JPH03112281A - 映像信号処理装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、映像信号処理装置に関し、特に、例えばオフ
セットサンプリングされて得られた入力映像信号を補間
処理するような映像信号処理装置に関する。

Ｂ０発明の概要 本発明は、入力された映像信号のうちＮフィールドの映
像信号に基づいて補間を行う補間手段と、上記映像信号
の１フィールドにおける任意の画素と該画素に水平方向
に隣接する次の画素との間を上記任意の画素によって置
換するための置換信号を形成する置換信号形成回路とを
有し、上記補間手段の出力信号と上記置換信号形成手段
の出力信号はそれぞれ低域信号分の利得を制御する利得
制御手段に入力され、該利得制御手段は上記映像信号に
含まれるコントロールコードの内容に凸づいて上記補間
手段の出力信号と上記置換信号形成手段の出力信号とを
相補的に利得制御し、その後上記各出力信号の低域成分
は互いに加算されるようになすことにより、垂直解像度
の劣化を抑えると共に、コントロールコードから入力信
号のＳ／Ｎの善し悪しを判別してノイズの多い入力信号
に対する悪影響を防止するものである。

Ｃ１従来の技術 一般に、所定帯域幅の信号をサンプリングして伝送する
際には、該帯域幅の２倍の周波数（いわゆるナイキスト
周波数）以上のサンプリング周波数を用いることが原信
号を完全に復元するために必要とされるわけであるが、
テレビジョン信号等のような映像信号の場合には、その
２次元的、さらには３次元的構造に着目して、上記ナイ
キスト周波数より低い周波数でサンプリング（いわゆる
サブナイキスト標本化）することが可能である。

これは、標本点の形状からオフセットサンプリング４８
９号公報には、４フィールド周期で多重オフセットサン
プリングするシステムのサブサンプル画像再生装置が開
示されている。

第４図は、このようなオフセットサンプリングシステム
の一例として、４フィールドで一画面を構成するような
ものを示している。この第４図において、図中○印が第
１フィールドに送られてくるサンプルデータを示し、そ
れぞれｌａ，ｌｂ。

ｌｃ，・・・としている。また同様に、図中×印が第２
フィールドに送られてくるサンプルデータを、目印が第
３フィールドに送られてくるサンプルデータを、Δ印が
第４フィールドに送られてくるサンプルデータをそれぞ
れ示し、数字２．３．４でフィールドの順序を、英小文
字ａ，　　ｂ，　　ｃ，・・・で各サンプル点の区別を
表している。なお、図中の「・」印は、この４フイ一ル
ド多重オフセットサンプリングシステムでは伝送されな
いサンプル点を示している。

このようなオフセットサンプリングシステムにおいて、
静止画を伝送する場合には、第４図のように４フイ一ル
ド分から得られる各サンプル点のデータから、上記「・
ｊ印のデータを補間（内挿処理）することにより、原（
伝送前の）画像情報を再生するようにしている。また、
動画を伝送する場合には、各フィールド毎の画像が変化
していることより、現在フィール［゛の情報のみを用い
、この１フイ一ルド分の情報からその他の全てのデータ
を補間（フィールド内で内挿処理）することにより、原
画像情報を再生するようにしている。

このように、静止画と動画とでは、解像度は異なるがそ
れぞれ補間を行い、送られてこないサンプル点のデータ
を得るようにしている。上記補間の際には、いわゆるエ
イリアシング（折り返しノイズ）が出ないようにフィル
タをかけるが、逆に水平、垂直の解像度はその分劣化す
る。

Ｄ．発明が解決しようとする課題 とごろで、垂直解像度の劣化を抑える方法の一一一つと
して、低域原信号置換という方法がある。これは、映像
信号の低周波数成分について、補間しないでそのまま出
力するものであり、例えば第５図Ａ．．Ｂに示すように
、それぞれの１フィールドにおける各サンプル点のデー
タ、例えばＩａ’，１ｂ，ｌｃ，・・・を用い、水平方
向に隣接するサンプル点の間の画素をこれらのサンプル
データで置換して、同じサンプルデータを繰り返しく図
では４回ずつ）出力するものである。この場合、いわゆ
るエイリアシングは発生するが、その分垂直解像度は上
がったように画面上で見える。

しかしながら、この低域原信号置換においては、フィー
ルド間、フレーム間の補間を行わないため、ノイズの多
い映像信号が入力されたときには、ノイズがそのまま出
力されてしまい、しかも低周波数成分であるため目立ち
易い。

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、低域原信号置換により垂直解像度の改善を図りながら
、ノイズの多い入力信号に対しては置換量を低減して目
立たなくし得るような映像信号処理装置の提供を目的と
するものである。

