JPH07288780A

JPH07288780A - テレビジョン信号処理方法

Info

Publication number: JPH07288780A
Application number: JP6078373A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kageyama; 昌広影山; Hiroshi Yoshiki; 宏吉木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1995-10-31

Abstract

(57)【要約】【目的】レターボックス形態の主画部にテレシネ画像
が、無画部に文字スーパーなどが多重されている場合
に、テレシネ画像本来の高画質な走査線補間を可能とす
るテレビジョン方式を提供する。【構成】主画部信号に対してテレシネ画像か否かの検
出を行い、テレシネ画像であれば常に前後のフィールド
を用いたテレシネモードの走査線補間を行う一方、無画
部信号から文字スーパー抽出を行い、動き適応モードの
走査線補間を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョン信号処理方
式に関し、特にレターボックス形態の主画部にテレシネ
画像のような低フレーム速度の画像を多重し、無画部に
字幕などの一般のフレーム速度の画像を多重した伝送信
号について、高画質な走査線補間を行うテレビジョン信
号処理方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】映画フィルムなどはもともとワイド画面
であり、アスペクト比（画面の横と縦の長さの比）が１
６：９（あるいはそれ以上）である。ワイドな画像全体
を欠落なく伝送するため、画像を縮小して現行画面中央
の主画部に多重し、画面上下に無画部を生じるレターボ
ックス形態での伝送が多い。このとき、字幕やニュース
などの文字スーパーは、主画部の画像を損なわないよう
に、無画部に多重して伝送することが多い。

【０００３】現行テレビジョン方式（ＮＴＳＣ方式）で
は、画像の１フレームを、飛び越し走査により２フィー
ルドに分けて伝送している。従来のテレビジョン受像機
では、飛び越し走査形態のまま表示していたため、１ラ
インおきの走査線構造による再生画像の粗さやラインフ
リッカ妨害（画像のちらつき）等が生じ、画質劣化の要
因となっていた。この画質劣化を除去するために、受信
側で走査線補間を行い、順次走査形態に変換して表示す
るのが効果的である。

【０００４】この走査線補間方法として、画像の静止領
域では前後のフィールド情報を用いて飛び越された走査
線を補間し、動領域では上下の走査線情報を用いて走査
線補間し、それらを画像の動き量に応じて切り替える走
査線補間方法が提案されている（参考文献１：特開昭５
３−７９４２１号，“テレビ信号変換回路”）。この方
法では、画像の静止領域では理想的な高画質が得られる
が、動領域では垂直解像度が低下してしまう欠点があ
る。この補間方法を、以下、動き適応モードの走査線補
間と記す。

【０００５】一方、映画フィルムなどから変換されたテ
レシネ画像では、信号源のフレーム速度が、一般のテレ
ビジョン信号のフレーム速度（６０フィールド／秒）よ
りも低く、２４フレーム／秒である。この信号の場合に
は、画像の静動に関わらず、常に前後のフィールド情報
だけを用いて、理想的な走査線補間が可能となる（参考
文献２：特開昭６４−４９３８８号，“テレビジョン信
号伝送方式”）。

【０００６】参考文献２に記載の方法について、図２
（ａ）を用いて詳しく説明する。送信側で２４フレーム
／秒のフィルム画像をテレビジョン信号に変換する際
に、一般には“２−３プルダウン”と呼ばれる方法で変
換される。この方法では、同図（ａ）に示すように、最
初のフィルムから２フィールドを生成し、次のフィルム
から３フィールドを生成し、以下同様に２、３、２、３
…という具合に変換される。同一のフィルムから変換さ
れた２ないし３フィールドの間は画像が静止していると
見なすことができるため、受信側では同図の矢印で示し
たように、前後のフィールドどうしをはめ込むことによ
り、画像の静動に関わらず、垂直解像度低下のない理想
的な走査線補間が可能となる。

【０００７】３０フレーム／秒のフィルム画像の場合に
は、送信側で、図２（ｂ）のように“２−２プルダウ
ン”と呼ばれる方法で変換される。すなわち、１枚のフ
ィルムから、常に２フィールドが生成される。この場合
も、受信側では前記と同様に、前後のフィールドどうし
をはめ込むことにより、垂直解像度低下のない走査線補
間が可能となる。図２（ａ）および（ｂ）に示した補間
方法を、以下、テレシネモードの走査線補間と記す。

