(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスペクト比が（１６：９）の主画部の上下に所定数の水平走査線数の無画部がそれぞれ存在する形式で伝送される画像信号が入力され、入力画像信号の上記無画部に重畳された補強信号を抽出し、抽出された上記補強信号を上記主画部の水平走査線の所定本数毎に挿入する走査線補間を行い、走査線補間された信号を垂直フィルタリング処理することにより垂直解像度補強を行い、さらに、フリッカー低減のためのフィールド周波数の倍速化処理を行うようにした画像信号処理装置において、
上記入力画像信号が入力され、書込みに対して所定時間遅れて上記入力画像信号の読出しを開始するように制御され、第１および第２のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行うと共に、上記第１および第２のフィールドのフィールド周波数を倍速にして上記第１および第２のフィールドのそれぞれの同一の画像が２回連続するように読出しを行い、倍速画像信号を出力する第１のメモリと、
上記第１のメモリから出力された上記倍速画像信号が入力され、上記倍速画像信号のうち上記第１のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、画像信号を出力する第２のメモリと、
上記第１のメモリから出力された上記倍速画像信号が入力され、上記倍速画像信号のうち上記第２のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、画像信号を出力する第３のメモリと、
上記第２および第３のメモリから出力されたそれぞれの画像信号を合成することによって出力画像信号を形成する垂直フィルタ・メディアン処理部とからなることを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項２】
アスペクト比が（１６：９）の主画部の上下に所定数の水平走査線数の無画部がそれぞれ存在する形式で伝送される画像信号が入力され、入力画像信号の上記無画部に重畳された補強信号を抽出し、抽出された上記補強信号を上記主画部の水平走査線の所定本数毎に挿入する走査線補間を行い、走査線補間された信号を垂直フィルタリング処理することにより垂直解像度補強を行い、さらに、フリッカー低減のためのフィールド周波数の倍速化処理を行うようにした画像信号処理方法において、
上記入力画像信号が第１のメモリに入力され、書込みに対して所定時間遅れて上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行うと共に、上記第１および第２のフィールドのフィールド周波数を倍速にして上記第１および第２のフィールドのそれぞれの同一の画像が２回連続するように読出しを行い、倍速画像信号を出力し、
上記第１のメモリから出力された上記倍速画像信号が第２のメモリに入力され、上記倍速画像信号のうち上記第１のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、画像信号を出力し、
上記第１のメモリから出力された上記倍速画像信号が第３のメモリに入力され、上記倍速画像信号のうち上記第２のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、画像信号を出力し、
上記第２および第３のメモリから出力されたそれぞれの画像信号を垂直フィルタ・メディアン垂直フィルタ・メディアン処理部によって合成することによって出力画像信号を形成することを特徴とする画像信号処理方法。
【請求項３】
アスペクト比が（１６：９）の主画部の上下に所定数の水平走査線数の無画部がそれぞれ存在する形式で伝送される画像信号が入力され、入力画像信号の上記無画部に重畳された補強信号を抽出し、抽出された上記補強信号を上記主画部の水平走査線の所定本数毎に挿入する走査線補間を行い、走査線補間された信号を垂直フィルタリング処理することにより垂直解像度補強を行い、さらに、フリッカー低減のためのフィールド周波数の倍速化処理を行うようにした画像信号処理装置において、
入力された上記入力画像信号を１フィールド遅延して、画像信号を出力する第１のメモリと、
上記第１のメモリから出力された上記画像信号が入力され、書込みに対して所定時間遅れて上記画像信号のうち第１のフィールドの読出しを開始するように制御され、上記第１のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行うと共に、上記第１のフィールドのフィールド周波数を倍速にして上記第１のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、倍速画像信号を出力する第２のメモリと、
上記入力画像信号が入力され、書込み対して所定時間遅れて上記画像信号のうち第２のフィールドの読出しを開始するように制御され、上記第２のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行うと共に、上記第２のフィールドのフィールド周波数を倍速にして上記第２のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、倍速画像信号を出力する第３のメモリと、
上記第２および第３のメモリから出力されたそれぞれの画像信号を合成することによって出力画像信号を形成する垂直フィルタ・メディアン処理部とからなることを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項４】
アスペクト比が（１６：９）の主画部の上下に所定数の水平走査線数の無画部がそれぞれ存在する形式で伝送される画像信号が入力され、入力画像信号の上記無画部に重畳された補強信号を抽出し、抽出された上記補強信号を上記主画部の水平走査線の所定本数毎に挿入する走査線補間を行い、走査線補間された信号を垂直フィルタリング処理することにより垂直解像度補強を行い、さらに、フリッカー低減のためのフィールド周波数の倍速化処理を行うようにした画像信号処理方法において、
第１のメモリに入力された上記入力画像信号を１フィールド遅延して、画像信号を出力し、
上記第１のメモリから出力された上記画像信号が第２のメモリに入力され、書込みに対して所定時間遅れて上記画像信号のうち第１のフィールドの読出しを開始するように制御され、上記第１のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行うと共に、上記第１のフィールドのフィールド周波数を倍速にして上記第１のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、倍速画像信号を出力し、
上記入力画像信号が第３のメモリに入力され、書込み対して所定時間遅れて上記画像信号のうち第２のフィールドの読出しを開始するように制御され、上記第２のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行うと共に、上記第２のフィールドのフィールド周波数を倍速にして上記第２のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、倍速画像信号を出力し、
上記第２および第３のメモリから出力されたそれぞれの画像信号を垂直フィルタ・メディアン垂直フィルタ・メディアン処理部によって合成することによって出力画像信号を形成することを特徴とする画像信号処理方法。
【請求項５】
請求項１または３に記載の装置において、
処理の結果発生する遅延量と１フィールドの遅延量との差の遅延量を有する遅延手段を入力側に設けることを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項６】
請求項１または３に記載の装置において、
上記シャッフリング処理を行うメモリが読出し中に到来した上記補強信号を、上記メモリの退避領域に退避して、その後読出すようにすることを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項７】
アスペクト比が（１６：９）の主画部の上下に所定数の水平走査線数の無画部がそれぞれ存在する形式で伝送される画像信号が入力され、入力画像信号の上記無画部に重畳された補強信号を抽出し、抽出された上記補強信号を上記主画部の水平走査線の所定本数毎に挿入する走査線補間を行い、走査線補間された信号を垂直フィルタリング処理することにより垂直解像度補強を行い、さらに、フリッカー低減のためのフィールド周波数の倍速化処理を行うようにした画像信号処理装置において、
上記入力画像信号が入力され、書込みに対して所定時間遅れて上記入力画像信号の読出しを開始するように制御され、第１および第２のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行い、画像信号を出力する第１のメモリと、
