(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された映像信号のフィールド周波数を、所望のフィールド周波数を持つ映像信号に変換するフィールド周波数変換装置において、
入力された映像信号を一時記憶するバッファメモリ回路と、このバッファメモリ回路から出力される時間前後する映像信号をフィールド単位で記憶する第１、第２フィールドメモリ回路とを備え、第２フィールドメモリ回路に記憶されている映像信号を指定された速度で出力する映像バッファ部と、
前記第１、第２フィールドメモリ回路に記憶されている時間前後する映像信号間の動きベクトルを求め、求められた動きベクトルに基づいて動き補償型内挿処理によりベクトル内挿された補間フィールド信号を生成する動きベクトル処理部と、
前記バッファメモリ回路に一時記憶されている映像信号中にシーンチェンジまたは静止画があるか否かのシーン判定を実行し、シーンチェンジまたは静止画が検出された場合にシーンチェンジ／静止画検出信号を生成するシーンチェンジ／静止画検出回路と、
このシーンチェンジ／静止画検出回路からシーンチェンジ／静止画検出信号が出力されているときには、前記映像バッファ部から出力される映像信号に対して高いフィールド周波数から低いフィールド周波数への変換においてはスキップ処理、低いフィールド周波数から高いフィールド周波数への変換においては挿入処理を行って、それぞれ出力映像信号を生成し、
前記シーンチェンジ／静止画検出回路からシーンチェンジ／静止画検出信号が出力されていないときには、前記映像バッファ部から出力される映像信号に対して低いフィールド周波数から高いフィールド周波数への変換においては前記バッファメモリ回路に記憶されている映像信号が無くなる前に、または高いフィールド周波数から低いフィールド周波数への変換においては前記バッファメモリ回路の全てのメモリが使用されて新しい映像信号を記憶できなくなる前に、それぞれ前記動きベクトル処理部で動き補償型内挿処理されたベクトル内挿補間フィールド信号を使用して出力映像信号を生成する映像生成部と、
を備えたことを特徴とするフィールド周波数変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョン信号のフィールド周波数を変換する際に使用されるフィールド周波数変換装置に係わり、特に動画中のフレームまたはフィールドのスキップ／挿入時に動きベクトルを用いた動き補償フィールド内挿を行い、スキップ／挿入時の画質劣化を防止するフィールド周波数変換装置に関する。
【０００２】
［発明の概要］
本発明は、テレビジョン信号の方式を変換する際に使用されるフィールド周波数変換装置に関し、特に５９．９４Ｈｚのフィールド周波数を持つテレビジョン信号、６０Ｈｚのフィールド周波数を持つテレビジョン信号のように、フィールド周波数が接近している映像信号間の相互変換を行うとき、動画中のフレームまたはフィールドのスキップ／挿入時に動きベクトルを用いた動き補償フィールド内挿を行い、スキップ／挿入時の画質劣化を防止するとともに、動画が連続しても、バッファメモリがメモリフル、メモリエンプティにならないようにするものである。
【０００３】
【従来の技術】
５９．９４Ｈｚのテレビジョン信号、６０Ｈｚのテレビジョン信号のように、フィールド周波数が接近している映像信号間の相互変換を行う際に使用されるフィールド周波数変換装置では、数フレーム分の容量と、非同期入出力機能とを持つバッファメモリに変換元の映像信号を入力して、これを記憶させながら、変換先のフィールド周波数に対応して、バッファメモリに記憶されている映像信号を読み出し、この映像信号の内容が予め設定されている一定の映像、例えばシーンチェンジ時の映像、あるいは静止画映像であるときには、フレーム単位またはフィールド単位で、映像信号のスキップまたは挿入を行って、変換元のフィールド数と、変換先のフィールド数とのずれを補償し、バッファメモリに記憶される映像信号が適切な量になるようにしている。
【０００４】
そして、動画が連続したときなどのように、映像信号のスキップまたは挿入のタイミングが無いときには、バッファメモリから１フィールド分の映像信号を読み出し、次の１フィールド分の映像信号を読み出す前に、フレーム単位またはフィールド単位で、強制的に映像信号のスキップまたは挿入を行って、バッファメモリがメモリフルになったり、メモリエンプティになったりするのを防止している。
【０００５】