８１課題を解決するための手段 上述のような課題を解決するために、本発明に係る映像
信号処理装置は、入力された映像信号のうち、Ｎフィー
ルド（Ｎは２以上の自然数）の上記映像信号に基づいて
補間を行うようになす補間手段（補間回路１２）と、上
記映像信号の１フィールドにおける任意の画素と該画素
に水平方向に隣接する次の画素との間を上記任意の画素
によって置換するための置換信号を形成する置換信号形
成回路（レート変換器１７）とを有し、上記補間手段の
出力信号と上記置換信号形成手段の出力信号はそれぞれ
低域信号弁の利得を制御する利得制御手段（利得制御ア
ンプ１８Ａ、１８Ｂ）に入力され、該利得制御手段は上
記映像信号に含まれるコントロールコードの内容に基づ
いて上記補間手段の出力信号と上記置換信号形成手段の
出力信号とを相補的に利得制御し、その後上記各出力信
号の低域成分は互いに加算される（加算器１９）ように
なすことにより、上述の課題を解決する。

Ｆ１作用 入力映像信号のノイズ状態がコントロールコードにより
分かり、このコントロールコードに応じて利得制御して
低域成分を加算することにより、低域成分の置換量が変
化し、ノイズに応じた低域置換量の制御が行える。

Ｇ、実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例となる映像信号処理装
置を示している。この第１図の入力端子１１には、一般
にＮフィールド（Ｎは２以上の自然数）の信号で１画面
を構成するような映像信号、例えば前記第４図と共に説
明したような４フィールドにて１画面を構成するオフセ
ットサンプリングシステムによりサンプリング（周波数
ｆ）されて得られた映像信号が供給されている。この映
像信号は、例えばＢＳ（放送衛星）からの放送信号や、
ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）、ディスクプレーヤ等
からの再生信号として得られるものであり、規格として
、映像信号中に後述するようなコントロールコードが含
まれている。

この周波数ｆでオフセットサンプリングされた入力映像
信号は、フィールド間及びフレーム間補間回路１２、Ｌ
ＰＦ　（ローパスフィルタ）１３及びコントロールコー
ド判別器１４に送られている。

フィールド間及びフレーム間補間回路１２では、入力映
像信号の４フイ一ルド分のサンプルデータ信号に基づい
てフィールド間及びフレーム間補間されて、折り返し成
分抑圧フィルタがかけられ、４倍のレート４ｒの信号と
なり、ＨＰＦ（バイパスフィルタ）１５及びＬＰＦ１６
に送られる。上記入力映像信号のＬＰＦＩ３を介して得
られた低周波数成分については、」二連のような折り返
し成分抑圧フィルタをかけずに、レート変換器１７にて
レートのみ４倍されることによって、前述した第５図Ａ
、Ｂに示すような低域置換用信号となる。

上記補間された信号のＬ　Ｐ　Ｆ　ｌ　Ｇを介して得ら
れた低周波成分は、置換量制御回路１８の利得制御アン
プ１８Ａに送られ、レート変換器１７からの低域置換用
信号は、置換量制御回路１８の利得制御アンプ１８Ｂに
送られる。これらの利得制御アンプ１８Ａ、１８Ｂは、
後述するコントロールコード判別器１４からの利得制御
信号に応じて、各利得の和が１となる条件で相補的に利
得制御されるものであり、各利得制御アンプ１８Ａ、１
８Ｂからの出力は、加算器１９に送られて加算されるよ
うになっている。これによって、上記補間出力信号低域
成分と低域置換用信号との比率、あるいは置換量が変化
する。加算器１９からの出力は、加算器２０に送られて
、上記補間された信号のＨＰＦ１５を介して得られた高
周波成分と加算され、出力端子２１を介して取り出され
る。

ここで、上記入力映像信号に含まれるコントロールコー
ドは、例えば垂直同期信号区間等の所定位置に配置され
ており、例えば３２ビツトの情報を数回繰り返して数Ｈ
に重ね書きされているものである。この３２ビツトのコ
ントロールコードの内、例えば１２．１３ビツト目をメ
ディア識別に用いることが考えられ、具体的には、１２
ビツト目が１゛のときＶＴＲ，１３ビツト目が“１゛。

のときディスクとし、これらの１２．１３ビツト目がい
ずれも“０″のときを通常放送とする。また、１４．１
５ビツト目の２ビツトをノイズ量識別用に割り当て、ノ
イズ小からノイズ大に向かって順に“”ｏｏ”〜“１１
°°とする。なお、この場合のノイズの絶対量は各メデ
ィアによって異なるようにしてもよく、ＶＴＲのときの
ノイズが最も大きく、ディスク、放送の順でノイズが小
さくなり、ＶＴＲでノイズ最小“００′”のときのノイ
ズ量は、放送でノイズ最大“’　１１　”のときのノイ
ズ量より大となることもあり得る。

