(57)【要約】【課題】基準クロックを分周して生成した内部同期信号基準で外部より入力されたアナログ信号を出力するためには、同期信号を乗せかえるフレームシンクロを行う必要がある。入力信号がインターレース信号の為、入力信号のフレームレートが内部同期信号のフレームレートよりも遅い場合、フレーム映像を重複出力すると動きの早い映像で時間戻りした映像が出力され、フィールド映像を重複出力すると静止画で垂直解像度が低下した映像が出力される。【解決手段】復号映像信号が記録されるメモリ手段と、メモリ手段から映像信号を読み出す第１メモリ制御手段と、第１メモリ制御手段から読み出された映像信号を出力画像サイズに変換するフィルタ手段と、アナログ映像信号を第１メモリ制御手段が読み出し可能な形式に変換する映像変換手段と、映像変換手段の出力を、メモリ手段に書き込む第２メモリ制御手段を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化圧縮されたストリームを復号するデコーダと、前記デコーダにより復号された映像信号が記録されるメモリ手段と、前記メモリ手段から映像信号を読み出す第１のメモリ制御手段と、前記第１のメモリ制御手段から読み出された映像信号を出力画像サイズに変換するフィルタ手段と、アナログ映像信号を前記第１のメモリ制御手段が読み出し可能な形式に変換する映像変換手段と、前記映像変換手段の出力を、前記メモリ手段に書き込む第２のメモリ制御手段とを備え、前記第１のメモリ制御手段が読み出すアドレスを、前記第２のメモリ制御手段が書き込んだアドレスに変更することにより、前記フィルタ手段からアナログ映像信号を出力可能にしたことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
第１のメモリ制御手段がフレーム映像の読み出しを開始する際、前回読み出したフレーム映像の次のフレーム映像を読み出すか、前回読み出したフレーム映像と同じ映像をもう一度読み出すか、前回読み出したフレーム映像の次のフレーム映像を飛ばして、その次のフレーム映像を読み出すかを、第２のメモリ制御手段の映像書き込みアドレスを基に制御を行なう事を特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項３】
処理する映像信号がインターレース信号で、第１のメモリ制御手段が前回読み出したフレーム映像と同じ映像信号をもう一度読み出す場合に、第１フィールドを出力する読み出しタイミングでは、メモリ上の第２フィールドの映像信号を読み出し、第２フィールドを出力する読み出しタイミングでは、メモリ上の第２フィールドの映像信号をもう一度読み出すことを特徴とする請求項２記載の映像信号処理装置。
【請求項４】
映像変換手段は、映像信号をフレーム遅延させ、映像のフレーム間差分を生成して処理を行なう機能を有し、処理する映像信号がインターレース信号で、第１のメモリ制御手段が前回読み出したフレーム映像と同じ映像信号をもう一度読み出す場合に、第１フィールドを出力する読み出しタイミングにおいて、メモリ上の第１フィールドの映像信号を読み出すか、第２フィールドの映像信号を読み出すかを、映像変換手段で生成される映像のフレーム間差分により生成される情報に基づいて切り替えを行なう事を特徴とする請求項２記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
第１のメモリ制御手段が、第１フィールドを出力する読み出しタイミングにメモリ上の第２フィールドの映像信号の読み出しを行なう場合に、フィルタ手段を制御することにより、出力するフィールド映像の映像重心を、第１フィールドの映像重心に変換して出力する事を特徴とする請求項３又は請求項４記載の映像信号処理装置。
【請求項６】
映像変換手段は、映像のフレーム間差分を用いてノイズ低減を行なう事を特徴とする特許請求項４記載の映像信号処理装置。
【請求項７】
映像変換手段は、映像のフレーム間差分を用いて、複合映像信号から輝度信号と変調色信号の分離を行なう事を特徴とする請求項４記載の映像信号処理装置。
【請求項８】
映像変換手段は、ＡＤ変換手段とＹＣ分離手段及び色復調手段とから構成され、前記ＹＣ分離手段が２次元ＹＣ分離手段と３次元ＹＣ分離手段及び第１の動き検出手段と、第１のセレクタ手段とを備え、前記第１のセレクタ手段により前記２次元ＹＣ分離手段と３次元ＹＣ分離手段とが択一選択的に選択されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項９】
映像変換手段は、ＡＤ変換手段と２次元ＹＣ分離手段と３次元ＮＲ手段及び色復調手段とから構成され、前記３次元ＮＲ装置が第２の動き検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【請求項１０】
