JPH07274129A - テレビジョン信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】動画領域を改善したＭＵＳＥ信号を受信処理す
る場合、回路規模の増大を招くことなくデコード処理を
得る。 【構成】ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータ102 ではＭＵＳ
Ｅ信号を標準のテレビジョン信号の走査線数に変換し、
３次元Ｙ／Ｃ分離装置103 は、輝度信号Ｙと色信号Ｃを
分離する。輝度信号Ｙは、カットオフ周波数が異なる第
１の帯域分離手段（ＬＰＦ104 、加算器108 ）と第２の
帯域分離手段（ＬＰＦ105 、加算器109 ）に入力され
る。各分離手段の低域成分は混合回路106 を介して加算
器112 に入力される。各分離手段の高域成分は、混合回
路107 を介した後フィールドメモリ110 、加算器111 に
よる適切領域へのフィールド間のフィルタリング処理が
施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、標準テレビジョン信
号の走査線数及びアスペクト比とは異なる走査線数及び
アスペクト比を有する高品位テレビジョン信号を、標準
テレビジョン信号又は、高品位テレビジョン信号と走査
線数が異なりアスペクト比が等しいテレビジョン信号に
変換するテレビジョン信号処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの高集積化、動作速度の高速化、
特にメモリの高速化、大容量化、低価格比に伴い映像信
号のディジタル信号処理が普及しつつある。又、テレビ
ジョン受信機としては画面の大型化、高精細化が要望さ
れている。これらの要求に答えるため、わが国において
は、日本放送協会が高品位テレビジョン伝送方式とし
て、ＭＵＳＥ（MULTIPLE SUBNYQUIST SAMPLING ENCO
DING）方式を開発している。この方式は、走査線数が現
行の標準テレビジョン方式の２倍を越える１１２５本で
あり、アスペクト比も１６：９となっている。さらに、
フィールド間、フレーム間のオフセットサブサンプリン
グ処理を行い帯域圧縮をして伝送しているため、現行の
標準テレビジョン方式と互換性がなく、専用の受信機を
必要とする。受信機側では、ディスプレイに映出するた
め、多数のフレームメモリ等の大容量メモリ及び多数の
ＬＳＩを装備したデコーダが必要となる。したがって、
ＬＳＩ技術の著しい進歩を持ってしても標準テレビジョ
ン方式受信機に比べ、高品位テレビジョン受信機は非常
に高価な受信機となる。

【０００３】そこで、高品位テレビジョン受信機普及の
過渡期においては、高品位テレビジョン伝送方式の番組
は視聴できるが、高精細感が本来の高品位テレビジョン
伝送方式のそれよりも劣る安価なアスペクト比１６：９
のテレビジョン受信機、あるいは、高品位テレビジョン
伝送方式のテレビジョン信号を方式変換して、標準テレ
ビジョン方式受信機で視聴する方式変換装置への要求が
ある。

【０００４】上記要求に答えるためにＭＵＳＥ−ＮＴＳ
Ｃコンバータが開発されている。例として、テレビジョ
ン学会誌Vol.47 No.7 1993 P(29)957に示す装置があ
る。以下これについて簡単に説明する。

【０００５】図５にＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータを示
す。入力端子５０１に入力されたＭＵＳＥ信号は、ＭＵ
ＳＥ−ＮＴＳＣ変換基本部５０２において、ＭＵＳＥデ
コード処理され、また走査線数を５２５本へ変換され
る。次に、フィールド間内挿部５０３に入力されて、フ
ィールド間内挿処理が施され、フィールド間の折り返し
成分が除去される。次に、３次元Ｙ／Ｃ分離部を構成す
るフレーム間内挿部５０４において、フレーム間の折り
返し成分が除去されて出力される。

