DE4201647C2

DE4201647C2 - Interpolationsschaltung

Info

Publication number: DE4201647C2
Application number: DE4201647A
Authority: DE
Inventors: Dong-Il Song
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1991-01-22
Filing date: 1992-01-22
Publication date: 1994-04-21
Anticipated expiration: 2012-01-23
Also published as: JP2567771B2; US5307164A; GB2253116B; JPH04326689A; GB2253116A; KR920015925A; DE4201647A1; GB9201334D0; KR930011844B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Interpolationsschaltung und insbesondere eine Interpolations- und Abtastzeilenumsetzschal tung, die ein Zeilensprungsignal in ein Zeilenfolgesignal, d. h. ein Signal mit fortlaufender Abtastung umsetzt.

In Verbindung mit der Entwicklung der digitalen Signalver arbeitung und der Halbleiterspeichertechnik wurde das digitale Fernsehsystem entwickelt, das eine höhere Auflösung hat, da eine dreidimensionale Signalverarbeitung mit Horizontal-, Vertikal- und Zeitachsenabtastung oder -abfrage verwandt wird.

Da es jedoch unvermeidbar war, einen mit hohen Kosten verbundenen Bild- oder Halbbildspeicher für die Zeitachsenbear beitung zu verwenden, wurde ein Abtastzeilenumsetzverfahren verwandt, das mit einem zweidimensionalen Signal arbeitet, das nicht mit der Zeitachse bearbeitet ist.

Das heißt mit anderen Worten, daß dann, wenn ein digital umgesetztes Bildsignal anliegt, um eine Horizontalzeile ver zögert wird, das anliegende Bildsignal zu dem um eine Horizon talzeile verzögerten Bildsignal addiert und die Summe anschlie ßend mit 1/2 multipliziert wird, ein linear interpoliertes Interpolationssignal erzeugt wird, das vertikal zwischen den Horizontalzeilen liegt. Es wurde ein Abtastzeilenumsetzverfahren verwandt, das es durch lineare Interpolation möglich macht, umgesetzte Abtastzeilen auszugeben, indem das vertikal linear interpolierte Interpolationssignal und das anliegende Bildsignal fortlaufend abgetastet oder abgefragt werden.

Aus der GB 21 90 815 A ist es in diesem Zusammenhang be kannt, bei der digitalen Bildsignalverarbeitung die interpolier ten Zeilen aus hoch- und tiefpaßgefilterten Komponenten des Eingangssignals zu bilden. Gemäß EP 02 66 079 A2 können inter polierte Zeilen weiterhin durch horizontale, vertikale und schräge Interpolationen gebildet werden. Aus Frenken, P: Two Integrated Progressive Scan Converters, in: IEEE Transactions on Consumer Electronics, Vol. CE-32, Nr. 3, August 1986, Seite 237 bis 240 ist es weiterhin zu entnehmen, in entsprechenden Umsetz schaltungen einen Doppelgeschwindigkeitsumsetzer vorzusehen, der die Bildinformation verdoppelt, was bedeutet, daß die bit-Rate am Ausgang zweimal so hoch wie am Eingang ist.

Unter dem Begriff der fortlaufenden Abtastung oder Abfrage ist dabei zu verstehen, daß die Zeilensprungbilddaten fortlau fend, d. h. ohne Zeilensprung abgefragt oder abgetastet werden.

Wenn das Abtastintervall einer horizontalen Zeile bei der Zeilensprungabtastung 63,5 µs beträgt, dann wird ein Eingangs bildsignal während 63,5 µs erzeugt, während während der nächsten 63,5 µs ein linear interpoliertes Bildsignal ausgegeben wird.

Dabei wurde zwar kein Abfall in der horizontal gerichteten Auflösung festgestellt, die vertikal gerichtete Auflösung fiel jedoch ab.

Wenn mit anderen Worten die vertikal gerichtete Auflösung bei dem bestehenden Zeilensprungverfahren 525/2 Zeilen pro Höhe beträgt, nimmt der Durchlaßbereich oder der Bandpaß anschließend an die lineare Interpolation auf 525/4 Zeilen pro Höhe ab.

Aus dem obigen ist ersichtlich, daß einer der Nachteile des linearen Interpolationsverfahrens der Abfall der vertikalen Auflösung ist.

Zur Beseitigung dieses Nachteils bietet sich die Schrägkorre lationsinterpolation an.

Die Schrägkorrelationsinterpolation besteht darin, einen Bildpunktwert einer Interpolationszeile dadurch zu bilden, daß der Mittelwert der Bildpunkte mit hohen Korrelationen auf der Grundlage der Bildpunkte der Interpolationszeilen verwandt wird, nachdem die Korrelation der Bildpunkte in diagonalen Richtungen von rechts nach links und von oben nach unten ermittelt wurde.

Dieses Schrägkorrelationsinterpolationsverfahren kann das Auflösungsvermögen im Bereich der Schräglinie etwas verbessern, jedoch grundsätzlich keinen Abfall der Auflösung in vertikaler Richtung vermeiden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht dem gegenüber darin, eine Interpolationsschaltung anzugeben, die ein höheres Auflösungsvermögen insbesondere der Schrägzeile sowie in vertikaler Richtung liefert.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Ausbildun gen gelöst, die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 7 jeweils angegeben ist.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Interpolationsschaltungen sind Gegenstand der Patentansprüche 2 und 3 sowie 8 bis 11 jeweils.