第１図のコントロールコード判別器１４ば、少なくとも
上記１２．１３ビツト目に基づくメディア識別及び１４
．１５ビツト目に基づくノイズ量識別を行うことにより
、ノイズの（絶対的な）量を判別し、上記低域原信号置
換の比率を制御するための利得制御信号を置換量制御回
路１８の名利１ 得可変アンプ１８Ａ、１８Ｂに送る。このコントロール
コードにより判別されたノイズが小さいときには、利得
可変アンプ１８Ａの利得を小さく、利得可変アンプ１８
Ｂの利得を大きく制御して、低域原信号の置換量を増加
させ、垂直解像度の改善を図っている。これに対してノ
イズが大きいときには、利得可変アンプ１８Ａの利得を
大きく、利得可変アンプ１８Ｂの利得を小さく制御して
、低域原信号の置換量を減らすことにより、ノイズを抑
える。すなわち、入力に横引き、ビート等のノイズが含
まれていても、上記補間回路１２にてフィールド間、フ
レーム間補間を行うことでこれらのノイズは急激に減少
するものであり、これは、時間軸方向だけでなく、水平
方向及び垂直方向にもフィルタがかかるためである。

以上のように、入力映像信号のノイズ量（あるいはＳ／
Ｎ）をコントロールコードで判別した結果に応じて低域
原信号の置換量を制御し、Ｓ／Ｎの良い入力信号のとき
には低域原信号置換量を増加させて垂直解像度の改善効
果を引き出し、Ｓ／２ Ｎの悪い入力信号のときは低域原信号の置き換え比率を
小さくすることによりＳ／Ｎの劣化を防１１〕すること
ができる。また、低域原信号の置換量は、ノイズ量に応
じて連続的に制御されるため、スイッチングノイズ等が
発生しない。さらに、コントロールコードを判別してい
るため、ノイズ検出回。

路が不要であり、その分回路構成を簡略化できる。

ところで、低域置換用信号を出力するための上記ＬＰＦ
　１３とレート変換器１７との順序を入れ換えることが
でき、これらを入れ換えた第２の実施例を第２図に示す
。すなわち、入力端子１１からの入力映像信号は直接レ
ート変換器１７に送られている。

この第２図において、上記第１図の各部と対応する部分
には同し指示符号を付しており、フィルド間及びフレー
１、間補間回路１２からの出力信号は低域原信号置換回
路２３の入力端子ａに、レート変換器１７からの出力信
号は低域原信号置換回路２３の入力端子すに、またコン
トロールコード判別器１４からの出力信号は低域原信号
置換回路２３の制御入力端子Ｃに、それぞれ送られてい
る。低域原信号置換回路２３においては、入力端子ａか
らの補間された映像信号がＨＰＦ２４及びＬＰＦ２５に
供給され、入力端子すからのレート変換された映像信号
がＬＰＦ２６に供給されており、各ＬＰＦ２５．２６か
らの低域出力信号が、置換量制御回路２７の利得制御ア
ンプ２７Ａ、２７Ｂにそれぞれ送られている。各利得制
御アンプ２７Ａ、２７Ｂからの出力信号は、加算器２８
で加算され、加算器２８からの出力は加算器２９に送ら
れてＨＰＦ２４からの信号と加算されるようになってい
る。加算器２９からの出力は、低域原信号置換回路２３
の出力端子ｄを介して出力端子２１に送られている。こ
の低域原信号置換回路２３内のＨＰＦ２４、ＬＰＦ２５
．２６、置換量制御回路２７及び加算器２８．２９は、
第１図のＨＰＦ１５、ＬＰＦ１６．１３、置換量制御回
路１８及び加算器１９．２０にそれぞれ対応し、同様な
動作を行う。第２図に示す第２の実施例は、上述したよ
うに、低域置換用信号を得るための構成として、レート
変換器１７の後方にＬＰＦ２６を配置した点が相違する
のみで、第１図と殆ど同様な動作が行われ、同様な作用
効果が得られるものである。

次に、第３図は本発明の第３の実施例の要部を示し、上
記第２図の低域原信号置換回路２３として置き換えて使
用可能な低域原信号置換回路の具体例を示している。す
なわち、この第３図の各端子ａ　−ｄは、上記第２図の
各端子ａ　−ｄにそれぞれ接続されるものであり、低域
原信号置換回路２３以外の構成は第２図と同様となる。

