JPH03291080A

JPH03291080A - 動き適応型走査線補間装置

Info

Publication number: JPH03291080A
Application number: JP2093318A
Authority: JP
Inventors: Kenji Sugiyama; 賢二杉山
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1990-04-09
Filing date: 1990-04-09
Publication date: 1991-12-20
Anticipated expiration: 2012-04-02
Also published as: JP2596166B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はテレビジョン受像機等、画像を扱う機器におい
て、インクレースのテレビジョン（ｌをノンインタレー
スにしたり、異なった走査Ｌ９．数に変換する際に用い
る走査線補間方式に関する。

［従来の技術］現在、テレビ放送等で一般に使われている標準テレビ方
式はインクレース信号であり、ｌフィールドですべての
走査線が送られるノンインクレースに対して、走査線が
１本おきに間引かれたものとなっている。この場合に伝
送可能となる時空間周波数帯域は、時間周波数と垂直周
波数において、視覚特性に適合したものになる。しかし
、信号源の時空間周波数帯域は必ずしも適切に制限され
ておらず、受像機や視覚による帯域制限も十分でないの
で、多くの折り返し成分を含む。したがって、垂直高域
成分は時間高域の折り返し成分となり、フリッカとして
視覚妨害となる。これによりインクレースでの垂直解像
度は本来の７０％程度しか得られない。

このような問題を解決する手段として動き適応型走査線
補間がある。これはモニタに表示する画像はノンインク
レースとし、インタレースで間引かれていた走査線は、
画像が静止している場合にはフレーム間で補間を行い、
静止領域で前記の問題を解決するものである。その例と
して「信号処理回路」　（特開昭６１−３２６８１号公
報）がある。これは静止部分においては１フレ一ム前後
の画素、動部分においてはフィールド内の上下の画素を
加算して１／２にしたものを補間値としている。動き検
出により画像が動いている部分ではフィールド内処理と
なるため、二重像等を生じることはない。

動き検出の具体的な方法としては本発明人による「順次
走査補間方式」　（特開昭６３−３０４７８２号公報）
のような手法がある。この方式はノイズや画像の微小動
きに関知せず、広範囲な動きはそのレベルが小さくても
検知されるように、非線形回路と時空間フィルタが組み
合わされたものである。

このような走査線補間はノンインタレース化のみならず
、ＮＴＳＣからＨＤＴＶなどに走査線数変換する場合に
も使われる。

［発明が解決しようとする課題］走査線の補間で、垂直エツジ（縦線）はわずかなずれで
もギザギザや動ボケになるためなるべく動画処理とした
方がよい。一方、水平エツジ（横線）は１／２画素以下
の動きは動画処理するとフリッカが生じやすく、静止画
処理とした方がよい。

しかし、従来例では静止画処理と動画処理との切り換え
は時間方向の変化によって決まり、画像が垂直方向に変
化しているか、水平方向に変化しているかには関係しな
い。このように、空間変化の違いに対応していないので
、基本的な感度を上げるとすぐ動画処理となり、水平エ
ツジでラインフリッカが生じやすく、逆に感度を下げる
と垂直エツジがギザギザになりやすくなる。

従って本発明は走査線の補間を行うにあたって静止画処
理と動画処理の切り換えの感度を上げてもラインフリッ
カやギザギザの生じることの少ない動き適応型走査線補
間装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記目的を４成するため本発明者は以下の５つの手法を
提供するものである。

■垂直方向と水平方向の両方の変化を検出し、垂直方向
の変化が水平方向に対して大きい場合に動き検出信号を
弱くする手法 ■垂直方向の変化を検出し、それが大きい場合に動き検
出信号を弱くする手法 ■水平方向の変化を検出し、それが小さい場合に動き検
出信号を弱くする手法 ■動き検出の前に垂直ＬＰＦを通す手法■空間変化は検
出せず、動き検出で空間フィルタのタップを縦長にする
手法上記の各手法で、■から■は空間変化検出を用いる。■
は最も精度の高い手法で■、■はそれを簡略化したもの
である。特性的には■、■、■の順で望ましいが、回路
実現は■、■、■の順で容易になる。■は垂直ＬＰＦを
用い、■はそれらをせず、簡易的に実現する手法である
。

