JPS5877373A - テレビジヨン信号処理回路 - 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】 本発明はテレビジョン信号処理回路、更に詳しく言えば
一現在行なわれて−るテレビジョン信号を受信し、補間
により、走査線数を２倍としたテレビジョン信号を得る
信号処理回路に係る。

現在画面サイズの大きなテレビジョン受像機の開発が行
なわれている。画面サイズを拡大すると、表示されたテ
レビジョン画像は走査線間隔は当然広がシ、ｉｊｉ儂の
解像度が不足して、高品質の画質が得らない。又従来の
テレビジョン受像機の画質を更に゛精細にした高品質の
ｉｉｊ儂を得たいとの要求が強くなっている。

これらの要求に対して、走査線数を倍増させた高精細テ
レビジョンの開発が行なわれている。この場合、高解度
、高品質のテレビジョン画像が得られるが、撮儂から走
査線数を変更することは、既存の送信装置、受像機を変
更しなければならないため、実用化されるためには解決
すべき技術的。

経済的課題が多く−また長期間を要する。

一方、現在性なわれているチレビジョン放送の信号を受
信して、その走査線間ｔ−補関して、実質的に走査線数
を２倍化した高解像度テレビジョン受像機が検討されて
いる。

すなわち、送信された走査線数ｔ−２倍どするため受信
信号を時間圧縮処理して、２フイールドに亘る走査線を
単一のフレーム信号とするものである。現在日本で放送
されているＮＴ８Ｃ方式のテレビジョン信号は１／６０
秒毎に走査線数２６２５本のフィールド信号をインタレ
ース走査して送シ、２フイールドで走査−数５２５本の
フレーム信号が構成される。したがって、１／６０秒時
間的に異った２フイールドの画像信号が合成されて単一
フレームを構成する場合、画像が静止したような動きの
少ないものでは高精細の走査線数が倍増された画像が得
られるが、画像が時間的に変化している場合、ｘ／６０
秒間動いた２・つの画像を合成したものとなシ、画質を
劣化させるという問題がめる。

したがって、本発明の目的はインタレース走査されたテ
レビジョン信号を受信し、受像機内部で疑似的に走査線
ｔ−２倍にするテレビジョン受ｆ象機において、画像の
動きによっても再生画像の劣化が少ない關細の再生画ｇ
ＩＩを得るテレビジョン信号処理回路を実現することで
ある。

本発明は上記目的を達成するため、受信したテレビジョ
ン信号から補間走査信号を作る場合に、テレビジョン信
号の画像の動き情報を検出し、その検出信号によって複
数種の補間手段から最適のものを選択するように構成し
たことを特徴とする。

すなわち、インタレースされたテレビジョン態号のフレ
ーム間差信号から画像の動き情報を得る検出回路と、フ
ィールド内の走査線を利用した第１の補間回路と、少な
くとも前フィールド（あるいは前後のフィールド）の走
査Ｉｌを利用する第２の補間回路と、上記第１の補間手
段の出力と上記第２の補間手段の出力との混合の割合を
上記画像の動き情報を得る検出回路の出力によって制御
する混合回路と、上記混合された出力の時間軸を１／２
に圧縮する時間軸変換回路を有して入力テレビジョン信
号の走査線数を２倍化したテレビジョン信号を得るよう
にしたテレビジョン信号処理回路である。

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図扛入カテレビジョン信号の走査線を補間によって
走査線が疑似的に２倍化されるテレビジョン受像機の一
般的構成を示す。

信号源として、現行のＮＴＳＣ方式のテレビジＮノ放送
信号について述べると、走査線数５２５本、水平周波数
１＆７５ｋＨ”ｘ垂直周波数６０Ｈｇ％２：１インタレ
ースのテレビジョン信号は通常のＮＴ８Ｃ方式テレビジ
ョン受像機と同様の復調装置ｌによシＹ信号、□■信号
、Ｑ信号、水平同期信号Ｈ０垂直同期信号Ｖを得る。Ｙ
、Ｉ、Ｑの各信号は第２図で説明されるような時間軸変
換回路２に入力され、本走査周期が圧縮されたＹ′Ｉ’
　、Ｑ’の各信号に変換され、映倫増巾回路、クロマ回
路４に加えられる。又Ｈ，Ｖの信号は同期信号変換装置
３でＨ’　、Ｖ’　Ｋ変換され、走査線が２倍化され次
テレビジョン信号の駆動信号としてディスプレイ装置５
に加えられる。

