JP2000134586A - Image information conversion device and image display device - Google Patents

Image information conversion device and image display device

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JP2000134586A
JP2000134586A JP29945298A JP29945298A JP2000134586A JP 2000134586 A JP2000134586 A JP 2000134586A JP 29945298 A JP29945298 A JP 29945298A JP 29945298 A JP29945298 A JP 29945298A JP 2000134586 A JP2000134586 A JP 2000134586A
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pixels
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image signal
signal
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哲二郎 近藤
Yasushi Tatsuhira
靖 立平
Nobuyuki Asakura
伸幸 朝倉
Masashi Uchida
真史 内田
Takuo Morimura
卓夫 守村
Kazutaka Ando
一隆 安藤
Hideo Nakaya
秀雄 中屋
Tsutomu Watanabe
勉 渡辺
Masaru Inoue
賢 井上
Wataru Niitsuma
渉 新妻
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate the output image signals of higher resolution compared with the input image signals in various formats. SOLUTION: The output image signals of double number of pixels are produced at different pixel positions of both vertical and horizontal directions by an LSI 101A of a pixel generation device for class sorting adaptive processing. In the same way, the output image signals of high resolution are produced by an LSI 101B. The line frequency of ever output image signal is quadrupled by the line memories 6A, 6B, 16A and 16B. A selector 7A selects the image data which are generated at every pixel position. A progressive signal having double number of both horizontal and vertical pixels on an interlace signal having double number of horizontal pixels and quadruple number of vertical pixels can be taken out at an output terminal 122 of the selector 74.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、テレビ
ジョン受像機に用いて好適な画像情報変換装置および画
像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image information conversion device and an image display device suitable for use in, for example, a television receiver.

【0002】[0002]

【従来の技術】入力画像信号を線形補間処理して、垂直
方向の画素数(ライン数)を2倍とする画像処理装置が
知られている。このような画像処理装置は、例えばイン
ターレス方式をプログレッシブ方式に変換するのに適用
できる。この変換は、インターレス方式であることに起
因するラインフリッカを軽減するためになされる。例え
ばグラフィックスの画像では、ラインフリッカが目立つ
問題があり、グラフィックス画像を表示する時には、イ
ンターレス方式よりもプログレッシブ方式の方が高画質
とできる。
2. Description of the Related Art There has been known an image processing apparatus which linearly interpolates an input image signal to double the number of pixels (the number of lines) in a vertical direction. Such an image processing apparatus can be applied to, for example, converting an interlace system to a progressive system. This conversion is performed to reduce line flicker caused by the interlace system. For example, in a graphics image, there is a problem that line flicker is conspicuous. When displaying a graphics image, the progressive system can achieve higher image quality than the interlace system.

【0003】従来のこの種の画像情報変換装置は、入力
される例えば525i信号(走査線525本のインター
レス方式の信号)を動き判定処理し、動きがない場合に
は、フレーム間補間を行い、動きがある場合には、フィ
ールド内補間を行うようにしている。フィールド間補間
は、前フィールドのラインの信号を使用して新たなライ
ンの信号を形成し、フィールド内補間は、同一フィール
ドの上下のラインの信号の平均値により新たなラインの
信号を形成する。
A conventional image information conversion apparatus of this type performs a motion determination process on an input 525i signal (interlaced signal of 525 scanning lines), and performs inter-frame interpolation when there is no motion. If there is motion, intra-field interpolation is performed. The inter-field interpolation forms a signal of a new line using the signal of the line of the previous field, and the intra-field interpolation forms a signal of the new line by averaging the signals of the upper and lower lines of the same field.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の画像情報変換装
置は、補間により形成する画素の位置が固定されている
ため、他の時空間位置の画素を生成するためには、その
目的に合った専用の装置を構成する必要がある。従っ
て、複数の従来の画像情報変換装置を組み合わせても、
他の時空間位置に画素を生成する機能を実現することが
できない問題があった。従って、従来の画像情報変換装
置をLSI(Large Scale Integrated Circuit)として設
計した時に、複数個のLSIを使用しも画像情報変換機
能を拡張することができなかった。
In the conventional image information conversion apparatus, since the positions of pixels formed by interpolation are fixed, in order to generate pixels at other spatiotemporal positions, the image information conversion apparatus meets the purpose. It is necessary to configure a dedicated device. Therefore, even if a plurality of conventional image information conversion devices are combined,
There is a problem that a function of generating a pixel at another spatiotemporal position cannot be realized. Therefore, when the conventional image information conversion device is designed as an LSI (Large Scale Integrated Circuit), the image information conversion function cannot be extended even if a plurality of LSIs are used.

【0005】また、従来の画像情報変換装置は、入力画
像信号を基にして、単に垂直方向の補間を行っているに
過ぎないため、解像度は基となるSD信号より高くなら
ない。また、平均値で作成されたラインは、現存ライン
と比較して垂直解像度が劣化しているために、現存ライ
ンと補間ラインとの間で、解像度の差が目立つ問題があ
る。さらに、画像信号にノイズがある場合、上下ライン
の平均値を用いた場合には、ランダムノイズを足し合わ
せることになり、作成ラインでノイズが減少することに
なる。この結果、ノイズが減少した作成ラインと、そう
でない現存ラインとが交互に現れることになり、画質劣
化が生じる。さらに、動き検出の結果に基づいて補間方
法(静止画処理と動画処理)を切り替える時に、動き検
出を誤った時に、画質の劣化が大きい問題があった。
[0005] Further, the conventional image information conversion apparatus merely performs vertical interpolation based on an input image signal, and therefore the resolution does not become higher than that of the base SD signal. Also, the line created with the average value has a problem that the difference in resolution between the existing line and the interpolation line is noticeable because the vertical resolution is deteriorated as compared with the existing line. Furthermore, when there is noise in the image signal, and when the average value of the upper and lower lines is used, random noise is added, and noise is reduced in the created line. As a result, the created line in which the noise has been reduced and the existing line in which the noise has been reduced appear alternately, and the image quality deteriorates. Further, there is a problem that when the interpolation method (still image processing and moving image processing) is switched based on the result of the motion detection, the image quality is greatly deteriorated when the motion detection is erroneous.

【0006】従って、この発明の目的は、複数の機能を
実現することが可能で、画質劣化を防止することが可能
な画像情報変換装置および画像表示装置を提供すること
にある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an image information conversion device and an image display device capable of realizing a plurality of functions and preventing image quality deterioration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上述した課題を達成する
ために、請求項1の発明は、入力画像信号の画素数より
多い画素数の出力画像信号を生成するようにした画像情
報変換装置において、第1の画素位置に、水平方向の画
素数が入力画素数の2倍とされた第1の出力画像信号を
生成し、第1の画素位置と垂直方向に異なる第2の画素
位置に、水平方向の画素数が入力画素数の2倍とされた
第2の出力画像信号を生成する複数個の画素生成装置
と、複数個の画素生成装置のそれぞれの第1および第2
の出力画像信号のライン周波数またはフィールド周波数
をN倍(Nは、2以上の整数)とした第3および第4の
出力画像信号を生成し、複数個の画素生成装置のそれぞ
れの第3および第4の出力画像信号を選択的に合成する
ことによって、出力画像信号を生成する出力処理装置と
を備え、複数個の画素生成装置のそれぞれは、第1およ
び第2の画素位置の第1および第2の出力画像信号の画
素値をそれぞれ生成する第1および第2の信号生成部か
らなり、第1および第2の信号生成部のそれぞれは、第
1および第2の画素位置のそれぞれの周辺に位置する入
力画像信号の複数の第1の画素に基づいて、クラス情報
を形成するクラス決定部と、予め取得されている予測係
数をクラス情報毎に記憶し、クラス決定部からのクラス
情報が入力されることによって、予測係数を出力するメ
モリ部と、第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺
に位置する入力画像信号の複数の第2の画素と、メモリ
部からの予測係数の線形推定式によって、画素を生成す
る画素値生成部とを有することを特徴とする画像情報変
換装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image information conversion apparatus for generating an output image signal having a larger number of pixels than the number of pixels of an input image signal. Generating a first output image signal in which the number of pixels in the horizontal direction is twice the number of input pixels in a first pixel position, and in a second pixel position vertically different from the first pixel position, A plurality of pixel generation devices for generating a second output image signal in which the number of pixels in the horizontal direction is twice the number of input pixels, and first and second pixels of the plurality of pixel generation devices, respectively.
, The third and fourth output image signals having the line frequency or the field frequency of the output image signal N times (N is an integer of 2 or more) are generated, and the third and fourth output image signals of the plurality of pixel generation devices are respectively generated. And an output processing device that generates an output image signal by selectively synthesizing the output image signals of the first and second pixel positions. The first and second signal generators respectively generate pixel values of the output image signal of the first and second pixels, and the first and second signal generators respectively surround the first and second pixel positions. A class determining unit that forms class information based on a plurality of first pixels of a located input image signal, and a prediction coefficient that is acquired in advance is stored for each class information, and the class information from the class determining unit is input. Be done By the above, a memory unit that outputs a prediction coefficient, a plurality of second pixels of an input image signal located around each of the first and second pixel positions, and a linear estimation expression of a prediction coefficient from the memory unit And a pixel value generation unit that generates pixels.

【0008】請求項4の発明は、入力画像信号の画素数
より多い画素数の出力画像信号を生成するようにした画
像情報変換装置において、第1の画素位置に、水平方向
の画素数が入力画素数の2倍とされた第1の出力画像信
号を生成し、第1の画素位置と水平方向で異なる第2の
画素位置に、水平方向の画素数が入力画素数の2倍とさ
れた第2の出力画像信号を生成する複数個の画素生成装
置と、複数個の画素生成装置のそれぞれの第1および第
2の出力画像信号を選択的に合成することによって、水
平方向に画素数が多くされた出力画像信号を生成する出
力処理装置とを備え、複数個の画素生成装置のそれぞれ
は、第1および第2の画素位置の第1および第2の出力
画像信号の画素値をそれぞれ生成する第1および第2の
信号生成部からなり、第1および第2の信号生成部のそ
れぞれは、第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺
に位置する入力画像信号の複数の第1の画素に基づい
て、クラス情報を形成するクラス決定部と、予め取得さ
れている予測係数をクラス情報毎に記憶し、クラス決定
部からのクラス情報が入力されることによって、予測係
数を出力するメモリ部と、第1および第2の画素位置の
それぞれの周辺に位置する入力画像信号の複数の第2の
画素と、メモリ部からの予測係数の線形推定式によっ
て、画素を生成する画素値生成部とを有することを特徴
とする画像情報変換装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the image information conversion apparatus which generates an output image signal having a larger number of pixels than the number of pixels of the input image signal, the number of pixels in the horizontal direction is input to the first pixel position. A first output image signal having twice the number of pixels is generated, and the number of pixels in the horizontal direction is set to twice the number of input pixels at a second pixel position different from the first pixel position in the horizontal direction. The number of pixels in the horizontal direction is increased by selectively synthesizing a plurality of pixel generation devices for generating a second output image signal and the first and second output image signals of each of the plurality of pixel generation devices. An output processing device that generates an increased output image signal, wherein each of the plurality of pixel generation devices generates pixel values of the first and second output image signals at the first and second pixel positions, respectively. From the first and second signal generators , A first signal generator and a second signal generator each determine a class based on a plurality of first pixels of an input image signal located around each of the first and second pixel positions. Unit, a memory unit that stores a prediction coefficient obtained in advance for each class information, and outputs a prediction coefficient by inputting class information from the class determination unit, and a first and second pixel positions. An image information conversion apparatus comprising: a plurality of second pixels of an input image signal located around each of the pixels; and a pixel value generation unit configured to generate a pixel by a linear estimation expression of a prediction coefficient from a memory unit. It is.

