JPH06153169A

JPH06153169A - 順次走査変換方法

Info

Publication number: JPH06153169A
Application number: JP4298927A
Authority: JP
Inventors: Taishirou Kurita; 泰市郎栗田
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1992-11-09
Filing date: 1992-11-09
Publication date: 1994-05-31

Abstract

(57)【要約】【目的】動画に対する変換画質を向上させた順次走査
変換方法を提供する。【構成】インターレース走査されたテレビジョン映像
信号を順次走査された映像信号に変換するにあたり、順
次走査変換のため補間されるべき画素の上と下各々の走
査線上に存在し、かつ、補間されるべき画素を含む複数
の斜めエッジに該当する前記補間されるべき画素をはさ
む複数の２つの画素の組のなかから、それら２つの画素
間の差分が少ない組を１つまたは複数組特定し、当該特
定された組の２つの画素の和を前記補間されるべき画素
の補間出力とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は映像信号の走査変換方
法に係り、特に２：１インターレース走査から順次走査
への変換方法に関するものである。

【０００２】

【背景技術】インターレース走査は、人間の視覚が大面
積フリッカに比べ小面積フリッカを感じにくいという性
質を利用して、テレビジョン信号を順次走査に比べ半分
の所要映像信号帯域幅で伝送する方法である。しかしな
がら、インターレース走査を行なった場合、確かに、大
面積フリッカを生ずることなく映像帯域を半分にできる
が、高画質が要求される場合には順次走査に対し画質劣
化が無視できないことが指摘されている。テレビジョン
走査を標本化という観点からとらえ、インターレース走
査と順次走査とはどのような相違があるか、一般のテレ
ビジョン信号のインターレース走査映像信号を高画質の
順次走査に変換する場合、どのような点に配慮せねばな
らないかを解説したものに、参考文献(1) 、西沢、田
中：“順次走査変換による画質改善”，ＮＨＫ技研月
報，Vol.27, No.12 , pp.27−32 (1984) がある。

【０００３】また、インターレース走査から順次走査変
換に動き補償技術を利用し、高画質化を図ったものに、
本願人になる別の出願、参考文献(2) 、特願平４−２８
３１２０「動き補償型順次走査変換装置」がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の順次走査変換技
術では、静止画に対する変換画質は良好であるが、動画
に対してはインターレース妨害が除去されず、かつ垂直
方向の空間周波数応答が約1/2 に低下するため、変換画
質があまり良好でないという欠点があった。特に斜めエ
ッジ画像が動く場合、動く速度によってはエッジがギザ
ギザ状となって非常に見苦しい画像となっていた。

【０００５】前記参考文献(2) によれば、動画に対して
も良好な変換画質が得られている。しかし現時点では前
記参考文献(2) の開示技術を実現するのに必要な動きベ
クトル検出回路や動き補償メモリは高価であり、より経
済的な手段も必要である。従って、本発明の目的は、上
述の欠点を解決し、動画、少なくとも動く斜めエッジに
対し良好な順次走査変換画像を経済的に実現することの
可能な順次走査変換方法を提供せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明順次走査変換方法は、インターレース走査さ
れたテレビジョン映像信号を順次走査された映像信号に
変換するにあたり、順次走査変換のため補間されるべき
画素の上と下各々の走査線上に存在し、かつ、補間され
るべき画素を含む複数の斜めエッジに該当する前記補間
されるべき画素をはさむ複数の２つの画素の組のなかか
ら、それら２つの画素間の差分が少ない組を１つまたは
複数組特定し、当該特定された組の２つの画素の和を前
記補間されるべき画素の補間出力とすることを特徴とす
るものである。

【０００７】

【実施例】以下添付図面を参照し実施例により本発明を
詳細に説明する。図１に本発明方法にかかる一実施例で
ある順次走査変換装置の構成ブロック線図を示す。装置
の入力信号は走査線数 525本／フィールド周波数60Hz／
インターレース比２：１のテレビジョン画像信号であ
り、出力信号は 525本／フレーム周波数60Hz／順次走査
１：１の画像信号である。入出力信号は共にデジタル
信号であり、入力信号の標本化周波数はμs (MHz) 、出
力信号の標本化周波数は２μs(MHz)である。

【０００８】図１図示において、入力信号はまず２Ｄ
（２画素）遅延器１に入力され２画素分遅延される。こ
れは後に述べるフィールド内補間回路42との位相合わせ
のためのものである。遅延器１の出力は動き検出回路２
に入力され画素ごとに静止画像の画素であるか動画像の
画素であるかが判定される。この回路としては、従来か
ら種々提案されている動き検出回路がそのまま使用でき
る。

