JPH089341A - デジタル出力画像形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連続した反対のフィールド極性を有する複数
のすぐに隣りのインターレースされた画像フィールドか
ら画素の連続するラインからなるデジタル出力画像を形
成する方法を提供する。 【構成】 デインターレースされたフレームの各失われ
た画素に対する値を選択するための先駆体として動きの
検出を用いるハイブリッドデインターレースメカニズ
ム。失われた画素が定常又は画像の動かない部分に属す
ると判明した場合にはその値は隣接するフィールド内の
対応する値により置き換えられる（即ちマージがなされ
る）。そうでなければ（画像の動きが有る場合）空間補
間、好ましくはエッジ適合補間が失われた画素の値を決
定するために用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインターレースされたビ
デオ信号をプログレッシブ又はシーケンシャル（順次
の）信号フォーマットに変換する画像信号処理に関し、
さらに詳細には複数のインターレースされた画像フィー
ルド処理方法に関し、それは問題の画像フィールドの直
ぐ前及び後の所定のフィールド極性と反対の同じフィー
ルド極性の連続したフレーム間の画像モーションの存在
又は不在の決定に依存するように、すぐ隣の画像フィー
ルドから選択的に画素をマージするか又は問題フィール
ドの画素内で補間することにより所定のフィールド極性
に関する順次のラインのそれぞれの中の画素信号を発生
するよう動作される。

【０００２】

【従来の技術】高品質にプログレッシブ又は順次のライ
ン表示上にインターレースビデオ信号を表示するため
に、ビデオ信号のインターレースされた奇数及び偶数フ
ィールドを（ライン間の）ギャップなしに画素の順次の
連続したフィールドに「デインターレース」することが
必要である。加えて印刷に先立つデインターレースはビ
デオからの高品質な静止画像を結果として生ずる。

【０００３】インターレースされたビデオフレームでは
画素の各フレームは偶数フィールドと奇数フィールドで
ある２回の順次のフィールドからなる。画素のラインを
失わうことなく連続したラインの全フレームと比較し
て、各（奇数又は偶数）フィールドは縦方向に２倍の尺
度で副サンプルされ、それにより図１に概略を示すよう
に偶数フィールドは偶数で番号付けられたライン位置の
みで（例えばライン０、２、４、６、８）データを含
み、奇数フィールドは奇数で番号付けられたライン位置
のみで（例えばライン１、３、５、６、７）データを含
む。故に偶数フィールドは全フレームの奇数で番号付け
られたラインに対して画素値を有せず、奇数フィールド
は全フレームの偶数で番号付けられたラインに対して画
素値を有さない。

【０００４】偶数（又は奇数）フィールドを画素のライ
ンを失うことなく全フレームにデインターレースするた
めに失われた奇数（又は偶数）のラインを推定すること
が必要である。この目的に対するよく知られている方法
の１つは奇数及び偶数のフィールドを共にマージするこ
とであり、即ち奇数（偶数）フィールドの失われたライ
ン内をすぐ隣のライン偶数（奇数）フィールドで単に満
たすことである。しかしながらそのような試みは動く対
象（即ち２つの連続したフィールドの期間内で動く対
象）を含む画像の部分で「ジッター」アーティファクト
を導く。他方でマージングは静止している画像領域（即
ち画像が連続したフィールド間で変化しない画素の位
置）で最適の空間解像度を与える。

【０００５】他の試みは単一のフィールドのみに（即ち
奇数フィールド）集中し、空間補間を用いて失われたラ
インを補間する。比較的簡単な空間的な補間技術の一例
は失われたライン内の注目画素のすぐ上又は下のライン
内で得られる画素値の平均が失われた画素に割り当てら
れる双一次（ｂｉｌｉｎｅａｒ）補間を含む。しかしな
がらこの方法は失われた画素がその方向が垂直でないエ
ッジ上である場合にアーティファクトを生ずる。

【０００６】これらのアーティファクトを克服するため
にＤｏｕｇａｌｌ等によるアメリカ特許第５、０１９、
９０３号「Ｓｐａｔｉａｌ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏ
ｎＢｅｔｗｅｅｎ Ｌｉｎｅｓ Ｏｆ Ａ Ｓｕｐｅｒ
ｓａｍｐｌｅｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｓｉｇ
ｎａｌ Ｉｎ Ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ＷｉｔｈＡ Ｇ
ｒａｄｉｅｎｔ Ｖｅｃｔｏｒ Ｓｅｌｅｃｔｅｄ Ｆ
ｏｒ Ｍａｘｍｕｍ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ｏｆ Ｂｌｏ
ｃｋｓ Ｏｆ Ｓａｍｐｌｅｓ Ｗｈｉｃｈ Ａｒｅ
Ｏｆｆｓｅｔ Ｉｎ Ｏｐｐｏｓｉｔｅ Ｄｉｒｅｃｔ
ｉｏｎｓ」に記載されるエッジ適合空間補間法が試みら
れている。この特許となった技術は最初に失われた画素
での画像傾斜（ｉｍａｇｅ ｇｒａｄｉｅｎｔ）の方向
を決めるよう試みられ、それから「エッジを横切」り望
まないアーティファクトを生ずることのないよう補間が
この決められた方向に沿って配置された画像値を用いて
なされる。