Gegenstand der Erfindung sind weiterhin Abtastzeilenumsetz schaltungen, die unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Inter polationsschaltung aufgebaut sind und so ausgebildet sind, wie es im Kennzeichen der Patentansprüche 4 und 12 jeweils angegeben ist.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Abtastzeilenumsetzschaltungen sind Gegen stand der Patentansprüche 5 und 6 sowie 13 bis 15 jeweils.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung beson ders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher be schrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Inter polationsschaltung,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung die Null-Inter polation gemäß Fig. 1,

Fig. 3 das Schaltbild einer Abtastzeilenumsetzschaltung mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen Interpolationsschaltung,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen Interpolationsschaltung,

Fig. 5 den Frequenzgang des Horizontalbandaustastfilters in Fig. 4,

Fig. 6 einen Bereich der Interpolation in Fig. 4,

Fig. 7 eine Abtastzeilenumsetzschaltung mit dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Inter polationsschaltung,

Fig. 8 den Grundaufbau einer Abtastzeilenumsetzschaltung,

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung der in Fig. 8 dargestellten linearen Interpolation,

Fig. 10 den Frequenzgang bei der in Fig. 8 dargestellten Interpolation und

Fig. 11 eine Darstellung der Schrägkorrelationsinterpola tion.

Fig. 8 zeigt den Grundaufbau einer Abtastzeilenumsetzschal tung, Fig. 9 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der linearen Interpolation in Fig. 8, Fig. 10 zeigt den Frequenzgang gemäß der linearen Interpolation in Fig. 8 und Fig. 11 zeigt eine Darstellung der Schrägkorrelationsinterpolation.

Wenn gemäß Fig. 8 ein digital umgesetztes Bildsignal R anliegt, wird dieses um eine horizontale Zeile 1H am 1H-Ver zögerungsglied des Linearinterpolationsteils 40 verzögert. Das um 1H verzögerte Bildsignal wird dem anliegenden Bildsignal am Addierer 42 zuaddiert, am Multiplizierer 43 mit 1/2 multipli ziert und in ein vertikal linear interpoliertes Interpolations signal zwischen den horizontalen Zeilen umgewandelt.

Dieses vertikal linear interpolierte Interpolationssignal I und das anliegende Bildsignal R werden fortlaufend am Doppel geschwindigkeitsumsetzer 80 abgetastet oder abgefragt, so daß umgesetzte Abtastzeilen ausgegeben werden.

Die lineare Interpolation gemäß Fig. 9 erfolgt dadurch, daß das Bildsignal a der um 1H verzögerten Zeile n und das Bildsi gnal b der laufenden Eingangszeile n+2 addiert werden und die Summe anschließend mit 1/2 multipliziert wird.

Bei der in Fig. 10 dargestellten linearen Interpolation, bei der die Auflösung in vertikaler Richtung gleich 525/2 Zeilen pro Höhe ist, fällt das Paßband oder der Durchlaßbereich nach der linearen Interpolation auf 525/4 Zeilen pro Höhe.

Das Schrägkorrelationsinterpolationsverfahren gemäß Fig. 11, bei dem die Bildpunkte der um 1H verzögerten Zeile n gleich X11, X12 und X13 sind und bei dem die Bildpunkte der laufenden Eingangszeile n+2 gleich X31, X32 und X33 sind, wobei der Bild punkt X22 der Interpolationszeile n+1 die Basis bildet, ist ein Verfahren, bei dem der Bildpunktwert der Interpolationszeile als Mittelwert der hochkorrelierten Bildpunkte erhalten wird, wobei die Korrelation des Bildpunktes in diagonalen Richtungen nach links und rechts X11, X33; X13, X31 und nach oben und nach unten X12, X32 erfaßt wird.

Das heißt mit anderen Worten, daß

|X11 - X33| = ε1
|X12 - X32| = ε2
|X13 - X31| = ε3 ist.

Der Bildpunktwert Y22 der Interpolationszeile n+1 kann durch Mittelung nach Maßgabe der ermittelten Korrelationen der Bildpunkte wie folgt bestimmt werden:
wobei ε₁ < ε₂, ε₃ ergibt Y22=(X11+X33)/2 (1)
wobei ε₂ < ε₁, ε₃ ergibt Y22=(X12+X32)/2 (2)
wobei ε₃ < ε₁, ε₂ ergibt Y22=(X13+X31)/2 (3).

Anschließend kann der Bildpunktwert Y22 der Interpolations zeile n+1 erhalten werden.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Interpolationsschaltung.

