CN1132407C - 顺序扫描变换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明顺序扫描变换装置目的是解决变换为顺序扫描方式时抑制插补线振幅引起的接收图像质量恶化问题。端子(1)连接插补扫描线生成电路(4)和输入图像信号移动量检测电路(7)，电路(4)输出端连接受电路(7)输出的移动量控制的电路(5)，端子(1)和电路(5)的输出端连接用来自控制信号输入端子(3)的水平扫描频率fH的两倍2fH对实际扫描线和插补扫描线进行时分复用处理的顺序扫描变换电路(6)。电路(7)检测出移动量小时插补扫描线的振幅差显著，不用电路(5)控制其振幅，移动量大时控制使其有振幅差。

Description

顺序扫描变换装置
技术领域
本发明涉及对隔行扫描的图像信号插补扫描线，变换为顺序扫描方式显示的顺序扫描变换装置，特别是涉及对由于扫描变换而发生的接收图像的质量劣化加以改善的顺序扫描变换装置。
背景技术
现行电视制式采用隔行扫描方式。隔行扫描方式以奇数半帧和偶数半帧两个半帧构成一个画面。因此，在例如HDTV制式的情况下，一个画面的扫描线的数目是1125条，收视距离小则可以看到构成画面各场的粗扫描线结构，成了图像质量劣化的原因。
改善这种扫描线结构的方法有在场内上下扫描线之间插补图像信号，从而变换为顺序扫描的制式，但以此作出的画面在图像质量方面存在垂直方向清晰度下降的问题。
已有的顺序扫描变换装置申请专利的有，为了解决上述问题，根据例如图像信号的辉度，控制顺序扫描用的插补信号的辉度，对以简单两次顺序扫描变换引起的图像质量劣化加以改善的顺序扫描变换装置(例如日本专利特开昭63-179685号的“顺序扫描变换电路”)或抑制顺序扫描变换后的插补信号的振幅，以防止表观上清晰度的下降的顺序扫描变换装置(例如日本专利特开平4-95479号的“CLEARVISION制式电视显示装置”)。
虽然上述已有的结构在进行顺序扫描变换时比照实际扫描线对插补线的振幅加以抑制，得到模拟隔行扫描的效果，表观上可以提高垂直方向上的清晰度，但是对于用电脑制图(下称CG)等制作的例如动画片那样没有灰度等级的信号，由于实际扫描线与插补线存在振幅差而形成条纹，产生图像质量显著劣化的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而作出的发明，其目的在于提供使自然画保持清晰度不变，而对用CG等制作的例如动画片那样没有灰度等级的画则忠实地重现的顺序扫描变换装置。
为了得到上述目的，第1发明具有由输入图像信号发生插补扫描线的插补扫描线发生装置、
检测输入图像信号的移动量的移动检测装置、
根据移动检测装置的输出信号控制插补扫描线发生装置输出信号的振幅的振幅控制装置、
使用输入图像信号和来自振幅控制装置的输出信号，变换为顺序扫描信号的顺序扫描变换装置。
第2发明具有由输入图像信号发生插补扫描线的插补扫描线发生装置、
检测输入图像信号的平坦部的平坦部检测装置、
根据平坦部检测装置的输出信号控制插补扫描线发生装置输出信号的振幅的振幅控制装置、
使用输入图像信号和来自振幅控制装置的输出信号，变换为顺序扫描信号的顺序扫描变换装置。
第3发明具有由输入图像信号发生插补扫描线的插补扫描线发生装置、
检测输入图像信号的移动量的移动检测装置、
检测输入图像信号的平坦部的平坦部检测装置、
根据移动检测装置的输出信号和平坦部检测装置的输出信号进行判断的判定装置、
根据判定装置的输出信号控制插补扫描线发生装置输出信号的振幅的振幅控制装置、
使用所述输入图像信号和来自振幅控制装置的输出信号，变换为顺序扫描信号的顺序扫描变换装置。
第4发明具有由输入图像信号发生插补扫描线的插补扫描线发生装置、
检测输入图像信号的移动量的移动检测装置、
根据移动检测装置的输出信号判定场内静止画面的静止画面判定装置、
检测输入图像信号的平坦部的平坦部检测装置、
根据平坦部检测装置的输出信号判定场内平坦部的平坦部判定装置、
根据静止画面判定装置的输出信号和平坦部判定装置的输出信号检测至少一场的静止画面、平坦部的频度的频度判定装置、
根据频度判定装置的输出信号控制插补扫描线发生装置的输出信号的振幅的振幅控制装置，以及
使用所述输入图像信号和来自振幅控制装置的输出信号，变换为顺序扫描信号的顺序扫描变换装置。
第5发明采取将平坦部检测装置中高频提取装置的扫描线延迟组与移动检测装置的扫描线延迟装置组共用的结构。
第6发明是第5发明的顺序扫描变换装置中，在所述判定装置判定所述移动检测装置检测出的移动量小，而所述平坦部检测装置检测出的平坦部量大的情况下，振幅控制装置不改变所述插补扫描线发生装置输出信号的振幅电平。
第7发明是一种顺序扫描变换装置，具备：由输入图像信号发生插补扫描线的插补扫描线发生装置、控制所述插补扫描线发生装置输出信号的振幅的振幅控制装置、检测所述输入图像信号的移动量的移动检测装置、根据所述移动检测装置的输出信号判定场内静止画面的静止画面判定装置、检测所述输入图像信号的平坦部的平坦部检测装置、根据所述平坦部检测装置的输出信号判定场内平坦部的平坦部判定装置、根据所述静止画面判定装置的输出信号和所述平坦部判定装置的输出信号检测至少一场的静止画面、平坦部的频度的频度判定装置，以及使用所述输入图像信号和来自振幅控制装置的输出信号，变换为顺序扫描信号的顺序扫描变换装置；所述振幅控制装置根据所述频度判定装置的输出信号进行控制。
