(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フレームレートで１フレーム単位の情報であるフレーム情報が順次入力される情報入力装置と、
前記第１フレームレートに対応する第１同期信号を出力する入力同期検出装置と、
前記情報入力装置による前記各フレーム情報の入力の終了を検出して入力終了検出信号を出力する入力終了検出装置と、
前記各フレーム情報をそれぞれ保存する複数のバッファを有する情報保存メモリと、
前記複数のバッファのいずれか１つを選択して、選択されたバッファに、前記第１同期信号に応答して前記フレーム情報を書き込むとともに、選択されたバッファを表す第１バッファ情報を、次の書き込み動作のためにバッファが選択されるまで保持する書き込み制御装置と、
前記第１フレームレートと異なる第２フレームレートに対応する第２同期信号を出力する出力同期検出装置と、
前記書き込み制御装置によって書き込みが終了したバッファを表す第２バッファ情報を保持するとともに、前記第２同期信号に対応して、前記第１バッファ情報で表されるバッファの前記フレーム情報を、前記第２フレームレートで読み出す、読み出し制御装置と、
前記読み出し制御装置が読み出した前記フレーム情報を出力する情報出力装置と、
を備え、
前記書き込み制御装置は、前記フレーム情報を書き込むバッファを、初期設定に基づいて選択した後に、前記入力終了検出信号が出力されるタイミングにおいて、前記第２バッファ情報にて表されるバッファおよび前記フレーム情報が読み出されているバッファ以外のバッファから選択して前記第１バッファ情報とすることを特徴とするデータレート変換装置。
【請求項２】
前記第１同期信号は、前記フレーム情報の入力が開始されるタイミングを表す信号を含む、請求項１に記載のデータレート変換装置。
【請求項３】
前記第２同期信号は、前記フレーム情報の出力が開始されるタイミングを表す信号を含む、請求項１に記載のデータレート変換装置。
【請求項４】
前記情報保存メモリは、３個の前記バッファを含む、請求項１記載のデータレート変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は方式の異なる映像信号のフレームレート変換等のデータレートを変換する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
映像信号方式としてはＮＴＳＣ方式またはＰＡＬ方式が用いられることが多い。ＮＴＳＣ方式の映像信号とＰＡＬ方式の映像信号ではフレームレートが異なっている。本明細書においてフレームレートとは、１画面を表示するために必要な時間を意味するものとする。
【０００３】
ＮＴＳＣ方式ではフレームレートは、約３０フレーム/秒（周期１/３０秒）である（正確には３０×１０００／１００１フレーム/秒である）。ＰＡＬ方式ではフレームレートは、２５フレーム/秒（周期１/２５秒）である。そのためＮＴＳＣ方式の画像信号をＰＡＬ方式で表示しようとする場合、または逆にＰＡＬ方式の画像信号をＮＴＳＣ方式で表示しようとする場合にはフレームレートの変換を行うことが必要となる。
【０００４】
従来のデータレートを変換する方法としては、特開平８−１７２５７３号公報に示される低速レートのデータフレームを高速レートのデータフィールドに変換する方法がある。ここで１フレーム＝２フィールドであり、１画面＝１フレームである。
【０００５】
上記特開平８−１７２５７３号公報では、高速レートの低速レートに対する比すなわち高速化率より、１フレーム期間において整数回数だけフィールドが繰り返されるような基本フィールド繰り返しレートを定め、高速化率から低速レートに対する１フレーム期間内のフィールド数の比を引くことにより繰り返しレートの比の微分を計算し、フィールド繰り返しレートの微分と該比の微分とを比較して双方が互いに変動する場合にフィールドを加えるまたは除くことによって、データレートを変換する。
【０００６】