また、５９．９４Ｈｚのテレビジョン信号、６０Ｈｚのテレビジョン信号のように、フィールド周波数が接近している映像信号間の相互変換を行う変換方法として、走査線数が１１２５本、フィールド周波数が６０Ｈｚの映像信号と、走査線数が１２５０本、フィールド周波数が５０Ｈｚの映像信号とを変換するときに使用されるフィールド周波数変換方法、すなわち映像信号で示される各映像の動きベクトルを使用したフィールド周波数変換方法を使用することも検討されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した各フィールド周波数変換方法のうち、バッファメモリを使用するフィールド周波数変換方法では、スキップまたは挿入を行う映像として、線形加算による直線内挿を使用して得られる映像を使用して、映像の不連続に起因する違和感を緩和するようにしているので、動きが少ない映像を処理したとき、解像度が低下してしまい、また動きが早い映像を処理したとき、二重像を生じてしまうことから、画質の劣化が著しいという問題があった。
【０００７】
そこで、このような画質の劣化を生じさせる動画中でのフレーム単位またはフィールド単位の映像のスキップまたは挿入を行う回数を低減させるために、バッファメモリの容量を大きくすることも考えられているが、バッファメモリの容量を大きくすると、出力映像の遅延量が大きく変動して、音声信号を伴う映像信号を扱う場合に映像信号のみフィールド周波数変換処理を行うことにより、映像信号のタイミングと、音声信号のタイミングとがずれてしまい、多大な違和感を与えてしまうという問題がある。
【０００８】
また、動きベクトルを使用してフィールド周波数が異なる映像信号を変換する方法では、２つの映像信号のフィールド周波数間にある程度の差がある場合には、映像信号の変換を行うことができるものの、５９．９４Ｈｚの映像信号、６０Ｈｚの映像信号のように、フィールド周波数が接近している映像信号を変換すると、出力映像の遅延量変動を所定範囲内に収めることができるものの、動きベクトルの検出誤差が画質に大きな影響を与えることから、良好な画質を得ることができるフィールド周波数変換装置を製作するのが難しいという問題があった。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑み、実時間で、画質を劣化させることなく、例えば走査線数が１１２５本、フィールド周波数が６０Ｈｚの映像信号と、走査線数が１１２５本、フィールド周波数が５９．９４Ｈｚの映像信号とを相互に変換することかできるフィールド周波数変換装置を提供することを目的としている。
【００１０】
上記の目的を達成するために本発明は、入力された映像信号のフィールド周波数を、所望のフィールド周波数を持つ映像信号に変換するフィールド周波数変換装置において、入力された映像信号を一時記憶するバッファメモリ回路と、このバッファメモリ回路から出力される時間前後する映像信号をフィールド単位で記憶する第１、第２フィールドメモリ回路とを備え、第２フィールドメモリ回路に記憶されている映像信号を指定された速度で出力する映像バッファ部と、前記第１、第２フィールドメモリ回路に記憶されている時間前後する映像信号間の動きベクトルを求め、求められた動きベクトルに基づいて動き補償型内挿処理によりベクトル内挿された補間フィールド信号を生成する動きベクトル処理部と、前記バッファメモリ回路に一時記憶されている映像信号中にシーンチェンジまたは静止画があるか否かのシーン判定を実行し、シーンチェンジまたは静止画が検出された場合にシーンチェンジ／静止画検出信号を生成するシーンチェンジ／静止画検出回路と、このシーンチェンジ／静止画検出回路からシーンチェンジ／静止画検出信号が出力されているときには、前記映像バッファ部から出力される映像信号に対して高いフィールド周波数から低いフィールド周波数への変換においてはスキップ処理、低いフィールド周波数から高いフィールド周波数への変換においては挿入処理を行って、それぞれ出力映像信号を生成し、前記シーンチェンジ／静止画検出回路からシーンチェンジ／静止画検出信号が出力されていないときには、前記映像バッファ部から出力される映像信号に対して低いフィールド周波数から高いフィールド周波数への変換においては前記バッファメモリ回路に記憶されている映像信号が無くなる前に、または高いフィールド周波数から低いフィールド周波数への変換においては前記バッファメモリ回路の全てのメモリが使用されて新しい映像信号を記憶できなくなる前に、それぞれ前記動きベクトル処理部で動き補償型内挿処理されたベクトル内挿補間フィールド信号を使用して出力映像信号を生成する映像生成部と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
