JPH0143513B2 - - Google Patents
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- JPH0143513B2 JPH0143513B2 JP21423984A JP21423984A JPH0143513B2 JP H0143513 B2 JPH0143513 B2 JP H0143513B2 JP 21423984 A JP21423984 A JP 21423984A JP 21423984 A JP21423984 A JP 21423984A JP H0143513 B2 JPH0143513 B2 JP H0143513B2
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- Japan
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- signal
- image signal
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-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/12—Systems in which the television signal is transmitted via one channel or a plurality of parallel channels, the bandwidth of each channel being less than the bandwidth of the television signal
- H04N7/122—Systems in which the television signal is transmitted via one channel or a plurality of parallel channels, the bandwidth of each channel being less than the bandwidth of the television signal involving expansion and subsequent compression of a signal segment, e.g. a frame, a line
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、テレビジヨン信号等の動画像信号を
サブサンプリングして記録、符号化／伝送／復号
化する場合に、間引きされた動画像信号より、元
の基本標本化周波数で標本化された動画像信号を
高い精度で復元するために、内挿処理を行う際、
動画像信号の動き量を考慮した適応処理を行う方
式に関し、例えばテレビジヨン信号の高能率符号
化等に適用することができる。
サブサンプリングして記録、符号化／伝送／復号
化する場合に、間引きされた動画像信号より、元
の基本標本化周波数で標本化された動画像信号を
高い精度で復元するために、内挿処理を行う際、
動画像信号の動き量を考慮した適応処理を行う方
式に関し、例えばテレビジヨン信号の高能率符号
化等に適用することができる。
（従来の技術）
テレビジヨン信号等のビデオ信号は３次元的信
号（空間＋時間）であり、基本標本化周波数で標
本化された信号は莫大な情報量を有している。こ
のため、その信号を記録あるいは符号化／伝送／
復号化する際、簡単にその情報量を1/2、1/3、…
に減少させる事のできる方法として従来からサブ
サンプリングが広く用いられている。
号（空間＋時間）であり、基本標本化周波数で標
本化された信号は莫大な情報量を有している。こ
のため、その信号を記録あるいは符号化／伝送／
復号化する際、簡単にその情報量を1/2、1/3、…
に減少させる事のできる方法として従来からサブ
サンプリングが広く用いられている。
このサブサンプリングの方式、すなわちサブサ
ンプリングのパターンには多種のものが提案され
ている。
ンプリングのパターンには多種のものが提案され
ている。
ところで、画像信号は連続した静止画信号（フ
レーム信号）であり、各フレームは一定数の走査
線で構成されている。一般にこの走査は、画像を
上部より順次走査するのではなく、まず奇数の走
査線を走査し、その後、偶数の走査線を走査す
る。即ち１画像を２回に分けて走査後、画像信号
（２フイールド信号）とし、これによりCRT上の
フリツカ（ちらつき）を減少させる効果をもたら
している。
レーム信号）であり、各フレームは一定数の走査
線で構成されている。一般にこの走査は、画像を
上部より順次走査するのではなく、まず奇数の走
