(57)【要約】【課題】高精細映像信号を、その水平解像度をできるだけ低下させることなく標準映像信号に変換する映像信号変換方法を提供すること。【解決手段】ライン数変換部１０では、データ化された輝度信号３０および色差信号３２の有効ライン数を１０８０本から４８０  本に変換する。画素数変換部１２では、輝度信号３４の水平有効画素数を１９２０画素から１．５  倍の２８８０画素に変換し、色差信号３６の水平有効画素数を９６０  画素から１．５  倍の１４４０画素に変換する。Ｄ−Ａ  変換部１４では、輝度信号３８をデジタル信号からアナログ信号へ変換してアナログの輝度信号４２を生成し、色差信号４０をデジタル信号からアナログ信号へ変換してアナログのＲ−Ｙ  信号４４およびＲ−Ｂ  信号４６を生成する。【選択図】        図１
2005020219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル化された高精細映像信号をアナログの標準映像信号に変換する映像信号変換方法において、該方法は、
高精細映像信号のライン数を標準映像信号のライン数に変換するライン数変換工程と、
該ライン数変換工程によりライン数が変換された映像信号の水平画素数を標準映像信号の水平画素数の複数倍に変換する画素数変換工程と、
該画素数変換工程により水平画素数が変換された映像信号をアナログの標準映像信号に変換するディジタル・アナログ変換工程とを含むことを特徴とする映像信号変換方法。
【請求項２】
請求項１に記載の映像信号変換方法において、前記画素数変換工程は、前記ライン数変換工程によりライン数が変換された映像信号の水平画素数を標準映像信号の水平画素数の４倍に変換することを特徴とする映像信号変換方法。
【請求項３】
請求項１に記載の映像信号変換方法において、前記画素数変換工程は、前記ライン数変換工程によりライン数が変換された映像信号の水平画素数を標準映像信号の水平画素数の８倍に変換することを特徴とする映像信号変換方法。
【請求項４】
ディジタル化された高精細映像信号をアナログの標準映像信号に変換する映像信号変換装置において、該装置は、
高精細映像信号のライン数を標準映像信号のライン数に変換するライン数変換手段と、
該ライン数変換手段によりライン数が変換された映像信号の水平画素数を標準映像信号の水平画素数の複数倍に変換する画素数変換手段と、
該画素数変換手段により水平画素数が変換された映像信号をアナログの標準映像信号に変換するディジタル・アナログ変換手段とを含むことを特徴とする映像信号変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高精細映像信号を標準映像信号に変換する映像信号変換方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号には、従来から使用されているＮＴＳＣ等の標準映像信号と、最近実用化された高精細映像信号とがある。標準映像信号は標準品位テレビジョン（ＳＤＴＶ）用の映像信号であり、ＳＤＴＶ方式のライン数／毎秒フレーム数はＮＴＳＣの場合５２５／２９．９７である。また、高精細映像信号は高精細テレビジョン（ＨＤＴＶ）用の映像信号であり、ＨＤＴＶ方式のライン数／毎秒フレーム数として一般的に１１２５／２９．９７が使用されている。したがって、ＳＤＴＶとＨＤＴＶの間には互換性はない。その為、ＳＤＴＶ方式により制作された素材をＨＤＴＶ方式の機器で使用する場合にはＨＤＴＶ方式の素材に変換（フォーマット変換）し、ＨＤＴＶ方式により制作された素材をＳＤＴＶ方式の機器で使用する場合にはＳＤＴＶ方式の素材に変換する必要がある。
【０００３】
フォーマット変換を行なう際、映像信号をディジタル信号にして、有効ライン数および１ライン当りの有効画素数を、それぞれのフォーマットに合った数に変換する方法を用いるのが一般的である。
【０００４】
