JPH04170195A - 映像信号拡大装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、上下に画面が欠けているレターボックス式、
ビスタサイズ、シネマサイズ等の映像信号が入力された
場合に対応する、アスペクト比１６：９のワイドテレビ
受像機中の映像信号拡大装置に関するものである。

従来の技術 近年、画像メモリを用いたディジタル信号処理技術によ
り実用化されているディジタル映像機器は様々である。

そのなかで特殊効果としてディジタルビデオエフェクト
（以下、ＤＶＥ）等で実現される映像信号拡大装置が考
案されている。例えばテレビジョン学会誌、３２．６　
（１９７８）４５９〜４６１ページである。

以下、第８図を参照しながら、上述した従来の映像信号
拡大装置の一例について説明する。

第８図は、従来例の映像信号拡大装置の回路構成を示し
たものである。第８図において、１０１は映像信号入力
端子、１０２は映像信号用Ａ／Ｄ変換器、１０３は一画
面分の記憶容量をもつフィールドメモリ、１０４はＹ／
Ｃ分離回路、１０５はＹ／Ｃ分離回路１０４からの出力
である輝度信号および色信号を垂直方向に拡大する垂直
内挿回路、１０６は垂直内挿回路からの出力である輝度
信号および色信号を水平方向に拡大する水平拡大回路、
１０７は映像信号用Ｄ／Ａ変換器、１０８は映像信号出
力端子、１０９は前記入力端子１０１から入力される映
像信号から水平・垂直同期信号を再生する同期再生回路
、１１０は前記入力端子１０１から入力される映像信号
の拡大率をコントロールするコントロール信号入力端子
、１１１は前記同期再生回路１０９の出力信号と前記コ
ントロール信号入力端子１１０からのコントロール信号
を入力としてメモリの制御によって拡大率の制御を行う
制御信号発生回路である。

以上のように構成された映像信号拡大装置について、以
下その動作について説明する。

まず、映像信号入力端子１０１に入力された映像信号は
、Ａ／Ｄ変換器１０２によりディジタル信号に変換され
、その出力は一画面分を記憶するフィールドメモリ１０
３に書き込まれる。また、映像信号入力端子１０１に入
力された映像信号は同期再生回路１０９により水平・垂
直同期信号が再生され制御信号発生回路１１１に入力さ
れる。

制御信号発生回路１１１では、コントロール信号入力端
子１１０から入力される映像信号拡大率のコントロール
信号によって、拡大率に応じたメモリ制御パルスをフィ
ールドメモリ１０３に入力する。すなわちメモリに基準
クロックで書き込み、読み出し時に拡大に応じてゆっく
りデータを読み出し、次段のＹ／Ｃ分離回路１０４に入
力する。

Ｙ／Ｃ分離回路１０４では櫛形フィルタにより輝度信号
と色信号に分離され、その出力は垂直内挿回路１０５に
入力する。また、コントロール信号入力端子１１０から
入力される映像信号拡大率のコントロール信号によって
、拡大率に応じた垂直内挿制御パルスを垂直内挿回路１
０５に入力する。垂直内挿回路１０５では、輝度信号７
色信号ともに垂直方向に拡大され、その出力は水平拡大
回路１０６に入力する。また、コントロール信号入力端
子１１０から入力される映像信号拡大率のコントロール
信号によって、水平方向が垂直方向の拡大率と同′じ倍
率となる水平拡大制御パルスを水平拡大回路１０６に入
力する。水平拡大回路１０６では、輝度信号１色信号と
もに水平方向に拡大され、その出力はＤ／Ａ変換器１０
７に入力し、拡大された映像信号が映像信号出力端子１
０８に出力される。

