JPH04238485A - テレビジョン信号変換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＭＵＳＥ方式で伝送
されてくる高品位テレビジョン信号を現行テレビジョン
信号に変換するテレビジョン信号変換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタルＩＣの進歩、特にメモリのアク
セス高速化、大容量化に伴い映像信号のデジタル信号処
理が普及しつつある。またテレビジョン受信機としては
、画面の大型化、高精彩化が要望されている。

【０００３】このような要請のもとに、一方ではまった
く新しいテレビジョン方式である高品位テレビジョンシ
ステムが開発されている。高品位テレビジョンシステム
は、信号帯域が従来のテレビジョン信号の約５倍を必要
とするために、放送衛星１チャンネル分の信号帯域で伝
送可能となるようにＭＵＳＥ方式という帯域圧縮方式を
用いている。ＭＵＳＥ方式は、高品位テレビジョン信号
をフィールド間、フレーム間でオフセットサブサンプリ
ングすることにより帯域圧縮を行っている。従って受信
側ではフレームメモリ等の大容量メモリを備えたＭＵＳ
Ｅデコーダが必要となる。

【０００４】図２は、ＭＵＳＥデコーダの構成例である
。端子５０１にはＭＵＳＥ信号が供給される。この信号
は、サンプリング周波数１６．２ＭＨｚ　のクロックに
よりＡ／Ｄ変換器５０２でデジタル化される。Ａ／Ｄ変
換器５０２の出力信号は、フレームメモリ５０４、動き
検出回路５０３、セレクタ５０７、フィールド内内挿フ
ィルタ５０５、同期再生／コントロール信号復号回路５
０６に供給される。

【０００５】同期再生／コントロール信号復号回路５０
６ではＭＵＳＥ信号から、同期信号を再生し、また、画
像信号からブランキン期間中に多重伝送されているコン
トロール信号を復号して出力する。コントロール信号に
はＭＵＳＥ信号をデコードするのに不可欠なフレーム間
オフセットサブサンプリング位相（以下ＦｒＯＳＳと称
する）、フィールド間オフセットサブサンプリング位相
（ＦｉＯＳＳ）信号などが含まれている。

【０００６】ＭＵＳＥデコーダは、画像の動き部分と静
止部分とで、それぞれ適した処理を行っている。以下静
止部分の処理について説明する。セレクタ５０７では、
復号回路５０６から得られるＦｒＯＳＳ信号に従って、
Ａ／Ｄ変換器５０２の出力ＭＵＳＥ信号と、これがフレ
ームメモリ５０４で１フレーム期間遅延された信号との
切り替え選択が行われ、３２．４ＭＨｚ　レートの信号
として出力される。これはフレーム間内挿と呼ばれてい
る。

【０００７】フレーム間内挿出力信号は、１２ＭＨｚの
遮断周波数をもつＬＰＦ（低域通過フィルタ）５０８を
介して、サンプリング周波数変換部５１０に入力され、
ここでサンプリングレートが３２．４ＭＨｚ　から４８
．６ＭＨｚに変換される。ここでＬＰＦ５０８とサンプ
リング周波数変換部５１０の総合周波数特性はＭＵＳＥ
伝送規格では、インパルスレスポンスにて規定されてい
る。この規格は、図７に示す。この信号は、サブサンプ
ル回路５１１に入力され、同期再生／コントロール信号
復号回路５０６からのＦｉＯＳＳ信号に従ってサブサン
プルされ、この出力（２４．３ＭＨｚ）はフィールドメ
モリ５１２、１Ｈ遅延メモリ（Ｈ：水平期間）５１３、
加算器５１５に供給される。加算器５１５では、１Ｈ遅
延メモリ５１３の出力信号とサブサンプル回路５１１の
出力信号との平均値を演算し、セレクタ５１６に供給す
る。セレクタ５１６では加算器５１５の出力とフィール
ドメモリ５１２の出力信号とを、復号回路５０６からの
ＦｉＯＳＳ信号に従って切り替え出力し、元の４８．６
ＭＨｚ　レートの信号を得る。 これをフィールド間内挿と称する。