第２図（Ａ）は従来知られてｉる上記時間軸変換回路２
の一構Ｈ，例を示しくＢ）（Ｃ）はそれぞれ入力テレビ
ジョン信号及び補間されたテレビジョン信号の走査線の
状態を示す図である。上記第１図の時間軸変換回路２に
はＹ、Ｉ、Ｑの各信号に対し一部２図（Ａ）のような回
路が含まれる。

以下説明の簡単のためＹ信号について説明する。

入力端子６には（Ｂ）図のように１０００秒毎にインタ
レースされた現行のテレビジョン信号に対応するＹ信号
が加えられる。信号の一部はフィールドメモリ７によシ
ェフイールド周期（１／６０秒）遅延され〜入力信号と
もども時間軸変換回路８．９に入力される。ｌｊＩ間軸
変換回路８．９は時間軸ｔ１／２Ｈに圧縮した信号に変
換する。これらの出力信号を切換回路１０によって１／
２Ｈ毎に切換ることによシ出カ端子１１には水平走査周
期が１／２Ｈの時間軸変換し尋信号が得られる。

したがって、再生画像は（Ｃ）図に示すように水平走査
線が倍増（５２５本）されたテレビ画像が１／６０秒毎
に得られる。更にこの第２フイールドおよび第３フイー
ルドがインタリープされるように水平、垂直駆動信号を
作ると１フレーム（２フイールド）の水平走査線数が１
０５０の画像が得られる。

しかしながら、（Ｃ）図の各フィールドの５２５本の走
査線中、半分の２６２５本は前フィールドすなわちｌ／
６０秒前のＩｌｊｇＩ信号で補間して作った疑似的信号
でおるため、画像（被写体）が動く、時間的に変化の多
い画像の場合、前フィールドの画像と現フイールド画偉
を合成したものであるため１７６０秒間のｌｌ１ｉｆ＃
の変化（画像の移動、明るさ、色の変化等）がめったと
き画質の劣化をきたす。

第３図は本発明によるテレビジョン信号処理回路の原理
を説明するため、現行テレビジョン信号の連続する３フ
イールドの走査線の状ｌｉを分離して斜視図的に示した
ものである。同図において第１フイールドの破線、第２
フイールドの点線、第３フイールドの実線が現東に送信
された信号で、これらの信号から例えばｊＩ２フィール
ドの走査線ｔとｎの間に補間による疑似的走査春信号ｍ
を作る場合、ｉｉ儂の動き情報によって、第２フイール
ドの走査線ｔｏ”ｔ−使用したＤ、ｍと同じ位置にある
第１ある―は第３フイールドの走査線の信号を使用した
りするものでるる、更に詳しく言えば、補間して作られ
る走査４１ｍ上の画素Ｙを作る場合、被写体が動−て−
るときは時間的に最も近似している同一フィールドの上
下の走査１ｓｔ＊ｎから°補間する。又被写体の動きが
少ない静止画に近い場合は、空間像域で最も近いもの、
すなわち第１および第３フイールドの上記画素と同一位
置の画素Ｘ、ｚを利用する。

なお、被写体が動いて−る場合には異った領域の画素を
利用するため原理的には解像度は劣化するが、人の視覚
は動いているものに対しては解像度が低下するという特
性があるため、上述の補間による解像度の低下は実質的
には障害とならなめ。

第４図は本発明によるテレビジョン信号処理方式を実施
し九装置の一実施ガの要部構成図、すなわち時間１ｌＩ
Ｉｌ変換回路の構成を示すブロック図である。入力熾子
１２から入力されたテレビジョン信号（例えば輝度信号
Ｙ）はフィールドメモリ１４および１５において、それ
ぞれ２６２Ｈ％２６３Ｈ（Ｈは水平走査周期）だけ遅延
される。入力信号が票３図における第３フイールドの画
素２（信号レベルを２で表す）の場合、フィールドメモ
リ１５の出力は１度１フレーム前の第１フイールドのＸ
（信号レベルをＸで表す）となる。上記信号Ｘおよび２
は減算回路１９に加えられ％（Ｚ−Ｘ）の差信号、すな
わち第２フイールドの画素Ｙの動ｔＩ管表わす信号に変
換される。

他方、フィールドメモリ１４の出力は第２フイールドの
走査線ｎの信号でメジ、これをライ／メモリ１６でＩＨ
だけ遅延させ、走査ｉＩｔの信号を得る。この走査線ｎ
とｔの絵素の値を加算回路１７％係数回路１８から求め
ると平均値が求まる。

