JP2002077768A

JP2002077768A - 映像信号処理装置

Info

Publication number: JP2002077768A
Application number: JP2000271481A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ogino; 昌宏荻野; Mitsuo Nakajima; 満雄中嶋; Yasutaka Tsuru; 康隆都留; Yoshiaki Mizuhashi; 嘉章水橋; Takashi Hasegawa; 敬長谷川; Kazuo Ishikura; 和夫石倉; Masahito Sugiyama; 雅人杉山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-09-04
Filing date: 2000-09-04
Publication date: 2002-03-15

Abstract

(57)【要約】【課題】両サイドに無画部を付加した映像を水平方向の
アスペクト比検出を行うことにより、ワイドテレビにて
最適な画面表示サイズへ切り替える。【解決手段】垂直、水平の検出機能を備えたアスペクト
比検出手段と、前記アスペクト比検出手段からの出力に
応じた拡大倍率を計算するマイコンと前記拡大倍率に応
じた拡大処理を行う拡大手段とを備える。

Description

【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処
理装置に用いられるアスペクト比検出回路による画面表
示サイズ切替装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】NTSC方式では映像信号のアスペクト比は
4：3であり、これを表示する受信機が従来から幅広く
普及してきた。しかし近年、高品位テレビジョン方式の
一つであるMUSE方式では、映像信号のアスペクト比は1
6:9に規格化されており、これに合わせてワイドテレビ
ジョンと称される横長画面が表示可能なテレビジョン受
信機が普及している。

【０００３】一方、これらに表示される映像としても、
多様な形式で送られてくるようになった。例えば映画は
本来横長の画面ではあるが、4：3画面に合わせるため、
画面上下に映像の無い黒い部分（以下、無画部と呼ぶ）
を設けた、通称レターボックス形式と呼ばれる表示形態
により放送されることも多くなってきており、さらにパ
ッケージソフトとしても多くなってきている。

【０００４】一口にレターボックス形式と言っても、実
際には様々なアスペクト比での表示形態の映像が存在
し、例えば代表的なものとして図２に示すような、アス
ペクト比が1.85：1のビスタサイズ、2.35：1のシネマス
コープ等がある。これらも例えば、映画ソフトでは国内
のものであるか、国外のものであるかによっても異な
り、字幕の有無や、行数等表示形態も実に様々である。

【０００５】今後はこのような横長画面の映像ソフトが
増加すると予想され、アスペクト比4：3、16：9、映画
ソフト等のように異なったアスペクト比を持つ映像信号
をワイドアスペクト比の画面上にいかに見易く表示する
かが課題となっている。

【０００６】例えば図１０（a）のようなレターボック
ス形式の映像をワイドテレビ受信機でそのまま受信する
と、図１０（b）のように画面が横に長い分横に間延び
した上下の無画部に押しつぶされたような画像として表
示されてしまう。そこでワイドテレビ受信機側では、画
像の垂直拡大処理を行い、画面上下の無画部の部分を画
面上に表示しない程度に映像信号を垂直方向に拡大し
て、押しつぶされた映像部を正しい映像として表示して
いる（図１０（ｃ））。このような処理を行うことによ
って、表示画面いっぱいに映像を再生することができる
ため、迫力のある映像を楽しむことができる。

【０００７】上記拡大操作を行うには、入力されたレタ
ーボックス映像の映像部と無画部の境界位置を知る必要
があり、従来からこのための映像信号処理装置が提案さ
れている。

【０００８】前記装置の従来例として、例えば特開平8
−32889号公報がある。図３は、この従来公報のブロッ
ク図であり、入力された映像信号を輝度信号及びクロマ
信号に分離するY／C分離回路202と、分離された輝度信
号を所定の閾値と比較し、閾値を超える信号が存在する
ときは、論理レベルHの信号を出力する輝度レベル比較
回路203と、分離された輝度信号から水平同期信号と垂
直同期信号とを分離する同期分離回路204と、判定パラ
メータに則した映像判定を行う映像エリア判定回路20
5、206と、水平、垂直同期信号をもとに各種ゲートパル
スを作成するゲート発生回路207と、個々に送られてく
る映像データを比較し、映像エリアを確定する映像エリ
ア確定回路208と、映像開始データおよび映像終了デー
タから映像範囲等のデータを計算する演算回路209と、
最適な画面サイズに切り換える画面サイズ切替回路210
と、演算回路209の出力から、表示画面に表示する映像
の表示位置を制御する映像位置制御回路211から成る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来テレビジョン放送
のNTSC方式は、アスペクト比4：3であり、これを表示す
るテレビも4：3であった。アスペクト比16：9のワイド
テレビの登場により、4：3映像領域中に16：9映像をは
め込んだレターボックス形式のような上下に無画部を付
加した映像が登場し、これを画面いっぱいに表示するた
め、上下の無画部を検出する垂直方向のアスペクト比検
出手段が必要とされる。