上記第１のメモリから出力された上記画像信号が入力され、フィールド周波数の倍速化処理により上記第１のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、画像信号を出力する第２のメモリと、
上記第１のメモリから出力された上記画像信号が入力され、フィールド周波数の倍速化処理により上記第２のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、画像信号を出力する第３のメモリと
上記第２のメモリから出力された上記画像信号が入力され、上記第３のメモリから出力された画像信号に同期するように、遅延した画像信号を出力する第４のメモリと、
上記第３および第４のメモリから出力されたそれぞれの画像信号を合成することによって出力画像信号を形成する垂直フィルタ・メディアン処理部とからなることを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項８】
アスペクト比が（１６：９）の主画部の上下に所定数の水平走査線数の無画部がそれぞれ存在する形式で伝送される画像信号が入力され、入力画像信号の上記無画部に重畳された補強信号を抽出し、抽出された上記補強信号を上記主画部の水平走査線の所定本数毎に挿入する走査線補間を行い、走査線補間された信号を垂直フィルタリング処理することにより垂直解像度補強を行い、さらに、フリッカー低減のためのフィールド周波数の倍速化処理を行うようにした画像信号処理方法において、
上記入力画像信号が第１のメモリに入力され、書込みに対して所定時間遅れて上記入力画像信号の読出しを開始するように制御され、第１および第２のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行い、画像信号を出力し、
上記第１のメモリから出力された上記画像信号が第２のメモリに入力され、フィールド周波数の倍速化処理により上記第１のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、画像信号を出力し、
上記第１のメモリから出力された上記画像信号が第３のメモリに入力され、フィールド周波数の倍速化処理により上記第２のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、画像信号を出力し、
上記第２のメモリから出力された上記画像信号が第４のメモリに入力され、上記第３のメモリから出力された画像信号に同期するように、遅延した画像信号を出力し、
上記第３および第４のメモリから出力されたそれぞれの画像信号を垂直フィルタ・メディアン垂直フィルタ・メディアン処理部によって合成することによって出力画像信号を形成することを特徴とする画像信号処理方法。
【請求項９】
アスペクト比が（１６：９）の主画部の上下に所定数の水平走査線数の無画部がそれぞれ存在する形式で伝送される画像信号が入力され、入力画像信号の上記無画部に重畳された補強信号を抽出し、抽出された上記補強信号を上記主画部の水平走査線の所定本数毎に挿入する走査線補間を行い、走査線補間された信号を垂直フィルタリング処理することにより垂直解像度補強を行い、さらに、フリッカー低減のためのフィールド周波数の倍速化処理を行うようにした画像信号処理装置において、
上記入力画像信号が入力され、走査線補間がフレーム内処理でなされるフィルムモードでは、上記入力画像信号を１フィールド遅延して画像信号を出力し、走査線補間がフィールド内処理でなされるカメラモードでは、１フィールドに不足した遅延量を遅延して画像信号を出力する第１のメモリと、
上記第１のメモリから出力された上記画像信号と上記入力画像信号とが供給され、上記フィルムモードでは、上記入力画像信号を選択し、上記カメラモードでは、上記第１のメモリから出力された上記画像信号を選択する切り替え手段と、
上記第１のメモリから出力された画像信号が入力され、上記カメラモードのみ上記第１のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行い、上記フィルムモードおよび上記カメラモードにおいて、上記第１のフィールドのフィールド周波数を倍速にして上記第１のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、倍速画像信号を出力する、ランダムアクセスが可能な第２のメモリと、
上記切り替え手段により選択された画像信号が入力され、上記カメラモードのみ上記第２のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行い、上記フィルムモードおよび上記カメラモードにおいて、上記第２のフィールドのフィールド周波数を倍速にして上記第２のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、倍速画像信号を出力する、ランダムアクセスが可能な第３のメモリと、
上記第２および第３のメモリから出力されたそれぞれの画像信号を合成することによって出力画像信号を形成する垂直フィルタ・メディアン処理部とからなることを特徴とする画像信号処理装置。
【請求項１０】
アスペクト比が（１６：９）の主画部の上下に所定数の水平走査線数の無画部がそれぞれ存在する形式で伝送される画像信号が入力され、入力画像信号の上記無画部に重畳された補強信号を抽出し、抽出された上記補強信号を上記主画部の水平走査線の所定本数毎に挿入する走査線補間を行い、走査線補間された信号を垂直フィルタリング処理することにより垂直解像度補強を行い、さらに、フリッカー低減のためのフィールド周波数の倍速化処理を行うようにした画像信号処理方法において、
上記入力画像信号が第１のメモリに入力され、走査線補間がフレーム内処理でなされるフィルムモードでは、上記入力画像信号を１フィールド遅延して画像信号を出力し、走査線補間がフィールド内処理でなされるカメラモードでは、１フィールドに不足した遅延量を遅延して画像信号を出力し、
上記第１のメモリから出力された上記画像信号と上記入力画像信号とが切り替え手段に供給され、上記フィルムモードでは、上記入力画像信号を選択し、上記カメラモードでは、上記第１のメモリから出力された上記画像信号を選択し、
上記第１のメモリから出力された上記画像信号がランダムアクセスが可能な第２のメモリに入力され、上記カメラモードのみ上記第１のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行い、上記フィルムモードおよび上記カメラモードにおいて、上記第１のフィールドのフィールド周波数を倍速にして上記第１のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、倍速画像信号を出力し、
上記切り替え手段により選択された画像信号がランダムアクセスが可能な第３のメモリに入力され、上記カメラモードのみ上記第２のフィールドに関して、上記主画部の所定本数の水平走査線毎に上記補強信号の１水平走査線を配置するように並び替えを行うシャッフリング処理を行い、上記フィルムモードおよび上記カメラモードにおいて、上記第２のフィールドのフィールド周波数を倍速にして上記第２のフィールドの同一の画像が４回連続するように読出しを行い、倍速画像信号を出力し、
上記第２および第３のメモリから出力されたそれぞれの画像信号を垂直フィルタ・メディアン処理部によって合成することによって出力画像信号を形成することを特徴とする画像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は、例えばＰＡＬｐｌｕｓ方式のテレビジョン信号を処理するのに適用される画像信号処理装置に関し、特に、画像信号処理装置の走査線補間処理と、大面積フリッカーを改善するフリッカーフリー処理を共通化して使用メモリ数を削減した画像信号処理装置および処理方法に関する。
背景技術
国内外におけるテレビジョン放送では、現行の放送と両立性を保ちつつ、１チャンネルの周波数帯域例えば６ＭHzの中で、高画質および画面のワイド化が図るテレビジョン方式が考えられている。これは、現行のテレビジョン放送に対して、アスペクト比（画面の縦横の長さの比）が（９：１６）と、横長なワイド画面であることが大きな特徴である。現行のＰＡＬ方式が採用されている西欧諸国などにおいては、次世代のテレビジョン方式としてＰＡＬｐｌｕｓ方式が提案されている。
近年、電気通信技術の目覚ましい発展により、無線系、有線系のニューメディアが続々登場している。欧州では現行放送方式であるＰＡＬ（Phase Alternation by Line）方式と両立性を維持しながら画像のワイドアスペクト化と高解像度を図ったＰＡＬプラス（ＰＡＬplus）放送方式が実験放送を経て実用段階を迎えようとしている。このＰＡＬplus放送方式をデコードするＰＡＬplus方式テレビジョン受像機では、走査線補間処理を施すことにより必要情報を抽出して放送信号の復調がなされる。また、フリッカーフリー処理は、ＰＡＬ方式の５０Ｈｚの垂直走査周波数による大面積フリッカーを改善するものであり高画質化に不可欠の技術として、多くのＰＡＬplus方式テレビジョン受像機で採用されている。
