(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛び越し走査テレビジョン信号を受信するテレビジョンシステムであって：
１）前記飛び越し走査信号を受信するための受信機と；
２）前記信号内の画素を順次走査画素データに変換する処理装置であって、前記信号を変換するいくつかの方法の内のひとつを用いて、前記処理装置が、前記複数の方法において少なくとも二つのビデオデータ間で動き検出を実行するように動作可能であり、
２)−１：画素データ間で変換を行う前記複数の方法のうちの少なくとも一つの第一の方法は、第一の相対位置の組の中にある画素データに対応するものであり、
２)−２：画素データ間で変換を行う前記複数の方法のうちの少なくとも一つの第二の方法は、前記第一の相対位置の組とは異なる、第二の相対位置の組の中にある画素データに対応するものである、前記処理装置と：
３）前記処理装置と通信し、前記変換の途中及び変換の後にデータを受信し、更に多くのメモリを含むように拡張性を有するメモリであって、前記メモリの拡張は、前記複数の方法の追加に備えるものであり、また前記メモリの拡張は、前記追加された方法のどれが可能かを決定するものである、前記メモリと；
４）前記変換された信号を順次走査型ビデオ画像として表示するための空間光変調器とを含む、前記システム。
【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システムに係わり、更に詳細には順次走査型ディジタル式テレビジョンシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
放送テレビジョン信号は通常、飛び越し形式（インターレース・フォーマット）で受信機に到達する。すなわち、表示されるべき各ビデオフレームは、二つのフィールドとして到達する。第一フィールドは偶数番号の走査線かまたは奇数番号の走査線のいずれかを含む。第二フィールドはその反対の走査線の組を含む。
【０００３】
テレビジョンはこれらのフレームを、視聴者がそれらが二つのフィールドであるとが実際には分からないように表示する。しかしながら、最近の放送テレビジョン分野での革新の結果、順次走査が開始されるようになってきている。順次走査（プロスキャン）では、飛び越されているフィールドが表示前に組み合わされ、全フレームが表示される。陰極管（ＣＲＴ）テレビジョンでは、この事は画像を走査するひとつまたは複数の電子銃が、奇数または偶数の走査線を最初に走査して次に反対側の走査線を走査する代わりに、データの全フレームを走査することを意味する。
【０００４】
テレビジョンシステムのいくつかの実施例ではＣＲＴは使用されていないものも有る。これらのテレビジョンは個別に制御可能な素子、例えば液晶素子、またはディジタル式微小鏡素子等々（それぞれ、ＬＣＤまたはＤＭＤ）の配列を使用している。これらのシステムでは走査銃が存在しないので、通常は表示する前にフィールドの飛び越し走査を解除して、全フレームを個別素子の配列の駆動回路に入力しなければならない。
【０００５】
これはシステム価格を引き上げ、またこれらの機能を実行するための高水準な回路を必要とするといった問題を引き起こす。しかしながら、プロスキャンを実現する能力が無ければ、空間光変調器を使用する他の利点、例えば完全なディジタル式テレビジョン（入力から出力までディジタル）並びに優れた解像度を備えた鮮明な画像等が、高価格のためにかすんでしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、空間光変調器を使用するシステムで、システム価格をそれほど増加させることなく飛び越し走査からプロスキャンに変換するための方法が必要である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
飛び越し走査信号を受信するテレビジョンシステムが開示される。このシステムは飛び越し走査信号を受信し、次に購入されるシステムの構成に応じて、いくつかの処理方法の中のひとつを用いて順次走査データに変換する。構成は価格によって変化するが、更に高価な処理方法を含むように簡単に格上げ更新する事が可能である。
【０００８】
本システムの特長は、ひとつのシステムを広い範囲の購入者に提供する事によって、製造者がより簡単により多くの顧客を獲得出来るようにすることである。
【０００９】
本システムの特長は、飛び越し走査から順次走査へ変換する、更に複雑な方法を実施する際に必要な処理能力の全てを含むことにより、格上げ更新を簡単に組み込めるようにしている点である。
【００１０】