査線を走査し、その後、偶数の走査線を走査す
る。即ち１画像を２回に分けて走査後、画像信号
（２フイールド信号）とし、これによりCRT上の
フリツカ（ちらつき）を減少させる効果をもたら
している。
このため、上述したサブサンプリングパターン
もフレーム単位で繰り返すか、あるいは交替する
かの違いにより分類されているが、ここではフレ
ーム毎にサブサンプリングパターンを交替させる
１ラインPASS形サブサンプリングパターンに着
目し、このサブサンプリングパターンを適用して
得られた画像信号より、サブサンプリングを行わ
ない画像信号の画質とほぼ同等の画質を得るため
の方式に関し述べる事とする。
もフレーム単位で繰り返すか、あるいは交替する
かの違いにより分類されているが、ここではフレ
ーム毎にサブサンプリングパターンを交替させる
１ラインPASS形サブサンプリングパターンに着
目し、このサブサンプリングパターンを適用して
得られた画像信号より、サブサンプリングを行わ
ない画像信号の画質とほぼ同等の画質を得るため
の方式に関し述べる事とする。
図２はこの１ラインPASS形サブサンプリング
パターンを示す図であり、あるフレームにおいて
は１画素おきにサブサンプルを行い、１走査線ご
とにサブサンプルする画素を交替させる。さらに
奇数フレームと偶数フレームでもサブサンプルす
る画素を交替させるサブサンプリングパターンで
あり以下の３点の特徴を有する。
パターンを示す図であり、あるフレームにおいて
は１画素おきにサブサンプルを行い、１走査線ご
とにサブサンプルする画素を交替させる。さらに
奇数フレームと偶数フレームでもサブサンプルす
る画素を交替させるサブサンプリングパターンで
あり以下の３点の特徴を有する。
(1) 図３に示すように垂直方向の補間処理で元の
画像信号を復元する際、同一フイールド内の画
素を用いることにより行える。撮像管の積分効
果により画像が移動する方向にボケを生ずる
が、この場合は垂直方向の動きに対して良い補
間画像が得られる。一方、水平方向の動きに対
して補間による画質劣化が生ずる。
画像信号を復元する際、同一フイールド内の画
素を用いることにより行える。撮像管の積分効
果により画像が移動する方向にボケを生ずる
が、この場合は垂直方向の動きに対して良い補
間画像が得られる。一方、水平方向の動きに対
して補間による画質劣化が生ずる。
(2) 図４に示すように、水平方向の補間処理で元
の画像信号を復元する際、同一フイールド内の
画素を用いることにより行える。撮像管の積分
効果により画像が移動する方向にボケを生ずる
が、この場合は水平方向の動きに対して良い補
間画像が得られる。一方、垂直方向の動きに対
しては補間による画質劣化が生ずる。
の画像信号を復元する際、同一フイールド内の
画素を用いることにより行える。撮像管の積分
効果により画像が移動する方向にボケを生ずる
が、この場合は水平方向の動きに対して良い補
間画像が得られる。一方、垂直方向の動きに対
しては補間による画質劣化が生ずる。
(3) サブサンプリングパターンがフレーム交替形
であるため、図５に示すように時間軸方向の補
間処理で元の画像信号を復元できる。この場
合、画像の動き量が０に近いときは原画像が忠
実に再生される。一方、画像の量が大きいとき
は特有の補間による画質劣化が生ずる。
であるため、図５に示すように時間軸方向の補
間処理で元の画像信号を復元できる。この場
合、画像の動き量が０に近いときは原画像が忠
実に再生される。一方、画像の量が大きいとき
は特有の補間による画質劣化が生ずる。
（発明が解決しようとする問題点）
以上述べたように、従来から行われていた補間
方式においては、特定の動きの画像信号に対して
は、良い画質を復元できる特性を有するものの、
一般の動画像は垂直及び水平方向にさまざまな動
きを示しまた動き量が大きい場合もあるため、こ
の一般の動画像に対して広く従来の補間方式を適
用する場合に特有の劣化が発生し、画像品質が著
しく劣化するという欠点を有している。
方式においては、特定の動きの画像信号に対して
は、良い画質を復元できる特性を有するものの、
一般の動画像は垂直及び水平方向にさまざまな動
きを示しまた動き量が大きい場合もあるため、こ
の一般の動画像に対して広く従来の補間方式を適
用する場合に特有の劣化が発生し、画像品質が著
しく劣化するという欠点を有している。
本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたも
ので、以上の補間方式固有の特長を生かしなが
ら、これらの補間方式のいずれかを固定的に用い
る場合に発生する画質劣化を防止する事を目的と
する。
ので、以上の補間方式固有の特長を生かしなが