【０００８】テレシネモードの走査線補間を行うために
は、テレシネ画像であることの識別と、プルダウンの際
のフィールド位相の識別（前後どちらのフィールドから
補間するかの識別）を行う必要がある。２−３プルダウ
ンの画像であることを受信側で識別する方法として、送
信側から識別制御信号を伝送する方法（参考文献２）
と、受信側の信号処理だけで識別する方法（参考文献
３：例えば、影山，“テレシネ信号に適したＩＤＴＶ順
次走査化方式のハードウェア実験，”テレビ誌，Vol.4
6，No.5，pp.632-638(May,1992)）が提案されている。
また、２−２プルダウンの場合には、文献２記載の技術
などを用いて、送信側から２−２プルダウンであること
を示す識別制御信号を伝送する。これらの識別をまとめ
て、以下、テレシネ検出と記す。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】文献２や文献３に記載
の走査線補間方法では、テレシネ画像とともに、文字ス
ーパーなどの一般のフレーム速度の画像が多重された場
合に、画質の良い走査線補間ができない欠点があった。
この理由を以下説明する。

【００１０】映画番組などでは、テレシネ画像ととも
に、字幕やニュースなどの文字スーパーが多重（スーパ
ーインポーズ）されることが多い。前述のように、この
文字スーパーは、主画部の画像を損なわないように、無
画部に多重されることが多い。

【００１１】一般には、テレシネ画像のプルダウンのフ
ィールド位相（１枚のフィルムからどのフィールドが生
成されたか）とは無関係に、文字スーパーのｏｎ／ｏｆ
ｆや移動が行われる。文献２や文献３に記載の方法で
は、主画部、無画部に関係なく、伝送された画像の画面
全体がテレシネ画像であるか、あるいは一般の画像であ
るかの判定しかできないため、受信側でテレシネ画像と
判定してテレシネモードの走査線補間を行うと、動いて
いる文字スーパー部分までフィールド間補間されて２重
像になってしまい、大きな画質劣化が生じる。

【００１２】一方、一般の画像と判定して動き適応モー
ドの走査線補間を行うと、大きな画質劣化は生じない
が、テレシネ画像本来の理想的な補間特性が得られず、
画像の動領域で垂直解像度が低下してしまう。

【００１３】従って、本発明の目的は、レターボックス
形態の主画部にテレシネ画像が、無画部に文字スーパー
などが多重されている場合に、テレシネ画像本来の高画
質な走査線補間を可能とするテレビジョン方式を提供す
ることにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、レターボックス画面中央の主画部信号については第
１の走査線補間方法を用い、画面上下の無画部信号につ
いては第２の走査線補間方法を用いて走査線補間を行
う。

【００１５】ここで、第１の走査線補間方法は、画像の
静動に関わらず常にフィールド間で走査線補間を行う方
法であり、特に、フィールド位相情報に応じて前フィー
ルドと後フィールドのどちらか一方を選択して、フィー
ルド間走査線補間を行う。このフィールド位相情報は、
主画部信号から得るか、または識別制御信号から得る。

【００１６】第２の走査線補間方法は、画像の動き情報
に応じてフィールド間補間とフィールド内補間を切り替
える方法である。

【００１７】

【作用】本発明の作用を、図３を用いて説明する。映画
などをレターボックス形態で伝送した場合、画面中央の
主画部信号はテレシネ画像であるため、テレシネモード
（第１の走査線補間方法）により、理想的な走査線補間
が可能である。

【００１８】テレシネモードの走査線補間を行うために
は、受信側で、テレシネ検出（信号源のフレーム速度が
２４（あるいは３０）フレーム／秒であることの識別
と、プルダウンのフィールド位相の識別）を行う必要が
ある。このテレシネ識別方法として、文献２や文献３に
記載の技術を用いることができるが、これらの技術をそ
のまま用いるのではなく、識別範囲を主画部だけに限定
して用いる必要がある。

【００１９】一方、無画部に多重された文字スーパー
は、フレーム速度が６０フィールド／秒であるため、動
き適応モード（第２の走査線補間方法）の走査線補間が
適している。

