DE10010483A1

DE10010483A1 - Auflösungsumsetzungsverfahren und -Vorrichtung

Info

Publication number: DE10010483A1
Application number: DE10010483A
Authority: DE
Inventors: Tatsuya Orimo
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1999-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2000-10-19
Anticipated expiration: 2020-03-04
Also published as: JP3365333B2; US6522339B1; DE10010483C2; JP2000253365A

Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umsetzen eines Zeilensprungsystems-Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal offenbart. Das Verfahren und die Vorrichtung sind so beschaffen, daß sie die Interpolation einer Abtastzeile durchführen, während sie den Koeffizienten zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals für jede der in das Intervall der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals einzusetzenden Interpolationsabtastzeilen ändern und gleichzeitig den Koeffizienten zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals für jedes der Halbbilder ändern.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umsetzen der Auflösung eines Bildsignals sowie zum Umsetzen eines Zeilensprungsystem-Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal, wobei diese auf Anzeigen wie etwa auf eine Plasmaanzeige und auf eine LC-Anzeige (Flüssigkristallanzeige) zur Anzeige von Bildern im Nichtzeilensprungsystem anwendbar sind.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Im allgemeinen enthält ein Bild bei der NTSC-Fernsehüber tragung 525 Abtastzeilen (oder Zeilen). Ein Bewegtbild wird durch Senden von 30 Bildern pro 1 Sekunde erzeugt. Im Fall von 30 Bildern pro 1 Sekunde wird jedoch wahr scheinlich ein gewisses Flimmern wahrgenommen. Somit wird das Zeilensprungsystem zum Verringern des Flimmerns bei der Anzeige des Bewegtbildes verwendet.

Das Zeilensprungsystem, d. h. eines der Bildanzeigesy steme, bedeutet eine "verschachtelte Abtastung". In dem Zeilensprungsystem wird die Abtastung von oben nach unten für jede zweite Zeile durchgeführt. Durch Vollenden eines Bildes in der halben Zeit wird somit das Flimmern verrin gert. Ein vollständiges Bild wird unter Verwendung zweier jeweils aus 262,5 Abtastzeilen bestehender Bilder (Halbbilder) erzeugt.

Andererseits entsteht bei der Plasmaanzeige oder LC- Anzeige beim Anzeigen im Zeilensprungsystem um so mehr Flimmern, während sich die Helligkeit verringert. Deswe gen wird das (auch fortschreitendes System genannte) Nichtzeilensprungsystem, d. h. die "aufeinanderfolgende Abtastung", verwendet. Somit muß das Zeilensprungsystem- Bildsignal in Plasmaanzeigen oder LC-Anzeigen in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal umgesetzt werden.

Obgleich durch Umsetzen des Zeilensprungsystem-Bildsi gnals mit 262,5 Abtastzeilen in ein Nichtzeilensprungsy stem-Bildsignal ein Bildsignal mit 525 Abtastzeilen erhalten wird, können Plasmaanzeigen zur Anzeige mit einer Auflösung mit mehr als (oder weniger als) 525 Abtastzeilen verwendet werden. In einem solchen Fall muß die Auflösung des Bildsignals ebenfalls umgesetzt werden.

Fig. 1 ist ein Blockschaltplan, der die Anordnung einer auf den Fall anwendbaren herkömmlichen Auflösungsumset zungsvorrichtung zeigt. In Fig. 1 interpoliert eine zweidimensionale Abtastzeilen-Interpolationsschaltung 1 (wobei sie aus der Gesamttendenz einen zwischen verschie dene Werte zu legenden Wert abschätzt) anhand eines Bildsignals mit 262,5 Abtastzeilen das Zwischenbildsignal (die Bildsignale zwischen den Abtastzeilen), wobei sie in die Intervalle mit 262,5 Abtastzeilen in einem Halbbild 262,5 Interpolationsabtastzeilen einfügt. Somit wird das Zeilensprungsystem-Bildsignal mit 262,5 Abtastzeilen in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit 525 Abtastzei len umgesetzt.

Eine dreidimensionale Abtastzeilen-Interpolationsschal tung 2 interpoliert das Bildsignal anhand des Bildsignals mit 262,5 Abtastzeilen in dem vorausgehenden Halbbild (oder in dem vorausgehenden und in dem folgenden Halb bild), wobei sie in die Intervalle mit 262,5 Abtastzeilen in dem momentanen Halbbild 262,5 Interpolationsabtastzei len einfügt. Somit wird das Zeilensprungsystem-Bildsignal mit 262,5 Abtastzeilen in ein Nichtzeilensprungsystem- Bildsignal mit 525 Abtastzeilen umgesetzt.

Eine Bewegungserfassungsschaltung 3 speichert das Bildsi gnal im Bildspeicher, wobei sie die Differenz zwischen dem Bildsignal des vorausgehenden Bildes und dem Bildsi gnal des momentanen Bildes erfaßt und wobei sie somit den Bewegungsgrad in dem Bewegtbild erfaßt. Eine Koeffizien tengeneratorschaltung 4 bestimmt anhand des von der Bewegungserfassungsschaltung 3 ausgegebenen Differenzsi gnals einen Bewegungsgrad in dem Bewegtbild, wobei sie gemäß dem Bewegungsgrad die Koeffizienten α, β erzeugt.

