JP3565193B2 - 映像拡大装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上下に画面が欠けているレタ−ボックス式 、ビスタサイズ、シネマサイズ等の映像信号をアスペクト比１６：９の映像表 示装置に拡大すると共に、映画等の字幕の位置を可変できる映像拡大装置に関 するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テレビの大画面化が定着しつつあり、さらに画面のワイドアスペクト化へと移行して行くものと考えられる。
【０００３】
また、ビデオソフト（特に、映画のソフト）も充実し、これらの上下に画面が欠けているレタ−ボックス式、ビスタサイズ、シネマサイズ等の映信号をワイドアスペクト比（例えば、アスペクト比１６：９）の画面に映像を拡大して映す映像拡大装置が商品化されている。この際、映画等では字幕が欠落するので、予め字幕を抽出し、映像拡大後に抽出された字幕を映像の任意の場所に移動し合成するといった字幕処理を行っている。
【０００４】
以下、図面を参照しながら、従来用いられている字幕処理機能を備えた映像拡大装置の一例について説明する。
【０００５】
図１０は、従来の字幕処理機能を備えた映像拡大装置のブロック図を示すものである。図１０において、１は映像信号入力端子、２はＡＤ変換回路、３は輝度信号／色信号分離回路、４は動き検出回路、３９は走査線数変換回路、４０は字幕処理回路、１０は字幕処理回路４０の字幕処理制御信号の出力に応じて字幕と拡大映像を合成するスイッチ、１１はＤＡ変換器、１４は字幕処理と映像拡大を行った輝度信号の出力端子である。以上のように構成された映像拡大装置について以下その動作を説明する。字幕処理回路４０では、まず輝度信号／色信号分離回路３で分離された輝度信号から字幕部を抽出し、次に抽出した字幕をユーザ−が字幕を合成したいと決めた位置まで移動させる。ここで、移動した字幕と走査線数変換回路３９で拡大された輝度信号とを、字幕処理回路４０の字幕制御信号に応じてスイッチ１０で合成する。合成された信号は、ＤＡ変換器１１でＤＡ変換され、輝度信号出力端子１４より出力される。
【０００６】
図９に走査線数を３倍にする場合の走査線数変換の例を示す。以下、図９について説明する。
【０００７】
図９において○は走査線を示し、走査線数変換前の走査線のレベルをＡ１、Ａ２とし、走査線数変換後の走査線のレベルをＣ１〜Ｃ４とする。ここでＣ１〜Ｃ４は、走査線Ａ１とＡ２との距離の重み付けにより計算される（図９参照）。この様に本発明では走査線の数を増やすことで映像拡大を行う。
【０００８】
図７に上記の字幕処理回路４０のブロック図を示す。図７において、２４は輝度信号／色信号分離回路３で映像信号から分離された輝度信号の入力端子、２５は字幕を抽出して移動させるのに用いるフィ−ルドメモリ、３０はフィ−ルドメモリを制御するフィ−ルドメモリ制御信号発生回路、３１は字幕抽出スタ−トライン入力端子、３２は字幕抽出エンドライン入力端子、３３は字幕移動先ライン入力端子、３４は字幕しきい値入力端子、２７は移動後の字幕と字幕しきい値の大小関係を判別する比較器、３５は字幕処理ＯＮ／ＯＦＦ信号入力端子、２８は比較器２７の出力と定数値１とを字幕処理ＯＮ／ＯＦＦ信号に応じて切り替えるスイッチ、２９は字幕処理制御信号出力端子、２６は輝度信号の字幕処理信号の出力端子である。
【０００９】
以下、図７の字幕処理回路４０の動作を説明する。フィ−ルドメモリ制御信号発生回路３０では、まずユ−ザ−が入力した字幕抽出スタ−トラインと字幕抽出エンドラインに基づきフィ−ルドメモリ２５の書き込み制御パルスであるライトイネ−ブルパルス（以下、ＷＥ信号と記す）とライトリッセトパルス（以下、ＷＲ信号と記す）を生成する。次に、ユ−ザ−が入力した字幕移動先ラインに基づきフィ−ルドメモリ２５の読み出しパルスであるリ−ドイネ−ブルパルス（以下、ＲＥ信号と記す）とリ−ドリッセトパルス（以下、ＲＲ信号と記す）を生成する。以上のメモリ制御パルスにより、フィ−ルドメモリ２５では輝度信号の字幕部のみが書き込まれ、ユ−ザ−が指定した移動ライン先で字幕のみが読み出され、字幕処理信号の出力端子２６より出力される。
【００１０】