Diese Schaltung umfaßt ein Vertikalbandpaßfilter 20, das eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung aus dem ankommenden Bildsignal herauszieht, einen Anpaßverzögerungsteil 10, der das ankommende Bildsignal um das Maß der Gruppenlaufzeit des Ver tikalbandpaßfilters 20 verzögert und anpaßt, einen Subtrahierer 30, der eine Tiefpaßkomponente vertikaler Richtung dadurch herauszieht, daß er die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom verzögerten ankommenden Bildsignal subtrahiert, einen Line arinterpolationsteil 40, der entgegen der herausgezogenen Tief paßkomponente vertikaler Richtung ein Tiefpaßinterpolations signal durch Linearinterpolation in den horizontalen Zeilen erzeugt, einen Null-Interpolationsteil 50, der ein Hochpaßinter polationssignal dadurch erzeugt, daß er Null in die Hochpaßkom ponente vertikaler Richtung des Vertikalbandpaßfilters 20 ein fügt, und einen ersten Addierer 60, der ein Interpolationssignal dadurch erzeugt, daß er das Tiefpaßinterpolationssignal und das Hochpaßinterpolationssignal addiert.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Interpolationsschaltung wird im folgenden im ein zelnen beschrieben.

Wenn gemäß Fig. 1 ein digital umgesetztes Bildsignal am Bildsignaleingang 101 liegt, dann wird am Vertikalbandpaßfilter 20 über einen Vertikalbandpaß eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung herausgezogen. Gleichzeitig wird das anliegende Bild signal beim Durchgang des Anpassungsverzögerungsteils 10 um das Maß an Gruppenlaufzeit des Vertikalbandpaßfilters verzögert. Am Subtrahierer 30 wird die Tiefpaßkomponente vertikaler Richtung herausgezogen, indem die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom verzögerten Eingangsbildsignal abgezogen wird.

Die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung wird zu einem Hochpaßinterpolationssignal IH durch eine Null-Einfügungsinter polation am Null-Interpolationsteil 50, während die Tiefpaßkom ponente vertikaler Richtung zu einem Tiefpaßinterpolationssignal IL durch Linearinterpolation vertikal zu den horizontalen Zeilen am Linearinterpolationsteil 40 wird.

Durch Addition des Hochpaßinterpolationssignals IH und des Tiefpaßinterpolationssignals IL im ersten Addierer 60 kann das Interpolationssignal I erhalten werden.

Die Null-Interpolation gemäß Fig. 2 bedeutet, daß das Bildsignal der Interpolationszeile n+1, das zwischen der um 1H verzögerten Zeile n und der laufenden Eingangszeile n+2 liegt, auf Null gesetzt wird.

Fig. 3 zeigt das Schaltbild einer Abtastzeilenumsetzschal tung mit dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Interpolationsschaltung. Die Abtastzeilen umsetzschaltung besteht aus einem Vertikalbandpaßfilter 20, das eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung aus dem Eingangs bildsignal herauszieht, einem Anpassungsverzögerungsteil 10, der das Eingangsbildsignal um das Maß an Gruppenlaufzeit des Ver tikalbandpaßfilters 20 anpaßt und verzögert, einem Subtrahierer 30, der eine Tiefpaßkomponente vertikaler Richtung dadurch herauszieht, daß er die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom verzögerten Eingangsbildsignal abzieht, einem Linearinter polationsteil 40, der im Gegensatz zur herausgezogenen Tiefpaß komponente vertikaler Richtung das Tiefpaßinterpolationssignal durch lineare Interpolation unter den Horizontalzeilen erzeugt, einem zweiten Addierer 70, der das ursprüngliche Eingangsbild signal dadurch wiederherstellt, daß er die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom Vertikalbandpaßfilter 20 und die Tief paßkomponente vertikaler Richtung vom Ausgang des Addierers 30 addiert, und einem Doppelgeschwindigkeitsumsetzer 80, der das ursprüngliche Eingangsbildsignal, das vom zweiten Addierer 70 ausgegeben wird, und das Interpolationssignal, das vom Addierer 60 ausgegeben wird, fortlaufend abtastet oder abfragt und aus gibt.

Das in Fig. 3 dargestellte Vertikalbandpaßfilter 20 besteht aus einem ersten 1H-Verzögerungsglied 21, das das ankommende Bildsignal am Bildsignaleingang 101 um eine horizontale Zeile verzögert, einem zweiten 1H-Verzögerungsglied 23, das das Bild signal, das um eine horizontale Zeile bereits verzögert ist, nochmal um eine horizontale Zeile verzögert, einem ersten und einem zweiten Multiplikator 22 und 24, die das Bildsignal und das um zwei horizontale Zeilen an den Verzögerungsgliedern 21, 23 verzögerte Bildsignal mit 1/2 multiplizieren, und einem dritten Addierer 25, der die Hochpaßkomponente vertikaler Rich tung dadurch ausgibt, daß er das um eine horizontale Zeile am ersten Verzögerungsglied 21 verzögerte Bildsignal und die Aus gangssignale der beiden Multiplikatoren 22 und 24 addiert.

Der Linearinterpolationsteil 40 verzögert in der oben beschriebenen Weise das ankommende Bildsignal um eine horizonta le Zeile am dritten 1H-Verzögerungsglied 41. Nach einer Addition des Eingangsbildsignales zum um eine horizontale Zeile verzöger ten Bildsignal am vierten Addierer 42 wird das Signal am dritten Multiplikator 43 mit 1/2 multipliziert, so daß sich ein Tiefpaß interpolationssignal IL durch Linearinterpolation der Tiefpaß komponente vertikaler Richtung vom Ausgang des Addierers 30 ergibt.