【０００７】Ｄｏｕｇａｌｌ等による特許は潜在的によ
り効果的な方法はデインターレース処理は失われた画素
の位置での画像のダイナミックスに依存して画素毎に基
づきマージと（エッジ適合）空間補間との間で切り換え
るハイブリッド方式（ｓｃｈｅｍｅ）を用いることを提
案し、それにより画像の定常的な領域内でマージを用い
るという複雑さを減らす利点が維持される。

【０００８】各画素のダイナミックスを「動いている画
素」又は「定常な画素」として分類するために動き検出
方式をマージ又は補間を選択するための先駆体（ｐｒｅ
ｃｕｒｓｏｒ）として用いる必要がある。しかしながら
Ｄｏｕｇａｌｌ等による特許はそのようなメカニズムを
実施する方法に関しては言及していない。画像内の動き
を検出するために反対の極性（偶数ー奇数又は奇数ー偶
数）の連続した画像フィールドの内容は相互に比較され
うる。しかしながら動きの検出の正確さはそれらの間で
奇数（偶数）フィールド（ｉ）が生ずる同じ極性の２つ
の連続するフィールド（即ちすぐ前の偶数（奇数）フィ
ールド（ｉー１）とすぐ後の偶数（奇数）フィールド
（ｉ＋１））が動きの検出に対して用いられる時に顕著
に増加しうる。

【０００９】Ｂｅｎｎｅｔ等のアメリカ特許第４、４７
２、７３２号に動きの検出をなすためにデインターレー
スされるべきフィールドのすぐ次の及びすぐ前の同じ極
性の隣のフィールド（例えば偶数フィールド）の画素対
画素の相違を用いる方法が記載されている。それからこ
の方法は異なる値を閾値決めすることにより決定される
動きがあるかないかに依存してマージと垂直補間との間
で切り換わる。

【００１０】しかしながら単一画素の相違の使用は場面
が２つの隣り合ったフィールド内で比較される画素のグ
レーレベルが類似でしかもその場面に動きがある場合に
「動きがない」と誤って検出しやすい。そのような状況
は例えば文字（ｔｅｘｔ）がその上にある動く構造を含
む場面の場合に生ずる。この環境の例は図２に示され、
ここではその画素位置で動きがあるにもかかわらず、
「動きがない」決定は時間ｔ２でのフィールド内の（失
われた）画素位置（ｘ、ｙ）で時間ｔ１及びｔ３でのフ
ィールドの同じ位置（ｃｏ−ｌｏｃａｔｅ）にある値の
差によりなされる。この場合に時間ｔ１及びｔ２で画素
位置（ｘ、ｙ）でフィールドをマージすることはこの誤
った分類によるアーティファクトを結果として生ずる。
そのような誤った分類の発生は画素のＮ１ｘＮ２ブロッ
ク（例えばＮ１＝Ｎ２＝３）の差を取り、閾値決めする
ことにより単一の画素よりむしろ減少する。失われた画
素ｆ（ｘ，ｙ，ｔ２）が動きのある領域に属しているか
どうかを検出のために例えば１ｘ２ブロック（即ちＮ１
＝１、Ｎ２＝２）を用い、差（１／２）（ｆ（ｘ，ｙ，
ｔ１）−ｆ（ｘ，ｙ，ｔ３）＋（ｆ（ｘ＋１，ｙ，ｔ
１）−ｆ（ｘ＋１，ｙ，ｔ３））を閾値決めする利点は
図３に示され、ここでｆ（．，．，．）はフィールドの
時空間的な分布を表す。この多フィールド比較方法の欠
点は動きの検出に対して２つの付加的なフィールドを用
いることは典型的なハードウエアでのメモリーの必要性
を必然的に増加する。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は連続し
た反対のフィールド極性を有する複数のすぐに隣りのイ
ンターレースされた画像フィールドから画素の連続する
ラインからなるデジタル出力画像を形成する方法を提供
することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によればハイブリ
ッドデインターレース方式が用いられ、そこでは動きの
検出はデインターレースされたフレームの各失われた画
素に対する値を選択するための先駆体として用いられ
る。失われた画素が画像の定常又は動いていない部分に
属することが分かった場合にはその値は隣接するフィー
ルド内の対応する値により置き換えられる（即ちマージ
がなされる）。そうでなければ（画像の動きがある場合
には）空間補間、好ましくはエッジ適合補間が失われた
画素の値を決めるために用いられる。