上記の構成の本発明では、映像バッファ部によって、変換するために入力された映像信号を一時記憶しながら、指定された速度で、記憶している映像信号を出力するとともに、動きベクトル処理部にとって、映像バッファ部に一時記憶されている映像信号を用いて動きベクトルを求め、求められた動きベクトルに基づいて動き補償型内挿処理によりベクトル内挿された補間フィールド信号を生成し、前記映像生成部によって、映像バッファ部に一時記憶されている映像信号の内容が静止画またはシーンチェンジであるときには、映像信号に対して高いフィールド周波数から低いフィールド周波数への変換においてはスキップ処理、低いフィールド周波数から高いフィールド周波数への変換においては挿入処理を行い、映像バッファ部に一時記憶されている映像信号が動画像であり、加えて前記映像バッファ部のバッファメモリ回路に記憶されている映像信号が無くなるとき、または前記映像バッファ部のバッファメモリ回路の全てのメモリが使用されて新しい映像信号を記憶できなくなるときに、前記ベクトル処理部で動き補償型内挿処理されたベクトル内挿補間フィールド信号を使用して映像信号を生成する。これにより、映像中にシーンチェンジ、静止画がないときでも、実時間で、画質を劣化させることなく、例えば走査線数が１１２５本、フィールド周波数が６０Ｈｚの映像信号と、走査線数が１１２５本、フィールド周波数が５９．９４Ｈｚとを相互に変換する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
《発明の基本原理》
まず、本発明によるフィールド周波数変換装置の詳細な説明に先だって、本発明によるフィールド周波数変換装置で使用されるフィールド周波数変換方法について説明する。
【００１５】
バッファメモリを使用する従来のフィールド周波数変換装置では、近接するフィールド周波数へと変換する場合において、フレーム単位で映像をスキップまたは挿入を行うときには画質が劣化する。特に動画中にフレーム単位で映像のスキップまたは挿入を行うときには映像の劣化が顕著になる一方、フレーム単位で映像のスキップまたは挿入を行わないときには画質の劣化が発生しないという特性を持っている。
【００１６】
そこで、本発明によるフィールド周波数変換装置では、フレーム単位で、映像のスキップまたは挿入を行わないとき、および静止画およびシーンチェンジ時に、フレーム単位で映像のスキップまたは挿入を行うときには、バッファメモリを使用して従来のフィールド周波数変換方法と同じフィールド周波数変換方法を使用し、また動画中にフレーム単位で映像のスキップまたは挿入を行うときのみ、動きベクトルを用いた動き補償フィールド内挿を行うことにより画質の劣化を防止する。
【００１７】
これにより、動画中にフレーム単位で映像のスキップまたは挿入を行う確率が低く、内挿フィールドが出力される時間率も低いことから、動きベクトルの誤検出に起因する画質劣化の発生率を極めて低くすることができるとともに、動画中に映像を挿入またはスキップする際の画質劣化を極めて小さくして、映像のスキップ頻度、挿入頻度をある程度大きくしても、画質劣化を許容範囲内に収め、これによってバッファメモリの容量を小さくして、出力映像の遅延量変動を小さく抑えることができる。
【００１８】
また、動画中に、フレーム単位で、映像をスキップまたは挿入したとき、限られた一定の期間内でのフィールド数変換を行うため、フィールド周波数変換比率が５９.９４Ｈｚと６０Ｈｚとの比(１０００:１００１)より、はるかに大きくなることから、動きベクトル検出に要求される精度を軽減させて、ハードウェアの実現を容易にすることができる。
【００１９】
《実施の形態の構成》
図１は、上述したフィールド周波数変換方法を使用した、本発明によるフィールド周波数変換装置の実施の形態を示すブロック図である。なお、以下の説明では、説明を簡単にするために、コンポーネント方式の映像信号を構成するＹ信号、Ｐｂ信号、Ｐｒ信号のうち、１つの信号のみについて、説明する。
【００２０】
この図に示すフィールド周波数変換装置１は、指定された周波数で映像信号を取り込んで記憶するとともに、指定された周波数で記憶している映像信号を出力する映像バッファ部２と、フィールド周波数変換内容に応じた書き込み制御信号、読み出し制御信号を生成して、映像バッファ部２の記憶動作、読み出し動作を制御するととともに、映像バッファ部２に記憶されている映像信号のシーン内容に基づき、シーンチェンジ、静止画、動画などを検出し、この検出結果に応じて、内挿制御信号、切換信号を生成する制御部３と、映像バッファ部２に記憶されている各映像信号に基づき、動きベクトルを検出するとともに、この検出結果、制御部３から出力される内挿制御信号に基づき、動きベクトルを用いてベクトル内挿信号を生成する動きベクトル処理部４と、制御部３から出力される切換信号に基づき、映像バッファ部２から出力される映像信号を選択する処理または動きベクトル処理部４から出力されるベクトル内挿補間フィールド信号を選択する処理を行って、出力映像信号を生成する切換部５とを備えている。