この発明は画像信号処理装置全般に適用して好適なものであるが、画像信号処理装置の一例として実用段階を迎えようとしているＰＡＬplus方式テレビジョン受像機を採り挙げ説明を行う。ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の概要については「欧米における次世代テレビ方式の動向」としてテレビジョン学会誌Ｖｏｌ．４６、Ｎｏ．３、ＰＰ．２７６〜２８３（１９９２）に掲載されている。
この文献に記載されているように、ＰＡＬplus方式は、次の信号処理が全て行われることを条件としている。これらは、レターボックス変換、垂直補強信号処理、動き適応Ｙ／Ｃエンコード処理、識別信号および基準信号の伝送である。識別信号および基準信号の伝送以外の３個の処理は、信号源の種類によりテレビジョンカメラの画像を扱うカメラモードと、映画フィルムの画像を扱うフィルムモードによって切り換えられる。カメラモードでは、５０フィールド／秒であり、フィルムモードでは、２５コマ／秒である。
この発明を適用することが可能なＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の概要について第９図ないし第１３図を参照して説明する。
先ず、第９図を参照してＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の走査線補間処理について説明する。第９図Ａは、ＰＡＬplus放送信号のフレーム構成を模式的に示す図であり、第９図Ｂは、次に述べる３：１のシャッフリング処理を模式的に示す図であり、第９図Ｃは、アスペクト比１６：９の表示例を示す図である。
図９Ａに示すように、ＰＡＬplus放送信号は主画部Ｘと、この主画部Ｘの上下に配置された無画部Ｖとで構成される。無画部Ｖには垂直解像度を補強するための補強信号（以下、ヘルパー信号と称する）Ｗが重畳されている。ＰＡＬplus方式では、有効走査線数が５７６本であり、主画部Ｘの走査線数が４３０本であり、無画部Ｖの走査線数が１４４本である。すなわち、送信側では、アスペクト比が（１６：９）、走査線数６２５本、有効走査線数５７６本のコンポーネント信号を垂直変換によって、走査線数を３／４に減らす。従って、有効走査線数が４３０本となる。
フィルムモードでは、フレーム単位の垂直変換を行う。垂直方向のフィルタリング処理によって、４３０lph(line per height)以上の高域成分を分離し、輝度信号のヘルパー信号とする。カメラモードでは、フィールド単位の垂直変換を行う。垂直方向のフィルタリング処理によって、２１５lph〜２８８lphの高域成分を分離し、輝度信号のヘルパー信号とする。
ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機では、有効走査線数を４３０本から５７６本へ補間するために、メモリを用いたシャッフリング処理を行う。つまり、第９図Ｂに示すように、アスペクト比が（４：３）の画面中に主画部Ｘの情報の３ライン毎に１ラインのヘルパー信号Ｗの情報を１ライン挿入する。例えば主画部Ｘの情報をライン１〜３と入力した後、ヘルパー信号Ｗ内の情報を１ライン挿入し、同様にして主画部Ｘの情報を３ライン、ヘルパー信号Ｗ内の情報を１ライン挿入する。この処理を（３：１シャッフリング処理）と称する。
更に、第９図Ｃに示すように、シャッフリング処理した画像を垂直フィルタリング手段によってフィルタリング処理することにより、アスペクト比が（１６：９）のワイド画像を再現することができる。つまり、１６：９のワイド画面の受像機を所有する視聴者（ユーザ）は、上述のようなデコード処理を行いワイド画像を再生できる。一方、４：３のアスペクト比の既存の受像機を所有するユーザは、そのまま第９図Ａのようなレターボックス形式でもって画像を再生することができる。
次に、第１０図を参照してＰＡＬplus放送信号のフレーム構成の詳細を説明する。第１０図はＰＡＬplus放送信号のフレーム構成を示す図である。
第１０図において、ＰＡＬplus放送信号の第１フィールドは、２１５ラインからなる主画部Ｘ、この主画部Ｘの上下にあって各々３６ラインからなる無画部Ｖとで構成される。第２３ラインにはＰＡＬplus放送信号、後述するモード信号および３次元プリコミングの有無等を検出する識別制御信号（ＷＳＳ信号と称される）Ｚが挿入されている。ＰＡＬplus放送信号の主画部Ｘにおいては、アスペクト比１６：９の（２１５本／フィールド）の走査線よりなる複合映像信号が伝送される。主画部Ｘの上下の３６本の無画部Ｖでは、主画部Ｘの輝度信号の垂直解像度を補強する補強信号としてのヘルパー信号が送信される。第２フィールドも同様に構成される。
ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機では、主画部Ｘの輝度信号（２１５本／フィールド）とヘルパー信号（上下７２本／フィールド）の合計２８７本の信号から、（２８７本／フィールド）の走査線よりなる１６：９の輝度信号を形成する。色差信号に関しては、主画部の色信号（２１５本／フィールド）から（２８７本／フィールド）の走査線よりなる１６：９の画像を得る。
このような走査線補間処理は、通常フレーム単位で行うが、１つのフレーム内で第１フィールド（以下、「Ａフィールド」と記す）と第２フィールド（以下、「Ｂフィールド」と記す）の画像が大きく異なる画像（動画像等）の場合には、フレーム単位で処理を行うと画質を大きく損なう虞れがある。そのため、ＰＡＬplus方式では２フィールド間の相関を示すモード信号（１ビット）を識別制御信号Ｚ内に多重し、確実な処理を可能にしている。上述したフィルムモードの場合、ＡフィールドおよびＢフィールドで同一の画像であるため、２フィールド間の相関があり、カメラモードの場合では、２フィールド間の相関がない。フィルムモードでは、同一フレーム内のＡフィールドとＢフィールドの画像を用いてフレーム内補間（後述の垂直フィルタリング処理）が行われる。オリジナル画像が２４フレーム／秒のテレシネによる画像等がこれに該当する。また、カメラモードでは、フィールド内補間（後述の垂直フィルタリング処理）が行われる。
次に、第１１図を参照してＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の走査線補間処理部の概略について説明する。
第１１図Ａは、ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の走査線補間処理部の概略を示し、第１１図Ｂは、フィールドメモリの読出し時に輝度信号とヘルパー信号のシャッフリング処理を行う状態を模式的に示し、第１１図Ｃは、第１１図Ｂの立ち上がり部の拡大図を示す。なお、第１１図Ｂ及びＣ中の縦軸は輝度信号とヘルパー信号のライン番号（輝度信号１〜２１５、上下のヘルパー信号＝各々１〜３６）、横軸は時間ｔを示している。尚、これらの図面では、説明を簡単にするため、垂直プランキング期間について示していない。
第１１図Ａに示すように、走査線補間処理部は、入力端子１、フィールドメモリ（図中では単にＦＭと略記する）２、３および４、垂直フィルタリング処理部５、並びに出力端子６によって構成される。入力端子１からは、無画部に重畳されたヘルパー信号を有する輝度信号Ｙと、色差信号Ｅｖ、Ｅｕが供給される。これらの信号は、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換されている。フィールドメモリ２、３および４によって、上述した３：１のシャッフリング処理がなされる。フィールドメモリ２は、１フィールド遅延用のもので、例えばＦＩＦＯにより構成される。フィールド３および４は、ランダムアクセス可能なメモリにより構成される。この３フィールド分のフィールドメモリ２、３および４を必要とする理由は、前述のフィルムモード、カメラモードの各モードと対応した補間処理を行うためである。
第１１図Ａの構成において、入力部１から例えばヘルパー信号を含む輝度信号Ｙ（８ビット）、色差信号Ｅｕ（Ｂ−Ｙ信号）、Ｅｖ（Ｒ−Ｙ信号）の各々２ビットの合計１２ビットの入力信号が入力される。主に静止画や映画ソースを扱うフィルムモードでは、フレーム内補間を行うため１フィールド遅延素子であるフィールドメモリ２に入力される。フィールドメモリ２において遅延された映像信号は、フィールドメモリ３に入力される。一方、現フィールドは、フィールドメモリ４に入力される。従って、フィールドメモリ４に対して、フィールド（１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、・・）の映像信号が供給されると、フィールドメモリ３に対しては、１フィールド遅延された（／、１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、・・）の映像信号が供給される。