発明が解決しようとする課題 上記の従来例では、入力される映像信号のある一部分を
拡大して表示するという要求は満足するが、アスペクト
比１６：９のワイドテレビ受像機では、入力される映像
信号の種類によっては、例えば、入力される映像信号が
アスペクト比４．３のシネマサイズ（映像部分のアスペ
クト比２１．９）の時、上下マスクされた信号がなくな
るように垂直方向に拡大すると、水平方向も垂直方向と
同じ倍率で拡大するために映像部分の両端が欠けて、映
像の全情報を画面全体に表示できないという課題があっ
た。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の映像信号拡大装置は
、ビデオ信号入力端子から入力される映像信号をディジ
タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器
の出力をＹ／Ｃ分離するＹ／Ｃ分離回路と、前記Ｙ／Ｃ
分離回路の出力の輝度信号および色信号を走査変換する
走査変換回路と、前記走査変換回路の出力の輝度信号お
よび色信号の各々一画面分の記憶容量をもつフィールド
メモリと、前記フィールドメモリの出力の輝度信号およ
び色信号を垂直方向に拡大する垂直内挿回路と、前記垂
直内挿回路の垂直拡大率を可変可能なコントロール端子
と、前記垂直内挿回路の出力の輝度信号および色信号を
前記垂直内挿回路の垂直拡大率と無関係に一定の拡大率
で水平方向に拡大し、かつ倍速変換を行う水平拡大回路
と、前記水平拡大回路の出力に接続されたＤ／Ａ変換器
を備えたものである。

作用 本発明は上記した構成によって、上下に画面が欠けてい
るレターボックス式、ビスタサイズ、シネマサイズ等の
アスペクＩ・比４：３の映像信号が入力された場合に、
アスペクト比１６：９のワイドテレビ受像機の画面全体
に拡大して映像情報部分が欠けることなく正確に表示で
きる。

実施例 以下本発明の一実施例の映像信号拡大装置について、第
１図から第７図の図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例の映像信号の回路ブロック図
である。

第１図において、１は映像信号入力端子、２は映像信号
入力端子１から入力される映像信号をディジタル信号に
変換するＡ／Ｄ変換器、３はＡ／Ｄ変換器２からの出力
をＹ／Ｃ分離するＹ／Ｃ分離回路、４はＹ／Ｃ分離回路
３からの出力である輝度信号と色信号を走査変換する走
査変換回路、５は走査変換回路４からの出力である輝度
信号の現ライン信号の一画面分を記憶する容量をもった
フィールドメモリ、６は走査変換回路４からの出力であ
る輝度信号の補間ライン信号の一画面分を記憶する容量
をもったフィールドメモリ、７は走査変換回路４からの
出力である色信号の現ライン信号の一画面分を記憶する
容量をも９たフィールドメモリ、８は走査変換回路４か
らの出力である色信号の補間ライン信号の一画面分を記
憶する容量をもったフィールドメモリ、９は各フィール
ドメモリ５．６．７．８から出力された輝度信号の現ラ
イン信号、補間ライン信号および色信号の現ライン信号
、補間ライン信号を垂直方向に拡大する垂直内挿回路、
１０は映像信号入力端子１から入力される映像信号から
水平・垂直の同期信号を再生する同期再生回路、１１は
映像信号入力端子１から入力される映像信号の拡大率を
コントロールするコントロール信号入力端子、１２は同
期再生回路１０の出力信号とコントロール信号入力端子
１１からのコントロール信号を入力してフィールドメモ
リ５，６，７．８の制御、および垂直内挿回路９の制御
を行う制御信号発生回路、１３は垂直内挿回路９から出
力する垂直方向に拡大された輝度信号の現ライン信号、
補間ライン信号および色信号の現ライン信号、補間ライ
ン信号を、ある一定の倍率（垂直方向の拡大率と無関係
）で水゛　平方向に拡大して、かつ倍速変換を行う水平
拡大回路、１４は水平拡大回路１３から出力された倍速
の輝度信号および色信号をアナログ信号に変換するＤ／
Ａ変換器、１５はＤ／Ａ変換器１４に接続された映像信
号出力端子である。

以上のように構成された映像信号拡大装置について、以
下その動作を説明する。

映像信号入力端子１に入力された映像信号は、Ａ／Ｄ変
換器２でディジタル信号に変換されたＹ／Ｃ分離回路３
に入力される。Ｙ／Ｃ分離回路３は例えば第２図のよう
に構成される。第２図において、入力端子２１に入力さ
れた映像信号は、動き検出−〇　− 回路２５で映像信号の動き情報を検出する。また、入力
端子２１に入力された映像信号はフレーム櫛形フィルタ
２２、ライン櫛形フィルタ２３に入力され、各々色信号
を分離し、切り換えスイッチ２４に入力される。動き検
出回路２５で検出した動き情報の有無により、切り換え
スイッチ２４を切り換えて色信号を分離し、出力端子２
８に出力する。さらに、入力端子２１に入力された映像
信号と切り換えスイッチ２４からの色信号を減算器２６
に入力し、輝度信号を分離して出力端子２７に出力する
。

