JPH0832024B2 - 画像信号変換装置 - Google Patents

画像信号変換装置

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JPH0832024B2
JPH0832024B2 JP61173436A JP17343686A JPH0832024B2 JP H0832024 B2 JPH0832024 B2 JP H0832024B2 JP 61173436 A JP61173436 A JP 61173436A JP 17343686 A JP17343686 A JP 17343686A JP H0832024 B2 JPH0832024 B2 JP H0832024B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、テレビジョン信号等の画像信号のインタレ
ース走査をノンインタレース走査に変換する装置に関す
る。
〔従来の技術とその問題点〕
現行のNTSC等のインタレース方式の映像信号から高精
細画像を得る方法として、1フィールドの走査線を例え
ば2倍にするノンインタレース方式が提案されている。
走査線を2倍にするには走査線間の補間信号を如何に
して作り出すかが問題であり、例えば、同一フィールド
における隣り合う2ラインの平均値を補間信号に用いる
フィールド内補間と、別のフィールドの対応する信号を
そのまま補間信号として用いるフィールド間補間とを、
画像の動きに応じて切り換える方式が提案されている。
この方式では、物体画像の動き検出の精度が画質を左右
する重要な要因となるが、一般には、前後フィールドの
差信号(フレーム差分)に有意差が生じたかどうかで動
きの有無を判定している。ところが、現フィールドでは
動き領域であっても前後フィールド間の差信号に有意差
が現れないことがあり、このような判定方法ではその場
合に二重像等の著しい画質劣化が生じることがある。
この画質劣化を第5図及び第6図を参照して説明す
る。第5図の(1)〜(6)は第6図の(1)〜(6)
に対応する。第5図及び第6図で、斜線部はフィールド
内補間の選択を示している。今、フィールドi−1で
(2)の位置に静止していた太線で示される物体画像
が、フィールドiでからへ移動し、フィールドi+
1で(4)の位置に静止したとする。このとき、前後フ
ィールド間の差信号により動き検出を行ったとすると、
第5図のフィールドiの、で示される領域では、第
6図の、のフレーム差分に有意差が生じるためフィ
ールド内補間が選択されるが、のフレーム差分には有
意差が生じないので、動き領域であるにも関わらずフィ
ールド間補間信号が選択され、第5図のの領域には前
フィールドの背景画像にあたる信号が補間されて二重像
妨害が発生してしまう。
又、動きの発生しているのはフィールドiのみであ
り、フィールドi−1及びフィールドi+1は静止であ
るからフィールド間補間が可能であるが、フレーム差分
による動き検出では、動きが発生しているフィールドを
確定出来ないため、これらフィールドi−1及びフィー
ルドi+1ではフィールド内補間となり、移動物体の前
後を解像度の低い画像(ボケ画像)が追従する不自然が
画像になってしまうという欠点があった。
そこで本発明は、上記欠点を克服し、二重像妨害及び
移動物体に追従するボケ画像の無い、高精細なノンイン
タレース画像を得ることの出来る画像信号変換装置を提
供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係る画像信号変換装置は、同一フィールドの
信号から補間信号を形成する第1の形成手段と、前フィ
ールドの信号から補間信号を形成する第2の形成手段
と、後フィールドの信号から補間信号を形成する第3の
形成手段と、前フィールド及び後フィールドの信号から
補間信号を形成する第4の形成手段と、補間信号を形成
すべき注目フィールドに先行する前フィールドの信号、
当該注目フィールドに後行する後フィールドの信号、及
び補間走査線の空間的に上下に位置する信号の間で隣接
フィールド間の差信号を計算し、画像の動きを判定する
判定手段とを具備し、この判定結果に基づき前記補間信
号の何れかを適宜に選択するものである。
〔作用〕
前記二重像妨害は、画像の動きをフレーム差分により
検出しているためその間のフィールドの動きを原理的に
検出出来ないことから生じている。また、前記ボケ画像
は、フレーム差分を求めた2つのフィールドの内どちら
のフィールドに動きが発生しているのかを特定できない
のと、フィールド間補間信号として一律に前フィールド
の信号を用いていることにより生じている。そこで本発
