JP2003018552A - 走査線変換回路 - Google Patents

走査線変換回路

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JP2003018552A
JP2003018552A JP2001195585A JP2001195585A JP2003018552A JP 2003018552 A JP2003018552 A JP 2003018552A JP 2001195585 A JP2001195585 A JP 2001195585A JP 2001195585 A JP2001195585 A JP 2001195585A JP 2003018552 A JP2003018552 A JP 2003018552A
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memory
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Hiroshi Nagata
宏 永田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 3次元動き適応型順次走査変換と走査線変換
(解像度変換)とを回路及びメモリを共有化して同時に
行うことによって、高画質で低コストの走査線変換回路
を提供する。 【解決手段】 アドレス生成部24では、同期信号と垂
直方向の拡大率を設定する拡大率とから、走査線変換す
るために必要な走査線補間後の空間的位置、即ちアドレ
スを生成する。メモリ制御部25は最終段にある乗算器
27〜31に、解像度変換に必要なラインのデータが送
出されるように、走査線変換を行うためのFIFOメモ
リ2、フィールドメモリ3,4及び1ライン遅延メモリ
7,8,9,15をリード・ライト制御するためのメモ
リ制御信号を生成する。アドレス生成部24から出力さ
れる信号を基に、係数生成部26では乗算器27〜31
に送る係数を生成し、乗算器27乃至31では順次走査
変換処理で得られた信号に係数をかけ、加算器32が乗
算器の出力を加算する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
又はプラズマディスプレイのような表示装置において、
入力された映像信号を表示装置のもつ走査線数に変換す
るために用いられる走査線変換回路に関する。
【0002】
【従来の技術】走査線変換回路は、特に液晶ディスプレ
イ又はプラズマディスプレイのような表示装置におい
て、入力された映像信号を表示装置のもつ走査線数に変
換するために使用されている。
【0003】このような走査線変換回路は、一般的に、
インタレース信号を入力した場合には、入力された信号
が静止画か動画かの区別なしに、フィールド内で走査線
を補間すると共に、ノンインタレース信号に変換する方
法、又は一度3次元動き適応型走査線補間によりノンイ
ンタレース信号に変換した後、解像度変換処理により走
査線数を変換するという方法により走査線数を変換して
いる(特開2000−253365)。
【0004】図8は従来のシステム構成を示すブロック
図、図9は従来の3次元動き適応型順次走査変換回路を
示す回路図、図10は従来の走査線変換回路を示す回路
図である。図8に示すように、映像信号は入力端301
から3次元動き適応型順次走査変換回路302に入力さ
れ、3次元動き適応型順次走査変換によりノンインタレ
ース信号に変換された後、解像度変換回路304に入力
され、表示装置の解像度に変換される。このように、3
次元動き適応型順次走査変換と解像度変換を組み合わせ
て行う場合、図9で示されるような3次元動き適応型順
次走査変換を行った後、図10に示すような解像度変換
を行い、図8に示すように、順次走査変換用と解像度変
換用に個別にSDRAM303,305を設けることが
必要である。
【0005】図9に示す従来の3次元動き適応型順次走
査変換回路302においては、信号端子1に入力された
インタレース信号は、フィールドメモリ3、動き検出部
6、及び加算器5に供給される。更に、フィールドメモ
リ3の出力は、次段のフィールドメモリ4に入力され
る。
【0006】フィールドメモリ4から出力される信号は
加算器5に入力され、更に加算器5から出力される信号
を1/2倍にするための乗算器12に送られる。加算器
5及び乗算器12では、インタレース信号のため現フィ
ールドには送られてきていない信号を、1フィールド前
の信号と1フィールド後の信号から生成することにな
り、入力された信号が静止画であった場合の補間処理を
行っている。
【0007】また、フィールドメモリ3から出力された
信号は、1ライン遅延を行うための1H遅延メモリ8、
加算器10及び乗算器31に送られる。1H遅延メモリ
8から出力された信号は加算器10に供給される。更
に、加算器10の出力は、これを1/2倍にするための
乗算器13に供給される。
【0008】加算器10では、入力されたインタレース
信号において、上下の走査線を加算していることから、
現フィールでは送られてきていない信号を上下の走査線
から生成することになり、入力された信号が動いている
映像であった場合の補間処理を行っている。
【0009】他方、動き検出部6では前述の入力端子1
の信号と、フィールドメモリ3,4による2フィールド
遅延、即ち1フレーム前の信号が入力され、その差分を
とることによって動きレベルが検出される。動き検出部
