JP2001508271A - 動的係数荷重による伸縮およびフリッカ低減の方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 フリッカ効果を低減すると同時に画像データを伸縮しながら、非インターレース画像データをインタレース画像データに変換する方法および装置が提供される。プログラム可能の間欠発振器（ＤＴＯ）が、フリッカの低減および垂直・水平の伸縮に用いる係数を動的に判定する。かかる２機能が統合され、ＤＴＯにより発生したフリッカ・フィルタ係数が動的に修正されて所望の垂直伸縮を按配し得るようになる。同様なＤＴＯが動的係数を用いて水平伸縮を別個に行うため提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 動的係数荷重による伸縮およびフリッカ低減の方法および装置 発明の分野 本発明は、一般に視覚データ変換に関し、特に、インターレースしたモニタに 表示するために視覚データを変換する場合に、動的係数を用いてフリッカを低減 させるとともに画像を伸縮する視覚データ変換器に関するものである。 発明の背景 多くの現代ビデオ表示装置は、２カテゴリのいずれか、すなわち、非インター レース・モニタかインターレース・モニタかに入る。それぞれの例は、コンピュ ータ・モニタとテレビジョン・モニタとである。テレビジョン・モニタは、放送 もしくは録画のテレビジョン信号用に設計されている。放送テレビジョン信号の 伝送標準方式は、数十年間設定されており、米国および日本のＮＴＳＣ、欧州の 大部分のＰＡＬおよびフランスのＳＥＣＡＭを含んでいる。アナログ・ビデオ・ テープ録画装置は、通例、かかる標準方式のいずれかに従って設計され、各国で 局地標準に合わせて販売されている。カメラやカムコーダのような他のテレビジ ョン機器は、かかる標準方式の何れにも合わせて使用することができる。かかる 伝送標準方式は、当業者には熟知されている。各標準方式は、表示走査線数、動 作その他の細部で相違しているが、それぞれ一定の特性を分担している。検討の 目的で、テレビジョン標準方式のある特定周波数および他の特性をＮＴＳＣ標準 値によって参照する。当業者は、対応する値が他のテレビジョン標準方式に適合 し、ここに開示する原理を適用して本発明の教示を理解し得ることが判るであろ う。また、ビデオ信号のテレビジョン・モニタへの伝達を伝送として検討するが 、この伝送は放送もしくは有線伝達とすることができる。 テレビジョン・ビデオ画像の単一フレームは２フィールドからなり、各フィー ルドは一連の走査線を含んでいる。図１ａを参照するに、フレーム５は順次の走 査線１，２，３，４，−−−−，５２４，５２５を含んでいる。走査線の特定本 数、ここでは５２５は、特定のテレビジョン標準方式、ここではＮＴＳＣ標準方 式によっている。図１ｂに示すように、フレーム５は、二つのフィールド、すな わち、奇数フィールド７と偶数フィールド８とを備えている。奇数フィールド７ は、一連の走査線、すなわち、奇数走査線１，３，５，−−−−としてテレビジ ョン・スクリーンに表示され、偶数フィールド８は、一連の偶数走査線２，４， ６，−−−−としてテレビジョン・スクリーンに表示される。ＮＴＳＣ標準方式 では、各フレーム５の表示に要する総時間１／３０秒に対し、各フィールドは１ ／６０秒で描かれる。ＮＴＳＣ標準方式は、各走査線の時間と信号および表示の 電気的特性の一部とも特定している。普通のテレビジョンでは、各走査線上の信 号が連続的に変化している。かかるテレビジョン・ビデオ信号は、各フィールド の各走査線に関する情報を含んだアナログ信号として磁気テープに記録すること ができる。 デイジタル・コンピュータの到来は、コンピュータ・モニタの広汎な用途をも たらした。初期の、特に家庭用の、コンピュータは、その出力を、専ら、テレビ ジョン・モニタに頼っていたが、コンピュータがより強力になるにつれて、より 高品質の表示装置、すなわち、コンピュータ・モニタの使用が可能になった。コ ンピュータ・モニタは、いくつかの面では普通のテレビジョン・モニタによく似 ているが、一般に、普通のテレビジョン・モニタのものより遥かに精細な制御電 子技術を有している。コンピュータ・モニタは、遥かに精密に電子ビームの位置 を制御して、全フレームの連続順次走査を、インターレースせずに線順次に行な い得る。各走査線は、多数の個別の画素（画像要素）からなる。ビデオ画像は、 一連のデイジタル・バイトとしてコンピュータに蓄積される。特定のコンピュー タもしくは表示の能力によれば、画素毎に（２色、典型的には黒と白とを許す） 単一ビットの情報のみ、もしくは、より強力な方式に対しては多数ビットの情報 が含まれる。典型的な高品質モニタは、各画素毎に３２ビットの情報を表示する ことができる。 コンピュータ表示用配列パターンの個数は、工業上の標準になっている。特に 普通のサイズの一つは、６４０×４８０画素（ＶＧＡ標準はこの大きさであり、 多くのコンピュータは、この表示解像度でＶＧＡおよび非ＶＧＡのモニタを支持 している）である。