(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度信号と、該輝度信号の１ライン毎にサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の変換方法であって、
フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する前記色信号のサンプル点を前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する仮想ラインのサンプル点に並べ替えることにより、色信号の１ライン当たりのサンプル点数を前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、
該仮想ラインの色信号が、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインの輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなり、
前記第ｉライン及び第（ｉ＋１）ライン上の色信号のサンプル点を、それぞれＣ（ｉ，ｊ）及びＣ（ｉ＋１，ｊ）と表すと、前記第１ステップでは、前記仮想ライン上において、Ｃ（ｉ，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ），Ｃ（ｉ，ｊ＋１），Ｃ（ｉ＋１，ｊ＋１）という順序で色信号のサンプル点が並ぶように並べ替えを行う（ｊは０から（ｋ−１）までの整数、ｋは変換前の１ライン当たりの色信号のサンプル点数）ことを特徴とする画像信号の変換方法。
【請求項２】
輝度信号と、該輝度信号の１ライン毎にサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の変換方法であって、
フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する前記色信号のサンプル点を、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する仮想ラインのサンプル点に並べ替えることにより、色信号の１ライン当たりのサンプル点数を前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、
該仮想ラインの色信号が、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインの輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなり、
前記第ｉライン及び第（ｉ＋１）ライン上の色信号のサンプル点を、それぞれＣ（ｉ，ｊ）及びＣ（ｉ＋１，ｊ）と表すと、前記第１ステップでは、前記仮想ライン上において、Ｃ（ｉ，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ＋１），Ｃ（ｉ，ｊ＋１）という順序で色信号のサンプル点が並ぶように並べ替えを行う（ｊは０から（ｋ−１）までの整数、ｋは変換前の１ライン当たりの色信号のサンプル点数）ことを特徴とする画像信号の変換方法。
【請求項３】
輝度信号と、フレーム内またはフィールド内で隣接する２ラインの前記輝度信号に対応して仮想ラインのサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の変換方法であって、
前記色信号の仮想ラインのサンプル点を、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉライン及び第（ｉ＋１）ラインのそれぞれに対応するサンプル点に分割し、色信号の１ライン当たりのサンプル点の数を前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、
分割した１ラインの色信号が１ラインの前記輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなり、
前記色信号の仮想ライン上の連続する４つのサンプル点を、Ｃ（ｘ，４ｙ），Ｃ（ｘ，４ｙ＋１），Ｃ（ｘ，４ｙ＋２），Ｃ（ｘ，４ｙ＋３）と表すと、前記第１ステップでは、Ｃ（ｘ，４ｙ）及びＣ（ｘ，４ｙ＋２）を第ｉラインに対応するサンプル点とし、Ｃ（ｘ，４ｙ＋１）及びＣ（ｘ，４ｙ＋３）を第（ｉ＋１）ラインに対応するサンプル点とする分割を行う（ｘは０からｍ／２までの整数、ｙは０からｐ／４までの整数、ｐは１仮想ライン当たりの色信号のサンプル点数）ことを特徴とする画像信号の変換方法。
【請求項４】
輝度信号と、フレーム内またはフィールド内で隣接する２ラインの前記輝度信号に対応して仮想ラインのサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の変換方法であって、
前記色信号の仮想ラインのサンプル点を、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉライン及び第（ｉ＋１）ラインのそれぞれに対応するサンプル点に分割し、色信号の１ライン当たりのサンプル点の数を前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、