6では、動きレベルから動き量を係数化するための処理
を行う。動き検出部6から出力される係数は、乗算器1
9,20に送られ、入力された信号の動きの量に応じて
適応的に、静止画用に補間された信号と動画用に補間さ
れた信号の混合比を変える。
【0010】乗算器19,20の出力は加算器21にて
加算され、加算器21からラインメモリ102に出力さ
れる。また、フィールドメモリ3の出力はラインメモリ
101に入力され、ラインメモリ101、102の出力
はスイッチ103により選択されて走査線変換回路30
4に出力される。
【0011】図10の従来の走査線変換回路304にお
いては、走査線変換を行うためのFIFO(First In F
irst Out)メモリ207と、アドレスを生成するアドレ
ス生成部205と、メモリを制御するためのメモリ制御
部202と、アドレス生成部205から得られた信号か
ら係数を生成するための係数生成部206と、順次走査
変換処理で得られた信号に係数をかけるための乗算器2
11乃至214と、乗算器211乃至214の出力を加
算するための加算器215とが設けられている。FIF
Oメモリ207から出力された信号は、1ライン遅延を
行うための1H遅延メモリ208及び乗算器214に送
られる。1H遅延メモリ208から出力された信号は縦
列された1H遅延メモリ209及び加算器213に供給
され、1H遅延メモリ209から出力された信号は縦列
された1H遅延メモリ210及び加算器212に供給さ
れ、1H遅延メモリ210から出力された信号は加算器
211に供給される。
【0012】アドレス生成部205では、端子204に
入力される信号の同期信号と、端子203に入力され垂
直方向の拡大率を設定する拡大率とから、走査線変換す
るために必要な走査線補間後の空間的位置、即ちアドレ
スを生成する。アドレス生成部205から出力されたア
ドレスを基に、メモリ制御部202は、解像度変換を行
う場合に使用するラインを決める。即ち、メモリ制御部
202は最終段にある乗算器211〜214に、解像度
変換に必要なラインのデータが送出されるように、FI
FOメモリ207、及び1ライン遅延メモリ208,2
09,210をリード・ライト制御するためのメモリ制
御信号を生成する。また、アドレス生成部205から出
力される信号を基に、係数生成部206では、乗算器2
11〜214に送る係数を生成する。
【0013】乗算器211〜214には、順次走査変換
した信号と等価な信号が入力され、乗算器211乃至2
14がこの信号に対して係数生成部206から送られて
きた係数を乗算し、加算器215にてこれらの値を加算
することにより、走査線変換を行うことが可能となる。
【0014】また、特開2000−253365号公報
には、従来の3次元走査線補間回路及び解像度変換回路
とを備えた走査線変換回路が提案されている。
【0015】解像度変換回路には、DRAMを用いたフ
レームメモリを持つ場合とフレームメモリを持たないで
数ラインのラインメモリをLSIの内部に持つ場合とが
ある。フレームメモリを持つ場合には、フィールド周波
数の変換ができること又は部分拡大及び縮小ができると
いう利点がある。
【0016】更に、現在では、3次元動き適応型順次走
査変換を行わず、垂直方向の解像度変換処理を行うとき
にフィールドごとの初期値をオフセットさせることによ
り順次走査変換を兼ねて行うものの方が多く見られる。
しかし、この場合はインタレース信号をフィールド内補
間して順次走査変換したものであり、静止画において
も、ラインフリッカが見られることになる。従って、こ
のラインフリッカを防ぐために、3次元動き適応型順次
走査変換を行った後、解像度変換を行う方法が高画質化
につながる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィー
ルド内のみで走査線を補間する場合は、回路規模は小さ
くて済むが、静止画においてもラインフリッカが発生す
るという問題点がある。また、一度3次元動き適応型走
査線補間によりノンインタレース信号に変換した後、解
像度変換により走査線を補間する場合は、回路規模が大
きく、コスト高で実装面積も多く必要となるという問題
点もある。
【0018】また、図8に示すように順次走査変換用と
解像度変換用に別々にSDRAM303,305を持つ
必要があり、外付けのSDRAMが多くなるという問題
点がある。更に、特開2000−253365号公報に
示す走査線変換回路がフレームメモリを持つ場合には、
3次元走査線補間回路及び解像度変換回路にフレームメ
モリが必要であり、従来例と同様に外付けのSDRAM
が多くなるという問題点がある。
【0019】更に、従来の回路では、例えば768本の
走査線数で構成される表示装置にHDTV信号を入力す
る場合、74.25MHzのクロックレートで入力され
たデジタルHDTVの信号を3次元動き適応型順次走査
変換により走査線数が1080本、148.5MHzの
クロックレートの信号を生成した後、768本の走査線
数に変換するような処理を行う必要があり、信号処理の
過程では、表示装置の解像度に必要なクロックレートよ
りも高い周波数で動作させる必要がある。
【0020】更にまた、近時、液晶ディスプレイの大型
化又は大画面プラズマディスプレイの開発により、大画
面テレビが実用化されつつあるが、このような大画面テ
レビにおいては、インタレース信号を入力した場合の画
質改善の要求が強いと共に、低コスト化が不可欠であ