【００２１】
そして、このフィールド周波数変換装置１は、入力されたフィールド周波数で、映像信号を取り込んで記憶するとともに、所望のフィールド周波数で、記憶している映像信号を読み出しながら、この映像信号をそのまま出力するとき、および静止画中に映像のスキップまたは挿入を行うとき、バッファメモリを使用した従来のフィールド周波数変換方法と同じフィールド周波数変換方法で、映像のスキップまたは挿入を行い、動画中に、映像のスキップまたは挿入を行うとき、動きベクトルを用いた動き補償型内挿処理を行い、これによって得られた映像信号を出力映像信号として出力する。
【００２２】
映像バッファ部２は、３フレーム程度の容量を持ち、制御部３から出力される書き込み制御信号に応じたクロック周波数で、フィールド周波数変換対象となっている映像信号、例えばアナログ信号形式の映像信号をＡ／Ｄ変換して得られたデジタル信号形式の映像信号を取り込んで記憶しながら、制御部３から出力される読み出し制御信号に応じたクロック周波数で、記憶している映像信号を読み出すバッファメモリ回路６と、このバッファメモリ回路６から出力される映像信号をフィールド単位で記憶しながら、記憶している映像信号を読み出す第１フィールドメモリ回路７と、この第１フィールドメモリ回路７から出力される映像信号をフィールド単位で記憶しながら、記憶している映像信号を読み出す第２フィールドメモリ回路８と、この第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号を動きベクトル処理部４の処理時間に対応する時間だけ遅延させる遅延回路９とを備えている。
【００２３】
制御部３は、バッファメモリ回路６から出力される映像信号と第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号とを比較して、各映像信号で示される映像中にシーンチェンジ、静止画があるときには、これを検出して、シーンチェンジ／静止画検出信号を生成するシーンチェンジ／静止画検出回路１０と、フィールド周波数変換指示に応じた書き込み制御信号、読み出し制御信号を生成して、これをバッファメモリ回路６に供給するとともに、シーンチェンジ／静止画検出回路１０からシーンチェンジ／静止画検出信号が出力されたとき、内挿制御信号、切換信号を生成し、シーンチェンジ／静止画検出回路１０からシーンチェンジ／静止画検出信号が出力されないときには、バッファメモリ回路６から出力される映像信号、第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号で示される映像が動画であっても、バッファメモリ回路６がメモリフルまたはメモリエンプティになる前に、内挿制御信号、切換信号を生成し、これを切換部５に供給する制御回路１１を備えている。
【００２４】
動きベクトル処理部４は、第１フィールドメモリ回路７から出力される映像信号と第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号とに対し、反復勾配法、ブロックマッチング法、位相相関法などを使用して、動きベクトルを検出し、この検出結果に基づき、ベクトル信号を生成する動きベクトル検出回路１２と、第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号を取り込み、指定された時間（動きベクトル検出回路１２で生じる遅延時間と同じ時間）だけ遅延させる遅延回路１３と、第１フィールドメモリ回路７から出力される映像信号を取り込み、指定された時間（遅延回路１３の遅延時間と同じ時間）だけ遅延させる遅延回路１４と、制御回路１１からシーンチェンジまたは静止画を示す内挿制御信号が出力されているとき、各遅延回路１３、１４から出力される各映像信号に対してスキップ処理または挿入処理を行い、また制御回路１１から動画を示す内挿制御信号が出力されているとき、動きベクトル検出回路１２から出力されるベクトル信号に基づき、各遅延回路１３、１４から出力される各映像信号を処理して、スキップ時用のベクトル内挿補間フィールド信号または挿入用のベクトル内挿補間フィールド信号を生成し、これを切換部５に供給する動きベクトル内挿回路１５とを備えている。
