JPS6130887A - デジタルテレビジヨン受像機の信号変換回路 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、カラーテレビジョン信号の高画質化信号変換
に係り、特にデジタルテレビジョンに最適な走査線変換
回路に関する。

〔発明の背景〕

近年、テレビジョン受像機は開発が進み高画質の映像が
再生されるようになった。技術はますます進歩し、現在
のテレビジョン受像機のビデオ信号回路をデジタル回路
に置き換える研究が進み、実現されている。これに伴い
、現行方式のテレビジョン信号をより高画質に処理する
技術が各種考案されている。現行方式のテレビジョン信
号の画質劣化はインタレース走査ｌこ起因する所が大き
く、 （１）横縞の境界付近でラインフリッカが発生する１、 （２）１フィールド当りの走査線数が２６２．５本と少
ないため、大画面になるほど走査線構造が目立ち細部ま
で見ることができない。

（５）現状の方式は、くし形フィルタの導入等により水
平解像度は向上しているにもかかわらず、垂直解像度は
なんら向上していないので、全体的な解像度が向上して
いない。

以上の問題を解決し画質を向上させるには、ラインメモ
リを用いて走査線数を２倍にする方法が最も効果的であ
り、下記に示すくり返し補間と平均値補間の方式がある
。平均補間方式の公知例として特開昭５８−７９３７８
号がある。

第１図は、その従来例の基本的考え方を示すブロック図
で、１は入力端子、２はスイッチ（Ｓｌ）、３，４．５
は１Ｈのラインメモリ、６はスイッチ（Ｓ２）、７は加
算器、８は１／２減衰器、９はスイッチ（Ｓｌ）、１０
は出力端子、１１はラインメモリ制御回路、　１２．１
３．１４はＲ／Ｗ制御信号である。次に従来例の動作に
ついて説明する。入力端子１には、色復調されたＲＧＢ
信号の１信号（例えばＲ信号）が入力されているとする
。ラインメモリ３，４．５をそれぞれＡ。

Ｂ、Ｃとすると、各メモリは第２図に示すタイミングで
動作する。例えば、Ａラインメモリろが書き込み期間（
Ｗ）の時、他のＢラインメモリ４、Ｃラインメモリ５は
読み出し期間（Ｒ）となる。また各ラインメモリからの
読み出しは２倍の速さで行なわれるため、図のように１
Ｈ期間に２度読み出される。このＲ／Ｗの制御は、ライ
ンメモリ制御回路１１から出力されたＲ／Ｗ制御信号１
２．１３．１４によって行なわれる。まず、信号が入力
端子１に入力されるとスイッチ（Ｓｌ）２は、１）■周
期毎に５つのラインメモリ６．４゜５と接続され、書き
込み期間のラインメモリに入力される。書き込みが終る
と読み出し期間に移り、−ｚＨ周期毎に４度繰返し読み
出される。

読み出された信号はスイッチ（Ｓ２）６に入力され、制
御回路１１からの切換信号１５により、第２図１６．１
７に示すようなタイミングでラインメモリのデータが出
力される。スイッチ（Ｓ２）からの出カイと口は加算器
７と１／２減衰器８とにより、平均されてスイッチ（Ｓ
ｌ）９に入力される、スイッチ（Ｓｌ）９は、１／２Ｈ
周期毎に切り換わり、出力端子１０には、第２図に示す
ように、元の信号と平均された補間信号が交互に出力さ
れて、２倍の速さに変換された信号が得られる。

またスイッチ（Ｓｌ）は、上側に固定することにより、
出力端子１０には第２図の・１の信号列が出力され、走
査線の２度繰返しによって補間された信号も得られる。

ところが、ＮＴＳＣテレビジョン信号は、インタレース
走査を行なっているため、新しく補間された走査線の位
置には前、後フィールドの走査線が交互に現われること
になる。従って、上述の方式では前フィールドの情報が
ないため、画質が向上するどころか逆に、劣化してしま
うことがある。その様子を第６図を用いて説明する。