【００１０】しかし、近年の家庭内の映像信号は、ＮＴ
ＳＣ放送に加え、デジタル放送、ＰＣ出力等そのフォー
マットが多様化している。さらに今年12月にはＢＳデジ
タル放送が開始予定となっており、用いられるフォーマ
ットとしては、デジタルハイビジョン、データ放送等さ
らなる多様化が見込まれる。

【００１１】例として、図４にＢＳデジタ放送で予定さ
れている1080iフォーマットの映像ソースとワイドテレ
ビにおけるその表示形式を示す。

【００１２】はアスペクト比16：9として送られてく
る画像である。は現行ＮＴＳＣを1080iへアップコン
バートした映像であり、これをワイドテレビで表示した
場合、図のように両サイドに無画部が付加された画像と
なる。この場合両サイドの無画部を検出し、同図一番右
に示すような画面表示への顧客ニーズが推測される。こ
れを実現するためには、水平方向の検出が必要となる。

【００１３】上述したような従来例は垂直方向の映像範
囲を検出し、拡大制御を行うものであり、水平方向に関
しては何も考慮されていない。

【００１４】本発明の目的は、上述の技術的課題を解決
するため、水平方向の検出を可能とするアスペクト比検
出回路を有する映像信号処理装置を提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明による映像信号処理装置は、垂直、水平
の検出機能を備えたアスペクト比検出手段と、前記アス
ペクト比検出手段からの出力に応じた拡大倍率を計算す
るマイコンと前記拡大倍率に応じた拡大処理を行う拡大
手段とで構成することにした。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第一の実施形態の
構成を示すブロック図である。図１において101は入力
端子、102はローパスフィルタ、103は2値化手段（輝度
レベル比較手段）、104は画素カウンタ、105はライン判
定手段、106は分布量スライスレベル、107は境界判定手
段、108は水平・垂直同期信号入力端子、109は輝度スラ
イスレベル、110はゲートパルス発生手段、111は各種パ
ラメータ、112はアスペクト比検出手段、113は垂直方向
検出機能、114は水平方向検出機能、115はマイコン、１
１６は拡大倍率、１１７は拡大手段、118は受像管であ
る。

【００１７】図１の回路動作を説明するに際し、まずア
スペクト比検出手段112における垂直方向検出機能113の
動作について説明する。映像信号をＹ／Ｃ分離して得ら
れた輝度信号が入力端子101から入力される。入力され
た輝度信号はローパスフィルタ102によりノイズなどを
含む高域成分を除去する。２値化手段（輝度レベル比較
手段）103では、輝度信号が輝度スライスレベル109より
大きければ、映像有と判断し、例えば論理レベルＨの判
別信号を出力し、逆に輝度信号が輝度スライスレベル10
9よりも小さければ、映像無と判断して、論理レベルＬ
の判別信号を出力する。ゲートパルス発生手段110で
は、送られた水平及び垂直同期信号108とマイコン113か
らの開始／終了位置の設定値をもとに検出用ゲートパル
スを作成し、画素カウンタ104へ送る。画素カウンタ104
は、前記論理レベルＨの判別信号が前記検出用ゲートパ
ルス期間内にいくつ存在するか1ライン毎にカウント
し、そのカウント数を出力する。ライン判定手段105で
は、１ライン中の前記画素カウント数が分布量スライス
レベル106よりも多ければそのラインは映像有と判断
し、例えば論理レベルＨの判別信号を出力する。逆に１
ライン中の画素カウント数が分布量スライスレベル106
よりも少なければそのラインは映像無と判断し、論理レ
ベルＬの判別信号を出力する。境界判定手段107は、前
記ライン判定結果をもとに、垂直方向の映像部と無画部
の境界を検出し、映像開始位置、映像終了位置情報をフ
ィールド毎にマイコン115へ出力する。マイコン115で
は、アスペクト比検出手段からの結果から、映像幅（映
像終了位置−映像開始位置＋１）を算出し、それに応じ
た垂直方向の拡大倍率116を拡大手段117へ出力する。拡
大手段117では、前記拡大倍率116に応じた拡大処理を行
う。

【００１８】以上のように垂直方向の検出に従い、垂直
拡大を制御する。次に水平方向の検出に関して説明す
る。

【００１９】図１の回路に例えばBSデジタル放送の規格
にある図８のような、現行NTSCを1080iにアップコンバ
ートした映像が入力された場合、同図右に示すような画
面表示を行うためには、両サイドに無画部の付加した映
像であるか否かの判定による水平方向の拡大を行う必要
がある。図８における水平方向の映像開始／終了位置
は、映像ソースによらず一定であることが知られてお
り、水平方向の拡大倍率も映像ソースによらず一定とい
うことになる。両サイド無画部及び中央の映像部のサン
プル数は、240、1440と決められている。従って、同図
において、Ｘ：無画部、Ｙ：映像部、Ｚ：無画部である
ことを検出すればよい。ゲートパルス発生手段110にお
ける検出範囲の切り替えにより、水平方向検出機能114
とマイコン115で、両サイドが無画部であることの検出
と、中央部が映像部であることの検出を行う。以下にマ
イコン115の制御方法の一例に従い、水平方向の検出に
関して説明する。

