JPH1118059A - プログレッシブビデオ信号をインタレースビデオ信号に変換するコンバータおよびその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 インターレースビデオ信号の帯域幅を維持し
ながら、かつプログレッシブビデオ信号の垂直解像度を
保って、 後者の信号から前者の信号に変換する装置、
方法と前者の信号から後者の信号を回復する装置、方法
を提供する。 【解決手段】 プログレッシブ−インタレースビデオコ
ンバータ１０は、プログレッシブビデオプレプロセッサ
１０５およびコンバータ１１０を含む。後者は、ビデオ
フレーム中の１本の走査線を、その前またはその後の走
査線に置き換える。プレプロセッサは、フレーム中の適
切な場所の１本または多数の走査線に所定値を割り当て
得る。各フレームは、少なくとも１本の冗長走査線を有
する。フレーム変更情報は、デジタルビデオストリーム
の補助データ部に符号化される。インタレース−プログ
レッシブビデオコンバータは、補助データプレプロセッ
サと、帰納インタレース−プログレッシブコンバータ
と、２つのデジタル標準コンバータとを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオ信号を１つ
のフォーマットから別のフォーマットに変換する方法お
よび装置に関し、具体的には、デジタルプログレッシブ
ビデオ信号をデジタルインタレースビデオ信号に変換
し、再びデジタルプログレッシブビデオ信号に変換する
方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、テレビジョン放送および消費者電
子産業においてプログレッシブ走査ビデオフォーマット
がますます普及している。プログレッシブ走査ビデオフ
ォーマットは、提案されている５２５プログレッシブ
（５２５ｐ）フォーマットシステム用に特に普及してい
る。５２５ｐフォーマットシステムは、ＮＴＳＣ信号の
垂直解像度をほぼ２倍にし、既存の５２５インタレース
（５２５ｉ）フォーマットシステムとの互換性を持たせ
ることが可能である。５２５ｐフォーマットシステムは
また、高品位テレビジョン（ＨＤＴＶ）信号によって必
要とされる伝送帯域幅の数分の１の帯域幅の高品位（Ｈ
Ｄ）に近い画質を与える。そのようなＨＤに近い品質の
ビデオ信号の一例は、５２５本の垂直走査線でプログレ
ッシブに走査されるフィルムから生成されるビデオ信号
である。

【０００３】テレビ映画（telecine）システムは通常、
動画フィルムを磁気記録媒体に転写するために用いられ
る。そのようなテレビ映画システムの１つは、フレーム
インタライントランスファー（ＦＩＴ）ＣＣＤフィルム
スキャナである。フィルム−テープトランスファーシス
テムの他の例は、BensonおよびFink（1991）による「HD
TV Advanced Television for the 1990s」に記載されて
おり、本明細書において、この文献を参考として援用す
る（第１３章参照）。ほとんどのテレビ映画システムに
よって生成されるビデオ信号は、既存のインタレースビ
デオ機器（これらの機器はプログレッシブ信号を生成す
ることができるものであるが）と互換性を持たせるため
にインタレースされる。一旦ビデオ信号がインタレース
フォーマットにされると、この信号の垂直解像度は、プ
ログレッシブビデオフォーマットの垂直解像度の半分に
低減される。インタレースビデオ信号（ＩＶＳ）をプロ
グレッシブビデオ信号（ＰＶＳ）にアップコンバートす
る方法はあるが、その変換機器は高価であることが多
く、その質は、もとのプログレッシブビデオ信号ほど良
いものではない。

【０００４】図１２は、動画フィルムからプログレッシ
ブビデオ信号を生成するため、およびプログレッシブビ
デオ信号をインタレースビデオ信号に変換するための典
型的なテレビ映画システムのブロック図である。このシ
ステムは、連続プロジェクタ２、ＣＣＤカメラ３、およ
びデジタル標準コンバータ４を含む。このシステムは、
（１）連続プロジェクタ２を通して２４フレーム／秒の
動画フィルムを走査し、同じフレームレートのプログレ
ッシブビデオ信号を生成し、（２）各フレームを一時的
にデジタルメモリに格納し、（３）２：１垂直走査線間
引き（例えば、走査線平均化）および結果として得られ
た偶数および奇数フィールドに対して３−２プルダウン
動作を行うデジタル標準コンバータ４を通して（ＮＴＳ
Ｃで）６０フィールド／秒のレートでメモリから信号を
取り出す。コンバータ４が、フィールドインテグレーシ
ョン（field integration）と通常呼ばれる平均化プロ
セスを行い、インタレース走査モニタにおいてインター
ラインフリッカ（interline flicker）を低減すること
が必要である。インタレースビデオ信号は、磁気テープ
あるいは光ディスクに記録され、ＶＴＲなどの再生装置
６を通して表示装置８で再生される。

【０００５】図１１は、画像信号が上述のようにインタ
レースフォーマットにダウンコンバートされているイン
タレースフィルム走査システム、および動画フィルムが
フィールドインテグレーションを行わずに（即ち、２：
１垂直間引きで）プログレッシブに走査される仮説のプ
ログレッシブフィルム走査システムのアパーチャレスポ
ンス（aperture response）を示す。このグラフは、ナ
イキスト限界に対するアパーチャレスポンスを表す。こ
のグラフは、実線で示すプログレッシブフィルム走査シ
ステムと比べて、破線で示すインタレースフィルム走査
システムの垂直周波数量が大幅に損失することを実証し
ている。

【０００６】これまでには、動画フィルムから得られる
ビデオ信号の垂直解像度を向上する試みがあった。Fuji
namiによる「APPARATUS AND METHOD FOR PRODUCING DOW
NWARDS COMPATIBLE VIDEO SIGNALS WITH INCREASED VER
TICAL RESOLUTION, AND APPARATUS FOR REPRODUCING AN
D DISPLAYING SAME」と題された1996年1月16日発行の米
国特許第5,485,280号およびFujinamiによる「APPARATUS
AND METHOD FOR PRODUCING DOWNWARDS COMPATIBLE VID
EO SIGNALS WITH INCREASED VERTICAL RESOLUTION, AND
APPARATUS FOR REPRODUCING AND DISPLAYING SAME」と
題された1996年4月23日発行の米国特許第5,510,902号の
各々は、垂直解像度が増加したダウンワード互換性ビデ
オ信号を生成する方法および装置を開示している。本明
細書において、これらの特許の各々を参考として援用す
る。

【０００７】これらの特許に記載されたプロセスは幾つ
かのステップを包含する。まず、フィルムを高品位テレ
ビ映画装置を通して走査し、１１２５本の走査線および
１６：９のアスペクト比を有するインタレース高品位ビ
デオ信号を生成する。インタレース高品位ビデオ信号
は、プログレッシブ高品位ビデオ信号に変換され、この
プログレッシブ高品位ビデオ信号はその後、より少ない
垂直方向の線を有する標準品位ビデオ信号にダウンコン
バートされる。最後に、プログレッシブ標準品位ビデオ
信号は、垂直解像度が増加したインタレース標準品位ビ
デオ信号に変換される。結果として得られたインタレー
スビデオ信号の増加した垂直解像度は、各標準品位プロ
グレッシブフレームの奇数線を、インタレースビデオ信
号に対応する奇数フィールドメモリに直接与えることに
よって達成される。同様に、各標準品位プログレッシブ
フレームの偶数線は、偶数フィールドメモリに直接与え
られる。その結果、ダウンコンバートの間垂直方向のロ
ーパスフィルタリングが行われないため、インタレース
ビデオ信号の垂直解像度は、標準ＮＴＳＣビデオ信号の
垂直解像度に対して増加する。

【０００８】また、垂直解像度が増加したインタレース
ビデオ信号の存在を示すために、記録／再生装置にフラ
グ信号が与えられる。従って、意図されたプログレッシ
ブ画像を再生するために、プログレッシブ走査モニタを
選択することができる。しかし、垂直解像度が増加した
インタレースビデオ信号は、垂直方向のローパスフィル
タリングが行われてもあるいは行われなくても、インタ
ーラインフリッカあるいは大幅なエイリアジング効果を
伴わずにインタレース走査モニタに適切に表示すること
ができない。従って、米国特許第5,485,280号および米
国特許第5,510,902号に提案されたプロセスは、既存の
システムと完全に互換性があるわけではない。さらに、
垂直解像度が増加したインタレースビデオ画像を生成す
るためには、既存のテレビ映画システムに対して大幅な
ハードウェアの改変が必要である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従って、既存の記録機
器および標準ビデオインタフェースとのバックワード互
換性を有するインタレースビデオ信号出力を維持しなが
ら、プログレッシブフィルム走査システムの垂直解像度
を保つ、ＦＩＴベースのＣＣＤフィルムスキャナなど
の、テレビ映画システムのための装置を提供するという
課題がある。また、インタレースビデオ信号およびプロ
グレッシブビデオ信号の両方が異なる応用に利用可能と
なるように、同じインタレースビデオの信号帯域幅を維
持しながらプログレッシブビデオ信号の垂直解像度を保
って、プログレッシブビデオ信号とインタレースビデオ
信号との間の変換を行う装置を提供するという課題があ
る。また、任意のＣＣＤベースのフィルムスキャナまた
はその他の同様の装置によって生成される従来のインタ
レースビデオソースからのプログレッシブビデオに対応
する完全垂直解像度の回復に対する経済的な解決策を提
供するという課題がある。

