JP2533393B2 - Ntsc―hdコンバ―タ - Google Patents

Ntsc―hdコンバ―タ

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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、NTSC方式に準拠する映像信号(以下、NT
SC信号と称す)をアスペクト比16:9のハイビジョン用モ
ニタへ映し出すことのできるようにするためのNTSC−HD
コンバータに関する。
「従来の技術」 アスペクト比が16:9のハイビジョン(HD)用モニタ
へ、アスペクト比が4:3の映像(NTSC信号などの映像)
を映し出す場合、表示画面は第3図A,Bの2通りが考え
られる。
第3図Aは信号の映像情報のすべてを表示するが、ア
スペクト比の違いから左右両サイドに空スペースができ
る。この空きスペースはグレー情報などが挿入される。
また、第3図Bは表示画面のすべてに映像が映し出され
るように拡大されるが、この拡大処理によって、上下の
映像情報がカットされる。
そのため、ハイビジョンモニタに映像を映し出す場合
には、前者による表示方法が必要不可欠であるので、第
3図Aのように表示する場合について以下考察する。
第4図は第3図Aの映像表示方式を実現するために使
用されるコンバータ(NTSC−HD)40の一例を示すブロッ
ク図である。
同図において、入力端子41にNTSC信号を入力する。NT
SC信号は、周知のようにフレーム当りの走査線数525
本、2:1インターレース、フィールド周波数59.94Hz、ラ
イン周波数15.73KHzの信号である。
このNTSC信号をまずEDTV信号(Extended Definition
TV)用の処理部42に供給して、フレーム当りの走査線数
525本、1:1順次走査、フレーム周波数59.94Hz、ライン
周波数31.468KHzの信号(EDTV信号)に変換する。
EDTV信号処理部42は、NTSC信号を互換性を維持しつつ
高画質化することを図るための信号変換部であって、具
体的には動き適応3次元Y/C分離や順次走査変換などの
信号処理を行なう。
EDTV信号処理部42からの出力信号波形を、第5図Aに
示す。同図Aは1水平走査期間だけ図示してある。
EDTV用に信号変換された映像信号は時間軸圧縮処理部
43において、水平走査方向の時間軸が圧縮される。この
時間軸圧縮によって1水平走査期間には空きの空間が生
ずる。
そのため、時間軸圧縮処理部43の後段には、信号切り
換え部44が設けられると共に、サイドレベル信号の発生
源45が設けられ、時間圧縮された映像信号とサイドレベ
ル信号を適時切り換えて、第5図BのようなEDTV信号を
出力する。
ここで、時間軸圧縮を行なう一方法としては、FIFOタ
イプのラインメモリを用いる方法がある。圧縮率をn
(n<1)とすると、まずラインメモリにある書き込み
クロックで1水平走査期間分の映像信号を書き込み、次
に書き込みクロックの1/n倍である周波数の読み出しク
ロックでラインメモリに書き込まれた映像信号を読み出
せばよい。
問題は、この圧縮率nをいくらにすればよいかであ
る。単純に信号のアスペクト比だけ考えると、横、縦1
6:9(アスペクト比16:9)の画面に横、縦12:9(アスペ
クト比4:3)の映像を映し出すわけだから、圧縮率n
は、 n=12/16=3/4 とすればよい。
「発明が解決しようとする課題」 ところが、この圧縮率nの値は、映像信号のブランキ
ング期間やモニタのオーバースキャン率等を考慮に入れ
ていない。
実際問題として、アスペクト比16:9のハイビジョンモ
ニタにNTSC信号を映し出したとき、真円は、正確に真円
として再現されなければならず、上述した圧縮率3/4を
採用したときには少し横長の円になってしまう。
また、一般にEDTV信号処理部42の基本クロックは8・
fsc(=28.6MHz)であるから、1水平走査期間のサン
プル数は910個となる。
時間軸圧縮処理部43では、映像期間のみ映像信号が時
間軸圧縮されるのであって、第5図A,Bからも分かるよ
うに、1水平走査期間の長さは不変である。
そして、時間軸圧縮処理部43に設けられたラインメモ
リには、8・fscのクロックでNTSC信号を書き込み、8
・fsc×1/nの読み出しクロック周波数で読み出すか
ら、この周波数で1水平走査期間をサンプルすると910/
n個となる。
圧縮率nを選ぶ場合、上記910/nの値が整数である必
要がある。若し、910/nが整数にならないと、映像の位
相が1ラインごとにずれて縦線が階段状になってしまう
からである。
上述したように、圧縮率を3/4とすると910/nの値は、 910/n=910×3/4≒1213.33 となり、整数とはならないから、上述した位相ずれが発
生していることになる。
そこで、この発明はこのような課題を解決したもので
あって、映像変換後の再現性と精度を改善したNTSC−HD
のコンバータを提供するものである。
「課題を解決するための手段」 上述の課題を解決するため、この発明においては、NT