Im folgenden wird anhand von Fig. 3 die Arbeitsweise der Abtastzeilenumsetzschaltung im einzelnen beschrieben.

Wenn ein digital umgesetztes Bildsignal am Bildsignalein gang 110 liegt, dann wird das Eingangsbildsignal am ersten Multiplikator 22 mit -1/2 multipliziert, wobei das Eingangs bildsignal gleichzeitig am ersten Verzögerungsglied 21 liegt und anschließend nach einer Verzögerung um eine horizontale Zeile am Verzögerungsglied 21 am dritten Addierer 25 liegt.

Das um eine horizontale Zeile am ersten Verzögerungsglied 21 verzögerte Bildsignal wird erneut um eine horizontale Zeile am zweiten Verzögerungsglied 23 verzögert und am zweiten Multi plikator 24 mit -1/2 multipliziert, wobei es schließlich am dritten Addierer 25 liegt. Das Eingangsbildsignal paßt zur Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom Addierer 25 insofern, als es am Anpassungsverzögerungsteil 10 um das Maß an Gruppen laufzeit des Vertikalbandpaßfilters 20 verzögert ist. Die Tief paßkomponente vertikaler Richtung wird somit dadurch herausgezo gen, daß die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom Bildsi gnal abgezogen wird, das an einem Subtrahierer 30 verzögerungs angepaßt ist. Das Tiefpaßinterpolationssignal IL wird am Linear interpolationsteil 40 dadurch ausgegeben, daß es entgegen der Tiefpaßkomponente vertikaler Richtung linear interpoliert wird. Das Hochpaßinterpolationssignal IH wird am Null-Interpolation steil 50 dadurch ausgegeben, daß es im Gegensatz zu der her ausgezogenen Hochpaßkomponente vertikaler Richtung Null-einfü gungsinterpoliert wird.

Ein Interpolationssignal wird am ersten Addierer 60 dadurch erzeugt, daß das Tiefpaßinterpolationssignal IL vom Linearinter polationsteil 40 und das Hochpaßinterpolationssignal IH vom Null-Interpolationsteil 50 addiert werden. Das ursprüngliche Eingangsbildsignal R wird am zweiten Addierer 70 dadurch wie derhergestellt, daß die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom Vertikalbandpaßfilter 20 und die Tiefpaßkomponente vertikaler Richtung vom Addierer 30 addiert werden. Der Doppelgeschwin digkeitsumsetzer 80, an dem das wiederhergestellte ursprüngliche Bildsignal R und das Interpolationssignal I liegen, gibt fort laufende Abfrage- oder Abtastwerte aus. Dementsprechend kann eine Abtastzeilenumsetzerschaltung mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Interpolationsschaltung die vertikale Auflösung dadurch erhöhen, daß das Hochpaßinterpolationssignal und das Signal im nächsten Halbbild benutzt werden, wobei die Hochfrequenzcharakteristik gemäß der optischen Charakteristik des Menschen beibehalten wird. Optische Störungen der Abtastzei lenstruktur, die bei einem linear interpolierten Tiefpaßinter polationssignal IL auftreten können, sind ausgeschlossen. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, kann derselbe Arbeitsvorgang, wie er oben beschrieben wurde, auch dann ausgeführt werden, wenn der Null-Interpolationsteil 50 und der erste Addierer 60 fehlen und wenn das Tiefpaßinterpolationssignal vom Linearinterpolation steil 40 als Interpolationssignal I am Doppelgeschwindigkeits absatzumsetzer 80 liegt.

Insofern nämlich bei der fortlaufenden Abtastung am Doppel geschwindigkeitsabsatzumsetzer 80 das ursprüngliche Bildsignal R und das Interpolationssignal I fortlaufend abgetastet werden, kann das Einfügen von Null in die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung zu dem identischen Ergebnis führen oder die gleiche Wirkung haben wie es beim Abtasten oder Abfragen des Tiefpaß interpolationssignals IL des Linearinterpolationsteils 40 für die Interpolationszeile in Form des Interpolationssignals I der Fall ist.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Interpolationsschaltung, die aus einem Vertikal bandpaßfilter 20, das eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom Eingangsbildsignal herauszieht, einem Anpassungsverzöge rungsteil 10, der das Eingangsbildsignal um das Maß an Gruppen laufzeit des Vertikalbandpaßfilters 20 anpaßt und verzögert, einem Horizontalbandaustastfilter 90, das das erste Interpola tionsbandsignal durch Horizontalbandaustastfiltern der herausge zogenen Hochpaßkomponente vertikaler Richtung herauszieht, einem Subtrahierer 30, der ein zweites Interpolationsbandsignal dadurch bildet, daß er das erste Interpolationsbandsignal vom verzögerten Eingangsbildsignal abzieht, einem Schrägkorrelationsinterpola tionsteil 100, der ein Tiefpaßinterpolationssignal dadurch erzeugt, daß er das zweite Interpolationsbandsignal in Form einer Schrägkorrelation interpoliert, einem Null-Interpolationsteil 50, der das Hochpaßinterpolationssignal dadurch erzeugt, daß er Null in das erste herausgezogene Interpolationssignal einfügt, und einem ersten Addierer 60 aufgebaut ist, der das Interpola tionssignal dadurch ausgibt, daß er die Tiefpaß- und Hochpaß interpolationssignale addiert.