【０００６】ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣ変換基本部５０２は、
低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５１１、Ａ／Ｄ変換器５２
２、ＭＵＳＥ信号処理部５２３、メモリ５２４、方式変
換部５２５により構成されている。方式変換部からは、
走査線数５２５本の信号が得られる。この信号は、フィ
ールド間内挿部５０３に入力される。フィールド間内挿
部５０３は、ＬＰＦ５２１、減算器５２２、フィールド
遅延器５２３、加算器５２４、５２５、Ｄ／Ａ変換器５
２６により構成される。加算器５２２からは高域成分が
得られ、この成分は、フィールド遅延器５２３と加算器
５２４によりフィールド間内挿され、加算器５２５にお
いて低域成分と加算される。Ｄ／Ａ変換器５２６の出力
は、フレーム間内挿部５０４のＡ／Ｄ変換器５３１に入
力される。このＡ／Ｄ変換器５３１の出力は、フレーム
遅延器５３２と加算器５３３によりフレーム間加算され
る。混合器５３４は、動き検出器５０５で検出された画
像動き情報により制御され、動画の場合はＡ／Ｄ変換器
５３１の出力、静止画の場合は加算器５３３の出力を選
択導出する。

【０００７】また、文献ITEJ Technical Report Vol.16
No.7 pp.7〜12には、ＭＵＳＥ方式における動画領域の
画質改善のための技術が示されている。以下これについ
て簡単に説明する。

【０００８】図６は、ＭＵＳＥ方式における動画領域の
画質改善を行うための系統図である。標本化周波数４
８．６ＭＨｚにデジタル化された画像信号は、水平方向
の一次元低域通過フィルタ６０１を通し、サンプルレー
ト変換部６０２で３２．４ＭＨｚに変換される。そして
次の２次元広帯域フィールド内前置フィルタ６０３によ
り斜め方向の帯域制限が行われる。次に、ＬＰＦ６０
４、減算器６０５、フィールド間垂直フィルタ６０６、
加算器６０７により、水平８ＭＨｚ以上の成分に対して
はフィールド間で垂直低域フィルタリング処理が施され
る。次に、ラインオフセットサブサンプル部６０８にお
いて、２フレームで一巡するラインオフセットサブサン
プルが行われサンプルレートが１６．２ＭＨｚに落とさ
れ、Ｄ／Ａ変換されたあと帯域８．１ＭＨｚでアナログ
伝送される。デコーダが側では、伝送信号をＡ／Ｄ変換
してクロック再生を行い、エンコーダ側とほぼ逆の処理
を行う。フィールド内後置フィルタ６１１によりフィー
ルド内内挿を行い、次に、ＬＰＦ６１２、減算器６１
３、フィールド間垂直フィルタ６１４、加算器６１５に
より８ＭＨｚ以上の成分に対して垂直低域フィルタリン
グ処理を掛けて、次にサンプルレート変換部６１６で、
元のサンプルレートに戻している。

【０００９】すなわち、送り側で動画領域について、水
平８ＭＨｚ以上の高域信号をフィールド間で垂直ローパ
スフィルタリング処理し、水平８ＭＨｚ以下の信号と加
算する。この信号をラインオフセットサブサンプリング
して伝送する。受け側では、送り側と逆の信号処理を行
うことによりデコードする。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前述のような
動画領域の画質改善を行ったＭＵＳＥ信号を従来のＭＵ
ＳＥ−ＮＴＳＣコンバータにてデコードする場合、以下
に示す問題点がある。ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータで
静止画領域に関して、フレーム間の折り返し除去ととも
にフィールド間の折り返し除去も行う場合、フィールド
間の折り返し成分は、ＭＵＳＥ信号の水平周波数が約４
ＭＨｚ以上の高域成分に存在するため、フィールド間の
フィルタリング処理はこの領域に対して行う。また、動
画領域に関しては、画質改善の為のフィールド間フィル
タリング処理を施す領域は、水平周波数が８ＭＨｚ以上
の高域成分に対してである。従って、動静領域にフィー
ルド間処理を施すには、処理を行う水平周波数成分が異
なるため、新たに動画処理用のフィールドメモリが必要
となり、回路規模の増大と、コストアップを招くことに
なった。