比較器２７では字幕の文字部と背景部の判別が行われ文字部では比較器２７より０が出力され、背景部では１が出力される。スイッチ２８では字幕処理ＯＮ／ＯＦＦの制御を行い、字幕処理ＯＮの場合には比較器２７の出力が選択され、字幕処理ＯＦＦの場合には１が選択され字幕処理制御信号出力端子より出力される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような構成で字幕移動の際、フィ−ルドメモリに記録された字幕を単純にフィ−ルドメモリから読み出すだけでは、例えば図６に示す様に異なるフィ−ルド間で字幕を記録・読み出し（異なるフィ−ルド間での字幕移動）すると走査線の上下関係が反転し、字幕の文字が劣化するという問題を有してる。
【００１２】
本発明は上記問題に鑑み、走査線数変換時の拡大映像の画質改善と、字幕移動時の文字の画質改善を行うとともに、字幕移動時の操作性の改善を図った映像拡大装置を提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために本発明の映像拡大装置は、映像信号入力端子と、映像信号入力端子に接続されアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器の出力端子に接続され映像信号の動きを検出する動き検出回路と、ＡＤ変換器の出力端子と動き検出回路の出力に接続され映像信号から輝度信号を分離する輝度信号／色信号分離回路と、水平パルス入力端子と垂直パルス入力端子とに接続され、現フィールドが奇数フィールドか偶数フィールドかを水平パルスと垂直パルスとの位相で判別し字幕処理回路を制御する奇／偶フィールド判別回路と、奇／偶フィールド判別回路の出力端子と上記の輝度信号／色信号分離回路の第１の出力端子（輝度信号用）に接続され奇／偶フィールド判別結果に基づき字幕信号の抽出と移動とを行う字幕処理回路と、輝度信号／色信号分離回路の第１の出力端子（輝度信号用）に接続され走査線数を変換する走査線数変換回路と、上記の字幕処理回路の第１の出力端子（字幕信号用）と第２の出力端子（字幕制御信号用）と上記の走査線数変換回路の出力端子に接続され字幕信号と映像信号を字幕制御信号により合成する合成回路と、合成回路の出力端子に接続されディジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、ＤＡ変換器の出力端子に接続された映像信号出力端子とを備えたものである。
【００１４】
上記構成により、字幕移動の際、字幕の抽出時と字幕の移動先のフィ−ルドが奇数／偶数フィ−ルドのどちらかを判別することで、課題で指摘した字幕移動の際に生じる走査線の上下反転による文字の画質劣化を無くすことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例における映像拡大装置について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の発明の一実施例における映像拡大装置のブロック図を示すものである。
【００１６】
図１において、１は映像信号入力端子、２はＡＤ変換器、３は輝度信号／色信号分離回路、４は動き検出回路、６は走査線補間回路、７は走査線数変換回路、４０は字幕処理回路、１０はスイッチ、１１はＤＡ変換器、１２は水平パルス入力端子、１３は垂直パルス入力端子、１４は輝度信号出力端子である。
【００１７】
以上のように構成された映像拡大装置について、以下その動作を説明する。映像信号入力端子１より入力された映像信号は、まずＡＤ変換器２でディジタルデ−タに変換され、次に輝度信号／色信号分離回路３で映像信号から輝度信号を分離し、分離された輝度信号は走査線補間回路６で走査線補間され補間信号と現信号を出力する。なお輝度信号／色信号分離処理と走査線補間処理では、動き検出回路４で検出された動き検出信号を用いて行う。（参考文献「クリアビジョン対応 高画質処理方式の開発」：寒川、床井、石津、今井、藤田 １９９０年ＴＶ学会年次大会）走査線補間回路６の出力である現信号と補間信号は走査線数変換回路７で走査線数が変換され、この処理で映像拡大を行う。ここで走査線数変換を走査線補間後に行う理由を以下図５を用いて説明する。
【００１８】
図５において、（ａ）はＮＴＳＣ方式の奇数フィ−ルドと偶数フィ−ルドであり、○印は白の走査線、●印は黒の走査線をしめす。ここで各フィ−ルドを図９で説明した手法で走査線数変換すると、同図（ｂ）の様になりテレビの画面上では走査線が（イ）の領域に示すように白灰白灰白黒白灰白灰白（図５の◎印は灰色の走査線）となり、映像拡大で画質の劣化が生じてしまう。
【００１９】
これに対して本発明ではまず走査線補間を行い現ラインと補間ラインを生成する。図５の（ｃ）は簡単の為に静止画像を対象とした場合の走査線補間結果の一例を示す。図５の（ｄ）は同図（ｃ）で示した信号を走査線数変換したもので、テレビの画面上では（ロ）の領域にて白白白灰灰黒灰灰白白白となり、映像拡大後の画質改善が行われていることがわかる。