映像変換手段は、ＡＤ変換装置と、２次元ＹＣ分離手段と、３次元ＹＣ分離手段及び第１の動き検出手段を備えたＹＣ分離手段及び色復調手段とから構成され、前記色復調手段の後段に第２の動き検出手段を備えた３次元ＮＲ手段を配設して、前記映像変換手段において前記２次元ＹＣ分離手段が用いられる時、第１のメモリ制御手段及びフィルタ手段を制御する信号として前記第２の動き検出手段から出力される信号が選択されるように第２のセレクタ手段がされたたことを特徴とする請求項１記載の映像信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像信号処理装置に関し、特に外部より入力された映像信号を、出力する同期信号に乗せ変えを行うフレームシンクロ動作に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル放送を受信するＴＶやレコーダにおいては、デコードしたデジタル映像を出力する際、ＰＣＲに同期したクロックを分周して生成した同期信号基準でデコードされた映像信号を出力している。この同期信号は、画面表示時の映像乱れを防ぐため、出力する映像の解像度を切り替える場合を除き、連続性を保証して出力している。また、多くの機器では、入力される映像の解像度が変化した場合においても画面表示時の映像乱れが起こらないよう、画像をフィルタ補間により変換して、出力が常に同じ解像度・フレームレートとなるようにしている。これらの機器において、外部入力端子より入力された非同期の映像信号を表示出力する場合は、出力する同期信号の連続性を保証する手法として、入力された映像信号をメモリに書き込み、出力同期信号基準によってフレーム画像単位で読み出すフレームシンクロが一般的に用いられている。
【０００３】
図５は、従来の映像信号処理装置のブロック図であって、１は入力端子１、２はデコーダ、３はメモリ手段１、４は第１のメモリ制御手段、５はフィルタ手段、６は出力端子、７は入力端子２、８はAD変換、９はメモリ手段２、１０は色復調手段、１１は第２のメモリ制御手段、２０はYC分離で、ライン相関に基づいてＹＣ分離を行う２次元ＹＣ分離２１と、フレーム相関に基づいてＹＣ分離を行う３次元ＹＣ分離２２と、フレーム差分より動き情報を生成する動き検出２３と、動き情報に基づいて２次元ＹＣ分離出力と３次元ＹＣ分離出力を切り替えるセレクタ２４により構成されている。また、図中、実線は、映像信号が流れる経路であり、破線は制御情報の経路を示す。
【０００４】
デジタル放送受信時は、ＭＰＥＧ圧縮されたストリームが１の入力端子１より入力され、２のデコーダでデコードされた映像信号が３のメモリ手段１の領域（ａ）に置かれる。４の第１のメモリ制御手段は、デコードするストリームのＰＣＲに同期したクロックで分周して生成された出力同期信号基準で、デコーダからの情報を基に映像信号の読み出しを行う。また、この時同時にデコーダからの画像サイズ情報と出力する画像解像度から、５のフィルタ手段の水平、垂直拡大率等を制御して６の出力端子より出力される。
【０００５】
アナログ放送受信時は、７の入力端子２から入力されたアナログ複合映像信号が８のAD変換でデジタルデータに変換された後、２０のYC分離で輝度信号と変調色信号に分離される。変調色信号は、１０の色復調手段により色差信号に変換された後、輝度信号と一緒に１１の第２のメモリ制御手段によってメモリ手段１の（ｂ）の領域へ書き込まれる。尚、２０のYC分離では、９のメモリ手段２に書き込むことにより生成されたフレーム遅延データを用いて、３次元ＹＣ分離が行なわれている。
【０００６】
デジタル放送からアナログ放送に切り替えられた場合は、４の第１のメモリ制御手段が３のメモリ手段１から読み出す映像信号を、メモリ手段１の（ｂ）の領域に書き込まれた信号に切り替える。アナログ入力時は、入力される映像信号と、出画する映像信号が非同期である為、画面上で映像の追い越し、追い越されが発生しないよう、１１のメモリ制御手段２の映像書き込み位置の情報を基に、フレーム単位で読み出し映像を制御することによりフレームシンクロを行う。
【０００７】
外部入力端子より入力された映像信号がインターレース信号で、出力するフレーム周期が、入力信号のフレーム周期より短い場合のフレームシンクロ動作を例に、図６を用いて説明する。図６の（ａ）は、入力される映像信号を、（ｂ）はフレームシンクロ後の出力映像を示す。図中、フレーム画像をＡｎ（ｎ＝１，２，・・・・）で表わし、Ａｎの第１フィールド画像をＡｎ−１、第２フィールド画像をＡｎ−２で表している。入力信号をフレーム単位でメモリに書き込み、出力同期信号基準で読み出すことによって、同期信号の乗り換えを行っている。出力するフレーム周期が入力信号のフレーム周期より短い為、図中のＸで示すタイミングにおいては、映像の書き込み側と読み出し側のタイミングが近く、画面追い越しが起きないよう、１フレーム前のフレーム画像Ａ１を再度出力している。この為、Ａ１−１のフィールド画像の後にＡ１−２のフィールド画像が出力され、動きの早い画像では、時間の戻った画が表示されてしまう。この為、図６のＸのタイミングではＡ１のフレーム画像を出力するのではなく、Ａ１、Ａ２の画像より補間画像をあらかじめ作成して出力する手法等が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３０９２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