他の普通サイズは（目下一般に低解像度もしくは小型像サイ ズ、例えば、６４０×４８０画素画像の４分の１と考えられている）３２０×２ ４０、８３２×６２４、１０２４×７６８その他を含んでいる。便宜上、以下の 検討では、ある例に６４０×４８０画素を参照するが、本発明の原理および教示 は、他の解像度にも同様に適応する。 コンピュータの用途の増大は、標準方式テレビジョンを用いて、コンピュータ で発生させ、もしくは、処理した画像を表示する願望に通ずる。これは、特に、 コンピュータ・ゲームをテレビジョン装置に表示して楽しみ度い人にとって真実 である。コンピュータ・ゲームの他にも、コンピュータはマルチメディアＣＤの ような情報処理やテレビジョンで画像を視たいと思うようになるインターネット を介した通信にも用いられる。しかしながら、テレビジョン・モニタは、コンピ ュータ画像の表示に用いると、幾つかの不利益を生ずる。極めて重大な二つの問 題は、オーバースキャンとフリッカとである。 典型的なテレビジョン伝送は、有効表示面積をオーバースキャンして、少なく とも若干の端縁では情報が見えなくなるように設計されている。コンピュータの 内容その他の情報が端部、典型的には頂部、時には底部、あるいは、左端もしく は右端に表示される場合には、情報の小部分の欠損さえ、コンピュータの使用を 困難もしくは不可能になし得る。 典型的ＮＴＳＣ信号は各フレーム毎に５２５走査線を含んでいるが、そのうち の約４８０本のみが典型的表示に示される。残余の走査線の幾つかは、垂直消去 期間の一部であり、これは、走査電子技術に対し、スクリーンの下隅から反対の 上隅にリセットする余裕を与え、テレビジョン伝送信号のある特定部分を同期さ せる余裕を与えるために設けられたものである。しかしながら、残余の走査線の 大部分は、故意のオーバースキャンの故に表示されない。 普通のテレビジョンがオーバースキャンするように設計されているのには理由 がある。テレビジョンは、物理的走査能力、正確度、湾曲度、マスクや溝の位置 、製造や部品の許容度および部品の経年変化などの多方面で変化している。かか る変化を補償するために、典型的テレビジョンに表示し得るより多くの垂直走査 線もしくは情報を典型的なテレビジョン伝送が含んでいる。そのうえに、典型的 伝送は、表示し得るよりも長い走査線を含んでいる。その結果の視覚表示画像は 、伝送画像の約９０％となる。この結果は、ほとんど全てのテレビジョンについ て、各端部の情報が捨てられる（表示されない）が、何れの端部にも消去部分は ほとんど設けられていない、ということになる。しかしながら、伝送画像の頂部 がオーバースキャン領域にあれば、全く表示されないことがあり得る。 フリッカも、同様に重大な問題であり得る。一般に表示上毎秒４０回以下変更 される画像は、検知可能のフリッカを生ずる。諸研究により、画像が毎秒６０回 以上（更新率６０Ｈｚ）速く更新される場合には、多くの人はフリッカに気付か ないことが判っている。インターレース走査では、まず、奇数走査線全部が頂部 から底部まで走査されて、偶数走査線は跳ばされる。垂直帰線の後に、第１走査 における偶数走査線全部が頂部から底部まで走査される。ＮＴＳＣ標準方式では 、各フィールドの垂直更新率は６０Ｈｚであり、３０Ｈｚのフレーム更新率にな る。各走査線が３０Ｈｚの更新率で更新されることに留意するのが重要である。 ＰＡＬおよびＳＥＣＡＭの標準方式では、対応する値は、５０Ｈｚおよび２５Ｈ ｚより遅くさえなる。 そのうえに、高度の垂直コントラストの画像は、インターレース・テレビジョ ンに表示されると、顕著なフリッカを生じ勝である。その例は、数字表で屡々見 られる細かい水平線である。表示されるべき線がテレビジョンの１走査線に丁度 一致した場合には、１秒の１／３０毎に１回だけ現われることになる。同じ線が 、丁度１ビット幅で、奇数走査線と隣接偶数走査線とに沿っている場合には、各 線は交互に表示され、その結果の線は、（上下にわずかに動きながら）１秒の６ ０分の１毎に表示される。 多くの自然の画像（光景、人々その他）は、鮮鋭な垂直コントラストを有して おらず、すなわち、隣接した水平線相互間の強度差は大きくない。その結果、テ レビジョンに対し６０Ｈｚの明白な更新率となり、最小のフリッカした生じない 。しかしながら、コンピュータが発生させた画像は、強度の垂直コントラストが 大きい（例えば、白い背景中の単一画素水平黒線）。各線が５０Ｈｚの更新率で 更新されるので、その線は顕著なフリッカを生ずる。総じて、かかる不利益は、 伝統的放送テレビジョンでは重大ではない。伝送的テレビジョン画像では典型的 な画像源はカメラが捉えた自然の光景である。オーバースキャンについては端縁 の 幾つかが見えなくても、わずかなズームインもしくはズームアウトに匹敵する単 なる視野のはみ出しと受取られる。フリッカについては、高度の垂直コントラス トの物体は表の頂部のように、走査線１本だけの幅のものは稀である。ある自然 の物休は、屡々衣服や恐らく柵に見られるように極めて細い線群を含んでいる。 したがって、テレビジョン・ニュースキャスタは、結果の伝送が顕著なフリッカ 効果を生じ得るので、格子縞や狭い水平縞の衣服を避けている。