Ein Koeffizientenmultiplizierer 5 multipliziert das von der zweidimensionalen Abtastzeilen-Interpolationsschal tung 1 ausgegebene Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit dem von der Koeffzientengeneratorschaltung 4 ausgegebenen Koeffizienten β (= 1 - α). Ein Koeffizientenmultiplizie rer 6 multipliziert das von der dreidimensionalen Abtast zeilen-Interpolationsschaltung 2 ausgegebene Nichtzeilen sprungsystem-Bildsignal mit dem von der Koeffizientenge neratorschaltung 4 ausgegebenen Koeffizienten α (0 ≦ α ≦ 1). Ein Addierer 7 addiert die von den Koeffi zientenmultiplizierern 5 und 6 ausgegebenen Bildsignale.

Eine Auflösungsumsetzerschaltung 8 setzt das von dem Addierer 7 ausgegebene Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit 525 Abtastzeilen in ein Bildsignal mit einer gegebe nen Auflösung (z. B. mit 768 Abtastzeilen) um. Als das Auflösungsumsetzungsverfahren wird die lineare Interpola tion nach dem Gewicht anhand der Lage der zu interpolie renden Abtastzeile und des Abstands der Abtastzeile in dem momentanen Halbbild, eine reziproke Zahl des Ab stands, verwendet. Neben der linearen Interpolation kann außerdem die Kurveninterpolation zum Wichten mit einer Spline-Funktion (Kurve) verwendet werden.

Außerdem kann die Auflösungsumsetzerschaltung 8 außer der Umsetzung der Auflösung in der vertikalen Richtung (für die Abtastzeilennummer) die Umsetzung der Auflösung in der horizontalen Richtung (für die Punkte) durchführen.

Im Betrieb wird das Zeilensprungsystem-Bildsignal, wie in Fig. 1 gezeigt ist, in die zweidimensionale Abtastzeilen- Interpolationsschaltung 1, in die dreidimensionale Ab tastzeilen-Interpolationsschaltung 2 und in die Bewe gungserfassungsschaltung 3 eingegeben.

Für das Zeilensprungsystem-Bildsignal mit 262,5 Abtast zeilen interpoliert die zweidimensionale Abtastzeilen- Interpolationsschaltung 1 das Bildsignal zwischen den Abtastzeilen anhand des in jede zweite Zeile in einem Halbbild gelegten Bildsignals mit 262,5 Abtastzeilen, wobei sie in die Intervalle mit 262,5 Abtastzeilen in einem Halbbild 262,5 Interpolationsabtastzeilen einfügt. Somit wird das Zeilensprungsystem-Bildsignal in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit 525 Abtastzeilen umgesetzt.

Außerdem interpoliert die dreidimensionale Abtastzeilen- Interpolationsschaltung 2 für ein Zeilensprungsystem- Bildsignal mit 262,5 Abtastzeilen das Bildsignal anhand des Bildsignals mit 262,5 Abtastzeilen in dem vorausge henden Halbbild (oder in dem vorausgehenden und in dem folgenden Halbbild), wobei sie in die Intervalle mit 262,5 Abtastzeilen in dem momentanen Halbbild 262,5 Interpolationsabtastzeilen einfügt. Somit wird das Zei lensprungsystem-Bildsignal in ein Nichtzeilensprungsy stem-Bildsignal mit 525 Abtastzeilen umgesetzt.

Für das Zeilensprungsystem-Bildsignal mit 262,5 Abtast zeilen erfaßt die Bewegungserfassungsschaltung 3 die Differenz zwischen dem Bildsignal des vorausgehenden Halbbildes und dem Bildsignal des momentanen Halbbilds, wobei sie diese hierauf an die Koeffizientengenerator schaltung 4 ausgibt. Die Koeffizientengeneratorschaltung 4 bestimmt anhand des von der Bewegungserfassungsschal tung 3 ausgegebenen Differenzsignals einen Bewegungsgrad in dem Bewegtbild, wobei sie die Koeffizienten α, β gemäß dem Bewegungsgrad an die Koeffizientenmultiplizierer 5 und 6 ausgibt.

Die durch die Koeffzientengeneratorschaltung 4 erzeugten Koeffizienten α, β stehen in den Beziehungen β = 1 - α und 0 ≦ α ≦ 1. Während der Koeffizient α steigt, fällt der Koeffizient β. Während im Gegenteil der Koeffizient β steigt, fällt der Koeffizient α. Wenn der Bewegungsgrad niedrig ist, erhöht die Koeffizientengeneratorschaltung 4 hier den Koeffizienten α, um den Einfluß des von der dreidimensionalen Abtastzeilen-Interpolationsschaltung 2 ausgegebenen Bildsignals (des statischen Bilds) zu erhö hen. Wenn der Bewegungsgrad hoch ist, erhöht die Koeffi zientengeneratorschaltung 4 den Koeffizienten β, um den Einfluß des von der zweidimensionalen Abtastzeilen-Inter polationsschaltung 1 ausgegebenen Bildsignals (des dyna mischen Bilds) zu erhöhen. Eine solche Signalverarbeitung anhand des Bewegungsgrades in dem Bewegtbild wird bewe gungsadaptive Signalverarbeitung genannt.

Das von der zweidimensionalen Abtastzeilen-Interpolati onsschaltung 1 ausgegebene Nichtzeilensprungsystem-Bild signal (mit 525 Abtastzeilen) wird durch den Koeffizien tenmultiplizierer 5 mit dem Koeffizienten β multipliziert und hierauf an den Addierer 7 ausgegeben. Außerdem wird das von der dreidimensionalen Abtastzeilen-Interpolati onsschaltung 2 ausgegebene Nichtzeilensprungsystem-Bild signal (mit 525 Abtastzeilen) durch den Koeffizientenmul tiplizierer 6 mit dem Koeffizienten α multipliziert und hierauf an den Addierer 7 ausgegeben. Die beiden Nicht zeilensprungsystem-Bildsignale (mit 525 Abtastzeilen) werden durch den Addierer 7 addiert und hierauf an die Auflösungsumsetzerschaltung 8 ausgegeben.

