JPH0435485A - 動き適応インターレース・ノーインターレース変換方式 - Google Patents

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、テレビ電話、テレビ会議システムなどにおい
て、デジタル化されたビデオ信号の信号方式を変換する
方式に関わり、特にＮＴＳＣ信号等インターレース（飛
び越し走査）されたビデオ信号をノーインターレース（
非飛び越し走査）信号に変換する方式に関する。

（従来の技術） テレビ電話・テレビ会議システム等では、ビデオ信号の
冗長な成分を取り除き、伝送速度を低減させるために、
これをデジタル化した後に高能率符号化を行なっている
が、効率の高い符号化を行なうためには、ＮＴＳＣ信号
などのインターレースされたビデオ信号をノーインター
レース信号に変換することが必要となる。

このためには第４図のように、走査線の存在しないライ
ン上の画素をなんらかの方法で再生する、即ち内挿する
ことが必要である。従来の方式として、第５図に示すよ
うにインターレースされた２フレームからノーインター
レースの１フレームを固定的内挿処理によって合成する
方法、また第６図に示すようにインターレースされた３
フレームからノーインターレースの１フレームを固定的
内挿処理によって合成する方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、これらの従来の方法では、画像が静止し
ている場合には良好な画質の合成画像を得ることができ
るが、画像に動きがある場合には合成された画像中に一
本の線が２本に見える２線ボケや、物体のエツジが鋸歯
状になる歪が発生し、画像品質を著しく劣化させてしま
うという欠点があった。そこで、このような時には物体
の素直なボケは許容できる場合が多く、また動きにより
ビデオ信号自体もボケでいる場合があるため、第２図の
ように、内挿が必要な部分を同一フレーム内の隣接する
画素を用いて内挿することにより良好な合成画像が得ら
れるが、動きのない部分にこの処理を行なうと画像のボ
ケを生ずる。

この問題点を解決するためには、ビデオ信号フレームの
各部分について、動きの有無を判定し内挿方式を適応的
に切り換える必要があるが、動き判定回路は非常に大き
な処理を必要とするため現実的ではない。また、これを
簡易化された回路で行なうと切り換えの判定誤りが発生
し、これにより非常に目たつ劣化を生じさせるという問
題があった。

本発明は上記問題点を解決するためのもので、動きの有
無に関わらず良好な画質を得ることができ、かつ簡易な
回路で実現することのできる動き適応インターレース・
ノーインターレース変換方式を実現することを目的とす
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するため第１図に示す各手段
から構成される。すなわちデジタル化されたビデオ信号
について、インターレースされた信号をノーインターレ
ース信号に変換する方式において、内挿を行う被内挿画
素に対して、同一フレーム内の隣接した画素を用いたフ
レーム内予測値、前記被内挿画素と時間的に前後に隣接
した２フレーム内の画素を用いたフレーム間予測値及び
前記フレーム内予測値と前記フレーム間予測値との差分
値の絶対値を算出する手段（フレーム内子測値計算部１
０２．フレーム間予測値計算部１０３゜減算器１０５．
絶対値計算部１０７）と、前記被内挿画素と時間的に前
後に隣接した２フレーム内で、前記被内挿画素と同位置
の画素及び当該画素に隣接する画素を用いて、時間的に
前後に隣接した２フレーム間の画素の差分値の絶対値を
算出する手段（前後フレーム間差分値絶対値計算部１０
４）と、前記フレーム間の画素の差分値の絶対値が所定
の閾値より小さく、かつ二つの前記予測値の差分値の絶
対値が所定の閾値より小さい場合に、前記フレーム間予
測値を前記被内挿画素の値として内挿し、それ以外の場
合に、前記フレ・−ム内予測値を前記被内挿画素の値と
して内挿する手段（比較部１０６．スイッチ１０８）と
からなることに特徴がある。

（作用） 以上のような構成を有する本発明によれば、先ずインタ
ーレースされた原ビデオ信号の３フイ一ルド分がメモリ
１０１に蓄積され、蓄積したフィールドの第２フイール
ド目の内挿すべき画素Ｘの画素値を求める。