コンピュータ画 像をテレビジョンに表示する場合のオーバースキャンの問題をアドレスするには 、今日、幾つかの技術が用いられるが、かかる技術で問題の全てを解決したもの はない。画像の大きさを変更するのに、嘗てはコンボリューションが用いられて いた。コンボリューションは、インターレースと非インターレースの両画像間の 変換にも用いられていた。歴史的に用いられて来たコンボリューションの諸策は 、費用がかかり過ぎるか、十分に強力ではないので、現下の例には有用ではない 。現下の解法には、つぎの手法が含まれている。 １）内容の再生：一つの簡単な接近法は、関連したコンピュータ画像寸法、例 えば６４０×４８０画素より少ない画像内容の再生である。しかしながら、これ は、コンピュータ・プログラムを全体ではなくても書き直さなければならぬ場合 に、かなりの労力と経費とを必要とする。コンピュータとテレビジョンとのいず れかの表示に用い得るコンピュータ題目については、版の異なるプログラムを必 要とするので、必然的に販売および在庫管理の諸問題を問題点に含めることにな り、消費者は、両方を望む場合にも、何れか一方を選ぶことを強いられる。 ２）画素乃至走査線の欠落による画像低減：この簡単な技術は、ｎ画素から１ 画素、乃至、ｎ走査線から１走査線を欠落させて画像を短縮するものである。例 えば、画像を２／３だけ縮小するために、３画素から１画素を脱落させる。不幸 にも、この過度に単純化したアルゴリズムでは高品質の画像は得られない。源画 像における単一画素幅の水平・垂直の線は、この技術を用いた場合に、うつかり すると、出力画像から全く除去される。 ３）二重線形補間：この技術は、隣接２画素間の荷重平均を用いて出力画像を 形成する。これは、一般に良質画像が得られる経済効率のよい技術である。 ４）多重タップ有限インパルス・レスポンス（ＦＩＲ）フィルタ： この技術は、（６５タップまでの）多重タップ・フィルタを水平・垂直の伸縮 に用いる。これは、極めて良好な画質が得られるが、複雑高価なハードウェアを 必要とする。 フリッカの問題は、以前の画像表示手法で試みられて来たが、成功には限りが あった。しかしながら、かかる手法には、現在、消費者がコンピュータ画像を視 るときに期待するような高品質の画像を提供し得るものがある。現下の解法には つぎの手法が含まれている。 １）一方のフィールドだけ表示：この技術は、フレームの一方のフィールドだ けを６０Ｈｚで表示する（他方のフィールドは走査せず、黒のままである）。し かしながら、得られる画像は、１本おきの線が（黒く）失われるので、著しく低 解像度になる。 ２）３線コンボリューション：この技術は、垂直隣接３画素を平均して水平線 間のコントラストを低減することによりフリッカを低減させる。典型的には、イ ンタレースした線「ｐ」に対して、新たな画像強度「ｎ」がつぎの式で与えられ る。 ｎ＝（１／４）^*（ｐ−１）＋（１／２）^*（ｐ）＋（１／４）^*（ｐ＋１） ここに、（ｐ−１）は、線を旋回させたときの上側の線であり、（ｐ＋１）は下 側の線である。この技術は全く有効であり、フリッカを許容し得るレベルに低減 させる。最初の奇数フィールド走査線の計算は２走査線のみを結合させた特別の 場合であることに留意すべきである。 ３）２線コンボリューション：この技術は、垂直隣接２画素を平均して（図４ 参照）２水平線間のコントラストを低減することによってフリッカを低減させる 。典型的には、インタレースした線「ｐ」に対して、新たな画素強度「ｎ」がつ ぎの式で与えられる。 ｎ＝（１／２）^*ｐ＋（１／２）^*（ｐ＋１） この技術は、３線コンボリューションほどには有効ではない。 さらに重要なことに、かかるフリッカ除去解法は、画素強度の変更に用いる荷 重係数を調整しなければならない場合には、満足されていなかった。しかしなが ら、上述した解法の不満点は、フリッカ低減の回路乃至ソフトウァアを必需品に して来た。特に、家庭や事務所でのビデオ内容の製作におけるパーソナル・コン ピュータの使用の増大が、製作したビデオ内容をテレビジョンで試写する一般慣 行と結びついて、特にそのとおりになっている。典型的には、３本以上の走査線 に亘る良質のフリッカ低減と画像の伸縮とを達成して、その画像をテレビジョン ・スクリーン上に完全に表示し得るようにするには、高価な装置が必要である。 発明の要約 非インターレース画像をインターレース表示面上の表示用に柔軟に変換するた めの、急速、有効で比較的安価な方法が必要となっている。本発明は、コンピュ ータで発生した文書や図形のフリッカ低減を、垂直・水平の伸縮ともども、提供 することにより、かかる必要性を満たすものである。プログラム可能な間欠発振 器（ＤＴＯ）が、フリッカを低減し、必要な垂直・水平の伸縮を行なうのに用い る係数を動的に判定するのに用いられる。プログラム可能ＤＴＯは、ＤＴＯによ り発生させたフリッカ・フィルタ係数が垂直縮小係数を考慮して動的に修正され るのを可能にするとともに、水平伸縮係数を発生させるプログラム可能なＤＴＯ も同様に動的に修正し得るようにする。 一般に、垂直方向（画素順次）の隣接走査線間の３線統合と水平方向の３画素 統合とが提供される。しかしながら、もっと多くの垂直線および水平画素が、プ ログラム可能のＤＴＯの設定による必要性に応じて統合される。