本発明を更に完全に理解するため、並びに更に別の特長を理解するために、添付図を参照して以下の詳細な説明を行う。
【００１１】
【発明の実施の形態】
現在の標準規格のアナログテレビジョン送信からディジタル信号に変換するテレビジョン受像機が図１に示されている。アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換は本発明の動作では不要である。しかしながら何らかの方法でディジタル信号が生成されなければならない。入力される飛び越し走査ビデオ信号は信号インタフェース部（Ｉ／Ｆ）１１から受信機に入る。この時点で、もしも入力信号が既にディジタルでない場合は、これはＡ／Ｄ変換によってディジタル化される。
【００１２】
本発明は入力信号が色空間変換を受ける前でも後でもいずれでも使用することが可能である。飛び越し走査から順次走査（プロスキャン）への変換は、信号のクロミナンス及び輝度（Ｃ及びＹ）成分、または赤緑青（ＲＧＢ）変換信号のいずれに対しても実施することが可能である。色空間変換は図１の受信機１０のインタフェース装置１１または処理装置１２のいずれかで行なわれる。
【００１３】
飛び越し走査からプロスキャンへの変換は、多くの場合処理装置１２の中で実施されるが、必要で有ればインタフェース装置１１の中で実現することも可能である。何処で変換が行われるかには関係なく、変換された信号は必要に応じてその他の処理を施された後、表示用メモリ１４に送られる。主タイミング装置２２は処理装置とメモリとの間、並びにメモリと空間光変調器１６との間の信号のタイミングを制御する。
【００１４】
空間光変調器１６は個別に制御可能な素子のｘ−ｙ配列で構成されている。各々の素子は何らかの型式の駆動回路を有し、これはメモリ１４に格納された信号に応答して光源１８からの光に作用するように個別の素子に影響を与える。メモリから送信された信号に応答する素子の各々の配列の効果が集積されて画像が形成され、拡大された後画像２０の様に現れる。空間光変調器の例としては、液晶素子、及びディジタル式鏡素子等が上げられる。
【００１５】
本システムの上記の説明の中で、プロスキャン処理が実現されているが、これはその他の考えられるシステム素子の組み合わせを排他的に除外しているものでは無い。これは単に例として示しただけである。
【００１６】
従来型（例えばＣＲＴ）モニタとは違って、空間光変調器は画像を走査するためにＣＲＴ銃は使用しない。これに代わって、これらはデータの全フレームを一度に表示する、従って入力される飛び越し走査フィールドはひとつのフレームを生成するために一緒にされなければならない。典型的な規格、例えばＮＴＳＣ及びＰＡＬでは、入力フレームは二つのフィールドで入ってくる。例えば、ＮＴＳＣでは、第一フィールドは偶数番号の走査線を含み、そして第二フィールドは同一フレームの奇数番号の走査線を含む。これを空間光変調器の表面に表示するために、これらのデータはひとつのデータフレームとして一緒にされ、メモリに格納され、そして変調器駆動回路に同時に送信されなければならない。
【００１７】
この回路を追加することは空間光変調器を使用するテレビジョンの価格を非常に増加させる。しかしながら、図２−５は本発明のいくつかの実施例を示しており、これはプロスキャンを可能とし、かつ最低限の回路しか必要としないものである。
【００１８】
本発明の最低価格での実施例が図２に示されている。全ての処理に対して図示した定義方法は役に立つであろう。フィールド１は現在のフィールド、そしてフィールド０は直前のフィールドである。その処理に於いて生成しようとしている画素はフィールド１内の画素Ｘである。この処理の中で使用されている画素は画素Ａであり、これはフィールド０からの同一走査線上にある。画素Ｂ及びＣはフィールド１からであり、画素Ｂは画素Ｘの上、そして画素Ｃは画素Ｘの下である。
【外１】
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【００１９】
第一の適用可能なプロスキャン回路は、一般的に画素Ｘを（Ａ−Ｂ）と（Ａ−Ｃ）の最小値を探して求めることを実行する。これは図２に図式的に示されている回路で実現される。説明を簡単にするために、この回路は２１０、２３０及び２５０のブロックで表されている三つの機能グループに分割されている。線２１２上に入力されているデータは画素Ｃである。グループ２１０を見ると、水平遅延２１４の後、線２１６は画素Ｂを運んでいる。１フィールドの遅延の後、線２２０は画素Ａを運んでいる。線２１２（画素Ｃ）と線２２０（画素Ａ）との引き算は２２６で行われ、その結果の値は２２２で絶対値に変換される。２２８に於いて線２１６（画素Ｂ）と線２２０（画素Ａ）との引き算が実行される。その結果の絶対値が２２４で得られる。次にこの出力は機能グループ２５０に入力される。