つまり、フィールドメモリ３とフィールドメモリ４には、同一フレームのＡフィールドとＢフィールドが同時に書込まれる。そして、同一フレームのＡ、Ｂフィールドの映像信号は、それぞれフィールドメモリ３およびフィールドメモリ４からの読出し時に輝度信号とヘルパー信号のシャッフリング処理がなされる。フィルムモードの読出し時では、同一の内容が２フィールド期間にわたってフィールドメモリ３および４から読出される。それによって、フィルムモードにおいて、垂直フィルタリング処理部５は、ＡおよびＢの両フィールドの走査線の情報を使用して、各フィールドの出力を算出する。
また、動画像を扱うカメラモードでは、入力映像信号を岐路Ｅを介してフィールドメモリ４に入力し、フィールドメモリ４によってシャッフリング処理を施す。このフィールドメモリ４からの映像信号が次段の垂直フィルタリング処理部５に入力される。垂直フィルタリング処理部５では、１フィールド分の映像情報を用いた垂直フィルタリング処理することによって必要な画像情報を出力端子９に出力する。ここでは、輝度信号処理を例に説明したが、色差信号についてもヘルパー信号のシャッフリング処理を除いてほぼ同様の処理によって走査線補間がなされる。
第１１図Ｂは、フィールドメモリ３および４の読出し時になされる輝度信号とヘルパー信号のシャッフリング処理を説明するものである。輝度信号は、フィールドメモリ３、４から実線で示すように読出され、ヘルパー信号は、破線で示すように、シャッフリング処理されて読出される。
第１１図Ｃは、第１１図Ｂ中の○で囲んだ部分を拡大して示す。第１１図Ｃに示すように、輝度信号の先頭の３ライン（第１０図におけるライン番号６０、６１、６２の情報を読出した後、上ヘルパー信号の先頭のライン（ライン番号２４）の情報を読出し、さらに、続いて次の輝度信号３ライン（ライン番号６３、６４、６５）の情報を読出し、さらに上ヘルパー信号の次のライン（ライン番号２５）の情報を読出す。このように、３ラインの輝度信号の情報を読出し、１ラインのヘルパー信号の情報を読出す動作を繰り返すことによって、シャッフリング処理を行うことができる。なお、輝度信号Ｙとヘルパー信号とをフィールドメモリに書込む際に書込みアドレスを制御することによっても、同様にシャッフリング処理を行い、読出しを順次行うようにしても良い。
なお、ＰＡＬplus方式の特徴的な規約として、フィルムモードにおいて上述のような複雑なメモリ処理を行う場合には、第９図Ａにおける上下ヘルパー信号を除外しても良いと言う規約がある。後述するこの発明の第４の実施例はこの規約を利用して使用メモリ数の削減を図るものである。
ＰＡＬ方式あるいはＰＡＬplus方式の場合では、フィールド周波数が５０Hzであり、大面積の画像の場合、フリッカーが視認されることがある。このため、フリッカーを除去することによって、高画質化を図る、フリッカーフリーが知られている。フリッカーフリーは、基本的にはフィールド周波数を１００Hzに変換することによって達成される。第１２図を参照してフリッカーフリー処理の概略を説明する。
第１２図Ａは、フリッカーフリー処理回路を示し、第１２図Ｂは、各フィールドにおける入力映像信号を示し、第１２図Ｃは、Ａフィールドの出力映像信号を示し、第１２図Ｄは、Ｂフィールドの出力映像信号を示し、第１２図Ｅは、通常処理（通常のＰＡＬ方式、ＰＡＬplus方式のカメラモード）における出力を示し、第１２図Ｆは、ＰＡＬplus方式のフィルムモードにおける出力を示す。
第１２図Ａに示すように、フリッカーフリー処理回路の構成は、入力端子７、フィールドメモリ８、フィールドメモリ９、フリッカーフリー処理部１０、そして出力端子１１とにより構成される。
入力端子７から輝度信号Ｙ＝８ビットおよびＥｖ信号、Ｅｕ信号各々２ビットの合計１２ビットの映像信号が入力される。第１２図Ｂは、入力信号のフィールド変化を示す。この入力信号が入力されたとき、ＡフィールドをＡフィールド用のフィールドメモリ８に書込み、ＢフィールドをＢフィールド用のフィールドメモリ９に書込む。これらの映像信号は、フリッカーを除去するためにメディアンフィルタによる加算／平均値処理を行う必要がある。そのため、フィールドメモリ８から第１２図Ｃに示すように、２倍の速度で、Ａフィールドの信号を４回続けて読出し、同様にフィールドメモリ９から第１２図Ｄのように、２倍の速度で、Ｂフィールドの信号を４回続けて読出す。これらの映像信号がフリッカーフリー処理部１０に入力され、このフリッカーフリー処理部１０では次のようなメディアンフィルタ処理が行われる。
通常処理では、フィールド期間▲１▼では、フィールド１Ａをそのまま出力し、フィールド期間▲２▼、▲３▼では、フィールド１Ａと１Ｂをフリッカーフリー処理部８内のメディアンフィルタにより加算／平均値処理を行い、それによって得られる信号（１Ａ＊１Ｂと表す）を出力する。メディアンフィルタは、２つのフィールドの画素の中間値を選択する処理である。例えばフィールド▲２▼の場合、Ａフィールドの注目画素と近傍画素およびＢフィールドの画素の中間値を選択する処理である。
フィールド期間▲４▼では、フィールド１Ｂをそのまま出力し、フィールド期間▲５▼では、フィールド２Ａをそのまま出力する。更に、フィールド期間▲６▼、▲７▼では、メディアンフィルタによって処理を行い、２Ａ＊２Ｂの信号として出力する。このように、フィールド周波数を２倍に上げることによって、フリッカーを除去することができる。
なお、フィルムモードにおける映像信号は、ＡフィールドとＢフィールドの時間的な内容が同一であるため、メディアンフィルタによる処理は不要である。従って、第１２図Ｆに示すように、１Ａ、１Ｂ、１Ａ、１Ｂ、２Ａ、２Ｂ、２Ａ、２Ｂとそのまま交互にフィールド倍速で読出しが行われる。
ここで、前述の第１１図を参照した説明から明らかなように、ＰＡＬplus方式のフィルムモードでは、同一フレームのＡフィールドとＢフィールドの両方を用いて走査線補間を行う必要があることから、フィールドメモリ２、フィールドメモリ３、フィールドメモリ４の合計３フィールド分のフィールドメモリが必要である。一方、第１２図を参照した説明から明らかなように、フリッカーフリー処理においてメディアンフィルタ処理を行う場合には、ＡフィールドとＢフィールドを混合してフィルタリング処理する必要があることから、フィールドメモリ８、フィールドメモリ９の２フィールド分のフィールドメモリが必要である。
以下、これらの両方の条件を満たす回路構成の一例について説明する。第１３図はＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の一例である分離型回路を示すブロック図である。
第１３図に示すように、この分離型回路の構成は、入力端子１、シャッフリング処理におけるＡフィールドの処理に必要な例えば３Ｍｂｉｔのフィールドメモリであるフィールドメモリ２、フィールドメモリ３およびフィールドメモリ４、垂直フィルタリング処理部５、フリッカーフリー処理に必要なフィールドメモリ８およびフィールドメモリ９、フリッカーフリー処理部１０、そして出力端子１１によって構成される。
そして、フィルムモードの場合、入力端子１からの前述のような１２ビットの映像信号が１フィールド遅延素子である、フィールドメモリ２に入力される。フィールドメモリ２において遅延された映像信号はフィールドメモリ３に入力される。一方、現フィールドの映像信号はフィールドメモリ４に入力される。フィールドメモリ３およびフィールドメモリ４により、２フィールド分の映像情報が同時化されて次段の垂直フィルタリング処理部５に入力される。この垂直フィルタリング処理部５では、ライン毎に係数を乗じて数ライン分の加算処理を行うことによりシャッフリング処理で損なわれた画像の連続性を確保して画像を滑らかにするような処理を行う。垂直フィルタリング処理部５からの通常のインタレース信号の出力がフィールドメモリ８およびフィールドメモリ９に供給される。一方、カメラモードの場合は、入力端子１からの画像情報を岐路Ｅを介してフィールドメモリ４を介して１フィールド単位のまま次段の垂直フィルタリング処理部５に入力する。
フィールドメモリ８およびフィールドメモリ９から、前述のように倍速で読出しが行われ、読出し出力がフリッカーフリー処理部１０に入力される。このフリッカーフリー処理部８では、第１２図で説明したようなフリッカーフリー処理を行い、処理で得られた出力が出力端子１１から出力される。このように、ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の一例として示した分離型回路では、５フィールド分のフィールドメモリが必要である。１フィールドメモリ容量を例えば３Ｍｂｉｔとすると、３×５＝１５Ｍｂｉｔｓの大容量メモリを必要とすることになる。
ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機では、例えばフィルムモードでは、同一フレームのＡフィールドとＢフィールドの両方を用いて垂直フィルタリング処理する必要があることから合計３フィールド分のフィールドメモリが必要である。一方、カメラモード等の信号のフリッカーフリー処理を行う場合には、ＡフィールドとＢフィールドを混合してフィルタリング処理する必要があることから、更に２フィールドのフィールドメモリが必要である。このように、ＰＡＬplus方式の走査線補間処理と、フリッカーフリーの処理とを行った場合には、５フィールド分のフィールドメモリを必要とし、集積回路化を困難にするとともに、コスト高となるという問題点があった。