【００１０】よって、本発明の目的は、インターレース
ビデオ信号の帯域幅を維持しながら、かつプログレッシ
ブビデオ信号の垂直解像度を保って、プログレッシブビ
デオ信号からインタレースビデオ信号に変換する装置お
よび方法、及びこのインタレースビデオ信号からプログ
レッシブビデオ信号を回復する装置および方法を提供す
ることである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの局面によ
れば、プログレッシブビデオ信号をインタレースビデオ
信号に変換するためのコンバータは、置き換え走査線デ
ータを生成し、プログレッシブ水平走査線のうちの少な
くとも１本を該置き換え走査線データに置き換えるため
のプレプロセッサと、該プログレッシブビデオ信号を該
インタレースビデオ信号に変換するための変換手段とを
含む。これにより、上記目的が達成される。

【００１２】ある実施形態によれば、該置き換え走査線
データは、該プログレッシブ水平走査線のうちの１本で
ある。

【００１３】ある実施形態によれば、該走査線のうちの
１本は、その前の走査線およびその後の走査線のうちの
１本と同一にされ、該その前の走査線およびその後の走
査線が該置き換え走査線データである。

【００１４】ある実施形態によれば、該インタレースビ
デオ信号は偶数フィールドおよび奇数フィールドを含
み、該変換手段は、以下の方程式を用いて該インタレー
スビデオ信号を生成するための手段をさらに含み、 奇数フィールド；ｋ＝０，１，...，ｎ／２−１の場
合： ｕ（ｋ）＝（ｙ（２ｋ）＋ｙ（２ｋ＋１））／２； 偶数フィールド；ｋ＝０，１，...，ｎ／２−１の場
合： ｖ（ｋ）＝（ｙ（２ｋ＋１）＋ｙ（２ｋ＋２））／２ ここで、ｙは該プログレッシブビデオ信号のフレームの
水平走査線であり、ｕは該奇数フィールドの水平走査線
であり、ｖは該偶数フィールドの水平走査線である。

【００１５】ある実施形態によれば、該インタレースビ
デオ信号は偶数フィールドおよび奇数フィールドを含
み、該変換手段は、以下の方程式を用いて該インタレー
スビデオ信号を生成するための手段をさらに含み、 奇数フィールド；ｋ＝１，...，ｎ／２−１の場合： ｕ（ｋ−１）＝（ｙ（２ｋ−２）／４＋ｙ（２ｋ−１）
／２＋ｙ（２ｋ）／４）； 偶数フィールド；ｋ＝１，...，ｎ２／−１場合： ｖ（ｋ−１）＝（ｙ（２ｋ−１）／４＋ｙ（２ｋ）／２
＋ｙ（２ｋ＋１）／４） ここで、ｙは該プログレッシブビデオ信号の水平走査線
であり、ｕは該奇数フィールドの水平走査線であり、ｖ
は該偶数フィールドの水平走査線である。

【００１６】ある実施形態によれば、該変換手段は、
（１）該プログレッシブビデオ信号を該インタレースビ
デオ信号に変換するために変換パラメータを用いる手段
と、（２）該変換パラメータを表すデータを該インタレ
ースビデオ信号に加える手段とをさらに含む。

【００１７】ある実施形態によれば、該コンバータは、
該プログレッシブビデオ信号が該インタレースビデオ信
号から回復できることを示すデータ信号を該インタレー
スビデオ信号に含むための手段をさらに含む。

【００１８】ある実施形態によれば、該コンバータは、
該置き換え走査線データについての情報を含むデータ信
号を該インタレースビデオ信号に含むための手段をさら
に含む。

【００１９】ある実施形態によれば、該データ信号は、
該置き換え走査線データを含む。

【００２０】ある実施形態によれば、該置き換え走査線
データは所定値である。

【００２１】本発明の別の局面によれば、インタレース
水平走査線を有するインタレースビデオ信号を、プログ
レッシブ水平走査線を有するプログレッシブビデオ信号
に変換するためのコンバータは、置き換え走査線データ
を取り出すための取り出し手段を含み、該置き換え走査
線データは該プログレッシブ水平走査線のうちの１本に
対応し、該置き換え走査線データを用いて該インタレー
スビデオ信号を該プログレッシブビデオ信号に変換する
ための変換手段をさらに含む。これにより、上記目的が
達成される。

【００２２】ある実施形態によれば、該置き換え走査線
データは、該プログレッシブビデオ信号の水平走査線の
うちの１本である。

【００２３】ある実施形態によれば、該インタレースビ
デオ信号は偶数フィールドおよび奇数フィールドを含
み、該変換手段は、以下のフォワード帰納方程式および
バックワード帰納方程式を用いて該プログレッシブビデ
オ信号を生成するための手段をさらに含み、 フォワード帰納方程式： ｙ（２ｊ＋１）＝２ｕ（ｊ）−ｙ（２ｊ） ここで、ｊ＝Ｊ，Ｊ＋１，...，ｎ／２−１； ｙ（２（ｊ＋１））＝２（ｖ（ｊ）−ｕ（ｊ））＋ｙ
（２ｊ） ここで、ｊ＝Ｊ，Ｊ＋１，...，ｎ／２−１、および バックワード帰納方程式： ｙ（２ｊ−１）＝２ｖ（ｊ−１）−ｙ（２ｊ） ここで、ｊ＝Ｊ，Ｊ−１，...，１； ｙ（２（ｊ−１））＝２（ｕ（ｊ−１）−ｖ（ｊ−
１））＋ｙ（２ｊ） ここで、ｊ＝Ｊ，Ｊ−１，...，１ ここで、ｙは該プログレッシブビデオ信号のフレームの
水平走査線であり、ｕは該奇数フィールドの水平走査線
であり、ｖは該偶数フィールドの水平走査線であり、ｙ
（２ｊ）は既知である。

【００２４】ある実施形態によれば、該インタレースビ
デオ信号は偶数フィールドおよび奇数フィールドを含
み、該プログレッシブビデオ信号は、偶数走査線および
奇数走査線を有するフレームを含み、該変換手段は、以
下の方程式を用いて該プログレッシブビデオ信号を生成
するための手段をさらに含み、 偶数走査線；ｋ＝１，...，ｎ／２の場合： ｙ（２ｋ）＝４ｕ（ｋ−１）−ｙ（２ｋ−２）−２ｙ
（２ｋ−１）； 奇数走査線；ｋ＝１，...，ｎ／２の場合： ｙ（２ｋ＋１）＝４ｖ（ｋ−１）−８ｕ（ｋ−１）＋２
ｙ（２ｋ−２）＋３ｙ（２ｋ−１） ここで、ｙは該プログレッシブビデオ信号のフレームの
水平走査線であり、ｕは該奇数フィールドの水平走査線
であり、ｖは該偶数フィールドの水平走査線であり、ｙ
（０）およびｙ（１）は既知である。

【００２５】ある実施形態によれば、該インタレースビ
デオ信号は、該置き換え走査線データを、該水平走査線
のうちのその他の走査線から識別するデータ信号を含
み、該コンバータは、該インタレースビデオ信号から該
データ信号を取り出すための手段をさらに含む。

【００２６】ある実施形態によれば、該インタレース信
号は、変換パラメータを表すデータ信号を含み、該変換
手段はさらに、該変換パラメータを用いて該インタレー
スビデオ信号を該プログレッシブビデオ信号に変換する
ためのものである。

