JP2006087142A - プログレッシブ画像信号送出装置、及びプログレッシブ画像信号受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直解像度を保持しつつ、フィールド間での動きが大きい場合でも良好な倍速信号を得ること。
【解決手段】プログレッシブ信号をISO/IEC13818-2の規格にしたがってビットストリーム列５１２に変換するMPEG2ビデオエンコード手段５０２と、ビットストリーム５１２のうち素材のフレームレートに関する情報を抜きだし倍速化の方式を適応的に指示するフラグビット解析手段５０３と、ビットストリームを受けて画像信号に再構成しプログレッシブ信号を出力する第２のMPEG2ビデオデコード手段５０４等を備えることで、表示系のフレームレートに合わせた画質劣化のないプログレッシブ出力が得られる。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、プログレッシブ映像信号（順次走査信号）のＭＰＥＧ２に基づき符号化されたビットストリームを利用する、プログレッシブ画像信号送出装置、プログレッシブ画像信号受信装置に関する。

近年、ＭＰＥＧ２（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ 第１７ｐｈａｓｅ ２）の国際標準化（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１，２，３への登録）によりディジタル高能率符号化を用いたディジタル送受信システムの重要性が高まっている。ＭＰＥＧ２符号化方式を用いることにより多チャンネル化と付加データの伝送の可能性によるユーザインタフェースの改善・サービスの多様化が期待されると同時に、様々な画質（解像度）の信号を１つの送信機から同時に送ることが出来るようになる。従って、高画質な順次走査の信号（プログレッシブ信号）の送信がディジタル放送では可能になる。

以下に、従来のプログレッシブ信号の送受信システムについて説明する。

第１３図は、従来のプログレッシブ信号送受信装置の構成を示すブロック図である。

尚、以降の記述では、画像の構造が、インタレースであるか又はプログレッシブであるかの区別と、フレームレートをわかりやすく表現するために、画像の構造について、記号ｉ（ｉｎｔｅｒｌａｃｅ）およびｐ（ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｖｅ）の略号を用いて表現した。従って、たとえば、毎秒２４枚のプログレッシブ信号なら２４ｐ、毎秒６０枚のインタレース信号なら６０ｉなどと記述することがある。

第１５図において、１３０１はシネマなどのフィルム素材に代表される、毎秒２４フレームのサンプリングレートで記録された映像素材の構成を模式的に表した図である。又、１３０２は前記２４フレーム／秒の映像を通常のＮＴＳＣテレビジョン信号である６０フィールド／秒に変換する２４ｐ→６０ｉ変換装置であり、１３０３は前記６０フィールド／秒の信号をＩＳＯ１３８１８−２（ＭＰＥＧ２−Ｖｉｄｅｏ）の記述にしたがってビットストリームにエンコードするＭＰＥＧ２ビデオエンコーダである。１３０４は前記ビットストリームを入力とし、６０フィールド／秒の６０ｉ信号に逆変換するＭＰＥＧ２ビデオデコーダであり、１３０５は前記６０ｉ信号の水平走査速度を倍速化する倍速変換装置である。

以上のように構成された従来のプログレッシブ信号送受信装置について、以下その動作を説明する。まず一般に２４フレーム／秒のフィルム素材はそのままでは特殊な再生装置や記録装置が必要となるので通常最初に６０フィールド／秒の６０ｉ信号に変換され、その後Ｄ１やＳ−ＶＨＳテープにて保存及び配布がなされることが多い。

２４ｐ→６０ｉ変換装置１３０２は２４フレーム／秒の信号を元に適宜フィールドリピートを入れることで６０フィールド／秒の信号に変換するように動作する。

第１６図は２４ｐ→６０ｉ変換装置の動作を説明するための説明図である。第１６図において記号Ａ１は時刻０にサンプリングされたフレームＡの奇数ライン（ライン１，３，５，…）からなるフィールド画像をあらわし、Ａ２は同じフレームＡの偶数ライン（ライン２，４，６，…）からなるフィールド画像をあらわすものとする。

また、記号Ｂ１は時刻１にサンプリングされたフレームＢの奇数ラインからなるフィールド画像をあらわし、Ｂ２はフレームＢの偶数ラインからなるフィールド画像をあらわすものとする。

なお、サンプリング時刻０から１への差はフィルム素材の場合１／２４秒である。

同様にＣ１は時刻２でのフレームＣの奇数ラインからなるフィールド画像を、Ｃ２は偶数ラインからなるフィールド画像をそれぞれあらわす。

また、Ｄ１は時刻３でのフレームＤの奇数ラインからなるフィールド画像を、Ｄ２は偶数ラインからなるフィールド画像をあらわす。

このとき、２４ｐ→６０ｉ変換装置１３０２からの出力の一例は第１６図に示す出力信号のようになる。すなわち、フレームＡとＣだけを１回ずつフィールドリピートさせることで、４フレームのフレーム構造をもった入力画像Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから５フレームのフィールド構造をもった出力画像（Ａ１，Ａ２），（Ａ１，Ｂ２），（Ｂ１，Ｃ２），（Ｃ１，Ｃ２），（Ｄ１，Ｄ２）を得るように作用する。記号（ｆ１，ｆ２）はフィールドｆ１とフィールドｆ２の組で１フレームを構成することをあらわすものとする。ｆ１が慨フレームのうち奇数ラインからなる画像をあらわし、ｆ２が偶数ラインからなる画像をあらわす。この出力信号は６０フィールド／秒の信号になる。

上記６０フィールド／秒の信号は、ＭＰＥＧ２ビデオエンコーダ１３０３に入力される。

ＭＰＥＧ２ビデオエンコーダ１３０３は入力された映像信号をＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で記述されたフォーマットにしたがったビットストリームに変換して出力するように動作する。ビットストリーム出力は伝送系を経由してＭＰＥＧ２ビデオデコーダ１３０４に接続される。

この時、ＭＰＥＧ２ビデオエンコーダ１３０３は、入力された信号を、６０ｉとしてそのまま全フレーム（１秒あたり３０フレーム）をエンコードして出力する場合と、エンコーダ側でフィールドリピートされていることを検出してリピートされたフィールドは送らないように内部処理し、１秒あたり２４フレームの情報のみ送る場合とがある。

ＭＰＥＧ２ビデオエンコーダ１３０３が入力された信号を、６０ｉとして全フレームをエンコードして出力する場合、ＭＰＥＧ２デコーダ１３０４の出力はＭＰＥＧ２ビデオエンコーダ１３０３に入力された映像信号がそのまま各フレーム毎にビットストリームにエンコードされ、出力される。

一方、ＭＰＥＧ２ビデオエンコーダ１３０３がエンコーダ側でフィールドリピートされていることを検出して、リピートされたフィールドは送らないように処理し、１秒あたり２４フレームの情報のみ送る場合には、伝送される信号はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４枚だけであるがＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２記述のフォーマットにしたがい、ＭＰＥＧ２ビデオエンコーダ１３０３の出力は、フレームＡとＣにはrepeat_first_fieldフラグビットに１を付与した形のビットストリームに変換し出力する。

ＭＰＥＧ２ビデオデコーダ１３０４は前記手順に従って作成されたビットストリームを受け、ＭＰＥＧ２記述の文法にしたがって逆演算を行い、映像信号へと再構成するように動作する。