【００２５】
切換部５は、制御部３から切換信号が出力されていないときには、映像バッファ部２の遅延回路９から出力される映像信号を選択し、また制御部３から切換信号が出力されたときには、動きベクトル内挿回路１５から出力されるスキップ時用、挿入時用の映像信号またはスキップ時用、挿入時用のベクトル内挿補間フィールド信号を選択する切換器１６を備えている。
【００２６】
《実施の形態の動作》
次に、図１に示すブロック図を参照しながら、この実施の形態のフィールド周波数変換動作について説明する。
【００２７】
＜５９．９４Ｈｚを６０Ｈｚに変換する場合＞
まず、５９．９４Ｈｚの映像信号を６０Ｈｚの映像信号に変換するときには、フィールド周波数が５９．９４Ｈｚの映像信号が入力される毎に、これがＡ／Ｄ変換回路（図示は省略する）によってＡ／Ｄ変換され、デジタル信号形式の映像信号が生成されて映像バッファ部２のバッファメモリ回路６に供給される。そして、この映像信号は、制御回路１１から出力される書き込み制御信号に応じて、映像信号のフィールド周波数５９．９４Ｈｚに対応するクロック周波数、例えばハイビジョン映像信号であれば、７４．１７５８２ＭＨｚ（２２００サンプル×１１２５本×２９．９７フレーム＝７４．１７５８２ＭＨｚ）のクロック周波数でバッファメモリ回路６に順次、記憶される。
【００２８】
また、この動作と並行して、制御回路１１から出力される読み出し制御信号に基づき、フィールド周波数６０Ｈｚに対応するクロック信号、例えばフィールド周波数変換後の映像信号がハイビジョン映像信号であれば、７４．２５ＭＨｚ（２２００サンプル×１１２５本×３０フレーム＝７４．２５ＭＨｚ）のクロック周波数で、バッファメモリ回路６に記憶されている映像信号が読み出されて第１フィールドメモリ回路７に記憶される。また、この第１フィールドメモリ回路７に記憶されている映像信号が読み出されて第２フィールドメモリ回路８に記憶される。さらにこの第２フィールドメモリ回路８に記憶されている映像信号が読み出され、遅延回路９によって動きベクトル処理部４で生じる遅延時間だけ遅延されて切換部５に供給され、出力映像信号として出力される。
【００２９】
また、これらの動作と並行し、第１フィールドメモリ回路７から出力される映像信号と、第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号とに基づき、動きベクトル検出回路１２によって、各映像信号の動きが検出されて、ベクトル信号が生成される。また、各遅延回路１３、１４によって、第１フィールドメモリ回路７から出力される映像信号と、第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号とがそれぞれ遅延されて、これの各映像信号と、動きベクトル検出回路１２から出力されるベクトル信号との遅延が合わせられる。
【００３０】
さらに、これらの動作と並行し、バッファメモリ回路６から出力される映像信号と、第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号とに基づき、シーンチェンジ／静止画検出回路１０によって、各映像信号で示される映像がシーンチェンジまた静止画であるかどうかが判定される。判定の結果、各映像信号で示される映像がシーンチェンジまたは静止画であるときには、制御回路１１の読み出し制御信号によって、バッファメモリ回路６に記憶されている映像信号の読み出しが１フレーム期間中断される。
【００３１】
読み出しが中断されることで、バッファメモリ回路６に記憶されている映像信号が０になるメモリエンプティになる前に、シーンチェンジまたは静止画で、映像バッファ部２の遅延回路９から出力される映像信号が１フレームまたは１フィールド分繰り返され、これが映像出力信号として出力される。
【００３２】
また、長時間にわたり、シーンチェンジ／静止画検出回路１０によって、シーンチェンジまたは静止画が検出されないときには、１フレーム当たり約３３秒で、バッファメモリ回路６内の映像信号が０になるメモリエンプティになってしまうことから、バッファメモリ回路６がメモリエンプティになる前に制御回路１１によって、挿入期間が設定されて、内挿用のベクトル内挿補間フィールド信号生成を指示する内挿制御信号が生成され、これが動きベクトル内挿回路１５に供給される。また、切替信号が生成されて切替部５に供給され、さらに挿入期間を構成する各フィールドのうち、特定のフィールドで、読み出し制御信号の出力が一時的に中断され、バッファメモリ回路６に記憶されている映像信号の読み出しが一時的に中断される。
【００３３】