【００１１】そこでこの発明は、動画領域を改善したＭ
ＵＳＥ信号を受信処理する場合、回路規模の増大を招く
ことなくデコード処理を得るテレビジョン信号変換処理
装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、ＭＵＳＥ信
号を標準テレビジョン信号に変換する手段であって、Ｍ
ＵＳＥ信号を入力し、同期再生手段と、コントロール信
号再生手段と、ノンリニアディエンファシスを行う手段
を有し、前記ノンリニアディエンファシスを行う手段の
出力信号を入力してフィールド内内挿を行う内挿手段
と、走査線数の変換を行う走査線変換手段と、時間軸変
換を行う時間軸変換手段と、３次元Ｙ／Ｃ分離を行う手
段としての、画像の動き情報を検出する動き検出手段
と、フレーム間の加減算を行う第１の演算手段と、フィ
ールド内フィルタリング処理を行う第１のフィルタ処理
手段とを少なくとも有し、さらに前記３次元Ｙ／Ｃ分離
を行う手段の出力信号に対し、遮断周波数の異なる低域
周波数成分を抽出する第２、第３のフィルタ処理手段
と、前記第２、第３のフィルタ処理手段の入力信号から
前記第２、第３のフィルタ処理手段の出力信号を減算す
る第２、第３の演算手段と、前記第２の演算手段の出力
信号と前記第３の演算手段の出力信号とを前記動き検出
手段の出力信号の大きさに応じて混合する第１の信号混
合手段と、映像信号を１フィールド記憶するメモリ手段
と、前記第１の信号混合手段の出力信号に対し、前記メ
モリ手段を用い、フィールド間の加算を行う第４の演算
手段と、前記第２のフィルタ処理手段の出力信号と前記
第３のフィルタ処理手段の出力信号とを前記動き検出手
段の出力信号の大きさに応じて混合する第２の信号混合
手段と、前記第４の演算手段の出力信号と前記第２の信
号混合手段の出力信号とを加算する第５の演算手段とを
備えた信号処理装置。

【００１３】

【作用】動画領域の画質改善を行ったＭＵＳＥ信号を標
準テレビジョン信号に変換する装置において、前記の手
段により、フィールドメモリを動静領域の信号処理にお
いて共用化することで、最小限のハード規模で静止画領
域に関して、フレーム間、フィールド間の折り返し除去
が行える。また動画領域に関しても時間方向のフィール
ド間の処理を行うことで、解像度、Ｓ／Ｎ比の改善が図
られ、従来より高画質な標準テレビジョン信号を得るこ
とができる。

【００１４】

【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。図１は、この発明の一実施例である。入力端子
101 には、動画領域の画質改善を行ったＭＵＳＥ信号が
供給され、ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータ102 では、Ｍ
ＵＳＥデコード処理のうち、動画時の処理にあたる同一
フィールド内での信号処理（フィールド内内挿処理）の
みを行い、1125本 ２：１インターレースの信号を得
る。また、ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣ方式変換処理としての走
査線数変換処理を行い、1125本 ２：１インターレース
信号は 525 本 ２：１インターレース信号に変換され
る。

【００１５】この信号は、３次元Ｙ／Ｃ分離装置103 に
入力される。図２は、この３次元Ｙ／Ｃ分離装置103 の
構成図を示している。３次元Ｙ／Ｃ分離装置103 は、入
力信号のフレーム間の演算処理を行うフレーム間Ｙ／Ｃ
分離回路201 、入力信号の走査線間の演算処理を行うフ
ィールド内Ｙ／Ｃ分離回路202 、そして入力信号の絵の
動きを検出する動き検出回路203 で構成される。フレー
ム間で変化のない静止画部分では、フレーム間Ｙ／Ｃ分
離回路201 を用い、色信号の位相がフレーム毎に反転し
ていることを利用して、１フレーム前の同一画素の和と
差をとり、輝度信号Ｙと色信号Ｃを分離する。動画部分
では、フレーム間では移動した異なった画像間の処理と
なり、正確な分離が不可能になる。そこで動き検出回路
203 により、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路202 に切り換
える。フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路202 では、同一フィ
ールド内の上下の走査線信号の和差の演算を行うことに
より輝度信号Ｙと色信号Ｃを分離する。各Ｙ／Ｃ分離回
路201 、202 からの輝度信号Ｙは、混合回路204 に供給
され、色信号Ｃは混合回路205 に供給される。混合回路
204 、205 は、動き検出回路203 からの動き検出信号に
より制御され、画像動きが大きい場合はフレーム間Ｙ／
Ｃ分離回路201 からの信号の割合を多くし、画像動きが
小さい場合はフレーム間Ｙ／Ｃ分離回路202からの信号
の割合を多くして出力する。

