(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の標準ビデオ信号よりも解像度が高い第２の標準ビデオ信号が供給される伝送装置において、
上記第２の標準ビデオ信号をサブサンプリングし、水平方向の画素数を半分とするサブサンプリング手段と、
サブサンプリングされた上記第２の標準ビデオ信号に対して画像処理を行い、隣接する上記第２の標準ビデオ信号の４個の画素の中の一つの画素のみの信号を伝送手段に出力する処理手段と、
上記サブサンプリングされた上記第２の標準ビデオ信号から上記第１の標準ビデオ信号の解像度を有するディジタルビデオ信号を形成して伝送手段に出力する変換手段とを有し、
上記変換手段は、隣接する上記第２の標準ビデオ信号の４個の画素の中で、上記サブサンプリング手段によって間引かれない２個の画素の値に対してそれぞれ第１および第２の重み係数を乗じて加算した値を上記４個の画素に対応する上記第１の標準ビデオ信号の画素の値として生成し、
上記処理手段は、上記第１および第２の重み係数の内で、より小さい重み係数が乗じられる画素の信号のみを伝送手段に出力することを特徴とするディジタルビデオ信号の伝送装置。
【請求項２】
上記伝送手段は、無線で所定の出力を伝送するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のディジタルビデオ信号の伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、解像度が高い標準ビデオ信号（例えばハイビジョン信号）をこれより低い解像度の標準ビデオ信号（例えばＮＴＳＣ方式）へ変換するためのディジタルビデオ信号の伝送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＮＴＳＣ方式（５２５ライン／６０フィールド）、ＰＡＬ方式（６２５／５０）のような既存のテレビジョン方式と比べて解像度のより高い方式が提案されている。例えば１１２５／６０システム（ハイビジョンシステムとも称される）、１２５０／５０システム（ＨＤ−ＭＡＣシステムとも称される）が代表的な高解像度テレビジョン方式である。この高解像度ビデオ信号（以下、ＨＤ信号と称する）を伝送する場合には、標準解像度の既存の方式と同様のビデオ信号に変換する、所謂ダウンコンバートがなされることがある。
【０００３】
ディジタルＶＴＲの伝送帯域がＨＤ信号の記録／再生にとって不充分な場合、既存のモニタによって高解像度ビデオ信号を再生したい時等では、ダウンコンバートが必要である。ダウンコンバートのために、ＨＤ信号の画素を間引くサブサンプリング技術が使用される。また、ライン数の変換の処理が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ダウンコンバートのためのシステムの一つとして、ＨＤ信号の数画素から標準解像度の信号（以下、ＳＴＤ信号と称する）の１画素を作成し、且つＨＤ信号の画像をサブサンプリングして処理を行うものが考えられる。また、ダウンコンバート時には、ライン数の変換が必要である。例えばライン数をフィールド毎に半分にする時に、変換後のＳＴＤ信号の画像において、フィールド間で解像度の相違が生じる問題があった。
【０００７】
従って、この発明の目的は、ライン数を変換する時に、フィールド間で解像度の相違が生じることが防止されたディジタルビデオ信号の伝送装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、第１の標準ビデオ信号よりも解像度が高い第２の標準ビデオ信号が供給される伝送装置において、
第２の標準ビデオ信号をサブサンプリングし、水平方向の画素数を半分とするサブサンプリング手段と、
サブサンプリングされた第２の標準ビデオ信号に対して画像処理を行い、隣接する第２の標準ビデオ信号の４個の画素の中の一つの画素のみの信号を伝送手段に出力する処理手段と、
サブサンプリングされた第２の標準ビデオ信号から第１の標準ビデオ信号の解像度を有するディジタルビデオ信号を形成して伝送手段に出力する変換手段とを有し、