Im Fall der linearen Interpolation interpoliert die Auflösungsumsetzerschaltung 8 hierauf das Nichtzeilen sprungsystem-Bildsignal (mit 525 Abtastzeilen), um anhand der Lage der zu interpolierenden Abtastzeile und des Abstands der Abtastzeile in dem momentanen Halbbild, einer reziproken Zahl des Abstands, zu wichten. Auf diese Weise wird es in ein Bildsignal mit einer gegebenen Auflösung (z. B. mit 768 Abtastzeilen) umgesetzt und hierauf ausgegeben. Unterdessen wird gegebenenfalls die Anzahl der Punkte (die Anzahl der Pixel) in der Abtast zeile ebenfalls umgesetzt.

Somit wird das Zeilensprungsystem-Bildsignal (mit 262,5 Abtastzeilen) in der obenerwähnten herkömmlichen Auflö sungsumsetzungsvorrichtung durch die zweidimensionale Abtastzeilen-Interpolationsschaltung 1 und durch die dreidimensionale Abtastzeilen-Interpolationsschaltung 2 der ersten Stufe in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsi gnal (mit 525 Abtastzeilen) umgesetzt. Hierauf wird das Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal (mit 525 Abtastzeilen) durch die Auflösungsumsetzerschaltung 8 der zweiten Stufe in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit einer gegebenen Auflösung (z. B. mit 768 Abtastzeilen) umge setzt. Somit gibt es ein Problem dahingehend, daß sich die Bildqualität durch die zweistufige Umsetzungsverar beitung verschlechtert.

Das heißt, allgemein bewirkt die Filterung bei der digi talen Signalverarbeitung durch die Abschneideverarbeitung der Daten einen Fehler. Somit akkumuliert sich der Fehler im Fall der zweistufigen Umsetzungsverarbeitung in der obigen herkömmlichen Auflösungsumsetzungsvorrichtung um soviel, wobei sie somit eine Verschlechterung in bezug auf das Bild bewirkt. Außerdem kann der Fehler bei Ver wendung der linearen Interpolation für die Interpolati onsverarbeitung während der zweistufigen Umsetzungsverar beitung durch Zuordnen gleicher Koeffizienten (z. B. durch Wichten eines Parameters wie etwa einer Lage der Abtastzeile und eines Abstands der Abtastzeile) für die beiden Interpolationsprozesse selbst bei Ausführung der Interpolation in zwei Stufen verringert werden. Bei Verwendung der Kurveninterpolation ist es wegen einer Differenz in bezug auf das Umsetzungsverhältnis jedoch schwierig, für die beiden Interpolationsprozesse gleiche Koeffizienten zuzuordnen. Somit steigt der Fehler, so daß sich die Qualität des Bildes verschlechtern kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Auflösungsumsetzungsverfahren zu schaffen, so daß hoch wertige Bilder geliefert werden können, während eine Verschlechterung in bezug auf das Bild unterdrückt wird.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Auflö sungsumsetzungsvorrichtung zu schaffen, so daß hochwer tige Bilder geliefert werden können, während eine Ver schlechterung in bezug auf das Bild unterdrückt wird. Gemäß der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Umsetzen eines Zeilensprungsystem-Bildsignals in ein Nichtzeilen sprungsystem-Bildsignal den Schritt:
Durchführung der Interpolation der Abtastzeile und währenddessen Änderung des Koeffizienten zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals für jede der in das Intervall der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals einzusetzenden Interpolationsabtastzeilen und des gleichzeitigen Änderns des Koeffizienten zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals für jedes der Halbbilder.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum Umsetzen eines Zeilensprungsystem-Bildsi gnals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal:
eine Abtastzeileninterpolations- und Auflösungs umsetzungseinrichtung zum Durchführen der Interpolation einer Abtastzeile mit einer gegebenen Auflösung während eines Änderns des Koeffizienten zum Wichten der Abtast zeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals für jede der in das Intervall der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem- Bildsignals einzusetzenden Interpolationsabtastzeilen und des gleichzeitigen Änderns des Koeffizienten zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals für jedes der Halbbilder.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum Umsetzen eines Zeilensprungsystem-Bildsi gnals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal:
eine zweidimensionale Abtastzeileninterpolations- und Auflösungsumsetzungseinrichtung zum Umsetzen des Zeilensprungsystem-Bildsignals in ein Nichtzeilensprung system-Bildsignal anhand eines Bildsignals der Abtastzei len in einem Halbbild;
eine dreidimensionale Abtastzeileninterpolations- und Auflösungsumsetzungseinrichtung zum Umsetzen des Zeilensprungsystem-Bildsignals in ein Nichtzeilensprung system-Bildsignal anhand eines Bildsignals von Abtastzei len in einem vorausgehenden Halbbild oder in mehreren Halbbildern; und
eine bewegungsadaptive Anpassungseinrichtung zum Erfassen der Differenz zwischen einem Bildsignal des vorausgehenden Vollbildes und einem Bildsignal des momen tanen Vollbilds, zum Erfassen eines Bewegungsgrades in einem Bild durch Umsetzen der Auflösung des Differenzsi gnals und zum Ändern des Verhältnisses der Hinzufügung zu den von der zweidimensionalen Abtastzeileninterpolations- und Auflösungsumsetzungseinrichtung und von der dreidi mensionalen Abtastzeileninterpolations- und Auflösungsum setzungseinrichtung ausgegebenen Bildsignalen gemäß dem Bewegungsgrad;
wobei die zweidimensionale Abtastzeileninterpola tions- und Auflösungsumsetzungseinrichtung und die drei dimensionale Abtastzeileninterpolations- und Auflösungs umsetzungseinrichtung die Interpolation einer Abtastzeile mit einer gegebenen Auflösung durchführen, während der Koeffizient zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilen sprungsystem-Bildsignals für jede der in das Intervall der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals einzusetzenden Interpolationsabtastzeilen geändert wird, während der Koeffizient gleichzeitig in der Weise geän dert wird, daß er die Abtastzeilen des Zeilensprungsy stem-Bildsignals für jedes der Halbbilder wichtet.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum Umsetzen eines Zeilensprungsystem-Bildsi gnals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal den Schritt des:
Umsetzens des Zeilensprungsystem-Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit einer gegebe nen Auflösung durch einen Umsetzungsprozeß.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt eine Vorrichtung zum Umsetzen eines Zeilensprungsystem-Bildsi gnals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal:
eine Einrichtung zum Umsetzen des Zeilensprungsy stem-Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsi gnal mit einer gegebenen Auflösung durch einen Umset zungsprozeß.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Erfindung wird in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ausführlicher erläutert, wobei:

Fig. 1 ein Blockschaltplan ist, der die Anordnung der herkömmlichen Auflösungsumsetzungsvorrichtung zeigt,

Fig. 2 ein Blockschaltplan ist, der die Anordnung einer Auflösungsumsetzungsvorrichtung in einer ersten bevorzug ten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 3 ein Blockschaltplan ist, der die Anordnung einer zweidimensionalen Abtastzeileninterpolations-Auflösungs umsetzerschaltung 10 nach Fig. 2 zeigt,

Fig. 4A und 4B Veranschaulichungen sind, die Beispiele der Interpolation einer Abtastzeile zeigen,

Fig. 5 ein Blockschaltplan ist, der die Anordnung einer Auflösungsumsetzungsvorrichtung in einer zweiten bevor zugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt, und

Fig. 6 ein Blockschaltplan ist, der die Anordnung einer Auflösungsumsetzungsvorrichtung in einer dritten bevor zugten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Erfindung erläutert.

Erste Ausführungsform

Fig. 2 ist ein Blockschaltplan, der eine Auflösungsumset zungsvorrichtung in einer ersten bevorzugten Ausführungs form gemäß der Erfindung zeigt. In Fig. 2 sind gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wie sie in Fig. 1 verwendet wurden.

In Fig. 2 setzt eine zweidimensionale Abtastzeileninter polations-Auflösungsumsetzerschaltung 10 in einer Umset zungsverarbeitung das Zeilensprungsystem-Bildsignal mit 262,5 Abtastzeilen in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsi gnal mit einer gegebenen Auflösung um.

Fig. 3 ist ein Blockschaltplan, der eine Anordnung der zweidimensionalen Abtastzeileninterpolations-Auflösungs umsetzerschaltung 10 zeigt. In Fig. 3 steuern die FIFOs 101, 106 und 111, daß das zuerst einzugebende Bildsignal zuerst ausgegeben wird (die zuerst einzugebenden Daten zuerst ausgegeben werden), wobei diese in die jeweiligen Intervalle einer Eingangsstufe, eines Abtastzeilennum mern-Umsetzers, eines horizontalen Pixelnummernumsetzers und einer Ausgangsstufe eingefügt sind, um die Verarbei tungszeit des Bildsignals auszurichten.

Ein Zeilenspeicher (H) 102 verzögert eine Abtastzeile im momentanen Halbbild. Die Koeffizientenmultiplizierer 103, 104 multiplizieren das Bildsignal mit den Koeffizienten β1, β2. Ein Addierer 105 addiert die Bildsignale von den Koeffizientenmultiplizierern 103, 104.

Eine Einpunkt-Verzögerungsschaltung (D) 107 verzögert um einen Punkt (um ein Pixel) in der horizontalen Richtung der Abtastzeile. Die Koeffizientenmultiplizierer 108, 109 multiplizieren das Bildsignal mit den Koeffizienten α1, α2. Ein Addierer 110 addiert die Bildsignale von den Koeffizientenmultiplizierern 108, 109.

Der Zeilenspeicher 102, die Koeffizientenmultiplizierer 103, 104 und der Addierer 105 bilden einen Abtastzeilen nummern-Umsetzer. Außerdem bilden die Einpunkt-Verzöge rungsschaltung 107, die Koeffizientenmultiplizierer 108, 109 und der Addierer 110 einen horizontalen Pixelnummern umsetzer.

Mit Rückbezug auf Fig. 2 interpoliert die dreidimensio nale Abtastzeilen-Interpolationsschaltung 2 das Bildsi gnal anhand des Bildsignals mit 262,5 Abtastzeilen in dem vorausgehenden Halbbild (oder in dem vorausgehenden und in dem folgenden Halbbild), wobei sie in die Intervalle mit 262,5 Abtastzeilen in dem momentanen Halbbild 262,5 Interpolationsabtastzeilen einsetzt. Somit wird das Zeilensprungsystem-Bildsignal mit 262,5 Abtastzeilen in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit 525 Abtastzei len umgesetzt.