【００２０】このように、主画部と無画部で、それぞれ
に適した走査線補間方法を切り替えて用いることによ
り、前記目的は達成できる。

【００２１】

【実施例】図１に、本発明の第１の実施例の構成図を示
す。同図は、本発明を現行アスペクト比（４：３）の受
像機に適用した場合の構成図であり、本発明の原理に基
づき、主画部と無画部をそれぞれ別々に走査線補間する
ように回路を構成したものである。

【００２２】同図において、まずスイッチ１により伝送
信号を主画部信号と無画部信号に分離し、主画部信号に
ついては走査線補間回路２によりテレシネモードの走査
線補間を行う。このとき、テレシネ検出回路３を用い
て、主画部からプルダウンのフィールド位相情報を検出
し、図２に示したフィールド間補間の方向（前か後か）
を決定する。テレシネ検出回路３は、文献３記載の構成
をそのまま用いることができるため、特に図示は行わな
い。なお、ここで示したテレシネ検出回路３では、伝送
された主画部信号からテレシネ検出を行っているが、送
信側から別途伝送された識別制御信号を用いてテレシネ
検出を行ってもよい。

【００２３】無画部信号については、文字スーパー抽出
回路４により文字スーパーだけを抽出したのち、走査線
補間回路５により動き適応モードの走査線補間を行う。
文字スーパー抽出回路４は、文字の白い部分だけを抽出
する回路であり、簡単な２値化処理などにより実現で
き、また既存のワイドテレビ受像機（参考文献４：例え
ば、大西，“３−１信号変換，”小特集ハイビジョン
・ワイドテレビ受像機，テレビ誌，Vol.47，No.7，pp.9
49-952(July,1993)）などにも用いられている回路であ
るため、特に図示は行わない。

【００２４】走査線補間後の主画部信号と無画部の文字
スーパー信号を、スイッチ６により切り替えて、アスペ
クト比が４：３の表示手段７（ＣＲＴ、液晶ディスプレ
イ、プラズマディスプレーなど）に表示する。このとき
の表示形態は、伝送信号と同じレターボックス形態とな
る。

【００２５】なお、現在規格化作業中の第２世代ＥＤＴ
Ｖでは、レターボックス形態での画像伝送が予定されて
おり、無画部にはＶＴ信号（垂直時間補強信号）とＶＨ
信号（垂直補強信号）が多重される。また、同時に識別
制御信号の伝送も予定されている（参考文献５：吹抜，
“ＥＤＴＶ−II識別制御信号の検討，”テレビ学技報，
Vol.17，No.65，pp.43-48，BCS'93-46(Oct.1993)）。こ
の場合、無画部に補強信号と字幕スーパーが同時に多重
されることはないため、補強信号が多重されているとき
には、字幕スーパーの信号として間違って再生されない
ようにする。例えば、図４に示すように、第２２番走査
線および第２８５番走査線（２２Ｈ，２８５Ｈ）に多重
される識別制御信号から、識別制御信号デコーダ９を用
いて、レターボックス形態であることを示すビットＢ３
と、ＶＴ信号の有無を示すビットＢ８と、ＶＨ信号の有
無を示すビットＢ９を抽出し、ＮＯＴ回路１０および１
１とＡＮＤ回路１２とスイッチ８を用いて、レターボッ
クス形態で、かつＶＴ信号もＶＨ信号もｏｆｆの場合の
み、前述の文字スーパー抽出回路４からの信号を出力す
るように構成すればよい。ただし、現段階では、前記ビ
ット番号は規格として確定しておらず、今後変更の可能
性がある。

【００２６】図５に、第２の実施例の構成図を示す。同
図の構成は、図１の構成の走査線補間回路２および５の
動作を、まとめて走査線補間回路１３により実現するも
のである。まず、スイッチ１により伝送信号を主画部信
号と無画部信号に分離し、無画部信号については、文字
スーパー抽出回路４により文字スーパー信号だけを抽出
して、スイッチ６により両者を合成する。この信号を、
後述の走査線補間回路１３により走査線補間し、表示手
段７に表示する。このとき、前記と同様に、テレシネ検
出回路３によりプルダウンのフィールド位相情報を検出
する。ただし、検出範囲を主画部だけに限定する。

