JP2002034004A - 映像信号処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズによる画質の劣化が抑制された映像信
号処理回路を提供することである。 【解決手段】 中間値選択回路４には第（ｎ−１）フィ
ールドの映像信号の画素値Ｐ、補間回路３により得られ
る補間信号の補間値Ｍおよび第（ｎ＋１）フィールドの
映像信号の画素値Ｓが与えられる。重み付け設定回路５
は所定の値を有する重みαを中間値選択回路４に与え、
（Ｍ−α）から（Ｍ＋α）までの範囲を有する設定範囲
ΔＭを設定する。中間値選択回路４は画素値Ｐ、設定範
囲ΔＭおよび画素値Ｓを比較し、画素値Ｐ、設定範囲Δ
Ｍおよび画素値Ｓの中間値を判定し、判定結果に基づい
てフィールド間補間およびフィールド内補間を切り替え
て補間画素値ＩＮを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飛び越し走査の映
像信号を順次走査の映像信号に変換する映像信号処理回
路に関する。

【０００２】

【従来の技術】飛び越し走査（インタレース走査）の映
像信号を順次走査（プログレッシブ走査）の映像信号に
変換する走査線変換技術としては、動き適応走査線補間
処理が用いられている。この動き適応走査線補間処理で
は、映像信号による画像の動きを検出し、静止画像の場
合には前フィールドの映像信号を用いてフィールド間補
間により補間走査線を生成し、動画像の場合には同一フ
ィールド内の映像信号を用いてフィールド内補間により
補間走査線を生成する。このような動き適応走査線補間
処理を行うためには、回路規模の大きな動き検出回路が
必要となる。

【０００３】そこで、特開平９−２２４２２３号公報
に、動き検出回路を用いることなくフィールド内補間お
よびフィールド間補間を切り替えて良好な映像を得るこ
とができる映像信号処理回路が提案されている。

【０００４】図７は従来の映像信号処理回路の一例を示
すブロック図である。図７の映像信号処理回路は、フィ
ールドメモリ１１，１２、補間回路１３、中間値選択回
路１４、倍速変換メモリ１６，１７および選択回路１８
により構成される。

【０００５】入力端子１０には飛び越し走査の映像信号
が入力される。入力端子１０の映像信号は、フィールド
メモリ１１および中間値選択回路１４に与えられる。フ
ィールドメモリ１１は、映像信号を１フィールド期間遅
延して出力する。フィールドメモリ１１から出力される
映像信号は、フィールドメモリ１２、補間回路１３およ
び倍速変換メモリ１６に与えられる。フィールドメモリ
１２は、フィールドメモリ１１から与えられた映像信号
を１フィールド期間遅延して出力する。

【０００６】フィールドメモリ１１から出力される映像
信号を第ｎフィールドの映像信号とすると、入力端子１
０に入力される映像信号は第（ｎ＋１）フィールドの映
像信号であり、フィールドメモリ１２から出力される映
像信号は第（ｎ−１）フィールドの映像信号である。こ
こで、ｎは正の整数である。

【０００７】補間回路１３は、フィールドメモリ１２か
ら与えられる映像信号を用いて同一フィールド内の画素
により補間信号を生成する。

【０００８】中間値選択回路１４には、フィールドメモ
リ１２から出力される映像信号、補間回路１３により生
成される補間信号および入力端子１０に入力される映像
信号が与えられる。フィールドメモリ１２から出力され
る映像信号の画素値をＡとし、補間回路１３から出力さ
れる補間信号の画素値をＢとし、入力端子１０に入力さ
れる映像信号の画素値をＣとする。

【０００９】中間値選択回路１４は、画素周期ごとに画
素値Ａ、画素値Ｂおよび画素値Ｃを比較し、画素値Ａ、
画素値Ｂおよび画素値Ｃのうち中間値を選択し、選択し
た画素値を倍速変換メモリ１６に出力する。それによ
り、倍速変換メモリ１６には、中間値選択回路１４から
出力される画素値が順次記憶される。倍速変換メモリ１
７には、入力端子１０に入力される映像信号の画素値が
順次記憶される。