Die Bewegungserfassungsschaltung 3 speichert das Bildsi gnal im Bildspeicher, wobei sie die Differenz zwischen dem Bildsignal des vorausgehenden Vollbildes und dem Bildsignal des momentanen Vollbildes erfaßt und somit den Bewegungsgrad in bezug auf das Bewegtbild erfaßt.

Die Auflösungsumsetzerschaltung 8 setzt das Nichtzeilen sprungsystem-Bildsignal mit 525 Abtastzeilen und das von der dreidimensionalen Abtastzeilen-Interpolationsschal tung 2 und von der Bewegungserfassungsschaltung 3 ausge gebene Differenzsignal in ein Bildsignal mit einer gege benen Auflösung und in ein Differenzsignal um. Als das Auflösungsumsetzungsverfahren wird die lineare Interpola tion nach dem Gewicht anhand der Lage der zu interpolie renden Abtastzeile und des Abstands der Abtastzeile in dem momentanen Halbbild, einer reziproken Zahl des Ab stands, verwendet. Außerdem kann die Auflösungsumsetzer schaltung 8 außer der Auflösungsumsetzung in der vertika len Richtung (Abtastzeilennummer) die Auflösungsumsetzung in der horizontalen Richtung (Punktnummer) durchführen.

Die Koeffizientengeneratorschaltung 4 bestimmt anhand eines von der Auflösungsumsetzerschaltung 8 ausgegebenen Differenzsignals einen Bewegungsgrad in dem Bewegtbild, wobei sie gemäß dem Bewegungsgrad die Koeffizienten α, β erzeugt.

Der Koeffizientenmultiplizierer 5 multipliziert das von der zweidimensionalen Abtastzeileninterpolations-Auflö sungsumsetzerschaltung 10 ausgegebene Nichtzeilensprung system-Bildsignal mit dem von der Koeffizientengenerator schaltung 4 ausgegebenen Koeffizienten β (= 1 - α). Der Koeffizientenmultiplizierer 6 multipliziert das von der Auflösungsumsetzerschaltung 8 ausgegebene Nichtzeilen sprungsystem-Bildsignal mit dem von der Koeffizientenge neratorschaltung 4 ausgegebenen Koeffizienten α (0 ≦ α ≦ 1). Der Addierer 7 addiert die von den Koeffi zientenmultiplizierern 5 und 6 ausgegebenen Bildsignale.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wird das Zeilensprungsystem- Bildsignal im Betrieb in die zweidimensionale Abtastzei leninterpolations-Auflösungsumsetzerschaltung 10, in die dreidimensionale Abtastzeilen-Interpolationsschaltung 2 bzw. in die Bewegungserfassungsschaltung 3 eingegeben.

Das in die zweidimensionale Abtastzeileninterpolations- Auflösungsumsetzerschaltung 10 eingegebene Zeilensprung system-Bildsignal mit 262,5 Abtastzeilen wird durch die zweidimensionale Abtastzeileninterpolations-Auflösungsum setzerschaltung 10 durch einen Umsetzungsprozeß in das Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit einer gegebenen Auflösung umgesetzt. Das heißt, der Umsetzungsprozeß von dem Zeilensprungsystem-Bildsignal in das Nichtzeilen sprungsystem-Bildsignal durch die zweidimensionale Ab tastzeilen-Interpolationsschaltung 1 und der Umsetzungs prozeß von dem Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal in das Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit einer Auflösung durch die Auflösungsumsetzerschaltung 8 in der herkömmli chen Vorrichtung oder in dem herkömmlichen Verfahren werden gleichzeitig durchgeführt.

In Fig. 3 ist unten der Umsetzungsprozeß durch die zwei dimensionale Abtastzeileninterpolations-Auflösungsumset zerschaltung 10 ausführlich beschrieben.

Das Zeilensprungsystem-Bildsignal (262,5 Abtastzeilen) wird in den FIFO 101 eingegeben, durch den die Zeitgebung der Verarbeitung eingestellt wird, wobei es hierauf an den Koeffizientenmultiplizierer 103 und an den Zeilen speicher 102 ausgegeben wird.

Das in den Koeffizientenmultiplizierer 103 eingegebene Bildsignal wird mit dem Koeffizienten β1 multipliziert und hierauf an den Addierer 105 ausgegeben. Andererseits wird das an den Zeilenspeicher 102 ausgegebene Bildsignal durch den Zeilenspeicher 102 um eine Zeile verzögert, durch den Koeffizientenmultiplizierer 104 mit dem Koeffi zienten β2 multipliziert und hierauf an den Addierer 105 ausgegeben. Hierauf werden die beiden von den Koeffizien tenmultiplizierern 103, 104 ausgegebenen Bildsignale durch den Addierer 105 addiert.

Die Koeffizienten β1, β2 der Koeffizientenmultiplizierer 103, 104 werden hier gemäß der zu interpolierenden Ab tastzeile geändert. Das heißt, die Koeffizienten β1, β2 werden für jede zu interpolierende Abtastzeile gemäß der Lage der zu interpolierenden Abtastzeile und dem Abstand zwischen der Abtastzeile in dem momentanen Halbbild und der interpolierten Abtastzeile bestimmt. Wenn zwischen den Abtastzeilen in dem momentanen Halbbild zwei Abtast zeilen (Interpolationsabtastzeilen) interpoliert werden (d. h., wenn dreimal so viel Abtastzeilen geliefert wird) werden die Koeffizienten β1, β2, wie in Fig. 4A gezeigt ist, auf (0,1), (1/3, 2/3) und (2/3, 1/3) geändert. Die Koeffizienten β1, β2 von (0,1) entsprechen der momentanen Abtastzeile. Die Koeffizienten β1, β2 mit (1/3, 2/3) entsprechen der von der momentanen Abtastzeile 1/3 ent fernten Interpolationsabtastzeile. Die Koeffizienten β1, β2 mit (2/3, 1/3) entsprechen der 2/3 von der momentanen Abtastzeile entfernten Interpolationsabtastzeile.