解決しようとする問題点は、通常のフレームシンクロ構成では、図６のＸに示した時間戻りが発生してしまう。また、この不具合を防ぐ為には、補間画像作成部等、かなり規模の大きい回路追加が必要となる点である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る映像信号処理装置は、符号化圧縮されたストリームを復号するデコーダと、デコーダにより復号された映像信号が記録されるメモリ手段と、メモリ手段から映像信号を読み出す第１のメモリ制御手段と、第１のメモリ制御手段により読み出された映像信号を出力画像サイズに変換するフィルタ手段と、アナログ映像信号を、第１のメモリ制御手段が読み出し可能な形式に変換する映像変換手段と、映像変換手段の出力を、メモリ手段に書き込む第２のメモリ制御手段とを備え、第１のメモリ制御手段が読み出すアドレスを、第２のメモリ制御手段が書き込んだ映像信号の位置に変更することにより、フィルタ手段よりアナログ映像信号を出力可能にしたことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明に係る映像信号処理装置において、第１のメモリ制御手段がフレーム映像の読み出しを開始する際、前回読み出したフレーム映像の次のフレーム映像を読み出すか、前回読み出したフレーム映像と同じ映像をもう一度読み出すか、前回読み出したフレーム映像の次のフレーム映像を飛ばして、その次のフレーム映像を読み出すかを、第２のメモリ制御手段の映像書き込み情報を基に制御を行なう事を特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る映像信号処理装置において、処理する映像信号がインターレース信号で、第１のメモリ制御手段が前回読み出したフレーム映像と同じ映像信号をもう一度読み出す場合に、第１フィールドを出力する読み出しタイミングでは、メモリ上の第２フィールドの映像信号を読み出し、第２フィールドを出力する読み出しタイミングでは、メモリ上の第２フィールドの映像信号をもう一度読み出すことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明に係る映像信号処理装置において、映像変換手段は、映像信号をフレーム遅延させ、映像のフレーム間差分を生成して処理を行なう機能を有し、処理する映像信号がインターレース信号で、第１のメモリ制御手段が前回読み出したフレーム映像と同じ映像信号をもう一度読み出す場合に、第１フィールドを出力する読み出しタイミングにおいて、メモリ上の第１フィールドの映像信号を読み出すか、第２フィールドの映像信号を読み出すかを、前記映像変換手段で生成される映像のフレーム間差分により生成される情報に基づいて切り替えを行なう事を特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る映像信号処理装置において、第１のメモリ制御手段が、第１フィールドを出力する読み出しタイミングにメモリ上の第２フィールドの映像信号の読み出しを行なう場合に、フィルタ手段を制御することにより、出力するフィールド映像の映像重心を、第１フィールドの映像重心に変換して出力する事を特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る映像信号処理装置において、映像変換手段は、映像のフレーム間差分を用いてノイズ低減を行なう事を特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る映像信号処理装置において、映像変換手段は、映像のフレーム間差分を用いて、複合映像信号から輝度信号と変調色信号の分離を行なう事を特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る映像信号処理装置において、映像変換手段は、ＡＤ変換装置とＹＣ分離装置及び色復調手段とから構成され、前記ＹＣ分離装置が２次元ＹＣ分離手段と３次元ＹＣ分離手段及び動き検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る映像信号処理装置において、映像変換手段は、ＡＤ変換装置と２次元ＹＣ分離装置