【０００８】次に画像の動き部分では、時間的な処理（
テンポラル方向の処理）は適用できないので、フィール
ド内内挿回路５０５ではフィールド内のデータによる内
挿を行い、３２．４ＭＨｚ　データレートの信号として
出力する。内挿する過程において、ＦｒＯＳＳ信号を利
用することにより、フレーム間オフセットサブサンプリ
ングの位相補償を行っている。次にこの出力信号は、サ
ンプリング周波数変換部５０９に入力され、４８．６Ｍ
Ｈｚ　レートの信号として混合回路５１７に入力される
。混合回路５１７では、セレクタ５１６からの信号と、
サンプリング周波数変換部５０９からの信号とが、動き
検出回路５０３からの動き検出信号に応じた比で混合さ
れて出力される。この出力信号は、Ｄ／Ａ変換器５１８
にてアナログ信号に変換され出力端子５１９に導出され
る。

【０００９】ＭＵＳＥ信号は、例えば図４（Ｆ）に示す
ように、静止画部分であって画像がステップ状に変化す
る部分を伝送するものとすると、フレーム毎に図３（Ａ
）と（Ｂ）に示すように伝送されてくる。図３及び図４
において黒丸と白丸は画素を意味し、実線は偶数フィー
ルド、破線は奇数フィールドのラインである。ＭＵＳＥ
信号は４フィールド周期の信号で構成されている。 デコーダにおいてフレーム間内挿を行うと、図３（Ｃ）
に示すような３２．４ＭＨｚ　レートの信号となる（セ
レクタ５０７の出力に相当）。この信号がサンプリング
周波数変換部５１０により、図３（Ｄ）に示すような４
８．６ＭＨｚ　レートの信号に変換される。次に、サブ
サンプル回路５１１によって図４（Ｅ）に示す信号とな
り、フィールド間内挿により×印の部分が補間され（セ
レクタ５１６の出力に相当）、図４（Ｆ）に示す信号と
して出力される。 ここで、図３（Ｄ）と図４（Ｆ）を比較すると、同じ４
８．６ＭＨｚレートの信号でありながら、輪郭部分の状
態が異なっている。これはフィールド間内挿処理を行っ
たか否かの差である。

【００１０】このようにＭＵＳＥデコーダは、非常に複
雑な回路であり大容量のメモリを必要とする。また高品
位テレビジョン信号やＭＵＳＥ信号は、現行のテレビジ
ョン信号方式とは全く互換性が無いため、既存のテレビ
ジョン受信機ではその内容すら見ることができない。こ
のため高品位テレビジョン信号（ＭＵＳＥ信号）を簡易
的に処理し、現行方式のテレビジョン信号に変換するＭ
ＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータの開発が行われている。

【００１１】図５は、ＭＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータの
構成例である。入力端子７０１には、ＭＵＳＥ信号が供
給され、Ａ／Ｄ変換器７０２にて１６．２ＭＨｚ　のク
ロックでデジタル化される。Ａ／Ｄ変換器７０２の出力
は、フィールド内内挿回路７０３、同期再生／コントロ
ール信号復号回路７０４に入力される。フィールド内内
挿回路７０３の出力は、走査線変換部７０５に入力され
、１１２５本２：１　インターレースの信号から５２５
　本２：１　インターレースの信号に変換される。この
変換された信号は、Ｄ／Ａ変換器７０６に入力されアナ
ログ信号となりＮＴＳＣエンコーダ７０７に入力される
。これにより出力端子７０８には現行のテレビジョン信
号であるＮＴＳＣ方式の信号が得られる。またＮＴＳＣ
エンコーダ７０７には、Ｓ端子７０９も設けられている
。このようにＭＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータでのＭＵＳ
Ｅ信号処理は、図２で説明したＭＵＳＥデコーダ内の画
像の動き部分の処理を行う回路を取り出した形となって
おり、すべてフィールド内の処理である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記したようにＭＵＳ
Ｅデコーダ（図２）の回路は非常に複雑であり、高価と
なるために図５に示したような簡易型のＭＵＳＥ／ＮＴ
ＳＣコンバータが開発されている。しかし、簡易型のＭ
ＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータには次のような問題がある
。