■から■は感度の異なった２つの動き検出信号を、空間
変化検出から得た制御信号により適応混合するものであ
る。

■は動き検出の従来例において、空間フィルタの垂直方
向のタップの範囲を水平方向より多くし、例えば垂直５
タツプＸ水平３タツプ（タップの間隔はほぼ等間隔）と
したものである。

従って本発明では上記５つの手法に対応した５つの態様
が提供される。すなわち第１の手法を実現するものとし
てインタレーステレビジョン信号からフィールド内補間
値を得る手段と、同じくフィールド間補間値を得る手段
と、前記インタレーステレビジョン信号における画像の
動きを検出して動き係数を作る手段と、前記動き係数に
応じて前記フィールド内補間値とフィールド間補間値の
混合割合を制御しつつ混合する手段とからなる動き適応
型走査線補間装置において、前記画像の動きを検出して
動き係数を作る手段が画像の動きを検出する回路と、画
像の垂直方向の変化を検出する回路と、画像の水平方向
の変化を検出する回路と、前記垂直方向の変化が前記水
平方向の変化より大であるとき、前記画像の動きを検出
する回路の出力信号を制御して前記動き係数を小さくす
る手段とを有することを特徴とする動き適応型走査線補
間装置が提供される。又第２乃至第５の手法を実現する
ものとして動き係数を作る手段が次のようにそれぞれ構
成される。

第２の手法・・・動き係数を作る手段が画像の動きを検
出する回路と、画像の垂直方向の変化を検出する回路と
、垂直方向の変化が所定値より大であるとき、画像の動
きを検出する回路の出力信号を制御して動き係数を小さ
くする手段を有する。

第３の手法・・・動き係数を作る手段が画像の動きを検
出する回路と、画像の水平方向の変化を検出する回路と
、前記水平方向の変化が所定値より小であるとき、前記
画像の動きを検出する回路の出力信号を制御して前記動
き係数を小さくする手段とを有する。

第４の手法・・・動き係数を作る手段が垂直方向の低域
フィルタとその出力信号に応答する画像の動きを検出す
る回路を有する。

第５の手法・・・動き係数を作る手段が前記インタレー
ステレビジョン信号の時間差分信号を絶対値化する回路
と、前記絶対値化する回路にて絶対値化された信号に応
答する空間低域通過フィルタであって制限帯域が水平方
向より垂直方向が狭いものを有する画像の動きを検出す
る回路を有する。

［作用］上記構成における第１の手法では、垂直工・ノジでは垂
直方向の変化が水平方向より大きくなるので、動き検出
の出力がわずかでも動画処理となり、ギザギザやボケが
起こり難くなる。逆に水平工・ノジでは、微小動きで動
画処理となり難く、ラインフリッカが生じ難くなる。ま
た、動き検出で完全な動きに近い場合には空間変化の影
響はあまり受けなくなり、激しい動きで二重像や動ボケ
を生じることはない。空間変化は垂直と水平の比で求め
るので、変化の大きさではなく形状によって制御される
。

第２および第３の手法の動作は基本的には第１の手法と
同様であるが片方の大きさのみによって制御されるので
、変化の程度によって処理が左右される。

第４の手法は動き検出の前に差分信号に対し垂直ＬＰＦ
を通すことで、垂直高域成分が抑圧され、垂直方向に変
化している画像に対し感度が下がる。

第５の手法の動作は上記各手法とはやや異なる。

垂直エツジと水平エツジを比較した場合、同じ１画素分
の動きでも垂直エツジは１５画素中５画素の変化となる
が、水平エツジは１５画素中３画素の変化にしかならず
、垂直エツジに対して高感度になる。しかしこの手法で
は、動きの空間的法がりもフィルタ構成にしたがって偏
るので、動き検出動作として問題を生じる。

［実施例コ以下図面と共に本発明の動き適応型走査線補間装置の実
施例について述べる。

第１図は上記第１の手法を実現する実施例のブロック図
である。

第１図に示した実施例において、制御部以外の構成は本
発明人により発明され、特許出願され特開昭６３−３０
４７８２号公報に記載されている「順次走査補間方式」
と同じである。

信号入力端子１０より入力されたインタレーステレビジ
ョン信号はフィールド（２６２Ｈ）遅延器１２．１ライ
ン（Ｈ）遅延器１４、フィールド（２６２Ｈ）遅延器１
８を通って１フレーム遅延した信号が得られる。フィー
ルド遅延器１８の出力と入力値を減算器３４に入力し出
力信号として１フレーム差信号を得る。減算器３４の出
力は制御部で使われる。

