JPH07274130A - テレビジョン信号変換処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】動画領域を改善したＭＵＳＥ信号を受信し標準
信号に変換処理する場合、回路規模の増大を招くことな
く動画を改善したデコード処理を得る。 【構成】コンバータ１００はＭＵＳＥ信号を標準テレビ
ジョン信号の方式、走査線数及び水平周波数の信号に変
換するとともに輝度信号と色信号とに分離して出力す
る。動き検出器４１は画像動きを検出する。加算器３５
はフレーム間の加算演算を行い静止画用の成分を得、加
算器３６はフィールド間の加算演算を行い動画用の成分
を得る。減算器３７は加算器３６の出力と入力輝度信号
を用いて輝度信号に含まれる垂直高域成分を抽出し、Ｌ
ＰＦ３９はその水平低域成分を抽出して、加算器３８は
ＬＰＦ３９の出力を加算器３６の出力に合成し、動画領
域の画質品位の優れた動画用成分を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、標準テレビジョン信
号の走査線及びアスペクト比とは異なる走査線数及びア
スペクト比を有する高品位テレビジョン信号を、標準テ
レビジョン信号又は、高品位テレビジョン信号と走査線
数が異なりアスペクト比が等しいテレビジョン信号に変
換するテレビジョン信号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高集積化、動作速度の高速化、
特にメモリの高速化、大容量化、低価格比に伴い映像信
号のディジタル信号処理が普及しつつある。又、テレビ
ジョン受信機としては画面の大型化、高精細化が要望さ
れている。これらの要求に答えるため、わが国において
は、日本放送協会が高品位テレビジョン伝送方式とし
て、ＭＵＳＥ（MULTIPLE SUBNYQUIST SAMPLING ENCO
DING）方式を開発している。この方式は、走査線数が現
行の標準テレビジョン方式の２倍を越える１１２５本で
あり、アスペクト比も１６：９となっている。さらに、
フィールド間、フレーム間のオフセットサブサンプリン
グ処理を行い帯域圧縮をして伝送しているため、現行の
標準テレビジョン方式と互換性がなく、専用の受信機を
必要とする。受信機側では、ディスプレイに映出するた
め、多数のフレームメモリ等の大容量メモリ及び多数の
ＬＳＩを装備したデコーダが必要となる。したがって、
ＬＳＩ技術の著しい進歩を持ってしても標準テレビジョ
ン方式受信機に比べ、高品位テレビジョン受信機は非常
に高価な受信機となる。

【０００３】そこで、高品位テレビジョン受信機普及の
過渡期においては、高品位テレビジョン伝送方式の番組
は視聴できるが、高精細感が本来の高品位テレビジョン
伝送方式のそれよりも劣る安価なアスペクト比１６：９
のテレビジョン受信機、あるいは、高品位テレビジョン
伝送方式のテレビジョン信号を方式変換して、標準テレ
ビジョン方式受信機で視聴する方式変換装置への要求が
ある。

【０００４】上記要求に答えるためにＭＵＳＥ−ＮＴＳ
Ｃコンバータが開発されている。例として、テレビジョ
ン学会誌Vol.47 No.7 1993 P(29)957に示す装置があ
る。以下これについて簡単に説明する。

【０００５】図３にＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータを示
す。入力端子５０１に入力されたＭＵＳＥ信号は、ＭＵ
ＳＥ−ＮＴＳＣ変換基本部５０２において、ＭＵＳＥデ
コード処理され、また走査線数を５２５本へ変換され
る。次に、フィールド間内挿部５０３に入力されて、フ
ィールド間内挿処理が施され、フィールド間の折り返し
成分が除去される。次に、３次元Ｙ／Ｃ分離部を構成す
るフレーム間内挿部５０４において、フレーム間の折り
返し成分が除去されて出力される。