映像信号のディジタル化については、標準規格のＳＭＰＴＥ（Ｔｈｅ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ｍｏｔｉｏｎ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）１２５ＭおよびＳＭＰＴＥ  ２７４Ｍによれば、５２５／２９．９７のＳＤＴＶの場合で、１ライン当りのサンプル数は８５８、有効画素数は７２０、有効ライン数は４８３〜５０３と規定されており、１１２５／２９．９７のＨＤＴＶの場合で、１ライン当りのサンプル数は２２００、有効画素数は１９２０、有効ライン数は１０８０と規定されている。また、近年のディジタル放送やＤＶＤで採用されている符号化方式であるＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−３（ＭＰＥＧ２）では、ＳＤＴＶ用のプロファイルとレベルであるＭＰ＠ＭＬの場合、符号化対象の有効ラインを４８０ライン、ＨＤＴＶ用のプロファイルとレベルであるＭＰ＠ＨＬの場合、有効ラインを１０８０ラインとしている。
【０００５】
例えば、ＨＤＴＶ方式からＳＤＴＶ方式へフォーマット変換する場合、有効画素数を１９２０から７２０へ、有効ライン数を１０８０本から４８０本へそれぞれ変換する必要がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３３３１８８  号公報
【特許文献２】
特開平７−１５４７５０号公報。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上に述べたＨＤＴＶ方式からＳＤＴＶ方式への変換方法によれば、有効画素数を１９２０画素から７２０画素へ、有効ライン数を１０８０本から４８０本へそれぞれ変換するので、水平解像度および垂直解像度が共に低下する。ＨＤＴＶ方式からＳＤＴＶ方式へ変換した映像信号を業務用や放送用として使用する場合には、従来技術で述べたＳＭＰＴＥ等の標準規格に則った信号とする必要がある。しかし、ＨＤＴＶ方式からＳＤＴＶ方式へ変換した映像信号を民生用映像機器等でアナログ信号にして出力する場合は、必ずしもこれらの標準規格に則った信号とする必要はないので、ＨＤＴＶの解像度をできるだけ維持するような変換方法が望ましい。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消し、高精細映像信号の有する高精細をできるだけ低下させることなく、高精細映像信号を、ＳＤＴＶ方式の映像表示装置で視聴できる標準映像信号に変換する映像信号変換方法および装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による映像信号変換方法は上記の問題を解決するために、ディジタル化された高精細映像信号をアナログの標準映像信号に変換する映像信号変換方法において、高精細映像信号のライン数を標準映像信号のライン数に変換するライン数変換工程と、ライン数変換工程によりライン数が変換された映像信号の水平画素数を標準映像信号の水平画素数の複数倍に変換する画素数変換工程と、画素数変換工程により水平画素数が変換された映像信号をアナログの標準映像信号に変換するディジタル・アナログ変換工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による映像信号変換装置は、ディジタル化された高精細映像信号をアナログの標準映像信号に変換する映像信号変換装置において、高精細映像信号のライン数を標準映像信号のライン数に変換するライン数変換手段と、ライン数変換手段によりライン数が変換された映像信号の水平画素数を標準映像信号の水平画素数の複数倍に変換する画素数変換手段と、画素数変換手段により水平画素数が変換された映像信号をアナログの標準映像信号に変換するディジタル・アナログ変換手段とを含むことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による映像信号変換方法の実施例を詳細に説明する。従来技術で述べたように、ＳＤＴＶ方式のライン数／毎秒フレーム数はＮＴＳＣの場合には５２５／２９．９７と決められている。しかし、アナログの映像信号を入力とする映像表示装置では、入力映像信号のライン数は規格通りに５２５本とする必要があるが、水平方向については入力映像信号の周波数帯域が広くても同期系は変わらないため動作上の支障は生じない。本実施例は、この点に着目し高精細映像信号を、水平方向の高精細をできるだけ低下させることなく標準映像信号に変換するものである。