【００２７】本発明のさらに他の局面によれば、プログ
レッシブ水平走査線を有するプログレッシブビデオ信号
を、インタレース水平走査線を有するインタレースビデ
オ信号に変換するため、および該インタレースビデオ信
号を該プログレッシブビデオ信号に変換するためのシス
テムコンバータは、置き換え走査線データを生成するた
め、および、該プログレッシブ水平走査線のうちの少な
くとも１本を該置き換え走査線データに置き換えるため
のプレプロセッサと、該プログレッシブビデオ信号を、
該インタレースビデオ信号に変換するための第１の変換
手段と、該置き換え走査線データを取り出すための取り
出し手段と、該置き換え走査線データを用いて、該イン
タレースビデオ信号を該プログレッシブビデオ信号に変
換するための第２の変換手段とを含む。これにより、上
記目的が達成される。本発明のさらに他の局面によれ
ば、プログレッシブビデオ信号をインタレースビデオ信
号に変換する方法であって、該プログレッシブビデオ信
号はプログレッシブ水平走査線を含み、該方法は、
（ａ）置き換え走査線データを生成するステップと、
（ｂ）該プログレッシブ水平走査線のうちの少なくとも
１本を、該置き換え走査線データに置き換えるステップ
と、（ｃ）該プログレッシブビデオ信号の中の隣接する
走査線からのデータを組み合わせることによって、該プ
ログレッシブビデオ信号を該インタレースビデオ信号に
変換するステップとを包含する。これにより、上記目的
が達成される。

【００２８】ある実施形態によれば、該置き換え走査線
データは該プログレッシブ水平走査線のうちの１本であ
る。

【００２９】ある実施形態によれば、該プログレッシブ
水平走査線はｎ本あり、ｎはゼロよりも大きく、該置き
換え走査線データは、該プログレッシブ水平走査線のう
ちの１本であり、該ステップ（ｃ）は、該プログレッシ
ブ水平走査線のうちのｋ番目のプログレッシブ水平走査
線を該置き換え走査線データに置き換えるステップをさ
らに包含し、ここで０≦ｋ≦ｎである。

【００３０】本発明のさらに他の局面によれば、インタ
レース水平走査線を有するインタレースビデオ信号を、
プログレッシブ水平走査線を有するプログレッシブビデ
オ信号に変換する方法は、（ａ）置き換え走査線データ
を取り出すステップを包含し、該置き換え走査線データ
は、該プログレッシブ水平走査線のうちの１本に対応
し、（ｂ）該置き換え走査線データを用いて、該インタ
レースビデオ信号を該プログレッシブビデオ信号に変換
するステップをさらに包含する。これにより、上記目的
が達成される。

【００３１】本発明はプログレッシブビデオ信号をイン
タレースビデオ信号に変換するコンバータシステムおよ
びその方法において実施される。このシステムは、プロ
グレッシブフレームの１つあるいは幾つかの走査線デー
タを、インタレース−プログレッシブ（ＩＴＰ）復号化
器に既知であるかまたはインタレース−プログレッシブ
（ＩＴＰ）復号化器によって取り出し可能である所定の
機構に置き換えるプレプロセッサを含む。例えば、フレ
ームのｋ番目の走査線は、特定のデータ値（即ち、定
数）か、あるいは、その前またはその後の走査線に等し
くすることができる。プロセスにおいて誤り伝搬免疫を
増加させて、起こり得る記録媒体再生誤りを避けるため
に、フレームの２本以上の走査線を、一組の既知の値
に、あるいは、その前またはその後の走査線に置き換え
てもよい。

【００３２】本発明はさらに、ＩＴＰ復号化器に、
（１）回復可能なプログレッシブビデオ信号の存在と、
（２）適切なプログレッシブビデオ信号復号化のための
置き換え走査線情報とを示す制御信号をインタレースビ
デオ信号の補助データに加える制御信号ジェネレータに
おいて実施される。

【００３３】本発明はまた、インタレースビデオ信号を
プログレッシブビデオ信号に変換するコンバータシステ
ムおよび方法において実施される。コンバータシステム
は、補助ビデオデータに組み込まれた制御信号に基づい
て置き換え走査線データを取り出すプレプロセッサと、
インタレースビデオ信号をプログレッシブビデオ信号に
変換するコンバータとを含む。コンバータは、帰納的ア
ルゴリズムを用いて、プレプロセッサによって決定され
る置き換え走査線情報に基づいて、プログレッシブビデ
オ信号の走査線を連続的に回復する。また、２４フレー
ム／秒のインタレースビデオ信号入力から３０フレーム
／秒のインタレースビデオ信号を生成するデジタル標準
コンバータも提供される。

【００３４】

【発明の実施の形態】添付の図面を参照しながら、好適
な実施形態についての以下の詳細な説明を考慮すること
により、本発明がより良く理解される。

【００３５】［概要］図１Ａおよび図１Ｂは、プログレ
ッシブ−インタレース（ＰＴＩ）コンバータ１０および
インタレース−プログレッシブ（ＩＴＰ）コンバータ２
０をそれぞれ示す。ＰＴＩコンバータ１０は、インタレ
ースビデオフォーマットおよびプログレッシブビデオフ
ォーマットがともに望ましいＣＣＤベースのテレビ映画
システムで用いられ得、ＩＴＰコンバータ２０は、イン
タレースビデオフォーマットおよびプログレッシブビデ
オフォーマットがともに望ましい任意の電子装置で用い
られ得る。

【００３６】ＰＴＩコンバータ１０は、２本または２本
以上の連続する走査線を同一にするか、あるいは、１本
または数本の走査線を一定にするかのいずれかによっ
て、ＣＣＤカメラから生成されたプログレッシブビデオ
信号を予め処理するプログレッシブビデオプレプロセッ
サ１０５を含む。次に、コンバータ１１０は、フィール
ドインテグレーションあるいは垂直方向の２：１間引き
を用いて、プログレッシブビデオ信号をインタレースビ
デオ信号に変換する。いずれの場合も、フィルムをどの
ように走査／変換するかについての情報は、任意の適切
なデジタルビデオデータストリームの補助データに組み
込むことができる。この情報としては、例えば、繰り返
されている走査線の場所または定数値を有する走査線の
場所、およびフィールドインテグレーションまたは間引
きパラメータ、などがある。

【００３７】ＩＴＰコンバータ２０は、（１）ＰＴＩコ
ンバータ１０によって生成された２４フレーム／秒のＩ
ＶＳを２４フレーム／秒のプログレッシブビデオ信号に
変換し、３：２プルダウンを用いてこのプログレッシブ
ビデオ信号を６０フレーム／秒のプログレッシブビデオ
信号に変換する、および／または（２）デジタル標準変
換を用いて２４フレーム／秒のＩＶＳを３０フレーム／
秒のＩＶＳに変換する。ＩＴＰコンバータ２０は、復号
化動作を行うために、インタレースビデオ信号の補助デ
ータに組み込まれたデータを取り出すプレプロセッサ１
２０を含む。補助データに組み込まれたデータは、２本
あるいは２本以上の走査線の場所、または、所定（一
定）値を有する走査線の場所を含む。組み込まれたデー
タはまた、フィールドインテグレーションまたは間引き
パラメータを含み得る。

【００３８】一旦、ＩＴＰコンバータ２０が、組み込ま
れたデータを識別すると、帰納ＩＴＰアップコンバータ
１３０は、もとのプログレッシブ走査線を上から下にお
よび／または下から上に連続的に決定するフォワードお
よび／またはバックワード帰納アルゴリズムを用いて、
インタレースビデオ信号を変換する。デジタル標準コン
バータＩ１３５は、アップコンバータ１３０からの２４
フレーム／秒のプログレッシブビデオ信号を、６０フレ
ーム／秒のＰＶＳに変換する。

【００３９】３０フレーム／秒の（ＮＴＳＣ）ＩＶＳを
生成するために、デジタル標準コンバータII１２５は、
２４ＨｚのＩＶＳから、５つおきのフィールドを繰り返
す。ＩＴＰコンバータ２０は、二重の能力を有している
ため、放送および消費者エレクトロニクス産業の既存の
記録機器および標準ビデオインタフェースとのバックワ
ード互換性を有する（ＮＴＳＣ）インタレースビデオ信
号出力を維持しながら、なおかつプログレッシブフィル
ム走査システムの垂直解像度を保つ。さらに、インタレ
ースビデオ信号の垂直解像度を２倍にするような信号帯
域幅の増加はない。さらに、提案されたＰＴＩコンバー
タ１０およびＩＴＰコンバータ２０は、インタレースビ
デオソースからのプログレッシブビデオ信号に対応する
完全な垂直解像度を回復する経済的なプロセスを提供す
る。ＰＴＩコンバータ１０およびＩＴＰコンバータ２０
はそれぞれ、プログレッシブビデオフォーマットおよび
インタレースビデオフォーマットがともに望ましい既存
のテレビ映画システムおよびデジタルＶＴＲへのアドオ
ンユニットにすることができる。