ＭＰＥＧ２ビデオエンコーダ１３０３が、入力信号がフィールドリピートされていることを検出し、リピートされたフィールドは送らないように処理し、１秒あたり２４フレームの情報のみ送る場合には、ＭＰＥＧ２ビデオデコーダ１３０４は、次のように動作する。

即ち、入力ビットストリーム中repeat_first_fieldフラグが1である場合には、該当フレームを1フィールド繰り返し出力し、0である場合には、フィールド繰り返しは行わないように映像信号を出力する。

その結果、ＭＰＥＧ２ビデオデコーダ１３０４の出力は、入力された信号を、６０ｉとして全フレームをエンコードして出力する場合と、エンコーダ側でフィールドリピートされていることを検出し、リピートされたフィールドは送らないように処理し１秒あたり２４フレームの情報のみ送る場合との何れの場合でも、同じ６０フィールド／秒の信号になり、フレームレート数およびその内部構成画像に関して差がなくなる。

倍速化装置１３０５は、前記ＭＰＥＧ２ビデオデコーダ出力をその入力とし、６０フィールド／秒の信号を、ライン走査線の走査速度に換算して２倍の走査速度、すなわちフレームレートに換算して６０フレーム／秒になるように変換する。

第１７（ａ）図、第１７（ｂ）図は、倍速化装置１３０５の入出力を説明するための説明図である。第１７（ａ）図、第１７（ｂ）図において記号Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２及びＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、第１６図中の記号と同じ画像をあらわすものとする。倍速化の手法としてはフィールド構造でのリピートによるものとフレーム構造でのリピートによるものがある。第１７（ａ）図はフィールド構造でのリピートによる場合を説明するための説明図であり、第１７（ｂ）図はフレーム構造でのリピートによる場合を説明するための説明図である。

フィールド構造でのリピートによる場合には第１７（ａ）図に示すようにフィールドＡ１の時刻のフレームを構成するのに本来奇数フィールドの画像データであるフィールドＡ１を偶数フィールドにも使用し、単一フィールドから１フレームを構成するように作用する。これにより６０フィールド／秒の信号から６０フレーム／秒の倍速信号を得ることが出来る。

フレーム構造でのリピートによる場合には、第１７（ｂ）図に示すようにフィールドＡ１の時刻のフレームを構成するのにフィールドＡ１とその直後のフィールドＡ２とを組み合わせて１つのフレームを構成し、フィールドＡ２の時刻にもフィールドＡ１の時刻に出したのと同じフレームを出力するように作用する。これにより６０フィールド／秒の信号から６０フレーム／秒の倍速信号を得ることが出来る。

しかしながら上記従来の構成では、第１７（ａ）図の場合には、時間的表示順はＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄとなり正しいが、各フレーム構造は同一フィールドデータの２度書きになっているので垂直方向の画質が著しく劣化するという課題を有していた。
また、第１７（ｂ）図の場合には、垂直方向への画質の低下はないが、（Ａ１，Ｂ２）や（Ｂ１，Ｃ２）のような、同一サンプル時刻でないフィールドどうしを組み合わせたフレームが時折存在し、特に時間軸方向への動きが激しいシーンの場合にフィールド間での差が大きいため、画質劣化が起るという課題を有していた。

本発明は、上記従来のこのような課題を考慮し、垂直解像度を保持しつつ、フィールド間での動きが大きい場合でも、従来に比べて良好な倍速信号を得ることが出来るプログレッシブ画像信号送出装置、プログレッシブ画像信号受信装置及び媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の本発明（請求項１記載の発明に対応）は、ビットストリームを入力とし、インタレース形式の映像信号に変換して出力するビデオデコード手段と、
前記ビデオデコード手段から出力される、現フレームとそのフレームより１フレーム時間前のフレームとの信号に基づいて、それら双方のフレーム信号間の差を算出し、その算出結果から所定の制御信号を出力するフレーム構造解析手段と、
前記ビデオデコード手段の出力信号の走査速度を基準として、所定倍の走査速度のプログレッシブ信号となる様に、前記ビデオデコード手段から出力される映像信号と、前記フレーム構造解析手段から出力される制御信号とに基づいて、フレーム信号を生成する倍速化手段とを備えたプログレッシブ画像信号受信装置である。

又、第２の本発明（請求項２記載の発明に対応）は、ビットストリームを入力とし、インターレース形式の映像信号を出力するビデオデコード手段と、
前記ビデオデコード手段からの出力信号を得て、その信号を１フレーム時間分遅延させる一時記憶手段と、
前記ビデオデコード手段から出力される現フレーム信号と、前記一時記憶手段から出力される前フレーム信号との信号に基づいて、それら双方のフレーム信号間の差を算出し、その算出結果から所定の制御信号を出力する判定手段と、
前記一時記憶手段の出力信号の走査速度を基準として、所定倍の走査速度のプログレッシブ信号となる様に、前記一時記憶手段から出力される映像信号と、前記判定手段から出力される制御信号とに基づいて、フレーム信号を生成する倍速化手段とを備えたプログレッシブ画像信号受信装置である。

又、第５の本発明（請求項５記載の発明に対応）は、上記フレーム構造解析手段が、前記双方のフレーム信号間の差を算出する場合、現フレームの一部の画素と前フレームの一部の画素との差分の絶対値の和を計算するプログレッシブ画像信号受信装置である。

又、第６の本発明（請求項６記載の発明に対応）は、ビットストリームを入力とし、プログレッシブ形式の映像信号に変換して出力するビデオデコード手段と、
前記ビットストリーム中から、フレーム信号に対応して記述されているフィールドリピートの有無を示すフラッグ信号を検出し、その検出したフラッグ信号が、フィールドリピートの有無の何れを示しているかを前記ビデオデコード手段へ出力するフラッグビット解析手段とを備え、
前記フラッグビット解析手段からの前記出力が前記フィールドリピート有りを示す場合、前記ビデオデコード手段は、前記フラグ信号に対応するフレーム信号と同じフレーム信号を繰り返し出力し、前記ビットストリーム中のフレーム信号の走査速度を基準として、所定倍の走査速度のブログレッシブ形式の前記映像信号を出力するプログレッシブ画像信号受信装置である。

又、第７の本発明（請求項７記載の発明に対応）は、順次走査(プログレッシブスキャン)方式により撮影された映像素材を、ISO/IEC13818-2で規定されるビットストリームにしたがって送出する送出装置であって、
前記ビットストリーム中の、ユーザーデータ領域内のビット位置を用いて、前記映像素材のフレームレートを記述し伝送するプログレッシブ画像信号送出装置である。

又、第９の本発明（請求項９記載の発明に対応）は、送信装置から送信されてくるビットストリームを入力とし、プログレッシブモニタへの順次走査信号を出力する受信装置であって、
前記送信装置との間であらかじめ定義した任意のビット位置にあるビット情報より映像素材のフレームレートを認知する第２のフラグビット解析手段と、
前記第２のフラグビット解析手段の出力と前記ビットストリームとをその入力とし、前記第２のフラグビット解析手段の出力と前記プログレッシブモニタでの表示フレームレートとの比率より、フレームリピートの頻度を決定し、画像を再構成し、プログレッシブ信号を出力するビデオデコード手段とを備えたプログレッシブ画像信号受信装置である。