第8发明是第7发明的顺序扫描变换装置中，在所述频度判定装置判定至少1场份额的静止画面的频度在某一特定值以上，而且至少1场份额的平坦部的频度在某一特定值以上的情况下，振幅控制装置不改变所述插补扫描线发生装置输出信号的振幅电平。
第9发明是第3、5或7发明的顺序扫描变换装置中，平坦部检测装置用提取所述输入图像信号的水平方向或垂直方向的高频分量的高频提取装置构成。
第10发明是第9发明的顺序扫描变换装置中，高频提取装置具备：以一个像素单元延迟所述输入图像信号水平方向的像素的像素延迟装置组或以一个扫描线单元延迟垂直方向的扫描线的扫描线延迟装置组、对所述像素延迟装置组或所述扫描线延迟装置组的输出信号分别乘期望系数的乘法装置组、将所述乘法装置组的输出信号相加加法装置组。
第11发明是第10发明的顺序扫描变换装置中，所述移动检测装置具备：使用延迟至少2场的输入图像信号检测差分的差分检测装置、扫描线延迟装置组、从所述扫描线延迟装置组的输出信号提取高频分量的边缘检测装置，以及根据所述差分检测装置和所述边缘检测装置的输出信号控制移动量的边缘控制装置，所述高频提取装置的所述扫描线延迟装置组与所述移动检测装置的所述扫描线延迟装置组共用。
第12发明是一种显示装置，具备第1～11任一发明所述的顺序扫描变换装置、显示该顺序扫描变换装置输出的信号的显示板，以及控制该显示的显示控制电路。
附图说明
图1是本发明实施形态1的顺序扫描变换装置的结构图。
图2是同上实施形态1的插补扫描线发生电路的结构图。
图3是同上实施形态1的移动检测电路的结构图。
图4是说明同上实施形态1的移动检测电路的动作用的特性图。
图5是说明同上实施形态1的振幅控制电路的动作用的特性图。
图6是同上实施形态1的顺序扫描变换装置的输出特性图。
图7是本发明实施形态2的顺序扫描变换装置的结构图。
图8是同上实施形态2的平坦部检测电路的结构图。
图9是说明同上实施形态2的平坦部检测电路的动作用的特性图。
图10是说明同上实施形态2的振幅控制电路的动作用的特性图。
图11是同上实施形态2的顺序扫描变换装置的输出特性图。
图12是本发明实施形态3的顺序扫描变换装置的结构图。
图13是说明同上实施形态3的逻辑和电路的动作用的特性图。
图14是同上实施形态3的顺序扫描变换装置的输出特性图。
图15是本发明实施形态4的顺序扫描变换装置的结构图。
图16是同上实施形态4的静止画面判定电路的结构图。
图17是说明同上实施形态4的静止画面判定电路的动作用的特性图。
图18是同上实施形态4的平坦部判定电路的结构图。
图19是说明同上实施形态4的平坦部判定电路的动作用的特性图。
图20是同上实施形态4的顺序扫描变换装置的输出特性图。
图21是本发明实施形态5的顺序扫描变换装置的结构图。
图22是同上实施形态4的移动检测电路及1行延迟器及平坦部检测电路的结构图。
具体实施方式
实施形态1
图1是第1实施形态的顺序扫描变换装置的结构方框图。在图1中，输入图像信号的端子1连接于利用对相邻扫描线取平均而生成插补扫描线的插补扫描线发生电路4和检测输入图像信号的移动量的移动检测电路7。插补扫描线发生电路4的输出端连接于受移动检测电路7输出的移动量控制的振幅控制电路5上。输入端子1和振幅控制电路5的输出端连接于用来自控制信号输入端子3的水平扫描频率fH的两倍频率的时钟2fH对实际扫描线和插补扫描线进行时分复用处理的顺序扫描变换电路6。顺序扫描变换电路6的输出端连接于输出端子2。
下面对具有如上所述结构的顺序扫描变换装置的动作加以说明。首先，输入端子1向插补扫描线发生电路4、移动检测电路7和顺序扫描变换电路6提供图像信号。插补扫描线发生电路4具有例如图2所示的电路结构。端子A、B对应于图1的A、B。在图2中，从端子A输入的信号在1行延迟器41a、41b分别延迟1行(1个水平扫描周期)，延迟的信号分别提供给加法器42。加法器42的求和信号提供给乘法器43，使图像信号乘1/2。乘法器43生成插入场内垂直方向上相邻的实际扫描线之间的插补扫描线，提供给振幅控制电路5。
移动检测电路7由例如图3所示的电路构成。端子A、C对应于图1的A、C。在图3中，从端子A输入的图像信号在1帧差分检测电路71的1场延迟器72a、72b分别延迟1场，各延迟信号分别提供给减法器73a。在减法器73a进行2场之间的图像信号的差，提供给绝对值电路74a。绝对值电路74a对减法器73a的差分信号取绝对值。以该绝对值作为移动量，可以根据其大小检测出输入图像信号的移动。绝对值电路74a的输出信号提供给边缘控制电路78。
又，1场延迟器72a输出的延迟信号在边缘检测电路75的1行延迟器76a、76b分别延迟1行，各延迟信号分别提供给减法器73b、73c。在减法器73b取1场延迟器72a与1行延迟器76a的输出的差，在减法器73c取1行延迟器76a与1行延迟器76b的输出的差。减法器73b、73c的各自的行间的差分信号提供给绝对值电路74b、74c取绝对值。绝对值电路74b、74c的绝对值信号提供给最大值检测电路77。最大值检测电路77检测绝对值电路74b或绝对值电路74c的最大值。把该最大值作为图像信号的边缘信号，可以根据其大小检测输入图像信号的边缘的变化量。最大值输出电路77的输出信号提供给边缘控制电路78。边缘控制电路78根据边缘检测电路75的边缘量控制1帧差分检测电路71的差分量。例如，一旦向移动检测电路7输入如图4(a)所示的在垂直方向上具有平缓边缘的图像信号，1帧差分检测电路71即对1场前信号(1)和1场后信号(3)取差，由于是平缓的边缘，输出差分值“小”。又，边缘检测电路75提取基准场信号(2)的高频分量，而由于平缓的边缘，输出边缘量“小”。接着，边缘控制电路78根据差分值“小”和边缘量“小”输出移动量“小”。同样，一旦输入如图4(b)所示的在垂直方向上具有陡峻边缘的图像信号，则1帧差分检测电路71对1场前/后信号(5)与(7)取差，由于是陡峻的边缘，输出差分值“大”。又，边缘检测电路75提取基准场信号(2)的高频分量，而由于陡峻的边缘，输出边缘量“大”。接着，边缘控制电路78由于差分值“大”而且边缘量也“大”，把移动量作为“小”处理，并进行输出。这样，即使像图4(a)、(b)那样输入在不同的图像模式移动量相等的((4)、(8))图像信号，也能够以检测边缘量检测正确的移动量。将边缘控制电路78控制的移动量提供给振幅控制电路5。