【００１３】例えば図６に示すように、白と黒がステッ
プ状に変化する画像を図５のコンバータで処理する場合
、このコンバータには図３（Ａ）と（Ｂ）のＭＵＳＥ信
号がフレーム毎に交互に入力する。同コンバータではフ
レーム間での処理は行わずフィールド内の処理のみであ
るため、図３（Ａ）と（Ｂ）の信号をそれぞれをフレー
ム間オフセットサブサンプリング位相に従って、周囲画
素から空間的に×部を補間するだけである。この結果、
図３（Ａ）と（Ｂ）の信号はそれぞれ図４（Ｇ）と（Ｈ
）に示すような信号となる。図４（Ｇ）と（Ｈ）の信号
に注目すると、奇数フィールド（実線）と偶数フィール
ド（破線）では横方向にずれが生じていることがわかる
。このことを平易に説明すると次のようになる。画面上
ではテレビジョンモニタの残像や、人の目の錯覚特性に
より図４（Ｇ）と（Ｈ）の信号が加算され、ほぼ図３（
Ｃ）のように見えるものとしても、この場合にも奇数フ
ィールドと偶数フィールドでは、横方向にずれが生じて
いることが理解できる。

【００１４】このようなフィールド間のずれは、ＭＵＳ
Ｅ／ダウンコンバータでは致命的である。即ち、ＭＵＳ
Ｅ／ダウンコンバータでは走査線変換処理も全てフィー
ルド内の処理であるため、１１２５本から５２５　本に
変換しても、上記のずれは残ったままである。マクロ的
にみると、本来図６（Ａ）のように見えるべき信号が実
は奇数フィールドでは（Ｂ）、偶数フィールドでは（Ｃ
）になり、通常のテレビジョン受信機では飛び越し走査
によって（Ｄ）のように見える。しかも走査線が５２５
　本であるために、このぎざぎざは非常に目立つとうい
う問題がある。

【００１５】そこで、この発明の目的とするところは、
画像の輪郭部における自然を保持したまま信号変換を行
うことができるテレビジョン信号変換器を提供すること
にある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、第１のテレ
ビジョン信号をフィールド間で第１のオフセットサブサ
ンプリングし、フレーム間で第２のオフセットサブサン
プリングすることにより帯域圧縮した信号を、走査線数
の異なる第２のテレビジョン信号に変換するテレビジョ
ン信号変換器において、

【００１７】前記第２のオフセットサブサンプリング状
態の信号をフィールド内内挿処理した信号を得るフィー
ルド内内挿手段と、このフィールド内内挿手段の出力を
前記第２のテレビジョン信号と同数の走査線数に変換す
る走査線変換手段と、この走査線変換手段の出力のサン
プリング周波数を前記第２のテレビジョン信号用のサン
プリング周波数に変換するサンプリング周波数変換手段
と、このサンプリング周波数変換手段の出力を入力とし
て画像の静止部分では、フィールド間内挿処理した信号
を現行方式のテレビジョン信号にデコードして出力する
手段とを備えるものである。

【００１８】

【作用】上記の手段により、サンプリング周波数変換と
、フィールド間内挿処理する手段とを新たに設けたこと
により、前述した静止画像におけるエッジがざぎざする
現象がなくなり、より自然な画像を得ることができる。 また画像の動き部分でフィールド間の演算を行うと２重
像妨害が発生する場合があるので、動き検出により画像
の静止部分のみフィールド間内挿処理を行うものである
。