【０００６】ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣ変換基本部５０２は、
低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５１１、Ａ／Ｄ変換器５２
２、ＭＵＳＥ信号処理部５２３、メモリ５２４、方式変
換部５２５により構成されている。方式変換部からは、
走査線数５２５本の信号が得られる。この信号は、フィ
ールド間内挿部５０３に入力される。フィールド間内挿
部５０３は、ＬＰＦ５２１、減算器５２２、フィールド
遅延器５２３、加算器５２４、５２５、Ｄ／Ａ変換器５
２６により構成される。加算器５２２からは高域成分が
得られ、この成分は、フィールド遅延器５２３と加算器
５２４によりフィールド間内挿され、加算器５２５にお
いて低域成分と加算される。Ｄ／Ａ変換器５２６の出力
は、フレーム間内挿部５０４のＡ／Ｄ変換器５３１に入
力される。このＡ／Ｄ変換器５３１の出力は、フレーム
遅延器５３２と加算器５３３によりフレーム間加算され
る。混合器５３４は、動き検出器５０５で検出された画
像動き情報により制御され、動画の場合はＡ／Ｄ変換器
５３１の出力、静止画の場合は加算器５３３の出力を選
択導出する。

【０００７】また、文献ITEJ Technical Report Vol.16
No.7 pp.7〜12には、ＭＵＳＥ方式における動画領域の
画質改善のための技術が示されている。以下これについ
て簡単に説明する。

【０００８】図４は、ＭＵＳＥ方式における動画領域の
画質改善を行うための系統図である。標本化周波数４
８．６ＭＨｚにデジタル化された画像信号は、水平方向
の一次元低域通過フィルタ６０１を通し、サンプルレー
ト変換部６０２で３２．４ＭＨｚに変換される。そして
次の２次元広帯域フィールド内前置フィルタ６０３によ
り斜め方向の帯域制限が行われる。次に、ＬＰＦ６０
４、減算器６０５、フィールド間垂直フィルタ６０６、
加算器６０７により、水平８ＭＨｚ以上の成分に対して
はフィールド間で垂直低域フィルタリング処理が施され
る。次に、ラインオフセットサブサンプル部６０８にお
いて、２フレームで一巡するラインオフセットサブサン
プルが行われサンプルレートが１６．２ＭＨｚに落とさ
れ、Ｄ／Ａ変換されたあと帯域８．１ＭＨｚでアナログ
伝送される。デコーダが側では、伝送信号をＡ／Ｄ変換
してクロック再生を行い、エンコーダ側とほぼ逆の処理
を行う。フィールド内後置フィルタ６１１によりフィー
ルド内内挿を行い、次に、ＬＰＦ６１２、減算器６１
３、フィールド間垂直フィルタ６１４、加算器６１５に
より８ＭＨｚ以上の成分に対して垂直低域フィルタリン
グ処理を掛けて、次にサンプルレート変換部６１６で、
元のサンプルレートに戻している。

【０００９】すなわち、送り側で動画領域について、水
平８ＭＨｚ以上の高域信号をフィールド間で垂直ローパ
スフィルタリング処理し、水平８ＭＨｚ以下の信号と加
算する。この信号をラインオフセットサブサンプリング
して伝送する。受け側では、送り側と逆の信号処理を行
うことによりデコードする。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前述のような
動画領域の画質改善を行ったＭＵＳＥ信号を従来のＭＵ
ＳＥ−ＮＴＳＣコンバータにてデコードする場合、以下
に示す問題点がある。ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータで
静止画領域に関して、フレーム間の折り返し除去ととも
にフィールド間の折り返し除去も行う場合、フィールド
間の折り返し成分は、ＭＵＳＥ信号の水平周波数が約４
ＭＨｚ以上の高域成分に存在するため、フィールド間の
フィルタリング処理はこの領域に対して行う。また、動
画領域に関しては、画質改善の為のフィールド間フィル
タリング処理を施す領域は、水平周波数が８ＭＨｚ以上
の高域成分に対してである。従って、動静領域にフィー
ルド間処理を施すには、処理を行う水平周波数成分が異
なるため、新たに動画処理用のフィールドメモリが必要
となり、回路規模の増大と、コストアップを招くことに
なった。

【００１１】また、ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバート処理
の後ろに、３次元Ｙ／Ｃ分離処理回路を接続し、静止画
の折り返し成分による妨害を軽減するコンパクトなシス
テムにおいては、３次元Ｙ／Ｃ分離処理回路のほかに、
新たに前述の動画画質改善回路を追加することとなり、
このようなシステムが目指すコンパクト性が損なわれる
ことになり、コストアップを招くことになった。

