JPH0681301B2 - テレビジョン信号再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高品位テレビジョン映像信号の再生に際し、
映像の動き部分を検出して、テレビジョン信号の内挿を
行なうテレビジョン信号再生方法に関する。

［従来の技術］ テレビジョン信号を帯域圧縮する方法の１つにフィール
ド間、及びフレーム間オフセット・サブサンプリングを
用いた多重サブサンプル伝送方式がある。この方式に
は、例えば、現行の高品位テレビジョン信号多重サブサ
ンプル伝送方式であるMUSE（Multiple Sub−Nyquist Sa
mpling Encoding）方式があり、帯域圧縮を有効に実現
できる。

この多重サブサンプル伝送方式においては、注目駒と、
この注目駒に対して時間的に前の比較駒との動きの量を
検出し、この検出量に応じて連続的に変化させた混合比
により、静止画と動画とを混合して、再生画像を得てい
る。

以下、第４及び第５図を参照して、従来の多重サブサン
プル伝送方式の再生方法を説明する。なお、説明を簡単
にするために、動き量が適当な閾値以下の場合には静止
画を選択し、それ以外の場合には動画を選択し、これら
静止画及び動画の切り換え混合にて再生画像を得るもの
とする。

第４図において、先ず、アナログ・デジタル（A/D）変
換器10により、アナログ・テレビジョン入力信号を16.2
MHzでサンプリングし、デジタル信号に変換する。

ブロック12〜20は、静止画系の回路である。フレーム・
メモリ12は、A/D変換器10からのデジタル・テレビジョ
ン信号を記憶して、１フレームだけ遅れた信号を発生す
る。

動き補正回路14は、フレーム・メモリ12からの信号を動
きベクトルに応じて動き補正を行なう。スイッチ16は、
A/D変換器10及び動き補正回路14の出力信号を32.4MHz交
代で交互に選択して、フレーム間内挿を行なう。

サンプリング周波数変換器18は、フレーム間内挿された
スイッチ16からの信号のサンプリング周波数を32.4MHz
から48.6MHzに変換する。フィールド間内挿回路20は、
サンプリング周波数変換器18の出力信号をフィールド間
内挿する。

一方、ブロック22〜24は、動画系の回路である。フィー
ルド内内挿回路22は、A/D変換器10の出力信号をフィー
ルド内内挿する。サンプリング周波数変換器24は、サン
プリング周波数変換器18と同様に、フィールド内内挿回
路22の出力信号のサンプリング周波数を32.4MHzから48.
6MHzに変換する。

ブロック26〜34は、動き検出系の回路である。差分ロウ
パス・フィルタ（LPF）26は動き補正回路14により動き
ベクトルに応じて補正された１フレーム前の信号と、A/
D変換器10からの現在のフレームの信号とを受け、フレ
ーム間の折返し成分を含まない4MHzに帯域制限して、１
フレーム差の信号を出力する。絶対値回路28は、差分LP
F26の出力信号の絶対値を求める。

比較回路30は、絶対値回路28の出力信号Ａを、閾値回路
32からの閾値Ｂと比較する。例えば、絶対値信号Ａ＞閾
値Ｂの場合には、動画領域として、比較回路30が、
「１」を出力する。また、それ以外の場合には、比較回
路30が「０」を出力する。サンプリング周波数変換器34
は、比較回路30の出力信号のサンプリング周波数を32.4
MHzから48.6MHzに変換して、領域判別信号を出力する。

スイッチ36は、動き検出系（サンプリング周波数変換器
34）からの領域判別信号に応じて、静止画系（フィール
ド間内挿回路20）の出力信号及び動画系（サンプリング
周波数変換器24）の出力信号を選択して、静止画系信号
と動画系信号とを混合する。この混合された信号をデジ
タル・アナログ（D/A）変換器38により、アナログ信号
に戻す。