変換手段は、隣接する第２の標準ビデオ信号の４個の画素の中で、サブサンプリング手段によって間引かれない２個の画素の値に対してそれぞれ第１および第２の重み係数を乗じて加算した値を４個の画素に対応する第１の標準ビデオ信号の画素の値として生成し、
処理手段は、第１および第２の重み係数の内で、より小さい重み係数が乗じられる画素の信号のみを伝送手段に出力することを特徴とするディジタルビデオ信号の伝送装置である。
【００１０】
ダウンコンバート時に、ライン数を半分とする時に、ライン間の空間的距離を一定とすることができ、然も、フィールド間で解像度を等しくできる。
【００１１】
【実施例】
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明する。図１は、一実施例のシステムの全体を示す。入力画像（ディジタルＨＤ信号）がサブサンプリング回路１に供給される。サブサンプリング回路１によって、ＨＤ信号の画素数が半分とされる。
【００１２】
サブサンプリング回路１の後にＨＤ用画像処理回路２およびＨＤ−ＳＴＤ変換回路３が接続される。これらの画像処理回路２および変換回路３の出力が伝送路４を介して伝送される。受信側では、逆変換回路５が設けられ、その出力にＨＤ出力画像とＳＴＤ出力画像とが取り出される。伝送路４は、具体的には、無線伝送、磁気記録／再生のプロセス等である。
【００１３】
図２を参照して、サブサンプリングとダウンコンバートの処理を説明する。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、ＨＤ画像中の隣接する４画素を示す。サブサンプリング回路１において、この４画素中で丸で囲んだ２画素ＡおよびＢが伝送画素とされ、三角で囲んだ２画素ＣおよびＤが非伝送画素（間引かれる画素）とされる。そして、サブサンプリング後のデータ、すなわち、画素ＡおよびＢのデータからＳＴＤ信号の対応する画素ａのデータの値が次の式によって、求められる。
【００１４】
ａ＝α１・Ａ＋α２・Ｂ
α１およびα２は、重み係数である。
【００１５】
受信側の逆変換回路５では、受信データａ＾とＡ＾とからＢ＾を計算することができる。但し、量子化による歪み成分が出てくるが、伝送ビット数がかなり少なくできるので、量子化ステップ幅を小さくすることが可能である。その結果、Ｂ＾における歪み量を小さくできる。
【００１６】
さらに、（α１＞α２）の場合に、より小さい係数α２がかけられるＢをＨＤ信号として伝送するようにしても良い。受信側でＡ＾を計算する時に、
Ａ＾＝（１／α１）・（ａ＾−α２・Ｂ＾）
となる。この式から分かるように、ａ＾、Ｂ＾に同じ量の量子化歪みが生じた場合において、Ａ＾を伝送し、Ｂ＾を計算により求める場合よりも、量子化歪みがＡ＾に及ぼす影響を小さくできる。
【００１７】
変換回路３では、ライン数を半分とする処理も行われる。図３は、従来のライン数変換を説明するもので、ＦＬＤ１およびＦＬＤ２が１フレームを構成する第１フィールドおよび第２フィールドを意味し、各ドットは、各ラインの空間的位置を表す。ＨＤ画像の上下２ラインを一組とし、各ラインの画素の値の平均値をＳＴＤ画像の１ラインとする。このようにすると、ＳＴＤ画像においては、第１フィールドと第２フィールドの間で、ラインの間隔が一定（２ｄ）とならないで、図３のように、ｄおよび３ｄとなる。
【００１８】
このような位相ずれを防止する一つの方法として、図４に示すように、第１フィールドＦＬＤ１では、隣接する３ラインのデータを入力とする３タップフィルタを使用し、第２フィールドＦＬＤ２では、隣接する２ラインのデータを入力とする２タップフィルタを使用するライン数変換が考えられている。しかしながら、この方法では、フィルタのタップ数が相違する結果、ＳＴＤ画像において、第１フィールドＦＬＤ１と第２フィールドＦＬＤ２との間で、解像度が相違する問題が発生する。
【００１９】
この発明は、ライン数変換の結果、上述の位相ズレおよびフィールド間の解像度の相違を防止するものである。図５および図６は、この発明が適用されたライン数変換回路の一例である。図５は、第１フィールドの処理を行う時の構成であり、図６は、第２フィールドの処理を行う時のものである。
【００２０】