る。よって、これらを満足することができる走査線変換
回路の開発が要望されている。
【0021】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、3次元動き適応型順次走査変換と走査線変
換(解像度変換)とを回路及びメモリを共有化して同時
に行うことによって、高画質で低コストの走査線変換回
路を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明に係る走査線変換
回路は、入力した映像信号の走査線数を変換する走査線
変換回路において、映像信号が入力されるFIFOメモ
リと、前記FIFOメモリから入力されたインタレース
信号をノンインタレース信号に変換する順次走査変換回
路部と、垂直方向の拡大率と同期信号を入力して走査線
変換後の空間位置であるアドレスを生成するアドレス生
成部と、前記アドレス生成部から入力したアドレスを基
にメモリ制御のための信号を生成するメモリ制御部と、
走査線変換を行うための係数を生成する係数生成部と、
前記順次走査変換回路部から得られた順次走査変換後の
信号に係数をかける複数の第1の乗算器と、前記乗算器
から出力された信号を加算する加算器とを有することを
特徴とする。
【0023】この走査線変換回路において、前記メモリ
制御部は、前記FIFOメモリと、前記順次走査変換回
路部のフィールドメモリとを含むメモリを制御して、解
像度変換に必要なラインのデータを前記乗算器に入力さ
せるように構成することができる。
【0024】また、前記順次走査変換回路部は、前記F
IFOメモリからインタレース信号が入力される2段の
フィールドメモリと、前記FIFOメモリからのインタ
レース信号と後段の前記フィールドメモリからの1フレ
ーム前の信号が入力されてその差分により動きレベルを
検出する動き検出部と、1フィールド前の信号と1フィ
ールド後の信号から静止画の補間処理を行う手段と、現
フィールドでは送られてきていない信号を上下の走査線
から生成して動画の補間処理を行う手段と、前記動き検
出部から出力される動き係数を1ライン分遅延する第1
の1H遅延メモリとを有し、前記動き検出部及び前記第
1の1H遅延メモリから出力される係数に基づいて、静
止画用に補間された信号と動画用に補間された信号の混
合比が決められるように構成することができる。
【0025】更に、前記静止画の補間処理を行う手段
は、例えば、前記FIFOメモリ及び後段の前記フィー
ルドメモリから出力された信号を加算する第1の加算器
と、前記第1の加算器から出力される信号を1/2倍す
る第2の乗算器と、を有する。
【0026】更にまた、前記動画の補間処理を行う手段
は、例えば、前段の前記フィールドメモリから出力され
た信号を1ライン遅延する第2の1H遅延メモリと、前
記前段のフィールドメモリ及び前記第2の1H遅延メモ
リの出力信号を加算する第2の加算器と、前記第2の加
算器から出力される信号を1/2倍する第3の乗算器
と、前記第2の1H遅延メモリの出力信号を1ライン遅
延する第3の1H遅延メモリと、前記第2及び第3の1
H遅延メモリの出力信号を加算する第3の加算器と、前
記第3の加算器から出力される信号を1/2倍する第4
の乗算器とを有する。
【0027】更にまた、前記第2の乗算器の出力と前記
第3の乗算器の出力が入力されると共に前記動き検出部
からの係数により混合比が制御されその出力が前記第1
の乗算器に入力される手段と、前記第2の乗算器の出力
を1ライン遅延する第4の1H遅延メモリと、前記第4
の乗算器及び前記第4の1H遅延メモリの出力が入力さ
れると共に前記第1の1H遅延メモリからの係数により
混合比が制御されその出力が前記第1の乗算器に入力さ
れる手段とを有するように構成することができる。な
お、前記第4の1H遅延メモリ、前記第2の1H遅延メ
モリ及び前記第3の1H遅延メモリがこの順に接続さ
れ、前記FIFOメモリの出力が前記第4の1H遅延メ
モリに入力され、前記第3の1H遅延メモリの出力が前
記第1の乗算器に入力されるように接続を切り替える切
換回路を設けることにより、ノンインタレース信号の解
像度変換のみを選択的に行うことができる。
【0028】本発明においては、従来別々に設けていた
順次走査変換回路と走査線変換回路による3次元動き適
応型順次走査変換と走査線変換(解像度変換)を同時に
行うことが可能となり、回路の削減による回路全体の縮
小化が可能となる。また、近年、図1のFIFOメモリ
2及びフィールドメモリ3、4は、SDRAMを用いて
構成することが多く、図6のように順次走査変換用と解
像度変換用に個別にSDRAMを持つ必要があったが、
本発明によりこれらを共有することが可能となり、外付
けのSDRAMを低減できるためコストダウンも可能に
なる。
【0029】更に、従来の回路では、入力映像信号を3
次元動き適応型順次走査変換した後、走査線数を変換し
ているので、信号処理の過程では、表示装置の解像度に
必要なクロックレートよりも高い周波数で動作させる必
要があったが、本発明では、表示装置よりも高いクロッ
クレートに変換する必要がないため、LSI化が容易に
なるという利点もある。
【0030】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係る走査
線変換回路について添付の図面を参照して詳細に説明す
る。
【0031】図1は本発明の実施例に係る走査線変換回