Somit werden die Bildsignale mit den durch die für jede Abtastzeile bestimmten Koeffizienten β1, β2 gewichteten Abtastzeilen durch den Addierer 105 addiert, wobei in die Intervalle der Abtastzeilen in dem momentanen Halbbild somit zwei Interpolationsabtastzeilen eingefügt werden.

Andererseits wird im Fall des Zeilensprungsystems wie oben beschrieben ein Vollbild (Frame) mit zwei Halbbildern erzeugt, die jeweils aus 262,5 auf jede zweite Zeile gelegten Zeilen bestehen. Da bei der Wichtung mit den gleichen Koeffizienten β1, β2 wie in dem vorausgehenden Feld bei der Interpolation zwischen den Abtastzeilen die Abtastzeilen in dem vorausgehenden Halbbild alternativ aus den Abtastzeilen in dem momenta nen Halbbild abgeleitet werden, muß somit die Lage der Interpolationsabtastzeile abgeleitet werden, was somit den Schwerpunkt im Bild verschiebt. Wenn die Koeffizien ten β1, β2 in dem vorausgehenden Halbbild wie oben (0,1), (1/3, 2/3) und (2/3, 1/3) sind, werden die Koeffizienten β1, β2 in dem momentanen Halbbild somit, wie in Fig. 4B gezeigt ist, auf (0,1), (1/6, 5/6) und (5/6, 1/6) geän dert. Somit wird der Schwerpunkt im Bild selbst bei der Interpolation zwischen den Abtastzeilen nicht verschoben.

Obgleich sich die Koeffizienten β1, β2 für jede Abtast zeile ändern, kann das Zeilensprungsystem-Bildsignal durch Ändern der Koeffizienten β1, β2 für jedes Halbbild in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal sowie in ein Bildsignal mit einer gegebenen Auflösung umgesetzt wer den, wobei ferner vermieden wird, daß sich der Schwer punkt im Bild verschiebt.

Das von dem Addierer 105 ausgegebene Nichtzeilensprungsy stem-Bildsignal wird durch den FIFO 106 zeitlich angepaßt und hierauf an den Koeffizientenmultiplizierer 108 und an die Einpunkt-Verzögerungsschaltung 107 ausgegeben. Hier auf wird das in den Koeffizientenmultiplizierer 108 eingegebene Bildsignal für jeden Punkt (für jedes Pixel) mit dem Koeffizienten α1 multipliziert und hierauf an den Addierer 110 ausgegeben. Andererseits wird das in die Einpunkt-Verzögerungsschaltung 107 eingegebene Bildsignal durch die Einpunkt-Verzögerungsschaltung 107 um einen Punkt verzögert und hierauf an den Koeffizientenmultipli zierer 109 ausgegeben, durch den Koeffizientenmultipli zierer 109 mit dem Koeffizienten α2 multipliziert und hierauf an den Addierer 110 ausgegeben. Hierauf werden die beiden von den Koeffizientenmultiplizierern 108, 109 ausgegebenen Bildsignale durch den Addierer 110 addiert und hierauf über den FIFO 111 ausgegeben.

Da der Schwerpunkt im Bild in horizontaler Richtung durch den Einfluß des Zeilensprungsystems nicht verschoben wird, brauchen die Koeffizienten α1, α2 bei der Umset zung der horizontalen Pixelnummer unterdessen nicht für jedes Halbbild geändert zu werden.

Mit Rückbezug auf Fig. 2 interpoliert die dreidimensio nale Abtastzeilen-Interpolationsschaltung 2 das Bildsi gnal für das Zeilensprungsystem-Bildsignal mit 262,5 Abtastzeilen anhand des Bildsignals mit 262,5 Abtastzei len in dem vorausgehenden Halbbild (oder in dem vorausge henden und in dem folgenden Bild), während sie in die Intervalle mit 262,5 Abtastzeilen in dem momentanen Halbbild 262,5 Interpolationsabtastzeilen einsetzt, wobei es somit in das Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit 525 Abtastzeilen umgesetzt ist. Hierauf setzt die Auflö sungsumsetzerschaltung 8 das Nichtzeilensprungsystem- Bildsignal in das Bildsignal mit einer gegebenen Auflö sung um.

Andererseits erfaßt die Bewegungserfassungsschaltung 3 für das einzugebende Zeilensprungsystem-Bildsignal die Differenz zwischen dem Bildsignal des vorausgehenden Halbbildes und dem Bildsignal des momentanen Halbbilds, wobei sie das Differenzsignal hierauf an die Auflösungs umsetzerschaltung 8 ausgibt. Die Auflösungsumsetzerschal tung 8 setzt das Differenzsignal wie oben in das Diffe renzsignal mit einer gegebenen Auflösung um, wobei sie es hierauf an die Koeffizientengeneratorschaltung 4 ausgibt. Die Koeffizientengeneratorschaltung 4 bestimmt anhand des von der Auflösungsumsetzerschaltung 8 ausgegebenen Diffe renzsignals den Bewegungsgrad in dem Bewegtbild, wobei sie gemäß dem an die Koeffizientenmultiplizierer 5, 6 ausgegebenen Ergebnis die Koeffizienten α, β erzeugt.