と３次元ＮＲ装置及び色復調手段とから構成され、前記３次元ＮＲ装置が動き検出手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る映像信号処理装置において、映像変換手段は、ＡＤ変換装置と２次元ＹＣ分離手段と３次元ＹＣ分離手段及び動き検出手段を備えたＹＣ分離装置及び色復調手段とから構成され、前記色復調手段の後段にセレクタ手段を介して３次元ＮＲ装置が配設されたたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の映像信号処理装置は、入力されたアナログ信号処理内の３次元処理で用いられている動き情報によってメモリからの読み出し位置と出力解像度変換のフィルタ手段の画像重心変換を制御することにより、少ない回路追加で、動きの速いインターレース信号での時間戻りした映像出力や、静止画での解像度劣化のない、良好なフレームシンクロ画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
デジタル放送とアナログ放送のどちらにも受信対応した機器において、動きの速いインターレース信号での時間戻りした映像出力や、静止画での解像度劣化のない、良好なフレームシンクロ画像を実現した。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態のブロック図であって、１は入力端子１、２はデコーダ、３はメモリ手段１、４は第１のメモリ制御手段、５はフィルタ手段、６は出力端子、７は入力端子２、８はAD変換、９はメモリ手段２、１０は色復調手段、１１は第２のメモリ制御手段、２０はYC分離で、ライン相関に基づいてＹＣ分離を行う２次元ＹＣ分離２１と、フレーム相関に基づいてＹＣ分離を行う３次元ＹＣ分離２２と、フレーム差分より動き情報を生成する動き検出２３と、動き情報に基づいて２次元ＹＣ分離出力と３次元ＹＣ分離出力を切り替えるセレクタ２４により構成されている。また、図中、実線は、映像信号が流れる経路であり、破線は制御情報の経路を示す。
【００２２】
デジタル放送受信時は、ＭＰＥＧ圧縮されたストリームが１の入力端子１より入力され、２のデコーダでデコードされた映像信号が３のメモリ手段１の領域（ａ）に置かれる。４の第１のメモリ制御手段は、デコードするストリームのＰＣＲに同期したクロックで分周して生成された出力同期信号基準で、デコーダからの情報を基に映像信号の読み出しを行う。また、この時同時にデコーダからの画像サイズ情報と出力する画像解像度から、５のフィルタ手段の水平、垂直拡大率等を制御して６の出力端子より出力される。
【００２３】
アナログ放送受信時は、７の入力端子２から入力されたアナログ複合映像信号が８のAD変換でデジタルデータに変換された後、２０のYC分離で輝度信号と変調色信号に分離される。変調色信号は、１０の色復調手段により色差信号に変換された後、輝度信号と一緒に１１の第２のメモリ制御手段によってメモリ手段１の（ｂ）の領域へ書き込まれる。尚、２０のYC分離では、９のメモリ手段２に書き込むことにより生成されたフレーム遅延データを用いて、３次元ＹＣ分離が行なわれている。
【００２４】
デジタル放送からアナログ放送に切り替えられた場合は、４の第１のメモリ制御手段が３のメモリ手段１から読み出す映像信号を、１１の第２のメモリ制御手段が３のメモリ手段１に書き込んだ情報を基に読み出しを行うことにより切り替えをおこなう。４の第１のメモリ制御手段が読み出しに用いる同期信号は、切り替え前後で連続性が保証されている。また、７の外部入力端子２より入力された映像信号がインターレース信号で、フレームシンクロによってフレーム画像が繰り返し出力される場合には、２０のYC分離内の２３の動き検出より得られる動き情報に基づいて、４の第１のメモリ制御手段が読み出すフィールド画像と５のフィルタ手段の補間位相を制御することにより、最適なフレームシンクロ画像が得られるよう制御がなされている。
【００２５】
以下、図２を用いてこのフレームシンクロ動作を説明する。図２の（ａ）と（ｃ）は、１１の第２のメモリ制御手段により３のメモリ手段１に書き込まれる映像信号を、図２の（ｂ）と（ｄ）は、４の第１のメモリ制御手段によって読み出される映像信号を示す。尚、図２の（ａ）と（ｂ）は動きの激しい映像信号の場合を、（ｃ）と（ｄ）は動きの少ない静止画に近い映像信号の場合を示している。図中、フレーム画像をＡｎ（ｎ＝１，２，・・・・）で表わし、Ａｎの第１フィールド画像をＡｎ−１、第２フィールド画像をＡｎ−２で表している。映像の書き込み側と読み出し側のタイミングが近く、フレーム画像を繰り返す必要があるＸのタイミングにおいては、図１の２３の動き検出より得られる動き情報が所定値より大きくなったことを検出して、Ａ１のフレーム画像をリピート出力する際、第１フィールドの出力信号タイミングにおいて、図１の１１の第２のメモリ制御手段より伝えられたＡ１の第２フィールド画像位置を基にＡ１の第２フィールド画像を読み出す。この際、画像重心が１ラインずれてしまう為、図１の５のフィルタ手段を制御して、出力解像度へ拡大・縮小する設定を変更し、あわせて画像重心の補正を行なうようにしている。図中、Ａ１−２の映像信号の画像重心を第１フィールドの重心に変換した画像を、（Ａ１−２）’で表している。この結果、Ｘのタイミングにおいても、時間が戻った画像が出力されてしまうことを防ぐことができる。
