JPH0374985A - 走査線補間方法及び走査線補間回路 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走査線補間回路に係り、特に、順次走査化補
助信号（Ｖ−Ｔ信号）の周波数帯域を送信側で制限し、
インタレース（飛越）走査された主信号とともに伝送さ
れたテレビジョン信号から、インタレース走査で伝送さ
れない走査線を補間して再生する回路に関する。

〔従来の技術〕

現行テレビジョン方式（ＮＴＳＣ方式）では、インタレ
ース（飛越）走査により１フレームを２フイールドに分
けて画像を伝送している。従来のテレビ受像機では、イ
ンタレース走査のまま表示を行っていたため、１ライン
おきの走査線構造による再生画像の粗さやプリンカ妨害
（ちらつき）が画像劣化の原因となっていた。

この画質劣化を軽減するため、現行テレビジョン方式と
完全に両立性を有する高精細テレビジョン方式（ＥＤＴ
Ｖ）、あるいは、現行のテレビジョン信号を受信側の信
号処理しこより高精細化する方式（ＩＤＴＶ）において
は、受信側でインタレース−順次走査変換を行って表示
する。このとき。

受信側で動きを検出し、動きに応じた処理パラメータに
より走査線補間処理を行う（例えば、特開昭５８−１３
０６８５）。

しかし、送られてくり情報はインタレース信号であるた
め制約があり、原理的に動き検出不可能な動きがある。

例えば、ちょうどフレーム周期（↓／３０秒）で動き画
像は静止画と区別ができないため、動画であるにもかか
わらず静止画モードで補間処理を行ってしまい、大きな
画質劣化を引き起こす。また、動画と判定された箇所で
は、同一フィールド内の上下の走査線から補間して。

伝送されない走査線を作成するため、垂直周波数の高い
画像（細かい横縞など）は再生できない欠点があった。

上記欠点を補うため、送信側で順次走査カメラを用い、
順次−インタレース走査変換を行って通常の伝送信号（
以下、主走査線信号と略記）を作成するとともに、受信
側での走査線補間処理を補助するための信号（以下、順
次走査化補助信号と略記）を伝送することが考えられて
いる。例えば、米国Ｄ　Ｓ　ＲＣ（Ｄａｖｉｄ　５ａｒ
ｎｏｆｆ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ）で提案さ
れたＡ　ＣＴ　Ｖ　（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｃｏｍｐａｔ
ｉｂｌｅ　ＴＶ）では、インタレース走査で飛び越して
しまうために伝送されない走査線とその１フイ一ルド前
後の同一位置の走査線との差信号（フィールド差信号）
を、順次走査化補助信号として伝送する。

第２図に従来例として、上記ＡＣＴＶＣ像機で用いられ
ている走査線補助回路の構成例を簡単化して示す（ＩＥ
ＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｃｏｎｓｕｍ
ｅｒ［Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、　Ｖｏ１、３４．　Ｎ
ｏ、１．　Ｆｅｂｒｕａｒｙ　１９８８記載）。同図に
おいて、分離回路↓を用いて、多重伝送された主走査線
信号（インタレース信跨）と順次走査化補助信号（Ｖ−
Ｔヘルパー）とを分離し、さらに補助走査線再生回路１
３を用いて、伝送されない走査線を補間して再生する。

第３図に、伝送された走査線から、伝送されない走査線
を再生する方法を示す。同図（ａ）に伝送する主走査線
信号の位置関係を、同図（ｂ）に順次走査化補助信号の
位置関係を示す。同図（ａ）において、伝送されない走
査線Ｘに対して、同一位置でその前後のフィールドの走
査線をそれぞれ走査線ＡおよびＢとする。上記ＡＣＴＶ
の例では、同図（ｂ）に示すように、順次走査化補助信
号Ｙとして（ｘ−（Ａ＋Ｂ）／２）を伝送する。一方、
受信側では、同図（ｃ）に示すように、伝送された走査
線Ａ、Ｂおよび補助信号Ｙから伝送されない走査線Ｘ　
（＝Ｙ＋　（Ａ＋Ｂ）／２）を再生する。