これにより、動きベクトル検出回路１２から出力されるベクトル信号と、各遅延回路１３、１４から出力される２つの映像信号とに基づき、動きベクトル内挿回路１５によって、図２に示すように、入力された数フレーム分または数フィールド分の映像信号と、各映像信号の間に出力される出力映像信号とのタイミング差（時間軸上の距離ａと、時間軸上の距離ｂとの差）に応じた、ベクトル内挿処理が行われて、ベクトル内挿補間フィールド信号が生成され、これが切換部５に供給される。
【００３４】
この際、ベクトル内挿補間フィールド信号の時間間隔を一定にして、各ベクトル内挿フィールドを直線的に発生させるため、次式に示すように、時間軸上における前後のフィールドと、内挿フィールドとの距離ａ、ｂが“ａ＋ｂ＝１”を満たすように、これら距離ａ、ｂが規定され、さらに各距離ａ、ｂの比に応じて、前後各フィールドを重み付け加算した内挿フィールドを作成するとき、前後のフィールドの動きベクトルを使用した動き補償が併用されて、ボケが少ない内挿フィールドが作成される。
【００３５】
【数１】
Ｌ（ｋ）＝｛（ｎ−１）／（ｍ−１）｝・ｋ      …（１）
ａ＝Ｌ（ｋ）−［Ｌ（ｋ）］              …（２）
ｂ＝［Ｌ（ｋ）］＋１−Ｌ（ｋ）          …（３）
但し、ｎ：挿入期間中における入力フィールド数
ｍ：挿入期間中における出力フィールド数
ｋ：ｋ＝０〜（ｍ−１）で表わされる変数
［Ｌ（ｋ）］：Ｌ（ｋ）に対するガウス関数を示すガウス記号
【００３６】
これにより、映像バッファ部２の遅延回路９から出力される映像信号中にシーンチェンジ部分または静止画部分が無いときでも、バッファメモリ回路６がメモリエンプティになる前に、所定のフィールド数分の挿入期間を構成する特定のフィールドを処理するとき、バッファメモリ回路６の読み出し動作が中断されて、新たな映像信号が蓄積されるとともに、動きベクトルを使用したベクトル内挿処理が行われ、前後の映像信号に対応する違和感が無く１フレーム分または１フィールド分の映像が挿入されたベクトル内挿補間フィールド信号に置き換えられ、これが出力映像信号として出力される。
【００３７】
この結果、例えば、図３に示すように、８フィールドの挿入期間に、８フィールド分の映像信号を１０フィールド分の映像信号に変換する場合には、図４に示すように、動きベクトル内挿回路１５から第５フィールドの映像信号が出力される時点、第９フィールドの映像信号が出力される時点で、バッファメモリ回路６の読み出し動作が中断されて、新たな映像信号が蓄積されるとともに、動きベクトルを使用したベクトル内挿処理が行われ、前後の映像信号に対応する違和感が無く１フレーム分または１フィールド分の映像が挿入されたベクトル内挿補間フィールド信号に置き換えられ、これが出力映像信号として出力される。
【００３８】
この際、図３に示すように、直線１７の傾斜が小さくなると、切換部５から出力される映像信号で示される映像の進行速度が遅くなり、スローモーション状態になることから、１つの挿入期間で処理されるフィールド数がある程度の値に設定されて、直線１７の傾斜の変化が十分に小さな値に収められる。
【００３９】
＜６０Ｈｚを５９．９４Ｈｚに変換する場合＞
また、６０Ｈｚの映像信号を５９．９４Ｈｚの映像信号に変換するときには、フィールド周波数が６０Ｈｚの映像信号が入力される毎に、これがＡ／Ｄ変換回路（図示は省略する）によってＡ／Ｄ変換されて、デジタル信号形式の映像信号が生成されて、映像バッファ部２のバッファメモリ回路６に供給されるとともに、制御回路３から出力される書き込み制御信号に応じて、映像信号のフィールド周波数６０Ｈｚに対応するクロック周波数、例えば映像信号がハイビジョン映像信号であれば、７４．２５ＭＨｚ（２２００サンプル×１１２５本×３０フレーム＝７４．２５ＭＨｚ）のクロック周波数で、バッファメモリ回路６に順次、記憶される。
【００４０】
また、この動作と並行し、制御回路１１から出力される読み出し制御信号に基づき、フィールド周波数５９．９４Ｈｚに対応するクロック信号、例えばフィールド周波数変換後の映像信号がハイビジョン映像信号であれば、７４．１７５８２ＭＨｚ（２２００サンプル×１１２５本×２９．９７フレーム＝７４．１７５８２ＭＨｚ）のクロック周波数で、バッファメモリ回路６に記憶されている映像信号が読み出されて、第１フィールドメモリ回路７に記憶されるとともに、この第１フィールドメモリ回路７に記憶されている映像信号が読み出されて、第２フィールドメモリ回路８に記憶され、さらにこの第２フィールドメモリ回路８に記憶されている映像信号が読み出され、遅延回路９によって動きベクトル処理部４で生じる遅延時間だけ、遅延されて、切換部５に供給され、出力映像信号として出力される。