【００１３】本発明によりもちいられる動き検出メカニ
ズムは３つの連続したフィールドｉー１、ｉ、ｉ＋１の
組が用いられ、ここでｉは第一の極性のフィールドを表
し、ｉー１、ｉ＋１は第二の極性のフィールドを表わ
す。斯くしてｉが奇数フィールドに対応する場合にはフ
ィールドｉー１、ｉ＋１は連続した偶数フィールドであ
る；ｉが偶数フィールドに対応する場合にはフィールド
ｉー１、ｉ＋１は連続した奇数フィールドである。複数
のインターレースされた画像フィールドは第一のフィー
ルド極性の第一及び第二の画像フィールドと、第一及び
第二の画像フィールド間に挿入された第二のフィールド
極性の第三の画像フィールドとからなる。

【００１４】上記のように本発明によれば同じ極性の画
像フィールドは動きを検出するために相互に比較され
る。この技術は動きの検出に必要とされる２つのフィー
ルドとインターレースされるべきフィールドとを計数す
る通常３つのフィールド記憶装置を必要とする一方で本
発明によれば３つ以下のフィールド記憶装置又は空間が
３つの連続したフィールドからのデータを処理するため
に用いられうる。

【００１５】この目的のために本発明のデインターレー
ス方法の非限定的な例によれば第一の画像フィールドの
画素を表す画素値信号の複数のラインは第一の記憶空間
内に記憶され、第三の画像フィールドの画素を表す画素
値信号の複数のラインは第二の記憶空間内に記憶され
る。デジタル出力画像の多数の失われた画素を収容する
のに充分な記憶容量を有する第三の記憶空間は動き検出
信号を記憶するのに用いられる。複数のライン内の画素
の画素値の記憶を収容するのに充分な複数の記憶配置を
有する第四の記憶空間がまた設けられるが、それは第二
の画像フィールドの全ライン数より少ない。第二の画像
フィールドの画素値の複数のラインは第四の記憶空間の
記憶位置内に順次書き込まれると、それらは処理されそ
れから第二の画像フィールドの画素の連続したラインに
より上書きされる。

【００１６】順次第四の記憶空間内にロードされた第二
の画像フィールドの画素値の連続するラインの処理は第
三の画像フィールド内に画像の画素がないことに対して
デジタル出力画像の各ラインのそれぞれの画素位置に対
する第一及び第二の画像フィールドのそれぞれの内に位
置する対応する画素を識別することを含む。第一及び第
二の画像フィールドの各々の中のこの対応する画素配置
に対して、第一及び第二の画像フィールドのそれぞれの
中の対応する画素位置に隣接する複数の画素のそれぞれ
の１つの値の間の差の平均を表す和信号が生成される。

【００１７】次にこの和信号は閾値と比較される。和信
号が閾値を越えない場合には第一と第二の画像フィール
ド間で有効な画像の動きはないという決定がなされ、そ
れぞれの画素の位置での動きの発生がないことを表す信
号は第三の記憶位置内のその関連するメモリー位置内に
記憶される。他方で和信号が閾値を越えた場合には第一
と第二の画像フィールド間で有効な画像の動きがあると
いう決定がなされ、それぞれの画素の位置での動きの発
生を表す信号は第三の記憶位置内のその関連するメモリ
ー位置内に記憶される。

【００１８】デインターレースされた画像フレームの失
われた画素の連続したラインの各々は上記の方法で処理
された後に第三の記憶空間を満たした内容は失われた画
像画素を選択的に作成するよう用いられる。それぞれの
失われた画素位置での画素値は第一の画像フィールド内
の同じ画素位置に位置される画素の値か又は第三の画像
内の１以上の画素の関数として得られた補間された画素
値となるよう選択される。この関数は失われた画素位置
を含むデジタル出力画像のラインのすぐ隣のラインに対
応する第三の画像フィールド内の複数のライン内の画素
の線形関数でありうる。

【００１９】

【実施例】本発明による新たな改善されたデインターレ
ースメカニズムを詳細に説明する前に、本発明は特に遅
延（シフトレジスタ）部品及び計算論理回路である従来
技術のデジタル信号処理回路により実施され、又はデジ
タル画像処置ワークステーションの制御処理により実行
可能な画像処理アプリケーションソフトウエア内で実施
されえ、それを介して場面の連続的なインターレースさ
れた画像フィールドが処理される上記デジタル画像処理
技術を何が効率的にするかを主眼にしたものであること
を理解すべきである。そのようなインターレースされた
画像フィールドのソースは非限定的な例としてＮＴＳＣ
システムからのテレビジョン信号のインターレースされ
たラインのような従来技術の画像化ハードウエアであり
え、これは本発明の一部とは考えられない。