分割した１ラインの色信号が１ラインの前記輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなり、
前記色信号の仮想ライン上の連続する４つのサンプル点を、Ｃ（ｘ，４ｙ），Ｃ（ｘ，４ｙ＋１），Ｃ（ｘ，４ｙ＋２），Ｃ（ｘ，４ｙ＋３）と表すと、前記第１ステップでは、Ｃ（ｘ，４ｙ）及びＣ（ｘ，４ｙ＋３）を第ｉラインに対応するサンプル点とし、Ｃ（ｘ，４ｙ＋１）及びＣ（ｘ，４ｙ＋２）を第（ｉ＋１）ラインに対応するサンプル点とする分割を行う（ｘは０からｍ／２までの整数、ｙは０からｐ／４までの整数、ｐは１仮想ライン当たりの色信号のサンプル点数）ことを特徴とする画像信号の変換方法。
【請求項５】
輝度信号と、該輝度信号の１ライン毎にサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の記録再生装置において、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する前記色信号のサンプル点を、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する仮想ラインのサンプル点に並べ替えることにより、色信号の１ライン当たりのサンプル点数を前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、該仮想ラインの色信号が、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインの輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなる変換方法であって、前記第ｉライン及び第（ｉ＋１）ライン上の色信号のサンプル点を、それぞれＣ（ｉ，ｊ）及びＣ（ｉ＋１，ｊ）と表すと、前記第１ステップでは、前記仮想ライン上において、Ｃ（ｉ，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ），Ｃ（ｉ，ｊ＋１），Ｃ（ｉ＋１，ｊ＋１）という順序で色信号のサンプル点が並ぶように並べ替えを行う（ｊは０から（ｋ−１）までの整数、ｋは変換前の１ライン当たりの色信号のサンプル点数）変換方法を実行する記録変換手段と、
該記録変換手段から出力される画像信号に対して情報圧縮処理を施す情報圧縮処理手段と、
該情報圧縮処理手段の出力信号を記録媒体に記録し、該記録した信号を再生する記録再生手段と、
該記録再生手段により再生される信号に対して情報伸張処理を施す情報伸張処理手段と、
該情報伸張処理手段から出力される画像信号に含まれる色信号の前記仮想ラインのサンプル点を、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉライン及び第（ｉ＋１）ラインのそれぞれに対応するサンプル点に分割し、色信号の１ライン当たりのサンプル点の数を前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎとする第３ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、分割した１ラインの色信号が１ラインの前記輝度信号に対応する色信号となるように変換する第４ステップとからなる変換方法であって、前記色信号の仮想ライン上の連続する４つのサンプル点を、Ｃ（ｘ，４ｙ），Ｃ（ｘ，４ｙ＋１），Ｃ（ｘ，４ｙ＋２），Ｃ（ｘ，４ｙ＋３）と表すと、前記第３ステップでは、Ｃ（ｘ，４ｙ）及びＣ（ｘ，４ｙ＋２）を第ｉラインに対応するサンプル点とし、Ｃ（ｘ，４ｙ＋１）及びＣ（ｘ，４ｙ＋３）を第（ｉ＋１）ラインに対応するサンプル点とする分割を行う（ｘは０からｍ／２までの整数、ｙは０からｐ／４までの整数、ｐは１仮想ライン当たりの色信号のサンプル点数）変換方法を実行する再生変換手段とを備えることを特徴とする画像信号の記録再生装置。
【請求項６】
輝度信号と、該輝度信号の１ライン毎にサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の記録再生装置において、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する前記色信号のサンプル点を、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する仮想ラインのサンプル点に並べ替えることにより、色信号の１ライン当たりのサンプル点数を前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、該仮想ラインの色信号が、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインの輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなる変換方法であって、前記第ｉライン及び第（ｉ＋１）ライン上の色信号のサンプル点を、それぞれＣ（ｉ，ｊ）及びＣ（ｉ＋１，ｊ）と表すと、前記第１ステップでは、前記仮想ライン上において、Ｃ（ｉ，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ＋１），Ｃ（ｉ，ｊ＋１）という順序で色信号のサンプル点が並ぶように並べ替えを行う（ｊは０から（ｋ−１）までの整数、ｋは変換前の１ライン当たりの色信号のサンプル点数）変換方法を実行する記録変換手段と、