フリッカ低減乃 至伸縮に影響する荷重係数を容易に改変する能力は、非インターレース・データ からインタレース・データを柔軟な態様で発生させる簡易化した方法を提供する 。 本発明の他の特徴および利点は、以下の好適な実施例の説明から明らかになろ う。 図面の簡単な説明 図１ａおよび１ｂは、非インターレース表示のフレームおよびインターレース 表示の一対のフィールドをそれぞれ示す線図である。 図２は、本発明の変換装置が発生させた動的係数を用いた非インターレース表 示からインターレース表示への変換を示す線図である。 図３は、本発明の実施例により構成した変換器系統を示すブロック線図である 。 図４は、本発明の実施例による間欠発振器を示すブロック線図である。 図５は、本発明の実施例により構成した変換器を示すブロック線図である。 図６は、データ変換中の種々異なる時点の期間に本発明の諸成分に含まれる説 明用数値の表を順次に示す線図である。 好適実施例の説明 図１ａは、非インターレース視覚画像データのフレーム５を描いたものである 。 このデータは、典型的には、図示のフレーム線番号に従ってフレームを順次に走 査する画像要素（画素）の形をとっている。フレーム５が非インターレース様式 からインターレース様式に変換されると、一対のフィールド、すなわち、奇数フ ィールド７と偶数フィールド８とが発生して、図１ａに示したフレームを、２フ ィールド、すなわち、図１ｂに示すように、一方は奇数番号走査線を備え、他方 は偶数番号走査線を備えたフィールドに分離する。 図２は、非インターレース様式からインターレース様式への変換を模式的に描 いたものである。この例では、典型的に３本の線を結合させて、残余のフィール ド走査線が示すように、対応するインターフィールド走査線を形成しているので 、これは特別の場合である。第１奇数走査線の特別な処理は、結び付くべき先行 走査線が存在せず、後続走査線のみが存在する、という事実から派生する。フレ ーム５から奇数フィールド７もしくは偶数フィールド８に到る矢印は、特定の奇 数フィールドもしくは偶数フィールドにおける単一の走査線となる結合を形成す るための、フレーム５の走査線群からの情報の伝達を示すものである。典型的に 、この走査線データの伝達は、先行乃至後続走査線の画素群中の少なくとも一つ の他の画素と結ぶ付くべき走査線全体の各画素に対する特別の荷重もしくは部分 に付した荷重係数によって達成される。この結合もしくは変換の技術はフレーム ５に線順次に適用された場合に、フリッカ効果を低減させる。その荷重係数を適 切に調整することにより、垂直の伸縮も達成される。同様の変換技術が水平方向 に隣接する画素群に画素順次に適用されると、フレーム５に表示される原画像の 水平伸縮も達成される。奇数フィールドの第１画素は、結合を計算すべき先行画 素が存在しないので、特別の取扱いを受けることになる。 図３は、本発明の実施例による視覚表示データ変換器１０のブロック線図であ る。データ変換器１０は、水平伸縮器１２および垂直伸縮・フリッカ除去成分１ ４を備えている。変換器１０は、少なくとも５０ＭＨｚで動作して、少なくとも ８００×６００画素の入力解像度を維持することができる。変換器１０は、水平 伸縮器１２からの有効フラグ下流を有する不連続データ流を取入れる。ＲＧＢか らＹＵＶへのマトリックス・ダウンサンプラ１６が水平伸縮器１２と垂直伸縮・ フリッカ除去成分１４との間に接続されている。しかしながら、他の実施例では 、まとめて成分２０とも呼ぶＦＩＦＯメモリ２０ａとフレーム・バッファ（ＦＢ ）書戻し器２０ｂとにデータが蓄積される前にＲＧＢからＹＵＶへの変換が行な われる限り、マトリックス・ダウンサンプラ１６は、水平伸縮器１２の上流もし くは垂直伸縮・フリッカ除去成分１４の下流に配置されている。 ２０ｂの書戻し器部分は２０ｂ部分のフレームバッファに伝達原案を毎秒約２ ７ＭＢで供給する。この目的のために、成分２０のＦＩＦＯメモリ２０ａは、説 明用実施例では、３２ワードの長さにしてある。成分２０はビデオ・エンコーダ ・パイプ２２に適切に伸縮させるとともにフリッカを低減させたデータを読出し て複合ビデオ信号に変換させ、その信号をインタレース表示モニタ３２に出力す る。表示モニタ３２に対するインタレース・データを適切にアドレスするために 、奇偶フィールド・アドレス発生器３４が垂直伸縮・フリッカ除去成分１４に接 続されている。この接続により、アドレス発生器３４は、同期化入力３６を受信 した後の適切な時点で、異なったメモリ位置に、伸縮させたフィールドを書込ま せることができる。 このデータ変換過程の実施にあたり、変換器１０は、ランダム・アクセス・メ モリＤＡ変換器（ＲＡＭＤＡＣ）インタフェース３０からの３本の８ビット流中 のＲＧＢ（赤、緑および青）データを受信する。ＲＡＭＤＡＣインタフェース３ ０は、変換器１０が配置されている系統の他の成分から４８ビットの帰還データ 流を受信する。ＲＡＭＤＡＣインタフェース３０は、各８ビットデータ流がそれ ぞれ赤、緑および青（ＲＧＢ）のデータに対応する３本の８ビット・データ流に 、その４８ビット帰還データ流を乗算する。