振幅控制电路5根据移动检测电路7输出的移动量修正插补扫描线发生电路4输出的插补扫描线信号。例如，振幅控制电路5的、振幅衰减量相对于移动量的特性示于图5。移动量小于“a”则把插补扫描线的振幅电平控制为“不衰减”，而在移动量大于“a”的情况下，则控制为使振幅电平“衰减”。将振幅控制电路5控制振幅电平的插补扫描线提供给顺序扫描变换电路6。
顺序扫描变换电路6用来自控制信号输入端子3的水平扫描频率fH的两倍频率2fH对来自输入端子的实际扫描线和来自振幅控制电路5的插补扫描线进行交互选择后输出。顺序扫描变换电路6从输出端子2输出顺序扫描的图像信号，在图像信号的移动量“小”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者的振幅电平之差消除(图6(a))，在移动量“大”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者的振幅存在电平差(图6(b))，以此可以防止由移动量小的图像信号的实际扫描线与插补扫描线之间的振幅电平之差而形成条纹那样的图像质量恶化的问题。
如上所述，采用本发明实施形态1，在移动检测电路7检测出图像的移动量，移动量小的情况下，由于插补线的振幅差明显，使振幅控制电路5不进行插补扫描线的振幅控制。而在移动量大的情况下，由于人的视觉特性对移动物体的视力差，因此用振幅控制电路5控制使实际扫描线与插补扫描线存在振幅差，例如在动画片那样没有灰度等级的图像信号，且移动量小的情况下，可以得到能够抑制明显的条纹状的图像质量恶化的顺序扫描信号。
实施形态2
图7是第2实施形态的顺序扫描变换装置的结构方框图。在图7中，与图1相同的部分标以相同的符号。实施形态2与图1的实施形态1不同的是，以检测输入的图像信号的平坦部的平坦部检测电路取代移动检测电路7。还有，振幅控制电路5置换为根据平坦部检测电路9输出的平坦部的量对插补扫描线发生电路4的输出信号的振幅进行控制的振幅控制电路8。
下面对具有如上所述结构的顺序扫描变换装置的动作加以说明，但是对与图1相同的动作，说明将适当省略。在图7中，输入端子1向插补扫描线发生电路4、平坦部检测电路9和顺序扫描变换电路6提供图像信号。插补扫描线发生电路4具有例如图2所示的电路结构，生成插入在场内垂直方向上相邻的实际扫描线之间的插补扫描线。将插补扫描线发生电路4的插补扫描线提供给振幅控制电路8。
平坦部检测电路9具有例如图8所示的电路结构。端子A、D对应于图7的A、D。在图8中，来自端子A的输入图像信号由1行延迟器91a、91b分别延迟1行后提供给各乘法器92a、92b、92c。各乘法器的系数取例如Ka＝1/4，Kb＝1/2，Kc＝1/4，则图像信号为原来的1/4、1/2、1/4倍。乘法器92a、92c的输出信号提供给加法器93进行加法处理。加法器93和乘法器92b的输出信号一起提供给减法器94。减法器94从乘法器92b的输出信号减去减法器93的输出信号，借助于下式所示的传递函数H(z)，把具有垂直方向的高频分量的信号提供给绝对值电路95：
H(z)＝1/2-1/4(z+H+z-H)    ……(1)绝对值电路95对减法器94的输出信号取绝对值。以该绝对值输出作为图像信号的平坦部，可以以其大小检测出输入信号的平坦部的量。例如一旦在平坦部检测电路9输入图9(a)所示的平缓的图像信号，由于垂直方向上的高频分量几乎没有被提取，在几乎所有的垂直方向上的像素单元输出平坦部的量“大”。同样，一旦输入图9(b)所示的垂直方向上具有陡峻的边缘的图像信号，则由于垂直方向上的高频分量被抽取，在像素单元平坦部的量“大”和“小”交互输出。这样，如图8所示可以从3行份额的扫描线区域在像素单元检测出平坦部的量。平坦部检测电路9输出的平坦部的量提供给振幅控制电路。
在振幅控制电路8，根据平坦部检测电路9输出的平坦部的量修正插补扫描线发生电路4输出的插补扫描线信号。例如，图10表示振幅控制电路8的振幅衰减量与平坦部量的关系特性特性。平坦部量小于“a”则控制使插补扫描线的振幅电平衰减，而平坦部量大于“a”的情况下则控制使振幅电平不衰减。将振幅控制电路8控制振幅电平的插补扫描线提供给顺序扫描变换电路6。
顺序扫描变换电路6用来自控制信号输入端子3的水平扫描频率fH的两倍频率2fH对来自输入端子的实际扫描线和来自振幅控制电路8的插补扫描线进行交互选择后输出。顺序扫描变换电路6顺序扫描的图像信号从输出端子2输出，图像信号的平坦部的量“小”的区域，使实际扫描线与插补扫描线两者存在振幅电平差(图11(a))，可以在表观上提高垂直方向上的清晰度。而在平坦部量“大”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者的振幅不存在电平差(图11(b))，以此可以防止由平坦部区域多的图像信号中实际扫描线与插补扫描线之间的振幅电平差而形成条纹那样的图像质量恶化的问题。