内挿を行う被内挿画素に対して、フレーム内予測値計算
部１０２は同一フレーム内の隣接した画素ａ、ｂを用い
たフレーム内予測値Ｘ、。を算出する。

また、フレーム間予測値計算部１０３は前記被内挿画素
と時間的に前後に隣接した２フレーム内の画素ｃ、ｄを
用いたフレーム間予測値Ｘｔｒを算出する。

さらに、減算器１０５はフレーム内予測値とフレーム間
予測値との差分値を算出する。前後フレーム間差分値絶
対値計算部１０４は被内挿画素と時間的に前後に隣接し
た２フレーム内で、被内挿画素と同位置の画素ａ、ｂ及
び当該画素に隣接する画素ｅ、　ｆ＋　Ｌ　ｈを用いて
、時間的に前後に隣接した２フレーム間の画素の差分値
の絶対値ｙ１．ｙ２．ｙ３を算出する。

比較部１０６ではｙ＋、’／２．’！ｓ、Ｚと所定の閾
値Ｔ　Ｉ　＋　Ｔ　２　＋Ｔ、、Ｔ、を比較する。比較
した結果、前記フレーム間の画素の差分値の絶対値’／
、、’！ｚ、３７ｇが所定の閾値Ｔ＋、Ｔｚ、Ｔｓより
小さく、かつ二つの前記予測値の差分値の絶対値計算部
１０７により求めた絶対値２が所定の閾値Ｔ４より小さ
い場合に、前記フレーム間予測値Ｘｉｎを前記被内挿画
素の値として内挿し、それ以外の場合に、前記フレーム
内予測値Ｘｔｒを前記被内挿画素の値として内挿するよ
うにスイッチ１０８により選択しメモリ１０１より所望
画素（１フレーム分等）の内挿処理済分をノーインター
レース信号として出力する。

従って、本発明は前記問題点を解決でき、動きの有無に
関わらず良好な画質を得ることができ、かつ簡易な回路
で実現することのできる動き適応インターレース・ノー
インターレース変換方式を実現できる。

（発明の原理） 次に、第２図を用いて本発明の詳細な説明する。第２図
において、フレーム１．２．３はインターレースされた
原ビデオ信号の連続したフレームであり、このうちフレ
ーム２をノーインターレースに変換することと仮定する
。

第２図に示すように、フレーム２において走査線の存在
しないライン上の画素をＸ、これに隣接する２走査線上
の画素をそれぞれｃ、ｄとし、フレームｌ、３において
Ｘと同位置の画素をそれぞれａ、ｂとし、同一走査線上
でａと隣接する２画素をそれぞれｅ、ｆとし、同一走査
線上でｂと隣接する２画素をそれぞれｇ、ｈとする。

いま、Ｘを内挿する場合、まずＸのフレーム内予測値Ｘ
＋ｎとフレーム間予測値ｘｔ、を次式により求める。

Ｘｉ　　　＝　　　（ｃ＋ｄ）／２ Ｘ　ｔｒ　　”　　（ａ　十ｂ　）　／　２このうち、
Ｘｌ、、が動きのある画像に適した内挿値、Ｘｔｒが静
止した画像に適した内挿値である。

なお、ここでは説明を簡単にするため、各予測値を求め
るために限られた画素を用いたが、本発明ではこれらに
限定することなく、これら以外の隣接画素を用いること
もできる。

次にフレーム１とフレーム３の間の画素差分の絶対値３
’＋、３’ｚ、３’ａを次式により求める。

’Ｊ＋＝　　　　　ｅ−ｇ ｙｚ＝ｌａ−ｂ ｙｓ＝　　　Ｉｆ　　　ｈｌ これらの値は動きの大きさをあられし、動きの大きい場
合に大きくなる。

なお、ここでは説明を簡単にするため、フレーム間の動
きを求めるために限られた画素を用いたが、本発明では
これらに限定することなく、これら以外の隣接画素を用
いることもできる。