明は、フィールド差分に着目し、静止面の場合にはフィ
ールド間相関が強いことを利用して前記二重像妨害を除
去し、又、前記ボケ画像の追従を除去するため、注目フ
ィールドとその前フィールドとの差分だけでなく注目フ
ィールドとその後フィールドとの差部も求め、これらに
よる動き判定結果に基づき、フィールド間補間信号を適
宜に切り換えることにより、二重像や移動物体画像に追
従するボケを効果的に防止できる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して、本発明を本発明の一実施例を
用いて説明する。尚、本実施例において入力画像信号
は、525ラインで1フレームを構成しているものとす
る。
第1図は、本発明の一実施例のブロック図である。入
力端子10に入力した画像信号x1は、フィールド・メモリ
12,ライン・メモリ14,フィールド・メモリ16によりそれ
ぞれ262ライン、1ライン、262ラインずつ遅延される。
フィールド・メモリ12の出力をx2、ライン・メモリ14の
出力をx3、フィールド・メモリ16の出力をx4とする。
減算器18は、、信号x2とそれより263ライン分前の画
像信号x4との減算を行い、絶対値回路20は減算器18の出
力の絶対値をとって比較回路22に供給する。減算器24は
画像信号x3とそれより1フィールド(実際は262ライン
分)前の画像信号x4との減算を行い、絶対値回路26は減
算器24の出力の絶対値をとって比較回路28に供給する。
比較回路22及び同28はその入力を閾値Thと比較し、差分
判定信号(Thより大きい時H、Th以下の時L)b,aを出
力する。AND回路30が、比較回路22,28の出力b,aの論理
積を求め、補間選択信号S1を出力する。
減算器32は画像信号x1とその1フィールド(実際は26
2ライン分)前の画像信号x2との減算を行い、絶対値回
路34は減算器32の出力の絶対値をとって比較回路36に供
給する。減算器38は画像信号x1とその1フィールド(実
際は263ライン分)前の画像信号x3との減算を行い、絶
対値回路40は減算器38の出力の絶対値をとって比較回路
42に供給する。比較回路36及び同42はその入力を閾値Th
と比較し、差分判定信号(Thより大きい時H、Th以下の
時にはL)c,dを出力する。比較回路36と同42では閾値T
hの入力側が反対であることに注意すべきである。AND回
路44は比較回路36,42の出力c,dの論理積を求め、補間選
択信号S2を出力する。
他方、加算器46は映像信号x1値に同x4を加算し、1/2
係数回路48がその和に1/2を掛け算して、フィールド間
補間信号(前後フィールドの平均値)x5をセレクタ50に
供給する。加算器52は映像信号x2に同x3を加算し、1/2
係数回路54がその和に1/2を掛け算して、フィールド内
補間信号x6をセレクタ50に供給する。セレクタ50にはそ
の他に、入力映像信号x1と、1フレーム(525ライン)
分遅延された映像信号x4が供給されており、制御信号と
して補間選択信号S1,S2が印加されている。
セレクタ50は、これらの補間選択信号S1,S2に従い4
つの補間信号から1つを選択して、時間圧縮回路56に供
給する。補間選択信号S1,S2と選択される補間信号x7
の関係を第7図に示す。時間圧縮回路56は、原信号x3
セレクタ50からの補間信号x7のそれぞれの時間軸を1/2
に圧縮し、順次交互に出力端子58に出力する。
次に、連続するフィールド間での各差分判定信号a,b,
c,dと映像信号x1,x2,x3,x4との関係を示す第2図を参照
して、第1図の回路の動作を説明する。尚、第2図の差
分判定信号a,b,c,dと映像信号x1,x2,x3,x4にそれぞれ対
応している。第2図で縦軸は画面上の垂直方向を示し、
横軸は時間を示している。従って、縦に並んだ信号は、
同一のフィールドにある。ここでは、フィールドiの映
像信号x2と映像信号x3との間をどの補間信号で補間する
かを説明する。
今、フィールドi+1が”動き”であったとする。フ
ィールドiとフィールドi+1との間には相関性がほと
んど無いので、(x1−x2)の絶対値がThより大きく、差
分判定信号cはHとなり、また(x1−x3)絶対値もThよ
り大きく、差分判定信号dも"H"となり、その結果、補
間選択信号S2は"H"となる。フィールドi−1及び同i
が共に”静止”の場合は、フィールドi−1と同iとの
間の相関性が強く、仮にx2とx3との間に像エッジが存在
したとしても、(x4−x2)の絶対値若しくは(x4−x3
の絶対値の何れか一方はThより小さいと考えられるの