第４図に、伝送された走査線から、伝送されない走査線
を再生する他の方法を示す。同図（ａ）に伝送する主走
査線信号の位置関係を、同図（ｂ）に順次走査化補助信
３の位置関係を示す。同図（ａ）において、伝送されな
い走査線Ｘに対して、同一フィールド内でその上下の走
査線をそれぞれ走査線ＣおよびＤとする。同図（ｂ）に
示すように、順次走査化補助信号Ｙとして（Ｘ−（Ｃ＋
Ｄ）／２）を伝送する。一方、受信側では、同図（ｃ）
に示すように、伝送された走査線Ｃ，Ｄおよび補助信号
Ｙから伝送されない走査線ｘ　（＝ｙ＋　（ｃ＋Ｄ）／
２）を再生する。

従って、順次走査化補助信号が伝送された帯域に関して
は、受信側でもとの順次走査の信号を劣化なく再生でき
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

複数のチャネルを利用するなどして、順次走査化補助信
号を主走査線信号と同一の周波数帯域幅だけ伝送できれ
ば問題はない。しかし、空きチャネルの少ない日本では
、１チヤネルで主走査線信号と耗次走査化補助信号の両
方を伝送する必要がある。

上記ＡＣＴＶの例では、第５図（ａ）に示すように、主
走査線信号を変調するための映像敵送波に対して直交す
る（位相が９０度累々る）搬送波を用いて順次走査化補
助信号を変調し、１チヤネルで伝送する。しかし、この
方法では順次走査化補助信号をＩＭＨｚ程度しか伝送で
きない。

また、第５図（ｂ）に示すように１画面の一部を黒味で
マスクし、このマスク部に補助信号を目立たないように
多重する方法がある。この方法を用いても、本質的にマ
スク部を大きくできないため、補助信号の周波数帯域を
１／３〜１１５程度に制限して伝送する必要がある。

上記従来例として第２図に示したＡＣＴＶの例では、７
５０ｋＨｚに帯域制限して伝送された順次走査化補助信
号とフル帯域の主走査線信号とを用いて、第３図に示し
た方法により走査線補間を行っている。そのため、７５
０　ｋ　Ｈｚ以上の信号に対しては、補間走査線として
フレーム間平均（Ｙ＝　（Ａ十Ｂ）／２）が出力される
ことになり、時間解像度が落ちて動画像がぼけてしまう
。また、第４図に示した方法により走査線補間を行った
場合には、補間走査線の高域は走査線間平均（ｙ＝（ｃ
十Ｄ）／２）が出力されることになり、垂直解像度が落
ちてしまう。

従って、本発明の目的は、順次走査化補助信号が伝送さ
れない周波数帯域に関しても解像度低下の少ない走査線
補間回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、伝送さ・れた主走査線信号および順次走査
化補助信号から補助走査線信号を生成する補助走査線再
生回路と、上記補助走査線信号の周波数帯域を伝送され
た順次走査化補助信号の周波数帯域とほぼ等しく制限す
る第■のフィルタと、上記伝送された信号から画像の動
きを検°出して動き量ｋを出力する動き検出回路と、主
走査線信号を受けて上記動き量ｋに応じた補間処理を行
う動き適応走査線補間回路と、上記動き適応走査線補間
回路の出力の周波数帯域を上記第１のフィルタと相補的
に制限する第２のフィルタと、上記第１および第２のフ
ィルタ出力を混合して補間走査線出力を得る手段とを用
いることにより、達成される。