SC方式に準拠する映像信号をEDTV用の映像信号に変換す
るEDTV信号処理手段と、 上記EDTV信号処理手段の出力信号の映像期間を水平方
向に14/19倍に信号圧縮する時間軸圧縮処理手段と、 上記時間軸圧縮処理手段の出力信号と、時間軸圧縮さ
れることによって生じた空スペースに挿入するサイドレ
ベル信号とを切り換えて出力する信号切換手段とを具備
したことを特徴とするものである。
「作 用」 この構成において、EDTV信号処理部42では、入力した
NTSC信号がEDTV用の映像信号に変換される。この映像信
号は、フレーム当りの走査線数525本、1:1順次走査、フ
レーム周波数59.94Hz、ライン周波数31.468KHzの信号で
ある。
時間軸圧縮処理部43では、信号変換された映像信号の
うち、映像期間のみが水平方向に14/19倍に時間軸圧縮
される。この圧縮率(14/19)は、真円を真円として再
現するための条件であると共に、映像信号のサンプル数
(910)と圧縮率との比が整数となるための条件であ
る。
14/19倍に時間軸圧縮された映像信号とサイドレベル
信号が適時切り換えられ、第5図Bに示すような信号を
出力する。
これによって、NTSC信号をアスペクト比16:9のハイビ
ジョンモニタ113に正確に映し出すことができる。
「実 施 例」 続いて、この発明に係るNTSC−HDコンバータの一例を
ハイビジョン受像機に適用した場合について、図面を参
照しながら詳細に説明する。
第1図はこの発明を適用したハイビジョン受像機の一
実施例を示す。
同図において、NTSC信号は入力端子101に入力され、E
DTV信号処理部102でフレーム当りの走査線数525本、1:1
順次走査、フレーム周波数59.94Hz、ライン周波数31.46
8KHzの映像信号(輝度信号Yと一対の色差信号R−Y,B
−Y)に変換される。第2図Aに輝度信号S1の一例を示
す。
EDTV信号処理部102からは、これら映像信号が出力さ
れる他、水平及び垂直同期信号HS,VSが出力され、これ
がタイミング信号作成部109に供給される。
変換された映像信号は時間軸圧縮処理部104に供給さ
れる。この時間軸圧縮処理部104は、EDTV信号処理部102
より出力される映像信号の数に応じて、図のように3つ
のラインメモリ106,107,108で構成される。
NTSC信号はまたクロック作成部103にも供給されて、
これより抽出されたサブキャリヤーfscまたは水平同期
信号に基づいて、EDTV信号処理部102において使用され
る基本クロックWCK(その周波数は8・fsc)が形成さ
れる。
クロック作成部103で作成された基本クロックWCKは、
さらに信号圧縮用のクロック作成部105にも供給され
て、これより基本クロックWCKの周波数が19/14倍に変換
される。
ラインメモリ106,107,108では各映像信号を8・fsc
クロック作成部103からの出力クロック、つまり書き込
みクロックWCKで書き込み、19/14倍クロック作成部105
からの出力クロック、つまり読み出しクロックRCKで読
み出す。
これによって、各映像信号は14/19倍に時間軸圧縮さ
れたことになる。
ところで、この発明において上述したような圧縮率n
(n=14/19)に選定したのは以下のような理由によ
る。
時間軸圧縮率nを決めるときの条件として、 (1)アスペクト比16:9のハイビジョンモニタへ映像を
映し出したとき、真円が正確に再生されなければいけな
い。
(2)910/nの値が整数とならなければいけない。
の2つの条件を満足する必要がある。
そのためにはまず、条件(1)を満たすnを求める。
ハイビジョン方式の映像信号(以下、HDTV信号と称
す)のライン周波数fhと水平有効期間thは、 th=33.75KHz(=29.63μs) th=29.63−3.77μs =25.86μs (水平ブランキング期間=3.77μs) EDTV信号処理された映像信号(以下、EDTV信号と称
す)のライン周波数feと水平有効期間teは、 fe=31.468KHz(31.78μs) te=31.78×0.83μs =26.37μs (水平走査期間比率=83%) このような関係にあるため、HDTV信号の水平有効期間
th(25.86μs)の3/4の間にEDTV信号の水平有効期間te
(26.37μs)の信号を圧縮して収めればよい。すなわ
ち、 25.86×3/4=26.37×n ∴n=25.86/26.37×3/4 次に、条件(2)より m=910/n(m:整数) =910×26.37/25.86×4/3 ≒1237 よって、条件(1),(2)を満たす圧縮率nは、 910/n=1237 ∴n=910/1237 となる。
ここで、圧縮率nを求めるにはもうひとつ条件があ
る。
実際にハードウェアを組む場合、時間軸圧縮するため
には、時間軸圧縮に用いられるラインメモリの書き込み
クロックWCKに対して、その1/n倍となる周波数の読み出
しクロックRCKを作る必要がある。
このクロック作成部105は一般には、PLL回路で構成す
るが、1/nという値が簡単な分数であることがハード規
模、PLL回路の安全性、性能の面から見て望ましい。よ