このように第４図の従来技術により、テレビジョン信号
をデコードする際の動画領域について、第５図を参照し
て説明する。

第５図において、（ａ）は、注目駒に対して１駒前の比
較駒、即ち、第Ｎ−１番目の駒の映像を示し、また、
（ｂ）は、注目駒、即ち、第Ｎ番目の駒の映像を示す。

これら比較駒Ｎ−１及び注目駒ＮにおけるＡ及びＣの領
域は、静止画領域であり、Ｂ及びＤの領域は、動画領域
である。すなわち、この例では、比較駒Ｎ−１から注目
駒Ｎに移る時間経過の中で、動画領域が、ひし形の領域
Ｂからの円の領域Ｄに変化している。また、長方形から
ひし形又は円を除いた静止画領域Ａ及びＣは、例えば背
景であり、変化しない部分である。

第４図の従来技術では上述の如く、比較駒Ｎ−１及び注
目駒Ｎの映像に対応する映像信号の相関計算を行なって
いる（ブロック26〜34）。この相関計算による結果を第
５図（ｃ）に示す。

この第５図（ｃ）において、比較駒Ｎ−１は、動き補正
回路14によりベクトル補正されているので、補正される
前の領域Ａ及びＢに対応する補正された領域をＡ′及び
Ｂ′とする。

比較駒Ｎ−１の静止画領域Ａ′（ベクトル補正されてい
る）及び注目駒Ｎの静止画領域Ｃが重なる領域Ａ′・Ｃ
は、有意な相関が検出されて（比較駒Ｎ−１と注目駒Ｎ
との映像信号の差が閾値以下とされて）、静止画領域と
判断される。

一方、比較駒Ｎ−１の動画領域Ｂ及び注目駒Ｎの動画領
域Ｄの少なくとも一方が占めた領域Ｂ′＋Ｄは、有意な
相関が検出されず（比較駒Ｎ−１と注目駒Ｎとの映像信
号の差が閾値より大きいとされて）、動画領域と判断さ
れる。

なお、第４及び第５図においては、１フレーム相関によ
る動き検出についてのみ説明したが、２フレーム相関に
ついても同様である。

［発明が解決しようとする課題］ 第４及び第５図に示した従来技術は、２駒間での１フレ
ーム差検出のみである。よって、相関計算結果は、第５
図（ｃ）における斜線領域Ｂ′・も注目駒の動画領域
と判断してしまう。しかし、第５図（ｂ）に示す如く、
この斜線領域Ｂ′・は、実際には動画領域でない。す
なわち、従来装置では、実際には静止画領域にもかかわ
らず、注目駒の動画領域と判断してしまう欠点がある。

また、現行の標準方式NTSC信号等のIDTV（Improved Def
inition TV）において、飛び越し走査から順次走査に変
換する際に補間にも、同様な欠点が生じる。

したがって本発明の目的は、上述の従来技術の欠点を解
決し、動画領域をより忠実に検出して、テレビジョン信
号の内挿を行なうテレビジョン信号再生方法の提供にあ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、テレビジョン信号をデコードするテレビジョ
ン信号再生方法であり、注目駒及びこの注目駒に対して
時間的に前後の複数の比較駒の間の相関計算により複数
の動画領域候補を検出し、これら複数の動画領域候補か
らは注目駒の動画領域を求め、この求めた動画領域に応
じて、静止画領域に複数の比較駒の信号を内挿する。

［作用］ 本発明では、比較駒を、従来技術と異なり、注目駒の直
前の駒のみではなく、注目駒とｍフレーム（ｍ＝１、
２、３・・・）前後の複数の駒としている。よって、複
数の動画領域候補が得られる。これら複数の動画領域候
補から動画領域を求めることにより、注目駒における動
画領域がより忠実に検出できるので、領域判別信号がよ
り実際に即したものとなる。よって、テレビジョン信号
の内挿がより忠実に行える。

［実施例］ 第１〜第３図を参照して、本発明のテレビジョン信号再
生方法の好適な実施例を説明する。なお、第４図と同様
なブロックを同じ参照番号で示し、異なる点を詳細に説
明する。