従って、この発明の目的は、以上のような問題点を解決することを課題とするものであり、特に、ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機のメモリ構成および管理方法を改良して必要とするフィールドメモリを削減することが可能な画像信号処理装置および処理方法を提供することにある。
発明の開示
この発明は、インターレース方式の入力画像信号に含まれる補強信号を抽出し、抽出された補強信号により解像度補強を行い、さらに、フリッカー低減の信号処理を行うようにした画像信号処理装置において、
解像度補強のために、主画部の複数本の水平走査線毎に補強信号の１水平走査線を配置するように、並び替えを行うシャッフリング処理と、フリッカー低減のために必要なフィールド周波数の倍速化の処理とで、共用されるメモリを備えることを特徴とする画像信号処理装置である。
この発明は、補強信号を有する色差線順次方式のテレビジョン信号に対して適用できる。
また、この発明において共用されるメモリは、第１の実施例に示されるように、
入力画像信号が供給され、書込みに対して所定時間遅れて読出しを開始するように制御され、第１および第２のフィールドに関してシャッフリング処理を行うと共に、倍速で同一の第１および第２のフィールドがそれぞれ２回連続するように読出しを行う第１のメモリと、
第１のメモリから画像信号が供給され、第１のフィールドに関して倍速で同一の第１のフィールドが４回連続するように読出しを行う第２のメモリと、
第１のメモリから画像信号が供給され、第２のフィールドに関して倍速で同一の第２のフィールドが４回連続するように読出しを行う第３のメモリとから構成され、
第２および第３のメモリから読出された画像信号が走査線補間手段に供給される。
また、この発明において共用されるメモリは、第２の実施例に示されるように、
入力画像信号を１フィールド遅延する第１のメモリと、
第１のメモリから画像信号が供給され、書込みに対して所定時間遅れて読出しを開始するように制御され、第１のフィールドに関してシャッフリング処理を行うと共に、倍速で同一の第１のフィールドが４回連続するように読出しを行う第２のメモリと、
入力画像信号が供給され、書込みに対して所定時間遅れて読出しを開始するように制御され、第２のフィールドに関してシャッフリング処理を行うと共に、倍速で同一の第２のフィールドが４回連続するように読出しを行う第３のメモリとから構成され、
第２および第３のメモリから読出された画像信号が走査線補間手段に供給される。
さらに、この発明では、フィールド遅延量が１フィールドとなるように、処理の結果発生する遅延量と１フィールドの遅延量との差の遅延量を有する遅延手段を入力側に設ける。
さらに、この発明では、シャッフリング処理を行うメモリが読出し中に到来した補強信号を、メモリの退避領域に退避して、その後読出すようにする。
また、この発明において共用されるメモリは、第３の実施例に示されるように、
入力画像信号が供給され、書込みに対して所定時間遅れて読出しを開始するように制御され、第１および第２のフィールドに関してシャッフリング処理を行う第１のメモリと、
第１のメモリから画像信号が供給され、第１のフィールドに関して倍速で同一の第１のフィールドがそれぞれ４回連続するように読出しを行う第２のメモリと、
第１のメモリから画像信号が供給され、第２のフィールドに関して倍速で同一の第２のフィールドが４回連続するように読出しを行う第３のメモリと、
第２のメモリから画像信号が供給され、第３のメモリの読出し出力と同期した出力を発生する遅延用の第４のメモリとから構成され、
第３および第４のメモリから読出された画像信号が走査線補間手段に供給される。
また、この発明において共用されるメモリは、第４の実施例に示されるように、
走査線補間がフレーム内処理でなされるフィルムモードでは、入力画像信号を１フィールド遅延し、走査線補間がフィールド内処理でなされるカメラモードでは、１フィールドに不足した遅延量を補足するために使用される第１のメモリと、
第１のメモリからの画像信号と入力画像信号とが供給され、フィルムモードでは、入力画像信号を選択し、カメラモードでは、第１のメモリからの画像信号を選択する切替え手段と、
第１のメモリからの画像信号が供給され、シャッフリング処理のためのランダムアクセスが可能な第２のメモリと、
切替え手段により選択された画像信号が供給され、シャッフリング処理のためのランダムアクセスが可能な第３のメモリとから構成され、
第２および第３のメモリから読出された画像信号が走査線補間手段に供給される。
この発明は、補強信号を有する色差線順次同時化方式のテレビジョン信号に対しても適用できる。
この発明は、インターレース方式の入力画像信号に含まれる補強信号を抽出し、抽出された補強信号により解像度補強を行い、さらに、フリッカー低減の信号処理を行うようにした画像信号処理方法において、
解像度補強のために、主画部の複数本の水平走査線毎に補強信号の１水平走査線を配置するように、並び替えを行うシャッフリングのステップと、
シャッフリングのために使用するメモリを共用して、フリッカー低減のために必要なフィールド周波数の倍速化の処理を行うステップとからなることを特徴とする画像信号処理方法である。
この発明は、シャッフリングとフリッカーフリーとでメモリを共用することによって、使用するメモリの量を大幅に削減することができ、また、メモリ制御回路等のハードウエアを簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明のＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の画像信号処理装置の要部を示すブロック図である。
第２図Ａおよび第２図Ｂは、この発明の第１の実施例のブロック図、並びに各部のライン番号と時間の関係を示す模式図である。
第３図Ａおよび第３図Ｂは、この発明の第１の実施例のメモリ制御方法の詳細を示す模式図、並びにメモリ領域を示す図である。
第４図Ａおよび第４図Ｂは、この発明の第２の実施例の要部を示すブロック図、並びにメモリ制御方法を示す模式図である。
第５図Ａおよび第５図Ｂは、第２の実施例のメモリ制御方法の詳細を示す模式図、並びにメモリ領域を示す図である。
第６図Ａおよび第６図Ｂは、この発明の第３の実施例の要部を示すブロック図、並びにメモリ制御方法を示す模式図である。
第７図Ａおよび第７図Ｂは、この発明の第４の実施例のブロック図、並びにメモリ制御方法を示す模式図である。
第８図は、この発明をＳＥＣＡＭ方式テレビジョン受像機に適用した第５の実施例のブロック図である。
第９図Ａ、第９図Ｂおよび第９図Ｃは、ＰＡＬplus放送信号のフレームを模式的に示す略線図、３：１のシャッフリング処理を模式的に示す略線図、並びにアスペクト比１６：９の表示例を示す略線図である。
第１０図は、ＰＡＬplus放送信号のフレーム構成を示す略線図である。
第１１図Ａ、第１１図Ｂおよび第１１図Ｃは、ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の復調器の概略を示すブロック図、主画部のシャッフリング処理された状態を、破線はシャッフリング処理されたヘルパー信号を模式的に示す略線図、並びに立ち上がり部の拡大図を示す。
第１２図Ａ〜第１２Ｆは、ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機のフリッカーフリー処理回路のブロック図、各フィールドにおける入力映像信号、Ａフィールドの出力映像信号、Ｂフィールドの出力映像信号、通常処理における出力、並びにフィルムモードにおける出力をそれぞれ示す略線図である。
第１３図は、ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の一例である分離型回路を示すブロック図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、第１図ないし第８図を参照して、この発明のＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の実施例を説明する。初めに、第１図を参照して、この発明によるＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の画像信号処理装置の要部について説明する。