一方、フィールド遅延器１２の出力とライン遅延器１４
の出力を加算器１６で加算し加算結果を１／２にするこ
とでフィールド内補間値を得る。

同時に、フィールド遅延器１８の出力と入力信号を加算
器２０で加算し加算結果を１／２にすることでフィール
ド間補間値を得る。両方の補間値は後述する制御部で生
じる遅延を補償するために、加算器１６の出力を遅延補
償器２２に加算器２０の出力を遅延補償器２４に入力す
る。

遅延補償器２２の出力は減算器２６の被減算入力に、遅
延補償器２４の出力は減算器２６の減算入力に入力され
る。次に減算器２６の出力には乗算器２８で０〜１の制
御信号が掛けられ、積が加算器３０に入力される。この
入力は加算器３０では遅延補償器２４の出力と加算され
補間値となり、補間値出力端子３２より出力される。こ
こで動き係数が０（静止）の場合、乗算器２８の出力は
０となるのでフィールド間補間値である遅延補償器２４
の出力が補間値となり、一方動き係数が１（動き）の場
合には乗算器２８の出力は加算器２６の出力と同じにな
るので、遅延補償器２４の出力は減算器２６と加算器３
０で相殺しあい、フィールド内補間値である遅延補償器
２２の出力がそのまま補間信号となる。動き係数がＯか
ら１の中間の場合には、それに比例した混合比でフィー
ルド内補間値とフィールド間補間値が混合され補間値と
なる。

実際のテレビ受像器では、補間されて作られた走査線と
元から存在する走査線を時間圧縮して交互に走査線とす
ることでノンインクレース信号が得られる。

次に、本発明の特徴となる補間制御部の動作について説
明する。１フレーム差信号である減算器３４の出力は動
き検出回路４０、垂直変化検出回路５２および水平変化
検出回路５０に入力される。

動き検出回路４０は前述の「順次走査補間方式」に示さ
れたものと同様であり、その構成例を第６図に示す。フ
レーム差信号はまず絶対値化器７２で絶対値に変換され
、第１の非線形変換器７４に与えられる。変換された信
号は最大値検出器８０によって、フィールド（２６２Ｈ
）遅延器７６とライン（Ｈ）遅延器７８で、２６２Ｈと
２６３Ｈ遅らされた信号との間で最大値が求められる。

さらに空間ＬＰＦ８２を通った後、第２の非線形変換器
８４で、画像が静止なら０、動いていれば最大１を動き
検出値として出力する。動き検出回路４０の出力は、減
算器４４、乗算器４６、および加算器４８で、二乗器４
２から出力されるその二乗値と、混合される。この処理
動作は、前述の補間信号形成での加算器２６．３０と乗
算器２８の動作と同様である。

垂直変化検出回路５２と水平変化検出回路５０は本発明
者による特許願「適応型輝度信号色信号分離装置」　（
特開平１−１６２４９３号公報）と同様で、垂直または
水平方向の変化差分を求める。

垂直変化検出回路５２の出力信号Ｖおよび水平変化検出
回路５０の出力信号Ｈは、除算器５４でＶ／Ｈが求めら
れ、非線形変換器５６で変換された後、乗算器４６に入
力される。非線形変換器５６の変換特性は第３図に示す
もので、Ｖ／Ｈがｌ／２以下で０．４以上で１となりそ
の間は連続的な値を出力する。したがってＶがＨの１／
２以下なら制御信号は動き検出そのままで、４以上なら
、二乗値が制御信号となる。動き検出回路４０の出力は
Ｏから１の間なので、その二乗値はＯと１のとき以外必
ず小さくなり、制御信号は完全な静止と動画のときは変
らないが、それ以外はＶ／Ｈが大きくなるにしたがって
小さくなる。

この様な制御信号の形成では、動き検出をそのまま制御
に使うのに対し、制御値が小さくなるのみで大きくはな
らない。したがって、動き検出の基本的な感度を従来よ
り高めにしておく。