【００１９】

【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。

【００２０】図１はこの発明の一実施例である。入力端
子７０１にはＭＵＳＥ信号が供給され、Ａ／Ｄ変換器７
０２にて１６．２ＭＨｚ　のクロックでデジタル化され
、フィールド内内挿回路７０３及び同期再生／コントロ
ール信号復号回路７０４に入力される。フィールド内内
挿回路７０３ではフィールド内内挿処理によりＭＵＳＥ
信号を簡易的に処理し、１１２５本２：１　インターレ
ースの信号を得る。つまり、図３（Ａ）と（Ｂ）のＭＵ
ＳＥ信号を、それぞれ図４（Ｇ）と（Ｈ）に示すような
信号に補間して変換する。この信号は、走査線変換部７
１０に入力される。走査線変換部７１０では、１１２５
本２：１インターレースの信号から５２５　本１：１　
ノンインターレースの信号に変換される。また同期再生
／コントロール信号復号回路７０４からは、新たにフィ
ールド間オフセットサブサンプル位相信号（ＦｉＯＳＳ
）が出力されている。走査線変換部７１０の出力は、２
つのインターレース変換回路１２１と１２２に入力され
る。インターレース変換回路１２１と１２２は、相補的
に変換出力を得るもので、あるフィールドでインターレ
ース変換回路１２１が５２５　の奇数ラインを変換出力
しているときは、インターレース変換回路１２２では偶
数ラインを変換出力する。インターレース変換回路１２
１の出力は、フィールドメモリ１２３にて１フィールド
遅延され、動き検出回路１２４の減算器１２５に入力さ
れる。またインターレース変換回路１２２の出力も減算
器１２５に入力されている。

【００２１】動き検出回路１２４は、減算器１２５、絶
対値演算回路１２６、サンプリング周波数変換回路１２
７により構成されており、減算器１２５ではフィールド
メモリ１２３の出力とインターレース変換回路１２２の
出力との差分が演算される。２つのインターレース変換
回路１２１と１２２とは相補的に変換出力を得ているの
で、フィールドメモリ１２３の出力とインターレース変
換回路１２２の出力とは都合良くヒットする。減算器１
２５の差分出力は、絶対値演算回路１２６で１フィール
ド差分の絶対値が得られ、サンプリング周波数変換回路
１２７により映像信号と同じ３／２倍の信号レートに変
換されて出力される。

【００２２】先のインターレース変換回路１２２の出力
は、サンプリング周波数変換回路１１０に入力される。 サンプリング周波数変換回路１１０は、図７に規定され
たインパルスレスポンスを持っており、サンプリング周
波数を３／２倍にして、４８．６ＭＨｚ　の信号として
出力する。サンプリング周波数変換回路１１０の出力は
、低域通過フィルタ１１６（フィールド間内挿処理部）
を構成するサブサンプル回路１１１に入力されるととも
に、混合回路１２８の一方の入力端子に入力される。サ
ブサンプル回路１１１では、復号回路７０４からのＦｉ
ＯＳＳ信号に従ってサブサンプル処理が行われ、２４．
３ＭＨｚ　の信号に変換される。この信号は、フィール
ドメモリ１１２とセレクタ１１５の一方の端子に供給さ
れる。さらにフィールドメモリ１１２の出力は、１Ｈ遅
延メモリ１１３と加算器１１４に入力される。そして加
算器１１４では、１Ｈ遅延メモリ１１３とフィールドメ
モリ１１２の出力とが加算されその平均値がとられる（
つまりフィールド内内挿により図４（Ｅ）に示すような
形態でＸ印の画素が補間される）。この加算器１１４の
出力（補間信号）はセレクタ１１５に入力される。セレ
クタ１１５は、加算器１１４の出力とサブサンプル回路
１１１の出力とのいずれかをＦｉＯＳＳ信号に従って切
り替え出力する。これにより補間信号が、対応するフィ
ールドの信号と合成されて、つまり図４（Ｅ）のＸ印の
一が補間（フィールド間補間）されて出力される。混合
回路１２８においては、セレクタ１１５の出力と、サン
プリング周波数変換回路１１０の出力とが、動き検出回
路１２４の出力に従って混合出力される。混合回路１２
８の出力は、Ｄ／Ａ変換器７０６に入力されてアナログ
信号に変換されたのち、ＮＴＳＣデコーダ７０７に入力
される。 これにより出力端子７０８には現行方式のテレビジョン
信号が得られる。またＮＴＳＣデコーダ７０７には、Ｓ
端子７０９も設けられている。