入力端子２０からのＰＡＬplus複合映像信号が３次元Ｙ／Ｃ分離を用いたカラープラス処理を行うカラープラス処理部２２、ヘルパー信号処理部２３、各種タイミングを生成して出力するタイミングジェネレータ２４、フィルムモード／カメラモードの識別を行うモードデコーダ２５に供給される。カラープラス処理部２２からの輝度信号およびヘルパー信号処理部２３からのヘルパー信号が破線で囲んで示す処理回路部３１の入力部２１に供給される。カラープラス処理部２２からの色差信号Ｅｕ、Ｅｖが色信号の走査線補間処理部２６に供給される。処理部２６からの色差信号Ｅｕ、Ｅｖが処理回路部３１のフリッカーフリー処理部２８に供給される。
入力部２１からの輝度信号およびヘルパー信号が輝度信号の走査線補間処理部２７に供給される。この処理部２７からの輝度信号がフリッカーフリー処理部２８に供給される。この輝度信号走査線補間処理部２７内には、記憶手段としてのメモリおよびメモリ管理手段からなる管理手段２７ａが備えられている。フリッカーフリー処理部２８の出力部２９からの倍速輝度信号２Ｙおよび倍速色差信号２Ｅｕ、２Ｅｖがマトリクス部３０に供給され、倍速ＲＧＢ信号２Ｒ、２Ｇ、２Ｂが得られる。図示しないが、倍速ＲＧＢ信号が供給される表示処理部が設けられ、表示処理部に対して、ＣＲＴ、液晶等の表示装置が接続される。
モードデコーダ２５により生成されたモード識別信号がカラープラス処理部２２、ヘルパー信号処理部２３、タイミングジェネレータ２４、輝度信号走査線補間処理部２７、フリッカーフリー処理部２８に対して供給される。
上述した構成のＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の画像信号処理装置の動作を説明する。
入力端子２０から入力されたＰＡＬplus複合映像信号は、カラープラス処理部２２、ヘルパー信号処理部２３、タイミングジェネレータ２４、およびモードデコーダ２５に並列に入力される。カラープラス処理部２２では、送信側で３次元プリコミングされて送信されてきた複合映像信号をその特性に対応した３次元フィルタ等を用いて３次元Ｙ／Ｃ分離を行う。プリコミングは、輝度信号と色信号をフィールドメモリを用いたそれぞれフィールド間で演算することによって行う。但し、送信側で３次元プリコミングが行われない場合には、２次元Ｙ／Ｃ分離が行われる。この３次元プリコミングの有無は前述の識別制御信号Ｚによって知ることができる。
また、カラープラス処理部２２および輝度信号走査線補間処理部２７では各モードに対応した処理を行う。フィルムモードでは、走査線補間は、同一フレーム内のＡフィールドとＢフィールドの画像からフレーム内処理を行ない、Ｙ／Ｃ分離も動き非適応で行われる。カメラモードでは、フレーム内の２つのフィールドは別々のタイミングの画像であり、Ｙ／Ｃ分離は動き適応処理され、走査線補間がフィールド内処理によりなされる。
ヘルパー信号処理部２３では、ＰＡＬplus複合映像信号の上下無画部にあって色搬送信号により変調されて伝送される補強信号の復調および振幅調整を行う（本明細書中ではこの処理を経た補強信号をヘルパー信号と呼称する）。カラープラス処理部２２から出力された輝度信号Ｙおよびヘルパー信号処理部２３の出力（ヘルパー信号）は、入力部２１を介してこの発明に係わる処理回路３１に入力される。タイミングジェネレータ２４では、ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機に必要な各種タイミング信号を生成して出力する。更に、モードデコーダ２５では、垂直ブランキング部分（第２３ライン）に多重されている識別制御信号Ｚをデコードし、必要な情報を各部に伝達する。
色信号走査線補間処理部２６では、フィールド内走査線補間処理等によって、１フィールドあたり２１５本であった色信号を４／３倍の２８７本に変換して出力する。但し、色信号走査線補間処理部２６では、ヘルパー信号が用いられない。輝度信号走査線補間処理部２７では、内部の記憶手段としてのメモリやメモリ制御手段からなる管理手段２７ａによって各種メモリを制御することにより、１フィールドあたり２１５本であった主画部（主に輝度信号）の映像情報を、無画部に内挿されて伝送されるヘルパー信号７２本の持つ輝度信号と併せて合計２８７本の輝度信号に変換して出力する。また、輝度信号走査線補間処理部２７には垂直フィルタを備えており、シャッフリング処理で損なわれた画像の連続性を確保し、ヘルパー信号によって垂直高域成分を補強した画像を生成して出力する。
フリッカーフリー処理部２８では、色信号走査線補間処理部２６や輝度信号走査線補間処理部２７で得られた１フィールドあたり２８７本からなる１６：９の輝度信号Ｙ、色差信号Ｅｕ、Ｅｖに対してフィールド倍速変換処理を施す。フリッカーフリー処理部２８によって、１秒あたり１００フィールドのフィールド周波数に変換する。これにより、５０Ｈｚのフィールド周波数に起因する大面積フリッカーを除去する。
マトリクス部３０においては、フリッカーフリー処理部２８から出力部２９を介して出力されたフィールド倍速信号２Ｙ、色差信号２Ｅｕ、２Ｅｖを液晶表示装置や陰極線管（ＣＲＴ）等の表示素子に入力するための倍速ＲＧＢ信号２Ｒ、２Ｇ、２Ｂに変換して出力する。
以上が一般的なＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の構成および動作であるが、ＰＡＬplus対応テレビジョン受像機という呼称を得るために必須の構成部分は、ヘルパー信号処理部２３、色信号走査線補間処理部２６および輝度信号走査線補間処理部２７である。従って、これらの必須構成部分を中心として様々な構成のＰＡＬplus方式テレビジョン受像機が考えられる。この発明は、これらの必須構成部分を含むあらゆる構成のテレビジョン受像機を対象とするものであり、特に、輝度信号走査線補間処理部２７、輝度信号走査線補間処理部内にあるメモリを含んだ管理手段２７ａおよびフリッカーフリー処理部２８のメモリの使用量を減少する方式に関するものである。なお、この発明に係わる処理回路部３１を破線で示し、また、管理手段２７ａは輝度信号走査線補間処理部２７に一体的に形成されているものとする。以下に処理回路部３１のいくつかの実施例について説明する。
第１の実施例
第２図および第３図を参照してこの発明のテレビジョン受像機の第１の実施例の構成を説明する。
第２図Ａは、第１の実施例における処理回路部３１の構成を示すブロック図であり、第２図Ｂは、各部のライン番号と時間の関係を示す模式図である。
第２図Ａに示すように、第１の実施例は、主画部やヘルパー信号が入力される入力部２１、１３３ラインの遅延素子である１３３ラインディレイ３２、ライン単位でランダムアクセス可能なフィールドメモリ３３、フィールドメモリ３４、フィールドメモリ３５、垂直フィルタ・メディアン処理部３６、出力部２９等を備えて構成される。
次に、この発明の第１の実施例の動作を説明する。
第２図ＡおよびＢに示すように、入力部２１から入力された映像信号は１３３ラインディレイ３２に入力される。この１３３ラインディレイ３２では、１フィールド（３１２ライン）に不足する１３３ラインのディレイ量を補足して同図Ｂに示すような映像信号▲１▼をライン単位でランダムアクセス可能なフィールドメモリ３３に入力する。フィールドメモリ３３ではライン単位でアドレスジャンプすることにより、前述の上下無画部のヘルパー信号を主画部（輝度信号）にシャッフリング処理するとともに、倍速映像信号▲２▼として２回連続して読出す。
フィールドメモリ３４およびフィールドメモリ３５は、フィールドメモリ３３から２回連続して読出された映像信号を４回連続した映像信号に引き伸ばす動作を行う。つまり、フィールドメモリ３４では、２回連続したＡフィールドの映像信号を２回連続して読出すことによって、同一のＡフィールドが４回、連続する映像信号▲３▼を生成して出力する。同じく、フィールドメモリ３５では、２回連続したＢフィールドの映像信号を２回連続して読出すことによって、同一のＢフィールドが４回、連続する映像信号▲４▼を生成して出力する。
そして、４回連続したＡフィールドの映像信号▲３▼と４回連続したＢフィールドの映像信号▲４▼が次段の垂直フィルタ・メディアン処理部３６に入力されて、シャッフリング処理で損なわれた画像の連続性を確保して画像を滑らかにするような処理を行い、通常のインタレース信号として出力部２９より出力する。
更に、第３図を参照してこの発明の第１の実施例のメモリ制御方法の詳細を説明する。
第３図Ａは、フィールドメモリ３３のメモリ制御方法の詳細を示す模式図であり、第３図Ｂは、このメモリ３３のメモリ領域を示す図である。
第３図Ａの最上段は、入力信号のライン番号を示し、その下側に書込み動作を示す。この書込み動作において、Ａフィールドの上部ヘルパー信号Ｗ１を第３図Ｂに示すメモリ領域Ｈ１に書込み、主画部Ｘ１（輝度信号）の情報をメモリ領域Ｍに書込み、下部ヘルパー信号Ｗ１′をメモリ領域Ｈ２に各々書込む。更に、斜線を付して示すＢフィールドの上部ヘルパー信号Ｗ２を同図Ｂのメモリの退避領域Ｈ３に書込み、主画部Ｘ２（輝度信号）の情報をメモリ領域Ｍに書込み、下部ヘルパー信号Ｗ２′をメモリ領域Ｈ２に各々書込む。