又、第１２の本発明（請求項１２記載の発明に対応）は、ISO/IEC13818-2で規定されるビットストリームを入力とし、プログレッシブ信号を出力する受信装置であって、
sequence_header中のframe_rate_codeフラグに記述されているコード値が、前記出力するプログレッシブ信号のフレームレートの半分の値であるか否かを解析し、その解析結果を制御信号として出力するフラグビット解析手段と、
前記ビットストリームを入力とし、前記ISO/IEC13818-2の規定に基づいて画像を再構成するビデオデコード手段と、
前記フラグビット解析手段から出力された前記制御信号に基づいて、前記ビデオデコード手段の出力信号の走査速度を２倍の走査速度に変換する倍速化手段とを備えたプログレッシブ画像信号受信装置である。

この様な構成によって、受信装置側でデコードのフレームがリピート表示すべきフレームか否かが、所定のフレームについて、判定、制御される。したがって画質の劣化なしに倍速表示が可能となる。

以下本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。

（実施の形態１）
第１図は、本発明のプログレッシブ画像信号受信装置の一実施の形態の受信装置及び送信装置の構成を示すブロック図である。

本実施の形態では、説明の簡単化のため、一例として毎秒２４枚の順次走査信号（以降、プログレッシブ信号と書く）から、毎秒６０枚のプログレッシブ信号を得る場合について説明する。

第１図において、１０１はフイルム素材などの毎秒２４枚のレートをもつプログレッシブ信号を、毎秒６０フィールドのフィールド構造を持つインタレース信号に変換する２４Ｐ→６０ｉ変換手段である。又、１０２はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の記述にしたがった、映像信号のビットストリームを生成するＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段であり、１０３は前記ビットストリームを６０フィールド／秒の画像信号に再構成するＭＰＥＧ２ビデオデコード手段である。１０４は前記ビデオデコード手段からフレームデータを読み出し１フレーム前との差分を計算し差分の有り無しを判定するフレーム構造解析手段であり、１０５は前記ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段１０３の出力を受け、前記フレーム構造解析手段１０４からの出力制御信号によって、倍速化の方法を適応的に選択しＭＰＥＧ２ビデオデコード手段１０３の出力画像信号の走査速度を倍速に変換し出力する倍速化手段である。

又、信号１１０は２４フレーム／秒のフレームレートをもつ２５ｐ信号であり、１１１は６０フィールド／秒のフレームレートをもつ６０ｉ信号である。１１２はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で定義されるビットストリームであり、１１３は再構成された６０フィールド／秒のフレームレートをもつ６０ｉ画像信号である。１１４は倍速化された６０フレーム／秒のフレームレートをもつ６０ｐ画像信号であり、１１５は倍速化手段１０５への倍速化の方法を指示する制御信号である。

ここで、本実施の形態の倍速化手段１０５は、第１７（ｂ）図で説明したリピート機能を持つ従来の倍速変換装置１３０５を改良したものであり、第３図を用いて、従来との相違点について簡単に述べる。

即ち、第３図に示す様に、倍速化手段１０５は、時刻ｔ＝−２において、フィールドＺ１，Ｚ２を用いて、１つのフレームＺ１＋Ｚ２を生成し、時刻ｔ＝−１においても、同一のフレームＺ１＋Ｚ２を繰り返し出力しているものとする。

このような状況において、本実施の形態の倍速化手段１０５が、従来の場合と異なる点は、時刻ｔ＝０におけるフレームの生成に際し、時刻ｔ＝−１において生成したフレームと同一のフレームＺ１＋Ｚ２を更に繰り返し出力するか否かを、フレーム構造解析手段１０４からの制御信号に基づいて、決定する構成になっている点である。倍速化手段１０５の具体的な動作は、更に後述する。

このように、本実施の形態の倍速化手段１０５から出力されるフレーム信号において、同じフレーム信号を２回繰り返して出力し、その後、３回目の繰り返し出力を行うか否かの判定がなされる構成となっている理由は、次の通りである。

即ち、本実施の形態の場合、毎秒２４枚のプログレッシブ信号から、毎秒６０枚のプログレッシブ信号を得る場合について説明しているため、そのフレームレートが、６０／２４＝２．５となることに基づくものである。

従って、フレームレートが、仮に、毎秒ｍ枚のプログレッシブ信号から毎秒６０枚のプログレッシブ信号を得る場合には、本実施の形態の倍速化手段１０５が出力するフレーム信号の［６０／ｍ］＋１回目の繰り返しの有無が判定される。但し、記号［ｎ］は、ｎを越えない最大の整数を表すものとする。

尚、第３図は倍速化手段１０５の動作を説明するための説明図である。第３図で横軸は、時間推移をあらわし、縦の線は各々１つのフィールドからなる画像を表す。ここで時間軸での数値１の違いは１／６０秒となる。

以上のように構成されたプログレッシブ信号送受信装置についてその動作を説明する。まず、２４Ｐ→６０ｉ変換装置１０１は従来の手法で述べたのと全く同じように毎秒２４枚の素材から６０フィールド／秒の信号を生成する。

すなわち、入力信号の２４Ｐ信号１１０と生成された６０フィールド／秒の６０ｉ信号１１１との関係は第１６図で示した入力画像と出力画像の関係と全く同じになっている。

６０ｉ信号１１１は、ＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段１０２によってＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で規定されるビットストリームに変換されビットストリーム１１２になる。ビットストリーム１１２は任意の変復調を行ない送信され、伝送路を経て受信側へ到達する。受信側ではビットストリーム１１２はＭＰＥＧ２ビデオデコード手段１０３に入力される。

ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段１０３はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の記述にしたがったビットストリームの画像信号への再構成を行なう。

フレーム構造解析手段１０４は、同じフレーム信号を３回繰り返し出力するか否かを判定するために、ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段１０３から現在デコード中の画像の各画素の値と、その１フレーム時間前に表示すべきフレームの各画素との同じ水平垂直位置での差分の絶対値をフィールド別に計算、それぞれ加算し総和を取るように動作する。即ち、ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段１０３から出力されてくる復号化されたフレームと、その一フレーム時間前に表示すべきフレームとの間で、フィールドパリティーが合うように、相互に対応するフィールド毎に、比較し、以下に示す計算を行う。

第２図はフレーム構造解析手段１０４の動作を説明するための説明図である。

第２図において２０１は時刻ｔ＝０における画像フレームをあらわす。簡単のため、例として１枚のフレームが水平画素７２０、垂直ライン４８０本で構成されている場合について説明する。

２０２は水平ラインでｘライン目（ｘは整数）、画素ｙ個目（ｙは整数）の位置における輝度信号の値を示し、輝度値を記号Ｆ（ｘ，ｙ）で表記する。

又２０３は時刻ｔ＝１における画像フレームをあらわす。時刻０から１の違いは、１／３０秒の時間差になる。画像フレーム２０３の位置ｘ，ｙにおける輝度値をＧ（ｘ，ｙ）であらわす。この時、

上記、式１のαが奇数フィールド間の差分の絶対値の和となり、式２のβが偶数フィールド間の差分の絶対値の和になる。

なお、α及びβはフィールドの先頭で値０に設定され、１フレーム期間分の和で評価するものとする。

α又はβが、あらかじめ定めたある閾値より小さければ、現在デコード中のフレームの該当フィールドは、前フィールドのリピートであると判断し、制御信号１１５として、倍速化手段１０５に対して、該当フレームはリピートフィールドを含むことを伝える。

次に、第３図を参照しながら、更に具体的に、倍速化手段１０５の動作を説明する。

同図において、Ｚ１，Ｚ２，Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２は、それぞれ１枚のフィールド画像を表しており、その表記法は、第１７（ａ）図、第１７（ｂ）図等の従来例の説明の時と同様である。