【０００９】動き検出回路２から混合回路４における静
止入力と動入力の混合比ｋが出力される。ｋは例えば０
≦ｋ≦１であり、静止画素ではｋ＝０、動き画素ではｋ
＝１である。遅延器１の出力はまた 263Ｈ遅延器 (Ｈは
フィールド内の１ライン）３に入力される。遅延器３の
出力は静止画素に対する前フィールドからの補間信号で
あり、混合回路４の静止入力に加えられる。また、後に
述べるフィールド内補間回路42の出力が混合回路４の動
入力として加えられる。混合回路４は前述のｋに従って
２つの入力を混合し、例えば（１−ｋ）×（静止入力）＋ｋ×（動入力）を出力する。

【００１０】混合回路４の出力がインターレース走査に
よる走査線間の走査線を補間する補間信号である。遅延
器１の出力信号と補間信号は時間軸変換回路５により両
者合せて順次走査信号に変換されこの変換装置の出力信
号となる。変換回路５の内容および動作については例え
ば参考文献(2) に詳細に述べられている。

【００１１】一方、変換装置の入力信号はＨ遅延器（１
ライン遅延）６とＤ遅延器（１画素遅延）７にも入力さ
れる。遅延器７の入力を信号ｊとすると、信号ｊはＤ遅
延器７，８，９，10を順次経て信号ｉ，ｈ，ｇ，ｆとな
る。また遅延器６の出力を信号ｅとすると、信号ｅはＤ
遅延器11, 12, 13, 14を順次経て信号ｄ，ｃ，ｂ，ａと
なる。減算器15〜19は各々信号Ｓ₁=(j-a) , Ｓ₂=(i-b)
, Ｓ₃=(h-c) , Ｓ₄ =(g-d),Ｓ₅=(f-e) を出力する。同
様に加算器20〜24は各々信号Ａ₁=(j+a) , Ａ₂=(i+b) ,
Ａ₃=(h+c) , Ａ₄=(g+d) , Ａ₅=(f+e) を出力する。

【００１２】信号Ｓ₁〜Ｓ₅は各々同じ特性の量子化器
37〜41により振幅方向のビット数が適当に圧縮されて信
号Ｔ₁〜Ｔ₅となる。信号Ｔ₁〜Ｔ₅はすべて判定回路
25に入力される。判定回路25は例えば ROMで実現でき
る。信号Ｔ₁〜Ｔ₅がもし各３ビットに圧縮されていれ
ば、判定回路25はアドレス入力が15ビット、すなわち32
ｋワードの ROMで実現できる。ROM で実現されるのであ
れば判定アルゴリズムは自由に設定できる。後にいくつ
かの例を示す。判定結果である判定回路25の出力は係数
α₁〜α₅の値であり、この値はα₁〜α₅係数器31〜
35に入力される。一方、信号Ａ₁〜Ａ₅は各々1/2 係数
器26〜30を経た後α₁〜α₅係数器31〜35に入力され
る。係数器31〜35の出力は加算器36においてすべて加算
される。

【００１３】これら遅延器６から加算器36が全体として
本発明方法にかかるフィールド内補間回路42を構成して
おり、加算器36の出力がフィールド内補間回路42の出力
として混合器４の動入力に加えられる。次に、図２によ
り本発明装置の動作について説明する。図２は画像を水
平(x)−垂直(y) の二次元で見た図である。水平の実線
はインターレース走査による現フィールドの走査線であ
り、水平の点線は順次走査変換のために補間すべき走査
線である。図１図示の信号ａ〜ｊに対応する画素を各々
図中に白丸で示してある。画素の横の間隔は 1／μs で
あり、走査線の間隔は Ph/525 (Ph : 画面高）である。

【００１４】いま画素ｈ（２重丸）に着目し、それに対
する補間画素ｘを作成することを考える。画像は図に示
すような傾きを持つ一様な斜めエッジであるとする。す
なわち、図２において中央より左上の領域（画素ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｘ，ｆ，ｇが含まれる）は白であり、右下
の領域（画素ｅ，ｈ，ｉ，ｊを含む）は黒であるとす
る。補間点ｘに関して空間的に対称な補間を行なうので
あれば、この場合 g+d／2（＝Ａ₄/2 ）をｘとするのが
最良であることは図から明らかである。従来のフィール
ド内補間では常に h+c／2 の補間が行われるので、図の
ような場合は補間画素は白と黒の中間レベルとなって補
間誤差を生じていた。これが従来のフィールド内補間の
画質が良好でない一因である。本発明方法によればこの
ようなことはなく完全に斜めエッジが再現可能である。
しかしながら、斜めエッジにもさまざまな傾きがあり得
るので各々の傾きに対応する補間信号を準備し、かつそ
れらのうちどれを選択するかを画像内容から判断する必
要がある。図１図示の装置では補間信号Ａ₁〜Ａ₅の５
種類を準備し、それらに対応する差分信号Ｓ₁〜Ｓ₅に
より選択の判定を行なっている。