従来技術によった場合、ＰＡＬ方式の映像信号のフレームレート（２５フレーム/秒）からＮＴＳＣ方式の映像信号のフィールドレート（約６０フィールド/秒）への変換は次のように行われる。ＰＡＬ方式とＮＴＳＣ方式のデータレートの比（６０/２５＝２．４）すなわち高速化率より、上記従来技術の方法で繰り返しレートを計算すると、繰り返しレートは２フィールドと３フィールドに定められる。高速化率の微分演算を行い、その変動より繰り返されるフィールド数は、上記従来技術の方法で計算すると、２，３，２，２，３と求められる。
【０００７】
図５は、ＰＡＬ方式からＮＴＳＣ方式への変換を行うタイミングを示すグラフである。上記繰り返されるフィールド数２，３，２，２，３より、入力フレームｆ１〜ｆ５に対してフレームｆ１，ｆ１，ｆ２，ｆ２，ｆ２，ｆ３，ｆ３，ｆ４，ｆ４，ｆ５，ｆ５，ｆ５と出力することによりデータレートの変換を行うことができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は低速データレートの情報（ＰＡＬ方式の映像信号、周期１/２５秒）をより高速データレートの情報（ＮＴＳＣ方式の映像信号、周期１/３０秒）に変換するため、逆に高速データレートの情報を低速データレートの情報に変換する場合には適用することはできない。
【０００９】
また図５中の入力フレームｆ１の開始時刻Ｔ１に示されるように、入力フレームと出力フレームの間で同期を取る必要がある。
【００１０】
本発明は任意データレートの入力情報を任意データレートの出力情報へ同一構成で変換することが可能であり、加えて入力情報と出力情報が非同期である場合にもデータレートを変換することが可能である装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るデータレート変換装置は、第１フレームレートで１フレーム単位の情報であるフレーム情報が順次入力される情報入力装置と、前記第１フレームレートに対応する第１同期信号を出力する入力同期検出装置と、前記情報入力装置による前記各フレーム情報の入力の終了を検出して入力終了検出信号を出力する入力終了検出装置と、前記各フレーム情報をそれぞれ保存する複数のバッファを有する情報保存メモリと、前記複数のバッファのいずれか１つを選択して、選択されたバッファに、前記第１同期信号に応答して前記フレーム情報を書き込むとともに、選択されたバッファを表す第１バッファ情報を、次の書き込み動作のためにバッファが選択されるまで保持する書き込み制御装置と、前記第１フレームレートと異なる第２フレームレートに対応する第２同期信号を出力する出力同期検出装置と、前記書き込み制御装置によって書き込みが終了したバッファを表す第２バッファ情報を保持するとともに、前記第２同期信号に対応して、前記第１バッファ情報で表されるバッファの前記フレーム情報を、前記第２フレームレートで読み出す、読み出し制御装置と、前記読み出し制御装置が読み出した前記フレーム情報を出力する情報出力装置と、を備え、前記書き込み制御装置は、前記フレーム情報を書き込むバッファを、初期設定に基づいて選択した後に、前記入力終了検出信号が出力されるタイミングにおいて、前記第２バッファ情報にて表されるバッファおよび前記フレーム情報が読み出されているバッファ以外のバッファから選択して前記第１バッファ情報とすることを特徴とし、そのことにより上記目的が達成される。
【００１８】
前記第１同期信号は、前記フレーム情報の入力が開始されるタイミングを表す信号を含んでもよい。
【００１９】
前記第２同期信号は、前記フレーム情報の出力が開始されるタイミングを表す信号を含んでもよい。
【００２０】
前記情報保存メモリは、３個の前記バッファを含んでもよい。
【００２１】