該記録変換手段から出力される画像信号に対して情報圧縮処理を施す情報圧縮処理手段と、
該情報圧縮処理手段の出力信号を記録媒体に記録し、該記録した信号を再生する記録再生手段と、
該記録再生手段により再生される信号に対して情報伸張処理を施す情報伸張処理手段と、
該情報伸張処理手段から出力される画像信号に含まれる色信号の前記仮想ラインのサンプル点を、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉライン及び第（ｉ＋１）ラインのそれぞれに対応するサンプル点に分割し、色信号の１ライン当たりのサンプル点の数を前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎとする第３ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、分割した１ラインの色信号が１ラインの前記輝度信号に対応する色信号となるように変換する第４ステップとからなる変換方法であって、前記色信号の仮想ライン上の連続する４つのサンプル点を、Ｃ（ｘ，４ｙ），Ｃ（ｘ，４ｙ＋１），Ｃ（ｘ，４ｙ＋２），Ｃ（ｘ，４ｙ＋３）と表すと、前記第３ステップでは、Ｃ（ｘ，４ｙ）及びＣ（ｘ，４ｙ＋３）を第ｉラインに対応するサンプル点とし、Ｃ（ｘ，４ｙ＋１）及びＣ（ｘ，４ｙ＋２）を第（ｉ＋１）ラインに対応するサンプル点とする分割を行う（ｘは０からｍ／２までの整数、ｙは０からｐ／４までの整数、ｐは１仮想ライン当たりの色信号のサンプル点数）変換方法を実行する再生変換手段とを備えることを特徴とする画像信号の記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、輝度信号と色信号とからなる画像信号の変換方法及びその変換方法を用いた画像信号記録再生装置に関し、特に輝度信号と色信号との対応関係を変更する変換方法及びこれを用いた記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像をディジタル信号で表して記録するディジタル画像信号記録装置として、ＤＶ規格（ＤＶＣ規格とも呼ばれる）に準拠したカメラ一体型ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）が既に市場で流通している。ＤＶ規格は、輝度信号と色信号のサンプリング周波数の比で表される、４：１：１方式を採用している。４：１：１方式では、輝度信号の４サンプル点のうちの１つのサンプル点の色信号を２種類（色差信号であるＣｒ信号及びＣｂ信号）生成し、輝度信号と合わせてディジタル画像信号を構成するようにしている。
【０００３】
一方、ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）やＣＳディジタル放送では、ＭＰＥＧ（Ｍｏｔｉｏｎ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｇｒｏｕｐ）２が採用されており、ＭＰＥＧ２における画像信号のサンプリング方式は、４：２：０方式である。この方式では、輝度信号の４サンプル点のうちの２つのサンプル点に対応して２種類の色信号が線順次で生成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
最近ではＤ−ＶＨＳ（登録商標）方式のＶＴＲやＤＶＤ−ＲＡＭが、市場に登場し、家庭内でも画像信号をＭＰＥＧ２の方式で圧縮して記録することが可能となってきているので、ＤＶ規格のＶＴＲの再生信号のように４：１：１方式の画像信号を、簡便に４：２：０方式に変換できることが望ましい。そこで、４：１：１方式の画像信号の色信号を単純に線順次化すると、実質的には４：１：０方式の画像信号となってしまい、色信号の垂直解像度が低下するという問題がある。
また、逆にＭＰＥＧ２の方式で圧縮された画像信号をＤＶ規格のＶＴＲに記録することを想定すると、上記と逆に画像信号を簡便に変換できることが望ましい。
【０００５】
本発明は上述した点に鑑みなされたものであり、上記したような垂直解像度の低下を引き起こすことなく、輝度信号のサンプル点と色信号のサンプル点との対応関係を簡便に変換することができる画像信号の変換方法及びこの変換方法を適用した画像信号の記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、輝度信号と、該輝度信号の１ライン毎にサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の変換方法であって、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する前記色信号のサンプル点を、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する仮想ラインのサンプル点に並べ替えることにより、色信号の１ライン当たりのサンプル点数を前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、該仮想ラインの色信号が、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインの輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなり、前記第ｉライン及び第（ｉ＋１）ライン上の色信号のサンプル点を、それぞれＣ（ｉ，ｊ）及びＣ（ｉ＋１，ｊ）と表すと、前記第１ステップでは、前記仮想ライン上において、Ｃ（ｉ，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ），Ｃ（ｉ，ｊ＋１），Ｃ（ｉ＋１，ｊ＋１）という順序で色信号のサンプル点が並ぶように並べ替えを行う（ｊは０から（ｋ−１）までの整数、ｋは変換前の１ライン当たりの色信号のサンプル点数）ことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、輝度信号と、該輝度信号の１ライン毎にサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の変換方法であって、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する前記色信号のサンプル点を、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する仮想ラインのサンプル点に並べ替えることにより、色信号の１ライン当たりのサンプル点数を前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、該仮想ラインの色信号が、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインの輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなり、前記第ｉライン及び第（ｉ＋１）ライン上の色信号のサンプル点を、それぞれＣ（ｉ，ｊ）及びＣ（ｉ＋１，ｊ）と表すと、前記第１ステップでは、前記仮想ライン上において、Ｃ（ｉ，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ＋１），Ｃ（ｉ，ｊ＋１）という順序で色信号のサンプル点が並ぶように並べ替えを行う（ｊは０から（ｋ−１）までの整数、ｋは変換前の１ライン当たりの色信号のサンプル点数）ことを特徴とする。
【０００８】
前記色信号は、２種類の信号（Ｃｒ、Ｃｂ）からなり、該２種類の色信号の一方（Ｃｒ）は、前記変換後の画像信号において隣接する２ラインの輝度信号の一方に対応し、前記２種類の色信号の他方（Ｃｂ）は、前記変換後の画像信号において隣接する２ラインの輝度信号の他方に対応する。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、輝度信号と、フレーム内またはフィールド内で隣接する２ラインの前記輝度信号に対応して仮想ラインのサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の変換方法であって、前記色信号の仮想ラインのサンプル点を、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉライン及び第（ｉ＋１）ラインのそれぞれに対応するサンプル点に分割し、色信号の１ライン当たりのサンプル点の数を前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、分割した１ラインの色信号が１ラインの前記輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなり、前記色信号の仮想ライン上の連続する４つのサンプル点を、Ｃ（ｘ，４ｙ），Ｃ（ｘ，４ｙ＋１），Ｃ（ｘ，４ｙ＋２），Ｃ（ｘ，４ｙ＋３）と表すと、前記第１ステップでは、Ｃ（ｘ，４ｙ）及びＣ（ｘ，４ｙ＋２）を第ｉラインに対応するサンプル点とし、Ｃ（ｘ，４ｙ＋１）及びＣ（ｘ，４ｙ＋３）を第（ｉ＋１）ラインに対応するサンプル点とする分割を行う（ｘは０からｍ／２までの整数、ｙは０からｐ／４までの整数、ｐは１仮想ライン当たりの色信号のサンプル点数）ことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、輝度信号と、フレーム内またはフィールド内で隣接する２ラインの前記輝度信号に対応して仮想ラインのサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の変換方法であって、前記色信号の仮想ラインのサンプル点を、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉライン及び第（ｉ＋１）ラインのそれぞれに対応するサンプル点に分割し、色信号の１ライン当たりのサンプル点の数を前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、分割した１ラインの色信号が１ラインの前記輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなり、前記色信号の仮想ライン上の連続する４つのサンプル点を、Ｃ（ｘ，４ｙ），Ｃ（ｘ，４ｙ＋１），Ｃ（ｘ，４ｙ＋２），Ｃ（ｘ，４ｙ＋３）と表すと、前記第１ステップでは、Ｃ（ｘ，４ｙ）及びＣ（ｘ，４ｙ＋３）を第ｉラインに対応するサンプル点とし、Ｃ（ｘ，４ｙ＋１）及びＣ（ｘ，４ｙ＋２）を第（ｉ＋１）ラインに対応するサンプル点とする分割を行う（ｘは０からｍ／２までの整数、ｙは０からｐ／４までの整数、ｐは１仮想ライン当たりの色信号のサンプル点数）ことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、輝度信号と、該輝度信号の１ライン毎にサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の記録再生装置において、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する前記色信号のサンプル点を、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する仮想ラインのサンプル点に並べ替えることにより、色信号の１ライン当たりのサンプル点数を前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、該仮想ラインの色信号が、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインの輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなる変換方法であって、前記第ｉライン及び第（ｉ＋１）ライン上の色信号のサンプル点を、それぞれＣ（ｉ，ｊ）及びＣ（ｉ＋１，ｊ）と表すと、前記第１ステップでは、前記仮想ライン上において、Ｃ（ｉ，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ），Ｃ（ｉ，ｊ＋１），Ｃ（ｉ＋１，ｊ＋１）という順序で色信号のサンプル点が並ぶように並べ替えを行う（ｊは０から（ｋ−１）までの整数、ｋは変換前の１ライン当たりの色信号のサンプル点数）変換方法を実行する記録変換手段と、該記録変換手段から出力される画像信号に対して情報圧縮処理を施す情報圧縮処理手段と、該情報圧縮処理手段の出力信号を記録媒体に記録し、該記録した信号を再生する記録再生手段と、該記録再生手段により再生される信号に対して情報伸張処理を施す情報伸張処理手段と、該情報伸張処理手段から出力される画像信号に含まれる色信号の前記仮想ラインのサンプル点を、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉライン及び第（ｉ＋１）ラインのそれぞれに対応するサンプル点に分割し、色信号の１ライン当たりのサンプル点の数を前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎとする第３ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、分割した１ラインの色信号が１ラインの前記輝度信号に対応する色信号となるように変換する第４ステップとからなる変換方法であって、前記色信号の仮想ライン上の連続する４つのサンプル点を、Ｃ（ｘ，４ｙ），Ｃ（ｘ，４ｙ＋１），Ｃ（ｘ，４ｙ＋２），Ｃ（ｘ，４ｙ＋３）と表すと、前記第３ステップでは、Ｃ（ｘ，４ｙ）及びＣ（ｘ，４ｙ＋２）を第ｉラインに対応するサンプル点とし、Ｃ（ｘ，４ｙ＋１）及びＣ（ｘ，４ｙ＋３）を第（ｉ＋１）ラインに対応するサンプル点とする分割を行う（ｘは０からｍ／２までの整数、ｙは０からｐ／４までの整数、ｐは１仮想ライン当たりの色信号のサンプル点数）変換方法を実行する再生変換手段とを備えることを特徴とする。請求項６に記載の発明は、輝度信号と、該輝度信号の１ライン毎にサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎ（ｎは２以上の整数）である色信号とからなる画像信号の記録再生装置において、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する前記色信号のサンプル点を、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する仮想ラインのサンプル点に並べ替えることにより、色信号の１ライン当たりのサンプル点数を前記輝度信号のサンプル点数の２／ｎとする第１ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、該仮想ラインの色信号が、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインの輝度信号に対応する色信号となるように変換する第２ステップとからなる変換方法であって、前記第ｉライン及び第（ｉ＋１）ライン上の色信号のサンプル点を、それぞれＣ（ｉ，ｊ）及びＣ（ｉ＋１，ｊ）と表すと、前記第１ステップでは、前記仮想ライン上において、Ｃ（ｉ，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ＋１），Ｃ（ｉ，ｊ＋１）という順序で色信号のサンプル点が並ぶように並べ替えを行う（ｊは０から（ｋ−１）までの整数、ｋは変換前の１ライン当たりの色信号のサンプル点数）変換方法を実行する記録変換手段と、該記録変換手段から出力される画像信号に対して情報圧縮処理を施す情報圧縮処理手段と、該情報圧縮処理手段の出力信号を記録媒体に記録し、該記録した信号を再生する記録再生手段と、該記録再生手段により再生される信号に対して情報伸張処理を施す情報伸張処理手段と、該情報伸張処理手