【００４０】［例示的実施形態の説明］以下、ＰＴＩコ
ンバータ１０の動作を図２Ａ、図３および図４を参照し
て説明する。ＰＴＩコンバータ１０（図１Ａに図示）に
は、１フレームにつきｎ本の水平走査線ｙ（ｋ）を含む
フレームからなるプログレッシブビデオ信号ＰＶＳが与
えられる。ここで、ｋ＝０，１，...，ｎ−１である。
例示的なフレーム３２を図４に示している。図２Ａに示
すように、ステップ２００で、ＰＴＩコンバータは、各
フレーム３２について、走査線ｙ（０）を走査線ｙ
（１）に置き換えるか、あるいは、走査線ｙ（１）を走
査線（０）に置き換える。

【００４１】以下に説明するように、例えば第１の水平
走査線ｙ（０）または第２の水平走査線ｙ（１）が既知
であると仮定すると、プログレッシブビデオ信号ＰＶＳ
は回復され得る。第１の水平走査線ｙ（０）または第２
の水平走査線ｙ（１）を繰り返すことによって、インタ
レースビデオ信号ＩＶＳのフィールド３４の水平走査線
ｕ（０）のうちの１本が、プログレッシブビデオ信号Ｐ
ＶＳの第１の水平走査線ｙ（０）または第２の水平走査
線ｙ（１）と同じになる。即ち、インタレース−プログ
レッシブコンバータは、水平走査線ｕ（０）を用いて、
もとのプログレッシブビデオ信号の垂直解像度を保ちな
がらプログレッシブビデオ信号を回復することができ
る。インタレースビデオ信号ＩＶＳは、水平走査線ｕ
（ｍ）およびｖ（ｍ）をそれぞれ有するフィールド３４
および３６を含む。ここで、ｍ＝０，１，...，ｎ／２
である。

【００４２】ステップ２０５で、プログレッシブビデオ
信号ＰＶＳは、インタレースビデオ信号ＩＶＳに変換さ
れる。インタレースビデオ信号ＩＶＳに対するさらなる
処理がなければ、例えばｙ（０）が既知であるとする
と、フィールド３４および３６（図４に図示）を含むイ
ンタレースビデオ信号ＩＶＳは、プログレッシブビデオ
信号ＰＶＳに変換され得る。ＰＴＩコンバータ１０は、
奇数フィールドおよび偶数フィールドを生成するための
以下の方程式（１）および（２）に従って、各フレーム
（図４に図示）の偶数水平走査線ｙ（０），ｙ（２），
ｙ（４），...，ｙ（Ｋ−１）と、奇数水平走査線ｙ
（１），ｙ（３），ｙ（５），...，ｙ（Ｋ）とを組み
合わせる。

【００４３】奇数フィールド；ｋ＝０，１，...，ｎ／
２−１の場合： ｕ（ｋ）＝（ｙ（２ｋ）＋ｙ（２ｋ＋１））／２ ...（１） 偶数フィールド；ｋ＝０，１，...，ｎ／２−１の場
合： ｖ（ｋ）＝（ｙ（２ｋ＋１）＋ｙ（２ｋ＋２））／２ ...（２） 上記方程式（１）および（２）において、ｙ（ｋ）は、
例えばテレビ映画装置によって生成された、インタレー
スビデオ信号ＩＶＳに変換する前のプログレッシブビデ
オ信号ＰＶＳのフレームの水平走査線であり、ｕ（ｋ）
およびｖ（ｋ）は、インタレースビデオ信号ＩＶＳのフ
ィールド３４および３６それぞれの水平走査線である。

【００４４】再び図１Ａを参照して、プログレッシブビ
デオ信号ＰＶＳは、プログレッシブビデオプレプロセッ
サ１０５に与えられる。プレプロセッサ１０５は、プロ
グレッシブビデオ信号ＰＶＳのフレーム３２の第１の水
平走査線ｙ（０）または第２の水平走査線ｙ（１）を選
択し、第２の水平走査線ｙ（１）を第１の水平走査線ｙ
（０）に置き換えるかあるいはその逆を行い、変更され
たプログレッシブビデオ信号を生成する。変更されたプ
ログレッシブビデオ信号はコンバータ１１０に与えら
れ、コンバータ１１０は、フィールドトランスファー動
作または２：１間引き動作を実現し、インタレースビデ
オ信号ＩＶＳを生成する。上記方程式（１）および
（２）を実現してフィールドトランスファー動作を行う
コンバータ１１０のより詳細なブロック図を図３に示
す。

【００４５】図３に示す回路は、例えば任意のＦＩＴＣ
ＣＤフィルムスキャナにおいて実現され得る。図３で
は、走査線ｙ（０）からｙ（ｎ）はそれぞれの加算器２
２（０）から２２（ｎ）に与えられ、これらの加算器２
２（０）から２２（ｎ）はそれぞれの除算器２４（０）
から２４（ｎ）に加算された信号を与え、水平走査線ｕ
（０）からｕ（ｎ／２）およびｖ（０）からｖ（ｎ／
２）を生成する。例えば、水平走査線ｙ（２）およびｙ
（３）は加算器２２（２）に与えられる。水平走査線ｙ
（２）およびｙ（３）を加算した後、除算器２４（２）
を用いて、加算された走査線を２で割り、図４に示す奇
数フィールド３４の水平走査線ｕ（１）を生成する。水
平走査線ｙ’（１）が、加算器２２（０）による加算の
前に水平走査線ｙ（０）に置き換えられている場合を除
いて、上記プロセスと同じプロセスを行い、水平走査線
ｕ（０）を生成する。その結果、以下に実証するよう
に、水平走査線ｕ（０）は水平走査線ｙ（０）と等価と
なる。

【００４６】図２Ａに示す実施形態では、水平走査線ｙ
（０）は、水平走査線ｕ（０）と等価である。これは、
以下の方程式（３）で実証される。この方程式（３）
は、水平走査線ｕ（０）を、上記方程式（１）をｋ＝０
として計算したものである。

【００４７】 ｕ（０）＝（ｙ（０）＋ｙ（１））／２ ...（３） 水平走査線ｙ（０）が水平走査線ｙ（１）として繰り返
されているため、上記方程式（３）は、以下の方程式
（４）として書き直すことができる。

【００４８】 ｕ（０）＝（ｙ（０）＋ｙ（０））／２＝ｙ（０） ...（４） ここで、ｙはプログレッシブビデオ信号ＰＶＳの水平走
査線であり、ｕおよびｖはインタレースビデオ信号ＩＶ
Ｓのそれぞれのフィールドの水平走査線である。

【００４９】再び図２Ａを参照して、どの走査線が置き
換えられているかを特定するデータは、信号ＩＶＳと共
に伝送される補助データに組み込まれ得る。この場合、
ステップ２０９で、繰り返されている線の場所が、イン
タレースビデオ信号ＩＶＳとともに伝送される補助デー
タに組み込まれる。さらに、コンバータ１１０によって
用いられるフィールドインテグレーションまたは間引き
パラメータを、任意の適切なデジタルビデオデータスト
リームの補助データに組み込むことができる。以下に説
明するように、フィールドインテグレーションまたは間
引きパラメータは、補助データから取り出され、帰納Ｉ
ＴＰアップコンバータ１３０によって、インタレースビ
デオ信号ＩＶＳをプログレッシブビデオ信号に変換する
ために用いられる。

【００５０】図２Ｂは、ＰＴＩコンバータ１０の別の例
示的実施形態の動作を示す。ステップ２０２で、プログ
レッシブビデオ信号ＰＶＳの第１の水平走査線ｙ（０）
は、図１Ａに示すプレプロセッサ１０５によって定数値
Ｃに置き換えられる。第１の水平走査線ｙ（０）が既知
であるとすると、プログレッシブビデオ信号ＰＶＳを回
復することができる。第１の水平走査線ｙ（０）を定数
値Ｃに置き換えることにより、この定数値をＩＴＰコン
バータ２０に格納するあるいはＩＴＰコンバータ２０に
与えることができる。その結果、プログレッシブビデオ
信号ＰＶＳの垂直解像度を保ちながら、プログレッシブ
ビデオ信号ＰＶＳをインタレースビデオ信号ＩＶＳから
回復することができる。次に、ステップ２０５で、上述
のようにプログレッシブビデオ信号ＰＶＳからインタレ
ースビデオ信号ＩＶＳが生成される。ステップ２０９
で、ＩＴＰコンバータ２０に定数値が与えられると、定
数値Ｃは、インタレースビデオ信号ＩＶＳとともに伝送
される補助データに組み込まれる。