これを同一フィールド内の信号からの補間値ａとする。

この、補間値ａと、前フィールドからの補間値ｂ１及び
動き係数回路２０で求めた動き係数にとを用いて、補間
すべき画素の値Ｙを ｙ＝に＠ｂ＋（１−ｋ）・１　・・・・・・曲・・（υ
として求める。乗算回路２１．２２％加算回路２３は上
式を求める回路である。− 第２フイールドの走査線ｎの信号と、上、に得られた補
間信号Ｙから成る新らしｉ走査Ｉ！ｍの信号とを時間軸
変換回路２４．２５に入力し、その出力を切換回路２０
で１７２Ｈ周期で切換えることにより、出力端子１３に
所望の走査線数ｔ２倍とした高精細テレビ信号が得られ
る。

上記実施例においては、静止１１ｉ（＃の補間値すは前
フィールドの信号Ｘとしていたが、加算回路と１７２係
数回路とから、Ｘと２の平均値とすることもで葛る。こ
うすると、微細な差音成分が互いに打消され、より高品
質の画１＃！ヲ得ることができる。また、動き係数回路
２０の出力ｋを動きの有無を表わす２値信号０と１’（
ｋ＝０・・・動き有。

ｋ＝１・・・動き無）とすれば、乗算回路２１．２２お
よび加算回路２３を切換回路に置１１Ｌｃき一回路の簡
易化を図ることができる。

ｊＩ５図は本発明によるテレビジョン信号処理回路、特
にその要部をなす補間走査信号の作成部の他の実施的の
構成を示す図である。

第４図に示す実施例では、走査線２倍化後の走査方式は
ｌフレームの走査ｍ−１）７５２５本で１７６０秒毎に
フレーム信号が発生し、インタレースを行なわないもの
であるが、第５図に示す実施例は、更にインタレースを
行なうものである。同図の構成要素において第４図の構
成要素と実質的に同一の番号を付し、その詳細な説明を
省く。

本実施例にお−てフィールドメモリ１４の出力信号（補
間される信号）並び、この信号よｆｉｌフィールド前及
び後の信号を加算回路１７と係数回路１８で得た平均値
の信号は、前者ＩＩｉ直接るるいｕｌＨの遅延を得るラ
インメモリを経て、後者は直接あるいはＩＨ，２Ｈの遅
延を得るラインメモリ２６．２７．２８を経て、係数回
路群３０に照光られる。係数回路群は、後述する理由に
よって、○印の中の、数値を掛ける。上゛記係数回路の
出力は直接に、あるいは加算回路群３１を介し、更に切
換スイッチ３２，３３，３４．３５ｔ−経て、加算回路
３６．３７あるい拡減算回路３８．３９に照光られる。

減算回路の出力は係数制御回路４０゜４１を経て上記加
算回路３６．３７に加えられる。

加算回路３直３７の出力はそれぞれ時間軸変換回路２４
．２６で１／２に時間軸を圧縮される。

切換スイッチ２６は上記時間軸変換回路２４゜２５の出
力を一周期毎に切換え、次いで上記係数回路群３０によ
って掛けられた係数を調整するための係数回路４２を経
て走査線゛数が２倍化されかクインタレースされた信号
となる。なお、上記時間軸変換部をディジタル回路で構
成した場合、上記係数回路４２の出力側にＤ／ム変換回
路が付加される。上記実施的の動作原理ｔ−纂６図、第
７図および第８図によって説明する。第６図は現行テレ
ビジョン信号と上記４５図の実施例によって走査線数を
変換しかつインタレースしたテレビジ田ン信号の走査線
の位置関係を同一図面上に示したもので、同図中、実線
、破線１点線は走査線の位置を示し、現行テレビジョン
信号は第１フイールド（実ＩＩＯ印）と第２フイールド
（破線Δ印）で構成され、上記実施例の走査線の信号は
第１フイールドは上記現行テレビジョン信号の走査線で
ある実線及び破Ｉｌ（・印で示す）の位置を走査し、第
２フイールドは上記第１フイールドの走査線間をインタ
レースした点ＩＩ（ム印で示す）の位置を走査する。

本実施例は第５図からも分るように、動き情報によって
補間の動作が変る（回路１９．２Ｇ。

４１．４０等）と共に係数回路群３０、加算回路群３１
等によって、下述の理由によって信号の周波数特性の改
善が企られて−る。

画面のｆｌ［Ｌ方向に対しては、画像は走査線により標
本化されたものと見なせる。走査線数を垂直方向の標本
化周波数単位とすると、現行テレビジョン信号は標本化
周波数５２５本であり、そのうちのフィールド画像につ
いては２６２５本となる。