【００１２】そこでこの発明は、動画領域を改善したＭ
ＵＳＥ信号を受信し標準信号に変換処理する場合、回路
規模の増大を招くことなくデコード処理を得るテレビジ
ョン信号変換処理装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】この発明は、ＭＵＳＥ信
号を標準テレビジョン信号の方式、走査線数及び水平周
波数の信号に変換するとともに輝度信号と色信号とに分
離して出力するＭＵＳＥ−ＮＴＳＣ変換手段と、前記輝
度信号を複数段のフィールド遅延器で遅延させる遅延手
段と、前記遅延手段から得られる遅延時間が異なる複数
の信号を用いて画像動きを検出する動き検出手段と、前
記遅延手段から得られる遅延時間が異なる複数の信号を
用いてフレーム間の加算演算を行い静止画用の成分を得
る第１の演算手段と、前記遅延手段から得られる遅延時
間が異なる複数の信号を用いてフィールド間の加算演算
を行い動画用の成分を得る第２の演算手段と、前記第２
の演算手段の出力と前記輝度信号を用いて前記輝度信号
に含まれる高域成分を抽出する第３の演算手段と、前記
第３の演算手段の出力の低域成分を前記第２の演算手段
の出力に置換する第４の演算手段と、前記ＭＵＳＥ信号
処理時には、前記第４の演算手段の出力と前記第１の演
算手段の出力とを前記動き検出手段からの検出信号に応
じて混合して出力する混合手段とを備える。

【００１４】

【作用】上記の手段により、ＭＵＳＥ信号をデコード
し、広帯域のフィールド内内挿処理、走査線変換、時間
軸変換した信号に対し、３次元Ｙ／Ｃ分離を行う手段を
一部用い、その中のフィールドメモリ（遅延器）を兼用
している。ここで、動画部分のフィールド間垂直フィル
タ処理を施し動画用成分を得る。また入力の垂直高域成
分、水平低域成分を抽出して動画用成分に加算すること
で動画に品位向上を得る。静画部分については、前記３
次元Ｙ／Ｃ分離手段の静画処理出力信号を用い、動き信
号に応じて、先の改善された動画用成分と混合すること
により、特に動画領域に関し、高画質な標準テレビジョ
ン信号を得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。図１は、この発明の一実施例であり、ＭＵＳＥ
信号を標準テレビジョン信号に変換するテレビジョン信
号変換処理装置である。

【００１６】ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータ１００（図
２に詳細回路が示されている）の入力端子１０に入力さ
れたＭＵＳＥ信号は、図２に示すＡ／Ｄ変換器１１によ
りデジタル信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１１の出力
信号は、入力処理装置１２、同期信号発生装置１３に入
力される。入力処理装置１２では、ＡＬＣ（自動レベル
制御）、ノンリニア伸長、ディエンファシス処理等が行
われる。同期信号発生装置１３では、ＭＵＳＥ信号の同
期信号及び標準テレビ信号の同期信号が発生され、シス
テム各部の装置及び両信号の同期がとられる。

【００１７】入力処理装置１２の出力信号は、２次元内
挿フィルタ１４に入力される。２次元内挿フィルタ１４
は、例えば垂直方向にフィルタリングを行うために高品
位テレビジョン信号を１水平走査期間遅延する複数個の
ラインメモリと、水平方向にフィルタリングを行うため
にクロックΦ１に同期して１サンプル遅延を行う複数個
の遅延回路と、係数器、加算器等を有する。ここでは、
同一フィールド内での水平、垂直方向の２次元のデータ
を係数倍、加算処理を行うことにより内挿フィルタ処理
を行っている。

【００１８】ここでフィールド内内挿を行った後のデー
タ数は入力に比べて２倍になり、２次元内挿フィルタ１
４の出力信号は、入力信号のサンプルレートの２倍とな
る。例えばΦ１＝１６．２ＭＨｚとすると出力のサンプ
ルレートは３２．４ＭＨｚ（＝Φ２）である。上記２次
元内挿フィルタ１４の周波数特性は、従来例に示すＭＵ
ＳＥ−ＮＴＳＣコンバータの２次元内挿フィルタの周波
数特性より、広帯域な特性を有する。

【００１９】２次元内挿フィルタ１４の出力信号は、走
査線・時間軸変換装置１５に入力される。ここでは、フ
ィールドメモリ１６を用い、走査線数１１２５本２：１
インタレースの信号から、走査線数５２５本２：１イン
タレースの信号に変換される。さらに、水平走査周波数
を３３．７５ＫＨｚから、１５．７５ＫＨｚに変換する
時間軸変換が行われる。