ら、これらの補間方式のいずれかを固定的に用い
る場合に発生する画質劣化を防止する事を目的と
する。
（問題点を解決するための手段）
本発明の特徴は、上記の各種補間方式により得
られる補間値に対し、補間画素の周囲における画
像信号の動きに関する情報を用いて前記補間値
に、適当に重みを付して平均値をとりこれを補間
画素の画素値とすることにより、さまざまな広い
範囲の動き量を有する画像信号に対しても、補間
に伴う画像品質の劣化を防止することにある。
られる補間値に対し、補間画素の周囲における画
像信号の動きに関する情報を用いて前記補間値
に、適当に重みを付して平均値をとりこれを補間
画素の画素値とすることにより、さまざまな広い
範囲の動き量を有する画像信号に対しても、補間
に伴う画像品質の劣化を防止することにある。
（作用）
本発明による適応補間により、画像がさまざま
の方向に動いた場合にも画質劣化の生じない補間
が可能となる。すなわち水平方向の動きが大きい
場合には、自動的に図４の補間が実行され、垂直
方向の動きが大きい場合には自動的に図３の補
間、また静止画に対しては自動的に図５の補間
が、それぞれ実行されサブサンプリングを行う前
の原画像信号と比較しても画像品質、すなわち解
像度の劣化する事のない方式が実現される。
の方向に動いた場合にも画質劣化の生じない補間
が可能となる。すなわち水平方向の動きが大きい
場合には、自動的に図４の補間が実行され、垂直
方向の動きが大きい場合には自動的に図３の補
間、また静止画に対しては自動的に図５の補間
が、それぞれ実行されサブサンプリングを行う前
の原画像信号と比較しても画像品質、すなわち解
像度の劣化する事のない方式が実現される。
（実施例）
以下、本発明を詳細に説明する。図６に示すよ
うに補間に用いる画素はＡ〜Ｆの６画素とする。
この６画素以外の画素をも考慮すると更に良い補
間画質が得られるが、説明を簡略化するため、以
下ではこれらの６画素を用いた補間方式について
説明する。
うに補間に用いる画素はＡ〜Ｆの６画素とする。
この６画素以外の画素をも考慮すると更に良い補
間画質が得られるが、説明を簡略化するため、以
下ではこれらの６画素を用いた補間方式について
説明する。
前述したように、撮像管の積分特性によつて画
像が水平方向に移動する場合には、画素値の差分
値の絶対値｜Ａ−Ｂ｜、｜Ｃ−Ｄ｜、｜Ｅ−Ｆ｜の
うち｜Ａ−Ｂ｜が最小となる。一方、画像が垂直
方向に移動する場合には｜Ｃ−Ｄ｜が最小とな
り、また静止画の場合には｜Ｅ−Ｆ｜が最小とな
る。すなわち、このことから｜Ａ−Ｂ｜、｜Ｃ−
Ｄ｜、｜Ｅ−Ｆ｜の大小関係より、画像信号の動
き方向に関する情報を得る事ができることとな
る。
像が水平方向に移動する場合には、画素値の差分
値の絶対値｜Ａ−Ｂ｜、｜Ｃ−Ｄ｜、｜Ｅ−Ｆ｜の
うち｜Ａ−Ｂ｜が最小となる。一方、画像が垂直
方向に移動する場合には｜Ｃ−Ｄ｜が最小とな
り、また静止画の場合には｜Ｅ−Ｆ｜が最小とな
る。すなわち、このことから｜Ａ−Ｂ｜、｜Ｃ−
Ｄ｜、｜Ｅ−Ｆ｜の大小関係より、画像信号の動
き方向に関する情報を得る事ができることとな
る。
一方、簡単な画像信号モデルより以下の関係式
が得られる。
が得られる。
Ｐ｛｜A‐B｜＝min（｜A‐B｜、｜C‐D｜、｜E‐F｜）
｝〜１／Ａ−Ｂ／１／Ａ−Ｂ＋１／Ｃ−Ｄ＋１／Ｅ−Ｆ
△＝Ph……(1) Ｐ｛｜C‐D｜＝min（｜A‐B｜、｜C‐D｜、｜E‐F｜）
｝〜１／Ｃ−Ｄ／１／Ａ−Ｂ＋１／Ｃ−Ｄ＋１／Ｅ−Ｆ
△＝Pv……(2) Ｐ｛｜E‐F｜＝min（｜A‐B｜、｜C‐D｜、｜E‐F｜）
｝〜１／Ｅ−Ｆ／１／Ａ−Ｂ＋１／Ｃ−Ｄ＋１／Ｅ−Ｆ
１／Ａ−ＢPt……(3) 今、補間信号を前記６画素Ａ〜Ｆの加重平均と
し、これに式(1)〜(3)によつて得られた確率を掛
け、平均をとつた値とする事により、画像信号の
動き量に対応した適応補間値を下記の式により求
めることができる。すなわち 補間信号＝Ph×（水平方向補間信号）＋Pv×（垂直方向
補間信号）＋Pt×（時間軸方向補間信号） １／１／Ａ‐Ｂ＋１／Ｃ‐Ｄ＋１／Ｅ‐Ｆ｛１／｜Ａ‐
Ｂ｜ △＋Ｂ／２＋１／｜Ｃ‐Ｄ｜ Ｃ＋Ｄ／２＋１／｜
Ｅ‐Ｆ｜ Ｅ＋Ｆ／２……(4) となる。
｝〜１／Ａ−Ｂ／１／Ａ−Ｂ＋１／Ｃ−Ｄ＋１／Ｅ−Ｆ
△＝Ph……(1) Ｐ｛｜C‐D｜＝min（｜A‐B｜、｜C‐D｜、｜E‐F｜）
｝〜１／Ｃ−Ｄ／１／Ａ−Ｂ＋１／Ｃ−Ｄ＋１／Ｅ−Ｆ
△＝Pv……(2) Ｐ｛｜E‐F｜＝min（｜A‐B｜、｜C‐D｜、｜E‐F｜）
｝〜１／Ｅ−Ｆ／１／Ａ−Ｂ＋１／Ｃ−Ｄ＋１／Ｅ−Ｆ
１／Ａ−ＢPt……(3) 今、補間信号を前記６画素Ａ〜Ｆの加重平均と
し、これに式(1)〜(3)によつて得られた確率を掛
け、平均をとつた値とする事により、画像信号の