【0009】請求項5の発明は、入力画像信号の画素数
より多い画素数の出力画像信号を生成するようにした画
像情報変換装置において、第1の画素位置に、垂直方向
の画素数が入力画素数の2倍とされた第1の出力画像信
号を生成し、第1の画素位置と垂直方向で異なる第2の
画素位置に、垂直方向の画素数が入力画素数の2倍とさ
れた第2の出力画像信号を生成する複数個の画素生成装
置と、複数個の画素生成装置のそれぞれの第1および第
2の出力画像信号を選択的に合成することによって、垂
直方向に画素数が多くされた出力画像信号を生成する出
力処理装置とを備え、複数個の画素生成装置のそれぞれ
は、第1および第2の画素位置の第1および第2の出力
画像信号の画素値をそれぞれ生成する第1および第2の
信号生成部からなり、第1および第2の信号生成部のそ
れぞれは、第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺
に位置する入力画像信号の複数の第1の画素に基づい
て、クラス情報を形成するクラス決定部と、予め取得さ
れている予測係数をクラス情報毎に記憶し、クラス決定
部からのクラス情報が入力されることによって、予測係
数を出力するメモリ部と、第1および第2の画素位置の
それぞれの周辺に位置する入力画像信号の複数の第2の
画素と、メモリ部からの予測係数の線形推定式によっ
て、画素を生成する画素値生成部とを有することを特徴
とする画像情報変換装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image information converting apparatus for generating an output image signal having a larger number of pixels than the number of pixels of an input image signal. A first output image signal having twice the number of pixels is generated, and the number of pixels in the vertical direction is twice the number of input pixels in a second pixel position that is different from the first pixel position in the vertical direction. The number of pixels in the vertical direction is increased by selectively synthesizing a plurality of pixel generation devices for generating a second output image signal and the first and second output image signals of each of the plurality of pixel generation devices. An output processing device that generates an increased output image signal, wherein each of the plurality of pixel generation devices generates pixel values of the first and second output image signals at the first and second pixel positions, respectively. From the first and second signal generators , A first signal generator and a second signal generator each determine a class based on a plurality of first pixels of an input image signal located around each of the first and second pixel positions. Unit, a memory unit that stores a prediction coefficient obtained in advance for each class information, and outputs a prediction coefficient by inputting class information from the class determination unit, and a first and second pixel positions. An image information conversion apparatus comprising: a plurality of second pixels of an input image signal located around each of the pixels; and a pixel value generation unit configured to generate a pixel by a linear estimation expression of a prediction coefficient from a memory unit. It is.

【0010】請求項6の発明は、入力画像信号源と表示
装置との間に、画像情報変換装置を設け、画像情報変換
装置は、入力画像信号の画素数より多い画素数の出力画
像信号を生成するようにした画像情報変換装置であっ
て、第1の画素位置に、水平方向の画素数が入力画素数
の2倍とされた第1の出力画像信号を生成し、第1の画
素位置と垂直方向に異なる第2の画素位置に、水平方向
の画素数が入力画素数の2倍とされた第2の出力画像信
号を生成する複数個の画素生成装置と、複数個の画素生
成装置のそれぞれの第1および第2の出力画像信号のラ
イン周波数またはフィールド周波数をN倍(Nは、2以
上の整数)とした第3および第4の出力画像信号を生成
し、複数個の画素生成装置のそれぞれの第3および第4
の出力画像信号を選択的に合成することによって、出力
画像信号を生成する出力処理装置とを備え、複数個の画
素生成装置のそれぞれは、第1および第2の画素位置の
第1および第2の出力画像信号の画素値をそれぞれ生成
する第1および第2の信号生成部からなり、第1および
第2の信号生成部のそれぞれは、第1および第2の画素
位置のそれぞれの周辺に位置する入力画像信号の複数の
第1の画素に基づいて、クラス情報を形成するクラス決
定部と、予め取得されている予測係数をクラス情報毎に
記憶し、クラス決定部からのクラス情報が入力されるこ
とによって、予測係数を出力するメモリ部と、第1およ
び第2の画素位置のそれぞれの周辺に位置する入力画像
信号の複数の第2の画素と、メモリ部からの予測係数の
線形推定式によって、画素を生成する画素値生成部とを
有することを特徴とする画像表示装置である。
According to a sixth aspect of the present invention, an image information conversion device is provided between an input image signal source and a display device, and the image information conversion device outputs an output image signal having a larger number of pixels than the input image signal. An image information conversion device configured to generate a first output image signal in which the number of pixels in the horizontal direction is twice the number of input pixels at a first pixel position, A plurality of pixel generators for generating a second output image signal in which the number of pixels in the horizontal direction is twice the number of input pixels at a second pixel position different in the vertical direction and a plurality of pixel generators Generating the third and fourth output image signals in which the line frequency or the field frequency of each of the first and second output image signals is N times (N is an integer of 2 or more), The third and fourth of the respective devices
And an output processing device that generates an output image signal by selectively synthesizing the first and second pixel positions of the first and second pixel positions. And first and second signal generators for respectively generating pixel values of the output image signal of the first and second pixel positions. Each of the first and second signal generators is located around each of the first and second pixel positions. A class determining unit that forms class information based on a plurality of first pixels of the input image signal to be stored, and a prediction coefficient that is obtained in advance is stored for each class information, and the class information from the class determining unit is input. A memory unit that outputs a prediction coefficient, a plurality of second pixels of an input image signal located around each of the first and second pixel positions, and a linear estimation expression of the prediction coefficient from the memory unit By An image display device characterized by having a pixel value generating unit that generates a pixel.

【0011】請求項1の画像情報変換装置は、組み合わ
せる画素生成装置の個数と、出力処理装置の構成とによ
って、画像情報変換機能を拡張することができる。入力
画像信号例えば525i信号を1050p信号へ変換し
たり、525i信号を2100i信号へ変換したり、フ
ィールド周波数を2倍とすることができる。また、出力
画像信号の画素をクラス分類適応処理によって生成する
ようになされる。クラス分類適応処理は、入力画像信号
の複数画素に基づいてクラスを検出し、各クラスで最適
となる推定予測式を用いて出力画像信号の画素値を作成
するので、出力画像信号を高画質とすることができる。
請求項6の画像表示装置は、このような画像情報変換装
置を入力画像信号源と表示装置との間に有するので、画
素数が入力画像信号に比して増加した画像を表示するこ
とができる。
According to the image information conversion device of the first aspect, the image information conversion function can be extended by the number of pixel generation devices to be combined and the configuration of the output processing device. An input image signal, for example, a 525i signal can be converted to a 1050p signal, a 525i signal can be converted to a 2100i signal, and the field frequency can be doubled. Further, the pixels of the output image signal are generated by the classification adaptive processing. The class classification adaptive processing detects a class based on a plurality of pixels of an input image signal, and creates a pixel value of the output image signal using an estimated prediction formula that is optimal for each class. can do.
Since the image display device of the present invention has such an image information conversion device between the input image signal source and the display device, it is possible to display an image in which the number of pixels is increased as compared with the input image signal. .

【0012】請求項4の発明は、水平方向のみに画素数
が増加した出力画像信号を形成する画素生成装置を使用
することによって、水平方向のみの画素数を増加させる
ことができる。請求項5の発明は、垂直方向のみに画素
数が増加した出力画像信号を形成する画素生成装置を使
用することによって、垂直方向のみの画素数を増加させ
ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the number of pixels in the horizontal direction can be increased only by using a pixel generation device that forms an output image signal having an increased number of pixels only in the horizontal direction. According to the fifth aspect of the present invention, the number of pixels in only the vertical direction can be increased by using a pixel generation device that forms an output image signal in which the number of pixels is increased only in the vertical direction.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて説明する。この一実施形態で使用する画素生成装置
は、クラス分類適応処理によって画素を生成するもので
ある。この発明の理解を容易とするために、最初にクラ
ス分類適応処理によって、水平および垂直方向の画素数
をそれぞれ2倍とする画素生成装置の一例について説明
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below. The pixel generation device used in this embodiment generates pixels by a class classification adaptive process. To facilitate understanding of the present invention, first, an example of a pixel generation device that doubles the number of pixels in the horizontal and vertical directions by class classification adaptive processing will be described.

【0014】クラス分類適応処理は、従来の補間処理に
よって高解像度信号を形成するものと異なる。すなわ
ち、クラス分類適応処理は、入力信号である映像信号レ
ベルの3次元(時空間)分布に応じてクラス分割を行
い、クラス毎に予め学習により獲得された予測係数値を
格納した記憶手段を持ち、予測式に基づいた演算により
最適な推定値を出力する方式であり、クラス分類適応処
理によって、解像度を入力映像信号のもの以上に高める
ことが可能である。
The classification adaptive processing is different from the conventional processing for forming a high-resolution signal by interpolation processing. That is, the class classification adaptive processing has storage means for performing class division according to a three-dimensional (spatio-temporal) distribution of a video signal level as an input signal and storing a prediction coefficient value obtained by learning in advance for each class. This is a method of outputting an optimum estimated value by an operation based on a prediction formula, and the resolution can be increased to be higher than that of the input video signal by the class classification adaptive processing.

【0015】この画素生成装置の一例では、図1に示す
ように、入力映像信号(525i信号)が領域切り出し
部1に供給され、クラス分類および予測演算に必要とさ
れる複数の画素が含まれる領域が切り出される。領域切
り出し部1の出力がクラス検出回路2および12、予測
タップ選択回路3および13に供給される。クラス検出
回路2および12は、作成すべき出力画素の近傍の入力
画素のレベル分布のパターンに対応するクラスを検出す
る。クラス検出回路2および12において、動きクラス
を検出しても良い。なお、この一例では、入力画像信号
に存在するラインに近い第1の画素位置と、第1の画素
位置と垂直方向で異なった画素位置で、入力画像信号に
存在するラインから遠い第2の画素位置とにそれぞれ出
力画素を生成する。このため、第1の画素位置Mの画素
を生成する構成と、第2の画素位置Sの画素を生成する
構成とが並列に設けられている。
In one example of this pixel generating apparatus, as shown in FIG. 1, an input video signal (525i signal) is supplied to a region extracting section 1 and includes a plurality of pixels required for class classification and prediction calculation. The area is cut out. The output of the region cutout unit 1 is supplied to class detection circuits 2 and 12, and prediction tap selection circuits 3 and 13. The class detection circuits 2 and 12 detect a class corresponding to the level distribution pattern of the input pixels near the output pixel to be created. The class detection circuits 2 and 12 may detect a motion class. In this example, a first pixel position close to the line existing in the input image signal and a second pixel far from the line existing in the input image signal at a pixel position different from the first pixel position in the vertical direction. An output pixel is generated at each position. Therefore, a configuration for generating a pixel at the first pixel position M and a configuration for generating a pixel at the second pixel position S are provided in parallel.