【００２０】走査線・時間軸変換装置１５の出力信号の
うち輝度信号２１は、輝度信号出力処理装置２２によ
り、輪郭補正、ブランキング付加等が行われ、Ｄ／Ａ変
換器２３でアナログ信号に変換され出力端子２４に出力
される。走査線・時間軸変換装置１５の出力信号のうち
色差信号１７は、色差信号出力処理装置１８により、Ｔ
ＣＩデコード、ブランキング付加等が行われ、Ｄ／Ａ変
換器１９ａ、１９ｂを介してＲ−Ｙ信号、Ｂ−Ｙ信号と
して出力端子２０ａ、２０ｂにそれぞれ出力される。

【００２１】図１に戻って、先のＤ／Ａ変換器２３、１
９ａ、１９ｂの出力信号は、Ａ／Ｄ変換器２５によりデ
ジタル信号に変換され、３次元Ｙ／Ｃ分離回路６０に入
力される。ここではＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータ１０
０の出力信号から、フレーム間の折り返し成分を除去す
る。

【００２２】Ａ／Ｄ変換器２５の出力信号のうち、輝度
信号５０は、映像信号を２６２ライン遅延するメモリ３
０と、減算器３３、３４、３７と、加算器３５、３６
と、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路４６に入力される。メ
モリ３０の出力信号は、映像信号を２６３ライン遅延す
るメモリ３１と、加算器３６に入力される。メモリ３１
の出力信号は、映像信号を５２５ライン遅延するメモリ
３２と、加算器３５と、減算器３３に入力される。減算
器３３の出力信号は、１フレーム間差信号であり、動き
検出回路４１に入力される。メモリ３２の出力信号は、
減算器３４に入力される。減算器３４の出力信号は、２
フレーム間差信号であり、動き検出回路４１に入力され
る。動き検出回路４１では、画像の動き領域の検出が行
われる。

【００２３】加算器３５の出力信号は、１フレーム間和
信号、すなわち静止画処理信号として、混合器４２へ入
力される。加算器３６の出力信号は、１フィールド間和
信号として、減算器３７と、加算器３８へ入力される。
減算器３７の出力信号は、低域通過フィルタ３９に入力
される。低域通過フィルタ３９は、例えば３．７３ＭＨ
ｚを−３ｄＢとする周波数特性を有する。低域通過フィ
ルタ３９の出力信号は、レベル調整回路４０を介し、加
算器３８に入力される。加算器３８の出力信号のうち、
３．７３ＭＨｚ以下の低域成分は、現フィールドの信号
であり、３．７３ＭＨｚ以上の高域成分は、前フィール
ドの信号と垂直方向に加算された信号４８となる。信号
４８は、信号選択回路４７を介し、混合器４２へ動画処
理信号として入力される。また、フィールド内で輝度信
号、色差信号の分離を行うフィールド内Ｙ／Ｃ分離回路
４６の出力信号も信号選択回路４７に入力されている。

【００２４】信号選択回路４７は、たとえばＭＵＳＥ−
ＮＴＳＣコンバータ１００で発生されるＭＵＳＥ−ＮＴ
ＳＣ判別信号２６に応じて信号の選択を行う。すなわ
ち、入力信号がＭＵＳＥ信号の場合、信号選択回路４７
は、信号加算回路３８の出力信号を選択して出力し、Ｎ
ＴＳＣ信号の場合、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路４６の
出力信号を選択する。混合器４２は、動き検出回路４１
の出力信号の値に応じ、動静処理された信号を混合して
出力する。混合器４２の出力信号は、Ｄ／Ａ変換器４４
を介して出力される。

【００２５】Ａ／Ｄ変換器２５の出力信号のうち、色差
信号５１、５２は、色信号処理回路４３に入力される。
色信号処理回路４３では、輝度信号と同様に、静止画処
理、動画処理が行われ、動き検出回路４１の出力信号の
値に応じて混合されＤ／Ａ変換器４５を介して出力され
る。