動き量に対応した適応補間値を下記の式により求
めることができる。すなわち 補間信号＝Ph×（水平方向補間信号）＋Pv×（垂直方向
補間信号）＋Pt×（時間軸方向補間信号） １／１／Ａ‐Ｂ＋１／Ｃ‐Ｄ＋１／Ｅ‐Ｆ｛１／｜Ａ‐
Ｂ｜ △＋Ｂ／２＋１／｜Ｃ‐Ｄ｜ Ｃ＋Ｄ／２＋１／｜
Ｅ‐Ｆ｜ Ｅ＋Ｆ／２……(4) となる。
なお、上述説明に用いた、適応補間係数Ph、
Pv、Ptの与え方は式(1)、(2)、(3)以外にも多く考え
られる。例えば Ph＝１−｜Ａ−Ｂ｜／｜Ａ−Ｂ｜＋｜Ｃ−Ｄ｜＋｜Ｅ−
Ｆ｜ Pv＝１−｜Ｃ−Ｄ｜／｜Ａ−Ｂ｜＋｜Ｃ−Ｄ｜＋｜Ｅ−
Ｆ｜ Pt＝１−｜Ｅ−Ｆ｜／｜Ａ−Ｂ｜＋｜Ｃ−Ｄ｜＋｜Ｅ−
Ｆ｜ ……(5) Ph＝１｜Ａ−Ｂ｜＝min（｜Ａ−Ｂ｜、｜Ｃ−Ｄ｜、｜
Ｅ−Ｆ｜） ０ その他 Pv＝１｜Ｃ−Ｄ｜＝min（｜Ａ−Ｂ｜、｜Ｃ−Ｄ｜、｜
Ｅ−Ｆ｜） ０ その他 Pt＝１｜Ｅ−Ｆ｜＝min（｜Ａ−Ｂ｜、｜Ｃ−Ｄ｜、｜
Ｅ−Ｆ｜） ０ その他 ……(6) が考えられる。これ等の適応補間係数を用いれば
(1)、(2)、(3)式を用いる場合よりハードウエア量の
軽減化を図る事が可能である。
Pv、Ptの与え方は式(1)、(2)、(3)以外にも多く考え
られる。例えば Ph＝１−｜Ａ−Ｂ｜／｜Ａ−Ｂ｜＋｜Ｃ−Ｄ｜＋｜Ｅ−
Ｆ｜ Pv＝１−｜Ｃ−Ｄ｜／｜Ａ−Ｂ｜＋｜Ｃ−Ｄ｜＋｜Ｅ−
Ｆ｜ Pt＝１−｜Ｅ−Ｆ｜／｜Ａ−Ｂ｜＋｜Ｃ−Ｄ｜＋｜Ｅ−
Ｆ｜ ……(5) Ph＝１｜Ａ−Ｂ｜＝min（｜Ａ−Ｂ｜、｜Ｃ−Ｄ｜、｜
Ｅ−Ｆ｜） ０ その他 Pv＝１｜Ｃ−Ｄ｜＝min（｜Ａ−Ｂ｜、｜Ｃ−Ｄ｜、｜
Ｅ−Ｆ｜） ０ その他 Pt＝１｜Ｅ−Ｆ｜＝min（｜Ａ−Ｂ｜、｜Ｃ−Ｄ｜、｜
Ｅ−Ｆ｜） ０ その他 ……(6) が考えられる。これ等の適応補間係数を用いれば
(1)、(2)、(3)式を用いる場合よりハードウエア量の
軽減化を図る事が可能である。
図１に適応補間の回路構成の実施例を示す。図
１において１，２はフレームメモリ、３は重み計
算部、４は補間値計算部、５，６，７は乗算器、
８，９は加算器である。
１において１，２はフレームメモリ、３は重み計
算部、４は補間値計算部、５，６，７は乗算器、
８，９は加算器である。
以下、この実施例の動作を説明する。サブサンプ
リングされた入力画像信号はフレームメモリ１，
２に順次記憶され、適応補間に用いられる画素値
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦのうちＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはフレー
ム
メモリ１からＥはフレームメモリ２から、Ｆはフ
レームメモリに記憶される事なく、読み出され、重
み計算部３、及び補間値計算部４へ入力される。重
み計算部３は公知の回路素子から容易に構成さ
れ、式(1)、(2)、(3)あるいは(5)、(6)に従つて、重みP
h、
Pv、Ptを計算する。一方、このような計算結果を予
め全て求めておいてROMに記憶しておけば、高
速処理が可能である。補間値計算部４では入力画
素値Ａ〜Ｆより1/2(A+B)、1/2(C+D)、1/2(E+
Ｆ）を計算する。この補間値計算部４の出力は乗算
器５，６，７において、それぞれ重みPh、Pv、Ptと掛
け合わされた後、加算器８，９で和をとられ、最終
的な適応補間出力となる。
リングされた入力画像信号はフレームメモリ１，
２に順次記憶され、適応補間に用いられる画素値
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ＦのうちＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはフレー
ム
メモリ１からＥはフレームメモリ２から、Ｆはフ
レームメモリに記憶される事なく、読み出され、重
み計算部３、及び補間値計算部４へ入力される。重
み計算部３は公知の回路素子から容易に構成さ
れ、式(1)、(2)、(3)あるいは(5)、(6)に従つて、重みP
h、
Pv、Ptを計算する。一方、このような計算結果を予
め全て求めておいてROMに記憶しておけば、高
速処理が可能である。補間値計算部４では入力画
素値Ａ〜Ｆより1/2(A+B)、1/2(C+D)、1/2(E+
Ｆ）を計算する。この補間値計算部４の出力は乗算
器５，６，７において、それぞれ重みPh、Pv、Ptと掛
け合わされた後、加算器８，９で和をとられ、最終
的な適応補間出力となる。
（発明の効果）
以上、詳述したごとく、本発明によつて、サブ
サンプリングされた画像信号に対して画像の動き
量に適応した補間を行うことにより、さまざまな