【００５１】図２Ｃは、ＰＴＩコンバータ１０のさらに
他の例示的実施形態の動作を示す。ステップ２０４で、
プログレッシブビデオ信号ＰＶＳの水平走査線ｙ（ｉ）
は、（１）定数値あるいは（２）その前の水平走査線ｙ
（ｉ−１）またはその後の水平走査線ｙ（ｉ＋１）に置
き換えられる。ここで、１≦ｉ≦ｎ／２である。この場
合、ｙ（ｉ）は、第１の水平走査線、第２の水平走査
線、あるいは、第１または第２の水平走査線以外の水平
走査線であり得る。定数値、その前の水平走査線ｙ（ｉ
−１）、またはその後の水平走査線ｙ（ｉ＋１）は、ジ
ェネレータからコンバイナに与えられる。この場合、ス
テップ２０９で、繰り返されている線の場所が、インタ
レースビデオ信号ＩＶＳとともに伝送される補助データ
に組み込まれる。水平走査線のうちの１本が既知である
ため、プログレッシブビデオ信号ＰＶＳを回復すること
ができる。その結果、プログレッシブビデオ信号ＰＶＳ
の垂直解像度を保ちながら、インタレースビデオ信号Ｉ
ＶＳからプログレッシブビデオ信号ＰＶＳを回復するこ
とができる。次に、ステップ２０５で、上述のようにプ
ログレッシブビデオ信号ＰＶＳからインタレースビデオ
信号ＩＶＳが生成される。さらに、プログレッシブビデ
オ信号ＰＶＳの水平走査線のうちの２本以上が置き換え
られ得る。この場合、繰り返されている線の各々の場所
が、インタレースビデオ信号ＩＶＳとともに伝送される
補助データに組み込まれる。２本以上の走査線を置き換
えることにより、誤り伝搬免疫が増加され、起こり得る
記録媒体再生誤りが回避される。これらの誤りは、ＩＴ
Ｐコンバータ２０によるインタレースビデオ信号ＩＶＳ
のプログレッシブビデオ信号ＰＶＳへの変換に影響を及
ぼし得る。

【００５２】インタレースビデオ信号ＩＶＳからプログ
レッシブビデオ信号ＰＶＳを生成するための例示的なＩ
ＴＰコンバータ２０を図１Ｂに示す。このＩＴＰコンバ
ータ２０は上述のように動作する。図５は、図１Ｂに示
す帰納ＩＴＰアップコンバータ１３０の詳細なブロック
図である。コンバータ１３０は、以下の方程式（５）お
よび（６）を実現し、このコンバータ１３０には、非圧
縮ＤＶレコーダ３００からプレプロセッサ１２０（図５
には図示せず）を介してインタレースビデオ信号ＩＶＳ
が与えられる。第１の水平走査線ｙ（０）が既知である
とすると、各走査線ｙ（ｋ）は、以下の方程式（５）お
よび（６）で示すフォワード帰納演算（forward recurs
ive operation）を用いて生成され得る。

【００５３】 ｙ（２ｊ＋１）＝２ｕ（ｊ）−ｙ（２ｊ）（奇数走査線） ...（５） ここで、ｊ＝０，１，...，ｎ／２−１である。

【００５４】 ｙ（２（ｊ＋１））＝２ｖ（ｊ）−ｙ（２ｊ＋１）（偶数走査線）...（６） ここで、ｊ＝０，１，...，ｎ／２−１である。

【００５５】図４に示すインタレースビデオ信号ＩＶＳ
の奇数フィールド３４および偶数フィールド３６の水平
走査線ｕ（ｚ）およびｖ（ｚ）は、フィールドバッファ
２１０に格納される。図５を参照して以下に説明するよ
うに、水平走査線ｕ（ｚ）およびｖ（ｚ）は、乗算器２
２５、減算器２３０、ラインバッファ２３５、ならびに
セレクタ２１５および２２０を用いてプログレッシブビ
デオ信号の水平走査線ｙ（ｋ）に変換される。

【００５６】水平走査線ｙ（２Ｊ）がＩＴＰコンバータ
２０に既知であるより一般的な場合、以下のフォワード
およびバックワード帰納方程式（forward and backward
recursive equations）（７）、（８）、（９）および
（１０）（これらの方程式において、０≦Ｊ≦ｎ／２で
ある）を用いて、垂直解像度を保ちながらプログレッシ
ブビデオ信号を回復することができる。即ち、上述の水
平走査線ｙ（ｋ）を回復することができる。従って、ｙ
（０）が既知であるとき、プログレッシブビデオ信号Ｐ
ＶＳは、フォワード帰納方程式（３）および（４）を用
いて回復され得る。

【００５７】図６に示すステップ５１０で、水平走査線
ｕ（ｚ）およびｖ（ｚ）は、フィールドバッファ２１０
に格納される。各フィールドからの水平走査線ｕ（ｚ）
およびｖ（ｚ）を用いて、プログレッシブビデオ信号Ｐ
ＶＳの水平走査線ｙ（ｋ）を生成するからである。フィ
ールドバッファ２１０は、１つ以上のフィールドを格納
する。ステップ５１５で、整数であるｋが、ｋ＝０とな
るように設定される。例えば、フィールドバッファ２１
０は、水平走査線ｖ（ｚ）を含む第１のフィールドと、
水平走査線ｕ（ｚ）を含む第２のフィールドとを格納す
る。従って、フィールドバッファ２１０から交互に水平
走査線ｕ（ｚ）およびｖ（ｚ）を与えることができる。

【００５８】ステップ５２０で、ｋがゼロよりも大きい
かどうかが判断される。ステップ５２５で、ｋがゼロで
あれば、フィールドバッファ２１０から第１の水平走査
線ｕ（０）が与えられ、この第１の水平走査線ｕ（０）
が、セレクタ２２０によってプログレッシブビデオ信号
ＰＶＳのフレームの第１の水平走査線ｙ（０）として選
択される。あるいは、ｙ（０）は、ＩＴＰコンバータ２
０のメモリ（図示せず）で格納されている一定値であっ
てもよい。この場合、一定値は、変換が始まるとメモリ
から取り出される。あるいは、一定値は、インタレース
ビデオ信号の補助データに与えられてもよい。この場
合、図１Ｂに示すプレプロセッサ１２０は、インタレー
スビデオ信号ＩＶＳから、定数値に対応するデータを取
り出す。このデータはセレクタ２２０に与えられる。

【００５９】次に、ステップ５３０で、ｋが（ｋ＋１）
に増加される。ステップ５３５で、ｋがｎよりも大きい
かどうかが判断される。ここで、ｎは、プログレッシブ
ビデオ信号ＰＶＳのフレームの水平走査線の本数であ
る。ｋがｎよりも小さければ、ステップ５２０が繰り返
される。ステップ５２０でｋがゼロよりも大きい（即
ち、１）と判断されると、図９に示すフィールド２から
のその次の水平走査線ｖ（０）が、フィールドバッファ
２１０から与えられる。フィールド１および２からの水
平走査線ｕ（ｚ）およびｖ（ｚ）は、フィールドバッフ
ァ２１０から交互に取り出される。ステップ５４５で、
乗算器２２５を用いて、取り出された水平走査線ｕ
（ｚ）またはｖ（ｚ）に２を掛け、乗算された信号か
ら、その前の水平走査線ｙ（ｋ−１）を引いて、水平走
査線ｙ（ｋ）を生成する。その後、ステップ５３０およ
び５３５が繰り返される。フレーム３２全体の水平走査
線が生成されると、ｋがｎよりも大きくなり、ステップ
５５０で、その次のフレームの処理が開始され、ステッ
プ５１０が繰り返される。

【００６０】その結果、ＰＴＩコンバータ１０およびＩ
ＴＰコンバータ２０は、水平走査線のうちの少なくとも
１本が繰り返されているかあるいは定数値に置き換えら
れている任意のプログレッシブフィルムスキャナまたは
その他の同様の装置によって生成される従来のインタレ
ースビデオソースからのプログレッシブビデオ信号に対
応する完全な垂直解像度の回復を与える。

【００６１】あるいは、ＩＰＴコンバータ２０は、プロ
グレッシブビデオ信号の１本の水平走査線ｙ（２Ｊ）が
既知であり０≦Ｊ≦ｎ／２であるより一般的な場合を実
現し得る。

【００６２】

【数１】 は、フォワードおよびバックワード帰納方程式を用いて
回復するし、アップコンバータ１３０に与える。以下に
示すフォワード帰納方程式（７）および（８）と、バッ
クワード帰納方程式（９）および（１０）を用いて、プ
ログレッシブビデオ信号を回復する。フォワード帰納方
程式（７）および（８）を用いて水平走査線ｙ（Ｊ＋
１）からｙ（ｎ−１）を生成し、バックワード帰納方程
式（９）および（１０）を用いて水平走査線ｙ（Ｊ−
１）からｙ（０）を生成する。