【００２０】
図２は、本発明における第２の発明の映像拡大装置の一実施例のブロック図を示すものである。
【００２１】
図２において、１は映像信号入力端子、２はＡＤ変換器、３は輝度信号／色信号分離回路、４は動き検出回路、５はスイッチ、３９は走査線数変換回路、８は字幕処理回路、１０はスイッチ、１１はＤＡ変換器、１４は輝度信号出力端子である。以上のように構成された映像拡大装置について、以下その動作を説明する。
【００２２】
基本動作は、前述した従来の映像拡大装置と同様であるが、本発明ではスイッチ５を設けることで、字幕抽出後に映像信号の字幕信号をある輝度値でマスクすることで、字幕合成後に字幕が２つ出ないようにしている。なお、スイッチ５は字幕処理回路８からの字幕マスク制御信号に基づき制御する。
【００２３】
図３は、本発明における第３の発明の映像拡大装置の一実施例のブロック図を示すものである。
【００２４】
図３において、１は映像信号入力端子、２はＡＤ変換器、３は輝度信号／色信号分離回路、４は動き検出回路、３９は走査線数変換回路、８は字幕処理回路、９は奇／偶フィ−ルド判別回路、１０はスイッチ、１１はＤＡ変換器、１４は輝度信号出力端子、１２は水平パルス入力端子、１３は垂直パルス入力端子である。
【００２５】
以上のように構成された映像拡大装置について、以下その動作を説明する。基本動作は、前述した従来の映像拡大装置と同様であるが、本発明では奇／偶フィ−ルド判別回路９を設けることで以下の課題に対処している。
【００２６】
字幕処理では、映像信号から字幕信号を抽出し、抽出した字幕の文字のみを拡大された映像の任意の場所に移動し合成する（図６参照）。この際同一フィ−ルド内への字幕移動（図６（ｂ）参照、ｎは奇数）は問題ないが、異なるフィ−ルドへの移動（図６（ｃ）参照）は字幕の走査線の上下関係が反転するので、字幕の文字がぎざぎざに劣化してしまう。
【００２７】
そこで本発明では、奇／偶フィ−ルド判別回路９で現フィ−ルドの奇／偶を判別し、異なるフィ−ルド間の字幕移動を行う際に、偶フィ−ルドでの字幕移動を１走査線分多くする（偶フィ−ルドでのフィ−ルドメモリのリ−ドパルスを１Ｈ（１水平期間）遅らせる）。この操作により図６（ｄ）にしめす様に走査線の上下関係の反転が無くなる。
【００２８】
なお、奇／偶フィ−ルド判別回路９では水平パルスと垂直パルスの位相により奇／偶フィ−ルドの判別を行なう。
【００２９】
図８に字幕処理回路８のブロック図を示す。字幕処理回路８では、前述した字幕処理回路４０に字幕マスク信号出力端子４４と、奇／偶判別信号入力端子４５と、本発明３で述べたフィ−ルドメモリ制御を行なう機能を付加したフィ−ルドメモリ制御信号発生回路５０を付加した構成となっている。
【００３０】
図４は、本発明における第４の発明の色信号の映像拡大を行う映像拡大装置の一実施例のブロック図を示すものである。
【００３１】
図４において、１は映像信号入力端子、２はＡＤ変換器、３は輝度信号／色信号分離回路、４は動き検出回路、１５はスイッチ、１７は走査線数変換回路、１８はスイッチ、１９はＤＡ変換器、２０は色信号出力端子、２１は色信号レベル入力端子、２２は字幕制御信号入力端子、２３は字幕マスク信号入力端子、５１はクランプレベル検出回路である。
【００３２】
以上のように構成された色信号の映像拡大装置について、以下その動作を説明する。
【００３３】
輝度信号／色信号分離回路３では、映像信号より色信号が分離される。分離された色信号は輝度信号の場合と同様にスイッチ１５で映像信号の字幕部がクランプレベル検出回路５１で検出された値でマスクされ、走査線数変換回路１７で映像拡大される。スイッチ１８では、輝度信号で求めた字幕制御信号に基づき拡大色信号と字幕が合成される。ここで字幕の色信号のレベルは色信号レベル入力端子２１から入力される値を用いる。合成された色信号はＤＡ変換器１９でアナログ信号に変換される。
【００３４】
また、字幕信号は常に映像信号上にあるわけではなく、字幕信号がない場合には字幕処理が行なえない。そこで本発明の第５の発明では、字幕信号を静止させることで字幕が映像信号上に出てない場合でも字幕処理が行なえ、操作性の改善を図っている。
【００３５】
【発明の効果】