次に上記第２の手法を実現する実施例について説明する
。この実施例は第１図の実施例を簡易化したもので、制
御部の空間検出を垂直変化検出のみとしている。その制
御部の構成を第２図（ａ）に示す。垂直変化検出のみの
場合は、垂直変化検出をそのまま非線形変換器５６′に
入力する。非線形変換器５６′の特性は第３図でＨが固
定値になった場合に相当するが、検出感度に合わせたゲ
インとする；次に上記第３の手法を実現する実施例について説明する
。この実施例は上記第２図（ａ）の実施例同様、第１図
の実施例を簡易化したものであるが、垂直変化検出の代
りに水平変化検出を行っており、非線形変換器５６′”
の特性は第３図でＶが固定値になった場合に相当し、入
力値Ｈに対しては逆数の形となる。

次に上記第４の手法を実現する実施例について説明する
。この実施例は垂直ＬＰＦを動き検出回路４０の前に置
くもので、その構成例を第４図に示す。第４図の垂直Ｌ
ＰＦ５８の最も簡単な構成例を第５図に示す。このＬＰ
Ｆでは垂直周波数が二乗コサイン特性で抑圧される。こ
の様にフレーム差信号の垂直成分が抑圧されるので、垂
直方向に変化している水平エツジは検出感度が下げられ
る。

次に上記第５の手法を実現する実施例について説明する
。第５の手法として最も簡単な方法は制御部を動き検出
回路のみで構成し、かつその中の空間フィルタの構成を
変えるものである。第６図に示された動き検出回路４０
′で、空間ＬＰＦ８２のタップを垂直方向に多く、水平
方向に少なくする。その具体的な構成例を第７図に示す
。その際使われる画素の配置を第８図に示す。ＬＰＦの
帯域は垂直で狭（、水平で広くなる。第７図は画素間隔
が垂直と水平でほぼ等しい場合のもので、色副搬送波の
４倍の周波系でサンプルした場合には水平の間隔が半分
程度になるので、タップ数を垂直水平で同じとしてもよ
い。

この様な処理で前記の方法に似た効果が得られるが、空
間ＬＰＦ８２は本来動き検出のスムージングや動きの領
域的判定（多数決）の為にあるので■〜■の場合には垂
直水平とも同様の特性とする。

なお、第６図中ＡＢＳは絶対値化回路７２を、ＮＬＩ及
びＮｌ２は非線形変換器７４．８４を、ＭＡＸは最大値
検出器８０を示す。又第７図中Ｈはライン（）Ｉ）遅延
器９０．９２．９４．９６を、Ｔは画素遅延器９８．１
００を示す。

［発明の効果］以上詳細に説明したところから明らかなように本発明に
よれば、インタレーステレビジョン信号の画像の垂直方
向や水平方向の変化を検出し、垂直方向の変化が水平方
向の変化に対して大きい場合、又は所定値より大きい場
合、あるいは水平方向の変化が所定値より小さい場合に
動き検出信号を弱くするか、動き検出の前に垂直ＬＰＦ
を通すか、動き検出で空間フィルタのタップを縦長にす
ることによって、走査線補間における動き適応処理が、
画像の空間的形状に対し適切に行われる。

したがって垂直エツジでは、動き検出の出力がわずかで
もフィールド内浦間処理となり、ギザギザやボケが起こ
り難くなる。逆に水平エツジでは、微小動きではフィー
ルド間補間処理となり、ラインフリッカが生じ難（なる
。この結果走査線補間後の画像において不自然さや解像
度の低下が少ない倍密走査の画像が得られるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の動き適応型走査線補間装
置を示すブロック図、第２図（ａ）　　（ｂ）は第２、
第３の実施例の制御部を示すブロック図、第３図は第１
図における非線形変換回路の非線形変換特性を示すグラ
フ、第４図は第４の実施例の制御部を示すブロック図、
第５図は第４図における垂直ＬＰＦの構成例を示すブロ
ック図、第６図は第１図、第２図、第４図における動き
検出回路を示すブロック図、第７図は第５の実施例にお
ける動き検出回路中の空間フィルタの構成を示すブロッ
ク図、第８図は第７図の空間フィルタの使用画素を示す
図である。１０・・・信号入力端子、１２，１８．７６・・・フィ
ールド遅延器、１４，６２，６４，７８，９０゜９２．
９４．９６・・・ライン遅延器、１６，２０゜３０．４
８，６６．１０２，１０４・・・加算器、２２．２４・
・・遅延補償器、２６，３４．４４・・・減算器、２８
．４６・・・乗算器、３２・・・補間信号出力端子、４
０．４０’・・・動き検出回路、４２・・・二乗器、５
０・・・水平変化検出回路、５２・・・垂直変化検出回
路、５４・・・除算器、５６．５６’　　　５６”７４
．８４・・・非線形変換器、５８・・・垂直ＬＰＦ、７
２・・・絶対値化回路、８０・・・最大値検出器、８２
・・・空間ＬＰＦ、９８，１００・・・画素遅延器。発　　明　　者　　　　　　杉　　山　　賢　　二出　
願　人　　日本ビクター株式会社