路を示す。本実施例の走査線変換回路においては、図7
に示す従来の3次元動き適応型順次走査変換回路に対
し、走査線変換を行うためのFIFO(First In First
Out)メモリ2と、アドレスを生成するアドレス生成部
24と、メモリを制御するためのメモリ制御部25と、
アドレス生成部24から得られた信号から係数を生成す
るための係数生成部26と、順次走査変換処理で得られ
た信号に係数をかけるための乗算器27乃至31と、乗
算器の出力を加算するための加算器32とが設けられて
いる。
【0032】このアドレス生成部24では、端子23に
入力される信号の同期信号と、端子22に入力され垂直
方向の拡大率を設定する拡大率とから、走査線変換する
ために必要な走査線補間後の空間的位置、即ちアドレス
を生成する。アドレス生成部24から出力されたアドレ
スを基に、メモリ制御部25は、解像度変換を行う場合
に使用するラインを決める。即ち、メモリ制御部25は
最終段にある乗算器27〜31に、解像度変換に必要な
ラインのデータが送出されるように、FIFOメモリ
2、フィールドメモリ3,4及び1ライン遅延メモリ
7,8,9,15をリード・ライト制御するためのメモ
リ制御信号を生成する。また、アドレス生成部24から
出力される信号を基に、係数生成部26では、乗算器2
7〜31に送る係数を生成する。
【0033】乗算器27〜31には、順次走査変換した
信号と等価な信号が入力され、乗算器27乃至31がこ
の信号に対して係数生成部26から送られてきた係数を
乗算し、加算器32にてこれらの値を加算することによ
り、3次元動き適応型順次走査線変換と走査線変換を全
く同時に行うことが可能となる。
【0034】従って、従来、3次元動き適応型順次走査
変換を行った後に、表示するパネルに応じた走査線数に
変換するための走査線変換を行うという作業が必要であ
ったが、本発明では3次元動き適応型順次走査変換と走
査線変換を同時に行うことができるため、全体の回路規
模を小さくすると共に、順次走査変換された信号の解像
度よりも解像度変換された信号の解像度が低い場合は、
最大動作周波数を解像度変換された信号の周波数よりも
高くする必要がなくなるため、LSIの設計が容易にな
るという効果が得られる。
【0035】次に、図1を参照して、本発明の実施例に
係る走査線変換回路について更に詳細に説明する。この
走査線変換回路は、インタレースの映像信号を入力する
信号入力端子1を有する。この端子1に入力されたイン
タレース信号は、FIFOメモリ2に供給され、入力ク
ロックに同期した信号から、走査線変換後のクロックに
同期した信号に変換するための非同期処理が行われる。
FIFOメモリ2の出力は、フィールドメモリ3、動き
検出部6、及び加算器5に供給される。更に、フィール
ドメモリ3の出力は、次段のフィールドメモリ4に入力
される。
【0036】FIFOメモリ2及びフィールドメモリ4
から出力される信号は加算器5に入力され、更に加算器
5から出力される信号を1/2倍にするための乗算器1
2に送られる。加算器5及び乗算器12では、インタレ
ース信号のため現フィールドには送られてきていない信
号を、1フィールド前の信号と1フィールド後の信号か
ら生成することになり、入力された信号が静止画であっ
た場合の補間処理を行っている。
【0037】また、フィールドメモリ3から出力された
信号は、1ライン遅延を行うための1H遅延メモリ8、
加算器10及び乗算器31に送られる。1H遅延メモリ
8から出力された信号は縦列された1H遅延メモリ9及
び加算器10,11及び乗算器29に供給される。更
に、1H遅延メモリ9の出力は、加算器11の他方の入
力に供給されると共に、乗算器27に供給される。加算
器10及び加算器11の出力は、これらの値を夫々1/
2倍にするための乗算器13及び14に供給される。
【0038】加算器10及び11では、入力されたイン
タレース信号において、上下の走査線を加算しているこ
とから、現フィールでは送られてきていない信号を上下
の走査線から生成することになり、入力された信号が動
いている映像であった場合の補間処理を行っている。
【0039】他方、動き検出部6では前述のFIFOメ
モリ2の出力と、フィールドメモリ3,4による2フィ
ールド遅延、即ち1フレーム前の信号が入力され、その
差分をとることによって動きレベルが検出される。動き
検出部6では、動きレベルから動き量を係数化するため
の処理を行う。動き検出部6から出力される係数は、1
ライン分の遅延を行う1H遅延メモリ7に入力される。
動き検出部6及び1H遅延メモリ7から出力される係数
は、夫々乗算器19,20及び乗算器16、17に送ら
れ、入力された信号の動きの量に応じて適応的に、静止
画用に補間された信号と動画用に補間された信号の混合
比を変える。
【0040】最後に乗算器27、28、29、30、3
1に順次走査変換された信号が加算器32に供給され、
この順次走査変換された各信号に対し、係数生成部26
で生成した各係数値s0、s1、s2、s3、s4を乗
算し、この乗算された値を加算器32にて加算すること
により、動き適応型順次走査線変換と走査線変換を同時
に行うことが可能となる。
【0041】以下、本実施例の動作について説明する。
先ず、インタレースの映像信号は、信号入力端子1に入
力される。入力端子1に入力されたインタレース信号は
FIFOメモリ2に供給され、入力クロックに同期した
信号から、走査線変換後のクロックに同期した信号に変