ｌ、、　１２．１３は特定位置の走査線で、図において
紙面に垂直な方向に走査が行なわれ、さらに左から右へ
フィールドが変化した時の画素の様子を示しでいる。実
線の丸印は実際の画素で、破線の丸印は走査線補間によ
り新しく作り出された画素である。上述の平均補間方式
を第３図（ａ）に、繰返し補間方式を第６図缶）に示し
、走査線１、を白色の走査線とし、走査線１２と１３を
黒色の走査線とし、走査線１１と走査線１２の間で輝度
が大きく変化しているものとする。

第３図（ａ）の場合において、第１フィールドの走査線
ｔ２は、走査線１１と走査線１３の平均をとったもので
、図のように灰色となる。第２フィールド及び第６フィ
ールドについても同様の補間方法を行なう。この場合、
走査線１１に着目するとフィールド毎に白色と灰色を交
互に繰返し、ラインフリッカは軽減される。走査線１２
についても同様に軽いラインフリッカとなる。この方式
では、灰色という中間色が補間されるため、走査線を補
間する前よりラインフリッカは軽減されるという利点が
あるが、逆ｌこ灰色によって境界付近がぼかされ、垂直
解像度を以前よりも劣化させてしまう。

次に、第３図（ｂ）の場合において、第１７オールドの
走査線１２Ｖｉ、走査ｌＩＪ　Ａ！　】を繰返し補間し
たもので、図のように白色となる。第２フィールドの走
査線１１は、図示せざる前走査線の繰返し補間したもの
で白色となり、走査ｍ　ｌ　３は走査線１２の繰返し補
間１こより黒色となる。第３フィールドの走査線Ｌ２は
、第１フィールド同様にして白色となる。ここで走査線
１２に着目すると、フィールド毎に白色と黒色を繰返し
、５０Ｈ２のラインクリツカが起る。これは走査線を変
換する以前よりラインフリッカを強調することになる。

以上のように、現状の方式では走査線構造が見えなくな
るものの、絵柄によってはラインフリッカをかえって強
調したり、垂直方向の解像度を劣化させるという問題点
があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を取り除き
、ラインフリッカの発生を防止し、垂直解像度を向上さ
せたデジタルテレビジョン受像機の信号費換回路を提供
することにある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明では、テレビジョン
信号はフィールド間で相関があることを考慮し、ライン
メモリ構成による走査線補間回路に新たにフィールドメ
モリを追加することにより、前フィールドの情報を現フ
ィールド内における走査線補間の判定に用いてラインフ
リッカを防止し、垂直解像度を向上させた事により高画
質な信号変換を実現することを特徴とする。さらに本発
明においては、人間の視覚特性が輝度信号に比べて色差
信号では劣ることや、ラインフリッカが主として輝度信
号に基づくもノテすることを考慮して、テレビジョン信
号ヲ輝度信号と色差信号に分離し、輝度信号に対しては
フィールドメモリを用いた走査線補間を行ない、色差楡
号に対しては従来のラインメモリを用いた走査線補間を
行なうことをも％徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第４図により説明する。ｉＶ
ｉ入力端子、２１け補間回路、２２はスイッチ（Ｓ４）
、２５はフィールドメモリ（Ｆｌ）、２４は７’ｆ　　
ｋトメモリ（Ｆ２）、２５はラインｙ−（Ｓｓ）２６は
フィールドメモリ制御回路、２７．２８はフィールドメ
モリＲ／Ｗ切換信号、２９けフィールドメモリ出力画像
信号であり、第１図と同一部分は同一符号を付している
。

次に、本発明の実施例の動作について説明する。同図に
おいて、スイッチ（Ｓ＋　）　２＋　ラインメモリ５，
４，５．スイッチ（Ｓ２）６とラインメモリ制御回路１
１の動作は第１図で示した従来例と同じなので説明を省
略する。

まず、輝度信号について説明する、 第４図は輝度信号の走査線変換回路を示すブロック図で
ある。輝度信号が入力端子１に入力されると、ラインメ
モリは前述のような動作を行なう。フィールドメモリ２
３と２４は、スイッチ（Ｓ４　）　２２により、どちら
か一方だけが選択され１フイ一ルド分の画像が書き込ま
れる。画像の書き込みが終了すると、次の１フイ一ルド
期間中に２倍の速さで走査線を２本ずつ読み出す。