如上所述，采用本发明实施形态2，在平坦部检测电路9检测出图像的平坦部，平坦部少的区域，由于对振幅控制电路8进行控制，使实际扫描线与插补扫描线之间存在振幅差，可以保持例如自然图像的清晰度。而在平坦部多的区域，使实际扫描线与插补扫描线存在振幅差，则条纹状的图像质量恶化明显，因此，不用振幅控制电路8对插补扫描线进行振幅控制，可以得到能够忠实重现用CG等制作的例如动画片那样没有灰度等级的图像的顺序扫描信号。
实施形态3
图12是实施形态3的顺序扫描变换装置的结构方框图。在图12中与图1及图7相同的部分标以相同的参考符号。实施形态3与图7的实施形态2的不同点在于，增加了检测输入的图像信号的移动量的移动检测电路7及求移动检测电路7与平坦部检测电路9的逻辑和的逻辑和电路10。又，振幅控制电路8被换为根据逻辑和电路10输出的逻辑和对插补扫描线发生电路4的输出信号进行控制的振幅控制电路11。
下面对具有如上所述结构的顺序扫描变换电路的动作加以说明，但是对与图1及图7相同的动作适当省略其说明。在图12中，输入端子1向插补扫描线发生电路4、移动检测电路7、平坦部检测电路9、顺序扫描变换电路6提供图像信号。插补扫描线发生电路4具有例如图2所示的电路结构，生成插入场内垂直方向上相邻的实际扫描线之间的插补扫描线。插补扫描线发生电路4的插补扫描线提供给振幅控制电路11。
移动检测电路7具有例如图3所示的结构，根据图像信号的1帧差分与边缘量检测出移动量。
平坦部检测电路9具有图8所示的电路结构，以提取图像信号在垂直方向上的高频分量在像素单元检测出图像信号的平坦部量。移动检测电路7检测出的移动量和平坦部检测电路9检测出的平坦部量提供给逻辑和电路10。逻辑和电路10对移动量和平坦部量分别决定某一阈值，以该移动量的阈值及平坦部量的阈值取逻辑和。例如，逻辑和电路10中相对于移动检测电路7检测出的移动量的逻辑值特性示于图13(a)。在图13(a)，决定移动量的阈值(1)，如果移动量小于阈值(1)，则取逻辑值为“0”，如果移动量大于阈值(1)，则取逻辑值为“1”。又，相对于平坦部检测电路9输出的平坦部量的逻辑值特性示于图13(b)。在图13(b)，决定平坦部量的阈值(2)，如果平坦部量小于阈值(2)，则取逻辑值为“1”，如果大于阈值(2)，则取逻辑值为“0”。现对移动量和平坦部量的逻辑值取逻辑和。该逻辑和取例如表1所示的逻辑值。
表1
对移动量的逻辑值X    对平坦部量的逻辑值Y     逻辑和X    Y 对逻辑和的插补扫描线的振幅控制
    0     0     0     不衰减
    0     1     1     有衰减
    1     0     1     有衰减
    1     1     1     有衰减
例如在图像信号的移动量小“0”，平坦部量大“0”的情况下逻辑和为0，该移动量与平坦部量的逻辑值的组合以外，逻辑和均为“1”。逻辑和电路10的输出逻辑值提供给振幅控制电路11。
振幅控制电路11根据逻辑和电路10输出的逻辑值对插补扫描线发生电路4输出的插补扫描线信号进行修正。例如振幅控制电路11的相对于逻辑和电路10的振幅衰减量的控制示于表1。在逻辑和为“0”的情况下，控制使插补扫描线的振幅电平“不衰减”，而在逻辑和为“1”的情况下，控制使振幅电平“有衰减”。将振幅控制电路11控制振幅电平的插补扫描线提供给顺序扫描变换电路6。
顺序扫描变换电路6用来自控制信号输入端子3的水平扫描频率fH的两倍频率2fH对来自输入端子1的实际扫描线和来自振幅控制电路11的插补扫描线进行交互选择后输出。顺序扫描变换电路6顺序扫描的图像信号从输出端子2输出，图像信号的移动量“小”，平坦部量“大”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者不存在振幅电平差(图14(a))，可在缓慢移动且具有平坦部的区域的图像信号中，防止由实际扫描线与插补扫描线之间的振幅差而形成条纹那样的图像质量恶化。又，在移动量“小”而且平坦部量“小”的情况下、移动量“大”而且平坦部量“大”的情况下以及移动量“大”而平坦部量“小”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者的振幅存在电平差(图14(b))，以此可以在表观上提高垂直方向上的清晰度。
如上所述，采用本发明实施形态3，检测出移动检测电路7的移动量和平坦部检测电路9的平坦部量，以逻辑和电路10分别取其逻辑和，在移动量小且平坦部量大的区域，一旦实际扫描线与插补扫描线线之间存在振幅差，条纹状的图像质量恶化即明显，因此，不用振幅控制电路11对插补扫描线进行振幅控制，能够忠实重现用CG等制作的例如动画片那样没有灰度等级的图像。而在移动量“小”而且平坦部量“小”的情况下、移动量“大”而且平坦部量“大”的情况下以及移动量“大”而平坦部量“小”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者存在振幅差，可以得到能够保持例如自然图像的清晰度的顺序扫描信号。
实施形态4