換するための非同期処理が行われる。FIFOメモリ2
の出力は、フィールドメモリ3、動き検出部6、加算器
5に供給される。更にフィールドメモリ3の出力は、次
段のフィールドメモリ4に入力される。
【0042】FIFOメモリ2及びフィールドメモリ4
から出力される信号は加算器5に入力され、加算器5か
ら出力される信号を1/2倍にするための乗算器12に
送られる。加算器5及び乗算器12では、インタレース
信号のため現フィールドには送られてきていない信号を
1フィールド前の信号と1フィールド後の信号から生成
することになり、入力された信号が静止画であった場合
に用いられるフィールド間補間処理を行っている。
【0043】また、フィールドメモリ3から出力された
信号は、1ライン遅延を行うための1H遅延メモリ8、
加算器10及び乗算器31に送られる。1H遅延メモリ
8から出力された信号は縦列された1H遅延メモリ9及
び加算器10,11及び乗算器29に供給される。更
に、1H遅延メモリ9の出力は、加算器11の他方の入
力及び乗算器27に供給される。加算器10及び加算器
11の出力はこれらの値をそれぞれ1/2倍にするため
の乗算器13及び14に供給する。
【0044】加算器10及び11では、入力されたイン
タレース信号において、上下の走査線を加算しているこ
とから現フィールドでは送られてきていない信号を上下
の走査線から生成することになり、入力された信号が動
いている映像であった場合に用いられるフィールド内補
間処理を行っている。
【0045】他方、動き検出部6では前述のFIFOメ
モリ2の出力と、2フィールド遅延、即ち1フレーム前
の信号が入力され、その差分をとることによって動きレ
ベルが検出される。動き検出部6では、動きレベルから
動き量を係数化するための処理を行う。一般的には、8
ビットで入力された信号のフレーム差分値を2ビット又
は4ビット程度の動き量係数として出力している。この
動き検出部6から出力される係数は、1ライン分の遅延
を行う1H遅延メモリ7に入力される。この動き検出部
6及び1H遅延メモリ7から出力される係数は乗算器1
9,20及び乗算器16、17に送られ、入力された信
号の動きの量に応じて適応的に静止画用に生成されたフ
ィールド間補間信号と動画用に生成されたフィールド内
補間信号の混合比を変える。フレーム間補間により得ら
れた信号を処理するための乗算器17及び20に供給す
る係数j、kの値は動き量が少ないほど1に近い値とな
る。
【0046】最後に乗算器27、28、29、30、3
1に順次走査変換された信号と等価な信号が供給され、
係数生成部26で生成した係数値s0、s1、s2、s
3、s4をそれぞれに乗算し、乗算された値を加算器3
2にて加算することにより、動き適応型順次走査線変換
と走査線変換を同時に行うことが可能となる。
【0047】次に、図1のアドレス生成部24の動作に
ついて図2に示す走査線変換による空間位置図を用いて
説明する。本実施例では、インタレースで入力される1
080ラインの映像信号を864ラインのノンインタレ
ース信号に変換する場合を例に説明する。アドレス生成
部24には、同期信号と拡大率が入力される。
【0048】入力信号が1080ラインで出力信号が8
64ラインなので、864/1080に縮小することに
なる。864/1080の逆数は1.25となり、この
値が図1の拡大率入力部22に入力されることになる。
【0049】1.25という値は、入力された映像信号
のライン間の空間距離を1としたときに対する出力信号
の空間距離に相当する。
【0050】アドレス生成部24では、1.25という
値を出力側の水平同期信号のタイミングで随時加算する
処理を行う。このとき、垂直同期信号が入力されると随
時加算していく値はゼロにクリアする。従って、アドレ
ス生成部24では、出力側の水平同期信号が入力される
たびに、0.00、1.25、2.50、3.75、
5.00、6.25、7.50、8.75、10.0
0、11.25、12.50、…という値が生成され
る。
【0051】この値の整数部がメモリ制御部25に、小
数部が係数生成部26に送られる。メモリ制御部25は
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、1
1、12、…という値から入力信号のどのラインを使っ
て解像度変換を行うかを判断し、最終段にある乗算器に
解像度変換に必要なラインのデータが送出されるように
メモリのリード・ライト制御を行う。本実施例におい
て、入力信号の2ラインを使用して解像度変換を行う場
合では、 解像度変換後の0ライン:0ライン目と1ライン目とを
使用する。 解像度変換後の1ライン:1ライン目と2ライン目とを
使用する。 解像度変換後の2ライン:2ライン目と3ライン目とを
使用する。 解像度変換後の3ライン:3ライン目と4ライン目とを
使用する。 解像度変換後の5ライン:5ライン目と6ライン目とを
使用する。 解像度変換後の6ライン:6ライン目と7ライン目とを
使用する。 ということになり、4ライン目と5ライン目とを使用し
た解像度変換は行わない。
【0052】また、入力信号の4ラインを使用して解像
度変換を行う場合では、 解像度変換後の0ライン:−1、0、1、2ライン目を
使用する。 解像度変換後の1ライン:0、1、2、3ライン目を使
用する。 解像度変換後の2ライン:1、2、3,4ライン目を使
用する。 解像度変換後の3ライン:2、3、4、5ライン目を使