【００２３】上記したＭＵＳＥ／ＮＴＳＣコンバータに
おける信号処理は、次のような順で行われている。即ち
、フィールド内内挿処理、走査線数変換、動き適応のフ
ィールド間内挿である。ＭＵＳＥ信号の復号過程におい
て、フレーム間オフセットサブサンプリングの復号を行
うには、１１２５本系の方が行いやすいが、フィールド
間オフセットサブサンプリングの復号は１１２５本系に
限定されない。即ち、前者については図３（Ａ）、（Ｂ
）に示したようにオフセット構造がフレーム間かつライ
ン毎に反転しているが、後者については図４（Ｅ）で示
したように単にフィールド間での反転であるために５２
５　本系に変換した後でもフィールド間内挿処理は有効
に動作する。勿論、走査線数変換処理において、フィー
ルド間の演算処理を含まないことが前提である。また、
フィールド内内挿回路７０３の空間周波数特性において
、水平方向の特性は１２ＭＨｚまでは可能な限りフラッ
トであるほうがよい。これは本来のＭＵＳＥデコーダで
は、静止画系処理ではフィールド内内挿ではなくフレー
ム間内挿であり、空間的にまったく減衰しない特性にな
る。図７に記載した１２ＭＨｚ　低域通過フィルタ特性
と、サンプリング周波数変換のトータル特性条件ではフ
レーム間内挿を前提にしており、これが満足しないと波
形歪みとなって画面に現れるためである。もちろんフィ
ールド内内挿回路７０３の水平方向の周波数特性とサン
プリング周波数変換部１１０のトータル特性を図７に示
すような特性となるようにしてもよい。

【００２４】上記の処理により、ＭＵＳＥ信号の簡易処
理を行っても、フィールド間のオフセットサブサンプル
位相を補償することが可能となり、静止画部分であって
画像がステップ的に変化する部分に生じる障害を無くす
ことができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明は、画像の
輪郭部における自然を保持したまま信号変換を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す回路図。

【図２】ＭＵＳＥデコーダの構成を示す図。

【図３】ＭＵＳＥ信号処理経過を説明するために示した
説明図。

【図４】ＭＵＳＥ信号処理経過を説明するために示した
説明図。

【図５】簡易型ＭＵＳＥコンバータを示す回路図。

【図６】従来の簡易型ＭＵＳＥコンバータの問題点を説
明するために示した説明図。

【図７】デコーダのインパルス応答の説明図。

【符号の説明】

７０２…Ａ／Ｄ変換器、７０３…フィールド内内挿回路
、７０４…同期再生／コントロール信号復号回路、７１
０…走査線変換部、７０６…Ｄ／Ａ変換器、７０７…Ｎ
ＴＳＣエンコーダ、１２１、１２２…インターレース変
換回路、１２３…フィールドメモリ、１２４…動き検出
回路、１２５…減算器、１２６…絶対値回路、１２７…
サンプル周波数変換回路、１２８…混合回路、１１１…
サブサンプル回路、１１２…フィールドメモリ、１１３
…１Ｈ遅延器、１１４…加算器、１１５…セレクタ、１
１６…フィールド間内挿回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１のテレビジョン信号をフィールド
   間で第１のオフセットサブサンプリングし、フレーム間
   で第２のオフセットサブサンプリングすることにより帯
   域圧縮した信号を、走査線数の異なる第２のテレビジョ
   ン信号に変換するテレビジョン信号変換器において、前
   記第２のオフセットサブサンプリング状態の信号をフィ
   ールド内内挿処理した信号を得るフィールド内内挿手段
   と、このフィールド内内挿手段の出力を前記第２のテレ
   ビジョン信号と同数の走査線数に変換する走査線変換手
   段と、前記走査線変換手段の出力を用いて動画領域と静
   画領域を識別する動き検出信号を得る動き検出手段と、
   前記走査線変換手段の出力のサンプリング周波数を前記
   第２のテレビジョン信号用のサンプリング周波数に変換
   するサンプリング周波数変換手段と、前記サンプリング
   周波数変換手段の出力を入力とし、フィールド間内挿処
   理を行うフィールド間内挿処理手段と、前記動き検出信
   号に応じて制御される手段であり、静画の場合は前記フ
   ィールド間内挿処理手段からの出力の割合を多くし、動
   画の場合は前記サンプリング周波数変換手段からの出力
   の割合を多くし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器。