【００２７】図６に、走査線補間回路１３の構成例を示
す。同図の構成では、飛び越し走査形態で伝送された主
画部信号の主走査線ａ〜ｄから補間走査線ｘを生成す
る。実際には、さらに主走査線と補間走査線の時間軸を
圧縮して合成し、走査線数を増やす処理（倍速処理）が
入る。この倍速処理は、文献１などに記載の技術により
実現可能であるため、特に図示は行わない。

【００２８】同図において、入力された主走査線信号ａ
を、直列に接続した遅延回路１４、１５および１６によ
りそれぞれ２６２Ｈ（Ｈは水平走査期間）、１Ｈ、２６
２Ｈ遅延させ、信号ｂ、ｃおよびｄを生成する。信号ｂ
とｃは、加算器１７と係数回路１８により（ｂ＋ｃ）／
２の動モード補間信号とする。また、信号ｄは静モード
補間信号とする。

【００２９】一方、動き検出回路２２により、信号ａと
信号ｄから１フレーム差をとるなどして、画像の動き情
報ｋ（０≦ｋ≦１）を生成する。この動き検出回路２２
は、文献１などに記載の技術により実現可能であるた
め、特に図示は行わない。また、１フレーム差だけでな
く、２フレーム差なども用いることにより、さらに動き
検出の精度を上げることができる。

【００３０】動モード補間信号と静モード補間信号は、
動き情報ｋに応じて、係数回路１９および２０によりそ
れぞれｋ倍および（１−ｋ）倍したのち、加算器２１を
用いて加算し、動き適応モードの補間走査線信号とす
る。

【００３１】さらに、図２に示したテレシネモードの補
間を実現するため、加算器２１の出力と信号ａとをスイ
ッチ２４により切り替えて、補間走査線ｘとする。スイ
ッチ２４は、スイッチ制御回路２３により、テレシネ検
出の結果に応じてフィールド単位で切り替える。

【００３２】テレシネモードと動き適応モードにおける
各部の動作を詳しく説明する。まずテレシネモードで
は、動き検出回路２２の出力ｋを強制的に０に固定し、
完全静止モードとすることによって、加算器２１から常
に信号ｄが出力されるようにする。また、スイッチ制御
回路２３では、テレシネ検出した結果のフィールド位相
情報に基づき、図２に示した前フィールドからの補間の
際にはスイッチ２３を下に切り替え、後フィールドから
の補間の際にはスイッチ２３を上に切り替えて出力す
る。この制御により、ｘ＝ａあるいはｘ＝ｄで表される
フィールド間補間を実現できる。

【００３３】一方、動き適応モードでは、動き検出回路
２２の出力ｋを（０≦ｋ≦１）とするとともに、スイッ
チ２４を強制的に下に固定する。この制御により、ｘ＝
ｋ（ｂ＋ｃ）／２＋（１−ｋ）ｄで表される動き適応補
間を実現できる。

【００３４】なお、主画部信号がテレシネ画像ではなく
一般の画像の場合には、無画部と同様の動き適応モード
で走査線補間を行えばよい。

【００３５】図７に、第３の実施例の構成図を示す。同
図は、本発明をワイドアスペクト（１６：９）の受像機
に適用した場合の実施例の構成図であり、図１に示した
構成とほぼ同様であるが、走査線補間回路５により走査
線補間された文字スーパー信号を、位置シフト回路２５
および加算器２６により主画部信号に重ねて出力し、ワ
イド形態の表示手段２７に表示する部分が異なってい
る。位置シフト回路２５は、ラインメモリやフィールド
メモリなどによって容易に実現することができ、また既
に市販されているワイドテレビ受像機などにも用いられ
ている回路であるため、特に図示は行わない。その他
は、図１の構成と同じである。また、位置シフト回路２
５は、走査線補間回路５の前や文字スーパー抽出回路４
の前に設置して、飛び越し走査形態の信号に対して位置
シフトを行ってもよい。

【００３６】なお、走査線補間回路２および５の動作
は、順次走査変換だけに限定されるものではなく、アス
ペクト比変換（４：３→１６：９）のための垂直伸張
（３６０本→４８０本の走査線数変換）などを行っても
よい。このとき、主画部信号がテレシネ画像の場合に
は、１枚のフィルムから生成された２フィールドにまた
がって走査線数変換した方が、フィールド内で走査線数
変換するよりも垂直解像度が向上する。例えば、図８に
示すような係数で走査線補間すれば、３６０本→４８０
本変換を実現できる。主画部信号が一般の画像の場合、
および無画部の文字スーパーについては、動き適応処理
を用いて、静止領域ではフィールド間で補間し、動領域
ではフィールド内で補間することにより、３６０本→４
８０本変換を行えばよい。走査線数変換と順次走査変換
を同時に行っても良いことは明らかである。