〔作用〕

まず、伝送された主走査線信号および順次走査化補助信
号から、補助走査線再生回路を用いて、上記第３図ある
いは第４図に示した手法により補助走査線信号を作成す
る。この補助走査線信号のうち、順次走査化補助信号が
伝送された周波数帯域に関しては、インタレース走査の
ために伝送されない走査線の信号かもとのまま正しく再
生できる。しかし、上述したように、順次走査化補助信
号が伝送されない周波数帯域に関しては時間解像度ある
いは垂直解像度が劣化した信号となっているため、第１
のフィルタを用いて、正しく再生できる周波数帯域の補
助走査線信号のみを取り出す。

一方、伝送された主走査線信号だけから、動き適応走査
線補間回路を用いて、インタレース走査のために伝送さ
れない走査線の補間再生を行う。

このとき、動き検出回路を用いて画像の動きを検出し、
動き量ｋをパラメータとして走査線補間方法を切り替え
る。動き量には、動きの大きさ（程度）、ベクトル等が
考えられ、動き適応走査線補間回路では、この動き量ｋ
に基いて、伝送されない走査線を補間再生する。例えば
、画像が静止しているときには第３図（ｃ）に示すよう
に前後のフィールドから走査線を補間する。このとき、
静止画に必要な垂直解像度は全く低下しない。また、画
像が大きく動いているときには、第３図（ｃ）の方法で
は再生画像が２重像となってしまうため、第４図（ｃ）
に示すように上下の走査線から補間する。このとき、動
画に必要な時間解像度は全く低下しない。画像がわずか
に動いているときには、両者の中間の補間方法により、
走査線を補間再生する。この動き適応走査線補間回路の
出力を、第２のフィルタを用いて、上記第１のフィルタ
と相補的な周波数帯域（すなわち、順次走査化補助信号
が伝送されない周波数帯域）の信号だけを取り出す。

上記第１および第２のフィルタの出力を混合して補間走
査線を再生することにより、上記目的を達成することが
できる。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図に、本発明の一実施例の具体的な構成図を示す。

同図において、分離回路１により、複数のチャネルを用
いて伝送された、あるいは第５図に示すように２チヤン
ネルに多重して伝送された主走査線信号と順次走査化補
助信号とを分離する。

これらの分離された信号から、補助走査線再生回Ｎｔ１
０２を用いて補助走査線信号を作成する。第１図には１
例として第３図に示す方法で補助走査線信号を再生する
場合について示しである。すなわち、主走査線信号Ｂと
、遅延回路１４を用いて主走査線信号を５２５Ｈ（Ｈは
水平走査期間を表わす）遅延させた信９Ａとを、加算器
１５を用いて加え、さらに乗算器１６により振幅を１／
２にしてフレーム間平均（（Ａ＋Ｂ）／２）を作威し、
加算器↓７を用いて順次走査化補助信号ｙ（＝ｘ−（Ａ
＋Ｂ）／２）と加えることにより、補助走査線信号Ｘを
作成する。第１のフィルタ１８を用いて、順次走査化補
助信号が伝送された周波数帯域の補助走査線信号のみを
取り出す。一方、主走査線信号だけから、動き適応走査
線補間回路１０１を用いて、インタレース走査のために
伝送されない走査線を補間再生する。このとき、後述の
動き検出回路９を用いて画像の動きを検出し、動き量ｋ
　（０≦に≦ｌ）をパラメータとして走査線補間方法を
切り替える。動き適応走査線補間回路１０１では、まず
、伝送された主走査線信号と、遅延回路２，３．４によ
り５２５　Ｈ遅延させた主走査線信号とを、加算器７に
より加えたのち乗算器８により振幅を１／２として、フ
ィールド間補間値を求める。それと同時に、主走査線信
号を遅延回路２により遅延させた信号と、この信号を遅
延回路３によりさらに１Ｈ遅延させた信号とを作成し、
加算器５を用いてその両者を加えたのち乗算器６により
振幅を１／２として、ライン間補間値を求める。乗算器
１０および１１を用いて、上記フィールド間補間値には
上記ｋを、また上記ライン間補間値には（１−ｋ）を乗
じ、加算器１２を用いて両者を加える。上記第１のフィ
ルタと相補的な周波数特性を持つ第２のフィルタにより
、加算器１２の出力を帯域制限したのち、加算器１９を
用いて上記第１のフィルタの出力と加算し、補間走査線
を得る。なお、動き適応走査線補間回路Ｌｏｔの遅延回
路２，３，４、加算器７．および乗算器８と、補助走査
線再生回路１０２の遅延回路↓４．加算器１５．および
乗算器１７は、それぞれ共用することができ、回路規模
を縮小することができる。また、第４図に示した方法で
補助走査線信号を再生する場合には、遅延回路１４をＩ
Ｈの遅延とすればよい。