ここで動きの有無を判定する閾値をＴ１Ｔ２、Ｔ３とし
、次の条件を判定する。

ｙ、＜Ｔ ３’　２　　＜　　　Ｔ　２ ｙｓ＜Ｔｘ これらの条件のうち、ひとつでも満足されない場合には
、動きのある画像であると判定しフレーム内予測値を用
いて内挿を行なう。また、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ、の値として
は、画素の最大値（８ビツトならば２５６）の３／２５
６から８／２５６程度の値が適当である。

しかし、画像の絵柄や動きの大きさ・方向によっては、
画像に動きのある場合でもこれらの条件をすべて満足す
る場合があり、この条件判定のみにより内挿予測値を切
り換えると、判定誤りによって大きな雑音を発生させる
危険がある。よって、これらの条件がすべて満足される
場合には、さらに二つの予測値の差分の絶対値Ｚを次式
により求める。

Ｚ　　　　：　　　　　Ｘ　　Ｉｎ　　　　Ｘｔｒ＝　
　ｌ　（ａ＋ｂ）　　（ｃ十ｄ）ｌ／２２が小さい場合
には、二つの予測値は近いということなので、動きの有
無に関係なくどちらの予測値を選んでも画質劣化は生じ
ない。

さて、静止画像の場合には、Ｚは画像の絵柄の細かさと
コントラストによってきまり、絵柄が細かくかつコント
ラストが強い場合に太き（なるが、画素の最大値と比較
した場合、あまり大きくはない。一方、画像に動きのあ
る場合には、絵柄の細かさとコントラストに多少依存は
するものの、かなり大きな値となる場合がある。このよ
うな場合にフレーム間予測値を選択すると、大きな雑音
を発生させる。

以上より、動き判定の新たな閾値Ｔ４を用いて２を以下
により判定する。

ｚ　　　＜　　　Ｔ４ この条件が満たされている場合にはフレーム間予測値を
用いて内挿を行ない、満足されない場合にはフレーム内
予測値を用いて内挿を行なう。ここでＴ４は他の閾値よ
りも多少太き（画素の最大値の１０／２５６程度に選ぶ
ことが適当である。

以上のような方法により、ビデオ信号の動きの有無に関
わらず良好な合成画質を得ることができ、かつ簡易な回
路で実現することのできる動き適応インターレース・ノ
ーインターレース変換方式を実現することができる。

（実施例） 以下、本発明′の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

先ず、インターレースされたビデオ信号はインターレー
スフレームメモリ（以下ＨＦＭと略す）３に蓄積される
。また、この信号はＨＦＭ２、ＨＦＭＩへと１インタ一
レースフレーム時間ずつ遅延して順次伝播される。この
結果、ＨＦＭＩ、ＨＦＭ２及びＨＦＭ３には、第２図に
おけるフレーム１、フレーム２及びフレーム３がそれぞ
れ蓄積されることになる。

さて、シーケンサ（以下ＳＱと略す）４により、画素内
挿の基本クロックが発生され、これによりアドレス発生
器（以下ＡＧと略す）８、ＡＣ３、ＡＣ３は該当する画
素のアドレスを発生する。この結果、第２図に対応する
内挿処理に必要な画素が各フレームメモリから読みださ
れる。

ＨＦＭＩとＨＦＭ３から読み出された６画素（第２図の
ａ、　ｅ、　ｆ、　ｂ、　ｇ、　ｈに相当する）は、引
算器（以下ＳＢ略す）　１１．５ＢＩＯ１ＳＢ９により
差分が計算された後、絶対値回路（以下ＡＢと略す）１
８、ＡＢ１７、Ａ　Ｂ　１６によりその絶対値が計算さ
れ、比較器（以下Ｃと略す）２４、Ｃ２３、Ｃ２２によ
りメモリ（以下ＲＭと略す）２１に貯えられている閾値
（Ｔ、、Ｔ２．Ｔ、）と比較される。