本発明のある局面に従えば、情報入力装置から１フレームの情報入力が終了した時刻で、次入力フレーム情報を書き込むバッファと次出力フレーム情報を読み出すバッファを選択し、次入力フレーム開始時刻で書き込み制御装置が選択しているバッファに情報を書き込み、次出力フレーム開始時刻で読み出し制御装置が選択しているバッファの情報を読み出すようにしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図３を用いて説明する。
【００２３】
図１は任意データレートのフレーム情報を任意データレートのフレーム情報へ変換するデータレート変換装置１００の構成を示すブロック図、図２は図１におけるＮＴＳＣ方式の映像信号のデータレートからＰＡＬ方式の映像信号のデータレートヘのデータレート変換を説明するための図、図３は図１におけるＰＡＬ方式の映像信号のデータレートからＮＴＳＣ方式の映像信号のデータレートヘのデータレート変換を説明するための図である。
【００２４】
図１において１０は情報入力装置、１１は入力終了検出装置、２０は書き込み制御装置、３０は入力同期検出装置、４０は情報保存メモリ、ＡとＢとＣはバッファ、５０は読み出し制御装置、６０は情報出力装置、７０は出力同期検出装置である。
【００２５】
情報入力装置１０に入力されたフレーム情報１０１は、書き込み制御装置２０によって選択された情報保存メモリ４０内のバッファＡ、バッファＢおよびバッファＣのうちの１つのバッファに書き込まれる。
【００２６】
フレーム情報１０１が書き込まれるバッファは書き込み制御装置２０によって次のように選択される。書き込み制御装置２０は、フレーム情報１０１の情報入力装置１０への入力終了時刻で入力終了検出装置１１から検出される入力終了検出信号１０２により、フレーム情報１０１を書き込むバッファとして、その入力終了時刻においてフレーム情報１０１の書き込みが終了したバッファと、出力フレーム情報１０３を読み出し中のバッファを除いたバッファを選択し、次の選択が実行されるまで選択されたバッファを表すバッファ情報を保持し続ける。
【００２７】
フレーム情報１０１の入力の開始時刻では、入力同期検出装置３０によって検出される同期信号１０４に応答して、書き込み制御装置２０が保持しているバッファ情報が表すバッファが選択され、フレーム情報１０１が書き込まれる。
【００２８】
情報出力装置６０から出力されるフレーム情報１０３は、読み出し制御装置５０によって情報保存メモリ４０内のバッファＡ、バッファＢおよびバッファＣから１つのバッファが選択され読み出される。
【００２９】
（実施例１）
本発明の第１の実施例として、図２のタイミング図を用いてＮＴＳＣ方式のデータレートの入力フレーム情報をＰＡＬ方式のデータレートの出力フレーム情報に変換する場合について説明する。
【００３０】
初期設定として情報入力装置１０に入力されるフレーム情報Ｆ１は、書き込み制御装置２０によりバッファＡに書き込まれ、出力されるフレーム情報はバッファＣから読み出し制御装置５０により読み出されるものとする。
【００３１】
フレーム情報Ｆ１の情報入力装置１０への入力が終了する時刻ｔ１１で入力終了検出装置１１から検出される入力終了検出信号１０２に応答して、書き込み制御装置２０は次に入力される入力フレーム情報Ｆ２を書き込むバッファとして、時刻ｔ１１において３個のバッファＡ、バッファＢおよびバッファＣからフレーム情報Ｆ１の書き込みが終了したバッファＡと、フレーム情報を読み出し中のバッファＣとを除いたバッファＢを選択し、この情報を保持する。
【００３２】
読み出し制御装置５０は、次に出力するフレーム情報１０３を読み出すバッファとしてフレーム情報Ｆ１の書き込みが終了したバッファＡを選択し、この情報を保持する。
【００３３】
次に入力されるフレーム情報Ｆ２は、フレーム情報Ｆ２の入力開始時刻で入力同期検出装置３０から検出される同期信号１０４により、書き込み制御装置２０が保持しているバッファ情報が表すバッファ、すなわちバッファＢに書き込まれる。
【００３４】
次に出力されるフレーム情報１０３は、フレーム情報Ｆ１の出力開始時刻ｔ２１で出力同期検出装置７０から検出される同期信号１０５により、読み出し制御装置５０が保持しているバッファ情報が表すバッファ、すなわちバッファＡから読み出される。