【００２０】
２５２に於いて比較器または同様の回路素子が使用されて二つの絶対値｜Ａ−Ｂ｜と｜Ａ−Ｃ｜の間の最小値が決定される。システムパラメータに依存する定数が、その結果得られた最小値から引き算される。定数の値は変更可能であり、システムの雑音特性に依存して必要に応じて変更される。非線形演算を実施して雑音に起因する小さな差信号の値を取り除く閾値操作を行う。またこれは差信号の解像度を４ビットに削減する。２５４で定数を取り除く機能と、２５６での非線形操作とは一緒に統合することが可能である。その結果得られる非線形操作は図６に示すように図式化できる。
【００２１】
データは次にどの画素が水平方向で最大で有るかの判定にかけられるが、これには２５８の７タップＨ最大フィルタが用いられる。画素Ｘでの動き信号の現在値がそのいずれかの側に有る三つの画素と比較される。同様に水平遅延２６０及び２６４を用いて、画素Ｘのいずれかの側の画素が垂直方向で比較され最大値が判定される。第一の比較はＭＡＸ２６８で、その画素とその垂直方向に隣接する画素のひとつとの間で実行される。次に最大値はＭＡＸ２７０に送られ、ここで遅延２６４からのもう一方の隣接する画素と比較される。ＭＡＸ機能の目的は、検知される動き信号の範囲を非検出領域まで拡張するにとである。誤った動き検出を避けるために、このデータは次に水平方向低域通過フィルタ（ＨＬＰＦ）２７２及び垂直方向低域通過フィルタ（ＶＬＰＦ）２７４に、それぞれ送られる。
【００２２】
別の定数がデータから除去され、そしてこれに別の非線形調整が２７６で行われる。機能グループ２５０から結果として生じる信号は、線２７８上の動き信号ｋである。このデータは機能グループ２３０の一方の側の混合回路２３６に送られる。機能グループ２３０のもう一方の側では、線２１２上の画素Ｃの値、遅延２３２出力の画素Ｂの値、そして機能グループ２１０からの画素Ａの値が受信されている。画素Ｂ及びＣは０．５を掛けた後互いに加算される。これらの値は混合回路２３６に送られ、これは何らかの種類の算術演算回路であり、その結果生じる信号２９０は、  ｋ（Ｃ＋Ｂ）／２＋（１−ｋ）Ａ    に等しい。この値はプロスキャン変換の中で画素Ｘに割り当てられる値である。
【００２３】
上記の処理はひとつの処理装置の中で実行されるか、またはその機能をいくつかの処理装置に分散して、欠落した画素Ｘを求める。この処理を繰り返せばフィールド１内の二本の走査線Ｂ並びにＣの間の走査線を生成することが可能となる。
これは従ってシステムが飛び越し走査入力を順次走査データに変換して表示することを可能としている。以上説明した対応方法はフィールド差法である。
【００２４】
更に高価な別法が図３−５に示されている。価格の上昇はメモリまたは処理能力の増加、またはその両方のためである。図２の機能グループ２５０に含まれる回路素子は図３でも同様であるので、このブロックは図３に関連して説明する必要はない。機能グループ３１０及び３３０はそれぞれ、図２の機能グループ２１０及び２３０と僅かに違っている。
【００２５】
価格の上昇はこの実施例の中で必要な追加メモリに起因している。画素Ａ，Ｂ及びＣのみを使用する代わりに、この実施例ではまた画素Ｄ及びＥをも使用する。画素Ｄ及びＥはフィールド０からのものであり、画素Ａの垂直方向に隣接するもので、画素Ｄは垂直方向上側に隣接するものそして画素Ｅは垂直方向下側に隣接するものである。
【外２】
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【００２６】
機能グループ３１０に於いて、入力データはここでも画素Ｃである。フィールド遅延３１４を受けたデータは画素Ｅである。一水平走査線分の遅延後のデータは画素Ａである。画素Ａ及びＥは０．５を掛け算されて互いに加算される。次に値（Ａ＋Ｅ）／２が画素Ｃから３２４で引き算され、その絶対値が３２６で求められ、その結果生じる第一値は、｜Ｃ−（Ａ＋Ｅ）／２｜  となる。一方画素Ａとなる水平遅延３１６の出力は、水平遅延３２０の出力である画素Ｄと組み合わされる。両方の値とも互いに加算される前に０．５が掛け算される。画素Ｂの値に対してはその値を引き算し、その結果は、（Ｂ−（Ａ＋Ｄ）／２）  となる。その絶対値が求められ、その結果第二値  ｜Ｂ−（Ａ＋Ｄ）／２｜  となる。第一並びに第二値は図２の機能グループ２５０と同一の回路の入力信号となる。
【００２７】