すなわち、先の実施例の議論から、現行テレビ信号の静
止両津における標本化周波数は５２５本、動画像のそれ
は２６２５本とみなすことができる。

また走査１１２倍化（インタレース有）後の標本化周波
数は１０５０本である。走査ＩＩ２倍化処理は、！１＠
方向の標本点間を補間する！＆理回路を設計する問題と
等価でめる。第７図は画像の垂直方向の標本化周波数ｆ
マを走査線数を単位として横軸に表わし牟もので％２６
２５と５２５がそれぞれフィールド画像（動画像）、お
よびフレーム１儂（静止１偉）の標本化周波数、１０５
０が変換後の標本化周波数を示す。したがって、補間回
路は一橋の補間フィルタを構成しθ〜５２５の帯域のう
ち、（変換前の標本化周波数）／２の帯域を通過帯域と
し１標本化周彼数およびその整数倍の周波数全中心とし
て生じて−る高調波成分を抑圧する低域通過フィルタ（
ＬＰＰ）として設計できる。

すなわち、動画像の場合には標本化周波数はフィールド
内の走査線周波数（２６２，５本）であるから、その１
７２以下の垂直周波数成分を通過させるＬＰＦとな夛、
静止１偉では同様にフレーム内の走査線周波数（５２５
本）の１／２以下會通過させるＬＰＦとなる。第７図の
曲ａＨ，（ｆ）、Ｈ。

＜ｉ）は補間フィルター例の周波数特性を示すもので、
Ｈ，（ｆ）は動画像に対するＬＰＦ、Ｈ，（ｆ）は静止
１偉に対するＬＰＦである。その伝達特性は次式で表わ
される。

・・・・・・・・・・・・・・・（３）式（２）の周波
数特性を持つフィルタのインパルス応答は標本化周期（
すなわち変換後の走査線間隔）毎の値として（１，２，
３，４，３，２，１）／１６と表わされる。これ社標本
値をｔｉｅで補荀する補間フィルタである。この動耐に
対する処理モードでは同一フィールドの信号しか利用で
きない次め、第８図に動画モードとして示すように、イ
ンパルス応答の４標本化周期毎に入力信号の標本値がめ
る九め、第１フイールドでは、実線で示す走査線（Ｏ印
）からφ印の走査線の信号を補間し、第２フイールドで
は破線で示す走査＃（Δ印）からム印の走査ａｆ：図示
の係数（６，２）で補間することとなる。

静止画モードの場合、入力信号の走査線全てが補間に利
用できる。式（３）のインパルス応答は（−１゜−１，
５，１０，５，−１，−１）／１６であるから、第１フ
イールドでは＊線で示す走査ｍｔ。

印）及び破線で示す（Δ印）走査線から・印を、第２フ
イールドでは入力走査線（０，Δ印）からム印の信号を
図示の係数で補間することにより、第７図で示した周波
数特性をもつ信号が得られる。

すなわち、第５図において、フィールドメモリ１４およ
び１５とライ／メモリ２７．２８．２９によって第８図
の垂直方向の位置を決定し１スイッチ３２，３３．３４
および３５が、第８図の動画モードおよび静止画モード
における第１フイールドおよび第２フイールドを交互（
１／６０秒毎に）切換え、動画モードと静止画モードの
切換は動き検出回路１９、係数制御回路２０によって係
数回路４０．４１の係数におよび（１−ｋ）絵素単位で
変化させることにより行なう。

以上の説明では、走査線数が５２５本のテレビジョン方
式について述べ九が、他の走査方式のテレビ信号（例え
ばＰＡＬ方式等）にても同様に処理できる。ま九実施例
では単色テレビ信号として説明したが、カラーテレビ信
号についても′３原色信号ろるいは輝度９色差信号ごと
に同様の回路を設けることにより、同様に変換できるこ
とは明らかである。

また実施例で述べた補間フィルタの係数は一笑施ガを示
したにすぎず、他の係数にても同様に実現できることは
明らかである。

本発明によれば、テレビジョン信号のうち１被与体が静
止した部分では、フレームにわたる２フイールドの全走
査線の情報を利用して、走査線数を２倍化した高精細な
１儂が得られる。さらに、動画像部分では、フィールド
内の走査線を利用して、走査線数を倍偉する処理を得な
っているため、動きによる劣化の少ない画儂が得られ、
現行テレビ信号を高精細、高品質１１ｉ（＆に変換表示
。でき、経済的な高精細テレビ伝送システムが実現でき
る。