图15是实施形态4的顺序扫描变换装置的结构方框图。在图15中与图12相同的部分标以相同的参考符号。实施形态4与图12的实施形态3的不同点在于，增加根据移动量检测电路的移动量检测1场内静止画面所占的比例的静止画面判定电路12及根据平坦部检测电路9的平坦部量检测1场内平坦部区域所占的比例的平坦部判定电路13，还增加根据静止画面判定电路12及平坦部判定电路13的输出信号检测平坦部多的静止画面的频度判定电路14。而且振幅控制电路11置换为根据频度判定电路14来的控制信号对插补扫描线发生电路4的输出信号的振幅进行控制的振幅控制电路15。
下面对具有如上所述结构的顺序扫描变换装置的动作加以说明，但是对与图12相同的动作适当省略其说明。在图15中，输入端子1向插补扫描线发生电路4、移动检测电路7、平坦部检测电路9、顺序扫描变换电路6提供图像信号。插补扫描线发生电路4具有例如图2所示的电路结构，生成插入场内垂直方向上相邻的实际扫描线之间的插补扫描线。插补扫描线发生电路4的插补扫描线提供给振幅控制电路15。
移动检测电路7具有例如图3所示的结构，根据图像信号的1帧差分与边缘量检测出移动量。
平坦部检测电路9具有图8所示的电路结构，以提取图像信号在垂直方向上的高频分量在像素单元检测出图像信号的平坦部量。移动检测电路7检测出的移动量提供给静止画面判定电路12，平坦部检测电路9检测出的平坦部量提供给平坦部判定电路13。
静止画面判定电路12具有例如图16所示的电路结构。端子C、E对应于图15的C、E。在图16中，来自端子C的像素单元的移动量提供给计数电路121，对1场内的移动量的频度进行计数。图17把对例如某一图像信号在1场内的移动量的所述频度表示为条带状图。
平坦部判定电路13具有例如图18所示的电路结构。端子D、F对应于图15的D、F。在图18中，来自端子D的平坦部量提供给计数电路131，对1场内的平坦部量的频度进行计数。图17把对例如某一图像信号在1场内的平坦部量的所述频度表示为条带状图。
静止画面判定电路12和平坦部判定电路13的输出信号提供给频度判定电路14。频度判定电路14判断某一移动量的频度及平坦部量的频度的比例是否都在某一基准以上(例如8成以上)。例如在频度判定电路14，如图17所示移动量(1)以内的频度(区域A)占1场中的8成，并且如图19所示在平坦部(2)以上的频度(区域B)占1场中的8成时，向振幅控制电路15输出逻辑值“0”，而在不占1场中的8成时，向振幅控制电路15输出逻辑值“1”。
振幅控制电路15根据来自频度判定电路14的插补扫描信号对插补扫描线发生电路4输出的插补扫描线信号进行修正。例如在来自频度判定电路14的逻辑值为“0”的情况下，可以判定为在1场内静止画面多，而且平坦部区域也多，因此控制使插补扫描线的振幅电平“不衰减”，而如果逻辑值为“1”，则控制使振幅电平“有衰减”。将振幅控制电路11控制振幅电平的插补扫描线提供给顺序扫描变换电路6。
顺序扫描变换电路6用来自控制信号输入端子3的水平扫描频率fH的两倍频率2fH对来自输入端子1的实际扫描线和来自振幅控制电路15的插补扫描线进行交互选择后输出。顺序扫描变换电路6顺序扫描的图像信号从输出端子2输出，在1场内的图像信号中，静止画面占例如8成以上，而且平坦部区域也占8成以上的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者的振幅电平不存在电平差(图20(a))，以此可以防止在缓慢移动且具有平坦部的区域的画面由于实际扫描线与插补扫描线之间的振幅差而产生条纹那样的图像质量恶化。而在1场内静止画面所占的比例小，或者平坦部区域所占的比例小的情况下，实际扫描线与插补扫描线两者存在电平差(图20(b))可以在表观上提高垂直方向上的清晰度。
如上所述，采用本发明实施形态4，在静止画面判定电路12判定在1场内的移动量的频度，在平坦部判定电路13判定在1场内的平坦部量的频度，在频度判定电路14判定静止画面多，而且平坦部的区域多的画面，控制振幅控制电路15，使实际扫描线与插补扫描线不存在振幅差，能够忠实地重现用CG等制作的例如动画片那样没有灰度等级的图像。又，在1场内，对静止画面少，而且平坦部量少的画面，实际扫描线与插补扫描线两者存在振幅差，可以得到能够保持例如自然图像的清晰度的顺序扫描信号。
实施形态5
图21是实施形态5的顺序扫描变换装置的结构方框图。在图21中与图12相同的部分标以相同的参考符号。实施形态5与图12的实施形态3的不同点在于，增加将输入的图像信号分别延迟一行的1行延迟器18a、18b。而且所述移动检测电路7和平坦部检测电路9置换为一边共用1行延迟器18a、18b，一边检测输入图像信号的移动量的移动检测电路16及检测平坦部量的平坦部检测电路17。
下面对具有如上所述结构的顺序扫描变换装置的动作加以说明，但是对与图12相同的动作适当省略其说明。在图21中，输入端子1向插补扫描线发生电路4、移动检测电路16、顺序扫描变换电路6提供图像信号。插补扫描线发生电路4具有例如图2所示的电路结构，生成插入场内垂直方向上相邻的实际扫描线之间的插补扫描线。将插补扫描线发生电路4的插补扫描线提供给振幅控制电路11。
移动检测电路7具有例如图22的移动检测电路16所示的电路结构，端子A、G、H、I、J对应于图21的A、G、H、I、J。在图22中，来自输入端子A的输入图像信号在1帧差分检测电路161的1场延迟器162a、162b分别延迟1场后，各延迟信号提供给减法器163a。在减法器163a进行2场之间的图像信号的差后，提供给绝对值电路164a。
绝对值电路164a对来自减法器163a的差分信号取绝对值。以该绝对值作为移动量，根据其大小可以检测出输入图像信号的移动。绝对值电路164a的输出信号提供给边缘控制电路167。