第１図において、A/D変換器10は、アナログ・テレビジ
ョン入力信号をサンプリングし、デジタル信号に変換す
る。

静止画系において、フレーム・メモリ12及び動き補正回
路14の組合せは、第３図の場合と同じである。しかし、
本発明では、A/D変換器10の出力信号をフレーム・メモ
リ40に記憶して、１フレーム（１駒）だけ遅延して信号
をフレーム・メモリ12に供給している。よって、フレー
ム・メモリ40の出力信号を注目駒Ｎとすれば、フレーム
・メモリ12の出力信号は、注目駒Ｎから時間的に１フレ
ーム前の比較駒Ｎ−１となり、A/D変換器10の出力信号
は、注目駒Ｎから時間的に１フレーム後の比較駒Ｎ＋１
となる。

一方、動き補正回路14は、注目駒Ｎに対して比較駒Ｎ−
１の信号を動きベクトル補正している。

また、動き補正回路42は、注目駒Ｎに対して比較駒Ｎ＋
１の信号を動きベクトル補正している。

上述の如く、フレーム・メモリ40の出力信号が注目駒Ｎ
に対応するので、動画系では、フィールド内内挿回路22
及びサンプリング周波数変換器24が、フレーム・メモリ
40の出力信号を第４図の場合と同様に処理する。

動き検出系のブロック26〜32は、第４図の場合と同じで
あり、同様に動作する。しかし、比較回路30の出力信号
Ｍは、フレーム・メモリ44に記憶されて１フレームだけ
遅延され、動き補正回路46に供給されている。

動き補正回路46は、動画領域候補Ｍ′の基準位置を比較
駒Ｎとするよう動きベクトル補正している。よって、動
き補正回路46の出力信号Ｍ′は、注目駒Ｎと比較駒Ｎ−
１との相関計算により求めた動画領域候補Ｍ′となる。

また、比較回路30の出力信号Ｍは、注目駒Ｎと比較駒Ｎ
＋１との相関計算により求めた動画領域候補Ｍとなる。

アンド・ゲート48は、動画領域候補Ｍと動き補正回路46
の出力信号Ｍ′との論理積を求める。サンプリング周波
数変換器34は、アンド・ゲート48の出力信号のサンプリ
ング周波数を32.4MHzから48.6MHzに変換して、注目駒Ｎ
の領域判別信号Ｖを出力する。

注目駒Ｎの領域判別信号Ｖを得る過程について、第２図
を参照して更に説明する。

第２図において、（ａ）は、注目駒に対して１駒（１フ
レーム）前の比較駒、即ち、第Ｎ−１番目の駒の映像を
示し、また、（ｂ）は、注目駒、即ち、第Ｎ番目の駒の
映像を示し、（ｃ）は、注目駒に対して１駒（１フレー
ム）後の比較駒、即ち、第Ｎ＋１番目の駒の映像を示
す。

これら比較駒Ｎ−１及びＮ＋１並びに注目駒Ｎにおける
領域Ａ、Ｃ及びＥは、静止画領域であり、また領域Ｂ、
Ｄ及びＦは、動画領域である。

すなわち、この実施例では、比較駒Ｎ−１から注目駒Ｎ
に、そして比較駒Ｎ＋１に移る時間経過の中で、動画領
域が、ひし形の領域Ｂから円の領域Ｄに、そして三角形
の領域Ｆに変化している。

また、長方形からひし形、円又は三角形を除いた静止画
領域Ａ、Ｃ及びＥは、例えば背景であり、変化しない部
分である。

本発明では、先ず、比較駒Ｎ−１及び注目駒Ｎの映像に
対応する映像信号の相関計算を行なって、動画領域候補
Ｍ′を求める。この相関計算による結果を第２図（ｄ）
に示す。なお、Ａ′及びＢ′は、領域Ａ及びＢを動きベ
クトルに応じて動き補正したことを表わす。