【0016】クラス検出回路2および12のそれぞれに
より検出されたクラスが予測タップ選択回路3、13と
予測係数メモリ4、14とに供給される。予測係数メモ
リ4、14からは、クラスに対応する予測係数が読出さ
れ、積和演算回路5、15に読出された予測係数が供給
される。予測タップ選択回路3、13は、クラスに応じ
て使用する予測タップを選択する構成とされている。予
め各クラスの予測係数を学習によって得る時に、予測係
数と使用する予測タップ位置情報との両者を得るように
している。予測タップ選択回路3、13には、予測タッ
プ位置情報がクラス毎に記憶されたメモリが設けられて
いる。このメモリからクラスに対応して読出された予測
タップ位置情報がタップ切り替え用のセレクタに供給さ
れ、セレクタが選択的に予測タップを出力する。予測タ
ップ選択回路3、13からの予測タップが積和演算回路
5、15に供給される。
The classes detected by the class detection circuits 2 and 12 are supplied to prediction tap selection circuits 3 and 13 and prediction coefficient memories 4 and 14, respectively. The prediction coefficients corresponding to the class are read from the prediction coefficient memories 4 and 14, and the read prediction coefficients are supplied to the product-sum operation circuits 5 and 15. The prediction tap selection circuits 3 and 13 are configured to select a prediction tap to be used according to a class. When the prediction coefficients of each class are obtained in advance by learning, both the prediction coefficients and the prediction tap position information to be used are obtained. The prediction tap selection circuits 3 and 13 are provided with memories in which prediction tap position information is stored for each class. The prediction tap position information read from the memory corresponding to the class is supplied to a tap switching selector, and the selector selectively outputs prediction taps. The prediction taps from the prediction tap selection circuits 3 and 13 are supplied to the product-sum operation circuits 5 and 15.

【0017】積和演算回路5、15では、予測タップ
(525i信号の画素)と予測係数との線形推定式を用
いて出力映像信号のデータを算出する。積和演算回路5
は、第1の画素位置Mの画素値(第1の出力画像信号)
を出力し、積和演算回路15は、第2の画素位置Sの画
素値(第2の出力画像信号)を出力する。同時に、積和
演算回路5、15は、水平方向で2倍の数の画素を出力
する。後述するラインメモリ6、16およびセレクタ7
からなる出力処理部を除いて、領域切り出し部101等
の第1および第2の出力画像信号を生成するための構成
がLSI101として構成されている。
The product-sum operation circuits 5 and 15 calculate the data of the output video signal by using a linear estimation formula of the prediction tap (pixel of the 525i signal) and the prediction coefficient. Product-sum operation circuit 5
Is the pixel value at the first pixel position M (first output image signal)
Is output, and the product-sum operation circuit 15 outputs the pixel value (second output image signal) at the second pixel position S. At the same time, the product-sum operation circuits 5 and 15 output twice as many pixels in the horizontal direction. Line memories 6, 16 and selector 7 described later
The configuration for generating the first and second output image signals, such as the area cutout unit 101, is configured as the LSI 101, except for the output processing unit consisting of.

【0018】積和演算回路5からの第1の画素位置Mの
画素値がラインメモリ6に供給され、積和演算回路15
からの第2の画素位置Sの画素値がラインメモリ16に
供給される。ラインメモリ6、16は、ライン倍速の処
理、すなわち、ライン周波数を2倍とするライン倍速処
理を行う。ラインメモリ6、16の出力がライン毎に切
り替えられるセレクタ7に入力される。セレクタ7は、
ラインメモリ6、16のそれぞれの出力を交互に選択
し、出力映像信号(525p信号または1050i信
号)を発生する。
The pixel value at the first pixel position M from the product-sum operation circuit 5 is supplied to the line memory 6, and the product-sum operation circuit 15
Is supplied to the line memory 16 from the second pixel position S. The line memories 6 and 16 perform line double-speed processing, that is, line double-speed processing that doubles the line frequency. Outputs of the line memories 6 and 16 are input to a selector 7 that can be switched for each line. The selector 7 is
The outputs of the line memories 6 and 16 are alternately selected to generate an output video signal (a 525p signal or a 1050i signal).

【0019】図2は、ライン倍速処理をアナログ波形を
用いて示すものである。積和演算回路5、15によっ
て、画素位置MおよびSのデータが同時に生成される。
画素位置Mのデータには、順にa1,a2,a3,・・
・のラインが含まれ、画素位置Sのデータには、順にb
1,b2,b3,・・・のラインが含まれる。ラインメ
モリ6、16は、各ラインのデータを時間軸方向に1/
2に圧縮し、圧縮されたデータをセレクタ7によって交
互に選択することによって、線順次出力(a0,b0,
a1,b1,・・・)が形成される。
FIG. 2 shows the line double speed processing using an analog waveform. The data of the pixel positions M and S are simultaneously generated by the product-sum operation circuits 5 and 15.
The data at the pixel position M includes a1, a2, a3,.
And the data at the pixel position S include b
1, b2, b3,... Are included. The line memories 6 and 16 store the data of each line by 1 /
2 and the compressed data is alternately selected by the selector 7 to provide line-sequential output (a0, b0,
a1, b1,...) are formed.

【0020】図示しないが、出力映像信号がCRTディ
スプレイに供給される。CRTディスプレイは、出力映
像信号を表示することが可能なように、その同期系が構
成されている。入力映像信号としては、放送信号、また
はVTR等の再生装置の再生信号が供給される。すなわ
ち、この一例をテレビジョン受像機に内蔵することがで
きる。
Although not shown, an output video signal is supplied to a CRT display. The synchronization system of the CRT display is configured so that an output video signal can be displayed. As the input video signal, a broadcast signal or a playback signal of a playback device such as a VTR is supplied. That is, this example can be incorporated in a television receiver.

【0021】図3は、1フィールドの画像の一部を拡大
することによって、入力画像信号(525i信号)と出
力画像信号との画素の配置を示すものである。出力画像
信号は、例えば525p信号であり、画素位置Mが入力
画像信号に存在するラインと同一位置とされ、画素位置
Sが入力画像信号に存在するラインの中間位置とされて
いる。図3において、大きなドットが525i信号の画
素であり、小さい黒いドットが出力される画素位置Mの
画素であり、小さい白いドットが出力される画素位置S
の画素である。この関係は、図3以外の他の図面におい
ても同様である。
FIG. 3 shows an arrangement of pixels of an input image signal (525i signal) and an output image signal by enlarging a part of an image of one field. The output image signal is, for example, a 525p signal. The pixel position M is set to the same position as a line existing in the input image signal, and the pixel position S is set to an intermediate position between lines existing in the input image signal. In FIG. 3, a large dot is a pixel of the 525i signal, a pixel at a pixel position M at which a small black dot is output, and a pixel position S at which a small white dot is output.
Pixel. This relationship is the same in other drawings other than FIG.

【0022】図3Aは、あるフレーム(F)の奇数フィ
ールドの画素配置であり、図3Bは、他のフィールド
(偶数フィールド)の画素配置である。他ののフィール
ド(偶数フィールド)では、525i信号のラインが空
間的に0.5ラインずれたものとなる。図3から分かる
ように、525i信号のラインと同一位置の画素位置M
および525i信号の上下のラインの中間位置の画素位
置Sにそれぞれ画素値を形成し、また、各ラインの水平
方向の画素数を2倍とする。従って、積和演算回路5、
15によって、525p信号の4画素のデータが同時的
に生成される。
FIG. 3A shows a pixel arrangement in an odd field of a certain frame (F), and FIG. 3B shows a pixel arrangement in another field (even field). In the other fields (even fields), the lines of the 525i signal are spatially shifted by 0.5 lines. As can be seen from FIG. 3, the pixel position M at the same position as the line of the 525i signal
And 525i signal, a pixel value is formed at an intermediate pixel position S between the upper and lower lines, and the number of pixels in each line in the horizontal direction is doubled. Therefore, the product-sum operation circuit 5,
By means of 15, data of four pixels of the 525p signal are simultaneously generated.

【0023】図3に示す関係の出力画像信号(525p
信号)を形成する時に、クラス検出回路2、12におい
て使用されるクラスタップおよび予測タップ選択回路
3、13において選択される予測タップの具体例につい
て説明する。図4および図5は、クラス検出回路2、1
2において使用される空間クラスタップの一例を示す。
図4および図5は、時間的に連続するフレームF−1の
奇数フィールドo(F−1/oと表記する)、F−1の
偶数フィールド(F−1/e)、F/o、F/eのそれ
ぞれの垂直方向の画素の配列を示す。
The output image signal (525p
A specific example of the class tap used in the class detection circuits 2 and 12 and the prediction tap selected in the prediction tap selection circuits 3 and 13 when forming the signal) will be described. 4 and 5 show the class detection circuits 2, 1
2 shows an example of a space class tap used in 2.
4 and 5 show the odd field o (denoted as F-1 / o) of the temporally continuous frame F-1, the even field (F-1 / e) of F-1, F / o, F / E shows an arrangement of pixels in the vertical direction.

【0024】図4に示すように、フィールドF/oの画
素位置MおよびSの画素値を予測する時の空間クラスタ
ップは、このフィールドF/oの次のフィールドF/e
に含まれ、作成すべき525p信号の画素と空間的に近
傍位置の入力画素T1およびT2と、フィールドF/o
に含まれ、作成すべき525p信号の画素の近傍の入力
画素T3,T4,T5と、前のフィールドF−1/eの
入力画素T6,T7である。フィールドF/eの画素位
置MおよびSの画素値を予測する時には、図5に示すよ
うに、このフィールドF/eの次のフィールドF/oに
含まれ、作成すべき525p信号の画素と空間的に近傍
位置の入力画素T1およびT2と、フィールドF/eに
含まれ、作成すべき525p信号の画素の近傍の入力画
素T3,T4,T5と、前のフィールドF/oの入力画
素T6,T7である。なお、画素位置Mの画素値を予測
する時には、T7の画素をクラスタップとして選択せ
ず、画素位置Sの画素値を予測する時には、T4の画素
をクラスタップとして選択しないようにしても良い。さ
らに、空間クラスタップとして、水平方向の複数の入力
画素を使用しても良い。
As shown in FIG. 4, the space class tap for predicting the pixel values of the pixel positions M and S of the field F / o is the field F / e following the field F / o.
, Input pixels T1 and T2 spatially adjacent to the pixel of the 525p signal to be created, and the field F / o
And input pixels T3, T4, and T5 near the pixel of the 525p signal to be created, and input pixels T6 and T7 of the previous field F-1 / e. When predicting the pixel values of the pixel positions M and S of the field F / e, as shown in FIG. 5, the pixels and the space of the 525p signal included in the field F / o next to the field F / e to be created are to be created. Input pixels T1 and T2 at near positions, input pixels T3, T4, and T5 included in the field F / e and near the pixel of the 525p signal to be created, and input pixels T6 and T6 of the previous field F / o. T7. Note that when predicting the pixel value at the pixel position M, the pixel at T7 may not be selected as a class tap, and when predicting the pixel value at the pixel position S, the pixel at T4 may not be selected as a class tap. Further, a plurality of input pixels in the horizontal direction may be used as the space class tap.