第６図に、本発明の他の実施例の構成を示す。

同図において、分離回路１により主走査線信号と順次走
査化補助信号を分離したのち、予め第１のフィルタ１８
により主走査線信号と順次走査化補助信号の周波数帯域
をほぼ等しく制限したのち、補助走査線再生回路１０２
に入力し、補助走査線信号を得る。また、第１のフィル
タど相補的な特性を持つ第２のフィルタ１３により、主
走査線信号を予め帯域制限したのち、動き適応走査線補
間回路ｌｏｔにより走査線補間を行う。動き適応走査線
補間回路１０１の出力と、補助走査線再生回路１０２の
出力を、加算器１９を用いて加え、補間走査線を得る。

動き適応走査線補間回路１０１では、ライン間補間値と
フィールド間補間値に対して、動き検出回路９の出力に
および（１−ｋ）がそれぞれ乗じられる。ライン間補間
値とフィールド間補間値がともに低周波成分しか持たな
い（例えば直流のみの）場合であっても、両者の値が異
なっている場合には、ｋの値が激しく（例えば画素ごと
に）変化すると、高周波成分に変調されて出力され、画
面上ではノイズとなってあられれる。これを避けるため
、同図に示すように、動き適応走査線補間の前に第２の
フィルタ１３を入れた方がよい。また、第１のフィルタ
１８を補助走査線再生回路の前に入れて、既に送信側で
帯域制限されている順次走査化補助信号に対して２重に
フィルタ処理を行わない方がよい。

第７図に、走査線の位置関係を示す。黒丸・は伝送され
る主走査線信号を、白丸○は補間走査線を表わす。また
、第８図に、上記動き検出回路９の具体的な構成例を示
す。現行テレビジョン方式（ＮＴＳＣ方式）では、輝度
信号の高域にフレーム反転して変調された色信号が多重
されているため、↓フレーム差検出回路２０により主走
査線信号のフレーム差をとったのち、フィルタ２１によ
り低周波成分のみを取り出す。また、２フレ一ム差検出
回路２２により、主走査線信号の２フレーム差をとる。

また、１フイールド差検出回路２３により、主走査線信
号と再生した補助走査線信号の差をとったのち、フィル
タ２４により伝送された順次走査化補助信号と等しく周
波数帯域を制限し、エフイールド差とする。混合回路２
５により、上記ｌフレーム差、２フレーム差、ｌフィー
ルド差を混合し、動き量ｋ　（０≦に≦１）とする。第
９図、第１０図、第１１図に、上記１フレーム差、２フ
レーム差、ｌフィールド差の通過領域（すなわち、動き
検出領域）をそれぞれ示す。また、伝送された順次走査
化補助信号が、第３図に示すようにフィールド差の信号
の場合は、補助走査線再生回路１０２を■フィールド差
検出回路２３を介す必要はなく、フィールド間の動き量
として直接混合回路２５に入力してもよい。このように
検出した動き量には、走査線補間のためだけでなく、多
重伝送された信号の分離（例えば、輝度信号と色信号の
分離、高精細情報の分離など）のために用いることもで
きる。