用する。 解像度変換後の5ライン:4、5、6、7ライン目を使
用する。 解像度変換後の6ライン:5、6、7、8ライン目を使
用する。 ということになる。この場合、−1ラインは存在しない
ので、図2に示すように、走査線変換後の信号における
0ラインでは、3ラインにより補間される。このよう
に、アドレス生成部24で生成された値の整数部は入力
された信号のどのラインを用いるかというものを表して
いる。即ち、アドレス生成部24から出力される値の整
数部を見ることにより、拡大率が決まれば重み付けに関
係なく使用されるラインが決定する。
【0053】一方、小数部は係数生成部26に送られ
る。得られた値の小数部は、入力された信号と走査線変
換により得られる信号の空間距離を表すことになり、係
数生成部26では空間距離に応じて乗算の重み付けを決
定するための係数s0、s1、s2、s3、s4を生成
する。
【0054】先ず、入力信号の2ライン分を使用した場
合の解像度変換について説明する。図3は2ラインを使
用した場合の解像度変換を示す模式図である。図3に示
すように、●で表される画像データP(u,v)を求め
るために、2ライン分(4個の画像データ)を使用した
場合の解像度変換は下記数式1で表される。なお、数式
1において、uは水平方向の座標を示し、vは垂直方向
の座標を示す。この場合、水平の解像度変換に関しては
述べていない。このため、数式1のuは無視するものと
して、小数部が(v−j)に相当するものになる。
【0055】
【数1】P={(i+1)−u}{(j+1)−v}P
i,j+{(i+1)−u}{v−j}P i,j+1+{u−
i}{(j+1)−v}Pi+1,j+{u−i}{v−j}P
i+1 ,j+1
【0056】図4は係数生成部26により生成される係
数の算出方法を説明する模式図である。図4において、
ラインn、n+1、n+2、n+3の間隔を1とし、ラ
インn+1とラインmとの距離をxとする。a〜d
は出力画素の値を示し、a〜d、an+1〜d
n+1、an+2〜dn+2及びan+3〜dn+3
入力画素の値である。画素aはan+1及びan+2
から生成し、数式1からa は下記数式2で表される。
【0057】
【数2】a=x×an+2+(1−x)×an+1
【0058】数式2よりxが小さい程、aはan+1
に近いので、このan+1の比重が大きい。また、画素
〜dについてもaと同様に求めることができ
る。
【0059】次に、入力信号の4ライン分を使用した場
合の解像度変換について説明する。図5は4ラインを使
用した場合の解像度変換を示す模式図である。図5に示
すように、●で表される画像データP(u,v)を求め
るために、4ライン分(16個の画像データ)を使用し
た場合の解像度変換は、下記数式3及び数式4により求
められる。
【0060】
【数3】
【0061】
【数4】
【0062】4ラインから画素aを求める場合、画素
はa、an+1、an+2及びan+3から生成
し、数式3及び4からaは下記数式5で表される。こ
のとき、aとaとの距離は1+x、an+1とa
との距離はx、an+2とa との距離は1−x、a
n+3とaとの距離は1+(1−x)=2−xであ
る。
【0063】
【数5】a=a×{4−8(1+x)+5(1+
x)−(1+x)}+an+1×{1−2x
}+an+2×{1−2(1−x)+(1−
x)}+an+3×{4−8(2−x)+5(2−x)
−(2−x)}
【0064】次に、4ラインを使用して、インタレース
信号を扱う場合について説明する。図6はインタレース
信号の解像度変換を説明する模式図である。図6におい
て、各ライン間を1とする。この場合、画素a及びa
m’は前述の4ラインによる方法と同様にして下記数式
6及び数式7で与えられる。
【0065】
【数6】a=s0×a+s1×a+s2×a
n+1+s3×al+1+s4×a +2
【0066】
【数7】am’=s0×a+s1×a+s2×a
n+1+s3×al+1+s4×a n+2
【0067】上記数式6において、an+2に掛ける係
数s4は数式4から0になり、上記数式7において、a
に掛ける係数s0は数式4から0になる。
【0068】生成する係数は、走査線変換後の信号との
距離が近いほど大きくするような係数を生成する場合、
又は下記数式4を拡張した式として下記数式8がある。
数式8はSin(x)/xの近似式である。
【0069】
【数8】
【0070】数式8において、aの値は−1≦a<−2
程度の値になる。このとき、aの値を−1とすると、上
記数式4に等しくなる。数式8から下記数式9乃至12
に示すように、各係数Ka〜Kdが求められる。
【0071】
【数9】Ka=a(1+x)−5a(1+x)
8a(1+x)−4a
【0072】
【数10】Kb=(a+2)x−(a+3)x+1
【0073】
【数11】Kc=(a+2)(1−x)−(a+3)
(1−x)+1
【0074】
【数12】Kd=a(2−x)−5a(2−x)
8a(2−x)−4a
【0075】xは走査線変換により得られる信号と入力
された信号の空間的距離、即ちアドレス生成部から出力
する小数点以下の数により得られるものであり、上記数
式9乃至12に示すxが上述の小数部に相当する。図6
において、aを求める場合では、Ka=s0、Kb=
s1、Kc=s2、Kd=s3、s4=0である。ま
た、am’の場合では、s0=0、Ka=s1、Kb=
s2、Kc=s3、Kd=s4である。
【0076】このように、走査線変換後の空間位置が入