って、もうひとつの条件として、 (3)圧縮率nはできるだけ簡単な分数がよい。そこ
で、910/1237の値により近く、最も簡単な分数を探す
と、 n′=14/19(=910/1235) が求まる。
nとn′の誤差は0.1%足らずで、この誤差は画面に
表示した場合視覚上ほとんど問題にならないレベルであ
る。
以上のような理由から、上述した課題を解決するため
の圧縮率nとして、 n=14/19 が使用される。
さて、上述したタイミング信号作成部109より出力さ
れた水平同期信号に同期したリセット信号S2(第2図
B)によって、ラインメモリ106〜108における書き込み
状態および読み出し状態がリセットされる。
その結果、例えばラインメモリ106からは第2図Cに
示すように、時間軸圧縮された輝度信号S3(第2図C)
が出力される。
ここで、ラインメモリ106〜108に書き込まれる1水平
走査期間のサンプル数は910個であるが、読み出しクロ
ックRCKによって読み出される1水平走査期間のサンプ
ル数は1235個である。
その結果、ラインメモリ106〜108から読み出される映
像信号のうち、アドレス911〜1235番地の信号データは
不定となり、第2図Cの信号S3に示すようにデータの不
定期間が存在する。
データ不定期間を無くすため、信号切り換え部110が
設けられる。ここには、ペデスタルレベルを出力する抽
出回路121〜123の他に、サイドレベル信号を出力する信
号源125〜127と切換スイッチ131〜133が設けられる。
ペダスタルレベルはハイビジョンモニタ側で信号の直
流成分を再生するために必要な信号である。ペデスタル
レベルはEDTV信号処理部102より出力された映像信号よ
り抽出される。サイドレベル信号は、例えばクレー信号
である。
そして、タイミング信号作成部109で生成された切り
換え信号S4,S5(第2図D,E)が切換スイッチ131〜133に
供給されて、映像信号とペデスタルレベルとサイドレベ
ル信号が合成されて第2図Fに示すような合成映像信号
(EDTV信号)S6となるように切り換え制御される。
したがって、切り換え信号S4がHで、S5がLのとき時
間軸圧縮された映像信号が選択され、S4がLで、S5がH
のときペデスタルレベルが、そして、S4,S5が共にLの
ときサイドレベル信号がそれぞれ選択される。
信号切り換え部110から出力されたEDTV信号S6はD/A変
換器111によってアナログ信号に変換され、更に、マト
リックス回路112によってR,G,Bの原色信号に変換された
のち、ハイビジョンモニタ113に供給される。
ハイビジョンモニタ113に与える水平同期信号S7(第
2図G)はタイミング信号作成部109で生成される。垂
直同期信号はNTSC信号より分離された垂直同期信号VSが
使用される。
なお、切り換え信号S4,S5や水平同期信号S7の位相関
係や幅などはタイミング信号作成部109にて調整でき
る。
なお、上述では、映像期間を14/19倍に時間軸圧縮す
ることによってできる空スペースにサイドレベル信号を
挿入しているが、このサイドレベル信号として別の映像
信号を持ってくることもできる。
そうした場合には、いわゆるピクチャー・イン・ピン
チャー機能が実現できるし、またサイドパネル情報を挿
入すればEDTV第2世代にも容易に対応できる。
「発明の効果」 以上のように、この発明では、NTSC信号にEDTV信号処
理を施し、その出力信号を水平方向に14/19倍に時間軸
圧縮するようにしたものである。
これによって、アスペクト比16:19のハイビジョンモ
ニタに対して、原映像を正確に再生することができる。
そしてまた、このような圧縮率とすることによって、
時間軸圧縮用のクロック作成部のハード構成なども簡略
化できる特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係るNTSC−HDコンバータを使用した
ハイビジョン受像機の実施例を示す系統図、第2図はそ
の動作説明に供する波形図、第3図は映像表示例を示す
図、第4図はNTSC−HDコンバータの系統図、第5図はそ
の動作説明図である。 102……EDTV信号処理部 103……8・fscクロック作成部 104……時間軸圧縮処理部 105……19/14倍クロック作成部 106……タイミング信号作成部 110……信号切り換え部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】NTSC方式に準拠する映像信号をEDTV用の映
    像信号に変換するEDTV信号処理手段と、 上記EDTV信号処理手段の出力信号の映像期間を水平方向
    に14/19倍に信号圧縮する時間軸圧縮処理手段と、 上記時間軸圧縮処理手段の出力信号と、時間軸圧縮され
    ることによって生じた空スペースに挿入するサイドレベ
    ル信号とを切り換えて出力する信号切り換え手段とを具
    備したことを特徴とするNTSC−HDコンバータ。
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