【００３７】図９に、第４の実施例の構成図を示す。同
図の構成は、図７の構成の走査線補間回路２および５の
動作を、まとめて走査線補間回路１３により実現するも
のである。まず、伝送信号を前述した走査線補間回路１
３により走査線補間する。この際、テレシネ検出回路３
により主画部信号だけからテレシネ検出を行い、この結
果に応じて主画部信号はテレシネモードで補間し、無画
部信号は動き適応モードで補間する。補間した信号は、
スイッチ１により主画部信号と無画部信号に分離し、無
画部信号については、文字スーパー抽出回路４により文
字スーパー信号だけを抽出して、位置シフト回路２５に
より主画部信号に重なるように位置シフトしたのち、加
算器２６により主信号と加え、ワイド形態の表示手段２
７で表示する。なお、走査線補間回路１３では、前述し
たような垂直伸張（３６０本→４８０本の走査線数変
換）などを行ってもよい。

【００３８】以上、本発明を、順次走査変換のための走
査線補間に適用した場合、および、３６０本→４８０本
の走査線数変換のための走査線補間に適用した場合につ
いて説明したが、本発明はこの他にも、３６０本（主画
部の有効走査線数）→１０３５本（ハイビジョンの有効
走査線数）の走査線数変換などにも適用できるのは明ら
かである。

【００３９】また、カラー画像再生のために必要な輝度
／色信号分離（Ｙ／Ｃ分離）などの図示は省略した。色
信号については、輝度信号ほどの垂直解像度が必要でな
いため、主画部、無画部に関わらずフィールド内補間な
どを行ってもよく、その場合には、本発明は輝度信号に
のみ適用すればよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、無画部に多重された文
字スーパーに二重像などの画質劣化を生じることなく、
主画部のテレシネ画像に対して静動に関わらず高画質な
走査線補間を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施例の構成図。

【図２】本発明で用いる走査線補間方法の説明図。

【図３】本発明の動作説明図。

【図４】本発明に用いる回路の構成図。

【図５】本発明における第２の実施例の構成図。

【図６】本発明で用いる回路の構成図。

【図７】本発明における第３の実施例の構成図。

【図８】本発明に用いる回路の動作説明図。

【図９】本発明における第４の実施例の構成図。

【符号の説明】

1,6,8,24…スイッチ；2,5,13…走査線補間回路；3…テ
レシネ検出回路；4…文字スーパー抽出回路；7,27…表
示手段；9…識別制御信号デコーダ；10,11…NOT回路；1
2…AND回路；14,15,16…遅延回路；17,21,26…加算器；
18,19,20…係数回路；22…動き検出回路；23…ＳＷ（ス
イッチ）制御回路；25…位置シフト回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レターボックス形態で伝送された信号を走
査線補間するテレビジョン信号処理方式において、画面
中央の主画部信号については第１の走査線補間方法を用
い、画面上下の無画部信号については第２の走査線補間
方法を用いることを特徴とするテレビジョン信号処理方
法。
【請求項２】請求項１において、第１の走査線補間方法
は、画像の静動に関わらず常にフィールド間で走査線補
間を行うことを特徴とするテレビジョン信号処理方法。
【請求項３】請求項１乃至２において、第１の走査線補
間方法は、フィールド位相情報に応じて前フィールドと
後フィールドのどちらか一方を選択して、フィールド間
走査線補間を行うことを特徴とするテレビジョン信号処
理方法。
【請求項４】請求項３において、フィールド位相情報
は、主画部信号から得ることを特徴とするテレビジョン
信号処理方法。
【請求項５】請求項３において、フィールド位相情報
は、識別制御信号から得ることを特徴とするテレビジョ
ン信号処理方法。
【請求項６】請求項１において、第２の走査線補間方法
は、画像の動き情報に応じてフィールド間補間とフィー
ルド内補間を切り替えることを特徴とするテレビジョン
信号処理方法。