【００２０】従ってそのようなインターレースされた画
像フィールドソースはハードワイアードデジタル回路部
品又はデジタル画像処理ワークステーションのどちらか
でインターフェイスされる方法は既に理解し易いブロッ
ク図のフォーマットで図示されており、これは本発明の
目的とするこれらの特定の詳細のみを示す。何故ならば
当業者にとって既に明らかな詳細により本発明の開示を
不明瞭にしないためである。斯くしてブロック図の説明
は便利な機能グループ分けでシステムの主要な部品を説
明するよう意図され、それにより本発明はより容易に理
解されうる。

【００２１】上記で簡単に指摘したように本発明のデイ
ンターレースメカニズムはハイブリッド方式であり、こ
こでは動きの検出はデインターレースされたフレームの
各失われた画素に対する値を選択するための先駆体とし
て用いられる。動き検出メカニズムは３つの連続したフ
ィールドｉー１、ｉ、ｉ＋１の組が用いられ、ここでｉ
は第一の極性のフィールドを表し、ｉー１、ｉ＋１は第
二の極性のフィールドを表わす。斯くしてｉが奇数フィ
ールドに対応する場合にはフィールドｉー１、ｉ＋１は
連続した偶数フィールドである；ｉが偶数フィールドに
対応する場合にはフィールドｉー１、ｉ＋１は連続した
奇数フィールドである。動き検出メカニズムが失われた
画素の位置を画像の定常又は動かない部分に属すると識
別した場合にはその値は隣接するフィールド内の対応す
る値により置き換えられる（即ちマージがなされる）。
そうでなければ（画像の動きがある場合には）空間補
間、好ましくはエッジ適合補間が失われた画素の値を決
めるために用いられる。

【００２２】より詳細には図４にインターレースされた
ビデオ表示された画素の３つの連続した画像フィールド
Ｅ１ー０１ーＥ２の非限定的な例を示し、これはその中
で失われた画素が動き検出操作に基づいて選択された画
素値で満たされるデインターレースされたビデオフィー
ルドを得るために処理されるべきものである。この例の
簡単化のために偶数フィールドＥ１及びＥ２はライン当
たり６画素の５ラインの配列として示され、奇数フィー
ルドＯ１はライン当たり６画素の４ラインの配列として
示される。

【００２３】偶数フィールドＥ１に対して利用できるフ
ィールド画素は符号ｂ１，ｂ２，．．．，ｂ３０で示さ
れ、次の連続した多偶数フィールドＥ２に対して利用で
きるフィールド画素は符号ｃ１，ｃ２，．．．，ｃ３０
で示される。偶数フィールドＥ１、Ｅ２にすぐに隣接
し、それらの中間にある奇数フィールドＯ１に対して利
用できるフィールド画素は符号ａ１，ａ２，．．．，ａ
２４で示される。奇数フィールドＯ１の失われた画素は
符号ｘ１，ｘ２，．．．，ｘ３０で示される。示された
例ではデインターレースの問題は３つのフィールドの各
々の利用できる画素の値を用いて奇数フィールドＯ１の
失われた画素値ｘ１，ｘ２，．．．，ｘ３０を推定する
ことである。

【００２４】本発明によればマージ又は空間補間は失わ
れた画素の位置で画像内の動きがある又はないことに依
存して失われた画素の値を推定するためになされる。動
きの検出は失われた画素値ｘ１，ｘ２，．．．，ｘ３０
の各々１つに対してなされ、結果は図５にＭで示された
記憶空間内に二進数として記憶される。上記のような記
憶空間Ｍのそれぞれの記憶位置は注目の失われた画素位
置ｘｉに対して画像の動きが検出された場合は「１」を
含み、失われた画素位置に対して画像の動きがない場合
は「０」を含む。

【００２５】動きの検出はすぐ前の第一のフィールド
（偶数フィールドＥ１）及び注目の第三のフィールド
（奇数フィールドＯ１）のすぐ後の第二のフィールド
（偶数フィールドＥ２）からのＮｘＮ（即ちこの例では
３ｘ３）画素の配列の内容を検討することによりなされ
る。例えば奇数フィールド及び１内の３ｘ３配列Ｏ１Ａ
内の失われた画素位置ｘ９に対して偶数フィールドＥ１
のすぐ前に対して関連する配列Ｅ１Ａ及び偶数フィール
ドＥ２のすぐ後に対して関連する配列Ｅ２Ａがある。