【0025】クラス検出回路2、12は、空間クラスタ
ップのレベル分布のパターンを検出する。この場合、ク
ラス数が膨大となることを防ぐために、各画素8ビット
の入力データをより少ないビット数のデータへ圧縮する
ような処理を行う。一例として、ADRC(Adaptive D
ynamic Range Coding )によって、空間クラスタップの
入力画素のデータが圧縮される。なお、情報圧縮手段と
しては、ADRC以外にDPCM(予測符号化)、VQ
(ベクトル量子化)等の圧縮手段を用いても良い。
The class detection circuits 2 and 12 detect the level distribution pattern of the space class tap. In this case, in order to prevent the number of classes from becoming enormous, processing is performed to compress the input data of 8 bits for each pixel into data having a smaller number of bits. As an example, ADRC (Adaptive D
The dynamic range coding compresses the data of the input pixel of the space class tap. As information compression means, DPCM (prediction coding), VQ
A compression means such as (vector quantization) may be used.

【0026】本来、ADRCは、VTR(Video Tape R
ecoder)向け高能率符号化用に開発された適応的再量子
化法であるが、信号レベルの局所的なパターンを短い語
長で効率的に表現できるので、この一例では、ADRC
を空間クラス分類のコード発生に使用している。ADR
Cは、空間クラスタップのダイナミックレンジをDR、
ビット割当をn、空間クラスタップの画素のデータレベ
ルをL、再量子化コードをQとして、以下の式(1)に
より、最大値MAXと最小値MINとの間を指定された
ビット長で均等に分割して再量子化を行う。
Originally, ADRC is a VTR (Video Tape R)
ecoder) is an adaptive requantization method developed for high-efficiency coding. However, since a local pattern of a signal level can be efficiently represented by a short word length, in this example, ADRC is used.
Is used to generate codes for spatial class classification. ADR
C is the dynamic range of the spatial class tap DR,
Assuming that the bit allocation is n, the data level of the pixel of the space class tap is L, and the requantization code is Q, a value between the maximum value MAX and the minimum value MIN is equalized by the specified bit length by the following equation (1). And requantization is performed.

【0027】 DR=MAX−MIN+1 Q={(L−MIN+0.5)×2/DR} (1) ただし、{ }は切り捨て処理を意味する。DR = MAX−MIN + 1 Q = {(L−MIN + 0.5) × 2 / DR} (1) where {} indicates a truncation process.

【0028】なお、動きクラスを併用して、空間クラス
と動きクラスとを統合してクラスを検出するようにして
も良い。この場合、動きクラスに応じて、空間クラスタ
ップを切り替えるようにしても良い。また、予測タップ
の具体例の説明は省略する。予測タップは、上述した空
間クラスタップと同様のものであるが、予測精度を向上
させるために、クラスに対応した予測タップ位置情報に
より選択される。
It should be noted that the motion class may be used together, and the space class and the motion class may be integrated to detect the class. In this case, the space class tap may be switched according to the motion class. Description of a specific example of the prediction tap will be omitted. The prediction tap is the same as the above-described space class tap, but is selected based on prediction tap position information corresponding to the class in order to improve prediction accuracy.

【0029】予測係数メモリ4、14には、525i信
号のパターンと525p信号の関係を学習することによ
り、取得された予測係数が各クラス毎に記憶されてい
る。予測係数は、線形推定式により525i信号を52
5p信号へ変換するための情報である。なお、予測係数
の取得方法については後述する。
In the prediction coefficient memories 4 and 14, the prediction coefficients obtained by learning the relationship between the pattern of the 525i signal and the 525p signal are stored for each class. The prediction coefficient is obtained by converting the 525i signal into 52
This is information for converting to a 5p signal. The method for obtaining the prediction coefficient will be described later.

【0030】予測係数メモリ4、14のクラスに対応し
たアドレスから、そのクラスの予測係数が読出される。
この予測係数は、積和演算回路5、15に供給される。
積和演算回路5は、予測タップ選択回路3、13からの
予測タップ(画素値)T1,T2,・・・Tiと、予測
係数w1 ,w2 ,・・・wiとの線形1次結合式(式
(2))の演算を行うことにより、画素位置Mの画素値
を算出する。積和演算回路15は、同様にして画素位置
Sの画素値を算出する。但し、画素位置MおよびSの間
では、使用する予測係数が相違する。
The prediction coefficient of the class is read from the address corresponding to the class in the prediction coefficient memories 4 and 14.
This prediction coefficient is supplied to the product-sum operation circuits 5 and 15.
Product-sum operation circuit 5, the prediction taps (pixel values) from the prediction tap selection circuit 3, 13 T1, T2, and · · · Ti, prediction coefficients w 1, w 2, linear combination of · · · wi The pixel value at the pixel position M is calculated by performing the operation of Expression (Expression (2)). The product-sum operation circuit 15 similarly calculates the pixel value at the pixel position S. However, different prediction coefficients are used between the pixel positions M and S.

【0031】 L1=w1 T1+w2 T2+・・・・+wiTi (2) このように、予測係数が各クラス毎に予め学習により求
められた上で、予測係数メモリ4、14に記憶してお
き、入力される予測タップおよび読出された予測係数に
基づいて演算が行われ、入力されたデータに対応する出
力データを形成して出力することにより、入力データを
単に補間処理したのとは異なり、高画質のプログレッシ
ブ方式の映像信号を出力することができる。
L1 = w 1 T1 + w 2 T2 +... + WiTi (2) As described above, the prediction coefficients are obtained in advance for each class by learning, and are stored in the prediction coefficient memories 4 and 14. An operation is performed based on the input prediction taps and the read prediction coefficients, and output data corresponding to the input data is formed and output. It is possible to output a progressive video signal of image quality.

【0032】次に、予測係数の作成(学習)について図
6を用いて説明する。予測係数を学習によって得るため
には、まず、間引きフィルタ31によってプログレッシ
ブ信号(例えば525p信号)から、水平方向および垂
直方向で画素数がそれぞれ1/2とされたインターレス
映像信号(例えば525i信号)を形成する。この間引
きフィルタ31の入力映像信号と出力映像信号とを学習
用の対とする。
Next, creation (learning) of prediction coefficients will be described with reference to FIG. In order to obtain the prediction coefficients by learning, first, an interlaced video signal (for example, a 525i signal) in which the number of pixels in each of the horizontal direction and the vertical direction is reduced to か ら by a decimation filter 31 from a progressive signal (for example, a 525p signal) To form The input video signal and the output video signal of the thinning filter 31 are used as a learning pair.

【0033】図7は、間引きフィルタ31の入力信号
(プログレッシブ画像)とその出力信号(インターレス
画像)との画素の空間的関係を示す。プログレッシブ画
像の奇数番目のフィールドの画像の偶数番目のラインが
間引かれ、また、奇数番目のラインでは、水平方向に画
素数が交互に間引かれる。プログレッシブ画像の偶数番
目のフィールドでは、奇数番目のラインが間引かれ、ま
た、偶数番目のラインでは、水平方向に画素数が交互に
間引かれる。間引きフィルタ31の特性を変えることに
よって、学習の特性を変え、それによって、変換して得
られる画像の画質を制御することができる。
FIG. 7 shows the spatial relationship of pixels between the input signal (progressive image) of the thinning filter 31 and its output signal (interlace image). The even-numbered lines of the image of the odd-numbered field of the progressive image are thinned out, and the pixels of the odd-numbered lines are alternately thinned in the horizontal direction. In the even-numbered fields of the progressive image, odd-numbered lines are thinned out, and in the even-numbered lines, the number of pixels is alternately thinned out in the horizontal direction. By changing the characteristics of the thinning filter 31, the characteristics of the learning can be changed, and thereby the image quality of the image obtained by the conversion can be controlled.

【0034】間引きフィルタ31からのインターレス映
像信号が予測タップ領域切り出し部32およびクラスタ
ップ領域切り出し部33に供給される。クラスタップ領
域切り出し部33からのクラスタップがクラス検出回路
34および35に供給される。予測タップ領域切り出し
部32は、画素位置M、Sのそれぞれを作成するための
予測タップを出力する。クラス検出回路34、35は、
図1に示す信号変換装置におけるクラス検出回路2、1
2と同様に、空間クラスタップのデータをADRCによ
り圧縮し、クラス情報を発生する。クラス検出回路3
4、35は、画素位置MおよびSのそれぞれに関するク
ラスを独立に検出する。
The interlaced video signal from the thinning filter 31 is supplied to a prediction tap area cutout section 32 and a class tap area cutout section 33. The class tap from the class tap area cutout unit 33 is supplied to the class detection circuits 34 and 35. The prediction tap region cutout unit 32 outputs a prediction tap for creating each of the pixel positions M and S. The class detection circuits 34 and 35
The class detection circuits 2, 1 in the signal conversion device shown in FIG.
Similarly to 2, the data of the spatial class tap is compressed by ADRC to generate class information. Class detection circuit 3
4 and 35 independently detect the class for each of the pixel positions M and S.

【0035】予測タップ領域切り出し部32からの予測
タップが正規方程式加算回路36、37に供給される。
正規方程式加算回路36、37の説明のために、複数個
の入力画素から出力画素への変換式の学習とその予測式
を用いた信号変換について述べる。以下に、説明のため
に、より一般化してn画素による予測を行う場合につい
て説明する。予測タップとして選択される入力画素のレ
ベルをそれぞれx1 、‥‥、xn とし、出力画素レベル
をyとしたとき、クラス毎に予測係数w1 、‥‥、wn
によるnタップの線形推定式を設定する。これを下記の
式(3)に示す。学習前は、wi が未定係数である。
The prediction taps from the prediction tap area cutout unit 32 are supplied to normal equation addition circuits 36 and 37.
For explanation of the normal equation adding circuits 36 and 37, learning of a conversion formula from a plurality of input pixels to output pixels and signal conversion using the prediction formula will be described. Hereinafter, for the sake of explanation, a more generalized case of performing prediction using n pixels will be described. X 1 the level of the input pixels selected as prediction taps, respectively, ‥‥, and x n, when the output pixel level and y, the prediction for each class coefficients w 1, ‥‥, w n
Is set as an n-tap linear estimation equation. This is shown in the following equation (3). Learning ago, w i is undetermined coefficients.

【0036】 y=w1 1 +w2 2 +‥‥+wn n (3) 学習は、クラス毎に複数の信号データに対して行う。デ
ータ数がmの場合、式(3)にしたがって、以下に示す
式(4)が設定される。
Y = w 1 x 1 + w 2 x 2 + ‥‥ + w n x n (3) Learning is performed on a plurality of signal data for each class. When the number of data is m, the following equation (4) is set according to the equation (3).