さらに将来テ゛レビカメラから全てが走査線数が２倍化
した高精細テレビが実現した場合、現行テレビ番組も不
発一方式により１６精細テレビ信号に変換でキ今ため、
高精細テレビとして表示できる番組が増大し、高精細テ
レビの普及に太いなで効果が期待できる。また、本発明
の処理方式により高精細化したテレビ信号を電子式印刷
に利用すれば、任意のテレビ画ｇＩＩを劣化少なく高精
細画儂として印刷できる。

【図面の簡単な説明】

第１図扛入ηテレビジ目ン信号の走査１１ｔ−２倍化し
たテレビジョン受儂機の一般的構ｇを示すブロック図、
第２図は上記第１図の時間軸変換回路２の原理説明のた
めのブロック図およびその動作説明のためのフィールド
内の走査線の関係を示す図、第３図は本発明の原理説明
のためのテレビジョン信号３フイールドにおける走査線
の関係を示す図、第４図及び第５図は本発明によるテレ
ビジョン信号処理回路の要部をなす補間信号を得る手段
の実施例の回路図、第６図、第７図および第８図線いず
れも第５図の実施例の動作説明のための図でそれぞれ入
力テレビジョン信号と補間され九テレビジョン信号の走
査線の位置関係を示す図、補間回路が形成するフィルタ
の周波数特性図ならび走査線と第５図の実施例における
係数回路群の係数との関係を示す図である。 １・・・復調装置、２，２４．２５・・・時間軸変換回
路−３・・・同期信号変換装置、４・・・映倫増幅およ
びクロマ回路、５・・・ディスプレイ装置、６．１２・
・・入力端子、７・・・フィールドメモリ、８．９・・
・時間軸変換回路％　１０，２６・・・切換回路、１１
．１３・・・出力端子、１４，１５，１６，２７．２８
．２９・・・遅延メモリ、１７，２３，３６．３７・・
・加算回路、１８．４２・・・係数回路、１９，３８．
３９・・・減算回路、２０−・・係数回路、２１，２２
．４０．４１・・・乗算回路。 ′！ｈ　１　　図 ■　３　図 ′ＶＪ４　　図 １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、テレビジョン信号を受信し、入力テレビジョン信号
   及び入力テレビジョン信号から得られる補間信号によっ
   て走査線数を入力テレビジョンの走査線数の倍とするテ
   レビジョン信号処理回路において、上記補間信号を得る
   手段が、フレーム間差信号から被写体の動′＠を検出す
   る検出回路と、フィールド内の走査線を利用した第１の
   補間回路と前フィールドあるいは後フィールドの少なく
   とも一本の考査ｍｔ−利用した第２の補間回路と、上記
   検出回路の出力により上記第１及び第２の補間回路出力
   の混合比を可変する混合回路とを有して構成されたこと
   を特徴とするテレビジョン信号処理回路、　゛ ２、第１項記載において、上記−出回路は被写体の動き
   の有無を判定し、上記混合回路は上記動き有シの場合に
   は第１の補間回路の出力を１．有き無の場合に第２の補
   間回路の出力を出すように構成されたこと１−特徴とす
   るテレビジョン信号処理回路。 ３、第１項記載において、上記第２の補間回路は２６２
   水平走査周期（Ｈ）と２６３Ｈの縦続接続された第１及
   び第２の遅延メモリからなり、第２の遅延メモリ出力を
   第２の補回路の出力とし上記検出回路は上記第１の遅延
   メモリの入力と上記第２の遅延メモリ出力の差を得る回
   路で構成され、上記第１の補間回路は上記第１の遅延メ
   モリの出力と上記第１の遅延メモリの出力ｔ−ＩＨ遅延
   した出力を加算し、１７２倍する回路からなり、上記混
   合回路は上記第１の補間回路の出力を（１−ｋ）７倍（
   ０＜ｋ＜１）Ｌ％上記第２の補間回路の出力をに倍し加
   算する回路からなることを特徴とするテレビジョン信号
   処理回路。 ４、第１項記載において、纂ｌの補間回路はフィールド
   内の複数の走査線信号に、フィールド内の（走査線周波
   数）７２以下の垂Ｉ［周波数成分を信号を通過させるご
   イルタのインパルス応答に対応第２の補間回路はフィー
   ルド内の走査線信号及びそのフィールド前後の少なくと
   も一方の複数の走査線信号にフレーム内の（走査線周波
   数）２以下の垂直周波数成分をもつ信号を通過させるフ
   ィルタのインパ、ルスＬ答に対応する係数を乗じた信号
   を加算する回路とで構成されたことを特徴とするテレビ
   ジョン信号処理回路。