【００２０】マイコン115の制御アルゴリズムの一例を
図５に示す。まず、両サイドが無画部であるかどうかの
判定では、上記240サンプル範囲内で、例えば図９
（ａ）のように水平方向の検出範囲を設定する。垂直方
向は例えば図のように有効走査線数全てを含むよう設定
する（ステップＦ２）。つまり、図９の斜線部分におい
て、垂直方向検出の処理を行い、映像開始位置、映像終
了位置の検出結果をマイコン115へ出力する。マイコン1
15では、例えば映像開始と終了の位置が同じ値であれ
ば、無画部であると判断する（ステップＦ３）。次に、
上記1440サンプル範囲内で、例えば図９（ｂ）のように
水平方向のゲートパルスを設定する。垂直方向は前記同
様でよい（ステップＦ４）。この検出範囲において、垂
直方向検出結果（映像開始／終了位置）をマイコン115
へ出力する。マイコン115では、映像開始位置と終了位
置が異なる値で、且つ所定値以上の映像幅（映像終了位
置−映像開始位置＋１）が検出された場合、映像部であ
ると判断する（ステップＦ５、Ｆ６、Ｆ７）。尚、前記
所定値は任意設定可能とする。上記２つの判定結果によ
り、画面両サイドが無画部で且つ中央が映像部である図
８のような映像が入力されたことが検出できる。前述し
たように、図８の水平方向の映像開始／終了位置は映像
ソースによらず一定であるため、マイコン115では、図
８の映像が入力されたと判定した時点で、あらかじめ設
定された拡大倍率116を拡大手段117へ出力し、拡大手段
117にて水平方向の画面表示サイズを切替える。

【００２１】以上のように本実施の形態により、図８
（a）のような映像が入力された場合、両サイドの無画
部、中央部の映像部を検出し、水平拡大により同図
（b）に示す画面表示が可能である。

【００２２】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。

【００２３】図６は本発明の第２の実施形態の構成を示
すブロック図である。図６において、図１に示した第1
の実施形態の構成要素と同一の構成要素には同一の符号
を付してその説明を省略する。本実施の形態が図１の第
１の実施形態と異なる点は、図８における両サイドの無
画部及び中央部の映像部を画面の明暗度により判定する
ことにある。

【００２４】以下、上述した第１の実施の形態と異なる
部分につきその動作を説明する。

【００２５】前記ライン判定手段105において、映像無
と判定されたラインをカウントする黒ラインカウンタ11
9を設ける。アスペクト比検出手段112からは、前記黒ラ
インカウンタ119によるカウント数（以下、黒ライン数
と呼ぶ）をマイコン115へ出力し、マイコン側ではその
黒ライン数が所定ライン数以上、もしくは全ライン数で
あれば、両サイドが無画部である（暗い）という判定を
行う。同様に画面中央部の明暗度として、黒ライン数が
所定ライン数以下であれば、映像部である（明るい）と
判定する。前記所定ライン数は任意に設定可能である。
以上両サイドが暗く、中央部が明るいという判定結果に
より、図８（a）のような映像が入力されたことを知る
ことができる。また、第１の実施例における映像開始／
終了位置の結果と併用することで、データの信頼性を高
めることができる。

【００２６】また図７のように、明暗検出の精度向上の
ため、黒ライン数検出用に分布量スライスレベル120を
設定可能とし、新たにライン判定手段を設けてもよい。

【００２７】次に本発明の第３の実施の形態について説
明する。

【００２８】図１１は本発明の第３の実施形態の構成を
示すブロック図である。図１１において、図１に示した
第1の実施形態の構成要素と同一の構成要素には同一の
符号を付してその説明を省略する。本実施の形態が図１
の第１の実施形態と異なる点は、水平方向検出機能を垂
直検出手段と併用しているところにある。

【００２９】以下、上述した第１の実施の形態と異なる
部分につきその動作を説明する。

【００３０】第１の実施の形態で述べたように、水平方
向検出は垂直方向検出による映像開始／終了位置により
判定が可能である。従って、どちらか一方の手段のみを
用いて、ゲートパルス発生手段110における検出範囲の
切り替えをマイコン115で制御することにより、水平・
垂直両方の検出を行うことが可能である。