尚、倍速化手段１０５の出力画像信号と、従来の倍速変換装置１３０５（第１５図参照）の出力画像信号（第１７（ａ）図、第１７（ｂ）図参照）との違いが容易に比較出来る様にするために、第３図では、６０ｉ画像信号１１３として示した、倍速化手段１０５への入力信号が、第１７（ａ）図，第１７（ｂ）図で示した、入力信号である６０ｉ信号と同一である場合を表している。ここで、第３図において、符号１１３を付した部分が、入力の６０ｉ画像信号を模式的に表しており、符号１１４をふした部分が、出力の６０ｐ画像信号を模式的に表している。

上述した様に、時刻ｔ＝−２及びｔ＝−１においては、同一のフレームＺ１＋Ｚ２が出力されるものとする。

次に、時刻ｔ＝０以降における倍速化手段１０５の動作について説明する。

時刻ｔ＝０においては、フレーム構造解析手段１０４が、第３図における時刻ｔ＝−２のフィールド画像Ｚ１と、時刻ｔ＝０のフィールド画像Ａ１との差分の絶対値の和（式（１）のαに相当する）を計算する。このときαの値は、予め定められた閾値より大きい値となるので、フレーム構造解析手段１０４は、倍速化手段１０５に対して、時刻ｔ＝０における出力動作として、繰り返し出力を行わない旨の制御信号１１５を送る。そのため、倍速化手１０５は、時刻ｔ＝０のフィールド画像Ａ１を奇数フィールドとして、且つ、時刻ｔ＝１のフィールド画像Ａ２を偶数フィールドとして用いて、１フレームであるＡ１＋Ａ２を生成し、出力する。

時刻ｔ＝１においては、時刻ｔ＝０における出力と同一のフレームＡ１＋Ａ２が、無条件に繰り返し出力される。

時刻ｔ＝２においては、フレーム構造解析手段１０４が、時刻ｔ＝２のフィールド画像Ａ１と、時刻ｔ＝０のフィールド画像Ａ１との差分の絶対値の和（式（１）のαに相当する）を計算する。このときαの値は、予め定められた閾値より小さい値になるので、時刻ｔ＝２のフィールド画像Ａ１は、時刻ｔ＝０のフィールド画像Ａ１のリピートフィールドであると判断されて、直前のフレームと同一のフレームを繰り返し出力する旨を示す制御信号１１５が、倍速化手段１０５へ送られる。倍速化手段１０５は、この制御信号１１５を得て、時刻ｔ＝２における倍速出力として、時刻ｔ＝１での出力と同一のフレームＡ１＋Ａ２を繰り返し出力する。従って、倍速化手段１０５は、結果的に、フィールド画像Ａ１とＡ２とからなるフレームＡ１＋Ａ２を、時刻ｔ＝０，１，２の３回繰り返し出力することになる。

時刻ｔ＝３においては、時刻ｔ＝３のフィールド画像Ｂ２と、時刻ｔ＝１のフィールド画像Ａ２との差分の絶対値の和（式（２）のβに相当する）を計算する。このときβが、予め定められた閾値より大きい値になるので、フレーム構造解析手段１０４は、時刻ｔ＝３における倍速出力としては、繰り返し出力を行わせない旨の制御信号１１５を、倍速化手段１０５に出力する。そのため、倍速化手１０５は、時刻ｔ＝４のフィールド画像Ｂ１を奇数フィールドとして、且つ、時刻ｔ＝３のフィールド画像Ｂ２を偶数フィールドとして用いて、１フレームＢ１＋Ｂ２を生成し、出力する。

時刻ｔ＝４においては、倍速化手段１０５は、時刻ｔ＝３での出力フレームＢ１＋Ｂ２と同一のフレームを繰り返し出力する。

時刻ｔ＝５においては、時刻ｔ＝３のフィールド画像Ｂ２と、時刻ｔ＝５のフィールド画像Ｃ２との差分の絶対値の和（式（２）のβに相当する）を計算する。このときβが、予め定められた閾値より大きい値になるので、フレーム構造解析手段１０４は、時刻ｔ＝３の場合と同様の制御信号１１５を、倍速化手段１０５に出力する。そのため、倍速化手１０５は、１フレームＣ１＋Ｃ２を生成し、出力する。

時刻ｔ＝６以降においても、上述した様に、αおよびβを計算し、同様の手順で倍速化を行なう。

一般に、時刻ｎ（ｎは整数）での出力は、時刻ｎにおいてフィールド差分の絶対値の和として計算したα、又はβが、予め定められた閾値より大きければ、その時点での倍速出力は、時刻ｎとｎ＋１のフィールドから１フレームを構成し、時刻ｎ，ｎ＋１に対して同じフレームを２度出力する。

一方、閾値より小さかった場合には、直前の時刻の出力（時刻ｎ−１の出力）を時刻ｎにおいても繰り返し出力する。

本構成により、時刻ｔ＝０，１，２における出力は、同時刻にサンプリングされたＡ１とＡ２とからなるフレームで正しく構成され、画質劣化のない倍速出力が得られる。又、次の時刻ｔ＝３，４でも、同時刻にサンプリングされたＢ１とＢ２からなるフレームで構成することができるので、やはり画質劣化のない倍速出力を得ることが出来る。又、次の時刻ｔ＝５でも、Ｃ１とＣ２からなるフレームで構成することができるので、やはり画質劣化のない倍速出力を得ることが出来る。

以上により、２４ｐの素材を６０ｉでＭＰＥＧ２エンコードして伝送されてきたビットストリームに対し、連続的に画質劣化を引き起こさない倍速変換を行なうことが出来る。

なお、本実施の形態では、（式１），（式２）におけるｘ，ｙ共に、有効画素の全範囲について計算するとしたが、これを有限個の点の差分の絶対値の和に置き換えても全く同様の効果が得られる。有限個の位置の決め方については、ランダムな点を特徴点として選ぶ方法や、ある特定の走査ラインを取る方法などがある。

（実施の形態２）
以下、本発明の第２の実施の形態について図面を用いて説明する。

第４図は、本発明のプログレッシブ画像信号受信装置の一実施の形態の受信装置及び送信装置の構成を示すブロック図である。

本実施の形態では、説明の簡単化のため、第１の実施の形態の場合と同様、毎秒２４枚のプログレッシブ信号から、毎秒６０枚のプログレッシブ信号を得る場合について説明する。

第４図において、４０１はフイルム素材などの毎秒２４枚のレートをもつプログレッシブ信号を、毎秒６０フィールドのフィールド構造を持つ６０ｉ信号に変換する２４ｐ→６０ｉ変換手段であり、４０２はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の記述にしたがったビットストリームを生成するＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段である。又、４０３は前記ビットストリームを６０フィールド／秒の６０ｉ画像信号に再構成するＭＰＥＧ２ビデオデコード手段である。以上の構成は、第１の実施の形態と同じである。

次に、４０４は前記ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段４０３の出力をその入力とし、現在のフレームを１フレーム時間分遅延させる一時記憶手段であり、４０５は前記ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段４０３の出力と前記一時記憶手段４０４の出力とから現フレームと１フレーム前の信号間の演算を行なう判定手段である。又、４０６は前記一時記憶手段４０４の出力と、前記判定手段４０５の出力とを入力とし、前記判定手段４０５からの制御信号に基づいて、前記一時記憶手段４０４の出力信号の倍速化の方法を適応的に選択し倍速信号４１６を出力する第２の倍速化手段である。