【００１２】
図１は、本発明による映像信号変換方法を適用した映像信号変換装置の実施例を示すブロック図である。この実施例は、有効ライン数が１０８０本、ライン当りの有効画素数（水平有効画素数）が輝度信号については１９２０画素、色差信号については９６０画素の高精細映像信号を、有効ライン数が４８０本、水平有効画素数が輝度信号については２８８０画素、色差信号については１４４０画素の標準映像信号に変換する場合の映像信号変換装置である。なお、本実施例では、変換後の水平有効画素数をＳＤＴＶ方式による標準映像信号の水平有効画素数の４倍に設定しているがこれに限定されるものではない。
【００１３】
本実施例は、図１に示すようにライン数変換部１０、画素数変換部１２、Ｄ−Ａ変換部１４および制御部１６から構成される。なお、接続線に付された参照符号はその接続線に現れる信号を示す。ライン数変換部１０には、データ化された高精細映像信号の輝度信号３０および色差信号３２が入力される。ライン数変換部１０は、一定の割合でラインを間引くことによりライン数をダウンコンバートするものであり、輝度信号３０および色差信号３２の有効ライン数を１０８０本から４８０本へ変換する。ライン数変換には、例えば、方式変換装置で一般的に使用されるライン数変換方法（例えば、社団法人テレビジョン学会編、「テレビジョン・画像情報工学ハンドブック」、第１版、オーム社、１９９０年１１月３０日、ｐ．５９８）を利用することができる。
【００１４】
ライン数変換部１０に接続された画素数変換部１２は、ライン数変換部１０から出力される輝度信号３４および色差信号３６のライン当りの有効画素数（水平有効画素数）をアップコンバートするものであり、本実施例では、輝度信号３４の水平有効画素数を１９２０画素から２８８０画素へ変換し、色差信号３６の水平有効画素数を９６０画素から１４４０画素へアップコンバートする。図２は、画素数変換部１２による輝度信号の水平画素数の変換方法を示す。
【００１５】
図２において、Ｉ１１，Ｉ１２，Ｉ１３，…は画素数変換前のライン上の画素を表わし、Ｉ２１，Ｉ２２，Ｉ２３，…は画素数変換後のライン上の画素を表わす。画素Ｉ２１，Ｉ２４，Ｉ２７，…は画素Ｉ１１，Ｉ１３，Ｉ１５，…に等しく、画素Ｉ２２，Ｉ２３，Ｉ２５，Ｉ２６，…は補間された画素である。例えば、画素Ｉ２２は（Ｉ１１＋２＊Ｉ１２）／３を演算して生成され、画素Ｉ２３は（２＊Ｉ１２＋Ｉ１３）／３を演算して生成される。このようにして、輝度信号３４の水平有効画素数を１９２０画素から２８８０画素にアップコンバートする。色差信号３６についても同様にして、水平有効画素数を９６０画素から１４４０画素にアップコンバートする。
【００１６】
ここでは、説明を簡単にするために変換前の２つの画素から１つの画素を生成するように記載したが、実際の処理としてはディジタルフィルタを用いて変換前の複数の画素（フィルタのタップ数に相当する）から演算によって、変換後の画素を生成する方法を用いる（例えば、江藤良純、外１名「テレビ信号のディジタル回路」、第１版、コロナ社、１９８９年９月２５日、ｐ．４５〜４９）。
【００１７】
図３は、画素数変換部１２の実施例を示すブロック図である。この画素数変換部１２は、ＦＩＦＯメモリ１００およびディジタルフィルタ１０２から構成される。ＦＩＦＯメモリ１００には、読出し制御信号１１０、書込みクロック１１２および読出しクロック１１４が制御部１６から供給され、ディジタル１０２には、クロック１１８、１２０および係数制御信号１２２が制御部１６から供給される。なお、書込みクロック１１２は輝度信号３４に同期している。