【００２６】第一（Ｅ１）及び第二（Ｅ２）の画像フィ
ールドの各々内の対応する画素位置に対して第一及び第
二の画像フィールドの各内の対応する画素位置に隣接す
る画素の配列Ｅ１Ａ及びＥ２Ａの画素のそれぞれの１つ
の値の間の差の平均を表す和信号が生成される。３ｘ３
配列のこの例ではこの和信号値Ｓｕｍは失われた画素位
置ｘ７に対して以下のように表される： Ｓｕｍ_x9 ＝（１／９）＊（｜ｂ２−ｃ２｜＋｜ｂ３−ｃ３｜＋｜ｂ４−ｃ４｜ ＋｜ｂ８−ｃ８｜＋｜ｂ９−ｃ９｜＋｜ｂ１０−ｃ１０｜＋｜ｂ１４−ｃ１４｜ ＋｜ｂ１５−ｃ１５｜＋｜ｂ１６−ｃ１６｜） （１） この和信号Ｓｕｍ_x9値は閾値Ｔと比較される。和信号が
閾値Ｔを越えす場合には第一と第二の画像フィールド間
で有効な相対的な画像の動きがあると結論され、「１」
が図５に配列Ｍにより表された記憶空間の記憶位置ｍ９
内に書き込まれる。そうでなければ失われた画素ｘ９の
位置で相対的な画像の動きが無いことを示すために
「０」が記憶位置ｍ９内に書き込まれる。

【００２７】それぞれの失われた画素位置ｘｉでの画像
フィールドＥ１とＥ２との間に相対的な画像の動きはな
いと結論された場合には、偶数フィールドＥ１からの対
応する画素ｂｉの値又は偶数フィールドＥ２からの対応
する画素ｃｉの値のどちらかが失われた画素位置ｘｉで
の画素値を表すために用いられる。他方で画像フィール
ドＥ１とＥ２との間に相対的な動きが検出された場合に
は、直接垂直又はエッジ適合補間（上記引用されたＤｏ
ｕｇａｌｌ等によるアメリカ特許第５、０１９、９０３
号に記載されたような）がなされる。上記のように補間
値は失われた画素（この例ではｘ９）に隣接する複数の
画素値の線形関数として表される。奇数画像フィールド
Ｏ１に対して失われた画素位置ｘ９を含むラインにすぐ
隣接する（図４に示されるようにすぐ上及び下）利用で
きる画素のラインは画素ａ１ーａ６及びａ７ーａ１２の
ラインである。故に補間された画素値は関数ｙ＝ｆ（ａ
１，ａ２，ａ３，．．．，ａ１２）である。非限定的な
例として、直接垂直補間の場合に対しては線形関数ｙ＝
（１／２）（ａ３＋ａ９）が位置ｘ９での失われた画素
の値を与えるために用いられうる。

【００２８】失われた画素の位置が画像フィールドの境
界位置にある場合には動きの検出及び画素補間をなすの
に用いられる画素の配列の大きさは減少されうる。例え
ば図４の奇数フィールド画像フレームＯ１の境界の左上
隅に位置する失われた画素位置ｘ１に対する和信号値Ｓ
ｕｍは偶数フィールドＥ１、Ｅ２の各々の左上隅に位置
される２ｘ２画素配置から得られうる。即ち失われた画
素ｘ１に関連する和信号値は以下のように表しうる： Ｓｕｍ_x1＝（１／４）＊（｜ｂ１−ｃ１｜＋｜ｂ２−ｃ２｜＋｜ｂ７−ｃ７｜＋ ｜ｂ８−ｃ８｜） （２） 和信号値Ｓｕｍ_x1が閾値Ｔを越える場合には失われた画
素位置ｘ１での第一と第二の画像フィールド間で有効な
相対的な画像の動きがあると結論され、「１」が図５に
配列Ｍにより表された記憶空間の記憶位置ｍ１内に書き
込まれる。そうでなければ失われた画素ｘ１の位置で相
対的な画像の動きが無いことを示すために「０」が記憶
位置ｍ１内に書き込まれる。

【００２９】和信号値の比較段階が失われた画素位置ｘ
１での画像フィールドＥ１とＥ２との間に相対的な画像
の動きはないと結論された場合には、偶数フィールドＥ
１からの対応する画素ｂｉの値又は偶数フィールドＥ２
からの対応する画素ｃｉの値のどちらかがデインターレ
ースされた出力画像に対するメモリー空間内に書き込ま
れる（この例では奇数フィールドＯ１）。

【００３０】斯くして注目の境界画素位置ｘ１に対して
Ｓｕｍ_x1＜Ｔの場合には、失われた画素位置ｘ１での画
像フィールド間に有効な相対的な画像の動きはないこと
を示し、それでｘ１＝ｂ１又はｘ１＝ｃ１である。Ｓｕ
ｍ_x1がＴと等しいか又は越える場合には、失われた画素
位置での画像フィールド間に有効な相対的な画像の動き
があることを示し、それでｘ１＝ｆ（ａ１，．．．，ａ
ｎ）である。境界画素ｘ１に対しては単にａ１に設定さ
れうる。