スイッチ（Ｓｓ）２５は読み出し期間中のフィールドメ
モリと接続されて、画像情報を補間回路２１に送る。フ
ィールドメモリ２６と２４は、フィールドメモリ制御回
路２６から出力されるＲ／Ｗ切換信号２７．２８により
、第６図に示すようなタイミングで動作する。片方が書
き込み期間の時、もう一方は読み出し期間となり、スイ
ッチ（Ｓｓ　）　２５の出力には、１フィールド遅延し
た画像情報が連続して出力される。また、スイッチ（Ｓ
４）２２と（Ｓｓ）２５もフィールドメモリと同様に１
フィールド毎に切換わり、常に別々のフィールドメモリ
と接続されている。フィールドメモリ（Ｆｌ）２３と（
Ｆ２　）　２４は、１フイ一ルド分の信号を全て記憶さ
せると美大なメモリ容量が必要となるが、フィールドメ
モリの情報は、後述するように判定に用いるだけで補間
信号として用いない１、そこで、メモリ容量を減らしつ
つも効果が損なわれないように考慮し、フィールドメモ
リへ書き込む全画素数を１／３〜１／４にし、各画素の
精度を落とすことでメモリ容量を減らしても十分である
。

次に補間回路２１の動作について第３図及び第７図を用
いて説明する。第３図は第４図中の補間回路２１の構成
を示したもので、３ｏは前走査線入力端子で画像情報１
６が入力し、３１は後走査線入力端子で画像情報１７が
入力し、５２は前フィールド走査線入力端子、６５はフ
ィールド内走査線比較器、５４はフィールド間走査線比
較器、５５はエンコーダ、５６は演算器、３７はスイッ
チ（Ｓｓ）、３８は出力端子であり出力端子１ｏと接続
されている。

第７図はテレビジョン信号の連続した５フィールドの画
面と走査線の関係を模式的に示したもので、実線が走査
線である。第３フィールドに示した破線は補間回路２１
により作り出された補間走査線である。以下第３図を用
いて説明する。

第３フィールドの走査線Ｘが前走査線入力端子３０に入
力し、走査線Ｙが後走査線入力端子３１に入力し、第２
フィールドの走査線Ｚが前フィールド走査線入力端子５
２に入力した時、フィールド内走査線比較器６６は走査
線Ｘと走査線Ｙの輝度差を比較し、両者の相関係数αと
して５９を出力する。フィールド間走査線比較器３４は
同様にして走査線Ｘと走査線２の輝度差を比較し、相関
係数βとして４０を出力する。エンコーダ３５は相関係
数α、βの大小により、演算切換信号を作り出し演算器
５６へ送る。演算器３６は送られてきた演算切換信号よ
り走査線Ｘと走査線Ｙの切換及び平均を行なう。こうし
て作成された補間走査線はスイッチ（Ｓ６）３７へ送ら
れ、元の走査線と交互に切換えられて走査線数が２倍の
信号に変換されて出力端子３８に出力され、本信号は走
査線補間回路の最終出力として出力端子１０に出力され
る。

次に走査線補間の方法について第８図を用いて説明する
。第８図は第７図中の走査線Ｘ、Ｙ。

２の任意の面素に着目し、補間の様子を示したものであ
る。走査線Ｘ、Ｙ、Ｚの任意の画素Ｘｐ、Ｙｐ、Ｚｐに
より前述のように相関係数α、βを得た場合、この起り
得る組合せの例として、第８図に示すように（ａ）α＝
犬、β＝大、（ｂ）α＝小、β＝大、（ｅ）α＝小、β
＝小の場合を考える。