【００２６】上記したようにこのシステムは、ＭＵＳＥ
信号をデコードし、広帯域のフィールド内内挿処理、走
査線変換、時間軸変換した信号に対し、３次元Ｙ／Ｃ分
離を行う手段を一部用い、その中のフィールドメモリ
（遅延器）３０を兼用している。ここで、動画部分のフ
ィールド間垂直フィルタ処理を施し動画用成分を加算器
３６から得る。また入力の垂直高域成分を減算器３７か
ら抽出し、さらにＬＰＦ３９で水平低域成分を抽出して
動画用成分に加算することで動画の品位向上を得る。静
画部分については、前記３次元Ｙ／Ｃ分離手段の静画処
理出力信号を用い、動き信号に応じて、先の改善された
動画用成分と混合することにより、特に動画領域に関
し、高画質な標準テレビジョン信号を得る。なお、この
発明は上記の実施例に限定されるものではなく、ほかに
も各種の実施例が可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、動画領
域の画質改善を目的とし、動画領域で８ＭＨｚ以上の周
波数成分に対し、フィールド間の演算を行ったＭＵＳＥ
信号を受信し、標準テレビジョン信号へ変換する装置に
おいて、既存の３次元Ｙ／Ｃ分離回路の一部、たとえば
フィールドメモリ等を兼用することにより、最小限の回
路規模増加で、現行の標準テレビジョン信号より、特に
動画における解像度の改善が可能となる。さらに、フィ
ールド間の演算を行うことにより、従来より動画領域に
おけるＳ／Ｎ改善が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図。

【図２】図１のＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータ１００を
示す構成説明図。

【図３】従来のＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータの構成説
明図。

【図４】動画を改善したＭＵＳＥシステムを示す説明
図。

【符号の説明】

１１、２５…Ａ／Ｄ変換器、１２…入力処理装置、１３
…同期信号発生装置、１４…２次元内挿フィルタ、１５
…走査線・時間軸変換装置、１６…フィールドメモリ、
１８…色差信号出力処理装置、１９ａ、１９ｂ、２３、
４４、４５…Ｄ／Ａ変換器、２２…輝度信号出力処理装
置、３０、３１、３２…メモリ、３３、３４、３７…減
算器、３５、３６、３８…加算器、３０…低域通過フィ
ルタ、４０…信号レベル調整回路、４１…動き検出回
路、４２…混合器、４３…色信号処理回路、４７…信号
選択回路、６０…３次元Ｙ／Ｃ分離回路、１００…ＭＵ
ＳＥ−ＮＴＳＣコンバータ、２６…ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣ
判別信号。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＭＵＳＥ信号を標準テレビジョン信号の方
   式、走査線数及び水平周波数の信号に変換するとともに
   輝度信号と色信号とに分離して出力するＭＵＳＥ−ＮＴ
   ＳＣ変換手段と、 前記輝度信号を複数段のフィールド遅延器で遅延させる
   遅延手段と、 前記遅延手段から得られる遅延時間が異なる複数の信号
   を用いて画像動きを検出する動き検出手段と、 前記遅延手段から得られる遅延時間が異なる複数の信号
   を用いてフレーム間の加算演算を行い静止画用の成分を
   得る第１の演算手段と、 前記遅延手段から得られる遅延時間が異なる複数の信号
   を用いてフィールド間の加算演算を行い動画用の成分を
   得る第２の演算手段と、 前記第２の演算手段の出力と前記輝度信号を用いて前記
   輝度信号に含まれる高域成分を抽出する第３の演算手段
   と、 前記第３の演算手段の出力の低域成分を前記第２の演算
   手段の出力に置換する第４の演算手段と、 前記ＭＵＳＥ信号処理時には、前記第４の演算手段の出
   力と前記第１の演算手段の出力とを前記動き検出手段か
   らの検出信号に応じて混合して出力する混合手段とを具
   備したことを特徴とするテレビジョン信号変換処理装
   置。
2. 【請求項２】前記輝度信号は、フィールド内の走査線を
   加算するフィールド内Ｙ／Ｃ分離回路に供給され、前記
   混合手段の入力部には、前記第４の演算手段の出力と、
   前記フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路の出力とを選択的に導
   入するスイッチが接続されていることを特徴とする請求
   項１記載のテレビジョン信号変換処理装置。
3. 【請求項３】前記スイッチは、前記ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣ
   変換手段から得られる入力信号判別信号により制御され
   ることを特徴とする請求項２記載のテレビジョン信号変
   換処理装置。