動きを示し、また動き量が大きい動画像信号にお
いても画像品質が、差程劣化させる事はなく、記
録、符号化／伝送／復号化する場合に情報量を1/
２、1/3、…に減少させる事ができ、テレビジヨン
信号の帯域圧縮デジタル伝送における、高能率符
号化に対して効果を有する。
サンプリングされた画像信号に対して画像の動き
量に適応した補間を行うことにより、さまざまな
動きを示し、また動き量が大きい動画像信号にお
いても画像品質が、差程劣化させる事はなく、記
録、符号化／伝送／復号化する場合に情報量を1/
２、1/3、…に減少させる事ができ、テレビジヨン
信号の帯域圧縮デジタル伝送における、高能率符
号化に対して効果を有する。
図１は本発明による適応補間の回路構成の実施
例、図２は本発明の対象とするフレーム交替１ラ
インPASS形サブサンプリングパターンを示す
図、図３、図４及び図５は従来の固定補間法を示
す図、図６は補間に用いる画素の時空間配置を示
す図である。 １，２；フレームメモリ、３；重み計算部、
４；補間値計算部、５，６，７；乗算器、８，
９；加算器。
例、図２は本発明の対象とするフレーム交替１ラ
インPASS形サブサンプリングパターンを示す
図、図３、図４及び図５は従来の固定補間法を示
す図、図６は補間に用いる画素の時空間配置を示
す図である。 １，２；フレームメモリ、３；重み計算部、
４；補間値計算部、５，６，７；乗算器、８，
９；加算器。
Claims (1)
- １ 標本化された画像信号にサブサンプリングを
行つて情報量を減少させた信号から、補間により
元の標本化画像信号を復元する画像信号の補間方
式において、被補間画素の周囲の画素値より、水
平方向、垂直方向、及び時間軸方向の適応補間係
数と、水平方向、垂直方向、及び時間軸方向の補
間値とを求め、それぞれの方向の適応補間係数と
補間値との積の総和を求め、これを被補間画素値
とする事を特徴とする画像信号の適応補間方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21423984A JPS6193786A (ja) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | 画像信号の適応補間方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21423984A JPS6193786A (ja) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | 画像信号の適応補間方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6193786A JPS6193786A (ja) | 1986-05-12 |
| JPH0143513B2 true JPH0143513B2 (ja) | 1989-09-21 |
Family
ID=16652483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21423984A Granted JPS6193786A (ja) | 1984-10-15 | 1984-10-15 | 画像信号の適応補間方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6193786A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4816913A (en) * | 1987-11-16 | 1989-03-28 | Technology, Inc., 64 | Pixel interpolation circuitry as for a video signal processor |
| FR2627046A1 (fr) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Labo Electronique Physique | Systeme de transmission d'images, dispositif emetteur et dispositif recepteur convenant pour un tel systeme |
-
1984
- 1984-10-15 JP JP21423984A patent/JPS6193786A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6193786A (ja) | 1986-05-12 |
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