ＲＡＭＤＡＣインタフェース３０は 、経験した任意の同期化遅延の補償も行ない、同期化極性を変化させて常に正に なるようにする。水平伸縮器１２はＲＡＭＤＡＣ３０からのＲＧＢデータを受信 し、８ビット・データ流のそれぞれを３本の同一通路区域を介して送出するが、 同一の各データ通路区域については以下に説明する。 図４は、本発明の実施例によって構成された間欠発振器（ＤＴＯ）５０のブロ ック線図である。ＤＴＯ５０は、水平伸縮器１２が行なう水平伸縮動作、および 、垂直伸縮・フリッカ除去成分１４が行なう垂直伸縮・フリッカ除去動作の両方 に用いる動的係数を作製する。ＤＴＯ５０は、図３の各成分１２，１４内に設置 し、もしくは、分離した個別の成分として設置することができる。ＤＴＯ５０が 作製する動的係数は、所望の伸縮乃至フリッカ除去の品質を達成するために、Ｒ ＧＢもしくはＹＵＶのような入来画素データを乗算する数値である。 ＤＴＯ５０の動作は、水平伸縮器１２に入来した画素群に適用されたときと、 垂直伸縮・フリッカ除去成分１４に入来した画素群の走査線に適用されたときと でよく似ているので、その一方の動作だけを詳細に説明する。便宜のために、Ｄ ＴＯ５０の動作は、両方とも動的係数を調整するこによって達成されるので、垂 直伸縮・フリッカ除去成分１４が行なうフリッカ除去および伸縮の動作と連合し て説明される。 表示のために変換器１０によりインタレースしたモニタ様式に変換されるべき 画像の走査線群は、成分１４内に位置するＤＴＯ５０を介して処理される。ＤＴ Ｏ５０は、画像における全走査線の画素データを蓄積するためのＤＴＯ蓄積要素 ５４、例えば線蓄積レジスタにデータの走査線を通過させて、フリッカ効果に対 する補償を施したときに、全線を同時にアドレスし得るようにするＭＵＸ５２を 備えている。ＤＴＯ蓄積要素５４は、個々の画素がアドレスされるので、水平伸 縮器１２と連合して使用される場合には、単一のレジスタとすることもできる。 ＤＴＯ蓄積要素５４は、適切なクロック信号に応じ、その内容を加算器５６に送 る。増分値（ＩＮＣ）は、そのＩＮＣにＤＴＯ蓄積要素５４の内容を加算する加 算器５６に増分発生器５８から出力される。 増分値（ＩＮＣ）は、つぎの（式１）によって規定される。 ＩＮＣ＝（出力線／入力線）×（（ＷＧＴ＋ＮＷＧＴ）／ＷＧＴ）…（式１） 出力線の本数は、インタレース・モニタがオーバースキャンを考慮に入れて表 示し得る走査線の本数によって決まる。出力線の本数は、通常、入力線の本数よ り少なく設定される。これにより、画像を伸縮させて、テレビジョンＣＲＴ上で 全体が見られるようにすることができる。オーバースキャンした領域は、ＴＶビ デオ・エンコーダ２２が設定した色で満たされる。ＩＮＣの値は、オーバースキ ャンあるいはアンダースキャンに備え、垂直伸縮を成し遂げるために出力線値を 改変することによって調整することができる。入力線の本数は、本来、非インタ ーレース・モニタ上の表示のために発生させた走査線の本数で決まる。ＷＧＴの 値は荷重領域に等しく、ＮＷＧＴの値は非荷重領域に等しく、かかる二つの値に より、例えばフリッカ効果を低減した場合に成し遂げる伸縮を超えて付加的伸縮 が達成され得るようにする。 典型的には、３線（もしくは画素）伸縮・荷重は、一連の３数字によって識別 される。例えば、１２１荷重は、特定走査線より上の走査線の各画素を乗算すべ き係数と特定走査線により下の走査線の各画素を乗算すべき係数との比を表して いる。中央の係数、この場合の２は、注目した特定走査線に組み合わせた係数を 表し、一方、両側の係数１は、上下の走査線リンクに組み合わされいる。この例 では、データの線間に間隙がなく、したがって、荷重領域は１、比荷領域は０、 をそれぞれＷＧＴ値およびＮＷＧ値とし、走査線間の跳び（比荷重）は存在しな い。１４１荷重については、１本と半分の走査線が処理され、ついで、半分の走 査線が跳ばされる。したがって、荷重領域は３、非荷重領域は１となろう。 他の関連等式は何本の走査線が跳ばされるべきかを決定し、その決定が他の計 算で用いられる。跳び発生器５９は、つぎの（式２）によって管理されるＳＫＩ Ｐの値を計算する。 ＳＫＩＰ＝（ＮＷＧＴ／ＷＧＴ）・・・（式２） 一旦、加算器５６が加算動作を行うと、その加算出力和がオーバーフロー５７ で評価され、その和が１より大きいか否かを判定する。その和が１より大きくな い場合にはオーバーフロー５７は、ＤＴＯ値信号６０をＤＴＯ判定器６２に送る 。その替わりに、加算器５６からの和出力が１より大きい場合には、全数値をキ ャリービットもしくはオーバーフローとして捨て、有効信号６４を始める。この オーバーフロー動作の残りは、加算器５６によりＤＴＯ値６０としてＤＴＯ判定 器 ６２に送られる。 上述の説明は、ＤＴＯ荷重一般を判定する過程を概説したものであるが、この 一般過程を開始させるためには、開始値を開始値発生器６８からＤＴＯ判定器６ ２に挿入しなければならない。この初期段階は、変換過程で考慮すべき先行走査 線（もしくは画素）を有していない画素群の第１走査線（もしくは、水平伸縮動 作を考えた場合の第１画素）の受信を取巻く特別の状態に適合した規則によって 管理される。