段から出力される画像信号に含まれる色信号の前記仮想ラインのサンプル点を、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉライン及び第（ｉ＋１）ラインのそれぞれに対応するサンプル点に分割し、色信号の１ライン当たりのサンプル点の数を前記輝度信号のサンプル点数の１／ｎとする第３ステップと（ｉは０から（ｍ−１）までの整数、ｍはフレーム内またはフィールド内のライン数）、分割した１ラインの色信号が１ラインの前記輝度信号に対応する色信号となるように変換する第４ステップとからなる変換方法であって、前記色信号の仮想ライン上の連続する４つのサンプル点を、Ｃ（ｘ，４ｙ），Ｃ（ｘ，４ｙ＋１），Ｃ（ｘ，４ｙ＋２），Ｃ（ｘ，４ｙ＋３）と表すと、前記第３ステップでは、Ｃ（ｘ，４ｙ）及びＣ（ｘ，４ｙ＋３）を第ｉラインに対応するサンプル点とし、Ｃ（ｘ，４ｙ＋１）及びＣ（ｘ，４ｙ＋２）を第（ｉ＋１）ラインに対応するサンプル点とする分割を行う（ｘは０からｍ／２までの整数、ｙは０からｐ／４までの整数、ｐは１仮想ライン当たりの色信号のサンプル点数）変換方法を実行する再生変換手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかるディジタル画像信号記録再生装置の要部の構成を示すブロック図であり、この装置は、４：１：１方式の画像信号を４：２：０方式の画像信号に変換する４：１：１→４：２：０変換部１と、ＭＰＥＧ２の情報圧縮処理を行うＭＰＥＧ２圧縮部２と、ＭＰＥＧ２圧縮部２の出力信号を記録媒体（磁気ディスクまたは磁気テープなど）へ記録し、記録した記録媒体から信号を再生する記録再生部３と、記録再生部３により再生された信号が入力され、ＭＰＥＧ２の情報圧縮に対応した情報伸張処理を行うＭＰＥＧ２伸張部４と、４：２：０方式の画像信号を４：１：１方式の画像信号に変換する４：２：０→４：１：１変換部５とを備えている。
【００１２】
この装置では、４：１：１方式でサンプリングされた輝度信号Ｙ、色信号Ｃｒ、Ｃｂからなる画像信号が４：１：１→４：２：０変換部１に入力される。図２は、４：１：１→４：２：０変換部１における変換処理を説明するための図である。
【００１３】
この図においてＬ０，Ｌ１，Ｌ２，…で示すラインが走査線に対応し、実線で示すＬ０，Ｌ２，Ｌ４，…が偶数フィールドライン、破線で示すＬ１，Ｌ３，Ｌ５，…が奇数フィールドラインである。図の左から右へ向かう方向（水平方向）が主走査方向であり、図の上から下の向かう方向（垂直方向）が副走査方向である。また小さい黒丸は、輝度信号Ｙのサンプル点を示し、実線の白丸は入力色信号Ｃｒ，Ｃｂのサンプル点を示す。白丸が２重に示されているのは、１つのサンプル点が２種類の色信号に対応することを示すためである。
【００１４】
色信号の各サンプル点Ｃ００，Ｃ０１，Ｃ０２，Ｃ０３，…は、ノンインタレース信号の場合は、以下に示す順序で走査される。
Ｃ００，Ｃ０１，Ｃ０２，Ｃ０３，…，Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３，…，Ｃ２０，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，…，Ｃ３０，Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ３３，…
【００１５】
４：１：１→４：２：０変換部１は、これを図２に破線の白丸で示すように、仮想ラインのサンプル点Ｃ００，Ｃ１０，Ｃ０１，Ｃ１１，Ｃ０２，Ｃ１２，Ｃ０３，…，Ｃ２０，Ｃ３０，Ｃ２１，Ｃ３１，Ｃ２２，Ｃ３２，Ｃ２３，…に並べ替える処理を行う。４：２：０方式では、色信号のサンプル点は輝度信号のサンプル点が並ぶラインからずれた位置にあるので、色信号のサンプル点の水平方向の並びを、本明細書では「仮想ライン」と呼ぶこととする。
【００１６】
そして、各サンプル点に対応する２種類の色信号のうち偶数ラインではＣｒ信号が出力され、奇数ラインではＣｂ信号が出力されるように制御する。すなわち、各サンプル点のＣｒ信号とＣｂ信号とを区別してその走査順序を示すと、ラインＬ０ではＣ００（Ｃｒ），Ｃ１０（Ｃｒ），Ｃ０１（Ｃｒ），Ｃ１１（Ｃｒ），Ｃ０２（Ｃｒ），Ｃ１２（Ｃｒ），Ｃ０３（Ｃｒ），…，となり、ラインＬ１ではＣ００（Ｃｂ），Ｃ１０（Ｃｂ），Ｃ０１（Ｃｂ），Ｃ１１（Ｃｂ），Ｃ０２（Ｃｂ），Ｃ１２（Ｃｂ），Ｃ０３（Ｃｂ），…，となり、以下同様である。これにより、ＭＰＥＧ２の圧縮処理に適した４：２：０方式の画像信号を構成する色信号Ｃｒｘ，Ｃｂｘが出力される。なお、輝度信号Ｙは入力信号がそのまま出力される。
【００１７】
このように本実施形態によれば、複雑な演算処理を行うことなく、単に信号の並べ替えを行う（メモリを使用して容易に行うことができる）だけで、４：１：１方式の画像信号を簡易的な４：２：０方式の画像信号に容易に変換することできる。
【００１８】
なお、上述したような並べ替えを行うことなく、単にＣｒ信号とＣｂ信号とを線順次化すると、ラインＬ０は、Ｃ００（Ｃｒ），Ｃ０１（Ｃｒ），Ｃ０２（Ｃｒ），Ｃ０３（Ｃｒ），…，となり、ラインＬ１は、Ｃ００（Ｃｂ），Ｃ０１（Ｃｂ），Ｃ０２（Ｃｂ），Ｃ０３（Ｃｂ），…，となり、ラインＬ２は、Ｃ２０（Ｃｒ），Ｃ２１（Ｃｒ），Ｃ２２（Ｃｒ），Ｃ２３（Ｃｒ），…，ラインＬ３は、Ｃ２０（Ｃｂ），Ｃ２１（Ｃｂ），Ｃ２２（Ｃｂ），Ｃ２３（Ｃｂ），…，というようになって、垂直方向の色信号の解像度が低下するが、本実施形態によれば、このような解像度の低下無しに簡易的な変換が可能となる。