【0037】 yk =w1 k1+w2 k2+‥‥+wn kn (4) (k=1,2,‥‥m) m>nの場合、予測係数wi 、‥‥wn は、一意に決ま
らないので、誤差ベクトルeの要素を以下の式(5)で
定義して、式(6)を最小にする予測係数を求める。い
わゆる、最小自乗法による解法である。
Y k = w 1 x k1 + w 2 x k2 + ‥‥ + w n x kn (4) (k = 1,2, ‥‥ m) When m> n, the prediction coefficients w i and ‥‥ w n Is not uniquely determined, the element of the error vector e is defined by the following equation (5), and a prediction coefficient that minimizes the equation (6) is obtained. This is a so-called least squares solution.

【0038】 ek =yk −{w1 k1+w2 k2+‥‥+wn kn} (5) (k=1,2,‥‥m)[0038] e k = y k - {w 1 x k1 + w 2 x k2 + ‥‥ + w n x kn} (5) (k = 1,2, ‥‥ m)

【0039】[0039]

【数1】 (Equation 1)

【0040】ここで、式(6)のwi による偏微分係数
を求める。それは以下の式(7)を`0' にするよう
に、各係数wi を求めればよい。
Here, the partial differential coefficient based on w i in equation (6) is obtained. What is necessary is just to find each coefficient w i so that the following equation (7) is set to `0`.

【0041】[0041]

【数2】 (Equation 2)

【0042】以下、式(8)、(9)のようにXij、Y
i を定義すると、式(7)は、行列を用いて式(10)
へ書き換えられる。
Hereinafter, X ij , Y as in equations (8) and (9)
When i is defined, equation (7) is obtained by using equation (10) using a matrix.
Is rewritten to

【0043】[0043]

【数3】 (Equation 3)

【0044】[0044]

【数4】 (Equation 4)

【0045】[0045]

【数5】 (Equation 5)

【0046】この方程式は、一般に正規方程式と呼ばれ
ている。図6中の正規方程式加算回路36、37のそれ
ぞれは、クラス検出回路34、35から供給されたクラ
ス情報と、予測タップ領域切り出し部32から供給され
た2組の予測タップと、作成しようとするプログレッシ
ブ画像の画素(教師信号)を用いて、この正規方程式の
加算を行う。
This equation is generally called a normal equation. Each of the normal equation addition circuits 36 and 37 in FIG. 6 attempts to create the class information supplied from the class detection circuits 34 and 35 and the two sets of prediction taps supplied from the prediction tap area cutout unit 32. The normal equation is added using the pixels (teacher signal) of the progressive image.

【0047】学習に充分なフレーム数のデータの入力が
終了した後、正規方程式加算回路36、37は、予測係
数決定部38に正規方程式データを出力する。予測係数
決定部38は、正規方程式を掃き出し法等の一般的な行
列解法を用いて、wi について解き、予測係数を算出す
る。予測係数決定部38は、算出された予測係数を予測
係数メモリ39、40に書込む。
After the input of data of a sufficient number of frames for learning is completed, the normal equation adding circuits 36 and 37 output normal equation data to the prediction coefficient determining section 38. The prediction coefficient determination unit 38 solves w i using a general matrix solution such as a sweeping method of a normal equation, and calculates a prediction coefficient. The prediction coefficient determination unit 38 writes the calculated prediction coefficients into the prediction coefficient memories 39 and 40.

【0048】以上のように学習を行った結果、予測係数
メモリ39、40のそれぞれには、クラス毎に、プログ
レッシブ画像の注目画素yを推定するための、統計的に
もっとも真値に近い推定ができる予測係数が格納され
る。予測係数メモリ39、40に格納された予測係数
は、上述の画素生成装置において、予測係数メモリ4、
14にロードされる。
As a result of the learning as described above, in each of the prediction coefficient memories 39 and 40, an estimate statistically closest to the true value for estimating the target pixel y of the progressive image is estimated for each class. The possible prediction coefficients are stored. The prediction coefficients stored in the prediction coefficient memories 39 and 40 are stored in the prediction coefficient memories 4 and
14 is loaded.

【0049】また、予測タップ領域切り出し部32が出
力する予測タップの個数は、画素生成装置において使用
される予測タップの個数より大きいものとされる。従っ
て、予測係数決定部38は、クラス毎により多くの予測
係数が求まる。この求まった予測係数の中で、絶対値が
大きいものから順に使用する数の予測係数が選択され
る。選択された予測係数がメモリ39、40のクラスに
対応するアドレスにそれぞれ格納される。従って、クラ
ス毎に予測タップが選択されることになり、この予測タ
ップの選択位置情報がクラス毎にメモリ(図示しない)
に格納される。このような予測タップ選択処理によっ
て、各クラスに適合した予測タップを選択することが可
能となる。
The number of prediction taps output by the prediction tap area cutout unit 32 is larger than the number of prediction taps used in the pixel generation device. Therefore, the prediction coefficient determination unit 38 obtains more prediction coefficients for each class. From the obtained prediction coefficients, the prediction coefficients of the number to be used are selected in ascending order of the absolute value. The selected prediction coefficients are stored at addresses corresponding to the classes in the memories 39 and 40, respectively. Therefore, a prediction tap is selected for each class, and the selected position information of the prediction tap is stored in a memory (not shown) for each class.
Is stored in By such a prediction tap selection process, it is possible to select a prediction tap suitable for each class.

【0050】以上の処理により、線形推定式により、イ
ンターレス画像のデータからプログレッシブ画像のデー
タを作成するための予測係数の学習が終了する。
With the above processing, the learning of the prediction coefficient for creating the progressive image data from the interlaced image data is completed by the linear estimation formula.

【0051】以上説明した画素生成装置は、垂直方向の
異なる第1の画素位置Mと第2の画素位置Sとにそれぞ
れ出力画像信号の画素を作成し、また、同時に各画素位
置に水平方向に2倍の画素数の画素を作成する。従っ
て、垂直および水平方向に関して、画素数を2倍とする
ことができる。図1において、ラインメモリ6、16お
よびセレクタ7を除く部分がLSI101として実現さ
れる。
The pixel generating apparatus described above creates pixels of an output image signal at a first pixel position M and a second pixel position S which are different from each other in the vertical direction, and simultaneously creates a pixel in the horizontal direction at each pixel position. A pixel having twice the number of pixels is created. Therefore, the number of pixels can be doubled in the vertical and horizontal directions. In FIG. 1, portions other than the line memories 6 and 16 and the selector 7 are realized as an LSI 101.

【0052】すなわち、図1に示す装置は、図8に示す
ブロック図として表すことができる。図8において、1
11が入力SD信号が供給される入力端子であり、12
1が垂直および水平方向に画素数が2倍とされた出力画
像信号が取り出される出力端子である。なお、領域切り
出し回路1が必要とするラインメモリ、フィールドメモ
リのような比較的大容量のメモリは、LSI101に対
して外付けの構成とされる。
That is, the device shown in FIG. 1 can be represented as a block diagram shown in FIG. In FIG. 8, 1
Reference numeral 11 denotes an input terminal to which an input SD signal is supplied;
Reference numeral 1 denotes an output terminal from which an output image signal whose number of pixels is doubled in the vertical and horizontal directions is extracted. A relatively large-capacity memory, such as a line memory and a field memory, required by the area extracting circuit 1 is externally connected to the LSI 101.

【0053】上述したように、図1および図8の構成
は、図9、図10、図11および図12示す画素位置
に、出力画像信号の画素を生成することができる。図9
は、入力画像信号(525i信号)の画素位置と、出力
画像信号(525p信号)の画素位置とを垂直方向およ
び水平方向に示すものである。図9Aおよび図9Bは、
それぞれ時間的に連続する2フィールドの位置関係を示
す。図10は、入力画像信号(525i信号)の画素位
置と、出力画像信号(525p信号)の画素位置とを垂
直方向および時間方向に示すものである。
As described above, the configurations shown in FIGS. 1 and 8 can generate the pixels of the output image signal at the pixel positions shown in FIGS. 9, 10, 11, and 12. FIG.
Indicates the pixel position of the input image signal (525i signal) and the pixel position of the output image signal (525p signal) in the vertical and horizontal directions. 9A and 9B are:
The positional relationship between two temporally consecutive fields is shown. FIG. 10 shows the pixel position of the input image signal (525i signal) and the pixel position of the output image signal (525p signal) in the vertical direction and the time direction.

【0054】図11は、入力画像信号(525i信号)
の画素位置と、出力画像信号(1050i信号)の画素
位置とを垂直方向および時間方向に示すものである。図
11Aおよび図11Bは、それぞれ時間的に連続する2
フィールドの位置関係を示す。図12は、入力画像信号
(525i信号)の画素位置と、出力画像信号(105
0i信号)の画素位置とを垂直方向および時間方向に示
すものである。
FIG. 11 shows an input image signal (525i signal).
And the pixel position of the output image signal (1050i signal) in the vertical direction and the time direction. FIG. 11A and FIG.
Indicates the positional relationship between the fields. FIG. 12 shows the pixel position of the input image signal (525i signal) and the output image signal (105i).
0i signal) in the vertical direction and the time direction.

【0055】この発明は、LSI101を複数個使用
し、その後に接続される出力処理回路の構成を変更する
ことによって、画像情報変換の機能を変更、拡張するよ
うにしたものである。以下、この発明の第1の実施形態
について図13を参照して説明する。第1の実施形態で
は、2個のLSI101Aおよび101Bを使用する。
LSI101Aに対してラインメモリ6Aおよび16A
が接続され、LSI101Bに対してラインメモリ6B
および16Bが接続される。
In the present invention, the function of image information conversion is changed and extended by using a plurality of LSIs 101 and changing the configuration of an output processing circuit connected thereafter. Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the first embodiment, two LSIs 101A and 101B are used.
Line memories 6A and 16A for LSI 101A
Is connected to the line memory 6B for the LSI 101B.
And 16B are connected.

【0056】LSI101Aは、画素位置M-1およびS
-1にそれぞれ出力画素を生成し、LSI101Bは、画
素位置M-2およびS-2にそれぞれ出力画素を生成する。
これらの画素位置は、垂直方向に互いに異なる位置であ
る。LSI101Aおよび101Bは、上述のLSI1
01と同一の構成である。但し、予測タップおよびクラ
スタップの設定と、予測係数メモリに格納する係数と
は、それぞれが生成する出力画素の画素位置に対応して
最適なものとされている。
The LSI 101A has pixel positions M-1 and S
−1, and the LSI 101B generates output pixels at pixel positions M-2 and S-2, respectively.
These pixel positions are different from each other in the vertical direction. The LSIs 101A and 101B correspond to the LSI 1 described above.
01 has the same configuration as that of FIG. However, the settings of the prediction taps and the class taps and the coefficients stored in the prediction coefficient memory are optimal in correspondence with the pixel position of the output pixel generated by each.