力されたインタレース信号のすぐ下に位置する場合は、
乗算器28、29、30、31を用いて演算処理をする
ため、乗算器27のs0の値はゼロになる。また、走査
線変換後の空間位置が入力されていないインタレース信
号のすぐ下に位置する場合は、乗算器27、28、2
9、30を用いて演算処理をするため、乗算器31のs
4の値はゼロになる。
【0077】なお、本実施例においては、高性能な解像
度変換を行うことを目的としていることから、入力信号
の4ライン分を使用して出力信号を求めることについて
説明した。即ち、図1の加算器32に入力される信号
は、1つの画素にゼロの係数をかけ、それ以外の4つの
画素に係数をかけたものを加算し、4ラインから補間を
行う方式について説明した。しかし、走査線変換されて
生成される画素の上下の空間距離にある2ラインの信号
から補間を行うという構成も可能であり、数式2に示す
ように入力信号の2ラインを使用した場合でも解像度変
換を行うことができる。
【0078】次に、本発明の他の実施例について説明す
る。図7は本発明の他の実施例に係る走査線変換回路を
示す回路図である。本実施例において、図1乃至図6に
示す実施例と同一構成物には同一符号を付してその詳細
な説明は省略する。
【0079】この本発明の他の実施例は、ノンインタレ
ース信号が入力され、順次走査変換を行わずに走査線変
換のみを行う場合と、インタレース信号が入力され、3
次元動き適応型順次走査変換を行いながら走査線変換を
行う場合とを切換可能にしたものである。本実施例にお
いては、図1の実施例に対し、切換回路(スイッチ)6
01、602、603が追加されている。
【0080】本実施例において、切換回路601,60
2,603の切換状態が図7に示した態様にある場合、
加算器5及び乗算器12がバイパスされ、乗算器19,
20及び加算器21がバイパスされると共に、乗算器3
1と加算機10に対し、フィールドメモリ3の出力では
なく、1H遅延メモリ15の出力が入力される。これに
より、1H遅延メモリ15、1H遅延メモリ8及び1H
遅延メモリ9がこの順に接続され、FIFOメモリ2の
出力が1H遅延メモリ15に入力され、1H遅延メモリ
9の出力が乗算器27に入力されるように接続が切り替
えられる。このとき、係数生成部26から出力される係
数は、0及びp0、p1、p2、p3であり、乗算器2
8に係数0が与えられ、乗算器27、29,30,31
に夫々係数p0、p1、p3、p2が与えられる。
【0081】このように構成された走査線変換回路にお
いて、信号入力端子1にノンインタレース信号が入力さ
れる場合は、切換回路601,602,603が図7に
示す態様に切り替えられ、入力されたノンインタレース
信号は順次走査変換が不要ななため、そのための処理を
行わず、走査線変換のみが行われる。一方、切換回路6
01,602,603が図7に示す態様と反対の態様に
切り替えられている場合は、図1に示す回路と同一にな
り、インタレース信号の処理が可能となる。従って、本
実施例においては、インタレース信号が入力され、3次
元動き適応型順次走査変換を行いながら走査線変換を行
う場合と、ノンインタレース信号が入力され、走査線変
換のみを行う場合との双方が、図1の回路に対してわず
かな追加回路(切換回路601,602,603)で実
現することができる。
【0082】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、従
来別々に設けていた順次走査変換回路と走査線変換回路
を同時に行うことが可能となり、回路規模を縮小するこ
とが可能となる。
【0083】また、近時、FIFOメモリ及びフィール
ドメモリは、SDRAMを用いて構成することが多い
が、本発明においては、順次走査変換用と解像度変換用
にSDRAMを共有することが可能となり、外付けのS
DRAMを減らすことができ、コストダウンが可能であ
る。
【0084】更に、従来の回路では、例えば768本の
走査線数で構成される表示装置にHDTV信号を入力す
る場合、74.25MHzのクロックレートで入力され
たデジタルHDTVの信号を、3次元動き適応型順次走
査変換により、走査線数が1080本、148.5MH
zのクロックレートの信号を生成した後、768本の走
査線数に変換するような処理を行う必要があり、信号処
理の過程では、表示装置の解像度に必要なクロックレー
トよりも高い周波数で動作させる必要があったが、本発
明では、表示装置よりも高いクロックレートに変換する
必要がないため、LSI化が容易になるという利点もあ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る走査線変換回路を示す回
路図である。
【図2】本発明の実施例に係る走査線変換の空間位置を
示す模式図である。
【図3】2ラインを使用した場合の解像度変換を示す模
式図である。
【図4】係数生成部により生成される係数の算出方法を
説明する模式図である。
【図5】4ラインを使用した場合の解像度変換を示す模
式図である。
【図6】インタレース信号の解像度変換を説明する模式
図である。
【図7】本発明の他の実施例に係る走査線変換回路を示
す回路図である。
【図8】従来のシステム構成を示すブロック図である。
【図9】従来の3次元動き適応型順次走査変換回路を示
す回路図である。
【図10】従来の走査線変換回路を示す回路図である。
【符号の説明】