Fig. 5 zeigt den Frequenzgang des Horizontalbandaustastfil ters 90 in Fig. 4.

Fig. 6 zeigt einen Interpolationsbereich gemäß Fig. 4, wobei die schrägschraffierten Bereiche K1 und K2 Null-Einfü gungsinterpolationsbereiche sind und der Rest der Schrägkorrela tionsinterpolationsbereich ist.

Das in Fig. 4 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden im einzelnen anhand des in Fig. 5 dargestellten Frequenzgangs und anhand des in Fig. 6 dargestell ten Interpolationsbereichsdiagramms erläutert.

Wenn gemäß Fig. 4 das digital umgesetzte Bildsignal am Bildsignaleingang 101 liegt, dann wird das Eingangsbildsignal über den vertikalen Bandpaß am Vertikalbandpaßfilter 20 gefil tert und wird die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung her ausgezogen.

Gleichzeitig wird das Eingangsbildsignal am Anpassungsver zögerungsteil 10 um das Maß an Gruppenlaufzeit des Vertikalband paßfilters 20 verzögert. Am Horizontalbandaustastfilter 90 ex trahiert der Null-Interpolationsbereich, der der schrägschraf fierte Bereich K1, K2 in Fig. 6 ist, nur das erste Interpola tionsbandsignal. Der Frequenzgang des Horizontalbandaustastfil ters 90 ist in Fig. 5 dargestellt, wobei mit P das Paßband und mit S das Sperrband bezeichnet sind.

Am Addierer 30 extrahiert der Schrägkorrelationsinterpola tionsbereich, der den Null-Interpolationsbereich ausschließt, d. h. der Teil, der außerhalb des schraffierten Bereiches K1 und K2 liegt, das zweite Interpolationsbandsignal.

Das erste Interpolationsbandsignal, das durch Nulleinfügung interpoliert ist, wird am Nulleinfügungsinterpolationsteil 50 zum Hochpaßinterpolationssignal IH, während das zweite Inter polationsbandsignal, das durch Schrägkorrelation interpoliert ist, zum Tiefpaßinterpolationssignal IL am Schrägkorrelations interpolationsteil 100 wird.

Das erste Interpolationsbandsignal, das in der Hochpaßkom ponente, die vom Vertikalbandpaßfilter 20 abgetrennt wird, eine Schrägkorrelationsinterpolation erfahren hat, wird zu einem Signal, abgesehen vom Bildsignal, das die Auflösung erhöht.

Das zweite Interpolationsbandsignal, das durch Schrägkorre lation interpoliert worden ist, wird zu einer Tiefpaßkomponente vertikaler Richtung, um die Auflösung des Schrägbereiches zu erhöhen und zu einem Hochpaßsignal vertikaler Richtung abgesehen vom ersten Interpolationsbandsignal K1, K2.

Es kann daher eine höhere Auflösung am Schrägteil zusammen mit einer Vermeidung eines Abfalls der Auflösung im Null-Inter polationsbereich erzielt werden.

Fig. 7 zeigt eine Abtastzeilenumsetzschaltung mit dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Interpolationsschaltung, die ein Vertikalbandpaßfilter 20, das vom ankommenden Bildsignal eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung herauszieht, einen Anpassungsverzögerungsteil 10, der das ankommende Bildsignal um das Maß an Gruppenlaufzeit des Vertikalbandpaßfilters 20 verzögert und anpaßt, ein Horizontal bandaustastfilter 90, das ein erstes Interpolationsbandsignal dadurch extrahiert, daß es die Vertikalhochpaßkomponente am horizontalen Band austastfiltert, einen Subtrahierer 30, der ein zweites Interpolationsbandsignal dadurch extrahiert, daß er das erste Interpolationsbandsignal vom verzögerten Eingangsbild signal abzieht, einen Schrägkorrelationsinterpolationsteil 100, der ein Tiefpaßinterpolationssignal dadurch erzeugt, daß er das zweite Interpolationsbandsignal über eine Schrägkorrelation interpoliert, einen zweiten Addierer 70, der das ursprüngliche Eingangsbildsignal dadurch wiederherstellt, daß er das erste Interpolationsbandsignal, das das Ausgangssignal des Horizon talbandaustastfilters 90 ist, und das zweite Interpolations bandpaßsignal addiert, das das Ausgangssignal des Subtrahierers 30 ist, und schließlich einen Doppelgeschwindigkeitsumsetzer 80 umfaßt, der über fortlaufendes Abtasten eines Tiefpaßinterpola tionssignals vom Schrägkorrelationsinterpolationsteil 100 und des ursprünglichen Eingangsbildsignals, das vom Addierer 70 wiederhergestellt wird, ein Ausgangssignal ausgibt.

Das in Fig. 7 dargestellte Vertikalbandpaßfilter 20 umfaßt ein erstes Verzögerungsglied 21, das das Eingangsbildsignal vom Bildsignaleingang 101 um eine horizontale Zeile verzögert, ein zweites Verzögerungsglied 23, das das um eine horizontale Zeile verzögerte Bildsignal erneut um eine horizontale Zeile verzö gert, einen ersten und einen zweiten Multiplikator 22 und 24, die das Bildsignal und das um zwei horizontale Zeilen an den Verzögerungsgliedern 21, 23 verzögerte Bildsignal mit -1/2 multiplizieren, und einen dritten Addierer 25, der eine Hochpaß komponente vertikaler Richtung dadurch ausgibt, daß er das um eine horizontale Zeile im Verzögerungsglied 21 verzögerte Bild signal zum Ausgangssignal des ersten und zweiten Multiplikators 22, 24 addiert.