【００１５】図３を使用して判定の１例を説明する。図
は水平（μ）−垂直（ν）の２次元空間周波数スペクト
ルであり、νの単位は cph (cycles per height)であ
る。図２に示した画素ｇ−ｄと同じ傾きを持つ斜めエッ
ジ（以下、ｇ−ｄエッジと略す）のスペクトルは、図３
では原点から左上に伸びた直線上のスペクトルとなる。
また、画像はインターレース走査であるので（μ, ν)
＝（０，525/2) にインターレース走査による標本化の
キャリアがあり、そこから右下にインターレースによる
折り返しのスペクトル (点線) が伸びている。ｇ−ｄエ
ッジに対応する差分信号Ｓ₄の入力信号に対する空間周
波数応答は、その阻止域が図３に斜線の領域として示さ
れている。斜線が付されていない領域は通過域である。
図から明らかなように、前記ｇ−ｄエッジのスペクトル
はすべてこの阻止域に含まれるため、画像がｇ−ｄエッ
ジの場合はＳ₄＝０となる。これに対し、画像がｅ−ｆ
エッジの場合は図の一点鎖線に示すようなスペルトルと
なるためＳ₄の通過域に信号が残り、｜Ｓ₄｜＞０とな
る。このように差分信号Ｓ₁〜Ｓ₅により画像のエッジ
の傾きを判定することが可能である。

【００１６】これら５つの差分信号Ｓ₁〜Ｓ₅（図１で
は回路規模縮小のためＳ₁〜Ｓ₅をビット圧縮したＴ₁
〜Ｔ₅）から１つの傾きを選択する具体的なアルゴリズ
ム（図１では判定回路25の内容）はいくつも考え得るが
以下にその例を示す。

【００１７】判定アルゴリズム：例１

【数１】この場合、図１の係数器31〜35と加算器36は１つのスイ
ッチと等価である。判定アルゴリズム：例２

【数２】この例はエッジの傾きが準備した補間フィルタが想定し
ている傾きの中間の傾きの場合、それをはさむ２つの補
間フィルタから線形内挿により出力を得ている。

【００１８】さて、このようにして補間フィルタがＡ₁
〜Ａ₅のいずれかに正しく選択されると、インターレー
スによる折り返しスペクトルは補間により完全に除去す
ることができる。例としてｇ−ｄエッジに対する補間フ
ィルタのインパルス応答と空間周波数応答を図４(a),
(b) に示す。図４(b) において斜線部はフィルタの阻止
域であり、インターレースの折り返しが完全に除去でき
ている状況が明らかである。

【００１９】本願発明方法は実施例以外にも、例えば 6
25本システムやＨＤＴＶにも利用できる。また、各部の
遅延量や、遅延の数とそれに付随する回路を変更または
増加することにより、さらに幅広い傾きの画像に適応さ
せることも可能である。

【００２０】

【発明の効果】本発明方法によれば、画像の内容に適応
して斜め方向の補間フィルタを用いることにより、動
画、少なくとも動く斜めエッジに関してはエッジ情報を
損なうことなくインターレース妨害を除去でき、インタ
ーレースから順次走査変換の変換画質を大きくかつ経済
的に改善できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法にかかる装置の実施例構成ブロック
線図。

【図２】図１図示装置の動作を説明するための図。

【図３】斜めエッジの水平−垂直スペクトルを示す図。

【図４】斜め補間フィルタの例を説明するための図。

【符号の説明】

１２画素遅延器２動き検出回路３２６３ライン遅延器４混合回路５時間軸変換回路６１ライン遅延器７〜１４１画素遅延器１５〜１９減算器２０〜２４，３６加算器２５判定回路２６〜３０１／２係数器３１〜３５ α_i係数器３７〜４１量子化器４２フィールド内補間回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インターレース走査されたテレビジョン
映像信号を順次走査された映像信号に変換するにあた
り、順次走査変換のため補間されるべき画素の上と下各
々の走査線上に存在し、かつ、補間されるべき画素を含
む複数の斜めエッジに該当する前記補間されるべき画素
をはさむ複数の２つの画素の組のなかから、それら２つ
の画素間の差分が少ない組を１つまたは複数組特定し、
当該特定された組の２つの画素の和を前記補間されるべ
き画素の補間出力とすることを特徴とする順次走査変換
方法。