【００４１】
また、これらの動作と並行し、第１フィールドメモリ回路７から出力される映像信号と、第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号とに基づき、動きベクトル検出回路１２によって、各映像信号の動きが検出されてベクトル信号が生成される。これとともに、各遅延回路１３、１４によって、第１フィールドメモリ回路７から出力される映像信号と、第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号とがそれぞれ遅延されて、各映像信号と、動きベクトル検出回路１２から出力されるベクトル信号との遅延が合わせられる。
【００４２】
さらに、これらの動作と並行し、バッファメモリ回路６から出力される映像信号と、第２フィールドメモリ回路８から出力される映像信号とに基づき、シーンチェンジ／静止画検出回路１０によって、各映像信号で示される映像がシーンチェンジまたは静止画であるかどうかが判定され、各映像信号で示される映像がシーンチェンジまたは静止画であるときには、制御回路１１の読み出し制御信号によって、バッファメモリ回路６への書き込みを１フィールド分または１フレーム分停止する。
【００４３】
これにより、バッファメモリ回路６がメモリフルになる前に、シーンチェンジまたは静止画の場合に、入力映像信号のうち、１フレーム分の映像信号または１フィールド分の映像信号がスキップされ、これが出力映像信号として出力される。
【００４４】
また、長時間にわたり、シーンチェンジ／静止画検出回路１０によって、シーンチェンジまたは静止画が検出されないときには、入力された映像信号のフィールド数と、出力される映像信号のフィールド数との差に対応してバッファメモリ回路６がメモリフルになってしまうことから、バッファメモリ回路６がメモリフルになる前に、制御回路１１によって、スキップ期間が設定されて、スキップ時用のベクトル内挿補間フィールド信号生成を指示する内挿制御信号が生成され、これが動きベクトル内挿回路１５に供給されるとともに、切換信号が生成され、これが切換部１５に供給され、さらにスキップ期間を構成する各フィールドのうち、特定のフィールドで、読み出し制御信号が切り換えられて、バッファメモリ回路６に記憶されている映像信号が１フィールドずつ、多く読み出される。
【００４５】
そして、動きベクトル検出回路１２から出力されるベクトル信号と、各遅延回路１３、１４から出力される２つの映像信号とに基づき、動きベクトル内挿回路１５によって、図５に示すように、入力された数フレーム分または数フィールド分の映像信号と、各映像信号の間に出力される出力映像信号とのタイミング差に応じた、ベクトル内挿処理が行われて、ベクトル内挿補間フィールド信号が生成され、これが切換部５に供給される。
【００４６】
これにより、映像バッファ部２の遅延回路９から出力される映像信号中にシーンチェンジ部分または静止画部分が無いときでも、バッファメモリ回路６がメモリフルになる前に、所定のフィールド数分のスキップ期間を構成する特定のフィールドを処理するとき、バッファメモリ回路６に記憶されている映像信号が連続的に、読み出しされ、バッファメモリ回路６に空エリアが形成されるとともに、動きベクトルを使用したベクトル内挿処理が行われ、前後の映像信号に対応する違和感が無く１フレーム分または１フィールド分の映像がスキップされたベクトル内挿補間フィールド信号に置き換えられ、これが出力映像信号として出力される。
【００４７】
この結果、例えば、図６に示すように、８フィールドの挿入期間に、１０フィールド分の映像信号を８フィールド分の映像信号に変換する場合には、図７に示すように、動きベクトル内挿回路１５から第４フィールドの映像信号が出力される時点、第７フィールドの映像信号が出力される時点で、バッファメモリ回路６に記憶されている映像信号が連続的に、読み出しされ、バッファメモリ回路６に空エリアが形成されるとともに、動きベクトルを使用したベクトル内挿処理が行われ、前後の映像信号に対応する違和感が無く１フレーム分または１フィールド分の映像がスキップされたベクトル内挿補間フィールド信号に置き換えられ、これが出力映像信号として出力される。
【００４８】
この際、図６に示すように、直線１８の傾斜が大きくなると、切換部５から出力される映像信号で示される映像が進行速度が早くなり、早回し再生状態になることから、１つのスキップ期間で処理されるフィールド数がある程度の値に設定されて、直線１８の傾斜の変化が十分に小さな値に収められる。