Das Horizontalbandaustastfilter 90 besteht aus einem Ver zögerungsglied 91, das die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom dritten Addierer 25 des Vertikalbandpaßfilters 20 um vier Bildpunkte verzögert, einem vierten Addierer 92, der die laufen de ankommende Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom dritten Addierer 25 des Vertikalbandpaßfilters 20 und die Hochpaßkom ponente vertikaler Richtung, die am Verzögerungsglied 91 um vier Bildpunkte verzögert ist, addiert, und einem dritten Multiplika tor 93, der den Wert der Hochpaßkomponente vertikaler Richtung dadurch ermittelt, daß er den Wert der Hochpaßkomponente ver tikaler Richtung, der am vierten Addierer 92 addiert wurde, mit 1/2 multipliziert.

Im folgenden wird die in Fig. 7 dargestellte Abtastzeilen umsetzschaltung im einzelnen beschrieben.

Wenn das digital umgesetzte Bildsignal am Eingang 101 liegt, dann filtert das Vertikalbandpaßfilter 20 das ankommende Bildsignal über den vertikalen Bandpaß, so daß eine Hochpaßkom ponente vertikaler Richtung ausgegeben wird.

Im Anpassungsverzögerungsteil 10 wird das ankommende Bildsi gnal um das Maß an Gruppenlaufzeit des Vertikalbandpaßfilters 20 angepaßt und verzögert.

Das Horizontalbandaustastfilter 90 extrahiert das erste Interpolationsbandsignal, indem es über ein Horizontalband die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom Vertikalbandpaßfilter 20 austastfiltert.

Der Addierer 30 extrahiert das zweite Interpolationsband signal, dadurch, daß er das erste Interpolationsbandsignal, das vom Horizontalbandaustastfilter 90 kommt, vom Eingangsbildsignal abzieht, das im Anpassungsverzögerungsteil 10 verzögert ist.

Der Schrägkorrelationsinterpolationsteil 100 erzeugt ein Tiefpaßinterpolationssignal IL dadurch, daß er das zweite Inter polationsbandsignal über eine Schrägkorrelation interpoliert.

Ein Null-Interpolationsteil 50 erzeugt ein Hochpaßinter polationssignal IH, indem er Null in das erste Interpolations bandsignal einfügt.

Der erste Addierer 60 erzeugt ein Interpolationssignal I dadurch, daß er das Tiefpaßinterpolationssignal IL vom Schräg korrelationsinterpolationsteil 100 und das Hochpaßinterpola tionssignal IH vom Null-Interpolationsteil 50 addiert.

Der zweite Addierer 70 stellt das ursprüngliche Eingangs bildsignal R dadurch wieder her, daß er die beiden Interpola tionsbandsignale addiert.

Ein Doppelgeschwindigkeitsumsetzer 80 gibt ein Signal aus, indem er fortlaufend das anliegende wiederhergestellte ursprüng liche Bildsignal R und das Interpolationssignal I abtastet oder abgreift.

Das Horizontalbandaustastfilter 90 verzögert die Hochpaß komponente vertikaler Richtung, die vom Vertikalbandpaßfilter 20 abgetrennt wird, um vier Bildpunkte. Es gibt das erste Inter polationsbandsignal, das gleich dem Null-Interpolationsbereich K1, K2 ist, der in Fig. 6 schräg schraffiert ist, aus, nachdem es im vierten Addierer 92 die verzögerte Hochpaßkomponente vertikaler Richtung und die laufende ankommende Hochpaßkomponen te vertikaler Richtung addiert und im dritten Multiplikator 93 mit 1/2 multipliziert hat.

Derselbe Arbeitsvorgang, wie er oben beschrieben wurde, kann auch dann erhalten werden, wenn der Null-Interpolationsteil 50 und der Addierer 60 in Fig. 7 fehlen, und das Ausgangssignal des Schrägkorrelationsinterpolationsteils 100 am Doppelgeschwin digkeitsumsetzer 80 als Interpolationssignal I liegt.

Wie es oben beschrieben wurde, besteht der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung darin, daß durch fortlaufende Abtastinterpolation eines ursprünglichen ankommenden Bildsignals und mit Abtastzeilenumsetzschaltungen ohne Verwendung von Bild- und Halbbildspeichereinrichtungen ein Abfall der Auflösung in vertikaler Richtung und eine optische Beeinträchtigung des Bildes vermieden werden können, die bei dem Abtastzeilenaufbau nach dem Zeilensprungabtastverfahren auftreten können.