又，来自1场延迟器162a的延迟信号通过边缘输出电路165在1行延迟器18a、18b分别延迟1行后提供给边缘检测电路165的减法器163b、163c。在减法器163b，取1场延迟器162a与1行延迟器18a的输出的差，在减法器163c，取1行延迟器18a、18b的输出的差。减法器163b、163c的各行之间的差分信号提供给绝对值电路164b、164c取绝对值。绝对值电路164b、164c的绝对值信号提供给最大值检测电路166。最大值检测电路166检测绝对值电路164b或绝对值电路164c的最大值。以该最大值作为图像信号的边缘信号，根据其大小可以检测出输入图像信号的边缘的变化量。最大值检测电路166的输出信号提供给边缘控制电路167。边缘控制电路167以边缘检测电路165的边缘量控制1帧差分检测电路161的差分量。
如在实施形态1所说明的那样，移动检测电路16如图4(a)、(b)所示，即使在不同映像模式输入移动量相等的((4)、(8))图像信号，也能够用检测边缘量的方法检测出正确的移动量。将受边缘控制电路167控制的移动量提供给逻辑和电路10。又，来自1场延迟器162a的延迟信号通过1行延迟器18a、18b提供给平坦部检测电路17。
平坦部检测电路17具有例如图22的平坦部检测电路17所示的电路结构。端子K、L、M、N对应于图21的K、L、M、N。在图22中，从端子K、L、M向乘法器171a、171b、171c提供在1场延迟器162a延迟1场份额的图像信号和在1行延迟器18a、18b分别延迟1行的图像信号。各乘法器的系数取例如Ka＝1/4、Kb＝1/2、Kc＝1/4，则图像信号变成原来的1/4、1/2、1/4倍。乘法器171a、171b的输出信号提供给加法器172进行加法处理。加法器172和乘法器171b的输出信号一起提供给减法器173。减法器173将乘法器171b的输出信号减去加法器172的输出信号，借助于下式所示的传递函数H(z)，把具有垂直方向的高频分量的信号提供给绝对值电路174：
H(z)＝1/2-1/4(z+H+z-H)    ……(2)绝对值电路174对减法器173的输出信号取绝对值。以该绝对值输出作为图像信号的平坦部，可以根据其大小检测出平坦部的量。
如实施形态2所述，平坦部检测电路17如图8所示可以从3行份额的扫描线区或在像素单元检测出平坦部的量。从平坦部检测电路17检测出的平坦部的量提供给逻辑和电路10。
移动检测电路16检测出的移动量和平坦部检测电路17检测出的平坦部量提供给逻辑和电路10。逻辑和电路10对移动量和平坦部量分别决定某一阈值，用该移动量的阈值与和平坦部量的阈值取逻辑和。逻辑和电路10输出的逻辑值提供给振幅控制电路11。
振幅控制电路11根据逻辑和电路10输出的逻辑值修正插补扫描线发生电路4输出的插补扫描线信号。例如振幅控制电路11中相对于逻辑和电路10的逻辑值的振幅衰减量控制示于表1。将振幅控制电路11控制振幅电平的插补扫描线提供给顺序扫描变换电路6。
顺序扫描变换电路6用来自控制信号输入端子3的水平扫描频率fH的两倍频率2fH对来自输入端子1的实际扫描线和来自振幅控制电路11的插补扫描线进行交互选择后输出。顺序扫描变换电路6顺序扫描的图像信号从输出端子2输出，在图像信号的移动量“小”，平坦部量“大”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者不存在振幅电平差(图14(a))，由此可在缓慢移动且具有平坦部的区域的图像信号中，防止由实际扫描线与插补扫描线之间的振幅差而形成条纹那样的图像质量恶化。又，在移动量“小”而且平坦部量“小”的情况下、移动量“大”而且平坦部量“大”的情况下以及移动量“大”而平坦部量“小”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者的振幅存在电平差(图14(b))，以此可以在表观上提高垂直方向上的清晰度。
如上所述，采用本发明实施形态5，共用移动检测电路16和平坦部检测电路17使用的1行延迟器，以此可以减少1行延迟器。又以移动检测电路16检测出移动量，以平坦部检测电路17检测出平坦部量，以逻辑和电路10分别取其逻辑和，在移动量小，平坦部量大的区域，一旦实际扫描线与插补扫描线线之间存在振幅差，条纹状的图像质量恶化即明显，因此，不用振幅控制电路11对插补扫描线进行振幅控制，能够忠实重现用CG等制作的例如动画片那样没有灰度等级的图像。而在移动量“小”而且平坦部量“小”的情况下、移动量“大”而且平坦部量“大”的情况下以及移动量“大”而平坦部量“小”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者存在振幅差，可以得到能够保持例如自然图像的清晰度的顺序扫描信号。
还有，在实施形态1～实施形态5，将移动检测电路7的边缘检测电路75做成图3所示的结构，但是本发明不限于此，例如做成以1行延迟器76a、76b的输出信号进行行间求差的行间边缘检测或以1场延迟器72a、72b进行场间求差的场间边缘检测的结构，当然也同样能够进行边缘检测。
又，在实施形态5，采取在移动检测电路16和平坦部检测电路17共用图21的1行延迟器18a、18b的结构，但是本发明不限于此，例如，采用与1行延迟器18a、18b共用的结构代替插补扫描线发生电路4的1行延迟器41a、41b，当然同样也可以控制。