【００４９】
《実施の形態の効果》
このように、この実施の形態では、入力されたフィールド周波数で、映像信号を取り込んで記憶するとともに、所望のフィールド周波数で、記憶している映像信号を読み出しながら、この映像信号をそのまま出力するとき、および静止画またはシーンチェンジ時に映像のスキップまたは挿入を行うとき、バッファメモリを使用した従来のフィールド周波数変換方法と同じフィールド周波数変換方法で、映像のスキップまたは挿入を行い、また動画中に、映像のスキップまたは挿入を行うとき、動きベクトルを用いた動き補償型内挿処理を行い、これによって得られた映像信号を出力映像信号として出力するようにしているので、実時間で、画質を劣化させることなく、走査線数が１１２５本、フィールド周波数が６０Ｈｚの映像信号と、走査線数が１１２５本、フィールド周波数が５９.９４Ｈｚの映像信号とを相互に変換することができる。
【００５０】
また、この実施の形態では、映像中にシーンチェンジまたは静止画がないときでも、動きベクトルを用いた動き補償型内挿処理を行うようにしているので、バッファメモリの容量を小さくして、映像の遅延量変動を小さくしながら、実時間で、画質を劣化させることなく、走査線数が１１２５本、フィールド周波数６０Ｈｚの映像信号と、走査線数が１１２５本、フィールド周波数が５９.９４Ｈｚの映像信号とを相互に変換することができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のフィールド周波数変換装置では、映像中にシーンチェンジまたは静止画がないときでも、実時間で、画質を劣化させることなく、例えば走査線数が１１２５本、フィールド周波数が６０Ｈｚの映像信号と、走査線数が１１２５本、フィールド周波数が５９．９４Ｈｚの映像信号とを相互に変換することかできる。
【００５２】
また、請求項２のフィールド周波数変換装置では、映像中にシーンチェンジまたは静止画がないときでも、実時間で、画質を劣化させることなく、例えば走査線数が１１２５本、フィールド周波数が６０Ｈｚの映像信号と、走査線数が１１２５本、フィールド周波数が５９．９４Ｈｚの映像信号とを相互に変換することかできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフィールド周波数変換を使用した、本発明によるフィールド周波数変換装置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示すフィールド周波数変換装置において、動画中に挿入されるベクトル内挿補間フィールド信号の入力映像信号と、出力映像信号との関係例を示す説明図である。
【図３】図１に示すフィールド周波数変換装置において、動画中にベクトル内挿補間フィールド信号を挿入するときの入力フィールド数と、出力フィールド数との関係例を示す説明図である。
【図４】図１に示すフィールド周波数変換装置において、動画中にベクトル内挿補間フィールド信号を挿入するときのバッファメモリ回路、第１フィールドメモリ回路、第２フィールドメモリ回路、動きベクトル内挿回路の各動作例を示す説明図である。
【図５】図１に示すフィールド周波数変換装置において、動画中に挿入されるベクトル内挿補間フィールド信号の入力映像信号と、出力映像信号との関係例を示す説明図である。
【図６】図１に示すフィールド周波数変換装置において、動画中にベクトル内挿補間フィールド信号を挿入するときの入力フィールド数と、出力フィールド数との関係例を示す説明図である。
【図７】図１に示すフィールド周波数変換装置において、動画中にベクトル内挿補間フィールド信号を挿入するときのバッファメモリ回路、第１フィールドメモリ回路、第２フィールドメモリ回路、動きベクトル内挿回路の各動作例を示す説明図である。
【符号の説明】
１：フィールド周波数変換装置
２：映像バッファ部
３：制御部（映像生成部）
４：動きベクトル処理部
５：切換部（映像生成部）
６：バッファメモリ回路
７：第１フィールドメモリ回路
８：第２フィールドメモリ回路
９、１３、１４：遅延回路
１０：シーンチェンジ／静止画検出回路
１１：制御回路
１２：動きベクトル検出回路
１５：動きベクトル内挿回路
１６：切換器
１７、１８：直線
【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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【図７】
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