で、補間選択信号S1はLとなる。従って、第7図に示す
様に、セレクタ50は補間信号x7として信号x4を出力す
る。
逆に、フィールドi−1が”動き”でフィールドi,i
+1が”静止”の場合、S1はH、S2はLとなり、セレク
タ50は補間信号x7として信号x1を出力する。
フィールドi−1,i,i+1が全て”静止”の場合、フ
ィールド間相関が強いので、補間選択信号S1,S2は共に
Lとなり、セレクタ50は、前後フィールド間の平均値
(x1+x4)/2を補間信号x7として出力する。
フィールドiが”動き”の場合、フィールドi−1と
フィールドiの間、及びフィールドiとフィールドi+
1の間には相関性が弱いから、判定信号a,b,c,dは全て
Hとなり、補間選択信号S1,S2は共にHとなり、セレク
タ50は、フィールド内補間の(x2+x3)/2を補間信号x7
として出力する。
本実施例において、画面上映像がどのように表示され
るかを第3図に示し、また、連続するフィールドでの補
間の様子を第4図に示す。第3図で斜線部はフィールド
内補間領域を示し、前F補間としめした部分は前フィー
ルドから補間信号を採ることを示し、後F補間と示し部
分は後フィールドから補間信号を採ることを示す。第4
図において、○は通常の走査線信号であり、▲はフィー
ルド内信号による補間を示し、●は、前後フィールドの
信号の平均値による補間を示し、■は前フィールドの信
号による補間を示し、◆は後フィールドの信号による補
間を示す。また第4図の矢印は、補間信号としてどの走
査線の信号を利用するかを示している。
第3図から分かるように、本実施例においては、フィ
ールド内補間が選択されるのは、動きの発生したフィー
ルドiのみであり、なおかつ、第5図において説明した
ような二重像は生じない。また第4図から分かるよう
に、連続する3フィールドに動きが発生しない場合に
は、中央フィールドを前後フィールド間の平均で補間す
る。平均値による補間では信号のS/N比が向上するの
で、画像全体のS/N比も改善される。画像信号は通常静
止領域がほとんどであるから、この前後フィールドの平
均値による補間は極めて有効である。
〔発明の効果〕
以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
り、移動物体画像に追従する解像度に低い画像を除去
し、且つ、像エッジ部の劣化や二重像の無い走査線変換
を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例のブロック図、第2図は、
連続する3フィールドで第1図の回路により得られるフ
ィールド差分判定信号a,b,c,dと映像信号x1,x2,x3,x4
の関係を示す図である。第3図は、本発明により、物体
の動きにより画面上でどのような補間がなされるかを示
す図であり、第4図は、連続するフィールドの間で本発
明によりどのような補間が採用されるかを示す図であ
る。第5図及び第6図は、従来装置による補間信号の選
択法及びその効果を説明する図、第7図は第1図におる
補間選択信号S1,S2と選択される補間信号x7との関係を
示す図である。 10…入力端子、12…フィールド・メモリ、14…ライン・
メモリ、16…フィールド・メモリ、18,24,32,38…減算
器、20,26,34,40…絶対値回路、22,28,36,42…比較回
路、30,44…AND回路、46,52…加算器、48,54…1/2係数
回路、50…セレクタ、56…時間圧縮回路、58…出力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】画像信号に補間信号を挿入してより高精細
    な画像信号を形成する画像信号変換装置であって、同一
    フィールドの信号から補間信号を形成する第1の形成手
    段と、前フィールドの信号から補間信号を形成する第2
    の形成手段と、後フィールドの信号から補間信号を形成
    する第3の形成手段と、前フィールド及び後フィールド
    の信号から補間信号を形成する第4の形成手段と、補間
    信号を形成すべき注目フィールドに先行する前フィール
    ドの信号、当該注目フィールドに後行する後フィールド
    の信号、及び補間走査線の空間的に上下に位置する信号
    との間で隣接フィールド間の差信号を計算し、画像の動
    きを判定する判定手段とを具備し、この判定結果に基づ
    き前記補間信号の何れかを適宜に選択することを特徴と
    する画像信号変換装置。
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