第３図Ａに示す読出し例１は、入力信号の書込みが開始してから最も早く読出しを開始する例である。この読出し例１において、読出しの最低条件である書込み前の読出しは困難である点を考慮すると、最も早く読出しを開始できるのは、領域Ｈ２への書込みと読出しを同時にスタートする場合である。この時のフィールド１Ａの読出し開始タイミングは以下のように計算される。第３図の最上部に記した数字は、時間を入力信号のライン番号（１フィールドのライン番号を１，２，３，・・・，３１１，３１２としている。）を単位として表したものである。
領域Ｈ２の書込み開始と、領域Ｈ２の読出し開始を同時に行うという条件から、領域Ｈ２の読出し開始は、２７５ラインとなる。これに先立ち、１４４ライン分の読出しが既に終了している必要があるので、フィールド倍速読出しの１４４ライン分（入力信号を基準とした７２ライン分）先行してフィールド１Ａの読出しが開始される必要がある。これらを考慮すると、
２７５（領域Ｈ２の読出し開始ライン）−２４（フィールド１Ａの書込み開始ライン）−７２（領域Ｈ２の読出しに先行する、フィールド１Ａの読出し）＝１７９ライン
となる。Ａフィールドの上部ヘルパー信号Ｗ１をメモリ領域Ｈ１から、主画部Ｘ１（輝度信号）をメモリ領域Ｍから、下部ヘルパー信号Ｗ１′をメモリ領域Ｈ２から、各々倍速で２回連続して読出す。この読出し時に、３：１シャッフリング処理がなされる。このように、読出しを１７９ライン遅れて開始するために、１３３ラインディレイ３２を設けて、合計の遅延時間を１フィールド（３１２ライン）に合わせている。
ここで、フィールド１Ａを読出し中にＢフィールドの上部ヘルパー信号Ｗ２が到来するが、この上部ヘルパー信号Ｗ２を一旦、メモリの退避領域Ｈ３に退避させておく。引き続きＢフィールドの読出しに移り、上部ヘルパー信号Ｗ２を先程退避したメモリの退避領域Ｈ３から読出し、Ｂフィールドの主画部Ｘ２はメモリの領域Ｍから、下部ヘルパー信号Ｗ２′はメモリの領域Ｈ２から、各々倍速で２回連続して読出しを行う。
次に、「読出し例２」は、フィールドメモリ３３の読出しを書込みに対して最も遅く開始するものである。この例においても、読出しの最低条件である書込み前の読出しは困難である点を考慮すると、最も遅く読出しを開始できるのは、Ｂフィールドの主画部Ｘ２が到来するときに同時にフィールド１Ａの２回目の読出しを開始する場合である。この時のフィールド１Ａの１回目の読出しのタイミングは以下のように計算される。
第３図の読出し例２に示すように３７２ライン目にフィールド１Ａの２回目の読出しを開始するためには、それに先行してフィールド１Ａの１回目の読出しを３１２ライン（ブランキング区間を含む）分終了しておく必要がある。この３１２ラインは倍速であるので、入力信号を基準としたライン数では１５６本に相当する。以上の点を考慮すると、
３７２（フィールド１Ａの２回目の読出し開始ライン）−２４（フィールド１Ａの書込み開始ライン）−１５６（フィールド１Ａの２回目の読出しに先行する、ブランキング区間を含むフィールド１Ａの読出しライン数）＝１９２ライン
が最も遅く読出しを開始する場合の遅延量である。この場合では、１３３ラインディレイの代わりに、１２０ラインディレイが必要とされる。この時点から読出しを開始した場合を以下に説明する。この例では、Ｂフィールドの主画部Ｘ２（輝度信号）が到来する前にＡフィールドの主画部Ｘ１（輝度信号）の読出しを完了する必要がある点を考慮すると、１９２ラインを読出しのスタート地点として読出しを開始する。まず、Ａフィールドのヘルパー信号Ｗ１をメモリ領域Ｈ１から、主画部Ｘ１（輝度信号）をメモリ領域Ｍから、シャッフリング処理された下部ヘルパー信号Ｗ１′をメモリ領域Ｈ２から、各々倍速で２回連続して読出す。この読出し時に３：１シャッフリングがなされる。
ここで、フィールド１Ａを読出し中にＢフィールドの上部ヘルパー信号Ｗ２が到来するが、この上部ヘルパー信号Ｗ２を一旦、メモリの退避領域Ｈ３に退避させておく。引き続きＢフィールドの読出しに移り、上部ヘルパー信号Ｗ２を先程退避したメモリの退避領域Ｈ３から読出し、Ｂフィールドの主画部Ｘ２はメモリの領域Ｍから、下部ヘルパー信号Ｗ２′はメモリの領域Ｈ２から、各々倍速で２回連続して読出しを行う。このように、Ｂフィールドの主画部Ｘ２（輝度信号）の書込みを始める前にＡフィールドの読出しを開始しなければならないという制約から、この１９２ラインの開始点が最もディレイ量の大きいケースとなる。
このように、本実施例では、フィールドメモリを５個使用していたのを、（３個＋１２０〜１３３ラインディレイ）のメモリ量に削減することができる。
第２の実施例
第４図および第５図を参照してこの発明の第２の実施例について説明する。第４図Ａは、第２の実施例における処理回路部３１の構成を示すブロック図であり、第４図Ｂは、各部のライン番号と時間の関係を示す模式図である。
第４図Ａに示すように、第２の実施例は、主画部（輝度信号）およびヘルパー信号が入力される入力部２１、１０９ラインの遅延量の１３３ラインディレイ４２、フィールドメモリ４３、ライン単位でランダムアクセス可能なフィールドメモリ４４およびフィールドメモリ４５、垂直フィルタ・メディアン処理部４６、そして出力部２９等を備えて構成される。
このような構成において、入力部２１から入力された映像信号は、１３３ラインディレイ４２に入力され、この１３３ラインディレイ４２では、１フィールド（３１２ライン）にとって不足分の１３３ディレイ量を補足して、第４図Ｂ▲１▼に示される映像信号を生成し、生成された映像信号を次段のフィールドメモリ４３および４５に入力する。つまり、この発明の第２の実施例は、１７９ラインのディレイ量を有している。このディレイ量では１フィールド（３１２ライン）に満たないことから、不足分の１０９ライン分を１０９ラインディレイ４２において補足し、１フィールドのディレイとなるように構成する。それによって、ＶＴＲ信号の入力時等のＡＦＣ（Automatic Freqency Control）エラー等の映像乱れを回避することができる。
フィールドメモリ４３は、Ａフィールドの信号を１フィールド分遅延することによって、第４図Ｂ▲２▼に示す如き１フィールドずれた映像信号を生成する。このフィールドメモリ４３の出力が次段のライン単位でランダムアクセス可能なフィールドメモリ４４に出力する。このフィールドメモリ４４では、ライン単位でアドレスジャンプがなされ、前述のヘルパー信号をシャッフリング処理で主画部内に取り込むとともに、フィールドメモリ４４から倍速信号として４回連続して読出す（同図Ｂ▲３▼）。
Ｂフィールドの信号は、そのままランダムアクセス可能なフィールドメモリ４５に入力される。フィールドメモリ４５では、ライン単位でアドレスジャンプがなされ、前述のヘルパー信号をシャッフリング処理で主画部内に取り込むとともに、フィールドメモリ４５から倍速信号として４回連続して読出す（同図Ｂ▲４▼）。
第４図Ｂにおいて、４回連続して読出されたＡフィールドの信号▲３▼と、４回連続して読出されたＢフィールドの信号▲４▼は同時に垂直フィルタ・メディアン処理部４６に入力される。この垂直フィルタ・メディアン処理部４６では、シャッフリング処理で損なわれた画像の連続性を確保する処理（画像を滑らかにする）を施されて通常のインタレース映像信号として出力部２９に出力する。
このように第２の実施例では、ＡフィールドおよびＢフィールドの映信信号が４回連続して同時に垂直フィルタ・メディアン処理部４６に入力されるため、前述の第１１図で述べた同一フレームのＡフィールドとＢフィールドの映像信号を同時に使用して処理を行うフィルムモードの垂直フィルタリング処理と、第１２図で述べたフリッカーフリーの処理を同時に行うことができる。但し、このような処理を実現するためには特別なメモリ制御を行う必要があり、このメモリ制御方法が本実施例の骨子である。
第５図を参照して、第２の実施例によるメモリ制御方法をより詳細に説明する。第５図Ａは、第２の実施例のメモリ制御方法の詳細を示す模式図であり、第５図Ｂは、メモリ領域を示す図である。
第５図Ａの“ＦＭ（Ａ）４４−書込み”において、Ａフィールドの上部ヘルパー信号Ｗ１を同図Ｂのフィールドメモリ４４の領域Ｈ１に書込み、主画部Ｘ１（輝度信号）の情報をメモリ領域Ｍに書込み、更に下部ヘルパー信号Ｗ１′をメモリ領域Ｈ２に各々書込む。
前述したように、同図Ａの“ＦＭ（Ａ）４４−読出し”において、読出しのスタート地点は、書込みが開始してから１７９〜１９２ライン後とされる。本実施例では、書込み開始から１７９ライン後をスタート地点として読出しを開始する。上部ヘルパー信号Ｗ１をメモリのＨ１領域から、主画部Ｘ１（輝度信号）をメモリのＭ領域から、下部ヘルパー信号Ｗ１′をメモリのＨ２領域から、各々倍速で４回連続して読出す。読出しアドレスを制御することによって、前述したような３：１シャッフリング処理を行うことができる。
そして、フィールド１Ａを連続して読出し中に、斜線を付して示すように、次のフィールド２Ａの上部ヘルパー信号Ｗ２が来るが、この上部ヘルパー信号Ｗ２を一旦、メモリ４４の退避領域Ｈ３に退避させる。