【００１８】
ＦＩＦＯメモリ１００は、ライン数変換部１０から入力される輝度信号３４を書込みクロック１１２に従って順次格納し、格納した輝度信号を格納した順に読出しクロック１１４に従って出力するファーストイン・ファーストアウトメモリであり、読出し制御信号１１０に従って動作を開始し、動作を停止する。本実施例では、読出しクロック１１４の周波数ｆ２は書込みクロック１１２の周波数ｆ１の３倍に設定され、ＦＩＦＯメモリ１００は読出しクロック１１４に従って３回に１回の割合で格納した輝度信号を出力し、残りの２回は値がゼロの輝度信号または格納した輝度信号を繰り返し出力する。これにより、出力輝度信号１１６のレートは３倍に変換される。
【００１９】
なお、１１２５／２９．９７のＨＤＴＶの処理クロックは、７４．１７５８（＝１１２５×２９．９７×２２００）ＭＨｚであるが、ライン数の変換で１１２５本から５２５本に変換した後は、５２５／１１２５＝７／１５の速度、７４．１７５８×７／１５＝３５．１２ＭＨｚで処理可能である。ここで、ＦＩＦＯの書込みクロック１１２の周波数ｆ１を３６ＭＨｚとすれば、読出しクロック１１４の周波数ｆ２は１０８ＭＨｚとなる。
【００２０】
ＦＩＦＯメモリ１００に接続されているディジタルフィルタ１０２は、ＦＩＦＯメモリ１００から出力される輝度信号１１６に対して平滑化処理を施し、周波数ｆ１、２ｆ１を十分に減衰させるローパスフィルタであり、周波数ｆ２のクロック１１８で動作し、係数制御信号１２２に従ってフィルタ係数を制御する。また、ディジタルフィルタ１０２は、サンプリング機能を備え、平滑化処理を施した輝度信号を周波数ｆ３のクロック１２０に従ってサンプリングする。図４は、このようなディジタルフィルタ１０２の動作を示す図である。ここで、周波数ｆ３を周波数ｆ２の１／２倍（５２ＭＨｚ）に設定すれば、サンプリングにより得られる輝度信号３８のレートは、輝度信号３４の１．５倍となり、水平有効画素数が２８８０画素の輝度信号を得ることができる。図４（ｃ）は、周波数ｆ３の信号が
なお、本実施例の画素数変換部１２では、画素数の変換比率を１：１．５に設定することによりディジタルフィルタ１００の構成の簡単化を図っているが、この変換比率は１：１．５に限定されるものではなく任意に設定してよい。また、色差信号３６についても、輝度信号３４の場合と同様にして水平有効画素数をアップコンバートすることができる。ただし、色差信号（Ｒ−Ｙ信号またはＢ−Ｙ信号）のデータ量は輝度信号のデータ量の半分であり、その処理速度は輝度信号の場合よりも低くなる。
【００２１】
図１に戻って、画素数変換部１２に接続されているＤ−Ａ変換部１４は、輝度信号をＤ−Ａ変換するＤ−Ａ  変換器およびこのＤ−Ａ変換器に接続されたローパスフィルタと、色差信号をＤ−Ａ変換するＤ−Ａ変換器およびこのＤ−Ａ  変換器に接続されたローパスフィルタとを有する。そして、輝度信号用のＤ−Ａ変換器により画素数変換部１２から出力される輝度信号３８をアナログ信号に変換し、アナログのローパスフィルタにより不要成分を除去して輝度信号４２を生成する。また、色差信号用のＤ−Ａ変換器により画素数変換部１２から出力される色差信号４０をアナログ信号に変換し、アナログのローパスフィルタにより不要成分を除去してＲ−Ｙ信号４４およびＢ−Ｙ信号４６を生成する。ここで、輝度信号４２は、水平有効画素数が２８８０画素の輝度信号をＤ−Ａ変換したものであり、Ｒ−Ｙ信号４４およびＢ−Ｙ信号４６は、水平有効画素数が１４４０画素の色差信号をＤ−Ａ変換したものであるから、その水平解像度は、ＨＤＴＶとほぼ同程度のものとなる。
【００２２】
制御部１６は、ライン数変換部１０、画素数変換部１２およびＤ／Ａ変換部１４の動作に必要なクロック、制御信号を発生するものである。
【００２３】