Das von der zweidimensionalen Abtastzeileninterpolations- Auflösungsumsetzerschaltung 10 ausgegebene Nichtzeilen sprungsystem-Bildsignal mit einer gegebenen Auflösung wird durch den Koeffizientenmultiplizierer 5 mit dem Koeffizienten β multipliziert und hierauf an den Addierer 7 ausgegeben. Außerdem wird das von der Auflösungsumset zerschaltung 8 ausgegebene Nichtzeilensprungsystem-Bild signal mit einer gegebenen Auflösung durch den Koeffi zientenmultiplizierer 6 mit dem Koeffizienten α multipli ziert und hierauf an den Addierer 7 ausgegeben. Die beiden Nichtzeilensprungsystem-Bildsignale werden durch den Addierer 7 addiert und hierauf ausgegeben.

Wie oben beschrieben wurde, werden die Koeffizienten β1, β2 in der ersten Ausführung beim Interpolieren der Ab tastzeile durch die zweidimensionale Abtastzeileninterpo lations-Auflösungsumsetzerschaltung 10 für jede Interpo lationsabtastzeile geändert, während die Koeffizienten β1, β2 für jedes Halbbild geändert werden. Somit kann das Zeilensprungsystem-Bildsignal durch einen Umsetzungspro zeß ohne Verschiebung des Schwerpunkts im Bild in das Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal umgesetzt werden, während es gleichzeitig in das Bildsignal mit einer gegebener Auflösung umgesetzt wird. Im Ergebnis können hochwertige Bilder geliefert werden, während die Ver schlechterung des Bildes unterdrückt wird.

Zweite Ausführungsform

Obwohl in der ersten Ausführungsform die Koeffizienten α, β der Koeffizientenmultiplizierer 5, 6 unter Berücksich tigung der Bewegung des Bildes gemäß dem Bewegungsgrad im Bild geändert werden, wird der Koeffizient der Koeffi zientenmultiplizierer in der zweiten bevorzugten Ausfüh rungsform gemäß der Erfindung gleich α gesetzt.

Fig. 5 ist ein Blockschaltplan, der eine Anordnung der Auflösungsumsetzungsvorrichtung in der zweiten bevorzug ten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird das von der zweidimensionalen Abtastzeileninterpolations-Auflösungsumsetzerschaltung 10 ausgegebene Bildsignal durch den Addierer 11 zu dem von der Auflösungsumsetzerschaltung 8 ausgegebenen Bildsignal addiert, während es gleichzeitig mit dem gleichen Koeffi zienten α als Koeffizientenmultiplizierer 6 multipliziert wird, und hierauf an einen Subtrahierer 13 ausgegeben, Der Subtrahierer 13 subtrahiert das von dem Koeffizien tenmultiplizierer 12 ausgegebene Bildsignal von dem von dem Addierer 11 ausgegebenen Bildsignal. Das von dem Subtrahierer 13 ausgegebene Bildsignal ist ähnlich zu dem in der ersten Ausführungsform.

Gemäß der zweiten Ausführungsform liefern die Koeffizien tenmultiplizierer 6, 12 den gleichen Koeffizienten α, wobei die Koeffizientengeneratorschaltung 4 somit keine verschiedenen Koeffizienten α, β zu steuern braucht.

Dritte Ausführungsform

Obwohl die zweidimensionale Abtastzeilen-Interpolations schaltung 1 und die Auflösungsumsetzerschaltung 8 in der ersten Ausführungsform in Fig. 1 in einer Schaltung (der zweidimensionalen Abtastzeileninterpolations-Auflösungs umsetzerschaltung 10) konfiguriert sind, sind in der dritten bevorzugten Ausführungsform die dreidimensionale Abtastzeilen-Interpolationsschaltung 2 und die Auflö sungsumsetzerschaltung 8 in Fig. 2 ebenfalls in einer Schaltung (der dreidimensionalen Abtastzeileninterpolati ons-Auflösungsumsetzerschaltung 14) konfiguriert.

Fig. 6 ist ein Blockschaltplan, der die Anordnung der Auflösungsumsetzungsvorrichtung in der dritten bevorzug ten Ausführungsform gemäß der Erfindung zeigt. In Fig. 6 setzt die dreidimensionale Abtastzeileninterpolations- Auflösungsumsetzerschaltung 14 das Zeilensprungsystem- Bildsignal mit 262,5 Abtastzeilen durch einen Umsetzungs prozeß in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit einer gegebenen Auflösung (z. B. mit 768 Abtastzeilen) um. Die ausführliche Anordnung der dreidimensionalen Ab tastzeileninterpolations-Auflösungsumsetzerschaltung 14 ist nahezu völlig gleich zu der in Fig. 3. Somit wird ihre Erläuterung hier weggelassen (obgleich der Zeilen speicher 102 in Fig. 3 um eine Zeile verzögert, verzögert er hier um ein Halbbild).

Gemäß der dritten Ausführungsform sind die dreidimensio nale Abtastzeilen-Interpolationsschaltung 2 und die Auflösungsumsetzerschaltung 8 in der dreidimensionalen Abtastzeileninterpolations-Auflösungsumsetzerschaltung 14 konfiguriert, wobei das Zeilensprungsystem-Bildsignal mit 262,5 Abtastzeilen somit in einem Umsetzungsprozeß in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit einer gegebenen Auflösung umgesetzt werden kann. Somit können hochwertige Bilder geliefert werden, obgleich ferner die Verschlech terung in bezug auf das Bild unterdrückt wird.