図５および図６において、Ｈがライン遅延回路を示す。２個のライン遅延回路が直列接続され、その一端に第１フィールドあるいは第２フィールドのＨＤ信号が供給される。ライン遅延回路の直列接続から導出されたタップ（入力側から順に第１タップ、第２タップ、第３タップと称する）には、時間的に連続する３ラインの３個の画素データが取り出される。
【００２１】
この画素データがそれぞれ係数乗算器に供給され、係数ｗ１、ｗ２およびｗ３を乗じられる。これらの乗算器の出力信号が加算回路１２に供給される。加算回路１２の出力信号がサブサンプリング回路１３に供給される。サブサンプリング回路１３は、必要なデータを分離する。出力端子１４には、ＳＴＤ画像の第１フィールドあるいは第２フィールドの出力信号が発生する。ここで、フィルタ係数が非対称（すなわち、ｗ１≠ｗ３）である。一例として、（ｗ１＝１／８、ｗ２＝１／２、ｗ３＝３／８である。
【００２２】
そして、図５に示す第１フィールドの処理時には、第１タップのデータに対してｗ１が乗じられ、第２タップのデータに対してｗ２が乗じられ、第３タップのデータに対してｗ３が乗じられる。図６に示すように、第２フィールドでは、第１タップと第３タップに対する係数が入れ替えられる。
【００２３】
上述の処理によって、図７に示すように、ＳＴＤ画像においては、フィールド間のラインの位相ズレが生じない。然も、使用するフィルタのタップ数が二つのフィールド間で等しいので、フィールド間で解像度が相違することを防止できる。
【００２４】
さらに、フィルタを使用した時には、変換後では、ボケやリンギングが発生する問題がある。この点からは、フィルタを使用しない方が好ましい。図８に示すように、第１フィールドのＨＤ信号に関しては、単にサブサンプリング回路１３を通すのみで、出力端子１４に導く。図示しないが、第２フィールドに関しては、隣接しあう２ラインからデータがそれぞれ供給される２タップフィルタが使用される。
【００２５】
このようにすると、図９に示すように、第１フィールドに関しては、２ラインの内で間引かれないラインが直接的に出力される。第２フィールドに関しては、２ラインの平均値が出力される。従って、ラインの位相ズレを防止でき、また、第１フィールドにおいては、フィルタ処理を行わないので、画像のボケやリンギングの発生を防止できる。
【００２６】
上述のライン数変換に関しては、図１に示すように、サブサンプリングされたＨＤ信号を使用する必要はなく、サブサンプリングされる前のＨＤ画像の全データを使用するようにしても良い。
【００２７】
【発明の効果】
この発明のライン数変換は、フィールド間のラインの位相ズレを防止できるのみならず、解像度がフィールド間で相違することを防止できる。さらに、ライン数変換で一方のフィールドでは、データを直接的に使用するので、フィルタリングによる画像劣化を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のシステムの概略を示すブロック図である。
【図２】この発明の一実施例のサブサンプリングの説明のための略線図である。
【図３】従来のライン数変換の一例の略線図である。
【図４】従来のライン数変換の他の例の略線図である。
【図５】この発明によるライン数変換回路の一例の第１フィールドに関する構成のブロック図である。
【図６】この発明によるライン数変換回路の他の例の第２フィールドに関する構成のブロック図である。
【図７】この発明によるライン数変換回路の一例の動作を示す略線図である。
【図８】この発明によるライン数変換回路の他の例の第１フィールドに関する構成を示す略線図である。
【図９】この発明によるライン数変換回路の他の例の動作を示す略線図である。
【符号の説明】
１  サブサンプリング回路
３  ＨＤ−ＳＴＤ変換回路
【図１】
0003606592.tif 000002
【図２】
0003606592.tif 000003
【図３】
0003606592.tif 000004
【図４】
0003606592.tif 000005
【図５】
0003606592.tif 000006
【図６】
0003606592.tif 000007
【図８】
0003606592.tif 000008
【図７】
0003606592.tif 000009
【図９】
0003606592.tif 000010