【００３１】図１２にマイコン115の制御アルゴリズム
の一例を示す。以下図１２に従い水平・垂直両検出につ
いて説明する。まず、第１の実施形態にて述べた水平方
向の検出を行う。両サイドに無画部を付加した映像であ
るか否かの判定にて、無画部と判定されなかった場合、
水平方向の拡大処理は必要ないとして、垂直方向の検出
を開始する（ステップF3、F11）。次フィールドにてゲ
ートパルス発生手段110における検出範囲を垂直方向検
出用の設定に切り替え、アスペクト比検出手段112の結
果に応じた垂直方向の拡大倍率を算出し、拡大手段へ出
力する（ステップF12、F13、F14）。図１２における不
定判定（ステップF10）とは、予測するどの状況にも当
てはまらない場合であり、前の画面表示サイズを保持す
る処理を行う。

【００３２】本実施の形態により、垂直方向検出機能の
みで水平方向の検出も可能であり、回路規模の削減が実
現できる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、従来の垂直方向検出機
能のみのアスペクト比検出手段を利用した、水平方向の
検出が可能であり、一例として既にＢＳデジタル放送の
規格である、現行ＮＴＳＣを1080iにアップコンバート
した、両サイドに無画部の付加した映像に対しても、ワ
イドスクリーンいっぱいの画面表示に切替え、迫力ある
映像を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第1の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図２】レターボックス映像の例を説明するための図で
ある。

【図３】従来技術のブロック図である。

【図４】ＢＳデジタル放送における映像ソースと表示形
式を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態のマイコンの動作を
説明するためのフローチャートである。

【図６】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図で
ある。

【図７】本発明の第２の実施の形態の別の構成例を示す
図である。

【図８】本発明における水平方向検出の概念図である。

【図９】本発明における水平方向検出の検出方法を示す
図である。

【図１０】レターボックス映像入力時の画面表示切替を
示す図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図
である。

【図１２】本発明の第３の実施の形態のマイコンの動作
を説明するためのフローチャートである。

【符号の説明】

100…色信号入力端子、101…輝度信号入力端子、102…
ローパスフィルタ、103…映像2値化手段、104…画素カ
ウンタ、105…ライン判定手段、106…分布量スライスレ
ベル、107…境界判定手段、108…水平・垂直同期信号、
109……輝度スライスレベル、110…ゲートパルス発生手
段、111…各種パラメータ、112…アスペクト比検出手
段、113…垂直方向検出機能、114…水平方向検出機能、
115…マイコン、116…拡大倍率、117…拡大手段、118…
受像管、119…黒ラインカウンタ、120…黒ライン検出用
分布量スライスレベル、201…映像入力端子、202…Y／C
分離回路、203…輝度レベル比較回路、204…同期分離回
路、205…映像エリア判定回路、206…映像エリア判定回
路、207…ゲート発生回路、208…映像エリア確定回路、
209…演算回路、210…画面サイズ切替回路、211…映像
位置制御回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者都留康隆神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディア開発本部内 (72)発明者水橋嘉章神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディア開発本部内 (72)発明者長谷川敬神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディアシステム事業部内 (72)発明者石倉和夫東京都小平市上水本町五丁目20番１号株式会社日立製作所システムＬＳＩ開発センタ内 (72)発明者杉山雅人神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディア開発本部内Ｆターム(参考） 5C023 AA02 AA38 BA02 CA01 5C025 BA02 BA11 BA30 DA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】異なるアスペクト比を有する映像信号に
対して、最適な画面表示サイズに切り替える映像信号処
理装置において、入力された映像信号の垂直方向の映像
開始位置と終了位置を検出する垂直方向検出機能と、画
面両サイドに無画部を有する映像であるか否かを検出す
る水平方向検出機能とを備えたアスペクト比検出手段
と、前記アスペクト比検出からの出力データから映像の
拡大倍率を算出する画面表示制御手段と、前記拡大倍率
に応じた拡大処理を行う拡大手段とを備えたことを特徴
とする映像信号処理装置。
【請求項２】水平方向検出機能は、画面両サイドと中
央部における垂直方向の映像開始位置と終了位置を検出
し、その結果に基づき画面両サイドに無画部を有する映
像であるか否かを判定し、画面表示制御手段により、水
平方向の拡大制御を行う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３】水平方向検出機能は、画面両サイドと中
央部における映像無と判定されるライン数を検出し、そ
の結果に基づき画面両サイドに無画部を有する映像であ
るか否かを判定し、画面表示制御手段により、水平方向
の拡大倍率を算出することを特徴とする請求項１または
請求項２記載の映像信号処理装置。
【請求項４】前記アスペクト比検出手段では、垂直方
向の映像開始／終了位置を検出する際の検出ゲート設定
を変えることで、水平方向検出機能、垂直方向検出機能
を実現することを特徴とする映像信号処理装置。