Ｙ／Ｃ分離回路３から出力する輝度信号と色信号は走査
変換回路４に入力される。走査変換回路４は例えば第３
図のように構成される。第３図において、入力端子３１
に入力された映像信号は、現ライン信号として出力端子
３２に出力する。また、入力端子３１に人力された映像
信号は、フィールド補間回路３３．ライン補間回路３４
に入力され、各々補間信号を作成し、切り換えスイッチ
３５に入力される。また、入力端子３１に入力さ“れた
映像信号は、動き検出回路３７で映像信号の動き情報を
検出する。動き検出回路３７で検出した動き情報の有無
により、切り換えスイッチ３５を切り換えて補間信号を
作成して、出力端子３６に出力する。

走査変換回路４から出力される輝度信号の現ライン信号
、補間ライン信号は、各々フィールドメモリ５，６に書
き込まれる。また、走査変換回路４から出力される色信
号の現ライン信号、補間ライン信号は、各々フィールド
メモリ７．８に書き込まれる。ここで、映像信号を垂直
方向に拡大するには、走査線数を増やさなければならな
い。走査線数の変換比率は映像表示可能部分のアスペク
ト比１６：９に対して、例えばレターボックス式信号を
入力信号とすると、元々の入力信号のアスペクト比は４
：３、横長の映像部分のアスペクト比を１６＝９きする
と、映像表示可能部分と映像信号の高さを等しくするに
は、９本の走査線から１２本の走査線を作る必要があり
変換比率４／３倍となる。

このような走査線変換の方法について、第４図を用いて
説明する。第４図は走査線変換を説明するための図であ
る。第４図において、左端の縦一列の○印はフィールド
メモリ５の輝度信号現ライン信号出力（フィールドメモ
リ７の色信号現ライン信号出力）での走査線であり、Ａ
の（）内の番号はその走査線が上から数えて何番目かを
示す。

中央の縦一列の○印はフィールドメモリ６の輝度信号補
間ライン信号出力（フィールドメモリ８の色信号補間ラ
イン信号出力）での走査線であり、Ｂの０内の番号はそ
の走査線が上から数えて何番目かを示す。右端の縦一列
の○印は垂直内挿回路９により走査線変換を行い、垂直
内挿回路９から出力される走査線であり、Ｃの０内の番
号はその走査線が上から数えて何番目かを示す。垂直内
挿回路９ではＡの３本とＢの３本の合計６本からＣの８
本を作る。

垂直内挿回路９は例えば第５図のように構成される。第
５図において、入力端子５０に入力される輝度信号（色
信号）の現ライン信号と、入力端一　１１− 子５１に入力される輝度信号（色信号）の補間ライン信
号は切り換えスイッチ６０に入力され一水平期間（倍速
）ごとに切り換わり、その出力は乗算器５４に入力され
る。また、切り換えスイッチ６０からの輝度信号（色信
号）を−水平期間（倍速）遅延させるラインメモリ５２
の出力は、乗算器５５に入力される。さらに−水平期間
（倍速）遅延させるラインメモリ５３の出力は、乗算器
５６に入力される。また、入力端子５７に入力される垂
直拡大率に応じて、ラインメモリ５２．５３の入力イネ
ーブルおよび乗算器５４．５５．５６の乗算係数を制御
して、乗算器５４．５５．５６の出力は加算器５８に入
力され、切り換えスイッチ５９には垂直拡大率に応じた
輝度信号（色信号）が入力され、−水平期間（倍速）ご
とに輝度信号（色信号）の現ライン信号が出力端子６１
に、輝度信号（色信号）の補間ライン信号が出力端子６
１に出力される。例えば、垂直拡大率４／３倍の垂直内
挿回路９の走査線変換式は次のとおりである。