【００６３】フォワード推定 ｙ（２ｊ＋１）＝２ｕ（ｊ）−ｙ（２ｊ） ...
（７） ｊ＝Ｊ，Ｊ＋１，...，ｎ／２−１とする。

【００６４】 ｙ（２（ｊ＋１））＝２（ｖ（ｊ）−ｕ（ｊ））＋ｙ（２ｊ） ...（８） ｊ＝Ｊ，Ｊ＋１，...，ｎ／２−１とする。

【００６５】バックワード推定 ｙ（２ｊ−１）＝２ｖ（ｊ−１）−ｙ（２ｊ） ...（９） ｊ＝Ｊ，Ｊ−１，...，１とする。

【００６６】 ｙ（２（ｊ−１））＝２（ｕ（ｊ−１）−ｖ（ｊ−１））＋ｙ（２ｊ） ... （１０） ｊ＝Ｊ，Ｊ−１，...，１とする。

【００６７】上記方程式において、１≦Ｊ≦ｎ／２であ
り、Ｋは２Ｊと等しくない。方程式（７）および（８）
の閉形式を以下の方程式（１１）、（１２）および（１
３）に示し、方程式（９）および（１０）の閉形式を以
下の方程式（１４）、（１５）および（１６）に示す。

【００６８】フォワード推定

【００６９】

【数２】 バックワード推定

【００７０】

【数３】 図７は、本発明の別の実施形態を示しており、選択的Ｉ
ＴＰコンバータ６１０が、デジタルビデオ（ＤＶ）レコ
ーダ／プレーヤ６００に結合される。また、ＩＴＰコン
バー６１０には、プログレッシブ走査画像を表示するデ
ィスプレイ６２０が結合される。あるいは、ディスプレ
イ６２０は、インタレース画像を表示し得る。ＤＶレコ
ーダ／プレーヤは、例えば、パナソニック（Panasoni
c）製非圧縮Ｄ−５レコーダである。選択的ＩＴＰコン
バータ６１０を、ＤＶレコーダ／プレーヤ６００および
ディスプレイ６２０とは別個のものとして示している
が、選択的ＩＴＰコンバータ６１０を、ＤＶレコーダ／
プレーヤ６００および／またはディスプレイ６２０に組
込んでもよい。

【００７１】選択的ＩＴＰコンバータ６１０は、図１Ｂ
に示すＩＴＰコンバータ２０とセレクタ６０とを含む。
セレクタ６３０は、制御信号ＣＳ１に応答して、インタ
レースビデオ信号ＩＶＳをＤＶレコーダからディスプレ
イ６２０に直接与える、またはプログレッシブビデオ信
号ＰＶＳをＩＴＰコンバータ２０からディスプレイ６２
０に与える。制御信号ＣＳ１は、ディスプレイ６２０が
インタレースビデオ信号を表示するものであるか、プロ
グレッシブビデオ信号を表示するものであるかを示す。

【００７２】さらに、セレクタ６３０は、インタレース
ビデオ信号ＩＶＳからプログレッシブビデオ信号ＰＶＳ
の完全な垂直解像度を回復できるかどうかを決定する。
この場合、プログレッシブフォーマットからインタレー
スフォーマットへの変換時に、プログレッシブビデオ信
号ＰＶＳが、繰り返された水平走査線で符号化された
か、定数値を有する水平走査線で符号化されたかを示す
データが、インタレースビデオ信号ＩＶＳに含まれる。
このデータは、S. Naimpallyによる「SYSTEM ANDMETHOD
FOR TRANSMITTING DIGITAL DATA IN THE OVERSCAN POR
TION OF A VIDEOSIGNAL」と題された1994年3月3日発行
の米国特許第5,309,235号に記載されているように、垂
直ブランキング期間に伝送される、デジタル形式で符号
化されたデータとして与えられ得る。本明細書におい
て、テレビジョン信号の補助データを送ることに関す
る、上記特許の教示を参考として援用する。あるいは、
このデータは、S. Naimpallyによる「METHOD AND APPAR
ATUS FOR IMPROVING TEMPORAL VIDEO SIGNAL PROCESSIN
G USING MOTION VECTORS TRANSMITTED WITH THE VIDEO
SIGNAL」と題された1995年7月4日発行の米国特許第5,43
0,487号に記載されているように、Fukinukiタイプの変
調を用いて伝送される、デジタル形式で符号化されたデ
ータとして与えられ得る。本明細書において、テレビジ
ョン信号の補助データを送ることに関する、上記特許の
教示を参考として援用する。

【００７３】セレクタ６３０は、データを検出し、ＩＴ
Ｐコンバータ２０から与えられた信号を選択する。これ
は、ディスプレイ６２０がプログレッシブビデオ信号Ｐ
ＶＳを表示することができると仮定した場合である。回
復されたプログレッシブビデオ信号ＰＶＳのフレームレ
ートは６０Ｈｚである。その結果、インタレースビデオ
信号から、組込まれた高垂直解像度情報を取り出すこと
ができる。このようにして、インタレースデジタルビデ
オ信号およびプログレッシブデジタルビデオ信号の両方
が利用可能であり、適切なビデオシステムに経路付けさ
れて、表示され得る。

【００７４】図８は、本発明の別の実施形態を示してお
り、ＩＴＰコンバータ２０は記憶装置７００に結合され
る。また、ＩＴＰコンバータ２０には、プログレッシブ
ビデオ信号ＰＶＳおよびインタレースビデオ信号ＩＶＳ
を編集するための画像処理装置７１０が結合される。処
理すべき画像は、プログレッシブフォーマットに変換さ
れる。プログレッシブフォーマットのビデオ信号を用い
れば、標準フォーマット変換およびフレームレート変換
などの多くのデジタルビデオ処理動作をより簡単に行な
うことができるからである。画像処理装置７１０によっ
て処理されている画像は、ディスプレイ７２０に表示さ
れる。一旦画像を処理し終わると、プログレッシブビデ
オ信号ＰＶＳはＰＴＩコンバータ１０に与えられ、ＰＴ
Ｉコンバータ１０は、インタレースビデオ信号ＩＶＳを
生成し、記憶装置７４０に格納する。

【００７５】図１３および図１４はそれぞれ、ＰＴＩコ
ンバータおよびＩＴＰコンバータの別の例示的実施形態
の動作を示している。本実施形態では、インタレースビ
デオ信号−プログレッシブビデオ信号間の変換の間、３
タップ有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ（図示せ
ず）が用いられる。３タップＦＩＲフィルタのためのタ
ップ係数は、例えば［１／４，１／２，１／４］であ
る。以下、図１３を参照してＰＴＩコンバータの動作を
説明する。ＰＴＩコンバータ１０には、１フレーム当た
りｎ本の水平走査線ｙ（ｋ）を含むフレームからなるプ
ログレッシブビデオ信号ＰＶＳが与えられる。ここでｋ
＝０，１，・・・，ｎ−１である。ステップ７８０で、プ
レプロセッサ１０５は、フレームの第１の水平走査線ｙ
（０）および第２の水平走査線ｙ（１）を定数値ｙ（ｃ
ｏｎ）に置き換える。

【００７６】ステップ７９０で、コンバータ１１０は、
以下の方程式（１７）および（１８）を用いてプログレ
ッシブビデオ信号ＰＶＳからインタレースビデオ信号Ｉ
ＶＳを生成する。定数値と、プログレッシブビデオ信号
ＰＶＳを変換するための係数値とは、インタレースビデ
オ信号ＩＶＳとともに与えられる補助データに組み込ま
れ得る。インタレースビデオ信号ＩＶＳのさらなる処理
がなければ、例えば定数値ｙ（ｃｏｎ）がＩＴＰコンバ
ータに既知であるとすると、図４に示すフィールド３４
および３６を含むインタレースビデオ信号ＩＶＳを、プ
ログレッシブビデオ信号ＰＶＳに変換することができ
る。ＰＴＩコンバータ１０は、以下の方程式（１７）お
よび（１８）に従って、各フレームの偶数水平走査線ｙ
（０），ｙ（２），ｙ（４），...，ｙ（ｋ−１）およ
び奇数水平走査線ｙ（１），ｙ（３），ｙ
（５），...，ｙ（ｋ）を組み合わせて、奇数フィール
ドおよび偶数フィールドを生成する。