【００３５】
フレーム情報Ｆ２はバッファＢに書き込まれ、フレーム情報Ｆ２の情報入力終了時刻ｔ１２で書き込み制御装置２０は書込みが終了したバッファＢと読み出し中のバッファＡ以外のバッファＣを選択し、読み出し制御装置５０は書込みが終了したバッファＢを選択する。
【００３６】
フレーム情報Ｆ３はバッファＣに書き込まれ、情報入力終了時刻ｔ１３で読み出し制御装置５０は出力バッファとして書込みが終了したバッファＣを選択する。
【００３７】
しかしながら、次出力フレーム開始時刻ｔ２３よりも前の時刻ｔ１４においてフレーム情報Ｆ４への書込みが終了するので、読み出し制御装置５０は出力バッファとして書込みが終了したバッファＡを選択する。よって入力情報は２フレーム分（フレーム情報Ｆ３およびフレーム情報Ｆ４）保存されるが、最新フレームの情報（フレーム情報Ｆ４）のみが出力される。
【００３８】
以上のようにフレームＦ１〜Ｆ６の入力情報に対して、フレームＦ１，Ｆ２，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６と出力することによりフレームレートの変換が可能である。
【００３９】
図３は、実施の形態に係るデータレート変換装置１００の動作を示すフローチャートである。書き込み制御装置２０は最初に入力するフレーム情報を書き込むバッファとして、バッファＡを選択する。読み出し制御装置５０は最初に出力するフレーム情報を読み出すバッファとして、バッファＣを選択する（Ｓ３０１）。
【００４０】
書き込み制御装置２０は、フレーム情報の入力が開始される時刻か否かを判断する（Ｓ３０２）。フレーム情報の入力が開始される時刻であると判断した場合には（Ｓ３０２でＹＥＳ）、書き込み制御装置２０は選択しているバッファへ入力されたフレーム情報の書込みを開始する（Ｓ３０３）。
【００４１】
フレーム情報の入力が開始される時刻でないと判断した場合（Ｓ３０２でＮＯ）、または書き込み制御装置２０が選択しているバッファへ入力されたフレーム情報の書込みを開始した場合には（Ｓ３０３）、書き込み制御装置２０は、フレーム情報の入力が終了した時刻か否かを判断する（Ｓ３０４）。
【００４２】
フレーム情報の入力が終了した時刻であると判断した場合には（Ｓ３０４でＹＥＳ）、書き込み制御装置２０は次に入力されるフレーム情報を書き込むバッファとして、直前にフレーム情報の書込みが終了したバッファと、その時刻で読み出し制御装置５０がフレーム情報を読み出しているバッファとを除いたバッファを選択する（Ｓ３０５）。読み出し制御装置５０は次に出力されるフレーム情報を読み出すバッファとして、直前にフレーム情報の書込みが終了したバッファを選択する（Ｓ３０６）。
【００４３】
フレーム情報の入力が終了した時刻でないと判断した場合（Ｓ３０４でＮＯ）、または読み出し制御装置５０が次に出力されるフレーム情報を読み出すバッファとして、直前にフレーム情報の書込みが終了したバッファを選択した場合（Ｓ３０６）には、読み出し制御装置５０はフレーム情報の出力が開始される時刻か否かを判断する（Ｓ３０７）。
【００４４】
読み出し制御装置５０がフレーム情報の出力が開始される時刻であると判断した場合には（Ｓ３０７でＹＥＳ）、読み出し制御装置５０は選択しているバッファからフレーム情報の読み出しを開始する（Ｓ３０８）。その後、処理はＳ３０２へ戻る。
【００４５】
具体的には以下のように動作する。
【００４６】
書き込み制御装置２０は最初に入力するフレーム情報Ｆ１を書き込むバッファとして、バッファＡを選択する。読み出し制御装置５０は最初に出力するフレーム情報を読み出すバッファとして、バッファＣを選択する（Ｓ３０１）。
【００４７】
フレーム情報の入力が開始される時刻ｔ１０であると判断した場合には（Ｓ３０２でＹＥＳ）、書き込み制御装置２０は選択しているバッファＡへ入力されるフレーム情報Ｆ１の書込みを開始する（Ｓ３０３）。
【００４８】