−１２−’ Ｃ（４ｎ＋Ｏ）　−〇、５ＸＡ　（３ｎ＋Ｏ）＋０．５
ＸＢ　（３ｎ十〇） Ｃ（４ｎ＋１＞＝　　０．２５ＸＡ　（３ｎ＋１）＋０
．７５ＸＢ　　（３ｎ＋０） Ｃ（４ｎ＋２）＝　　　’１．０ＸＡ（３ｎ＋１）Ｃ（
４ｎ＋３）＝　　０．２５ｘＡ　（３’ｎ＋１）＋０．
７５ＸＢ　　（３ｎ＋１） Ｃ（４ｍ＋Ｏ）＝　　　０．５ＸＡ　（３ｎ＋２）＋０
．５ｘＢ　　（３ｎ＋ｉ） Ｃ＜４ｍ＋１）＝　　０．７５ＸＡ　（３ｎ＋２）＋０
．２５ｘＢ　　（３ｎ＋２） Ｃ（４ｍ＋２）＝　　　１．０ＸＢ　（３ｎ＋２）Ｃ（
４ｍ＋３）＝　　０．７５ＸＡ（３ｎ＋０）＋０．２５
ｘＢ　　（３ｎ＋２） ただし、ｍ＝ｎ＋１である。以後はこの繰り返しである
。例えば、Ｃ（４ｎ＋１）のＡ＜３ｎ＋１）とＢ　（３
ｎ＋Ｏ）とに対する係数の決め方は、空間的な位置関係
が、 Ｃ（４ｎ＋１）〜Ａ　（３ｎ＋１）　　＋　　ＩＣ（４
ｎ＋１）〜Ｂ　（３ｎ＋１）　　”；ｐ　　３の割合′
になっていることから決めている。

以上の説明は、走査線の空間的配置を中心に説明したが
、実際に回路を構成するときには、フィールドメモリ５
（７）、６（８）の出力での水平期間と、出画する映像
信号の水平期間とは等しいので制御信号発生回路１２の
メモリ制御に工夫が必要になる。

メモリ制御の工夫について第６図を用いて説明する。第
６図は走査線変換の、メモリ制御の動作波形図である。

第６図において、波形ａは同期再生回路１０の出力で、
水平同期パルスである。波形すは制御信号発生回路の出
力信号の一つで、フィールドメモリ５（７）、６（８）
の出力イネーブルである。この出力レベルが１のときフ
ィールドメモリ５（７）。

６（８）の読出しは禁止とする。波形ｃ、ｄはフィール
ドメモリ５（７）、６（８）の出力データである。図中
のＡ、　Ｂ　Ｏの文字は第４図で使用した走査線の番号
に対応させている。波形ｅは垂直内挿回路９のラインメ
モリ５２の入力イネーブルである。この出力レベルが１
のときラインメモリ５２への書き込みを停止する。波形
ｆはラインメモリ５２の出力データで、波形ｇはライン
メモリ５３の出力データで、波形りは加算器５８の出力
データである。

以上の波形図を用いて、以下、メモリ制御の動作を説明
する。フィールドメモリ５（７）、６（８）の出力イネ
ーブル波形すは、四水平期間のうち一水平期間に渡って
１の出力レベルとなっている。

これは垂直拡大率が４／３倍のときであり、拡大率を変
えるとフィールドメモリ５（７）、６（８）の出力イネ
ーブル波形すは変化する。これに対応する期間、フィー
ルドメモリ５（７）、６（８）の出力データ波形ｃ、ｄ
は、図中にＸで示すように不定となり、ラインメモリ５
２に入力される。ラインメモリ５２の入力イネーブル波
形ｅは、波形すと同様に四水平期間のうち一水千期間に
渡って、１の出力レベルとなっている。これに対応する
期間、ラインメモリ５２は書き込みが停止し、その次の
水平周期では前の水平周期と同じデータ出力が繰り返さ
れている。ラインメモリ５２の出力は出力データ波形ｆ
であり、さらに−水平期間（倍速）遅延させたのがライ
ンメモリ５３の出力データ波形ｇである。乗算器５４の
乗算係数りと乗算器５５の乗算係数にと乗算器５６の乗
算係数Ｊとは、例えば垂直方向に４／３倍拡大するとき
に第４図で説明した走査線変換式にしたがって乗算係数
を設定することにより、垂直方向の拡大を実現できる。

垂直内挿回路９から出力される輝度信号の現ライン信号
、補間ライン信号、および色信号の現ライン信号、補間
ライン信号は水平拡大回路１３に入力される。水平拡大
回路１３は例えば第７図のようにラインメモリ２個で構
成される。第７図において、入力端子７１に入力された
輝度信号（色信号）の現ライン信号は、少なくとも一水
平期間の記憶容量をもつラインメモリ７３に入力され、
入力端子７２に入力された輝度信号（色信号）の補間ラ
イン信号は、少なくとも一水平期間の記憶容量をもつラ
インメモリ７４に入力され、出カイネーブルを使って基
準クロックで入力されているデータを垂直拡大率と無関
係に基準クロックのＭ倍（一定値）で交互に読出すこと
により、水平方向に拡大し、かつ倍数変換を行う。ここ
で、Ｍは通常アスペクト比４：３の映像信号を出画する
クロックよりも低い周波数にし、かつ入力映像信号を拡
大しても、映像部分の両端が欠けないように設定するこ
とにより実現できる。本実施例では、Ｍ＝３／４として
いる。