垂直伸縮・フリッカ除去動作を考えた場合に、第１奇数開始値を発 生させる一つのかかる規則がつぎの（式３）によって規定される。 ＦＩＲＳＴＯＤＤＬＩＮＥ＝（ＩＮＣ／２）＋０．５・・・（式３） これは、水平伸縮の場合に第１画素を発生させるためにＤＴＯ判定器６２に送 られる値でもある。 第１奇数フィールド全体が発生していて、第１偶数フィールドを始めるべき時 点になると、他の規則が活動を始め、ＤＴＯ判定器に入力する開始値を発生させ る。その規則は、つぎの（式４）によって規定される。 ＦＩＲＳＴＥＶＥＶＬＩＮＥ（ＩＮＣ−ＳＫＩＰ）／２・・・（式４） １２１荷重例に戻ると、開始値発生器６８は、（式３）で規定する第１奇数開 始値を送出する。非インターレース・フレームの走査線の全本数が、半分に低減 して、奇数フィールドの奇数走査線を表示するとともに、偶数フィールドの偶数 走査線を表示し、さらに全領域が荷重されているので、（式１）および（式２） により、ＩＮＣが値０．５を有するとともに、ＳＫＩＰが値０を有する。これら の値および他の例の値は、図６に、便宜上、表にして示してある。図６の表を素 速く参照し得るようにするために、文字と数字との組み合わせが、ある数値の次 に現われて、その数値が表の何れの行、何れの列に現われるかを示すようにする 。ＩＮＣは１２１荷重例を通して同じであるから、．５が位置Ｃ２に現われる。 ＳＫＩＰに対する数値もこの例を通して同じであり、その数値は位置Ｃ１に示さ れている０である。 （式３）から、ＦＩＲＳＴＯＤＤＬＩＮＥは、１２１荷重 側を通して．７５Ｃ３の値を有している。この．７５値は、開始値発生器６８か らＤＴＯ判定器６２に送られて、つぎの規則によるＤＴＯ荷重信号を発生させる 。 （規則１）オーバーフロー５７により発生したキャリービットが存在せず、処 理される画素データの線がインターレース様式用に発生させるべき第１奇数フィ ールド線である場合には、乗算器７０（図５）は（ＩＮＣ＋２）＋．５に等しい ＤＴＯ荷重値を受信する。 （規則２）オーバーフロー５７より発生したキャリービットが存在せず、処理 される画素データの線がインターレース様式用に発生させるべき第１偶数フィー ルド線である場合には、乗算器７０は（ＩＮＣ−ＳＫＩＰ）＋２に等しいＤＴＯ 荷重値を受信する。 （規則３）処理される現下の線が奇数フィールドの第１走査線もしくは偶数フ ィールドの第１走査線ではなく、オーバーフロー信号が発生していない場合には 、乗算器７０は、ＩＮＣに等しいＤＴＯ荷重値を供給される。おそらく、乗算器 ７０は、同じ値を受信することはできるが、有効信号６４が送信されていないの で、乗算を行うきっかけが与えられない。 （規則４）オーバーフロー信号が発生している場合には、ＤＴＯ判定器６２は 、つぎの評価を行う。 ＤＴＯ値６０−ＳＫＩＰが正である場合にはＤＴＯ ＭＵＸ５２＝ＤＴＯ値− ＳＫＩＰ、そうでない場合には、ＤＴＯ ＭＵＸ５２＝ＤＴＯ値６０。そのうえ に、オーバーフロー信号の受信に際し、乗算器７０は、ＤＴＯ荷重値＝ＩＮＣ値 ６０を発送され、乗算器７２はＤＴＯ荷重値＝ＩＮＣ−ＤＴＯＷを受信する。 上述の諸規則および諸条件が、任意の所定時点におけるＤＴＯ荷重６６の値が 幾らであるかを決める。ＤＴＯ荷重６６の値が、かかる規則および条件によって 屡々変わるので、その荷重係数は動的であると考えられている。画素係数を用い る他のフリッカ除去・伸縮アルゴリズムとは異なり、本発明はかかる規則および 条件を用いてかかる荷重を動的に調整する。 再び１２１荷重例を参照するに、初期条件が唯一のすでに確立している値であ るので、キャリービットは発生していない。したがって、ＤＴＯ判定器６２は、 ＤＴＯ荷重６６に値．７５を送出する。この値．７５は乗算器７０に転送される 。（垂直伸縮・フリッカ除去成分１４乃至水平伸縮器１２を示した図５を参照） 乗算器７０は、マトリックス・ダウンサンプラ１６やＲＡＭＤＡＣインターフェ ー ス３０のような画素データ源７６から到来する第１入力走査線データの各画素に ．７５を乗算し、その結果を加算器７８に送る。ＭＵＸ８０は蓄積要素８２から の内容を通過させるが、この例で処理されているのは第１線であるので、この時 点では蓄積要素８２には内容が存在しない。したがって、加算器７８は、画素デ ータ源７６から到来したデータを０に加算して、その値を蓄積要素８２に蓄積す る。 次のクロック周期（図６の列Ｂ）では、ＤＴＯ５０の加算器５６は、ＩＮＣを ＤＴＯ蓄積要素の内容に加算する。（ＤＴＯ蓄積要素５４の内容は、直前のクロ ック周期に、ＤＴＯ判定器６２から送られた。７５として確立されている。）こ の１２１荷重例におけるＩＮＣは、一貫して．５Ｃ２であるので、加算器５６が 発生させた和出力は１．２５である。オーバーフロー５７は、有効信号６４を始 める１Ｂ７のキャリービットを送って、加算器５６の出力和を１だけ低減させる ので、ＤＴＯ値６０は．２５Ｂ６となる。ＤＴＯ判定器６２は、以上に概説した 規則および条件に従ってＤＴＯ荷重６６を出力する。特に、ＤＴＯ荷重６６は、 この場合、．２５Ｂ１０−１１に等しい．２５を差し引いた．５に等しいＤＴＯ 値６０を差し引いたＩＮＣに等しい値を有している。