又、信号４１０は２４フレーム／秒のフレームレートをもつ２４ｐ信号であり、信号４１１は６０フィールド／秒のフレームレートをもつ６０ｉ信号である。４１２はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で定義されるビットストリームであり、４１３は再構成された６０フィールド／秒のフレームレートをもつ６０ｉ画像信号である。４１４は１フレーム時間遅延した遅延画像信号であり、４１５は判定手段の出力制御信号であり、４１６は倍速化された６０フレーム／秒のフレームレートをもつ６０ｐ画像信号である。

以上のように構成されたプログレッシブ信号送受信装置についてその動作を説明する。

まず、２４ｐ→６０ｉ変換装置４０１は、第１の実施の形態で述べたのと全く同じように毎秒２４枚の素材から６０フィールド／秒の６０ｉ信号４１１を生成し、ＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段４０２に出力する。６０ｉ信号４１１は、ＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段４０２によってＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で規定されるビットストリームに変換され、ビットストリーム４１２になる。

ビットストリーム４１２は、任意の変復調が行われて送信され、伝送路を経て受信側へ到達し、ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段４０３に入力される。

ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段４０３は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の記述にしたがったビットストリームの画像への再構成を行なう。

一時記憶手段４０４は、ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段４０３からデコード結果を受けとり、１フレーム時間遅延させて出力する。

判定手段４０５は現在の６０ｉ画像信号４１３と１フレーム時間前の遅延画像信号４１４とから、両者間の対応する位置の画素の差分の絶対値の和を各フィールド毎に計
算する。計算式は（式１）および（式２）に示すものと同一とする。

すなわち、判定手段４０５は、現フィールドと１フレーム時間前のフィールドとの差分を式１および２に従って計算し、あらかじめ定めた閾値と比較することで、制御信号４１５として第２の倍速化手段４０６に該当フレームはリピートフィールドを含んでいるか否かを伝える。

第２の倍速化手段４０６は第１の実施の形態における倍速化手段１０５と機能的に全く同様に作用し、判定手段４０５からの制御信号４１５を使い遅延画像信号４１４を倍速信号に変換し６０ｐ画像信号４１６を出力する。

このように、ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段４０３が、差分の絶対値の和を計算できない従来の構成である場合であっても、本実施の形態の一時記憶手段４０４及び判定手段４０５により、連続するフレームにおいて、画質劣化を生じさせない倍速出力を得ることが出来るものである。

なお、本第２の実施の形態では第１の実施の形態と同様、（式１），（式２）を使いｉ，ｊ共に有効画素の全範囲について計算するものとしたが、これを有限個の点の差分の絶対値の和に置き換えても全く同様の効果が得られる。

また、判定手段４０５は、（式１）および（式２）で表したα、βを計算する時に、フレームの先頭で値を０クリアしなければならないので、フレームの切り替わりを示す制御信号がトリガとして必要である。これに対して、ＣＣＩＲ規定のＲＥＣ６５６仕様にて６０ｉ画像信号４１３を伝送すれば、信号中からフレームの先頭をＲＥＣ６５６規定のコードで判定できるので、判定手段４０５にフレームの先頭を示す制御信号を別途入力する必要がなくなる。

（実施の形態３）
第５図は、本発明のプログレッシブ画像信号送出装置及びプログレッシブ画像信号受信装置の一実施の形態の受信装置及び送信装置の構成を示すブロック図である。同図を参照しながら、本実施の形態の構成について述べる。

本実施の形態では、説明の簡単化のため、一例として毎秒２４枚のプログレッシブ信号から、毎秒６０枚のプログレッシブ信号を得る場合について説明する。

第５図において、５０１はフイルム素材などの毎秒２４枚のレートをもつ２４ｐ信号を、毎秒６０フィールドのフィールド構造を持つ６０ｉ信号に変換する２４ｐ→６０ｉ変換手段であり、５０２はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の記述にしたがった、映像信号のビットストリームを生成する第２のＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段である。又、５０３は前記ビットストリームから特定のフラグビットの内容を解析するフラグビット解析手段であり、５０４は前記ビットストリームからフラグビット解析手段５０３の制御信号に従い、選択的に倍速化の方法を切替え、６０フレーム／秒の画像信号を再構成する第２のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段である。

又、信号５１０は２４フレーム／秒のフレームレートをもつプログレッシブ信号であり、信号５１１は６０フィールド／秒のフレームレートをもつ６０ｉ信号である。５１２はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で定義されるビットストリームであり、５１３は第２のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段５０４へ倍速化の方法を指示する制御信号である。５１４は倍速化された６０フレーム／秒のフレームレートをもつ６０ｐ画像信号である。

以上のように構成されたプログレッシブ信号送受信装置についてその動作を説明する。

まず、２４Ｐ→６０ｉ変換装置５０１は従来の手法で述べたのと全く同じように毎秒２４枚の素材から６０フィールド／秒の信号を生成する。

すなわち入力信号の２４ｐ信号５１０と生成された６０フィールド／秒の６０ｉ信号５１１との関係は第１６図で示した入力画像と出力画像の関係と全く同じになっている。

６０ｉ信号５１１は第２のＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段５０２によってＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で規定されるビットストリームに変換されビットストリーム５１２になる。

第６図はビットストリーム５１２の構成を説明するための説明図で、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で規定のpicture_coding_extensionを示す。第６図はプログラム関数のように表現されているが、それぞれの「行」が物理的なビット列に対応している。又、第６図はハードウエア的なビットストリームの状態を表しているともいえる。

本実施の形態では、第２のＭＰＥＧ２エンコード手段５０２は、入力の６０ｉ信号５１１を受けて、内部でフィールドリピートされているフィールドを検出して、フィールドリピートがなされているフレームには、第６図に示す、picture_coding_extension中のrepeat_first_fieldビットを１としてエンコードする。結果的に、入力６０ｉ信号は、１秒あたり３０枚であるにもかかわらず１秒あたり２４枚のフレームのみのビット列に変換してビットストリーム５１２として出力する。

ビットストリーム５１２は任意の変復調を行ない送信され、伝送路を経て受信側へ到達する。受信側ではビットストリーム５１２は第２のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段５０４に入力される。第２のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段５０４はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の記述に従いビットストリームの画像への再構成を行なう。

フラグビット解析手段５０３は第２のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段５０４へ、次に表示すべきフレームがrepeat_first_fieldフラグのついたものであるか否かを制御信号５１３を通じて指示する。

第７図は第２のＭＰＥＧ２デコード手段５０４の動作を説明するための説明図である。

第７図において、符号５１４ａを付した、ビットストリームの再構成フレームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれ時刻ｔ＝０，１，２，３におけるＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の規格に沿って伝送されてくるフレームデータをあらわす。

また、第７図中の、６０１を付した１又は０の値は、それぞれのフレームに付随したビットストリーム５１２中のrepeat_first_fieldの値を示す。

本実施の形態の第２のＭＰＥＧ２デコード手段５０４と、上記実施の形態でのＭＰＥＧ２デコード手段１０３（第１図参照）との相違点は、ビットストリーム５１２を入力として、６０ｉ画像信号を生成することなく、直接６０ｐ画像信号を生成する点である。