この第２図（ｄ）において、比較駒Ｎ−１の静止画領域
Ａ′及び注目駒Ｎの静止画領域Ｃが重なる領域Ａ′・Ｃ
（領域Ａ′及びＣの論理積）は、有意な相関が検出され
て（比較駒Ｎ−１及び注目駒Ｎの信号の差が閾値以下で
あり）、静止画領域と判断される。

一方、比較駒Ｎ−１の動画領域Ｂ′及び注目駒Ｎの動画
領域Ｄの少なくとも一方が占めた領域Ｂ′＋Ｄ（領域
Ｂ′及びＤの論理和）は、有意な相関が検出されず（比
較駒Ｎ−１及び注目駒Ｎの信号の差が閾値より大き
く）、動画領域候補Ｍ′と判断される。よって、第２図
（ｄ）の内容が、動き補正回路46の出力信号となる。

次に、比較駒Ｎ＋１及び注目駒Ｎの映像に対応する映像
信号の相関計算を行なう。この相関計算による結果を第
２図（ｅ）に示す。なお、Ｅ′及びＦ′は、領域Ｅ及び
Ｆを動きベクトルに応じて動き補正したことを表わす。

この第２図（ｅ）において、比較駒Ｎ＋１の静止画領域
Ｅ′及び注目駒Ｎの静止画領域Ｃが重なる領域Ｃ・Ｅ′
（領域Ｃ及びＥ′の論理積）は、有意な相関が検出され
て、静止画領域と判断される。一方、比較駒Ｎ＋１の動
画領域Ｆ′及び注目駒Ｎの動画領域Ｄの少なくとも一方
が占めた領域Ｄ＋Ｆ′（領域Ｄ及びＦ′の論理和）は、
有意な相関が検出されず動画領域候補Ｍと判断される。
第２図（ｅ）の内容が、比較回路30の出力信号に対応す
る。

第２図（ｄ）及び（ｅ）に示すように、注目駒と１つの
比較駒との間での相関計算においては、従来技術と同様
に、斜線部分の領域Ｂ′・（領域Ｂ′と、領域Ｄ以外
との論理積）及び・Ｆ′（領域Ｄ以外と領域Ｆ′との
論理積）は、注目駒Ｎにおいて静止画領域にかかわら
ず、動画領域候補として検出されている。

しかし、本発明では、アンド・ゲート48により、（ｄ）
及び（ｅ）の動画領域候補の論理積を求めるので、その
結果は第２図（ｆ）に示すようになる。すなわち、注目
駒Ｎの動画領域Ｄのみが動画領域として検出される。よ
って、動画領域をより忠実に検出できることが理解でき
よう。

再び、第１図を参照する。

静止画系では、スイッチ50が、フレーム・メモリ44によ
り遅延した動画領域候補Ｍ′に応じて、注目駒（現信
号）Ｎに対して時間的に１フレーム前の信号Ｎ−１、又
は１フレーム後の信号Ｎ＋１のいずれか一方を選択す
る。つまり、動画領域候補Ｍ′が「１」の場合に、信号
Ｎ＋１を選択し、動画領域候補Ｍ′が「０」の場合に、
信号Ｎ−１を選択する。

スイッチ16は、スイッチ50により選択された信号及びフ
レーム・メモリ40からの現信号Ｎとを32.4MHz交代で交
互に選択して、フレーム間内挿を行なう。スイッチ16の
出力信号は、サンプリング周波数変換器18及びフィール
ド間内挿回路20により、第４図の場合と同様に処理され
る。

スイッチ36は、動き検出系（サンプリング周波数変換器
34）からの領域判別信号Ｖに応じて、静止画系（フィー
ルド間内挿回路20）の出力信号及び動画系（サンプリン
グ周波数変換器24）の出力信号を選択して、静止画系信
号と動画系信号とを混合する。この混合された信号をデ
ジタル・アナログ（D/A）変換器38により、アナログ信
号に戻す。