Claims

【特許請求の範囲】

（１）インタレーステレビジョン信号からフィールド内
補間値を得る手段と、同じくフィールド間補間値を得る
手段と、前記インタレーステレビジョン信号における画
像の動きを検出して動き係数を作る手段と、前記動き係
数に応じて前記フィールド内補間値とフィールド間補間
値の混合割合を制御しつつ混合する手段とからなる動き
適応型走査線補間装置において、前記画像の動きを検出
して動き係数を作る手段が画像の動きを検出する回路と
、画像の垂直方向の変化を検出する回路と、画像の水平
方向の変化を検出する回路と、前記垂直方向の変化が前
記水平方向の変化より大であるとき、前記画像の動きを
検出する回路の出力信号を制御して前記動き係数を小さ
くする手段とを有することを特徴とする動き適応型走査
線補間装置。
（２）インタレーステレビジョン信号からフィールド内
補間値を得る手段と、同じくフィールド間補間値を得る
手段と、前記インタレーステレビジョン信号における画
像の動きを検出して動き係数を作る手段と、前記動き係
数に応じて前記フィールド内補間値とフィールド間補間
値の混合割合を制御しつつ混合する手段とからなる動き
適応型走査線補間装置において、前記画像の動きを検出
して動き係数を作る手段が画像の動きを検出する回路と
、画像の垂直方向の変化を検出する回路と、前記垂直方
向の変化が所定値より大であるとき、前記画像の動きを
検出する回路の出力信号を制御して前記動き係数を小さ
くする手段とを有することを特徴とする動き適応型走査
線補間装置。
（３）インタレーステレビジョン信号からフィールド内
補間値を得る手段と、同じくフィールド間補間値を得る
手段と、前記インタレーステレビジョン信号における画
像の動きを検出して動き係数を作る手段と、前記動き係
数に応じて前記フィールド内補間値とフィールド間補間
値の混合割合を制御しつつ混合する手段とからなる動き
適応型走査線補間装置において、前記画像の動きを検出
して動き係数を作る手段が画像の動きを検出する回路と
、画像の水平方向の変化を検出する回路と、前記水平方
向の変化が所定値より小であるとき、前記画像の動きを
検出する回路の出力信号を制御して前記動き係数を小さ
くする手段とを有することを特徴とする動き適応型走査
線補間装置。
（４）インタレーステレビジョン信号からフィールド内
補間値を得る手段と、同じくフィールド間補間値を得る
手段と、前記インタレーステレビジョン信号における画
像の動きを検出して動き係数を作る手段と、前記動き係
数に応じて前記フィールド内補間値とフィールド間補間
値の混合割合を制御しつつ混合する手段とからなる動き
適応型走査線補間装置において、前記画像の動きを検出
して動き係数を作る手段が垂直方向の低域フィルタと前
記垂直方向の低域フィルタの出力信号に応答する画像の
動きを検出する回路を有することを特徴とする動き適応
型走査線補間装置。
（５）インタレーステレビジョン信号からフィールド内
補間値を得る手段と、同じくフィールド間補間値を得る
手段と、前記インタレーステレビジョン信号における画
像の動きを検出して動き係数を作る手段と、前記動き係
数に応じて前記フィールド内補間値とフィールド間補間
値の混合割合を制御しつつ混合する手段とからなる動き
適応型走査線補間装置において、前記画像の動きを検出
して動き係数を作る手段が前記インタレーステレビジョ
ン信号の時間差分信号を絶対値化する回路と、前記絶対
値化する回路にて絶対値化された信号に応答する空間低
域通過フィルタであって制限帯域が水平方向より垂直方
向の方が狭いものを有する画像の動きを検出する回路を
有することを特徴とする動き適応型走査線補間装置。