一方、ＨＦＭＩとＨＦＭ３から読みだされた２画素（第
２図のａ、　ｂ　　に相当する）は、加算器（以下ＡＤ
と略す）１２により別にその和が計算され、同様にＨＦ
Ｍ２から読みだされた２画素（第２図のｃ、ｄに相当す
る）は、ＡＤ１３によってその和が計算される。この二
つの値は、セレクタ（以下ＳＬと略す）１５に入力され
るとともに５Ｂ２０によりその差分が計算される。この
差分値は、ＡＢ１９によりその絶対値が計算された後、
Ｃ２５により、ＲＭ２６に貯えられている閾値（Ｔ４）
と比較される。

以上の４つの比較結果は、論理積回路（以下ＡＮＤと略
す）２７によって論理積が計算され、これにより５Ｌ１
５が切り換えられる。

他方、ノーインターレースフレームメモリ（以下ＦＦＭ
と略す）２８には、ＳＱ５によって発生された書き込み
クロックに従って、シフトレジスタ（以下ＳＲと略す）
１４によって１７２になった５Ｌ１５からの画素信号と
ＨＦＭ２からの原ビデオ信号が５Ｌ２９を通って交互に
書き込まれる。これにより、ＦＦＭ２８には、内挿画素
を含むノーインターレースビデオ信号が合成され、この
出力がノーインターレースビデオ信号となる。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、動きの有無に関わらず
良好な画質を得ることができ、かつ簡易な回路で実現す
ることのできる動き適応インターレース・ノーインター
レース変換方式を実現することができる。

従って、テレビ電話、テレビ会議システムなどにおいて
、ＮＴＳＣ信号などインターレースされたビデオ信号を
、ノーインターレース信号に変換する場合に、簡易な装
置で高い変換画質を得ることができ、その効果は大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る動き適応インターレース・ノーイ
ンターレース変換方式を実現する構成の概要を示すブロ
ック図、 第２図はインターレースフレームメモリ１．２．３に蓄
積するフレーム１．２．３と画素の関係を示す図、 第３図は本発明の一実施例の構成を示す装置ブロック図
、 第４図はインターレースされた画像フレームを説明する
図、 第５図は変更連続するインターレースされた２フレーム
からノーインターレースの１フレームを固定的内挿法に
より合成するのを説明する図、第６図はインターレース
された３フレームからノーインターレースの１フレーム
を固定的内挿法によって合成するのを説明する図、 第７図は内挿が必要な部分を同一フレーム内の隣接する
画素を用いるのを説明する図である。 １．２．３・・・インターレースフレームメモリ４．５
・・・シーケンサ、 ６．７．８・・・アドレス発生器、 ９．１０，１１．２０・・・引算器、 １２．１３・・・加算器、 １４・・・シフトレジスタ、 １５．２９・・・セレクタ、 １６．１７，１８．１９・・・絶対値回路、２１．２６
・・・メモリ、 ２２．２３，２４．２５・・・比較器、２７・・・論理
積回路、 ２８・・・ノーインターレースフレームメモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 デジタル化されたビデオ信号について、インターレース
   された信号をノーインターレース信号に変換する方式に
   おいて、 内挿を行う被内挿画素に対して、同一フレーム内の隣接
   した画素を用いたフレーム内予測値、前記被内挿画素と
   時間的に前後に隣接した２フレーム内の画素を用いたフ
   レーム間予測値及び前記フレーム内予測値と前記フレー
   ム間予測値との差分値を算出し、 前記被内挿画素と時間的に前後に隣接した２フレーム内
   で、前記被内挿画素と同位置の画素及び当該画素に隣接
   する画素を用いて、時間的に前後に隣接した２フレーム
   間の画素の差分値を算出し、 前記フレーム間の画素の差分値の絶対値が所定の閾値よ
   り小さく、かつ二つの前記予測値の差分値の絶対値が所
   定の閾値より小さい場合に、前記フレーム間予測値を前
   記被内挿画素の値として内挿し、 それ以外の場合に、前記フレーム内予測値を前記被内挿
   画素の値として内挿する ことを特徴とする動き適応インターレース・ノーインタ
   ーレース変換方式。