【００１６】３次元Ｙ／Ｃ分離装置103 では、フレーム
間の折り返し成分が除去されて出力される。また、動き
検出回路203 からの動き検出信号が出力される。図１に
戻って説明する。３次元Ｙ／Ｃ分離装置103 からの輝度
信号（Ｙ）出力は、低域通過フィルタ104 とともに、加
算器108 の一方の入力端子に入力される。加算器108 の
他方の入力端子には、低域通過フィルタ104 の出力が供
給されている。これにより低域通過フィルタ104 から
は、低域成分が得られ、加算器108からは、高域成分が
得られる。また全く同様の信号処理が、３次元Ｙ／Ｃ分
離装置103 からの輝度信号（Ｙ）出力に対して、低域通
過フィルタ105 、加算器109で行われる。これにより低
域通過フィルタ105 からは低域成分が得られ、加算器10
9 からは高域成分が得られる。即ち、３次元Ｙ／Ｃ分離
装置103 からの輝度信号（Ｙ）出力は、低域通過フィル
タ105 とともに、加算器109 の一方の入力端子に入力さ
れる。加算器109 の他方の入力端子には、低域通過フィ
ルタ105 の出力が供給されている。これにより低域通過
フィルタ105 からは、低域成分が得られ、加算器109 か
らは、高域成分が得られる。

【００１７】低域通過フィルタ104 、低域通過フィルタ
105 の出力は、混合回路106 に供給される。また加算器
108 、加算器109 の出力は、混合回路107 に供給され
る。混合回路106 、107 は、３次元Ｙ／Ｃ分離装置103
からの動き検出信号により制御される。混合回路107 か
らは高域成分が得られるが、この成分に対してはフィー
ルド間のフィルタリング処理が施される。即ち、混合回
路107 の出力は、フィールドメモリ110 、加算器111 に
供給される。加算器111 には、フィールドメモリ110 の
出力も供給されている。加算器111 の出力は、加算器11
2 において、混合回路106 の出力と加算される。

【００１８】上記した構成において、低域通過フィルタ
104 は動画領域の信号処理に、低域通過フィルタ105 は
静止画領域の信号処理に用いられる。そして、動画領域
に関してフィールド間フィルタリング処理を施す領域
は、水平周波数が約3.73ＭＨｚ以上の高域成分となる。
また静止画領域に関しては、フィールド間の折り返し成
分が水平周波数約1.86ＭＨｚ以上の高域成分に存在する
ため、この領域に対してフィールド間のフィルタリング
処理が施されることになる。よって、低域通過フィルタ
104 の遮断周波数は、約3.73ＭＨｚ、また低域通過フィ
ルタ105 の遮断周波数は、約1.86ＭＨｚとなる。混合回
路107 では、加算器108,109 からの出力である動画領
域、静止画領域それぞれの高域成分が、３次元Ｙ／Ｃ分
離装置103 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。この信号は、フィールドメモリ110 と加算
器111 の一方の入力端子に入力される。加算器111 の他
方の入力端子には、フィールドメモリ110 の出力が供給
されている。これにより、加算器111 からフィールド間
処理を施された広域成分が得られる。また、混合回路10
6 では、低域通過フィルタ104,105 からの出力である動
画領域、静止画領域それぞれの低域成分が、動き検出信
号に応じた比で混合されて出力される。ここで得られた
信号は、加算器112 に入力され、加算器111 からのフィ
ールド間処理を施された高域成分と加算される。これに
より加算器112 からは、静止画領域に対してフレーム
間、フィールド間処理を施した信号、そして動画領域に
対してはフィールド間処理を施した信号を得ることがで
きる。