上述の実施例においては、スイッチ50をフレーム・メモ
リ44により遅延した動画領域候補Ｍ′に応じて切り換え
たが、比較回路30の出力信号である動画領域候補Ｍに応
じて切り換えてもよい。つまり、動画領域候補Ｍが
「１」の場合に、信号Ｎ−１を選択し、動画領域候補Ｍ
が「０」の場合に、信号Ｎ＋１を選択する。

また、注目駒とこの注目駒に対して時間的に１フレーム
（１駒）前後の比較駒を用いて注目駒の領域判別信号を
求めたが、ｍフレーム（ｍ＝１、２、３・・・）前後の
比較駒から注目駒の領域判別信号を求めるようにして
も、信号の内挿を忠実に行なうことができる。

次に、動き量に応じて静止画と動画の線形混合を行なう
場合について、第３図を用いて説明する。なお、第１図
と同様なブロックを同じ参照番号で示し、異なる点を詳
細に説明する。

絶対値回路28の出力信号と閾値回路32からの閾値が差分
切捨て回路52に供給される。つまり、絶対値回路28の出
力信号が閾値より大きい場合には減算の結果に応じた値
が出力され、絶対値回路28の出力信号が閾値より小さい
場合には「０」が出力される。

この動画領域候補Ｍとフレーム・メモリ44を介した動画
領域候補Ｍ′が最小値回路54に供給され、その出力信号
がサンプリング周波数変換器34を介して領域判別信号Ｖ
を出力する。

また、動画領域候補ＭとＭ′は比較回路56に供給され、
その出力信号に応じてスイッチ50が切り換えられる。つ
まり、動画領域候補ＭがＭ′より大きい場合には信号Ｎ
−１を選択し、動画領域候補ＭがＭ′より小さい場合に
は信号Ｎ＋１を選択する。

また、領域判別信号Ｖに応じて静止画系（フィールド間
内挿回路20）の出力信号と動画系（サンプリング周波数
変換器24）の出力信号を線形混合回路58において線形混
合する。このようにして、注目駒Ｎの領域判別信号Ｖに
応じて、静止画と動画が線形混合された信号が得られ
る。

［発明の効果］ 上述の如く本発明によれば、多重サブサンプル伝送信号
を受けて、注目駒とこの注目駒の前後の比較駒との相関
計算により、複数の動画領域候補を検出し、これら複数
の動画領域候補から注目駒の動画領域を求めて、領域判
別信号を発生している。

よって、静止画領域を誤って動画領域として検出する可
能性が低くなり、動画領域をより正確に検出できるの
で、領域判別信号もより正確になる。そして、この領域
判別信号を用いて、注目駒の静止画領域にフレーム間内
挿する信号を複数の比較駒から用意することにより、静
止画領域も忠実に再生できる。したがって、画質を全体
的に改善できる。

また、現行のNTSC方式におけるIDTVにも、本発明を有効
に用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実現するのに好適な装置の第１実施例
のブロック図、第２図は本発明の原理を説明するための
画像を示す図、第３図は本発明を実現するのに好適な装
置の第２実施例のブロック図、第４図は従来装置のブロ
ック図、第５図は第４図の動作を説明するための画像を
示す図である。 Ｎ……注目駒 Ｎ＋1,N−１……比較駒 10……A/D変換器 12,40,44……フレーム・メモリ 16,36,50……スイッチ 14,42,46……動き補正回路 18,24,34……サンプリング周波数変換器 20……フィールド間内挿回路 22……フィールド内内挿回路 26……差分LPF 28……絶対値回路 30……比較回路 32……閾値回路 38……D/A変換器 48……アンド・ゲート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】テレビジョン信号をデコードするテレビジ
   ョン信号再生方法において、 注目駒、及び該注目駒に対して時間的に前後の複数の比
   較駒の間の相関計算により複数の動画領域候補を検出
   し、 該複数の動画領域候補から上記注目駒の動画領域を求
   め、 この求めた動画領域に応じて、静止画領域に上記複数の
   比較駒の信号を内挿することを特徴とするテレビジョン
   信号再生方法。