フレーム情報の入力が終了した時刻ｔ１１であると判断した場合には（Ｓ３０４でＹＥＳ）、書き込み制御装置２０は次に入力されるフレーム情報Ｆ２を書き込むバッファとして、直前にフレーム情報Ｆ１の書込みが終了したバッファＡと、その時刻で読み出し制御装置５０がフレーム情報を読み出しているバッファＣとを除いたバッファＢを選択する（Ｓ３０５）。読み出し制御装置５０は次に出力されるフレーム情報を読み出すバッファとして、直前にフレーム情報Ｆ１の書込みが終了したバッファＡを選択する（Ｓ３０６）。
【００４９】
読み出し制御装置５０がフレーム情報の出力が開始される時刻ｔ２１であると判断した場合には（Ｓ３０７でＹＥＳ）、読み出し制御装置５０は選択しているバッファＡからフレーム情報Ｆ１の読み出しを開始する（Ｓ３０８）。
【００５０】
（実施例２）
本発明の第２の実施例として、図４のタイミング図を用いてＰＡＬ方式のデータレートの入力情報をＮＴＳＣ方式のデータレートの出力情報に変換する場合について説明する。
【００５１】
初期設定として情報入力装置１０に入力されるフレーム情報ｆ１は、書き込み制御装置２０により選択されるバッファＡに書き込まれるものとし、出力されるフレーム情報１０３は読み出し制御装置５０により選択されるバッファＣから読み出されるものとする。
【００５２】
フレーム情報ｆ１はバッファＡに書き込まれ、フレーム情報ｆ１の情報入力終了時刻ｔ３１で書き込み制御装置２０は書込みが終了したバッファＡと読み出し中のバッファＣ以外のバッファＢを選択し、読み出し制御装置５０は書込みが終了したバッファＡを選択する。フレーム情報ｆ２はバッファＢに書き込まれ、情報入力終了時刻ｔ３２で読み出し制御装置５０は書込みが終了したバッファＢを選択する。
【００５３】
しかしながら次に入力されるフレーム情報ｆ３の情報入力終了時刻ｔ３３よりも前の時刻ｔ４３において、次のフレーム情報の出力が開始される。
【００５４】
このため、読み出し制御装置５０は出力バッファとして保持している情報により、時刻ｔ４３において再びバッファＢを選択する。この結果、情報出力装置６０からの出力されるフレーム情報は再度バッファＢから読み出される。
【００５５】
以上のように本実施の形態によれば、フレーム情報Ｆ１〜Ｆ５の入力情報に対して、フレーム情報Ｆ１，Ｆ２，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５と出力することによりフレームレートの変換が可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、任意データレートの入力情報を任意データレートの出力情報へ同一構成の装置で変換することが可能であり、加えて入力情報と出力情報が非同期である場合にもデータレートを変換することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるフレームレート変換装置の構成ブロック図。
【図２】実施の形態におけるＮＴＳＣ方式の映像信号からＰＡＬ方式の映像信号へのデータレート変換にて使用バッファを示すタイミング図。
【図３】実施の形態におけるフレームレート変換装置の動作を示すフローチャート。
【図４】実施の形態におけるＰＡＬ方式の映像信号からＮＴＳＣ方式の映像信号へのデータレート変換にて使用バッファを示すタイミング図。
【図５】従来技術によるフレームレート変換を示すタイミング図。
【符号の説明】
１０  情報入力装置
１１  入力終了検出装置
２０  書き込み制御装置
３０  入力同期検出装置
４０  情報保存メモリ
Ａ，Ｂ，Ｃ  バッファ
５０  読み出し制御装置
６０  情報出力装置
７０  出力同期検出装置
【図１】
0003827057.tif 000002
【図２】
0003827057.tif 000003
【図３】
0003827057.tif 000004
【図４】
0003827057.tif 000005
【図５】
0003827057.tif 000006