なお、図中では簡単のため、フィールド間走査線補間、
ライン間走査線補間ともに近傍の走査線からの平均補間
について説明を行ったが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、さらにタップ数を増やして補間特性を向上
させてもよく、また、若干性能は落ちるが前値補間（直
前フィールドあるいは直−との走査線の値をそのまま補
間値とする）を行って回路規模を縮小してもよい。

また、本発明をテレビ受像機に適用する場合は、輝度信
号Ｙ２色信号ＩおよびＱ（またはＲ−ＹおよびＢ−Ｙ）
、あるいは赤、緑、青（Ｒ，Ｇ、　Ｉ３）信号のすべて
に適用する必要はなく、最も画質改善効果の高い輝度信
号Ｙだけに適用してもよい。

本発明は、下記の例のように多くの変形例や適用例を有
する。

（１）信号を伝送する場合に限らず、主走査線信号と順
次走査化補助信号をＶＴＲ，ビデオディスク等に記録す
る場合にも本発明をそのまま適用できる。

（２）もとの信号が順次走査信号（５２５本、↓：１）
だけでなく、倍速のインタレース信号（１０５０本、２
：（や１１２５本、２：１）等の場合にも同様に適用可
能である。

（３）コマンド等の有無により補助走査線信号が送られ
てきていないことがわかった場合には、動き適応補間と
水平周波数の低域まで適用する。

（４）ａ視者の好みによっては、特に動画部の水平高域
領域の動き適応挿入を行なわないことも可能である。こ
れは垂直方向の解像度低下を避けるためである。これは
手動スイッチでも制御してもよい。

〔発明の効果〕

本発明を適用することにより、順次走査化補助信号を伝
送した周波数帯域については完全にもとの順次走査の信
号を得られ、それ以外の周波数帯域については、静止画
に関しては垂直解像度の低下がなく、動画に関しては時
間解像度の低下がなく、動きに応じて最も画質劣化の少
ない走査線補間方法が選択されるため、実施して画質改
善効果は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成−図、第２図は従来例
の構成図、第３図および第４図は伝送された信号から伝
送されない走査線を作成する方法を説明した図、第５図
は補助信号を伝送する方法を説明した図、第６図は本発
明の他の実施例の構成図、第７図は走査線の位置関係を
説明した図、第８図は動き検出回路の一例の構成図、第
９図乃至第１１図は動き検出の特性を示した図である。 符号の説明 ↓・・・分離回路、２，３，４．１４・・・遅延回路、
５．７，１２，１５．１９・・・加算器、６，８゜１０
．１１．．１６・・・乗算器、９・・・動き検出回路、
１３．１８，２１．２４・・・フィルタ、２０・・・１
フレーム差検出回路、２２・・・２フレ一ム差検出回路
、２３・・・１フイールド差検出回路、２５・・・混合
回路、１０１・・・動き適応走査線補間回路、１０２・
・・補助走査線再生回路。 第 １ 図 寥 図 竿Ｃ図 第３図 第４図 （Δ） （ｂン （Ｃ） １云迷ｉろ走★鐸 ・ Δ Δ ○ ○ ＲＦ、Ｘ交１調 ｋＴマズ７式゛ 竿 ゲ 図 Ｖ＜Ｃ戸ん） 寥１０図 〆（ｃｐｈ） ２フレーム差 Ｆ２ツＸｓ２ｓ−Ｘ−ｓｚｒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、伝送された主走査線信号および補助信号から伝送さ
   れない走査線を補間して再生する走査線補間回路におい
   て、補助信号が伝送された周波数帯域に関しては、主走
   査線信号と補助信号から補間走査線信号を作成し、補助
   信号が伝送されない周波数帯域に関しては、主走査線信
   号のみから画像の動きに応じて補間走査線を作成するこ
   とを特徴とする走査線補間回路。 ２、上記伝送された主走査線信号と補助信号の両方を用
   いて、画像の動きを検出して動き量を出力する動き検出
   回路を有する請求項１記載の走査補間回路。