【００３１】同様にして「境界隣接」画素位置ｘ５に対
して和信号値Ｓｕｍは偶数フィールドＥ１、Ｅ２の各々
の右上隅に位置される３ｘ２画素配置から得られうる。
即ち失われた画素ｘ５に関連する和信号値は以下のよう
に表しうる： Ｓｕｍ_x5＝（１／６）＊（｜ｂ４−ｃ４｜＋｜ｂ５−ｃ５｜＋｜ｂ６−ｃ６｜＋ ｜ｂ１０−ｃ１０｜＋｜ｂ１１−ｃ１１｜＋｜ｂ１２−ｃ１２｜） （３） 再びＳｕｍ_x5＜Ｔの場合には、失われた画素位置での画
像フィールド間に有効な相対的な画像の動きはないこと
を示し、それでｘ５＝ｂ５又はｘ５＝ｃ５である。Ｓｕ
ｍ_x5がＴと等しいか又は越える場合には、失われた画素
位置での画像フィールド間に有効な相対的な画像の動き
があることを示し、それでｘ５＝ｆ（ａ１，．．．，ａ
ｎ）である。境界隣接画素故に失われた画素ｘ５の値は
単にａ５に設定されうる。

【００３２】同じ方法で他の「境界隣接」画素位置ｘ１
２に対して和信号値Ｓｕｍは偶数フィールドＥ１、Ｅ２
の各々の右上隅に位置される２ｘ３画素配置から得られ
うる。即ち失われた画素ｘ１２に関連する和信号値は以
下のように表しうる： Ｓｕｍ_x12 ＝（１／６）＊（｜ｂ５−ｃ５｜＋｜ｂ６−ｃ６｜＋｜ｂ１１−ｃ１ １｜＋｜ｂ１２−ｃ１２｜＋｜ｂ１７−ｃ１７｜＋｜ｂ１８−ｃ１８｜） （４） 故にＳｕｍ_x12 ＜Ｔの場合には、失われた画素位置での
画像フィールド間に有効な相対的な画像の動きはないこ
とを示し、それでｘ１２＝ｂ１２又はｘ１２＝ｃ１２で
ある。Ｓｕｍ_x12 がＴと等しいか又は越える場合には、
失われた画素位置での画像フィールド間に有効な相対的
な画像の動きがあることを示し、それでｘ１２＝ｆ（ａ
１，．．．，ａｎ）である。他の境界隣接画素故に失わ
れた画素ｘ１２の値は線形関数ｘ１２＝（１／２）＊
（ａ６＋ａ１２）により決定されうる。

【００３３】更に「境界隣接」画素位置ｘ２５に対する
和信号値Ｓｕｍ_x25 は偶数フィールドＥ１、Ｅ２の各々
の左上隅に位置される２ｘ２画素配置から得られうる。
即ち失われた画素ｘ２５に関連する和信号値は以下のよ
うに表しうる： Ｓｕｍ_x25 ＝（１／４）＊（｜ｂ１９−ｃ１９｜＋｜ｂ２０−ｃ２０｜＋｜ｂ２ ５−ｃ２５｜＋｜ｂ２６−ｃ２６｜） （５） 故にＳｕｍ_x25 ＜Ｔの場合には、失われた画素位置での
画像フィールド間に有効な相対的な画像の動きはないこ
とを示し、それでｘ２５＝ｂ２５又はｘ２５＝ｃ２５で
ある。Ｓｕｍ_x25 がＴと等しいか又は越える場合には、
失われた画素位置での画像フィールド間に有効な相対的
な画像の動きがあることを示し、それでｘ２５＝ｆ（ａ
１，．．．，ａｎ）である。境界隣接画素である故に失
われた画素ｘ２５の値は単にすぐ隣接する画素ａ１９の
値に等しく設定される。

【００３４】上記方法はインターレースされたフィール
ドＥ１、Ｏ１、Ｅ２に対するそれぞれの画像フィールド
記憶空間又は装置及び二進数の動き検出配列Ｍに対する
別の記憶を用いて実施されうるが、ここでは偶数画像フ
レームＥ１、Ｅ２である同じフィールド極性の２つの画
像フレームの１つに関連された画素データを処理する限
定された大きさの記憶空間を用いることにより上記処理
を成すために必要とされるハードウエアの量を減少する
ことは可能である。

【００３５】より詳細には以下に説明するように必要な
ことすべてはこの例に対しては図４の偶数フィールドＥ
１、Ｅ２の１つ（例えば偶数フィールドＥ１）に関する
第一のフィールド記憶と、奇数画像フレームＯ１に関す
る第二のフィールド記憶とに対応する第一及び第二の記
憶空間と、図５に示す動き決定記憶空間Ｍに対応する動
き検出配列に対する第三の記憶空間と、画素のｎライン
の記憶容量を有する第四の記憶空間とであり、ここでｎ
は他の画像フィールド（例えば偶数フィールドＥ２）の
ライン数より小さい。