以上の様に本発明の映像拡大装置は、第１の発明として、映像信号入力端子と、映像信号入力端子に接続されアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、ＡＤ変換器の出力端子に接続され映像信号の動きを検出する動き検出回路と、ＡＤ変換器の出力端子と動き検出回路の出力に接続され映像信号から輝度信号を分離する輝度信号／色信号分離回路と、水平パルス入力端子と垂直パルス入力端子とに接続され、現フィールドが奇数フィールドか偶数フィールドかを水平パルスと垂直パルスとの位相で判別し字幕処理回路を制御する奇／偶フィールド判別回路と、奇／偶フィールド判別回路の出力端子と上記の輝度信号／色信号分離回路の第１の出力端子（輝度信号用）に接続され奇／偶フィールド判別結果に基づき字幕信号の抽出と移動とを行う字幕処理回路と、輝度信号／色信号分離回路の第１の出力端子（輝度信号用）に接続され走査線数を変換する走査線数変換回路と、上記の字幕処理回路の第１の出力端子（字幕信号用）と第２の出力端子（字幕制御信号用）と上記の走査線数変換の出力端子に接続され字幕信号と映像信号を字幕制御信号により合成する合成回路と、合成回路の出力端子に接続されディジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、ＤＡ変換器の出力端子に接続された映像信号出力端子とを備えたものである。
【００３６】
以上の構成を備えることにより、従来方式に比較して拡大映像の字幕の文字の画質改善ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における輝度信号の映像拡大装置のブロック図
【図２】本発明の第２の実施例における輝度信号の映像拡大装置のブロック図
【図３】本発明の第３の実施例における輝度信号の映像拡大装置のブロック図
【図４】本発明の第４の実施例における色信号の映像拡大装置のブロック図
【図５】本発明の走査線数変換手法の説明図
【図６】本発明の字幕移動手法の一実施例の説明図
【図７】字幕処理回路の具体例を示すブロック図
【図８】字幕処理回路の具体例を示すブロック図
【図９】走査線数変換手法の原理図
【図１０】従来の映像拡大装置のブロック図
【符号の説明】
１ 映像信号入力端子
２ ＡＤ変換回路
３ 輝度信号／色信号分離回路
４ 動き検出回路
５、１０、１５、１８、２８ スイッチ
６ 走査線補間回路
７、１７、３９ 走査線数変換回路
８、４０ 字幕処理回路
１１、１９ ＤＡ変換回路
９ 奇／偶フィ−ルド判別回路
１２ 水平パルス入力端子
１３ 垂直パルス入力端子
１４ 輝度信号出力端子
２０ 色信号出力端子
２１ 色信号レベル入力端子
２２ 字幕制御信号入力端子
２３ 字幕マスク制御信号入力端子
２４ 輝度信号入力端子
２５ フィ−ルドメモリ
２６ 字幕処理信号出力端子
２７ 比較器
２９ 字幕処理制御信号出力端子
３０、５０ フィ−ルドメモリ制御信号発生回路
３１ 字幕抽出スタ−トライン入力端子
３２ 字幕抽出エンドライン入力端子
３３ 字幕移動先ライン入力端子
３４ 字幕しきい値入力端子
３５ 字幕処理ＯＮ／ＯＦＦ信号入力端子
４４ 字幕マスク信号出力端子
４５ 奇／偶フィ−ルド判別信号入力端子
４６ 定数値入力端子
５１ クランプレベル検出回路

Claims (1)

1. 映像信号入力端子と、前記映像信号入力端子に接続されアナログ信号をディジタル信号に変換するＡＤ変換器と、前記ＡＤ変換器の出力端子に接続され映像信号の動きを検出する動き検出回路と、前記ＡＤ変換器の出力端子と前記動き検出回路の出力に接続され前記映像信号から輝度信号を分離する輝度信号／色信号分離回路と、水平パルス入力端子と垂直パルス入力端子とに接続され、現フィールドが奇数フィールドか偶数フィールドかを水平パルスと垂直パルスとの位相で判別し字幕処理回路を制御する奇／偶フィールド判別回路と、前記奇／偶フィールド判別回路の出力端子と前記輝度信号／色信号分離回路の第１の出力端子（輝度信号用）に接続され奇／偶フィールド判別結果に基づき字幕信号の抽出と移動とを行い、異なるフィールド間の字幕移動を行う際に、字幕移動を１走査線分多くする字幕処理回路と、前記輝度信号／色信号分離回路の前記第１の出力端子（輝度信号用）に接続され走査線数を変換する走査線数変換回路と、前記字幕処理回路の第１の出力端子（字幕信号用）と第２の出力端子（字幕制御信号用）と前記走査線数変換回路の出力端子に接続され字幕信号と映像信号を字幕制御信号により合成する合成回路と、前記合成回路の出力端子に接続されディジタル信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器と、前記ＤＡ変換器の出力端子に接続された映像信号出力端子とを備えたことを特徴とする映像拡大装置。

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