【0057】LSI101Aの画素位置1BのM-1およ
びS-1のそれぞれの出力画像信号がラインメモリ6Aお
よび16Aに供給される。ラインメモリ6Aおよび16
Aは、ライン周波数を4倍とした出力を発生する。例え
ば1ラインのデータを書込んで、4倍の速度で読出す処
理によって、ライン周波数を4倍とする。また、LSI
101Bの画素位置1BのM-2およびS-2のそれぞれの
出力画像信号がラインメモリ6Bおよび16Bに供給さ
れる。ラインメモリ6Bおよび16Bは、ライン周波数
を4倍とした出力を発生する。4個のラインメモリ6
A、16A、6B、16Bの出力データがセレクタ7A
に入力される。セレクタ7Aは、4倍のライン周期毎に
各ラインメモリの出力をM-1、M-2、S-1、S-2と順番
に選択して出力端子122に出力する。
Output image signals of M-1 and S-1 at pixel position 1B of LSI 101A are supplied to line memories 6A and 16A. Line memories 6A and 16
A generates an output with the line frequency quadrupled. For example, the line frequency is quadrupled by writing one line of data and reading it out at four times the speed. In addition, LSI
The output image signals of M-2 and S-2 at the pixel position 1B of 101B are supplied to the line memories 6B and 16B. The line memories 6B and 16B generate outputs whose line frequency is quadrupled. 4 line memories 6
A, 16A, 6B and 16B output data from selector 7A
Is input to The selector 7A selects the output of each line memory in order of M-1, M-2, S-1, and S-2 for each quadruple line cycle and outputs the output to the output terminal 122.

【0058】第1の実施形態によれば、ラインメモリ6
A、16A、6B、16Bによって、ライン周波数を4
倍としているので、垂直画素数(ライン数)が入力信号
(525i信号)の2倍のプログレッシブ信号(105
0p信号)、または垂直画素数が入力信号の4倍とされ
たインターレス信号(2100i信号)を得ることがで
きる。
According to the first embodiment, the line memory 6
A, 16A, 6B, and 16B make the line frequency 4
Therefore, the progressive signal (105) in which the number of vertical pixels (the number of lines) is twice as large as that of the input signal (525i signal).
0p signal) or an interlace signal (2100i signal) in which the number of vertical pixels is four times the input signal.

【0059】図14は、垂直方向と時間方向で表された
入力画素と出力画素の位置関係の一例を示す。LSI1
01Aは、入力画像信号(525i信号)からクラスタ
ップおよび予測タップを選択して、予測タップの画素値
と予測係数との積和演算によって、垂直方向で、元のラ
イン間隔の半分の間隔で且つ水平方向に2倍の画素位置
M-1およびS-1にそれぞれ画素値を生成する。他方のL
SI101Bが垂直方向で画素位置M-1およびS-1と中
間の画素位置M-1およびS-1にそれぞれ画素値を生成す
る。奇数フィールドと偶数フィールドの両者で、生成さ
れる画素の垂直方向の位置が同一とされる。従って、出
力画像信号は、ライン数が2倍とされたプログレッシブ
走査の信号(1050p信号)である。
FIG. 14 shows an example of the positional relationship between an input pixel and an output pixel expressed in the vertical direction and the time direction. LSI1
01A selects a class tap and a prediction tap from the input image signal (525i signal), and performs a product-sum operation of the pixel value of the prediction tap and the prediction coefficient, and in the vertical direction, at an interval of half the original line interval, and Pixel values are generated at twice the pixel positions M-1 and S-1 in the horizontal direction. L of the other
The SI 101B generates pixel values at pixel positions M-1 and S-1 and intermediate pixel positions M-1 and S-1 in the vertical direction, respectively. In both the odd field and the even field, the vertical positions of the generated pixels are the same. Therefore, the output image signal is a progressive scanning signal (1050p signal) in which the number of lines is doubled.

【0060】LSI101Aの生成する画素の画素位置
M-1およびS-1と、LSI101Bの生成する画素の画
素位置M-2およびS-2とを、図15に示すように、奇数
フィールドと偶数フィールドとで、垂直方向でずらすこ
とによって、インターレス方式の出力画像信号、すなわ
ち、2100i信号を生成することができる。
The pixel positions M-1 and S-1 of the pixel generated by the LSI 101A and the pixel positions M-2 and S-2 of the pixel generated by the LSI 101B are, as shown in FIG. Thus, by shifting in the vertical direction, an output image signal of an interlace system, that is, a 2100i signal can be generated.

【0061】また、図1に示す画素生成装置は、出力処
理部にフィールドメモリを設けることによって、フィー
ルド倍速化された出力信号を生成することができる。す
なわち、図16に示すように、LSI101の画素位置
MおよびSの出力画像信号をフィールドメモリ131お
よび132に書込み、フィールドメモリ131および1
32から元のフィールド周波数の2倍の周波数で読出
し、セレクタ7Bによって、フィルードメモリ131お
よび132の読出し出力を選択することによって、出力
端子123にフィールド周波数が2倍とされた、フィー
ルド倍速信号を得ることができる。
The pixel generating apparatus shown in FIG. 1 can generate a field doubled output signal by providing a field memory in the output processing section. That is, as shown in FIG. 16, the output image signals of the pixel positions M and S of the LSI 101 are written into the field memories 131 and 132, and the field memories 131 and 1 are written.
32 is read out at a frequency twice as high as the original field frequency, and the selector 7B selects the read-out output of the field memories 131 and 132 to obtain a field double speed signal whose field frequency is doubled at the output terminal 123. be able to.

【0062】セレクタ7Bは、2倍のフィールド周波数
(60×2=120Hz)で選択動作が切り替えられる。
すなわち、Aフィールドから生成された画素位置Mから
なるフィールドを選択すると、次に、Aフィールドから
生成された画素位置Sの画素を選択し、次にBフィール
ドから生成された画素位置Sの画素を選択し、次に、B
フィールドから生成された画素位置Mからなるフィール
ドを選択する。従って、図17に示すように、出力画像
信号は、入力画像信号(525i信号/60Hz)のフィ
ールド周波数が2倍とされたもの(525i信号/12
0Hz)である。図17から分かるように、Aフィールド
の画素位置M、SとBフィールドの画素位置M、Sと
は、時空間の配置が異なるので、AフィールドとBフィ
ールドとでは、異なる係数を使用することが必要であ
る。
The selection operation of the selector 7B is switched at twice the field frequency (60 × 2 = 120 Hz).
That is, when a field including the pixel position M generated from the A field is selected, next, the pixel at the pixel position S generated from the A field is selected, and then the pixel at the pixel position S generated from the B field is selected. Select, then B
A field consisting of pixel positions M generated from the field is selected. Therefore, as shown in FIG. 17, the output image signal is obtained by doubling the field frequency of the input image signal (525i signal / 60 Hz) (525i signal / 12 Hz).
0 Hz). As can be seen from FIG. 17, since the pixel positions M and S of the A field and the pixel positions M and S of the B field are different in space-time arrangement, different coefficients may be used for the A field and the B field. is necessary.

【0063】図18に示すように、この発明の第2の実
施形態は、ラインメモリによるライン倍速化の処理と、
フィールドメモリによるフィールド倍速化の処理の両方
を出力処理部に有するものである。
As shown in FIG. 18, according to the second embodiment of the present invention, a line doubling process using a line memory is performed.
The output processing unit has both the field doubling processing by the field memory.

【0064】第2の実施形態では、2個のLSI101
Aおよび101Bを使用する。LSI101Aおよび1
01Bに対して、入力端子111Aおよび111Bから
入力画像信号が供給される。この入力画像信号は、同一
の信号である。LSI101Aの出力(M-1およびS-
1)に対してフィールドメモリ131A、132Aがそ
れぞれ接続され、フィールドメモリ131A、132A
に対してラインメモリ6Cおよび16Cがそれぞれ接続
される。同様に、LSI101Bの出力(M-2およびS
-2)に対してフィールドメモリ131B、132Bがそ
れぞれ接続され、フィールドメモリ131B、132B
に対してラインメモリ6Dおよび16Dがそれぞれ接続
される。
In the second embodiment, two LSIs 101
A and 101B are used. LSI 101A and 1
01B is supplied with input image signals from input terminals 111A and 111B. This input image signal is the same signal. Output of LSI 101A (M-1 and S-
Field memories 131A and 132A are connected to 1), respectively.
Are connected to line memories 6C and 16C, respectively. Similarly, the output of the LSI 101B (M-2 and S
-2) are connected to the field memories 131B and 132B, respectively.
Are connected to line memories 6D and 16D, respectively.

【0065】フィールドメモリ131A〜132Bによ
って、上述したように、フィールド倍速化の処理がなさ
れ、ラインメモリ6C〜16Dによってライン倍速化の
処理がなされる。ラインメモリ6Cおよび16Cのそれ
ぞれの出力データがセレクタ7Cに入力され、ラインメ
モリ6Dおよび16Dのそれぞれの出力データがセレク
タ7Dに入力される。セレクタ7Cおよび7Dは、2倍
のライン周波数で制御される。さらに、セレクタ7Cお
よび7Dの出力がセレクタ7Eに入力され、セレクタ7
Eの出力データが出力端子124に取り出される。セレ
クタ7Eは、2倍のフィールド周波数で制御される。
As described above, the field memories 131A to 132B perform the field doubling process, and the line memories 6C to 16D perform the line doubling process. Each output data of the line memories 6C and 16C is input to the selector 7C, and each output data of the line memories 6D and 16D is input to the selector 7D. Selectors 7C and 7D are controlled at twice the line frequency. Further, the outputs of the selectors 7C and 7D are input to the selector 7E,
The output data of E is taken out to the output terminal 124. The selector 7E is controlled at twice the field frequency.

【0066】図19は、図18の構成によって生成され
る出力画像信号を垂直方向および時間方向に示すもので
ある。セレクタ7Cがフィールド周波数が2倍とされ、
画素位置M-1およびS-1の画素を選択する。セレクタ7
Dがフィールド周波数が2倍とされ、画素位置M-2およ
びS-2の画素を選択する。セレクタ7Eは、時間的に元
のフィールドのタイミングで、セレクタ7Cの出力(M
-1およびS-1)を選択し、元のフィールドの1/120
秒後のタイミングで、セレクタ7Dの出力(M-2および
S-2)を選択する。それによって、図19に示すよう
に、垂直画素数が2倍でフィールド周波数が2倍の出力
画像信号(1050p/120Hz)を形成できる。ま
た、同様に、(1050i/120Hz)も形成すること
ができる。なお、水平画素数は、元の2倍とされるの
は、上述した第1の実施形態と同様である。
FIG. 19 shows the output image signal generated by the configuration of FIG. 18 in the vertical direction and the time direction. The selector 7C doubles the field frequency,
The pixels at the pixel positions M-1 and S-1 are selected. Selector 7
D has the field frequency doubled and selects the pixels at pixel positions M-2 and S-2. The selector 7E outputs the output (M) of the selector 7C at the timing of the original field in time.
-1 and S-1) and select 1/120 of the original field.
The output (M-2 and S-2) of the selector 7D is selected at a timing after seconds. Thereby, as shown in FIG. 19, an output image signal (1050p / 120Hz) having twice the number of vertical pixels and twice the field frequency can be formed. Similarly, (1050i / 120Hz) can also be formed. It should be noted that the number of horizontal pixels is twice as large as in the first embodiment described above.