【００１９】図３、図４はこの発明の他の実施例であ
る。先の実施例と同様な機能をもつ部分には同一符号を
付している。図３の実施例では、３次元Ｙ／Ｃ分離装置
114 の構成を図４に示すような構成にしている。まず、
３次元Ｙ／Ｃ分離装置114 の構成を図４を参照して説明
する。この３次元Ｙ／Ｃ分離装置114 は、図２の装置に
比べて図２の混合回路204 を省略した構成であり、その
他は図２の構成と同じである。したがって、輝度信号Ｙ
に関しては、フレーム間Ｙ／Ｃ分離回路201 からの信号
（静止画Ｙ）が、フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路202 から
の信号（動画Ｙ）が、それぞれ直接３次元Ｙ／Ｃ分離装
置114 から直接出力されるようにしている。そして、前
者には、低域通過フィルタ105 で静止画領域の信号処理
を施し、後者には、低域通過フィルタ104 で動画領域の
信号処理を施した後に、それぞれの信号を混合回路106
において、動き検出回路203 からの動き検出信号に応じ
た比で混合し、出力するようにした例である。他の動作
は、先の実施例と同じである。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
動画領域の画質改善を行ったＭＵＳＥ信号を標準テレビ
ジョン信号に変換する装置において、フィールドメモリ
を動静領域の信号処理において共用化し、最小限のハー
ド規模で、静止画領域に関しては、３次元Ｙ／Ｃ分離装
置でのフレーム間処理とともにフィールド間の処理を行
い、フレーム間の折り返し、フィールド間の折り返しを
除去することができる。また動画領域に関しては、画質
改善の為のフィールド間フィルタリング処理に対応した
フィールド間の処理を行うことで、解像度、Ｓ／Ｎ比の
改善が図られ、従来より高画質な標準テレビジョン信号
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す構成説明図。

【図２】３次元Ｙ／Ｃ分離装置の構成を示す図。

【図３】この発明の他の実施例を示す構成説明図。

【図４】図３にある３次元Ｙ／Ｃ分離装置の構成を示す
図。

【図５】ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバータの構成を示す
図。

【図６】ＭＵＳＥ方式の動画領域の画質改善を行うため
の系統図。

【符号の説明】

101 …入力端子、102 …ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣコンバー
タ、103 …３次元Ｙ／Ｃ分離装置、104,105 …低域通過
フィルタ、106,107 …混合回路、108,109 …加算器、11
0 …フィールドメモリ、111,112 …加算器、113 …出力
端子、114 …３次元Ｙ／Ｃ分離装置、201 …フレーム間
Ｙ／Ｃ分離回路、202 …フィールド内Ｙ／Ｃ分離回路、
203 …動き検出回路。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＭＵＳＥ信号を標準テレビジョン信号の方
   式及び走査線数の信号に変換するＭＵＳＥ−ＮＴＳＣ変
   換手段と、 前記ＭＵＳＥ−ＮＴＳＣ変換手段の出力信号が供給さ
   れ、動き適応により輝度信号と色信号とに分離する輝度
   ／色分離手段と、 前記輝度／色分離手段から出力された輝度信号を、第１
   の周波数で第１の低域成分と第１の高域成分とに分離す
   る第１の分離手段と、 前記輝度／色分離手段から出力された輝度信号を、第２
   の周波数で第２の低域成分と第２の高域成分とに分離す
   る第２の分離手段と、 前記第１と第２の分離手段からの前記第１の低域成分と
   第２の低域成分が供給され、画像動きに応じて第１と第
   ２の低域成分の混合割合を可変した混合出力を得る第１
   の混合手段と、 前記第１と第２の分離手段からの前記第１の高域成分と
   第２の高域成分が供給され、画像動きに応じて第１と第
   ２の高域成分の混合割合を可変した混合出力を得る第２
   の混合手段と、 前記第２の混合手段の出力に対してフィールド間のフィ
   ルタリング処理を施すフィールド間フィルタリング手段
   と、 前記フィールド間フィルタリング手段と前記第１の混合
   手段の出力とを加算して出力する加算手段とを具備した
   ことを特徴とするテレビジョン信号処理装置。
2. 【請求項２】前記輝度／色分離手段は、フレーム間輝度
   ／色分離による第１の輝度信号と、フィールド内輝度／
   色分離による第２の輝度信号を得るもので、 前記第１の輝度信号は、前記第２の分離手段に直接供給
   され、前記第２の輝度信号は前記第１の分離手段に直接
   供給されることを特徴とする請求項１記載のテレビジョ
   ン信号処理装置。
3. 【請求項３】前記第１の分離手段は、３．７３ＭＨｚを
   分離周波数としており、前記第２の分離手段は、１．８
   ６ＭＨｚを分離周波数としていることを特徴とする請求
   項１記載のテレビジョン信号処理装置。