还有，上面所述的本发明的顺序扫描变换装置的应用装置可以考虑液晶显示装置、CRT、等离子体显示装置、DMD(数字式微镜装置)等。这些显示装置通常具有本发明的顺序扫描变换装置、显示该顺序扫描变换装置输出的信号的显示板，以及控制该显示的显示控制电路。
如上所述，采用第1利发明，移动检测装置检测出图像的移动量，移动量小的情况下，由于插补线的振幅差明显，振幅控制装置不进行插补扫描线的振幅控制。而在移动量大的情况下，由于人的视觉特性对移动物体的视力差，因此用振幅控制装置控制使实际扫描线与插补扫描线存在振幅差，例如在动画片那样没有灰度等级的图像信号，而且移动量小的情况下，可以得到能够抑制明显的条纹状的图像质量恶化的顺序扫描信号，其实用上的效果大。
而采用第2种发明，平坦部检测装置检测出图像的平坦部，平坦部少的区域，由于对振幅控制装置进行控制，使实际扫描线与插补扫描线线之间存在振幅差，可以保持例如自然图像的清晰度。而在平坦部多的区域，使实际扫描线与插补扫描线存在振幅差，则条纹状的图像质量恶化明显，因此，不用振幅控制装置对插补扫描线进行振幅控制，可以得到能够忠实重现用CG等制作的例如动画片那样没有灰度等级的图像的顺序扫描信号，其实用上的效果大。
而采用采用第3种发明，检测出移动检测装置的移动量和平坦部检测装置的平坦部量，在判定装置判定为移动量小且平坦部量大的区域时，一旦实际扫描线与插补扫描线线之间存在振幅差，条纹状的图像质量恶化即明显，因此，不用振幅控制装置对插补扫描线进行振幅控制，能够忠实重现用CG等制作的例如动画片那样没有灰度等级的图像。而在移动量“小”而且平坦部量“小”的情况下、移动量“大”而且平坦部量“大”的情况下以及移动量“大”而平坦部量“小”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者存在振幅差，以此可以得到能够保持例如自然图像的清晰度的顺序扫描信号，其实用上的效果大。
而采用第4种发明，以静止画面判定装置判定1场内的移动量的频度，以平坦部判定装置判定1场内的平坦部量的频度，在频度判定装置判定静止画面多，而且平坦部的区域多的画面，控制振幅控制装置，使实际扫描线与插补扫描线不存在振幅差，能够忠实地重现用CG等制作的例如动画片那样没有灰度等级的图像。又，在1场内，对静止画面少，而且平坦部量少的画面，使实际扫描线与插补扫描线两者存在振幅差，可以得到能够保持例如自然图像的清晰度的顺序扫描信号，其实用上的效果大。
而采用采用第5种发明，共用移动检测装置和平坦部检测装置使用的1行延迟装置组，以此可以减少1行延迟装置组。又以移动检测装置检测出移动量，以平坦部检测装置检测出平坦部量，在判定装置判定为移动量小，平坦部量大的区域时，一旦使实际扫描线与插补扫描线线之间存在振幅差，条纹状的图像质量恶化即明显，因此，不用振幅控制装置对插补扫描线进行振幅控制，能够忠实重现用CG等制作的例如动画片那样没有灰度等级的图像。而在移动量“小”而且平坦部量“小”的情况下、移动量“大”而且平坦部量“大”的情况下以及移动量“大”而平坦部量“小”的情况下，使实际扫描线与插补扫描线两者存在振幅差，可以得到能够保持例如自然图像的清晰度的顺序扫描信号，其实用上的效果大。

Claims (18)

1.一种顺序扫描变换装置，其特征在于，具备：
由输入图像信号的多条扫描线发生插补扫描线的插补扫描线发生装置、
控制所述插补扫描线发生装置生成的插补扫描线的振幅电平的振幅控制装置、
检测所述输入图像信号的移动量的移动检测装置，以及
使用所述输入图像信号的扫描线和来自所述振幅控制装置的输出信号即振幅电平被控制的插补扫描线，变换为顺序扫描信号的顺序扫描变换装置；
所述振幅控制装置根据所述移动检测装置的输出信号进行控制。
2.根据权利要求1所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，振幅控制装置在所述移动检测装置检测出的移动量比预定值小的情况下，不改变所述插补扫描线发生装置的输出信号的振幅电平。
3.一种顺序扫描变换装置，其特征在于，具备：
由输入图像信号的多条扫描线发生插补扫描线的插补扫描线发生装置、
控制所述插补扫描线发生装置生成的插补扫描线的振幅电平的振幅控制装置、
检测所述输入图像信号的平坦部的平坦部检测装置，以及
使用所述输入图像信号的扫描线和来自所述振幅控制装置的输出信号即振幅电平被控制的插补扫描线，变换为顺序扫描信号的顺序扫描变换装置；
所述振幅控制装置根据所述平坦部检测装置的输出信号进行控制。
4.根据权利要求3所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，平坦部检测装置用提取所述输入图像信号的水平方向或垂直方向的高频分量的高频提取装置构成。
5.根据权利要求4所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，所述高频提取装置具备：
以一个像素单元延迟所述输入图像信号水平方向的像素的像素延迟装置组或以一个扫描线单元延迟垂直方向的扫描线的扫描线延迟装置组、
对所述像素延迟装置组或所述扫描线延迟装置组的输出信号分别乘期望系数的乘法装置组、
将所述乘法装置组的输出信号相加加法装置组。
6.根据权利要求5所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，所述移动检测装置具备：
使用延迟至少2场的输入图像信号检测差分的差分检测装置、