Claims

1. Interpolationsschaltung, gekennzeichnet durch
ein Vertikalbandpaßfilter (20), das eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom ankommenden Bildsignal extrahiert,
einen Anpassungsverzögerungsteil (10), der das ankommende Bildsignal um das Maß an Gruppenlaufzeit des Vertikalbandpaßfil ters (20) verzögert und anpaßt,
einen Subtrahierer (30), der eine Tiefpaßkomponente ver tikaler Richtung dadurch extrahiert, daß er die Hochpaßkomponen te vertikaler Richtung vom verzögerten ankommenden Bildsignal abzieht,
einen Linearinterpolationsteil (40), der im Gegensatz zur Tiefpaßkomponente vertikaler Richtung ein Tiefpaßinterpolations signal dadurch erzeugt, daß er zwischen den Horizontalzeilen linear interpoliert,
einen Null-Interpolationsteil (50), der ein Hochpaßinter polationssignal dadurch erzeugt, daß er das hochpaßgefilterte vertikale Interpolationssignal des Vertikalbandpaßfilters (20) unterdrückt, und
einen ersten Addierer (60), der das Interpolationssignal dadurch erzeugt, daß er das Tiefpaßinterpolationssignal zum Hochpaßinterpolationssignal addiert.

2. Interpolationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Null-Interpolationsteil (50) das Hochpaßinter polationssignal durch eine Null-Einfügungsinterpolation erzeugt, die den Pegel des Bildsignals der Interpolationszeile, die zwischen der um eine horizontale Zeile verzögerten Zeile und der laufenden ankommenden Zeile erzeugt wird, auf Null setzt.

3. Interpolationsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Interpolationssignal durch Addieren eines Tiefpaßinterpolationssignals und eines Hochpaßinterpolations signals gebildet wird, die getrennt erzeugt werden.

4. Abtastzeilenumsetzschaltung, gekennzeichnet durch
ein Vertikalbandpaßfilter (20), das eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom Eingangsbildsignal extrahiert,
einen Anpassungsverzögerungsteil (10), der das Eingangs bildsignal um das Maß an Gruppenlaufzeit des Vertikalbandpaßfil ters (20) verzögert und anpaßt,
einen Subtrahierer (30), der eine Tiefpaßkomponente ver tikaler Richtung dadurch extrahiert, daß er die Hochpaßkomponen te vertikaler Richtung vom verzögerten Eingangsbildsignal ab zieht,
einen Linearinterpolationsteil (40), der im Gegensatz zur Tiefpaßkomponente vertikaler Richtung ein Tiefpaßinterpolations signal durch lineare Interpolation unter den Horizontalzeilen erzeugt,
einen zweiten Addierer (70), der das ursprüngliche Ein gangsbildsignal dadurch wiederherstellt, daß er die Hochpaßkom ponente vertikaler Richtung, die Ausgangssignal des Vertikal bandpaßfilters (20) ist, und die Tiefpaßkomponente vertikaler Richtung addiert, die Ausgangssignal eines Addierers (30) ist, und
einen Doppelgeschwindigkeitsumsetzer (80), der durch fort laufendes Abtasten oder Abfragen des ursprünglichen Eingangs bildsignals, das vom zweiten Addierer (70) wiederhergestellt wird, und des Tiefpaßinterpolationssignals, das vom Linearinter polationsteil (40) kommt, ein Ausgangssignal ausgibt.

5. Schaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen Null-Interpolationsteil (50), der ein Hochpaßinter polationssignal dadurch erzeugt, daß er Null in die Hochpaßkom ponente vertikaler Richtung des Vertikalbandpaßfilters (20) einfügt, wobei durch Addition des Tiefpaßinterpolationssignals und des Hochpaßinterpolationssignals, die am ersten Addierer (60) addiert werden, der das Interpolationssignal ausgibt, der Doppelgeschwindigkeitsabsatzumsetzer (80) fortlaufend das ur sprüngliche Eingangsbildsignal, das vom zweiten Addierer (70) wiederhergestellt wird, und das Interpolationssignal vom ersten Addierer (60) abtastet oder abfragt.

6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vertikalbandpaßfilter (20) ein erstes Verzögerungsglied (21), das das ankommende Bildsignal um eine horizontale Zeile verzögert, ein zweites Verzögerungsglied (23), das das um eine horizontale Zeile verzögerte Bildsignal erneut um eine horizon tale Zeile verzögert, einen ersten und einen zweiten Multiplika tor (22, 24), die das Bildsignal und das um zwei horizontale Zeilen verzögerte Bildsignal mit -1/2 multiplizieren, und einen dritten Addierer (25) umfaßt, der die Hochpaßkomponente ver tikaler Richtung dadurch ausgibt, daß er das um eine horizontale Zeile verzögerte Bildsignal und die Ausgangssignale des ersten und zweiten Multiplikators (22, 24) addiert.

7. Interpolationsschaltung, gekennzeichnet durch
ein Vertikalbandpaßfilter (20), das eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom ankommenden Bildsignal extrahiert,
einen Anpassungsverzögerungsteil (10), der das ankommende Bildsignal um das Maß an Gruppenlaufzeit des Vertikalbandpaßfil ters (20) verzögert und anpaßt,
ein Horizontalbandaustastfilter (90), das ein erstes Inter polationsbandsignal dadurch erzeugt, daß es die Hochpaßkomponen te vertikaler Richtung über eine Vertikalbandaustastung filtert,
einen Subtrahierer (30), der ein zweites Interpolations bandsignal vom verzögerten Eingangsbildsignal extrahiert,
einen Schrägkorrelationsinterpolationsteil (100), der ein Tiefpaßinterpolationssignal dadurch erzeugt, daß er das zweite Interpolationsbandsignal über eine Schrägkorrelation interpo liert,
einen Null-Interpolationsteil (50), der ein Hochpaßinter polationssignal dadurch erzeugt, daß er das erste Interpola tionsbandsignal unterdrückt, und
einen ersten Addierer (60), der das Interpolationssignal dadurch ausgibt, daß er das Tiefpaßinterpolationssignal und das Hochpaßinterpolationssignal addiert.

8. Interpolationsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Null-Interpolationsteil (50) das Hochpaßinter polationssignal über eine Null-Einfügungsinterpolation erzeugt, die bewirkt, daß das Bildsignal zwischen einer um eine horizon tale Zeile verzögerte Zeile und der laufenden Eingangszeile mit einem Pegel gleich Null erscheint.

9. Interpolationsschaltung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß das Interpolationssignal durch eine Addition nach einer Aufteilung in ein Tiefpaßinterpolationssignal und ein Hochpaßinterpolationssignal erhalten wird.

10. Interpolationsschaltung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das erste Interpolationsbandsignal neben dem Bildsignal die Auflösung durch Interpolation über Schrägkorrela tion der Hochpaßkomponente vertikaler Richtung erhöht, die vom Vertikalbandpaßfilter (20) abgetrennt wird.

11. Interpolationsschaltung nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß das zweite Interpolationsbandsignal eine Tiefpaßkomponente vertikaler Richtung, die das Auflösungsver mögen des Schrägteils über eine Schrägkorrelationsinterpolation erhöht, und eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung neben dem ersten Interpolationsbandsignal umfaßt.

12. Abtastzeilenumsetzschaltung, gekennzeichnet durch
ein Vertikalbandpaßfilter (20), das eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom Eingangsbildsignal extrahiert,
einen Anpassungsverzögerungsteil (10), der das Eingangs bildsignal um das Maß an Gruppenlaufzeit des Vertikalbandpaßfil ters (20) verzögert und anpaßt,
ein Horizontalbandaustastfilter (90), das ein Interpola tionsbandsignal dadurch extrahiert, daß es die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung über eine Horizontalbandaustastung filtert,
einen Subtrahierer (30), der ein zweites Interpolations bandsignal dadurch extrahiert, daß er das erste Interpolations signal vom verzögerten Eingangsbildsignal abzieht,
einen zweiten Addierer (70), der das ursprüngliche Ein gangsbildsignal dadurch wiederherstellt, daß er das erste Inter polationsbandsignal, das das Ausgangssignal des Horizontal bandaustastfilters ist und das zweite Interpolationsbandsignal addiert, das das Ausgangssignal des Subtrahierers (30) ist, und
einen Doppelgeschwindigkeitsumsetzer (80), der über fort laufendes Abtasten oder Abfragen des ursprünglichen Eingangs bildsignals, das vom zweiten Addierer (70) wiederhergestellt wird, und des Tiefpaßinterpolationssignals vom Schrägkorrela tionsteil (100) ein Ausgangssignal erzeugt.

13. Schaltung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Null-Interpolationsteil (50), der ein Hochpaßinterpolations signal dadurch erzeugt, daß er Null in das erste Interpolations signal einfügt, und einen ersten Addierer (60) umfaßt, der das Interpolationssignal dadurch erzeugt, daß er das Tiefpaßinter polationssignal und das Hochpaßinterpolationssignal addiert, wobei das ursprüngliche Eingangsbildsignal das vom zweiten Addierer (70) wiederhergestellt wird, und das Interpolations signal des ersten Addierers (60) fortlaufend am Doppelgeschwin digkeitsabtastumsetzer (80) abgetastet oder abgefragt werden.

14. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Vertikalbandpaßfilter (20) ein erstes Verzögerungsglied (21), das das Eingangsbildsignal um eine horizontale Zeile verzögert,
ein zweites Verzögerungsglied (23), das das um eine hori zontale Zeile verzögerte Bildsignal nochmals um eine horizontale Zeile verzögert,
einen ersten und einen zweiten Multiplikator (22, 24), die das Bildsignal und das um zwei horizontale Zeilen verzögerte Bildsignal mit -1/2 multiplizieren, und einen dritten Addierer (25) umfaßt, der eine Hochpaßkomponente vertikaler Richtung dadurch ausgibt, daß er das um eine horizontale Zeile verzögerte Bildsignal und die Ausgangssignale der beiden Multiplikatoren (22, 24) addiert.

15. Schaltung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Horizontalbandaustastfilter (90) ein Verzögerungsglied (91), das die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom dritten Ad dierer (25) des Vertikalbandpaßfilters (20) um vier Bildpunkte verzögert, einen vierten Addierer (92), der die laufende ankom mende Hochpaßkomponente vertikaler Richtung vom dritten Addierer (25) und die Hochpaßkomponente vertikaler Richtung, die um vier Bildpunkte verzögert ist, addiert, und einen dritten Multiplika tor (93) umfaßt, der den Wert der Hochpaßkomponente vertikaler Richtung, der am vierten Addierer (92) addiert wurde, mittelt.