このように構成された映像信号変換装置の動作を説明すると、ライン数変換部１０には、データ化された高精細映像信号の輝度信号３０および色差信号３２が入力される。なお、輝度信号３０の水平有効画素数を１９２０画素、色差信号３２の水平有効画素数を９６０画素、有効ライン数を１０８０本とする。
【００２４】
ライン数変換部１０では、輝度信号３０および色差信号３２の有効ライン数を１０８０本から４８０本に変換する。これにより、輝度信号３０および色差信号３２の有効ライン数は、ＳＤＴＶ方式による映像信号と同じ有効ライン数となる。ライン数変換部１０によりライン数変換された輝度信号および色差信号は、輝度信号３４および色差信号３６として画素数変換部１２に入力される。
【００２５】
画素数変換部１２では、輝度信号３４の水平有効画素数を１９２０画素から１．５倍の２８８０画素に変換し、色差信号３６の水平有効画素数を９６０画素から１．５倍の１４４０画素に変換する。これにより水平解像度を十分に高くすることができる。画素数変換部１２により画素数変換された輝度信号および色差信号は、輝度信号３８および色差信号４０としてＤ−Ａ変換部１４に入力される。
【００２６】
Ｄ−Ａ変換部１４では、輝度信号３８をディジタル信号からアナログ信号へ変換してアナログの輝度信号４２を生成し、色差信号４０をディジタル信号からアナログ信号へ変換してアナログのＲ−Ｙ信号４４およびＲ−Ｂ信号４６を生成する。
【００２７】
以上説明したように本実施例によれば、ＨＤＴＶ方式による高精細映像信号をＳＤＴＶ方式による標準映像信号に変換する際に、水平画素数をアップコンバートしているので高精細映像信号と同程度の水平解像度を得ることができる。したがって、アナログ映像信号を入力とするＳＤＴＶ方式の映像表示装置を使用して、ＨＤＴＶ方式並の高精細な映像を見ることができる。
【００２８】
なお、図１の実施例では、Ｄ−Ａ変換部１４によりＤ−Ａ変換される輝度信号３８の水平有効画素数は２８８０画素に設定されている。しかし、Ｄ−Ａ変換される輝度信号の水平有効画素数を、例えば、２８８０画素の２倍の５７６０画素にしてＤ−Ａ変換処理用クロックの周波数を２倍とし、Ｄ−Ａ変換前にディジタルフィルタにより輝度信号の帯域を半分にすれば、Ｄ−Ａ変換器に接続されるアナログのローパスフィルタの特性をなだらかな特性にしても問題は生じない。この場合、アナログのローパスフィルタを簡略化することができるので、水平有効画素数が２８８０画素の場合よりも、その回路規模を小さくし、製造コストを低減することが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ＨＤＴＶ方式による高精細映像信号をＳＤＴＶ方式による標準映像信号に変換する際に、水平画素数をアップコンバートしているので高精細映像信号と同程度の水平解像度を有する標準映像信号を得ることができる。したがって、アナログ映像信号を入力とするＳＤＴＶ方式の映像表示装置を使用してＨＤＴＶ方式並の高精細な映像を見ることができる。
【００３０】
また、本発明による映像信号変換装置を、例えば、ディジタルＢＳチューナや地上波ディジタルＴＶ用チューナ、あるいは、これから普及が予想されるＨＤＴＶ対応のＤＶＤプレイヤ等に搭載することで、受信側が標準映像対応のＴＶモニタであってもＨＤＴＶの元信号に近い水平解像度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による映像信号変換方法を適用した映像信号変換装置の実施例を示すブロック図である。
【図２】画素数の変換方法を示す図である。
【図３】図１に示す画素数変換部の実施例を示すブロック図である。
【図４】図３に示すディジタルフィルタの動作を示す図である。
【符号の説明】
１０  ライン数変換部
１２  画素数変換部
１４  Ｄ−Ａ変換部
１００  ＦＩＦＯメモリ
１０２  ディジタルフィルタ
【図１】
2005020219.tif 000003
【図２】
2005020219.tif 000004
【図３】
2005020219.tif 000005
【図４】
2005020219.tif 000006