【００１９】
ＭＰＥＧ２圧縮部２は、４：１：１→４：２：０変換部１の出力信号に対してＭＰＥＧ２の圧縮処理を施す。この場合、サンプル点Ｃｉｊと、信号Ｃｉ＋１  ｊのサンプル点（例えばサンプル点Ｃ００と、サンプル点Ｃ１０）は、画面上の距離が近いため圧縮効率の大きな劣化を生じることはない。
圧縮処理後の信号は、記録再生部３により記録媒体に記録される。また、記録再生部３により記録媒体から再生された信号は、ＭＰＥＧ２伸張部４に入力され、ＭＰＥＧ２の圧縮処理に対応した伸張処理により、輝度信号Ｙ及び色信号Ｃｒｘ，Ｃｂｘからなる画像信号に戻される。
【００２０】
４：２：０→４：１：１変換部５は、色信号Ｃｒｘ、Ｃｂｘに対して記録時と逆の処理を施して、元の４：１：１方式の画像信号に変換して出力する。より具体的には、入力信号のラインＬ０に対応する信号Ｃ００（Ｃｒ），Ｃ１０（Ｃｒ），Ｃ０１（Ｃｒ），Ｃ１１（Ｃｒ），Ｃ０２（Ｃｒ），Ｃ１２（Ｃｒ），Ｃ０３（Ｃｒ），…，を分割して、信号Ｃ００（Ｃｒ），Ｃ０１（Ｃｒ），Ｃ０２（Ｃｒ），Ｃ０３（Ｃｒ），…，を変換後のラインＬ０に対応する信号とし、信号Ｃ１０（Ｃｒ），Ｃ１１（Ｃｒ），Ｃ１２（Ｃｒ），…を変換後のラインＬ１に対応する信号とし、入力信号のラインＬ１に対応する信号Ｃ００（Ｃｂ），Ｃ１０（Ｃｂ），Ｃ０１（Ｃｂ），Ｃ１１（Ｃｂ），Ｃ０２（Ｃｂ），Ｃ１２（Ｃｂ），Ｃ０３（Ｃｂ），…，を分割して、信号Ｃ００（Ｃｂ），Ｃ０１（Ｃｂ），Ｃ０２（Ｃｂ），Ｃ０３（Ｃｂ），…，を変換後のラインＬ０に対応する信号とし、信号Ｃ１０（Ｃｂ），Ｃ１１（Ｃｂ），Ｃ１２（Ｃｂ），…を変換後のラインＬ１に対応する信号とする、というように図２の矢印の向きを逆にした変換処理を行う。なお、輝度信号Ｙについてはそのまま出力する。
この処理により、垂直方向の色信号の解像度を維持した４：１：１方式の画像信号を得ることができる。
【００２１】
以上のように本実施形態の記録再生装置によれば、４：１：１方式の画像信号を、色信号の情報を失わせることなく、情報圧縮率の高いＭＰＥＧ２による情報圧縮を用いた記録再生を容易に行うことができる。その結果、記録媒体の容量をより効率的に利用することが可能となる。
【００２２】
なお、ＭＰＥＧ２伸張部４の出力信号をそのまま４：２：０方式の画像信号として出力してもよい。この画像信号は、４：１：１方式に戻した画像信号よりも色信号の垂直解像度は劣るが、もともと４：２：０方式でサンプリングされた画像信号と比べた場合でも、大きな劣化のない画像が得られる。
【００２３】
（変形例１）
４：１：１方式の画像信号を４：２：０方式の画像信号に変更する場合、図２に示すような並べ替え処理に代えて、図３に示すような並べ替え処理を行ってもよい。
すなわち、図３に破線の白丸で示すように、Ｃ００，Ｃ１０，Ｃ１１，Ｃ０１，Ｃ０２，Ｃ１２，Ｃ１３，…，Ｃ２０，Ｃ３０，Ｃ３１，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ３２，Ｃ３３，…という順序に並べ替え、線順次の色信号に変換するようにしてもよい。これは、画面上の位置が最も近いサンプル点同士が変換後の仮想ライン上で隣り合うように並べ替えるようにしたものである。
【００２４】
（変形例２）
またＭＰＥＧ２圧縮部２でフィールド内圧縮処理を行う場合は、偶数フィールドでは図４に示すように、Ｃ００，Ｃ２０，Ｃ０１，Ｃ２１，Ｃ０２，Ｃ２２，Ｃ０３，…，Ｃ４０，Ｃ６０，Ｃ４１，Ｃ６１，Ｃ４２，Ｃ６２，Ｃ４３，…，という順序に並べ替えるようにする。奇数フィールドでも同様に、Ｃ１０，Ｃ３０，Ｃ１１，Ｃ３１，Ｃ１２，Ｃ３２，Ｃ１３，…，Ｃ５０，Ｃ７０，Ｃ５１，Ｃ７１，Ｃ５２，Ｃ７２，Ｃ５３，…，という順序に並べ替えるようにする。
【００２５】
本実施形態は、特許請求の範囲に記載した整数ｎが４の場合に相当し、４：１：１方式の画像信号が、「輝度信号と、輝度信号の１ライン毎にサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の１／４である色信号とからなる画像信号」に相当する。また、４：２：０方式の画像信号が、「輝度信号と、フレーム内またはフィールド内で隣接する２ラインの前記輝度信号に対応して仮想ラインのサンプル点が配置され、１ライン当たりのサンプル点の数が前記輝度信号のサンプル点数の２／４（＝１／２）である色信号とからなる画像信号」に相当する。
【００２６】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、４：２：２方式の画像信号を４：４：０方式の画像信号に変換する場合や、その逆に変換する場合にも適用できる。この場合は、特許請求の範囲に記載した整数ｎが２の場合に相当する。より一般的には、隣接する２ラインに対応する色信号のサンプル点数が同一の方式の画像信号同士の変換に適用することができる。
【００２７】
また上述した実施形態では、４：１：１方式の画像信号を４：１：１→４：２：０変換部１により４：２：０方式に変換された画像信号を元の４：１：１方式の画像信号に戻すために、４：２：０方式の画像信号から４：１：１方式の画像信号への変換を行うようにしたが、４：２：０→４：１：１変換部５における処理を、もともと４：２：０方式でサンプリングされた画像信号を、４：１：１方式に変換することに適用してもよい。