扫描线延迟装置组、
从所述扫描线延迟装置组的输出信号提取高频分量的边缘检测装置，以及
根据所述差分检测装置和所述边缘检测装置的输出信号控制移动量的边缘控制装置，
所述高频提取装置的所述扫描线延迟装置组与所述移动检测装置的所述扫描线延迟装置组共用。
7.根据权利要求3所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，振幅控制装置在所述平坦部检测装置输出的平坦部量比预定值大的情况下，不改变所述插补扫描线发生装置的输出信号的振幅电平。
8.一种顺序扫描变换装置，其特征在于，具备：
由输入图像信号的多条扫描线发生插补扫描线的插补扫描线发生装置、
控制所述插补扫描线发生装置生成的插补扫描线的振幅电平的振幅控制装置、
检测所述输入图像信号的移动量的移动检测装置、
检测所述输入图像信号的平坦部的平坦部检测装置、
根据所述移动检测装置的输出信号和所述平坦部检测装置的输出信号进行判断的判定装置，以及
使用所述输入图像信号的扫描线和来自所述振幅控制装置的输出信号即振幅电平被控制的插补扫描线，变换为顺序扫描信号的顺序扫描变换装置；
所述振幅控制装置根据所述判定装置的输出信号进行控制。
9.根据权利要求8所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，平坦部检测装置用提取所述输入图像信号的水平方向或垂直方向的高频分量的高频提取装置构成。
10.根据权利要求9所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，所述高频提取装置具备：
以一个像素单元延迟所述输入图像信号水平方向的像素的像素延迟装置组或以一个扫描线单元延迟垂直方向的扫描线的扫描线延迟装置组、
对所述像素延迟装置组或所述扫描线延迟装置组的输出信号分别乘期望系数的乘法装置组、
将所述乘法装置组的输出信号相加加法装置组。
11.根据权利要求10所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，所述移动检测装置具备：
使用延迟至少2场的输入图像信号检测差分的差分检测装置、
扫描线延迟装置组、
从所述扫描线延迟装置组的输出信号提取高频分量的边缘检测装置，以及
根据所述差分检测装置和所述边缘检测装置的输出信号控制移动量的边缘控制装置，
所述高频提取装置的所述扫描线延迟装置组与所述移动检测装置的所述扫描线延迟装置组共用。
12.根据权利要求8所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，在所述判定装置判定所述移动检测装置检测出的移动量比预定值小，而所述平坦部检测装置检测出的平坦部量比预定值大的情况下，振幅控制装置不改变所述插补扫描线发生装置输出信号的振幅电平。
13.一种顺序扫描变换装置，其特征在于，具备：
由输入图像信号发生插补扫描线的插补扫描线发生装置、
控制所述插补扫描线发生装置输出信号的振幅的振幅控制装置、
检测所述输入图像信号的移动量的移动检测装置、
根据所述移动检测装置的输出信号判定场内静止画面的静止画面判定装置、
检测所述输入图像信号的平坦部的平坦部检测装置、
根据所述平坦部检测装置的输出信号判定场内平坦部的平坦部判定装置、
根据所述静止画面判定装置的输出信号和所述平坦部判定装置的输出信号检测至少一场的静止画面、平坦部的频度的频度判定装置，以及
使用所述输入图像信号和来自振幅控制装置的输出信号，变换为顺序扫描信号的顺序扫描变换装置；
所述振幅控制装置根据所述频度判定装置的输出信号进行控制。
14.根据权利要求13所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，平坦部检测装置用提取所述输入图像信号的水平方向或垂直方向的高频分量的高频提取装置构成。
15.根据权利要求14所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，所述高频提取装置具备：
以一个像素单元延迟所述输入图像信号水平方向的像素的像素延迟装置组或以一个扫描线单元延迟垂直方向的扫描线的扫描线延迟装置组、
对所述像素延迟装置组或所述扫描线延迟装置组的输出信号分别乘期望系数的乘法装置组、
将所述乘法装置组的输出信号相加加法装置组。
16.根据权利要求15所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，所述移动检测装置具备：
使用延迟至少2场的输入图像信号检测差分的差分检测装置、
扫描线延迟装置组、
从所述扫描线延迟装置组的输出信号提取高频分量的边缘检测装置，以及
根据所述差分检测装置和所述边缘检测装置的输出信号控制移动量的边缘控制装置，
所述高频提取装置的所述扫描线延迟装置组与所述移动检测装置的所述扫描线延迟装置组共用。
17.根据权利要求13所述的顺序扫描变换装置，其特征在于，在所述频度判定装置判定至少1场份额的静止画面的频度在二分之一以上，而且至少1场份额的平坦部的频度在二分之一以上的情况下，振幅控制装置不改变所述插补扫描线发生装置输出信号的振幅电平。
18.一种显示装置，其特征在于，具备权利要求1～17任一所述的顺序扫描变换装置、显示该顺序扫描变换装置输出的信号的显示板，以及控制该显示的显示控制电路。
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