有効信号６４が送られてい るので、乗算器７０および７２はともにＤＴＯ荷重６６を受信する。 乗算器７２は、入力データの第２走査線に．２５を乗算し、そのデータを加算 器８６に送る。加算器８６が、その縮小データを蓄積要素８２に予め蓄積してあ るデータ（第１走査線を．７５倍したもの）に加算するので、その和出力は、第 １線の３／４に第２線の１／４を加えたものに等しくなり、その値は、ついで、 出力レジスタ８８Ｂ１４に蓄積される。 乗算器７０は、画像データ源７６から送られた入力データの第２走査線に．２ ５Ｂ１０を乗算する。有効信号６４が送られているので、ＭＵＸ８０は、加算器 ７８に零を通過させて、乗算器７０の結果に加算する。加算器７８からの和出力 は、線蓄積器８２に蓄積される。 ＤＴＯ５０は、再度増大し得るので、３線（図６のＣ列）は活動し得る。ＤＴ Ｏ蓄積要素５４の内容は、最終回ではＤＴＯ判定器６２がその値をＤＴＯ ＭＵ Ｘ５２を介して送出するので、．２５となる。加算器５８は、．５であるＩＮＣ を加算して、その和出力を．７５にする。これは１より小さいので、キャリービ ットは発生せず、その．７５がＤＴＯ値６０としてＤＴＯ判定器６２に進められ る。この．７５値も、第４クロック周期中にＤＴＯ ＭＵＸ５２を介して送出さ れる。このクロック周期中に、ＤＴＯ判定器６２は、規則および条件に従い、． ５に等しいＤＴＯ荷重６６を発生させる。特に、発生した６６は、この１２１荷 重例では常時．５となるＩＮＣに等しい。この．５ＤＴＯ荷重例６６は、乗算器 ７０に送られて、第３の乗走査線に．５を乗算する。その積出力は、有効信号６ ４がＭＵＸ８０に送られていないので、蓄積要素８２の以前の内容に加算される 。したがって、蓄積要素８２は、現在．２５倍の走査線２と．５倍の走査線３と の和を有しており、次の反復回を始める用意ができている。 加算器５６は、ＤＴＯ蓄積要素５４からの．７５Ｄ８を増分発生器５８からの ．５Ｄ２に加算し、その和は１．２５となる。したがって、キャリービットＤ７ が発生し、ＤＴＯ値６０は、．２５Ｄ６に等しくなる。規則に従えば、ＤＴＯ判 定器６２は．２５Ｄ１０−１１に等しいＤＴＯ荷重６６を発生させて、両乗算器 ７２および７０に送る。走査線４は、乗算器７２で．２５を乗算されて、加算器 ８６で蓄積要素８２の内容に加算され、その結果、レジスタ８８は、．２５倍の 線２と．５倍の線３と．２５倍の線４との総和を受信することになる。乗算器７ ０は、線４に．２５を乗算するので、加算器７８は、その際蓄積要素８２に蓄積 されているその値に零を加算することができる。キャリービットが発生したとき に発生する有効信号６４をＭＵＸ８０が受信しているので、零が加算される。 反復回５は、先行反復回同様に始まる。その結果は、列Ｅに示されており、６ 番目の後には、．２５倍の線４と．５の線５と．２５倍の線４と．５倍の線５と ．２５倍の線６との総和としてＦ１４の位置に表されている走査線が製作される 。これらの反復回は、フレーム５の奇数番線が全部変換されるまで継続する。つ いで、同種の過程が、（式４）の初期のＦＩＲＳＴＥＶＥＮＬＩＮＥを考慮に入 れて再び始まる。しかしながら、以上に概説した各過程に従って、継続処理が達 成される。 １４１または１６１の荷重のような種々異なった荷重について図６に示した表 に他の実施例が提示されている。留意すべき点として、１４１や１６１のような 異なった荷重は（特別の場合ではない）検討中の走査線に一層多くの強調を与え るためのものである。すなわち、１４１荷重で線３が計算されている場合には、 図６のＤ２８位置に示されているように、フレーム５からの原線３入力に一層多 くの荷重が与えられる。これは、名称１４１における数字４で示されており、こ れに反して、走査線３の上下の走査線には、「１」の荷重のみが組み合わされて いる。図６に示すように、以上に検討したＤ１４位置の１２１荷重例における１ ／２のみとは反対に、走査線３が２／３Ｄ２８に乗算される。線３にはより多く の荷重が与えられるので、Ｄ２８位置の「ｐ２」および「ｐ４」の前に位置する 係数１／６によって示されるように走査線２および４にはより少ない荷重が与え られる。 かかる諸例のいずれにおいても、以上に検討した規則および条件に基づいて、 種々異なる荷重を発生させることができる。その結果として、入力線に対する出 力線の比（ＩＮＣ）を特定することにより、ＳＫＩＰ値を特定することにより、 ＩＮＣ比を低減させてより多くの垂直伸縮を達成するとともにＩＮＣを増大させ てより少ない垂直伸縮を達成することにより、係数を動的に調整することができ る。例えば、８２．８荷重においては、以上に検討した１２１荷重例におけるよ りも多い垂直伸縮が達成される。上述した方法に従えば、検討中の５本の第１走 査線に対し、．４、．８、．２（キャリーとも）、．６および０（キャリーとも ）に等しいＤＴＯ値６０が得られる。これは、今度は、かかる５個の第１画素に 対し、それぞれ、．４、．４、．２、．４および．４に等しいＳＴＯ荷重が得ら れる。この例は、かかる荷重が前述の例よりもっと動的に変化するので、荷重係 数（ＤＴＯ荷重）の動的性格をよく表している。