【0067】また、上述した実施形態では、一つの画素
生成装置が垂直画素数および水平画素数の両者を2倍と
しているが、垂直方向のみまたは水平方向のみの画素数
を2倍とする画素生成装置のLSIを2個組み合わせる
ことによって、垂直方向のみまたは水平方向のみの画素
数を元の4倍とすることができる。
In the above-described embodiment, one pixel generation device doubles both the number of vertical pixels and the number of horizontal pixels. However, the pixel generation device that doubles the number of pixels only in the vertical direction or only in the horizontal direction is used. By combining two LSIs of the device, the number of pixels only in the vertical direction or only in the horizontal direction can be quadrupled.

【0068】上述したこの発明の実施形態を例えばCR
Tディスプレイのような表示装置と入力信号源との間に
設けることによって、入力信号源の解像度より高い解像
度の画像を表示することができる。
The above-described embodiment of the present invention can be implemented by, for example,
By providing between a display device such as a T display and an input signal source, an image having a higher resolution than the resolution of the input signal source can be displayed.

【0069】[0069]

【発明の効果】この発明は、垂直画素数を2倍とする機
能を有する画素生成装置を複数個組み合わせ、出力処理
部で、ライン倍速および/またはフィールド倍速を行う
ことによって、元の入力画像信号に比してより高い解像
度の種々の出力画像信号を生成することができる。ま
た、画素生成装置は、クラス分類適応処理によって画素
を生成するので、線形補間を行うものと異なり、解像度
を入力以上に高めることができ、また、静止画、動画と
も高画質とすることができる。
According to the present invention, an original input image signal can be obtained by combining a plurality of pixel generating devices having a function of doubling the number of vertical pixels and performing a line double speed and / or a field double speed in an output processing unit. , Various output image signals having a higher resolution can be generated. Further, since the pixel generation device generates pixels by the class classification adaptive processing, the resolution can be increased more than the input, unlike the linear interpolation, and both the still image and the moving image can have high image quality. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に使用される画素生成装置の一例のブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an example of a pixel generation device used in the present invention.

【図2】線順次変換動作を説明するための波形図であ
る。
FIG. 2 is a waveform chart for explaining a line-sequential conversion operation.

【図3】画素生成装置の一例の入力画像の画素と出力画
像の画素の位置関係を説明するための略線図である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a positional relationship between pixels of an input image and pixels of an output image in an example of a pixel generation device.

【図4】入力画素および出力画素の位置関係と、空間ク
ラスタップの一例を示す略線図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a positional relationship between an input pixel and an output pixel and an example of a space class tap.

【図5】入力画素および出力画素の位置関係と、空間ク
ラスタップの一例を示す略線図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a positional relationship between an input pixel and an output pixel and a space class tap.

【図6】予測係数を取得するための学習時の構成の一例
を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a configuration at the time of learning for acquiring a prediction coefficient.

【図7】学習時の画素間引きの処理を説明するための略
線図である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining pixel thinning processing during learning.

【図8】画素生成装置の全体的構成のブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram of an overall configuration of a pixel generation device.

【図9】入力画像の画素と出力画像の画素の位置関係の
一例を説明するための略線図である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a positional relationship between pixels of an input image and pixels of an output image.

【図10】入力画像の画素と出力画像の画素の位置関係
の一例を説明するための略線図である。
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a positional relationship between pixels of an input image and pixels of an output image.

【図11】入力画像の画素と出力画像の画素の位置関係
の他の例を説明するための略線図である。
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining another example of the positional relationship between the pixels of the input image and the pixels of the output image.

【図12】入力画像の画素と出力画像の画素の位置関係
の他の例を説明するための略線図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating another example of the positional relationship between the pixels of the input image and the pixels of the output image.

【図13】この発明の第1の実施形態のブロック図であ
る。
FIG. 13 is a block diagram of the first embodiment of the present invention.

【図14】この発明の第1の実施形態における入力画像
の画素と出力画像の画素の位置関係の一例を説明するた
めの略線図である。
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of a positional relationship between pixels of an input image and pixels of an output image according to the first embodiment of the present invention.

【図15】この発明の第1の実施形態における入力画像
の画素と出力画像の画素の位置関係の他の例を説明する
ための略線図である。
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining another example of the positional relationship between the pixels of the input image and the pixels of the output image according to the first embodiment of the present invention.

【図16】この発明の第2の実施形態に使用する画素生
成装置のブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram of a pixel generation device used in a second embodiment of the present invention.

【図17】入力画像の画素と出力画像の画素の位置関係
の一例を説明するための略線図である。
FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an example of a positional relationship between pixels of an input image and pixels of an output image.

【図18】この発明の第2の実施形態のブロック図であ
る。
FIG. 18 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.

【図19】この発明の第2の実施形態における入力画像
の画素と出力画像の画素の位置関係の一例を説明するた
めの略線図である。
FIG. 19 is a schematic diagram illustrating an example of a positional relationship between pixels of an input image and pixels of an output image according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,12・・・クラス検出回路、3,13・・・予測タ
ップ選択回路、4,14・・・予測係数メモリ、5,1
5・・・積和演算回路、101、101A、101B・
・・画素生成装置のLSI、6、6A〜6D、16A〜
16D・・・ラインメモリ、7、7A〜7E・・・セレ
クタ、131、131A、131B、132、132
A、132B・・・フィールドメモリ
2, 12: class detection circuit, 3, 13: prediction tap selection circuit, 4, 14: prediction coefficient memory, 5, 1
5... Product-sum operation circuit, 101, 101A, 101B
..LSI of pixel generation device, 6, 6A-6D, 16A-
16D: line memory, 7, 7A to 7E: selector, 131, 131A, 131B, 132, 132
A, 132B ... field memory

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朝倉 伸幸 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 内田 真史 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 守村 卓夫 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 安藤 一隆 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 中屋 秀雄 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 渡辺 勉 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 井上 賢 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 新妻 渉 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5C059 KK00 LA06 LB15 LB18 MA19 MA28 SS05 TA08 TA29 TA58 TA69 TB08 TB14 TC02 TC12 TD13 TD14 TD15 UA33 5C063 AA01 BA04 BA09 CA01 CA05 CA07 CA11 CA34  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Nobuyuki Asakura, Inventor 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Masashi Uchida 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Takuo Morimura 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation (72) Inventor Kazutaka Ando 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni -Inside the Corporation (72) Hideo Nakaya, Inventor 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation Inside (72) Inventor Tsutomu Watanabe 6-35, 7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni Inside (72) Inventor Ken Ken Inoue 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation (72) Inventor Wataru Niizuma 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation Inside Term (Reference) 5C059 KK00 LA06 LB15 LB18 MA19 MA28 SS05 TA08 TA29 TA58 TA69 TB08 TB14 TC02 TC12 TD13 TD14 TD15 UA33 5C063 AA01 BA04 BA09 CA01 CA05 CA07 CA11 CA34