1;信号入力端子 2;FIFOメモリ 3、4;フィールドメモリ 5、10、11;加算器 6;動き検出部 7、8、9;1H遅延メモリ 12、13、14、16、17、19、20、27、2
8、29、30、31;乗算器 22;拡大率入力部 24;アドレス生成部 25;メモリ制御部 26;係数生成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G09G 5/391 Fターム(参考) 5C063 AA01 AA06 AA11 BA03 BA04 BA08 BA09 BA12 CA01 CA05 CA07 CA16 5C080 AA05 AA10 BB05 DD27 EE29 GG15 GG17 JJ01 JJ02 KK43 5C082 AA02 BA12 BA41 BB25 BC06 BC07 BC19 CA32 CA84 DA59 DA61 MM07 MM10

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力した映像信号の走査線数を変換する
    走査線変換回路において、映像信号が入力されるFIF
    Oメモリと、前記FIFOメモリから入力されたインタ
    レース信号をノンインタレース信号に変換する順次走査
    変換回路部と、垂直方向の拡大率と同期信号を入力して
    走査線変換後の空間位置であるアドレスを生成するアド
    レス生成部と、前記アドレス生成部から入力したアドレ
    スを基にメモリ制御のための信号を生成するメモリ制御
    部と、走査線変換を行うための係数を生成する係数生成
    部と、前記順次走査変換回路部から得られた順次走査変
    換後の信号に係数をかける複数の第1の乗算器と、前記
    乗算器から出力された信号を加算する加算器とを有する
    ことを特徴とする走査線変換回路。
  2. 【請求項2】 前記メモリ制御部は、前記FIFOメモ
    リと、前記順次走査変換回路部のフィールドメモリとを
    含むメモリを制御して、解像度変換に必要なラインのデ
    ータを前記乗算器に入力させることを特徴とする請求項
    1に記載の走査線変換回路。
  3. 【請求項3】 前記順次走査変換回路部は、前記FIF
    Oメモリからインタレース信号が入力される2段のフィ
    ールドメモリと、前記FIFOメモリからのインタレー
    ス信号と後段の前記フィールドメモリからの1フレーム
    前の信号が入力されてその差分により動きレベルを検出
    する動き検出部と、1フィールド前の信号と1フィール
    ド後の信号から静止画の補間処理を行う手段と、現フィ
    ールドでは送られてきていない信号を上下の走査線から
    生成して動画の補間処理を行う手段と、前記動き検出部
    から出力される動き係数を1ライン分遅延する第1の1
    H遅延メモリとを有し、前記動き検出部及び前記第1の
    1H遅延メモリから出力される係数に基づいて、静止画
    用に補間された信号と動画用に補間された信号の混合比
    が決められることを特徴とする請求項2に記載の走査線
    変換回路。
  4. 【請求項4】 前記静止画の補間処理を行う手段は、前
    記FIFOメモリ及び後段の前記フィールドメモリから
    出力された信号を加算する第1の加算器と、前記第1の
    加算器から出力される信号を1/2倍する第2の乗算器
    と、を有することを特徴とする請求項3に記載の走査線
    変換回路。
  5. 【請求項5】 前記動画の補間処理を行う手段は、前段
    の前記フィールドメモリから出力された信号を1ライン
    遅延する第2の1H遅延メモリと、前記前段のフィール
    ドメモリ及び前記第2の1H遅延メモリの出力信号を加
    算する第2の加算器と、前記第2の加算器から出力され
    る信号を1/2倍する第3の乗算器と、前記第2の1H
    遅延メモリの出力信号を1ライン遅延する第3の1H遅
    延メモリと、前記第2及び第3の1H遅延メモリの出力
    信号を加算する第3の加算器と、前記第3の加算器から
    出力される信号を1/2倍する第4の乗算器とを有する
    ことを特徴とする請求項4に記載の走査線変換回路。
  6. 【請求項6】 前記第2の乗算器の出力と前記第3の乗
    算器の出力が入力されると共に前記動き検出部からの係
    数により混合比が制御されその出力が前記第1の乗算器
    に入力される手段と、前記第2の乗算器の出力を1ライ
    ン遅延する第4の1H遅延メモリと、前記第4の乗算器
    及び前記第4の1H遅延メモリの出力が入力されると共
    に前記第1の1H遅延メモリからの係数により混合比が
    制御されその出力が前記第1の乗算器に入力される手段
    とを有することを特徴とする請求項5に記載の走査線変
    換回路。
  7. 【請求項7】 前記第4の1H遅延メモリ、前記第2の
    1H遅延メモリ及び前記第3の1H遅延メモリがこの順
    に接続され、前記FIFOメモリの出力が前記第4の1
    H遅延メモリに入力され、前記第3の1H遅延メモリの
    出力が前記第1の乗算器に入力されるように接続を切り
    替える切換回路を有することを特徴とする請求項6に記
    載の走査線変換回路。
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