しかしながら、結果の垂直伸縮 が３本の第１走査線を結び付けてインターレース様式の表示用の１本の走査線に し、ついで２だけの走査線を結び付けてインターレース様式の表示用の１本の走 査線にするので、これは極端な例である。その効果は、最終的なインターレース 表示の観視者の多くが望むところより通常は多い２／５の垂直縮小である。した がって、１２１、１４１および１６１の各荷重用の値は、かかる荷重が遥かによ り普通の動作モードであったので、図６には明白に強調されていた。勿論、注目 した特定の線の統合は達成し得ないが、通常好ましいとする値の統合は、上下の 両線のほぼ１／４までを利用している。線統合のより好適な値の幾つかは、１／ ２乃至１／８の領域内にあり、典型的には１／４が最も好適である。水平伸縮が 隣接画素群を用いて達成される場合にも、これらの同じ原理が本当である。３よ り多くの線（もしくは画素）の統合は、当業者には明らかなように、上述の技術 を用いて達成される。 上述したように、同じ間欠発振器（ＤＴＯ）は、水平伸縮を同様に達成するの に用いられる。水平伸縮は、非インターレースモニタ上に表示するために製作さ れたコンピュータ製グラフィックをインターレース様式に変換する場合に必要で ある。インターレース・モニタによっては、水平伸縮器１２における水平伸縮に 用いる分離型ＤＴＯによって製作した動的係数を用いて同様に動的な改変が可能 になる。 本発明は、特定の説明用実施例を参照して説明したが、種々の変化や修正を、 発明の範囲から逸脱することなく、かかる説明用実施例に施し得ることは、当業 者には理解されよう。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．非インターレース様式で受信した入力画素値を調整する動的修正荷重係数を 形成する間欠発振器（ＤＴＯ）、動的に修正した荷重係数を入力画素値に乗算 して改変画素値を形成する乗算器、および、改変画素値を相加してインターレ ース様式表示用の出力画素値を形成する加算器を備えて、インターレースした モニタ表示用に非インターレース視覚表示データをインターレース視覚データ に変換するのに用いる画像変換装置。 ２．修正値を形成するＤＴＯ判定器、増分値を発生させる増分発生器、および、 増分値を修正値に加算して第１合計値を形成するＤＴＯ加算器をＤＴＯが備え 、ＤＴＯ判定器が、第１合計値に基づき、動的修正荷重係数を形成する請求項 １記載の画像変換装置。 ３．ＤＴＯ加算器により発生した合計値が正規化すると１より小さいか否かを判 定するオーバーフロー判定器をさらに備えて、１より小さい場合には第１合計 値をＤＴＯ判定器に供給する請求項２記載の画像変換装置。 ４．前記オーバーフロー判定器から第１合計値を受信した際に、増分値に等しい 動的荷重係数を形成するための手段をＤＴＯ判定器が備えた請求項３記載の画 像変換装置。 ５．第１合計値が１より大きいか１に等しい場合に、有効信号を発生させて、第 １合計値より小さい部分をＤＴＯ判定器に送る有効信号発生器をオーバーフロ 判定器がさらに備えた請求項４記載の画像変換装置。 ６．ＤＴＯ判定器に提供する跳び値を発生させる跳び値発生器をＤＴＯがさらに 備え、新たな修正値が正の場合に、第１合計値から跳び値を差し引いた部分で 決まる新たな修正値に前記修正値を等しくする手段をＤＴＯ判定器が備え、第 １合計値の１より小さい部分を差し引いた増分値に等しい動的荷重係数をＤＴ Ｏ判定器が形成する請求項５記載の画像変換装置。 ７．第１合計値の１より小さい部分を差し引いた増分値に等しい動的荷重係数を 判定するＤＴＯ判定器をＤＴＯがさらに備えた請求項６記載の画像変換装置。 ８．入力画素値が、少なくとも一つの他の画素に水平に隣接した画素群の個別の 画素データを備え、当該画像変換装置が、前記水平に隣接した画素群の値を水 平に増減させる水平伸縮器を備えた請求項１記載の画像変換装置。 ９．入力画素値が複数の個別の画素を有する走査線を備え、走査線の個別の画素 群の一つが他の走査線の少なくとも一つの他の個別の画素に垂直に隣接し、当 該画素変換装置が、垂直に隣接した画素群を垂直に伸縮するフィリッカ除去・ 垂直伸縮器を備えた請求項１記載の画像変換装置。 10．入力画素値が複数の個別の画素を有する走査線を備え、走査線の個別の画素 群の一つが他の走査線の少なくとも一つの他の個別の画素に垂直に隣接し、当 該画素変換装置が、垂直に隣接した画素群を垂直に伸縮するフィリッカ除去・ 垂直伸縮器を備えた請求項１記載の画像変換装置。 11．非インターレース様式で受信した入力画素値を形成し、さらに、前記出力画 素値を表示する各過程を備えて、インターレースしたモニタ表示用に非インタ レース視覚表示データをインターレース視覚表示データに変換する画像変換方 法。 12．非インターレース画素データに水平伸縮動作を施す水平伸縮器、および、前 記非インターレース画素データに垂直伸縮動作を施してフリッカを低減させる 垂直伸縮器を備えるとともに、前記伸縮器のそれぞれが前記伸縮動作のそれぞ れにおいて、画素データに印加する荷重値を動的に変化させる動的係数発生器 を備えて、インターレース・モニタ表示用に非インターレース画素データをイ ンターレース画素データに変換するためのビデオ・グラフィック制御器。