全体ブロック図。

【図１４】この順次走査信号源の信号系列のＶ_PTの形態
説明図。

【図１５】順次走査変換回路の動作原理図。

【図１６】本発明の第３の一実施例の全体ブロック図。

【図１７】この順次走査変換回路の一実施例の説明図。

【図１８】本発明の第４の一実施例の全体ブロック図。

【図１９】本発明の第５の一実施例の全体ブロック図。

【符号の説明】

１…順次走査信号源、２…走査変換回路、３…エンコー
ダ回路、４…符号化回路、５…変調回路、６…記録再生
回路、７…復調回路、８…復号化回路、９…デコーダ回
路、１０…順次走査変換回路、１１…ガンマ補正回路。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光電変換操作によってリニアな３原色の画
   像信号系列を生成する手段，マトリクス演算操作で生成
   した輝度，色差信号系列を記録、および再生する手段，
   マトリクス逆演算操作でリニアな３原色の画像信号系列
   を再生する手段を有し、再生した前記リニアな３原色の
   画像信号系列に対してガンマ補正の操作を行なうことを
   特徴とする画像信号の記録再生装置。
2. 【請求項２】請求項１において、前記輝度，色差信号系
   列に対しては記録時にプリエンファシス操作、再生時に
   はデエンファシス操作を行なう画像信号の記録再生装
   置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、輝度，色差信
   号系列に対して記録時には高能率符号化操作あるいは帯
   域圧縮操作を行なった信号系列で記録し、再生時には記
   録時とは逆の復号化操作で輝度，色差信号系列を再生す
   る画像信号の記録再生装置。
4. 【請求項４】請求項１，２または３において、再生信号
   系列に対して走査線補間による走査変換操作を行ない、
   走査形態が順次走査のリニアな３原色の画像信号系列を
   再生する画像信号の記録再生装置。
5. 【請求項５】請求項１，２，３または４において、光電
   変換操作で生成されるリニアな３原色の画像信号系列は
   走査形態が順次走査である画像信号の記録再生装置。
6. 【請求項６】請求項１，２，３または４において、光電
   変換操作で生成されるリニアな３原色の画像信号系列は
   走査形態が２：１のインタレース走査である画像信号の
   記録再生装置。
7. 【請求項７】請求項１，２，３，４，５または６におい
   て、記録，再生の手段がディジタル記録方式である画像
   信号の記録再生装置。