水平拡大回路１３から出力される倍速の輝度信号と色信
号は、Ｄ／Ａ変換器１４に接続され出力端子１５にはア
ナログの倍速の輝度信号と色信号が出力される。

以上のように本実施例によれば、入力される映像信号が
、シネマサイズのよ′うな上下マスクされた信号を入力
してもアスペクト比１６；９のワイドテレビ受像機では
、映像信号の上下、左右とも欠けることなく正確にかつ
画面全体に表示できる。

なお、水平方向拡大回路１３の読出しクロックを基準ク
ロックの３／４倍としたが、映像部分の両端が欠けない
ように設定すれば、Ｍはい（つにしてもよい。また、Ｍ
は映像部分の両端が欠けなければ垂直拡大率に応じて設
定し、映像部分の両端が欠けはじめるところから、Ｍを
一定値に設定してもよい。

発明の効果 以上のように本発明によれば、映像信号入力端子から入
力される映像信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変
換器と、前記Ａ／Ｄ変換器の出力をＹ／Ｃ分離するＹ／
Ｃ分離回路と、前記Ｙ／Ｃ分離回路の出力の輝度信号と
色信号の各々一画面分の記憶容量をもつフィールドメモ
リと、前記フィールドメモリの出力の輝度信号および色
信月を垂直方向に拡大する垂直内挿回路と、前記垂直内
挿回路の垂直拡大率を可変可能なコントロール端子と、
前記垂直内挿回路の出力の輝度信号および色信号を前記
垂直内挿回路の垂直拡大率と無関係に一定の拡大率で水
平方向に拡大し、かつ倍速変換を行う水平拡大回路と、
前記水平拡大回路の出力に接続されたＤ／Ａ変換器を備
えることにより、上下に画面が欠けているレターボック
ス式。

ビスタサイズ、シネマサイズ等のアスペクト比４：３の
映像信号が入力された場合に、アスペクト比１６；９の
ワイドテレビ受像機の画面全体に拡大して、映像情報部
が欠けることなく正確に表示できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における垂直拡大装置のブロ
ック図、第２図は第１図のＹ／Ｃ分離回路のブロック図
、第３図は第１図の走査変換回路のブロック図、第４図
は第１図の垂直内挿回路の走査線変換を示した構成国、
第５図は第１図の垂直内挿回路のブロック図、第６図は
第１図の垂直内挿回路の走査線変換を示した動作波形図
、第７図は第１図の水平拡大回路のブロック図、第８図
は従来例の垂直拡大装置のブロック図である。 １・・・・・・映像信号入力端子、２・・・・・・Ａ／
Ｄ変換器、３・・・・・・Ｙ／Ｃ分離回路、４・・・・
・・走査変換回路、５．６，７．８・・・・・・フィー
ルドメモリ、９・・・・・・垂直内挿回路、１０・・・
・・・同期再生回路、１１・・・・・・コントロール信
号入力端子、１２・・・・・・制御信号発生回路、１３
・・・・・・水平拡大回路、１４・・・・・・Ｄ／Ａ変
換器、１５・・・・・・映像信号出力端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　映像信号入力端子と、 前記映像信号入力端子から入力される映像信号をディジ
   タル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器
   の出力をＹ／Ｃ分離するＹ／Ｃ分離回路と、 前記Ｙ／Ｃ分離回路の出力の輝度信号および色信号を走
   査変換する走査変換回路と、 前記走査変換回路の出力の輝度信号および色信号の各々
   一画面分の記憶容量をもつフィールドメモリと、 前記フィールドメモリの出力の輝度信号および色信号を
   垂直方向に拡大する垂直内挿回路と、前記垂直内挿回路
   の垂直拡大率を可変可能なコントロール端子と、 前記垂直内挿回路の出力の輝度信号および色信号を前記
   垂直内挿回路の垂直拡大率と無関係に一定の拡大率で水
   平方向に拡大し、かつ倍速変換を行う水平拡大回路と、 前記水平拡大回路の出力に接続されたＤ／Ａ変換器を備
   えた映像信号拡大装置。