即ち、第２のＭＰＥＧ２デコード手段５０４は、フラグビット解析手段５０３の出力制御信号５１３より、repeat_first_fieldが１か０かを知る。第２のＭＰＥＧ２デコード手段５０４は、repeat_first_fieldが１のフレームは、６０フレーム／秒のレートの表示において該当フレームを３回繰り返し出力する。repeat_first_fieldが０のフレームは該当フレームを２回繰り返し出力するように動作する。

第７図はrepeat_first_fieldが付与された場合の一例を示す。第７図ではフレームＡとＣがrepeat_first_fieldフラグが１である場合を示し、そのとき出力をＡＡＡＢＢＣＣＣＤＤとして出力することをあらわしている。

本構成により、第２のＭＰＥＧ２デコード手段５０４は、２４フレーム／秒の素材からエンコードされたビットストリームを元にして、正しい時間順で内挿された６０フレーム／秒の６０ｐ画像信号を出すことが出来る。

（実施の形態４）
第８図は、本発明のプログレッシブ画像信号送出装置及びプログレッシブ画像信号受信装置の一実施の形態の受信装置及び送信装置の構成を示すブロック図である。

本実施の形態では、説明の簡単化のため、一例として毎秒２４枚のプログレッシブ信号から、毎秒６０枚のプログレッシブ信号を得る場合について説明する。

第８図において、８０１はフイルム素材などの毎秒２４枚のレートをもつプログレッシブ信号を、毎秒６０フィールドのフィールド構造を持つ６０ｉ信号に変換する２４ｐ→６０ｉ変換手段である。第１の実施の形態における２４ｐ→６０ｉ変換手段１０１と同じように動作する。８０２はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の記述にしたがった、映像信号のビットストリームを生成する第３のＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段である。又、８０３は前記ビットストリームから特定のフラグビットの内容を解析する第２のフラグビット解析手段であり、８０４は前記ビットストリームから第２のフラグビット解析手段８０３の出力する制御信号に従い、選択的に倍速化の方法を切替え、６０フレーム／秒の画像信号を再構成する第３のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段である。

又、信号８１０は２４フレーム／秒のフレームレートをもつ６０ｐ信号であり、信号８１１は６０フィールド／秒のフレームレートをもつ６０ｉ信号である。８１２はＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で定義されるビットストリームであり、８１３はビットストリーム８１２より特定のビットを解析し第３のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段８０４へ倍速化の方法を指示する制御信号である。８１４は倍速化された６０フレーム／秒のフレームレートをもつ６０ｐ画像信号である。

以上のように構成されたプログレッシブ信号送受信装置についてその動作を説明する。

まず、２４ｐ→６０ｉ変換装置８０１は、従来技術の説明の欄で述べたのと全く同じように、毎秒２４枚の素材から６０フィールド／秒の信号を生成する。

次に、２４ｐ→６０ｉ変換手段８０１の出力は、第３のＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段８０２に入力される。

本実施の形態では、第３のＭＰＥＧ２エンコード手段８０２は、入力の６０ｉ信号８１１を受けて、内部でフィールドリピートされているフィールドを検出し、フィールドリピート分は伝送しない。

第９図及び第１０図は、本実施の形態における第３のＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段８０２等の動作を説明するための説明図である。また、第９図は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で規定のSequence_headerを示し、第１０図は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で規定のSequence_extensionを示す。

第９図及び第１０図は、プログラム関数のように表現されているがそれぞれの「行」が物理的なビット列に対応している。第９図及び第１０図は、第６図と同様ハードウエア的なビットストリームの状態を表している。

第３のビデオエンコード手段802は、第９図に示すframe_rate_codeビットに1を,、又、第１０図に示すprogressive_sequenceビットに１を、それぞれ書き込んでビットストリームを構成するように動作する。

本実施の形態では、上述した第３の実施の形態において使用したrepeat_first_fieldビットは使わないが、結果的に１秒あたり３０枚の信号を１秒あたり２４枚で伝送する。

ビットストリーム８１２は、任意の変復調を行ない送信され、伝送路を経て受信側へ到達する。受信側では、ビットストリーム８１２は、第３のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段８０４に入力される。

第３のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段８０４は、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の記述にしたがいビットストリームから画像を再構成する。

第２のフラグビット解析手段８０３は、第１０図に示すprogressive_sequenceフラグビットが１であれば、frame_rate_codeに記載された値と、表示すべきフレームレートとの比から、フレーム繰り返しの回数を計算する。

本実施の形態では、素材が２４ｐ信号である場合を考えているから、ビットストリーム８１２中には、ＭＰＥＧ２（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２）において２４Ｈｚであることを示す値として規定されている、frame_rate_code=２が付与されているとする。

ここで、受信装置の出力フレームートを６０Ｈｚとすれば、２４Ｈｚとの比は２：５と計算できる。したがって、入力フレーム２枚に対して出力フレームを５枚構成するようにフレームリピートすれば、入出力の比率は保たれることが明らかである。そこで、上記入出力のフレームの比率を保つ様にフレームリピートすることを、第２のフラグビット解析手段８０３は、制御信号８１３を通じて第３のビデオデコード手段８０４に指示する。

以下に、第１１図を参照しながら、第３のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段８０４の動作を詳細に述べる。

第１１図は第３のＭＰＥＧ２デコード手段８０４の動作を説明するための説明図である。

第３のＭＰＥＧ２デコード手段８０４は、第２のフラグビット解析手段８０３の出力制御信号８１３より、例えば第１１図に示すようにフレームリピートして出力する。

第１１図において、符号８１４ａを付した、ビットストリームの再構成フレームＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれ時刻ｔ＝０，１，２，３におけるＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の規格に沿って伝送されてくるビットストリーム８１２を、第３のビデオデコード手段８０４の内部で画像再構成した時に生成される２４ｐの画像信号である。

尚、画像信号８１２のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、第３のビデオデコード手段８０４の内部で構成されるので、直接外部信号としては第３のビデオデコード手段の外に出てこないが、ビットストリーム８１２をＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２に従って画像再構成した時に出来上がる２４ｐの画像信号になっている。

ここで、第２のフラグビット解析手段８０３の出力により、フレームリピートの頻度は、入力が２フレームに対して、出力が５フレームにすれば良いことがわかっている。従って、第３のビデオデコード手段８０４は、例えば、第１１図において、符号８１４を付した画像信号により表した通り、フレームＡとＣを３回リピートし、フレームＢとＤは２回リピートして、結果的に、６０ｐの画像信号８１４を出力する。

本構成により、第３のＭＰＥＧ２デコード手段８０４は、２４フレーム／秒の素材からエンコードされたビットストリームを元に、正しい時間順で内挿された６０フレーム／秒の６０ｐ画像信号出力を得ることが出来る。

尚、本実施の形態では、第３のビデオデコード手段８０４の動作の説明において、フレームＡとＣのみを３回リピートする場合を述べたが、リピートの頻度を２：５に保てば他のフレームをリピートしても良い。その場合でも、全く同様に正しい表示順での６０ｐ信号が得られる。要するに、入出力のフレームの数の比率が所定の値に保持される様に、フレームをリピートすればよく、どのフレームをリピートするかは、問わない。従って、例えば、フレームＢと、Ｃを３回リピートして、ＡＡＢＢＢＣＣＣＤＤのような画像信号を出力するように構成しても、全く同様の効果が得られる。

なお、本発明は素材がプログレッシブである場合に、その画質を損なわず倍速変換するためのものであるから、progressive_sequence＝１が付与されたビットストリームについてのみ考察し、素材がフィールド構造である場合(progressive_sequence＝０の場合）の手法についてはここでは言及しない。