まず、（ａ）α＝大、β＝大の場合は、画素Ｘｐ、Ｙｐ
ｚｐ間の相関が大きいので画素Ｘｐと画素Ｙｐの間には
両画素の平均を補間する。次に（ｂ）α−小、β＝大の
場合は、画素Ｘｐと画素Ｙｐの相関が小さく、画素Ｘｐ
と画素Ｚｐの相関が大きい。これは画素Ｘｐと画素Ｚｐ
のフィールド間の相関が大きいことを示しているので、
画素Ｘｐと画素Ｙｌ）の間には画素Ｘｐをそのまま補間
する。最後に（ｃ）α−小、β−小の場合は、画素Ｘｐ
と画素Ｙｐ間と画素Ｘｐと画素Ｘｐと画素Ｚｐ間の相関
がないことを示しているがこれは画素Ｙｐと画素Ｚｐ間
の相関が大きいことを示しているので、画素Ｘｐと画素
Ｙｐの間には画素Ｙｐを補間する。このようにして画素
毎にフィールド内とフィールド間の相関をとりながら補
間を繰返すことによって、走査線数が２倍の高画質変換
された輝度信号を得ることができる。

次に色差信号について説明する。

色差信号は、前述のように視覚特性が輝度信号よりも劣
ることを考慮して、補間方法としては従来例の平均をと
る方法のみで十分である。

これにより、色差信号用のフィールドメモリを削除する
ことができる。第１図において入力端子１に色差信号が
入力されると、前述のようにラインメモリによる走査線
補間が行なわれ、出力端子１０に走査線数が２倍の色差
信号が出力される。

以上説明したように、フィールドメモリを用いることに
よって高画質化信号変換をより経済的に実現できる。ま
た、本発明はＲＧＢ信号に復調されたテレビジョン信号
に対しても同様の効果が得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、画像の中容量のフィールドメモリを備
えることにより、ラインフリッカを防止し、垂直解像！
を向上させることができる。

また、プレビジョン信号を輝贋信号と色差信号に分離し
、輝度信号に対してだけフィールドメモリを用いた走査
線補間を行ない、色差信号に対してはラインメモリを用
いた走査線補間を行なうことにより、カラーテレビジョ
ン信号の高画質化信号変換回路をより経済的に実現でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示すブロック図、第２図は第１図の回
路の動作を示すタイミング図、第３図は従来技術による
走査線補間を示す説明図、第４図は本発明の一笑施例を
示すブロック図、第３図は第４図に示される補間回路の
構成を示すブロック図、第６図はフィールドメモリの動
作を示すタイミング図、第７図及び第８図は本発明によ
る走査線補間を示すブロック図である。 １・・・入力端子　　　　２・・・スイッチ（Ｓｌ）５
．４．５・・・ラインメモリ ６・・・スイッチ（Ｓ２）　　７・・・加算器８・・・
１／２減衰器　　　９・・・スイッチ（Ｓ３）１０・・
・出力端子 １１・・・ラインメモリ制御回路 ２１・・・補間回路　　　　２２・・・スイッチ（ｓ４
）２５．２４・・・フィールドメモリ ２５・・・スイッチ（Ｓ５） ２６°・・フィールドメモリ制御回路 ３０・・・前走査線入力端子 ３１・・・後走査線入力端子

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ラインメモリを備え、ライン補間によつて２：１イ
   ンタレース方式のテレビジョン信号を１：１ノンインタ
   レース方式のテレビジョン信号に変換する走査線変換回
   路において、前フィールドのテレビジョン信号を記憶す
   るフィールドメモリを備え、現フィールド内の隣接した
   ２つのライン情報の差をとる第１の手段と、該ライン情
   報と該ラインに対応した前記フィールドメモリ中の特定
   のライン情報との差をとる第２の手段と、前記第１の手
   段と第２の手段とによつて、現フィールド内のライン補
   間信号を決定する第３の手段とを具備し、前フィールド
   の情報と現フィールドの情報を用いてライン補間信号を
   決定することを特徴とするデジタルテレビジョン受像機
   の信号変換回路。 ２）特許請求の範囲第一項に記載の信号変換回路におい
   て、前記ライン補間手段は、テレビジョン信号をＹＣ分
   離することによつて得られた輝度信号のみに対してだけ
   行なうことを特徴とするデジタ ルテレビジョン受像機の信号変換回路。