【００３６】以下の非限定的な例ではそれぞれの第一及
び第二の記憶空間は奇数フィールドＯ１をデインターレ
ースするのに用いられるよう失われた画素ｘｉの値を得
るために偶数画像フィールドＥ１及び奇数画像フィール
ドＯ１をそれぞれ記憶するよう専用化される。他の偶数
フィールドＥ２の画素内容は動きの検出に対してのみ用
いられ、それにより低容量バッファーＢは偶数フィール
ドＥ２の連続したラインを記憶するよう用いられうる。
ゆえに偶数フィールドの内容は失われた画素値を得るた
めに用いられず、それで画像Ｅ１とＥ２間の相対的な動
きがないことを示す和信号値Ｓｕｍ_xi＜Ｔの場合にはｘ
ｉの値はｂｉで設定される（ｃｉは用いられない）。

【００３７】注目の奇数フィールドＯ１に続く偶数フィ
ールドＥ２の連続するラインがｎラインバッファーに記
憶され、動き決定記憶空間Ｍ内に記憶される動き検出マ
ップの値を作成するよう用いられうるような方法は図６
の（Ａ）乃至（Ｃ）及び図７のそれに伴う処理のフロー
チャートに示され、以下のように処理する。段階５０１
では偶数フレームＥ２の連続するラインの画素値ｃｉは
バッファーＢ内に順次入力される。画素値ｃ８が入力さ
れたときに偶数フィールドＥ１に関連する画素値ｂ１を
適切に用いてｘ１に対する動いた／動いてないの決定は
式（２）に示したように有効にされえ、二進数値は段階
５０２で形成され又は組み込まれる動き決定記憶空間Ｍ
の位置ｍ１内に書き込まれる。

【００３８】次に画素値ｃ９がバッファーＢに入力され
たときに式（３）に示したように失われた画素ｘ２に対
する決定が有効にされる等々。画素値ｃ１８がバッファ
ーＢに入力された後に式（４）に示されるように動いた
／動いてないの決定は失われた画素位置ｘ１１、ｘ１２
に対してなされえ、適切な二進数値は動き決定記憶空間
Ｍの位置ｍ１１、ｍ１２内に書き込まれる。この時にバ
ッファーＢの内容は図６の（Ａ）に示され、動き表示値
は動き決定記憶空間Ｍの位置ｍ１乃至ｍ１２の各内に含
まれる。

【００３９】次に図６の（Ｂ）に示されるように画素ｃ
１９とｃ２４は画素値ｃ１乃至ｃ６を代替するようバッ
ファーＢの第一のラインに入力される。偶数フレームＥ
２の新たな画素値はバッファーＢ内に順次入力され、動
いた／動いてないの決定は失われた画素位置ｘ１３乃至
ｘ１８に対してなされ、得られた動いた／動いてないを
表す二進数値は動き決定記憶空間Ｍの位置ｍ１３、ｍ１
８内に書き込まれる。最後に図６の（Ｃ）に示されるよ
うに偶数フィールドＥ２からの画素値ｃ２５乃至ｃ３０
は画素値ｃ７乃至ｃ１２を代替するようバッファーＢの
第二のラインに入力され、動いた／動いてないの決定は
失われた画素位置ｘ１９乃至ｘ３０に対してなされる。

【００４０】いったん動き決定記憶空間Ｍが満たされる
と段階５０２は完了し、動き決定記憶空間Ｍの内容は上
記マージ／空間補間処理を実施するように用いられる。
即ちｍｉ＝０ならばｘｉ＝ｂｉであり、そうでなければ
奇数フィールド値の空間補間は上記（１）乃至（５）の
ようにｘｉを決めるためになされる。いったん失われた
画素位置ｘ１乃至ｘ３０に対する画素値が決定されると
奇数フィールドＯ１は段階５０３で示されるように画素
位置ａ１乃至ａ３０及びｘ１乃至ｘ３０を含むラインデ
インターレースされたフィールドＰ１当たり６画素で９
ライン内に変換される。Ｐ１、ｘ１乃至ｘ３０の推定さ
れた値は偶数フィールドＥ１に対する記憶空間内に記憶
されうることに注意するべきである。そして先鋭化及び
／又はプリンティングのような適切な後処理はデインタ
ーレースされた画像Ｐ１に入力されうる。

【００４１】上記のように本発明のデインターレース方
法は遅延回路及び計算論理回路を含む従来技術のデジタ
ル信号処理部品を用いて既に実施されうる。動きの検出
は第一のラインと第二の偶数フィールドの次のライン
（ｃ１ーｃ８）からの２画素との和の前になされないこ
とに注意するべきである。カラービデオ信号のフィール
ドの場合には上記メモリーの有効な動き検出システムは
信号の輝度成分に適用される。この故に入力データが輝
度及び２つの関連したクロミナンスチャンネル（ＹＣ
Ｃ）により表されない場合には変換が輝度成分を決める
ためになされる（例えばＲＧＢからＹＵＶへの変換）。
好ましい実施例での図７の段階５０３のデインターレー
ス処理では動きのマップによりマージ及び空間補間が各
３つのカラーチャンネルにそれぞれ適用される。