（実施の形態５）
次に、第８図を参照しながら、本発明のプログレッシブ画像信号送出装置及びプログレッシブ画像信号受信装置の一実施の形態の受信装置及び送信装置について説明する。

ここで、本実施の形態の構成と上記第４の実施の形態の構成は、第３のＭＰＥＧ２エンコード手段８０２を除いては、同じである。即ち、上記実施の形態では、第３のＭＰＥＧ２エンコード手段８０２が、frame_rate_code、及びprogressive_frameフラグビットに1を付与して伝送することを特徴とするのに対し、本実施の形態では、ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で規定される、第９図に示すextension_and_user_data(0)のビットフィールドを用いる点である。尚、本実施の形態においても、上記と同様、一例として毎秒２４枚のプログレッシブ信号から、毎秒６０枚のプログレッシブ信号を得る場合について説明する。

第１２図は、本実施の形態におけるextension_and_user_data(0)の使い方を説明するための説明図である。

第１２図はプログラム関数のような表記をしているが、それぞれの行が物理的なビット列に相当する。従って、第１２図は、第６図と同様、ハードウエア的なビットストリームの状態を表しているともいえる。

ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２の規定により、user_data_start_codeは、１６進数表現で０ｘＢ２であるから、０ｘ０００００１Ｂ２で始まるものがここでのｕｓｅｒ ｄａｔａとなる。

第１３図は、第１２図に含まれるｆｒａｍｅ＿ｃｏｄｅの４ビットの値の持つ意味を説明するための説明図である。

第１３図は、プログラム関数のような表記をしているがそれぞれの行が物理的なビット列に相当する。従って、第１２図は、第６図と同様、ハードウエア的なビットストリームの状態を表しているともいえる。

例えば、第１３図中、frame_codeが００００ ０００１の場合には、素材は２４フレーム／秒のインタレース信号であることを明示的に示す。同様に、００００ １０００の場合には、２３．９７６フレーム／秒のプログレッシブ信号であることを示すものとする。

一例として、２３．９７６Ｈｚのフレームレートを持つプログレッシブ信号が素材の場合user dataフィールドは「０ｘ０００００１Ｂ２０８」となる。

このように、extension_and_user_data(0)フィールドを用いてエンコードされたビット列は、上記第４の実施の形態と同様、必要な変調がなされて、伝送系を経て、第３のＭＰＥＧ２デコード手段８０４および第２のフラグビット解析手段８０３に入力される。

第２のフラグビット解析手段８０３においては、フレームレート比の計算を行う際、frame_rate_codeと、progressive_sequenceとを利用して行うのではなく、extension_and_user_data(0)の記述内容から判断して計算を行うものである。この点を除いては、第２のフラグビット解析手段８０３は、第４の実施の形態と全く同様に動作する。

第３のＭＰＥＧ２デコード手段８０４は、第２のフラグビット解析手段８０３からの制御信号８１３を受け、例えば第１１図に示すのと同じようにフレームリピートして出力する。

本構成により、第３のＭＰＥＧ２デコード手段８０４は、２４フレーム／秒の素材からエンコードされたビットストリームを元にして、正しい時間順で内挿された６０フレーム／秒の６０ｐ画像信号を出力することが出来る。

尚、本実施の形態は、素材のフレームレートを表すビットを、extension_and_user_data(0)に置いた場合について述べたが、これに限らず例えば、extension_and_user_data(1)やextension_and_user_data(2)によるuser dataを用いても全く同様の効果が得られる。

以上の様に、上記実施の形態のプログレッシブ画像信号送受信装置は、入力画像信号をISO/IEC13818-2で規定するビットストリームに変換するMPEG2ビデオエンコード手段と、前記ビットストリームの画像信号への再構成を行うMPEG2ビデオデコード手段と、前記MPEG2ビデオデコード手段でのデコード動作過程に生成されるフレーム画像からフレーム間の差分を計算するフレーム構造解析手段と、前記MPEG2デコード手段とフレーム構造解析手段とに接続されフレーム構造解析手段から出力されるフレーム間の差分の有り無しの制御信号に基づいて倍速化を行う倍速化手段をもつように構成されるものである。

又、上記実施の形態のプログレッシブ画像信号送受信装置は、入力画像信号をＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−２で規定するビットストリームに変換すると同時に送受信で予め定めたビット位置に素材画像のフレーム構造とフレームレートの情報を記述するＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段と、ビットストリームの画像信号への再構成を行うＭＰＥＧ２ビデオデコード手段と、ＭＰＥＧ２ビットストリーム内の予め定めたビットからそのフレームがリピートすべきフレームか否かを判定するフラグビット解析析手段と、前記ＭＰＥＧ２デコード手段と前記フラグビット解析析手段とに接続されフラグビット解析析手段から出力される制御信号に基づいてＭＰＥＧ２ビデオデコード手段の出力の走査速度を倍速にする倍速化手段をもつように構成される。

この様な構成によって、受信装置側でデコードのフレームがリピート表示すべきフレームか否かが、所定のフレームについて、判定、制御される。したがって画質の劣化なしに倍速表示が可能となる。

又、上述した各実施の形態の、信号送信装置又は、信号受信装置の全部又は一部の手段をコンピュータにより実行させるためのプログラムを記録した磁気ディスクや光ディスク等の記録媒体を作成して、それを用いて、上記と同様の動作をコンピュータに行わせる構成でも良い。この様な構成でも上記と同様の効果を発揮する。

又、上述した各実施の形態では、映像素材がフィルムに代表される毎秒２４枚のプログレッシブ構造（２４ｐ）であり、出力画像が毎秒６０枚のプログレッシブ形式の映像信号（６０ｐ）である場合について述べたが、これに限らず例えば、映像素材が２５ｐや４８ｐ、７２ｐである場合や、出力側が５０ｐ、７５０ｐ、１０８０ｐなど他のいかなる場合でも全く同様の手順で同様の効果を得ることが出来る。

尚、ここで、素材が２４ｐであり、出力側が５０ｐの場合の、受信装置及び送信装置の構成について、第１図を参照しながら簡単に述べる。この場合、第１図において、２４ｐ／６０ｉ変換手段１０１を、２４ｐ信号を入力として５０ｉ信号に変換して出力する２４ｐ／５０ｉ変換手段に置き換えるとともに、同様の趣旨の置き換えを、ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段１０３及び倍速化手段１０５等に関しても行うことにより容易に構成出来る。従って、このような置き換えを行った後の、２４ｐ／５０ｉ変換手段の出力は、５０ｉ信号であり、ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段の出力は、５０ｉ画像信号であり、倍速化手段１０５の出力は、５０ｐ画像信号となる。この様な構成により、第１図の構成と同様の効果を発揮する。

又、この場合の、２４ｐ信号、５０ｉ信号（ＰＡＬ）、および５０ｐ信号（ＰＡＬ倍速信号）の対応関係を模式的に表した図を第１４（ａ）図，第１４（ｂ）図，第１４（ｃ）図に示す。同図において、フレームＡ〜Ｌまでは、同一のフレームを２フレーム分繰り返されて、フレームＭのところで、同一のフレームＭが３フレーム分繰り返される。以降、同様の間隔で、２フレーム分と、３フレーム分の繰り返しが行われる。