このシステムの追加費用は二つの追加された走査線遅延に必要なメモリが原因であるが、走査線メモリを共通に使用して単一の追加走査線メモリをフィールド０に適用し、画素Ｂ及びＤで使用することも可能である。本実施例の最終出力は更に正確な動き信号ｋとなる。機能グループ３３０の混合回路がその結果Ｘｋ（Ｃ＋Ｂ）／２＋（１−ｋ）ＡＸを出力する場合には、より精密なｋの値により画素Ｘの更に良好な近似が得られる。この回路はこれらの機能を欠落した走査線内の全ての画素に対して実行し、次に全ての走査線に対して繰り返すので、結果として生じるプロスキャンデータは更に良質な画質を有する。
【００２８】
図２並びに図３に示すプロスキャンの実施例はプロスキャンのフィールド差実現法であり、図３では強化されたフィールド差法の例を示している。図４はフレーム差実現法を図示する。機能グループ４１０はひとつのフィールド遅延４１２を有し、これは前回フィールドを格納して今回フィールドとすることが可能である。これはまた別のフィールド遅延４１４を有し、これは前々回フィールドを格納する。今まではフィールド１が現在フィールドであって、その中で画素Ｘを探していた。この実現法ではフィールド２が現在フィールドである。フィールド１は前回フィールド、そしてフィールド０は前々回フィールドである。入力がどのフィールドでも一本置きに飛び越し走査されているため、フィールド０とフィールド２はそれらのなかで同じ線番号、奇数または偶数を有する。
【００２９】
機能グループ４１０は各フィールドの同じ位置に配置されている画素間の差を計算する。例えば、画素Ｂがフィールド２の走査線４の画素１と仮定すると、その値はフィールド０の走査線４の画素１である画素Ｊと比較されるはずである。画素Ｘのいずれかの側に有る二本の線に対するフレーム差が求められ、図２の機能グループ２５０と同様の機能グループに送られる。これらの回路素子の間の唯一の違いは、追加の水平遅延４５２が付加されている点である。これは四つの値（フレーム差）の中の最大値を求めるために必要である。この実施例の結果生じるデータは線４９０に与えられ、更に多くの画素を使用しているので更に良好な画質を提供できる。
【００３０】
図２並びに図３と同じ式を用いて、最終データはフィールド１からの画素Ａの位置と値とを考慮に入れている。これは画素Ａが画素Ｘと同じ位置に有るため必要である。しかしながら、ひとつの代わりに二つのフィールドのデータの記憶を出来るようにするために十分なメモリを追加し、また追加の水平遅延用に別の走査線データを記憶するために十分なメモリを追加する結果、余分な費用がかさむ。より高い精度はより高いシステム価格の下で得られる。
【００３１】
ここで示される物の中で最も高価なプロスキャン実現法が図５に示されている。機能グループ５１０は機能グループ４１０と同一である。機能グループ５３０は機能グループ２３０、３３０及び４３０と同じである。機能グループ４５０と機能グループ５５０との違いは、まず最初は追加のフィールド遅延５５２である。更に定数の加算も取り除かれており、同様に水平遅延走査線の内の二つも除去されている。この実現法、これは時間実現法またはアプローチと呼ばれるは、先行する２フィールドを使用する。現フィールドはここではフィールド３である。付加フィールドを追加することによって更に情報が処理回路に与えられ、画素Ｘの近似を行う際により高い精度が結果として得られる。しかしながら更に別のフィールドを記憶するためのメモリ追加によってシステム価格は増加する。
【００３２】
上記の全てのプロスキャンの実施例は、飛び越し走査から順次走査への変換の必要な機能を実現している。しかしながらもしもシステムがオプションとして特別な特徴、例えばポーズまたは一時停止を持てば、付加される特長は更に明らかとなろう。通常のシステムでは、例えばポーズモードではシステムは指定されたフィールドの再表示を、視聴者がシステムに通常表示を指令するまで継続する。一時停止またはポーズを使用すると、”涙”またはぎざぎざの縁部が画像に生じる。ほとんどのシステムでは欠落したフィールドを生成するために式  ｋ（Ｃ＋Ｂ）／２＋（１−ｋ）Ａ  を使用しているため、涙現象は動き信号がゼロとなる結果生じる。同じフィールドが再表示されるため、動きは発生しない。
【００３３】
上記の実施例では、少なくともひとつの前回フィールドが既に記憶されているので、システムはそのフィールドを使用して二つのフィールドの間を繋ぎ止めることが出来る。これにより表示画像内の涙現象が除去される。
【００３４】