この第３図において、上記入力端子ａに供給される上記
補間された映像信号は、減算器３１及び遅延回路３２に
送られており、減算器３１では、上記入力端子すに供給
されるレート変換された映像信号から上記補間された映
像信号が減算されている。この減算器３１からの出力信
号は、ＬＰＦ３３を介して利得制御アンプ３４に送られ
て利得制御され、加算器３５に送られて遅延回路３２か
５ らの出力信号と加算されている。遅延回路３２はＬＰＦ
３３及び利得制御アンプ３４による信号遅れ分に等しい
遅延時間を有している。

このような構成において、減算器３１により上記レート
変換された映像信号（Ｒとする）から上記補間された映
像信号（Ｍとする）が減算され、ＬＰＦ３３で低域成分
が取り出されることにより得られる信号を、 （ＲＭ）Ｌ　＝Ｒｔ　　Ｍｔ とするとき、これが利得制御アンプ３４で７倍されて加
算器３５に送られ、上記補間された映像信号Ｍと加算さ
れることにより、 Ｍ＋α（ＲＭ）Ｌ　−Ｍ＋αＲＬ−αＭｔが得られる。

ここで、補間された映像信号Ｍを高域成分ＭＨと低域成
分Ｍ、との和（ＭミＭ　ｕ　＋　Ｍ　ｔ　）と置き換え
ると、上記加算出力は、 Ｍ　、−１−Ｍ　Ｌ十　α　Ｒ、−α　ＭＬ−Ｍ　＋１
　＋　（１−α）Ｍｔ十αＲＬとなり、第１図や第２図
の場合と同様な出力信号が得られていることが分かる。

この場合、ノイズ６ が少ないときには利得αを大きく制御して低域置換量を
増加させ、ノイズが多いときには利得αを少なく制御し
て低域置換量を減らずことで、上述した第１、第２の実
施例と同様な効果が得られることは勿論である。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されず、例えば、
１画面を構成するフィールド数Ｎは一ヒ記４以外の自然
数としてもよく、また、各フィールド毎のサンプル点の
位置は第４図の具体例の他にも種々考えられる。

Ｈ，発明の効果 以上の説明からも明らかなように、本発明に係る映像信
号処理装置によれば、コントロールコードの内容に応じ
て補間手段出力信月と置換信号形成手段出力信号とを相
補的に利得制御して各低域成分を互いに加算しているた
め、ノイズの多少に応じて解像度改善かノイズ抑制かを
選ぶように制御することができ、この制御は連続的な制
御であるためスイッチングノイズ等が発生ずることがな
く、また、ノイズ検出のための回路が不要で、構成を簡
略化できる。

具体的には、コントロールコード判別手段により入力映
像信号のノイズ量情報を判別して、ノイズが少ないとき
には低域原信号の置換量を増大させて垂直解像度を改善
し、ノイズが多いときには低域原信号の置換量を低減し
てＳ’／Ｎ改善をはかるようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る映像信号処理装置の第１の実施例
の概略構成を示すブロック回路図、第２図は第２の実施
例の概略構成を示すブロック回路図、第３図は第３の実
施例の要部構成を示すブロック回路図、第４図は４フイ
一ルド多重オフセットサンプリングの具体例を説明する
ための画面上のサンプル点を示す概略平面図、第５図Ａ
、Ｂは低域置換用信号の具体例を説明するための画面上
のサンプル点を示す概略平面図である。 １１　・・・・映像信号入力端子 １２　・・・・フィールド間及びフレーム間補間回路 １３．１６．２５．２６．３３ ・・・・　ＬＰＦ　（ローパスフィルタ）１４　・・・
・コントロールコード判別器１５．２４　・・・・　Ｈ
ＰＦ　（バイパスフィルタ）１７　・・・・レート変換
器 １８．２７　・・・・置換量制御回路 １８Ａ、１８Ｂ、２７Ａ、２７Ｂ、３４、・・・利得制
御アンプ １９．２０．２８．２９．３５　・・・・加算器２１　
・・・・映像信号出力端子 ２３　・・・・低域原信号置換回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 入力された映像信号のうち、Ｎフィールド（Ｎは２以上
   の自然数）の上記映像信号に基づいて補間を行うように
   なす補間手段と、 上記映像信号の１フィールドにおける任意の画素と該画
   素に水平方向に隣接する次の画素との間を上記任意の画
   素によって置換するための置換信号を形成する置換信号
   形成回路とを有し、 上記補間手段の出力信号と上記置換信号形成手段の出力
   信号はそれぞれ低域信号分の利得を制御する利得制御手
   段に入力され、該利得制御手段は上記映像信号に含まれ
   るコントロールコードの内容に基づいて上記補間手段の
   出力信号と上記置換信号形成手段の出力信号とを相補的
   に利得制御し、その後上記各出力信号の低域成分は互い
   に加算されるようになすことを特徴とする映像信号処理
   装置。