【００２８】
また上述した実施形態では、本発明の画像信号変換方法を画像信号記録再生装置に適用した例を示したが、画像信号を伝送路を介して送受信する画像信号送受信システムに適用してもよい。その場合には、上述した実施形態における記録媒体に対する記録再生を行う記録再生部が、送信装置、伝送路及び受信装置で構成される。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１に記載の発明によれば、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する前記色信号のサンプル点を、前記第ｉラインと第（ｉ＋１）ラインに対応する仮想ラインのサンプル点に並べ替えることにより、色信号の１ライン当たりのサンプル点数が輝度信号のサンプル点数の２／ｎとされ、該仮想ラインの色信号が、フレーム内またはフィールド内で隣接する２ラインの輝度信号に対応するように変換される。そして、前記第ｉライン及び第（ｉ＋１）ライン上の色信号のサンプル点を、それぞれＣ（ｉ，ｊ）及びＣ（ｉ＋１，ｊ）と表すと、前記仮想ライン上において、Ｃ（ｉ，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ），Ｃ（ｉ，ｊ＋１），Ｃ（ｉ＋１，ｊ＋１）という順序で色信号のサンプル点が並ぶように並べ替えがわれるので、例えば４：１：１方式の画像信号を簡便に４：２：０方式の画像信号に変換することができる。その結果、ＭＰＥＧ２による情報圧縮処理に適した画像信号を、垂直方向の解像度を劣化させることなく容易に得ることができる。
【００３０】
請求項２に記載の発明によれば、仮想ライン上において、Ｃ（ｉ，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ），Ｃ（ｉ＋１，ｊ＋１），Ｃ（ｉ，ｊ＋１）という順序で色信号のサンプル点が並ぶように並べ替えが行われる。すなわち、サンプル点の並べ替えは、変換前のサンプル点が画面上で最も近いもの同士が、変換後の１ラインにおいて隣接するサンプル点となるように行われるので、例えばＭＰＥＧ２の圧縮処理を行った場合に、圧縮効率の大きな劣化が生じないようにすることができる。
【００３１】
請求項３または４に記載の発明によれば、色信号の仮想ラインのサンプル点が、フレーム内またはフィールド内で隣接する第ｉライン及び第（ｉ＋１）ラインのそれぞれに対応するサンプル点に分割され、色信号の１ライン当たりのサンプル点の数が輝度信号のサンプル点数の１／ｎとされ、分割した１ラインの色信号が１ラインの輝度信号に対応する色信号となるように変換される。そして、前記色信号の仮想ライン上の連続する４つのサンプル点を、Ｃ（ｘ，４ｙ），Ｃ（ｘ，４ｙ＋１），Ｃ（ｘ，４ｙ＋２），Ｃ（ｘ，４ｙ＋３）と表すと、Ｃ（ｘ，４ｙ）及びＣ（ｘ，４ｙ＋２）を第ｉラインに対応するサンプル点とし、Ｃ（ｘ，４ｙ＋１）及びＣ（ｘ，４ｙ＋３）を第（ｉ＋１）ラインに対応するサンプル点とする分割、あるいはＣ（ｘ，４ｙ）及びＣ（ｘ，４ｙ＋３）を第ｉラインに対応するサンプル点とし、Ｃ（ｘ，４ｙ＋１）及びＣ（ｘ，４ｙ＋２）を第（ｉ＋１）ラインに対応するサンプル点とする分割が行われるので、例えば４：２：０方式の画像信号を簡便に、かつ色信号の情報欠落させることなく、４：１：１方式の画像信号に変換することができる。
【００３２】
請求項５または６に記載の発明によれば、４：１：１方式の画像信号が４：２：０方式の画像信号に変換され、情報圧縮されて記録媒体に記録され、記録媒体から再生された信号は、情報伸張処理された後に記録時と逆の変換により４：１：１方式の画像信号に戻されるので、４：１：１方式の画像信号を、色信号の情報を失わせることなく、情報圧縮率の高い例えばＭＰＥＧ２による情報圧縮を用いた記録再生を容易に行うことができる。その結果、記録媒体の容量をより効率的に利用することが可能となると同時に、４：１：１方式の画像信号を情報圧縮及び伸張処理するための圧縮伸張回路を使用したときと比べても、画質劣化の少ない良好な再生画像信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかるディジタル画像信号記録再生装置の要部の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の４：１：１→４：２：０変換部の動作を説明するための図である。
【図３】図１の４：１：１→４：２：０変換部の変形例の動作を説明するための図である。
【図４】図１の４：１：１→４：２：０変換部の変形例の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
１  ４：１：１→４：２：０変換部（記録変換手段）
２  ＭＰＥＧ２圧縮部（情報圧縮処理手段）
３  記録再生部（記録再生手段）
４  ＭＰＥＧ２伸張部（情報伸張処理手段）
５  ４：２：０→４：１：１変換部（再生変換手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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