Unterdessen kann die Auflösungsumsetzungsvorrichtung in der dritten Ausführungsform ebenfalls die Koeffizienten multiplizierer 6, 12 mit den gleichen Koeffizienten α wie in der zweiten Ausführungsform besitzen.

Obgleich die zweidimensionale Abtastzeileninterpolations- Auflösungsumsetzerschaltung 10 und die dreidimensionale Abtastzeileninterpolations-Umsetzerschaltung 14 in der ersten bis dritten Ausführungsform die Interpolation der Abtastzeile mit der linearen Interpolation durchführen, können sie sie ebenfalls mit der Kurveninterpolation wie etwa mit einer Spline-Funktion (Kurve) durchführen.

Obgleich die Erfindung zur vollständigen und klaren Offenbarung mit Bezug auf eine spezifische Ausführungs form beschrieben wurde, sind die beigefügten Ansprüche hierauf nicht beschränkt, sondern sollen in der Weise ausgelegt werden, daß sie sämtliche Abwandlungen und alternativen Konstruktionen ausführen, die für den Fach mann auf dem Gebiet offensichtlich sind und klar in die hier dargestellte grundlegende Lehre fallen.

Claims

1. Verfahren zum Umsetzen eines Zeilensprungsystem- Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal, das den folgenden Schritt umfaßt:
Durchführen der Interpolation einer Abtastzeile und währenddessen Ändern des Koeffizienten zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals für jede der in das Intervall der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals einzusetzenden Interpolationsabtastzeilen und gleichzeitig Ändern des Koeffizienten zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals für jedes der Halbbilder.

2. Vorrichtung zum Umsetzen eines Zeilensprungsy stem-Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsi gnal, mit:
einer Abtastzeileninterpolations- und Auflösungs umsetzungseinrichtung (2/10) zum Durchführen der Interpo lation einer Abtastzeile mit einer gegebenen Auflösung während eines Änderns des Koeffizienten zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals für jede der in das Intervall der Abtastzeilen des Zeilensprungsy stem-Bildsignals einzusetzenden Interpolationsabtastzei len und zum gleichzeitigen Ändern des Koeffizienten zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsi gnals für jedes der Halbbilder.

3. Vorrichtung zum Umsetzen eines Zeilensprungsy stem-Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsi gnal, mit:
einer zweidimensionalen Abtastzeileninterpolati ons- und Auflösungsumsetzungseinrichtung (10) zum Umset zen des Zeilensprungsystem-Bildsignals in ein Nichtzei lensprungsystem-Bildsignal anhand eines Bildsignals der Abtastzeilen in einem Halbbild;
einer dreidimensionalen Abtastzeileninterpolati ons- und Auflösungsumsetzungseinrichtung (2) zum Umsetzen des Zeilensprungsystem-Bildsignals in ein Nichtzeilen sprungsystem-Bildsignal anhand eines Bildsignals von Abtastzeilen in einem vorausgehenden Halbbild oder mehreren Halbbildern; und
einer bewegungsadaptiven Verarbeitungseinrichtung (3, 4, 5, 6) zum Erfassen der Differenz zwischen einem Bildsignal des vorausgehenden Vollbildes und einem Bild signal des momentanen Vollbilds, zum Erfassen eines Bewegungsgrades in einem Bild durch Umsetzen der Auflö sung des Differenzsignals und zum Ändern des Verhältnis ses der Hinzufügung zu den von der zweidimensionalen Ab tastzeileninterpolations- und Auflösungsumsetzungsein richtung (10) und von der dreidimensionalen Abtastzeilen interpolations- und Auflösungsumsetzungseinrichtung (2) ausgegebenen Bildsignalen gemäß dem Bewegungsgrad;
wobei die zweidimensionale Abtastzeileninterpola tions- und Auflösungsumsetzungseinrichtung (10) und die dreidimensionale Abtastzeileninterpolations- und Auflö sungsumsetzungseinrichtung (2) die Interpolation einer Abtastzeile mit einer gegebenen Auflösung durchführen, während der Koeffizient zum Wichten der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals für jede der in das Inter vall der Abtastzeilen des Zeilensprungsystem-Bildsignals einzusetzenden Interpolationsabtastzeilen geändert wird, während der Koeffizient gleichzeitig in der Weise geän dert wird, daß er die Abtastzeilen des Zeilensprungsy stem-Bildsignals für jedes der Halbbilder wichtet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der:
die bewegungsadaptive Verarbeitungseinrichtung (3, 4, 5, 6) gemäß dem Bewegungsgrad in dem Bild einen Koeffizienten erzeugt und durch Ändern der Wichtung des Koeffizienten das Verhältnis der Hinzufügung zu den von der zweidimensionalen Abtastzeileninterpolations- und Auflösungsumsetzungseinrichtung (10) und von der dreidimensionalen Abtastzeileninterpolations- und Auflösungsumsetzungseinrichtung (2) ausgegebenen Bildsignalen anpaßt.

5. Verfahren zum Umsetzen eines Zeilensprungsystem- Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal, mit dem folgenden Schritt:
Umsetzen des Zeilensprungsystem-Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsignal mit einer gegebe nen Auflösung durch einen Umsetzungsprozeß.

6. Vorrichtung zum Umsetzen eines Zeilensprungsy stem-Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem-Bildsi gnal, mit:
einer Einrichtung zum Umsetzen des Zeilen sprungsystem-Bildsignals in ein Nichtzeilensprungsystem- Bildsignal mit einer gegebenen Auflösung durch einen Umsetzungsprozeß.