【００７７】 奇数フィールド；ｋ＝１，...，ｎ／２−１の場合： ｕ（ｋ−１）＝（ｙ（２ｋ−２）／４＋ｙ（２ｋ−１）／２＋ｙ（２ｋ）／４ ） ...（１７） 偶数フィールド；ｋ＝１，...，ｎ／２−１の場合： ｖ（ｋ−１）＝（ｙ（２ｋ−１）／４＋ｙ（２ｋ）／２＋ｙ（２ｋ＋１）／４ ） ...（１８） 上記方程式（１７）および（１８）では、ｙ（ｋ）は、
インタレースビデオ信号ＩＶＳに変換する前のプログレ
ッシブ画像を表す水平走査線であり、ｕ（ｋ）およびｖ
（ｋ）はインタレースビデオ信号ＩＶＳのフィールド３
４および３６（図４に図示）のそれぞれの水平走査線で
あり、ｋ＝０，...，ｎである。

【００７８】プログレッシブ走査線ｙ（ｋ）は、以下の
方程式（１９）および（２０）を実現するＩＴＰコンバ
ータ２０によって回復することができる。

【００７９】 偶数走査線；ｋ＝１，...，ｎ／２の場合： ｙ（２ｋ）＝４ｕ（ｋ−１）−ｙ（２ｋ−２）−２ｙ（２ｋ−１） ...（ １９） 奇数走査線；ｋ＝１，...，ｎ／２の場合： ｙ（２ｋ＋１）＝４ｖ（ｋ−１）−８ｕ（ｋ−１）＋２ｙ（２ｋ−２）＋３ｙ （２ｋ−１） ...（２０） 以下、図１４を参照してＩＴＰコンバータ２０の動作を
説明する。ステップ８００で、インタレースビデオ信号
ＩＶＳとともに与えられた補助データから定数値ｙ（ｃ
ｏｎ）を取り出す。さらに、コンバータ１１０によって
用いられる係数値も取り出され得、図１Ｂに示す帰納Ｉ
ＴＰアップコンバータ１３０によって用いられ得る。次
に、ステップ８１０で、コンバータ１３０は上記方程式
（１９）および（２０）を実現し、定数値ｙ（ｃｏｎ）
を水平走査線ｙ（１）およびｙ（２）に代入し、取り出
された係数値を用いることによって、水平走査線ｙ
（ｋ）を生成する。

【００８０】その結果、上記方程式（１７）および（１
８）を実現するＰＴＩコンバータ１０と、上記方程式
（１９）および（２０）を実現するＩＴＰコンバータ２
０とは、水平走査線のうちの少なくとも１本が繰り返さ
れているかあるいは定数値に置き換えられている任意の
プログレッシブフィルムスキャナまたはその他の同様の
装置によって生成される従来のインタレースビデオソー
スからのプログレッシブビデオ信号に対応する完全な垂
直解像度の回復を与える。

【００８１】以上、本発明をある特定の実施形態につい
て例示し説明してきたが、本発明は示した詳細に限定さ
れるわけではない。本発明の精神から逸脱することな
く、添付の請求の範囲の範囲内、および添付の請求の範
囲と等価なものの範囲内で様々な変更が可能である。

【００８２】

【発明の効果】本発明によれば、既存の記録機器および
標準ビデオインタフェースとのバックワード互換性を有
するインタレースビデオ信号出力を維持しながら、プロ
グレッシブフィルム走査システムの垂直解像度を保つ、
ＦＩＴベースのＣＣＤフィルムスキャナなどの、テレビ
映画システムのための装置を提供できる。また、インタ
レースビデオ信号およびプログレッシブビデオ信号の両
方が異なる応用に利用可能となるように、インタレース
ビデオの信号帯域幅を維持しながらプログレッシブビデ
オ信号の垂直解像度を保って、プログレッシブビデオ信
号−インタレースビデオ信号の変換装置を提供できる。
また、任意のＣＣＤベースのフィルムスキャナまたはそ
の他の同様の装置によって生成される従来のインタレー
スビデオソースからのプログレッシブビデオに対応する
完全垂直解像度の回復を経済的に解決できる。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】本発明の例示的実施形態によるプログレッシ
ブ−インタレースコンバータのブロック図である。

【図１Ｂ】本発明の別の例示的実施形態によるインタレ
ース−プログレッシブコンバータのブロック図である。

【図２Ａ】本発明の第１の例示的実施形態によるプログ
レッシブ−インタレースコンバータの動作を説明するた
めに有用なフロー図である。

【図２Ｂ】本発明の第２の例示的実施形態によるプログ
レッシブ−インタレースコンバータの動作を説明するた
めに有用なフロー図である。

【図２Ｃ】本発明の第３の例示的実施形態によるプログ
レッシブ−インタレースコンバータの動作を説明するた
めに有用なフロー図である。

【図３】図１Ａに示すダウンコンバータのより詳細なブ
ロック図である。

【図４】フレームからフィールドへの変換を説明するた
めに有用な図である。

【図５】本発明の別の例示的実施形態によるインタレー
ス−プログレッシブコンバータのブロック図である。

【図６】図５に示すインタレース−プログレッシブコン
バータの動作を説明するために有用なフロー図である。

【図７】本発明の例示的実施形態による、画像を表示す
るための、インタレース−プログレッシブコンバータを
含むシステムのブロック図である。

【図８】インタレース−プログレッシブコンバータおよ
びプログレッシブ−インタレースコンバータを含む編集
システムのブロック図である。

【図９】インタレースビデオ信号のフィールドおよびフ
レームを説明するために有用な図である。

【図１０】プログレッシブビデオ信号のフレームを説明
するために有用な図である。

【図１１】伝達関数Ｈ（ｆ）＝１−ｅｘｐ（−２πｆ）
を有する２タップフィルタを用いるインタレースおよび
プログレッシブシステムのアパーチャレスポンスを説明
する図である。

【図１２】先行技術のテレビ映画システムのブロック図
である。

【図１３】本発明の別の例示的実施形態によるプログレ
ッシブ−インタレースコンバータの動作を説明するため
に有用なフロー図である。

【図１４】本発明の別の例示的実施形態によるインタレ
ース−プログレッシブコンバータの動作を説明するため
に有用なフロー図である。

【符号の説明】

１０ プログレッシブ−インタレース（ＰＴＩ）コンバ
ータ ２０ インタレース−プログレッシブ（ＩＴＰ）コンバ
ータ １０５ プログレッシブビデオプレプロセッサ １１０ コンバータ １２０ プレプロセッサ １２５ デジタル標準コンバータII １３０ 帰納ＩＴＰアップコンバータ １３５ デジタル標準コンバータＩ ２１０ フィールドバッファ ２１５ セレクタ ２２０ セレクタ ２２５ 乗算器 ２３０ 減算器 ２３５ ラインバッファ ３００ 非圧縮ＤＶレコーダ ６００ デジタルビデオレコーダ／プレーヤ ６１０ 選択的ＩＴＰコンバータ ６２０ ディスプレイ ６３０ セレクタ ７００ 記憶装置 ７１０ 画像処理装置 ７２０ ディスプレイ ７４０ 記憶装置

フロントページの続き (72)発明者 トーマス ジェイムズ リーコック アメリカ合衆国 ニュージャージー 08055， メッドフォード， コリーン コート 11 (72)発明者 ケビン ジョン ステック アメリカ合衆国 ニュージャージー 08055， メッドフォード， クーパー− トムリンソン ロード 54