引き続き、同様に書込まれたフィールド２Ａの読出しにおいては、上部ヘルパー信号Ｗ２を先程退避したメモリの退避領域Ｈ３（３６ライン分）から読出し、フィールド２Ａの主画部Ｘ２（輝度信号）はメモリのＭ領域から、下部ヘルパー信号Ｗ２′はＨ２領域から、各々倍速で４回連続して読出しを行う。Ｂフィールドにおいても同様の手法によって書込みおよび読出しを行う。
このように、本実施例では特別なメモリ制御を以て、垂直フィルタリングに必要なフィールドメモリとフリッカーフリー処理に必要なフィールドメモリを共用して用いるようにしたため、前述したようなＰＡＬplus方式テレビジョン受像機のフィールドメモリの使用数５個に比して、３個のフィールド＋１３３ラインディレイで構成することが可能となり、フィールドメモリ数を削減することができる。更に、ＶＴＲの使用を除外すれば１３３ラインディレイが不要となるので、１３３ラインディレイを削減することができ、３個のフィールドメモリを使用すれば良く、更なるメモリ量の削減を実現することができる。
実施例３
第３の実施例は第１および第２の実施例における１３３ラインディレイに変えてフィールドメモリを採用した例であり、これを第６図を参照して説明する。第６図Ａは、第３の実施例の構成を示すブロック図であり、第６図Ｂは、各部のメモリ制御方法を示す模式図である。
第３の実施例は、映像信号が入力される入力部１１、ライン単位でランダムアクセス可能なフィールドメモリ５３、フィールドメモリ５４、フィールドメモリ５５、フィールドメモリ５６、垂直フィルタ・メディアン処理部５７、そして出力部１９等を備えて構成される。
第６図を参照して第３の実施例の動作を説明する。
入力部１１から入力された第６図Ｂに示す映像信号▲１▼は、ライン単位でランダムアクセス可能なフィールドメモリ５３に入力される。このフィールドメモリ５３ではライン単位でアドレスジャンプがなされることにより、上下無画部のヘルパー信号を主画部（輝度信号）にシャッフリング処理するとともに、通常速度（倍速処理を行わないという意味）で読出すことによって映像信号▲２▼として出力する。その結果、映像信号▲１▼に対して１／２フィールドずれた映像信号▲２▼が生成される。
フィールドメモリ５４から、１／２フィールドずれた映像信号▲２▼を倍速処理して４回連続して読出すことにより、映像信号▲３▼を生成する。フィールドメモリ５６では、２フィールド分の遅延処理を行い映像信号▲４▼を出力する。フィールドメモリ５５では、Ｂフィールド信号を倍速処理して４回連続して読出すことにより、映像信号▲５▼を生成して出力する。そして、Ａフィールドが４回連続する映像信号▲４▼と、Ｂフィールドが４回連続する映像信号▲５▼が垂直フィルタ・メディアン処理部５７に入力される。この垂直フィルタ・メディアン処理部５７において、シャッフリング処理で損なわれた画像の連続性を確保し、フィールド倍速された映像信号として出力部１９から出力する。
第３の実施例は、フィールドメモリ５３によってシャッフリング処理を行うと共に、１／２フィールドの遅延を入力信号に対して有する映像信号▲２▼を生成する。それによって、第１および第２の実施例における１３３ラインディレイを不要とすることが可能となる。さらに、５個のフィールドメモリを使用する必要がある構成に比して、４個のフィールドメモリで構成できるため１個のフィールドメモリを削減することが可能となる。
実施例４
第４の実施例は、ＰＡＬplus方式テレビジョン受像機のフィルムモードではヘルパー信号を用いた処理を行わなくても良いという規約を利用した例であり、これを第７図を参照して説明する。
第７図Ａは、第４の実施例の構成を示し、第７図Ｂは、各部のメモリ制御方法を示す模式図である。
第４の実施例は、第７図Ａに示すように、映像信号が入力される入力部１１、フィールドディレイであるフィールドメモリ６３、ライン単位でランダムアクセス可能なフィールドメモリ６４、フィールドメモリ６５、カメラモードとフィルムモードの切替えを行う切替え手段６２、垂直フィルタ・メディアン処理部６６、そして出力部１９等を備えて構成される。切替え手段６２は、モードデコーダ１５からのモードを指示する信号によって制御される。
このような構成の第４の実施例の動作を説明する。
フィルムモードにおいて、入力部１１から入力された映像信号▲１▼はフィールドディレイ素子としてのフィールドメモリ６３に入力される。フィールドメモリ６３では１フィールド分の遅延処理を行って映像信号▲２▼を出力する。フィールドメモリ６３の出力が次段のフィールドメモリ６４に入力される。
フィールドメモリ６４では、Ａフィールドの主画部の映像信号のみを倍速変換すると共に、１／２フィールド遅延を生じさせ、４回連続して読出す。これにより、映像信号▲２▼に対して１／２フィールド遅延したヘルパー信号を含まない倍速映像信号▲３▼が生成される。但し、このような処理は、ヘルパー信号を演算しないで主画部のみを取り扱う場合においてのみ可能となる。一方、現フィールド（Ｂフィールド）は、そのままフィールドメモリ６５に入力される。フィールドメモリ６５では、同様に主画部のみの映像信号を倍速変換すると共に、１／２フィールド遅延を生じさせ、４回連続して読出す。これにより、映像信号▲２▼に対して１／２フィールド遅延したヘルパー信号を含まない倍速映像信号▲４▼が生成される。
カメラモードにおいて、入力部１１から入力された映像信号▲１▼がフィールドメモリ６４に供給されると共に、切り替え手段６２を介してフィールドメモリ６５に入力され、フィールドメモリ６５によってシャッフリング処理がなされて次段の垂直フィルタ・メディアン処理部６６に出力される。但し、ディレイ量は１７９〜１９２ラインを厳守しなければならない。垂直フィルタ・メディアン処理部６６では、シャッフリング処理で損なわれた画像の連続性を確保して、フィールド倍速信号として出力部１９に出力する。
ここで、フィールドメモリ６３は、走査線補間をフレーム内処理によって行うフィルムモードでは使用するが、走査線補間をフィールド内処理によって行うカメラモードでは必要としないメモリである。そこで、カメラモード時にはこのフィールドメモリ６３を１３３ラインディレイ素子として使用し、全体として１フィールドのディレイ量を確保する。このように、第４の実施例は、切替え手段６２によってモードを切り替え、フィールドメモリ６３を１３３ラインディレイとして併用し、カメラモードで本来必要な１３３ラインディレイを不要とすることができる。
第４の実施例は、必要とするフィールドメモリの個数を５個から３個へ削減することができる。
実施例５
第５の実施例はＰＡＬplus方式テレビジョン受像機に代えて、ＳＥＣＡＭ方式テレビジョン受像機にこの発明を適用した例である。第８図は、第５の実施例の構成を示すブロック図である。
第５の実施例は、図１のヘルパー信号処理部２３、タイミングジェネレータ２４、モードデコーダ２５、マトリクス部３０等のＰＡＬplus方式テレビジョン受像機の構成要素に対して、ＳＥＣＡＭ複合映像信号が入力される入力端子７０と、Ｙ／Ｃ分離・カラーデコード処理部７２と、この発明が適用された走査線補間処理部７６とが新たな構成要素として追加される。
そして、入力端子７０から入力されたＳＥＣＡＭ複合映像信号は、Ｙ／Ｃ分離・カラーデコード処理部７２、ヘルパー信号処理部７３、タイミングジェネレータ７４、そしてモードデコーダ７５に並列に入力される。
Ｙ／Ｃ分離・カラーデコード処理部７２では、３次元Ｙ／Ｃ分離等によって、輝度信号および色信号が分離され、色信号が復調されることで色差信号Ｂ−Ｙ（Ｅｕ）、Ｒ−Ｙ（Ｅｖ）が形成され、さらに、色順序判別信号ＩＤ信号に基づいてＳＥＣＡＭスイッチ等により同時化して色復調がなされる。Ｙ／Ｃ分離・カラーデコード処理部７２からの輝度信号Ｙおよび色差信号Ｅｕ、Ｅｖが次段のこの発明の走査線補間処理部７６に出力される。そして、走査線補間処理部７６によって、前述と同様な動作で走査線補間処理がなされ、倍速輝度信号２Ｙ、倍速色差信号２Ｅｕ信号、２Ｅｖ信号としてマトリクス部７７に出力される。以降の説明は重複するため省略する。
この発明は上述した第１〜第５の実施例に限定されず、種々の実施形態を採ることができる。例えば、ＰＡＬplus方式やＳＥＣＡＭ方式テレビジョン受像機について説明したが、ＰＡＬ−ＳＥＣＡＭ両用のテレビジョン受像機にも適用が可能である。また、以上の説明では、画像信号処理装置の一例としてテレビジョン受像機について説明したが、他のＡＶ機器例えばビデオ機器や記録媒体一体型モニター装置、プロジョクター装置等にも応用が可能である。更に、この発明は以上示した実施形態にとらわれず様々な形態に発展出来ることは言うまでもない。
以上説明したように、この発明は、別々に処理されていたヘルパー信号処理とフリッカーフリー処理を管理手段による所定のメモリ制御の下で統合して処理する。従って、この発明は、メモリを合理的に管理することが可能となりシステムの効率的な運用を図ることができるとともに使用するフィールドメモリ数を削減することができる。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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