【００４２】有利なことには現在利用されているデジタ
ル信号処理回路は失われた画素ｘｉ＋１が得られる前に
失われた画素位置ｘｉに対する動きの検出をなすために
充分に速い。典型的なＮＴＳＣビデオデジタイザーはビ
デオ信号を６４０画素にデジタイズする。５２５ライン
／（１／３０）秒からなるＮＴＳＣ信号に対して１５．
７５ライン／ｍｓｅｃが得られる。６４０画素に対して
画素時間は１０．０８マイクロ秒であり、これは充分に
現在の処理器（プロセッサ）のサイクル時間内である。
例えば１４ＭＨｚプロセッサに対するサイクルは７２０
ナノ秒である。この時間間隔内に動きの検出に対する成
されうるべき計算動作は多くとも９つの引算と９つの比
較（絶対値に対する）と８つの足し算と１つの掛け算
（規格化された和を算出する）である。「多くとも」に
より意味されるのは動作の回数は減少したウインドウの
大きさでの境界の画素に対して減少することである。和
の値Ｓｕｍもまた２つの隣接位置に対して効率的に計算
されうる；３ｘ３の測定ウインドウが画素の間でずれる
時に９画素全てを再計算する必要はない。

【００４３】上記のことから理解されるように本発明の
ハイブリッドデインターレース方式はデインターレース
画像フレームの失われた画素の位置で相対的な画像の動
きに関する画素毎に基づいてマージと（エッジ適合）空
間補間との間での選択に対する効果的なメカニズムを提
供し、それにより画像の定常的な領域内でマージを用い
る減少された複雑さの利点は維持されうるが、相対的な
動きが検出された場合にエッジ適合空間補間方法により
エッジにもとづくアーティファクトの問題を未然に防
ぐ。動きの検出の精度を向上させるために同じ極性の２
つの連続するフィールドは動きの検出に用いられる。こ
のような多フィールドを用いることによる予期されるハ
ードウエアの不利益は動きの検出に対するフィールドの
１つだけを用いることにより回避され、それにより減少
された大きさのバッファーがこの目的に対して用いられ
うる。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つの時間順次のフィールド：偶数フィールド
と奇数フィールドを複合されたインターレースされたビ
デオフレームを示す図である。

【図２】隣接するフィールド内に存在する同じ位置にあ
る画素を用いることにより時間ｔ２でフレーム内の空間
位置（ｘ、ｙ）に位置された失われた画素に対する動き
の検出を示す図である。

【図３】画素の１ｘ２ブロックを比較することによる動
きの決定の向上された信頼性を示す図である。

【図４】インターレースされたビデオ表示された画素の
３つの連続した画像フィールドＥ１ー０１ーＥ２を示す
図である。

【図５】二進数の動き検出値を記憶し、デインターレー
スされた画像フィールドの失われた画素全体の数に等し
い大きさを有する画像動き記憶空間を示す図である。

【図６】（Ａ）乃至（Ｃ）は画像フィールドの画素の連
続したラインが図５の画像動き記憶空間の内容を特定す
る画像動き検出をなす手順内で書き込まれる減少された
容量の記憶バッファーのそれぞれの状態を示す図であ
る。

【図７】本発明のデインターレース処理を実施する単一
処理フローチャートを示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 順次逆のフィールド極性を有するすぐに
   続くインターレースされた複数の画像フィールドからの
   順次のラインの画素からなり、該複数のインターレース
   された画像フィールドは第一のフィールド極性の第一及
   び第二の画像フィールドと第二のフィールド極性の第三
   の画像フィールドとからなり、該第一及び第二の画像フ
   ィールド間に挿入されるデジタル出力画像を形成する方
   法であって： （ａ） 該第三の画像フィールドの画像画素の順次のラ
   インのそれぞれ１つに対して、該第三の画像フィールド
   の画像画素の順次のラインのそれぞれ１つに対応して該
   デジタル出力画像の出力画像画素のそれぞれのラインを
   形成し； （ｂ） 該第三の画像フィールド内の画像画素のライン
   がない該デジタル出力画像の各ラインのそれぞれの画素
   位置に対して、該第一及び第二の画像フィールドにより
   表わされた画像内の動きが該それぞれの画素位置で生じ
   たか否かに依存して、該第一及び第二の画像フィールド
   のうちの１つの中の同じ画素位置に位置するいずれかの
   画素として失われた画像画素を、又は該第三の画像フィ
   ールド内の１以上の画素の関数として該失われた画像画
   素を選択的に形成する各段階からなるデジタル出力画像
   を形成する方法。