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログレッシブビデオ信号をインタレー
   スビデオ信号に変換するためのコンバータであって、 置き換え走査線データを生成し、プログレッシブ水平走
   査線のうちの少なくとも１本を該置き換え走査線データ
   に置き換えるためのプレプロセッサと、 該プログレッシブビデオ信号を該インタレースビデオ信
   号に変換するための変換手段とを含む、コンバータ。
2. 【請求項２】 前記置き換え走査線データは、前記プロ
   グレッシブ水平走査線のうちの１本である、請求項１に
   記載のコンバータ。
3. 【請求項３】 前記走査線のうちの１本は、その前の走
   査線およびその後の走査線のうちの１本と同一にされ、
   該その前の走査線およびその後の走査線が前記置き換え
   走査線データである、請求項１に記載のコンバータ。
4. 【請求項４】 前記インタレースビデオ信号は偶数フィ
   ールドおよび奇数フィールドを含み、前記変換手段は、
   以下の方程式を用いて該インタレースビデオ信号を生成
   するための手段をさらに含み、 奇数フィールド；ｋ＝０，１，...，ｎ／２−１の場
   合： ｕ（ｋ）＝（ｙ（２ｋ）＋ｙ（２ｋ＋１））／２； 偶数フィールド；ｋ＝０，１，...，ｎ／２−１の場
   合： ｖ（ｋ）＝（ｙ（２ｋ＋１）＋ｙ（２ｋ＋２））／２ ここで、ｙは前記プログレッシブビデオ信号のフレーム
   の水平走査線であり、ｕは該奇数フィールドの水平走査
   線であり、ｖは該偶数フィールドの水平走査線である、
   請求項１に記載のコンバータ。
5. 【請求項５】 前記インタレースビデオ信号は偶数フィ
   ールドおよび奇数フィールドを含み、前記変換手段は、
   以下の方程式を用いて該インタレースビデオ信号を生成
   するための手段をさらに含み、 奇数フィールド；ｋ＝１，...，ｎ／２−１の場合： ｕ（ｋ−１）＝（ｙ（２ｋ−２）／４＋ｙ（２ｋ−１）
   ／２＋ｙ（２ｋ）／４）； 偶数フィールド；ｋ＝１，...，ｎ／２−１場合： ｖ（ｋ−１）＝（ｙ（２ｋ−１）／４＋ｙ（２ｋ）／２
   ＋ｙ（２ｋ＋１）／４） ここで、ｙは前記プログレッシブビデオ信号の水平走査
   線であり、ｕは該奇数フィールドの水平走査線であり、
   ｖは該偶数フィールドの水平走査線である、請求項１に
   記載のコンバータ。
6. 【請求項６】 前記変換手段は、（１）前記プログレッ
   シブビデオ信号を前記インタレースビデオ信号に変換す
   るために変換パラメータを用いる手段と、（２）該変換
   パラメータを表すデータを該インタレースビデオ信号に
   加える手段とをさらに含む、請求項１に記載のコンバー
   タ。
7. 【請求項７】 前記プログレッシブビデオ信号が前記イ
   ンタレースビデオ信号から回復できることを示すデータ
   信号を該インタレースビデオ信号に含むための手段をさ
   らに含む、請求項１に記載のコンバータ。
8. 【請求項８】 前記置き換え走査線データについての情
   報を含むデータ信号を前記インタレースビデオ信号に含
   むための手段をさらに含む、請求項１に記載のコンバー
   タ。
9. 【請求項９】 前記データ信号は、前記置き換え走査線
   データを含む、請求項８に記載のコンバータ。
10. 【請求項１０】 前記置き換え走査線データは所定値で
    ある、請求項１に記載のコンバータ。
11. 【請求項１１】 インタレース水平走査線を有するイン
    タレースビデオ信号を、プログレッシブ水平走査線を有
    するプログレッシブビデオ信号に変換するためのコンバ
    ータであって、 置き換え走査線データを取り出すための取り出し手段を
    含み、該置き換え走査線データは該プログレッシブ水平
    走査線のうちの１本に対応し、 該置き換え走査線データを用いて該インタレースビデオ
    信号を該プログレッシブビデオ信号に変換するための変
    換手段をさらに含む、コンバータ。
12. 【請求項１２】 前記置き換え走査線データは、前記プ
    ログレッシブビデオ信号の水平走査線のうちの１本であ
    る、請求項１１に記載のコンバータ。
13. 【請求項１３】 前記インタレースビデオ信号は偶数フ
    ィールドおよび奇数フィールドを含み、前記変換手段
    は、以下のフォワード帰納方程式およびバックワード帰
    納方程式を用いて前記プログレッシブビデオ信号を生成
    するための手段をさらに含み、 フォワード帰納方程式： ｙ（２ｊ＋１）＝２ｕ（ｊ）−ｙ（２ｊ） ここで、ｊ＝Ｊ，Ｊ＋１，...，ｎ／２−１； ｙ（２（ｊ＋１））＝２（ｖ（ｊ）−ｕ（ｊ））＋ｙ
    （２ｊ） ここで、ｊ＝Ｊ，Ｊ＋１，...，ｎ／２−１、および バックワード帰納方程式： ｙ（２ｊ−１）＝２ｖ（ｊ−１）−ｙ（２ｊ） ここで、ｊ＝Ｊ，Ｊ−１，...，１； ｙ（２（ｊ−１））＝２（ｕ（ｊ−１）−ｖ（ｊ−
    １））＋ｙ（２ｊ） ここで、ｊ＝Ｊ，Ｊ−１，...，１ ここで、ｙは該プログレッシブビデオ信号のフレームの
    水平走査線であり、ｕは該奇数フィールドの水平走査線
    であり、ｖは該偶数フィールドの水平走査線であり、ｙ
    （２ｊ）は既知である、請求項１１に記載のコンバー
    タ。
14. 【請求項１４】 前記インタレースビデオ信号は偶数フ
    ィールドおよび奇数フィールドを含み、前記プログレッ
    シブビデオ信号は、偶数走査線および奇数走査線を有す
    るフレームを含み、前記変換手段は、以下の方程式を用
    いて該プログレッシブビデオ信号を生成するための手段
    をさらに含み、 偶数走査線；ｋ＝１，...，ｎ／２の場合： ｙ（２ｋ）＝４ｕ（ｋ−１）−ｙ（２ｋ−２）−２ｙ
    （２ｋ−１）； 奇数走査線；ｋ＝１，...，ｎ／２の場合： ｙ（２ｋ＋１）＝４ｖ（ｋ−１）−８ｕ（ｋ−１）＋２
    ｙ（２ｋ−２）＋３ｙ（２ｋ−１） ここで、ｙは該プログレッシブビデオ信号のフレームの
    水平走査線であり、ｕは該奇数フィールドの水平走査線
    であり、ｖは該偶数フィールドの水平走査線であり、ｙ
    （０）およびｙ（１）は既知である、請求項１１に記載
    のコンバータ。
15. 【請求項１５】 前記インタレースビデオ信号は、前記
    置き換え走査線データを、前記水平走査線のうちのその
    他の走査線から識別するデータ信号を含み、前記コンバ
    ータは、 該インタレースビデオ信号から該データ信号を取り出す
    ための手段をさらに含む、請求項１１に記載のコンバー
    タ。
16. 【請求項１６】 前記インタレース信号は、変換パラメ
    ータを表すデータ信号を含み、前記変換手段はさらに、
    該変換パラメータを用いて該インタレースビデオ信号を
    前記プログレッシブビデオ信号に変換するためのもので
    ある、請求項１１に記載のコンバータ。
17. 【請求項１７】 プログレッシブ水平走査線を有するプ
    ログレッシブビデオ信号を、インタレース水平走査線を
    有するインタレースビデオ信号に変換するため、および
    該インタレースビデオ信号を該プログレッシブビデオ信
    号に変換するためのシステムコンバータであって、 置き換え走査線データを生成するため、および、該プロ
    グレッシブ水平走査線のうちの少なくとも１本を該置き
    換え走査線データに置き換えるためのプレプロセッサ
    と、 該プログレッシブビデオ信号を、該インタレースビデオ
    信号に変換するための第１の変換手段と、 該置き換え走査線データを取り出すための取り出し手段
    と、 該置き換え走査線データを用いて、該インタレースビデ
    オ信号を該プログレッシブビデオ信号に変換するための
    第２の変換手段とを含む、システムコンバータ。
18. 【請求項１８】 プログレッシブビデオ信号をインタレ
    ースビデオ信号に変換する方法であって、該プログレッ
    シブビデオ信号はプログレッシブ水平走査線を含み、該
    方法は、 （ａ）置き換え走査線データを生成するステップと、 （ｂ）該プログレッシブ水平走査線のうちの少なくとも
    １本を、該置き換え走査線データに置き換えるステップ
    と、 （ｃ）該プログレッシブビデオ信号の中の隣接する走査
    線からのデータを組み合わせることによって、該プログ
    レッシブビデオ信号を該インタレースビデオ信号に変換
    するステップとを包含する、方法。
19. 【請求項１９】 前記置き換え走査線データは前記プロ
    グレッシブ水平走査線のうちの１本である、請求項１８
    に記載の方法。
20. 【請求項２０】 前記プログレッシブ水平走査線はｎ本
    あり、ｎはゼロよりも大きく、前記置き換え走査線デー
    タは、前記プログレッシブ水平走査線のうちの１本であ
    り、前記ステップ（ｃ）は、該プログレッシブ水平走査
    線のうちのｋ番目のプログレッシブ水平走査線を該置き
    換え走査線データに置き換えるステップをさらに包含
    し、ここで０≦ｋ≦ｎである、請求項１８に記載の方
    法。
21. 【請求項２１】 インタレース水平走査線を有するイン
    タレースビデオ信号を、プログレッシブ水平走査線を有
    するプログレッシブビデオ信号に変換する方法であっ
    て、 （ａ）置き換え走査線データを取り出すステップを包含
    し、該置き換え走査線データは、該プログレッシブ水平
    走査線のうちの１本に対応し、 （ｂ）該置き換え走査線データを用いて、該インタレー
    スビデオ信号を該プログレッシブビデオ信号に変換する
    ステップをさらに包含する、方法。