【００２６】
静止画では、画像重心を変換すると、垂直解像度の低下が目立ってしまう。この為、図１の２３の動き検出より得られる動き情報が所定値より小さい場合は、（ｄ）で示すように、Ｘのタイミングにおいて、第１フィールド出力タイミングには第１フィールド画像Ａ１−１を読み出し、図１の５のフィルタ手段では画像重心補正を行なわない様に制御して垂直解像度の低下が起こらないように画素単位で制御される。
【００２７】
図３の実施例は、デジタル信号受信と、ＶＴＲなどの外部アナログ信号入力に対応した機器において、動きの速いインターレース信号での時間戻りした映像出力や、静止画での解像度劣化のない、良好なフレームシンクロ画像を実現した。
【００２８】
（実施の形態２）
図３は、本発明装置の実施の形態２のブロック図であって、１〜１０は図１と同じである。１１は第２のメモリ制御手段で、輝度、色差信号の書き込みと、１フレーム前の輝度、色差信号の読み出しを行なっている。２０はＹＣ分離、３０は３次元ＮＲで、入力信号と１１の第２のメモリ制御手段によって読み出されるフレーム遅延した信号との差分信号を生成するフレーム差分３３と、フレーム差分信号を基に動き情報を生成する動き検出３４と、フレーム差分信号と動き情報を基にノイズ信号を生成するノイズ抽出３２と、入力信号からノイズ信号を除去するノイズ除去３１により構成されている。経路の太線・実線・破線の意味合いはすべて図１と同じである。外部より入力されるＶＴＲ信号は、非標準信号の為、２１のＹＣ分離手段は、ライン相関を用いて分離を行なう２次元ＹＣ分離のみの構成が用いられる。また、ＶＴＲ信号は、信号のＳ／Ｎが悪い為、フレーム相関を用いてノイズ低減を行なう３０の３次元ＮＲが構成されている。第１の実施の形態との違いは、フレームシンクロの制御を行なう動き情報の生成源が、３０の３次元ＮＲ内の動き検出３４となっている点にある。
【００２９】
（実施の形態３）
図４は、本発明装置の実施の形態３のブロック図であって、１〜２０は図１と同じであり、図１において３ＤＮＲ３０とセレクタ手段４０を設けることにより、S/Nが良く、３次元NRをかけない標準信号の場合は、３次元YC分離より得られる動き情報を用い、３次元YC分離を行わない非標準信号に対して、フレーム相関を用いてノイズ低減を行なうことができるようにしたものであるの場合は、３次元NRより得られる動き情報を用いてフレームシンクロの制御を可能にしたものである。その他の構成はすべて図１と同じである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明にかかる映像信号処理装置は、映像変換手段内の映像のフレーム間差分によって生成される動き情報を、フィールドまたはフレーム内で積分して動き判断を行ない、フレームシンクロ時にフレームリピートを行う際の図２の（ｂ）と（ｄ）の切り替えを、フィールドまたはフレーム単位で切り替えを行なう機器にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施の形態のブロック図
【図２】本発明の第１の実施の形態のフレームシンクロ動作の説明図
【図３】本発明の第２の実施の形態のブロック図
【図４】本発明の第３の実施の形態のブロック図
【図５】従来の実施の形態のブロック図
【図６】従来のフレームシンクロ動作の説明図
【符号の説明】
【００３２】
１    入力端子１
２    デコーダ
３    メモリ手段１
４    第１のメモリ制御手段
５    フィルタ手段
６    出力端子
７    入力端子２
８    AD変換手段
９    メモリ手段２
１０    色復調手段
１１    第２のメモリ制御手段
２０    YC分離手段
２１    ２次元ＹＣ分離ブロック
２２    ３次元ＹＣ分離ブロック
２３    動き検出ブロック
２４    セレクタブロック
３０    ３次元ＮＲ
３１    ノイズ除去ブロック
３２    ノイズ抽出ブロック
３３    フレーム差分ブロック
３４    動き検出ブロック
４０    セレクタ手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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