尚、同図において、Ａ１〜Ｎ２は、それぞれ１枚のフィールド画像を模式的に表したものであり、その表記法は、第１６図、第１７（ａ）図、第１７（ｂ）図等の場合と同様である。例えば、Ａ１を付したところは、フレームＡの第１フィールド（トップフィールド、奇数フィールド）であり、Ａ２を付したところは、フレームＡの第２フィールド（ボトムフィールド、偶数フィールド）を表している。

又、上記と同様の置き換えを、第４図について行うことも出来る。この場合、第４図において、２４ｐ／６０ｉ変換手段４０１を、２４ｐ／５０ｉ変換手段に置き換えるとともに、同様の趣旨の置き換えを、ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段４０３及び第２の倍速化手段４０５等に関しても行うことにより容易に構成出来る。従って、このような置き換えを行った後の、２４ｐ／５０ｉ変換手段の出力は、５０ｉ信号であり、ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段の出力は、５０ｉ画像信号であり、第２の倍速化手段１０５の出力は、５０ｐ画像信号となる。この様な構成により、第４図の構成と同様の効果を発揮する。

又、上記と同様の置き換えを、第５図について行うことも出来る。この場合、第５図において、２４ｐ／６０ｉ変換手段５０１を、２４ｐ／５０ｉ変換手段に置き換えるとともに、同様の趣旨の置き換えを、第２のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段５０４等に関しても行うことにより容易に構成出来る。従って、このような置き換えを行った後の、２４ｐ／５０ｉ変換手段の出力は、５０ｉ信号であり、第２のＭＰＥＧ２ビデオデコード手段の出力は、５０ｐ画像信号となる。この様な構成により、第５図の構成と同様の効果を発揮する。

以上のように、本実施の形態によれば、送信機側で素材の情報が付与されない場合でも、デコード画像の差分を算出することで、リピートされたフィールドを検出でき、それにしたがった倍速化を行なうことで前記同様最適な倍速化が可能になるものである。

又、送信機側で素材のフレームレートを記述して伝送することで、受信機側でその情報を元にして、最適な倍速変換を行なうこと可能になる。

以上述べたことろから明らかなように本発明は、垂直解像度を保持しつつ、フィールド間での動きが大きい場合でも、従来に比べて良好な倍速信号を得ることが出来るという長所を有する。

以上説明したように、本発明によれば、垂直解像度を保持しつつ、フィールド間での動きが大きい場合でも、従来に比べて良好な倍速信号を得ることが出来るプログレッシブ画像信号送出装置、プログレッシブ画像信号受信装置、及び媒体を提供することが出来る。

本発明の第１の実施の形態におけるプログレッシブ画像信号送受信装置のブロック構成図 本発明の第１の実施の形態におけるフレーム構造解析手段の動作を説明するための説明図 本発明の第１の実施の形態における倍速化手段の動作を説明するための説明図 本発明の第２の実施の形態におけるプログレッシブ画像信号送受信装置のブロック構成図 本発明の第３の実施の形態におけるプログレッシブ画像信号送受信装置のブロック構成図 本発明の第３の実施の形態におけるフラグビット解析手段の動作を説明するための説明図 本発明の第３の実施の形態におけるＭＰＥＧ２ビデオデコード手段の動作を説明するための説明図 本発明の第４の実施の形態におけるプログレッシブ画像信号送受信装置のブロック構成図 本発明の第４の実施の形態における第3のMPEG2ビデオエンコード手段及びフラグビット解析手段の動作を説明するための、Sequence_headerを表した図 本発明の第４の実施の形態における第3のMPEG2ビデオエンコード手段及びフラグビット解析手段の動作を説明するための、Sequence_extensionを表した図 本発明の第４の実施の形態におけるＭＰＥＧ２ビデオデコード手段の動作を説明するための説明図 本発明の第５の実施の形態におけるフラグビット解析手段の動作を説明するための説明図 本発明の第５の実施の形態におけるフラグビット解析手段の動作を説明するための説明図 （ａ）：本発明の他の実施の形態における、素材が２４ｐであり、出力側が５０ｐの場合の、２４ｐ信号を模式的に表した図 （ｂ）：同実施の形態における、５０ｉ信号を模式的に表した図 （ｃ）：同実施の形態における、５０ｐ信号を模式的に表した図 従来のプログレッシブ画像信号送受信装置をあらわすブロック図 従来のプログレッシブ画像信号送受信装置の動作を説明するための説明図 （ａ）：従来のプログレッシブ画像信号送受信装置の、フィールド構造におけるリピート動作を説明するための説明図 （ｂ）：従来のプログレッシブ画像信号送受信装置の、フレーム構造におけるリピート動作を説明するための説明図

符号の説明

１０１ ２４ｐ→６０ｉ変換手段
１０２ ＭＰＥＧ２ビデオエンコード手段
１０３ ＭＰＥＧ２ビデオデコード手段
１０４ フレーム構造解析手段
１０５ 倍速化手段

Claims (6)

1. 順次走査(プログレッシブスキャン)方式により撮影された映像素材を、ISO/IEC13818-2で規定されるビットストリームにしたがって送出する送出装置であって、
   前記ビットストリーム中の、ユーザーデータ領域内のビット位置を用いて、前記映像素材のフレームレートを記述し伝送することを特徴とするプログレッシブ画像信号送出装置。
2. 前記ユーザーデータ領域内のビット位置を用いる場合、extension_and_user_data(0)ビットフィールド、又は、extension_and_user_data(1)ビットフィールド、又は、extension_and_user_data(2)ビットフィールド、を用いることを特徴とする請求項１記載のプログレッシブ画像信号送出装置。
3. 送信装置から送信されてくるビットストリームを入力とし、プログレッシブモニタへの順次走査信号を出力する受信装置であって、
   前記送信装置との間であらかじめ定義した任意のビット位置にあるビット情報より映像素材のフレームレートを認知する第２のフラグビット解析手段と、
   前記第２のフラグビット解析手段の出力と前記ビットストリームとをその入力とし、前記第２のフラグビット解析手段の出力と前記プログレッシブモニタでの表示フレームレートとの比率より、フレームリピートの頻度を決定し、画像を再構成し、プログレッシブ信号を出力するビデオデコード手段と、
   を備えたことを特徴とするプログレッシブ画像信号受信装置。
4. 前記送信されてくるビットストリームが、ISO/IEC13818-2で規定されるビットストリームであることを特徴とする請求項３記載のプログレッシブ画像信号受信装置。
5. 前記第２のフラッグビット解析手段は、前記ISO/IEC13818-2で規定されるビットストリーム中、extension_and_user_data(0)ビットフィールドから、extension_and_user_data(1)ビットフィールドから、又は、extension_and_user_data(2)ビットフィールドから、前記フレームレートを認知することを特徴とする請求項４記載のプログレッシブ画像信号受信装置。
6. ISO/IEC13818-2で規定されるビットストリームを入力とし、プログレッシブ信号を出力する受信装置であって、
   sequence_header中のframe_rate_codeフラグに記述されているコード値が、前記出力するプログレッシブ信号のフレームレートの半分の値であるか否かを解析し、その解析結果を制御信号として出力するフラグビット解析手段と、
   前記ビットストリームを入力とし、前記ISO/IEC13818-2の規定に基づいて画像を再構成するビデオデコード手段と、
   前記フラグビット解析手段から出力された前記制御信号に基づいて、前記ビデオデコード手段の出力信号の走査速度を２倍の走査速度に変換する倍速化手段と、
   を備えたことを特徴とするプログレッシブ画像信号受信装置。

Images