本発明の上記の実施例の中で、理想的なシステムとは処理能力の格上げ更新が可能なことであろう。この場合、顧客がセットを購入しようと決めたときに、その顧客は最も安いセットで、先に述べた最も廉価なプロスキャン実現法を購入できる。時間が経っても、顧客はシステムの格上げ更新を、メモリの追加とほとんどソフトウェアで制御されている処理装置の機能変更のみで実施する機会を有する。更に高価なプロスキャン実現法を購入出来る顧客は、追加メモリと既にインストール済みソフトウェアを具備した同一セットを購入出来る。
【００３５】
以上のように、可変、モジュール型プロスキャン実現システムの特定の実施例を説明してきたが、これらは添付の特許請求の範囲で規定された部分を除いて本発明の範囲を限定することを意図してそれらの特定の説明がなされたものでは無い。
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
関連する明細書
本明細書は米国特許出願番号第０８／４２９、２５４（ＴＩ−１９６７８）、名称”フィルムモード順次走査変換”と同時に申請されている。
【００３６】
（１）飛び越し走査テレビジョン信号を受信するテレビジョンシステムであって：
前記飛び越し走査信号を受信するための受信機と；
前記信号を順次走査データに変換し、前記信号を変換するいくつかの方法のひとつを用いて動作可能な処理装置と；
前記処理装置と通信して、前記変換の途中及び変換の後にデータを受信し、更に多くのメモリを含むように拡張性を有するメモリと；そして
前記変換された信号を順次走査型ビデオ画像として表示するための空間光変調器とを含む、前記システム。
【００３７】
（２）第１項記載のシステムに於いて、前記処理装置が前記信号に対してフィールド差を用いて作用する、前記システム。
【００３８】
（３）第１項記載のシステムに於いて、前記処理装置が前記信号に対して強化されたフィールド差を用いて作用する、前記システム。
【００３９】
（４）第１項記載のシステムに於いて、前記処理装置が前記信号に対してフレーム差を用いて作用する、前記システム。
【００４０】
（５）第１項記載のシステムに於いて、前記処理装置が前記信号に対して一時的に作用する、前記システム。
【００４１】
（６）第１項記載のシステムに於いて、前記システムが特定モードで二つのフィールドをつなぎ止める機能を有し、その結果人為的な物を削減した静止画像が得られる、前記システム。
【００４２】
（７）飛び越し走査から順次走査への変換を具備したテレビジョンシステム（１０）である。このシステムは飛び越し走査テレビジョン信号を受信し、次にそれらをそれが使用する実現方法に依存して、フィールド差法、強化型フィールド差法、フレーム差法またはその他の一時処理法のいずれかを使用して順次走査データに変換する。使用される実現方法はどのシステム（１０）構成が購入されたかに依存し、更に高価な実現方法に格上げ更新して変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】空間光変調器を使用したテレビジョンシステムのブロック図を示す。
【図２】フィールド差飛び越し走査を順次走査に変換するための第一実施例を実現するための回路のブロック図を示す。
【図３】フィールド差飛び越し走査を順次走査に変換するための第二実施例を実現するための回路のブロック図を示す。
【図４】フレーム差飛び越し走査を順次走査に変換するための実現回路のブロック図を示す。
【図５】一時フィルタ処理飛び越し走査を順次走査に変換するための実現回路のブロック図を示す。
【図６】図２の２５６における非線形操作の入出力特性を表わす。
【符号の説明】
１０・・・・・・・・受信機
１１・・・・・・・・インタフェース装置
１２・・・・・・・・処理装置
１４・・・・・・・・メモリ
１６・・・・・・・・空間光変調器
１８・・・・・・・・光源
２０・・・・・・・・画像
２２・・・・・・・・主タイミング装置
２１４、２３２、２６０、２６４・・・水平遅延素子
２１８・・・・・・・フィールド遅延素子
２２２、２２４・・・絶対値演算器
２２６、２２８、２３４、２５４・・・算術演算器
２３６・・・・・・・混合器
２５６、２７６・・・非線形演算素子
２７２、２７４・・・低域濾波フィルタ
３１４・・・・・・・フィールド遅延素子
３１６、３２０・・・水平遅延素子
３１８、３２２、３２４・・・算術演算器
３２６、３２８・・・絶対値演算器
４１２、４１４・・・フィールド遅延素子
４５２・・・・・・・フィールド遅延素子
５５２・・・・・・・フィールド遅延素子
【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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