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力画像信号の画素数より多い画素数の
出力画像信号を生成するようにした画像情報変換装置に
おいて、 第1の画素位置に、水平方向の画素数が入力画素数の2
倍とされた第1の出力画像信号を生成し、上記第1の画
素位置と垂直方向に異なる第2の画素位置に、水平方向
の画素数が入力画素数の2倍とされた第2の出力画像信
号を生成する複数個の画素生成装置と、 複数個の上記画素生成装置のそれぞれの上記第1および
第2の出力画像信号のライン周波数またはフィールド周
波数をN倍(Nは、2以上の整数)とした第3および第
4の出力画像信号を生成し、複数個の上記画素生成装置
のそれぞれの上記第3および第4の出力画像信号を選択
的に合成することによって、出力画像信号を生成する出
力処理装置とを備え、 複数個の上記画素生成装置のそれぞれは、上記第1およ
び第2の画素位置の上記第1および第2の出力画像信号
の画素値をそれぞれ生成する第1および第2の信号生成
部からなり、 上記第1および第2の信号生成部のそれぞれは、 上記第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺に位置
する上記入力画像信号の複数の第1の画素に基づいて、
クラス情報を形成するクラス決定部と、 予め取得されている予測係数をクラス情報毎に記憶し、
上記クラス決定部からの上記クラス情報が入力されるこ
とによって、予測係数を出力するメモリ部と、 上記第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺に位置
する入力画像信号の複数の第2の画素と、上記メモリ部
からの予測係数の線形推定式によって、画素を生成する
画素値生成部とを有することを特徴とする画像情報変換
装置。
1. An image information conversion apparatus which generates an output image signal having a larger number of pixels than the number of pixels of an input image signal, wherein the number of pixels in the horizontal direction is 2 at the first pixel position.
A first output image signal that is doubled is generated, and a second pixel position in the second pixel position that is different from the first pixel position in the vertical direction has a horizontal pixel number twice the input pixel number. A plurality of pixel generation devices for generating an output image signal; and a line frequency or a field frequency of each of the first and second output image signals of each of the plurality of pixel generation devices is N times (N is 2 or more). Integers) are generated, and the third and fourth output image signals of the plurality of pixel generation devices are selectively combined to generate an output image signal. An output processing device that generates the pixel values of the first and second output image signals at the first and second pixel positions, respectively. From the second signal generator The each of the first and second signal generating unit, based on the plurality of first pixel of the input image signal located around each of the first and second pixel positions,
A class determination unit that forms class information; and a prediction coefficient that is obtained in advance is stored for each class information;
A memory unit that outputs a prediction coefficient when the class information is input from the class determination unit; and a plurality of second image signals of an input image signal located around each of the first and second pixel positions. An image information conversion device comprising: a pixel; and a pixel value generation unit that generates a pixel by a linear estimation expression of a prediction coefficient from the memory unit.
【請求項2】 請求項1において、 第1および第2の画素生成装置を有し、 上記出力処理装置は、上記第1の画素生成装置の上記第
1および第2の出力画像信号が供給され、ライン周波数
が4倍とされた出力画像信号をそれぞれ出力する第1お
よび第2のラインメモリと、上記第2の画素生成装置の
上記第1および第2の出力画像信号が供給され、ライン
周波数が4倍とされた出力画像信号をそれぞれ出力する
第3および第4のラインメモリと、上記第1、第2、第
3および第4のラインメモリの出力画像信号をライン毎
に順次選択する選択手段とからなり、 上記選択手段により、水平方向の画素数が2倍で、垂直
方向の画素数が4倍の出力画像信号を形成するようにし
たことを特徴とする画像情報変換装置。
2. The device according to claim 1, further comprising a first and a second pixel generation device, wherein the output processing device is supplied with the first and second output image signals of the first pixel generation device. A first and a second line memory for respectively outputting an output image signal whose line frequency is quadrupled, and the first and second output image signals of the second pixel generation device are supplied. A third and a fourth line memory for respectively outputting an output image signal quadrupled, and a selection for sequentially selecting the output image signals of the first, second, third and fourth line memories for each line Means for forming an output image signal having twice the number of pixels in the horizontal direction and four times the number of pixels in the vertical direction by the selection means.
【請求項3】 請求項1において、 第1および第2の画素生成装置を有し、 上記出力処理装置は、上記第1の画素生成装置の上記第
1および第2の出力画像信号が供給され、フィールド周
波数が2倍とされた出力画像信号をそれぞれ出力する第
1および第2のフィールドメモリと、上記第1および第
2のフィールドメモリの出力画像信号をライン毎に順次
選択する第1の選択手段と、上記第2の画素生成装置の
上記第1および第2の出力画像信号が供給され、フィー
ルド周波数が2倍とされた出力画像信号をそれぞれ出力
する第3および第4のフィールドメモリと、上記第3お
よび第4のフィールドメモリの出力画像信号をライン毎
に順次選択する第2の選択手段と、上記第1および第2
の選択手段の出力をフィールド毎に選択する第3の選択
手段とからなり、 上記第3の選択手段から、水平方向の画素数が2倍で、
垂直方向の画素数が4倍で、フィールド周波数が2倍の
出力画像信号を形成するようにしたことを特徴とする画
像情報変換装置。
3. The device according to claim 1, further comprising a first and a second pixel generation device, wherein the output processing device is supplied with the first and second output image signals of the first pixel generation device. A first and a second field memory for respectively outputting an output image signal whose field frequency is doubled, and a first selection for sequentially selecting the output image signals of the first and the second field memories line by line. Means, and third and fourth field memories to which the first and second output image signals of the second pixel generation device are supplied and output the output image signals whose field frequency is doubled, respectively. Second selecting means for sequentially selecting the output image signals of the third and fourth field memories line by line;
And a third selecting means for selecting an output of the selecting means for each field. From the third selecting means, the number of pixels in the horizontal direction is twice,
An image information conversion apparatus characterized in that an output image signal is formed which has four times the number of pixels in the vertical direction and has twice the field frequency.
【請求項4】 入力画像信号の画素数より多い画素数の
出力画像信号を生成するようにした画像情報変換装置に
おいて、 第1の画素位置に、水平方向の画素数が入力画素数の2
倍とされた第1の出力画像信号を生成し、上記第1の画
素位置と水平方向で異なる第2の画素位置に、水平方向
の画素数が入力画素数の2倍とされた第2の出力画像信
号を生成する複数個の画素生成装置と、 複数個の上記画素生成装置のそれぞれの上記第1および
第2の出力画像信号を選択的に合成することによって、
水平方向に画素数が多くされた出力画像信号を生成する
出力処理装置とを備え、 複数個の上記画素生成装置のそれぞれは、上記第1およ
び第2の画素位置の上記第1および第2の出力画像信号
の画素値をそれぞれ生成する第1および第2の信号生成
部からなり、 上記第1および第2の信号生成部のそれぞれは、 上記第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺に位置
する上記入力画像信号の複数の第1の画素に基づいて、
クラス情報を形成するクラス決定部と、 予め取得されている予測係数をクラス情報毎に記憶し、
上記クラス決定部からの上記クラス情報が入力されるこ
とによって、予測係数を出力するメモリ部と、 上記第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺に位置
する入力画像信号の複数の第2の画素と、上記メモリ部
からの予測係数の線形推定式によって、画素を生成する
画素値生成部とを有することを特徴とする画像情報変換
装置。
4. An image information conversion apparatus which generates an output image signal having a larger number of pixels than the number of pixels of an input image signal, wherein the number of pixels in the horizontal direction is 2 at the first pixel position.
A first output image signal that is doubled is generated, and a second pixel position in the horizontal direction that is different from the first pixel position in the horizontal direction has a second pixel number in the horizontal direction that is twice the number of input pixels. A plurality of pixel generating devices for generating an output image signal; and selectively synthesizing the first and second output image signals of each of the plurality of pixel generating devices.
An output processing device that generates an output image signal having a larger number of pixels in the horizontal direction, wherein each of the plurality of pixel generation devices has the first and second pixel positions at the first and second pixel positions. The first and second signal generators each generate a pixel value of an output image signal, and each of the first and second signal generators is located around each of the first and second pixel positions. Based on the plurality of first pixels of the input image signal located
A class determination unit that forms class information; and a prediction coefficient that is obtained in advance is stored for each class information;
A memory unit that outputs a prediction coefficient when the class information is input from the class determination unit; and a plurality of second image signals of an input image signal located around each of the first and second pixel positions. An image information conversion device comprising: a pixel; and a pixel value generation unit that generates a pixel by a linear estimation expression of a prediction coefficient from the memory unit.
【請求項5】 入力画像信号の画素数より多い画素数の
出力画像信号を生成するようにした画像情報変換装置に
おいて、 第1の画素位置に、垂直方向の画素数が入力画素数の2
倍とされた第1の出力画像信号を生成し、上記第1の画
素位置と垂直方向で異なる第2の画素位置に、垂直方向
の画素数が入力画素数の2倍とされた第2の出力画像信
号を生成する複数個の画素生成装置と、 複数個の上記画素生成装置のそれぞれの上記第1および
第2の出力画像信号を選択的に合成することによって、
垂直方向に画素数が多くされた出力画像信号を生成する
出力処理装置とを備え、 複数個の上記画素生成装置のそれぞれは、上記第1およ
び第2の画素位置の上記第1および第2の出力画像信号
の画素値をそれぞれ生成する第1および第2の信号生成
部からなり、 上記第1および第2の信号生成部のそれぞれは、 上記第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺に位置
する上記入力画像信号の複数の第1の画素に基づいて、
クラス情報を形成するクラス決定部と、 予め取得されている予測係数をクラス情報毎に記憶し、
上記クラス決定部からの上記クラス情報が入力されるこ
とによって、予測係数を出力するメモリ部と、 上記第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺に位置
する入力画像信号の複数の第2の画素と、上記メモリ部
からの予測係数の線形推定式によって、画素を生成する
画素値生成部とを有することを特徴とする画像情報変換
装置。
5. An image information conversion apparatus which generates an output image signal having a larger number of pixels than the number of pixels of an input image signal, wherein the number of pixels in the vertical direction is two at the first pixel position.
A first output image signal that is doubled is generated, and a second pixel position in the vertical direction that is different from the first pixel position in the vertical direction is set to a second pixel number that is twice the number of input pixels in the vertical direction. A plurality of pixel generating devices for generating an output image signal; and selectively synthesizing the first and second output image signals of each of the plurality of pixel generating devices.
An output processing device that generates an output image signal having a larger number of pixels in the vertical direction, wherein each of the plurality of pixel generation devices includes the first and second pixel positions at the first and second pixel positions. The first and second signal generators each generate a pixel value of an output image signal, and each of the first and second signal generators is located around each of the first and second pixel positions. Based on the plurality of first pixels of the input image signal located
A class determination unit that forms class information; and a prediction coefficient that is obtained in advance is stored for each class information;
A memory unit that outputs a prediction coefficient when the class information is input from the class determination unit; and a plurality of second image signals of an input image signal located around each of the first and second pixel positions. An image information conversion device comprising: a pixel; and a pixel value generation unit that generates a pixel by a linear estimation expression of a prediction coefficient from the memory unit.
【請求項6】 入力画像信号源と表示装置との間に、画
像情報変換装置を設け、 上記画像情報変換装置は、入力画像信号の画素数より多
い画素数の出力画像信号を生成するようにした画像情報
変換装置であって、 第1の画素位置に、水平方向の画素数が入力画素数の2
倍とされた第1の出力画像信号を生成し、上記第1の画
素位置と垂直方向に異なる第2の画素位置に、水平方向
の画素数が入力画素数の2倍とされた第2の出力画像信
号を生成する複数個の画素生成装置と、 複数個の上記画素生成装置のそれぞれの上記第1および
第2の出力画像信号のライン周波数またはフィールド周
波数をN倍(Nは、2以上の整数)とした第3および第
4の出力画像信号を生成し、複数個の上記画素生成装置
のそれぞれの上記第3および第4の出力画像信号を選択
的に合成することによって、出力画像信号を生成する出
力処理装置とを備え、 複数個の上記画素生成装置のそれぞれは、上記第1およ
び第2の画素位置の上記第1および第2の出力画像信号
の画素値をそれぞれ生成する第1および第2の信号生成
部からなり、 上記第1および第2の信号生成部のそれぞれは、 上記第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺に位置
する上記入力画像信号の複数の第1の画素に基づいて、
クラス情報を形成するクラス決定部と、 予め取得されている予測係数をクラス情報毎に記憶し、
上記クラス決定部からの上記クラス情報が入力されるこ
とによって、予測係数を出力するメモリ部と、 上記第1および第2の画素位置のそれぞれの周辺に位置
する入力画像信号の複数の第2の画素と、上記メモリ部
からの予測係数の線形推定式によって、画素を生成する
画素値生成部とを有することを特徴とする画像表示装
置。
6. An image information conversion device is provided between an input image signal source and a display device, wherein the image information conversion device generates an output image signal having a larger number of pixels than the number of pixels of the input image signal. An image information conversion device according to claim 1, wherein the number of pixels in the horizontal direction is equal to two of the number of input pixels at the first pixel position.
A first output image signal that is doubled is generated, and a second pixel position in the second pixel position that is different from the first pixel position in the vertical direction has a horizontal pixel number twice the input pixel number. A plurality of pixel generation devices for generating an output image signal; and a line frequency or a field frequency of each of the first and second output image signals of each of the plurality of pixel generation devices is N times (N is 2 or more). Integers) are generated, and the third and fourth output image signals of the plurality of pixel generation devices are selectively combined to generate an output image signal. An output processing device that generates the pixel values of the first and second output image signals at the first and second pixel positions, respectively. From the second signal generator The each of the first and second signal generating unit, based on the plurality of first pixel of the input image signal located around each of the first and second pixel positions,
A class determination unit that forms class information; and a prediction coefficient that is obtained in advance is stored for each class information;
A memory unit that outputs a prediction coefficient when the class information is input from the class determination unit; and a plurality of second image signals of an input image signal located around each of the first and second pixel positions. An image display device comprising: a pixel; and a pixel value generation unit that generates a pixel by a linear estimation expression of a prediction coefficient from the memory unit.
【請求項7】 請求項1、4、5または6において、 上記第1の画素位置は、入力画像信号の画素位置に上記
第2の画素位置よりも近いことを特徴とする装置。
7. The apparatus according to claim 1, wherein the first pixel position is closer to a pixel position of an input image signal than the second pixel position.
【請求項8】 請求項1、4、5または6において、 上記予測係数は、上記線形推定式によって、上記画素を
生成した時に、生成された値と上記画素の真値との誤差
を最小とするように、上記クラス情報毎に予め学習によ
って求めることを特徴とする装置。
8. The method according to claim 1, wherein, when the pixel is generated by the linear estimation formula, an error between a generated value and a true value of the pixel is minimized. An apparatus for determining the class information by learning in advance for each of the class information.
【請求項9】 請求項1、4、5または6において、 複数の上記画素生成装置は、それぞれインターレス信号
を生成することを特徴とする装置。
9. The device according to claim 1, wherein each of the plurality of pixel generation devices generates an interlace signal.
【請求項10】 請求項1、4、5または6において、 複数の上記画素生成装置は、それぞれプログレッシブ信
号を生成することを特徴とする装置。
10. The device according to claim 1, wherein each of the plurality of pixel generation devices generates a progressive signal.
【請求項11】 請求項1、4、5または6において、 複数の上記画素生成装置は、それぞれ1チップの集積回
路の構成であることを特徴とする装置。
11. The device according to claim 1, wherein each of the plurality of pixel generation devices has a configuration of a one-chip integrated circuit.
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