【００１０】図８は中間値選択回路１４における中間値
の判定条件を示す図である。図８に示すように、Ｃ≧Ａ
＞ＢまたはＢ≧Ａ＞Ｃの場合に画素値Ａが選択される。
また、Ａ＞Ｂ＞Ｃの場合またはＣ≧Ｂ≧Ａの場合に画素
値Ｂが選択される。さらに、Ａ＞Ｃ≧ＢまたはＢ＞Ｃ≧
Ａの場合に画素値Ｃが選択される。

【００１１】図７の選択回路１８は、倍速変換メモリ１
６に記憶される画素値および倍速変換メモリ１７に記憶
される画素値を入力端子１０に入力される映像信号の画
素周期の２分の１の周期で交互に出力端子２０に読み出
す。それにより、出力端子２０に順次走査の映像信号が
得られる。

【００１２】このように、第(ｎ−１)フィールドの画素
値Ａが中間値と判定された場合には、第(ｎ−１)フィー
ルドの映像信号を用いたフィールド間補間により補間走
査線が生成され、画素値Ｂが中間値と判定された場合に
は、第ｎフィールドの映像信号を用いたフィールド内補
間により補間走査線が生成され、第(ｎ＋１)フィールド
の画素値Ｃが中間値と判定された場合には、第(ｎ＋１)
フィールドの映像信号を用いたフィールド間補間により
補間走査線が生成される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記の図７の映像信号
処理回路においては、動き検出回路を用いることなくフ
ィールド内補間およびフィールド間補間を切り替えて良
好な映像を得ることができる。

【００１４】また、同じく特開平９−２２４２２３号公
報には、前フィールドまたは後フィールドの映像信号の
垂直高域成分のみを用いてフィールド間補間を行う映像
信号処理装置が開示されている。ここで、前フィールド
または後フィールドの映像信号の垂直高域成分を用いて
フィールド間補間を行う走査線補間処理の具体例を図８
および図９を用いて説明する。

【００１５】図９は前フィールドまたは後フィールドの
映像信号の垂直高域成分のみを用いてフィールド間補間
を行う走査線補間処理の具体例を示す模式図である。ま
た、図１０は図９の走査線補間処理における中間値の判
定条件を示す図である。

【００１６】図９において、丸印は第（ｎ−１）フィー
ルド、第ｎフィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドの
同一水平位置で垂直方向に並ぶ画素を表している。Ｐ
Ｃ、ＰＢおよびＰＡは第（ｎ＋１）フィールドのそれぞ
れ第（ｍ−１）ライン、第ｍラインおよび第（ｍ＋１）
ラインの画素値を示す。ＭＤ、ＭＣ、ＭＢおよびＭＡは
第ｎフィールドのそれぞれ第（ｍ−１）ライン、第ｍラ
イン、第（ｍ＋１）ラインおよび第（ｍ＋２）ラインの
画素値を示す。ＳＣ、ＳＢおよびＳＡは第（ｎ＋１）フ
ィールドのそれぞれ第（ｍ−１）ライン、第ｍラインお
よび第（ｍ＋１）ラインの画素値を示す。ここで、ｍは
正の整数である。丸印の中の数字は画素値の一例を示
す。

【００１７】ここでは、第ｎフィールドの第ｍラインと
第（ｍ＋１）ラインとの間の補間走査線の画素を生成す
る場合について説明する。点線の丸印は補間処理により
得られる補間走査線の補間画素を示し、ＩＮは補間画素
の画素値（以下、補間画素値と呼ぶ）を示す。

【００１８】本例では、第（ｎ−１）フィールドの画素
値ＰＢ、第ｎフィールドの補間値Ｍおよび第（ｎ＋１）
フィールドの画素値ＳＢを比較し、画素値ＰＢ、補間値
Ｍおよび画素値ＳＢのうち中間値を判定し、判定結果に
基づいて以下に示す補間値ａ，ｂ，ｃのいずれかを補間
画素値ＩＮとして選択する。なお、Ｍ＝（ＭＢ＋ＭＣ）
／２である。

【００１９】補間値ａ，ｂ，ｃは次式のように求められ
る。 ａ＝｛２×ＰＢ−（ＰＡ＋ＰＣ）｝／４＋｛２１×（Ｍ
Ａ＋ＭＤ）＋１０７×（ＭＢ＋ＭＣ）｝／２５６ ｂ＝（ＭＢ＋ＭＣ）／２ ｃ＝｛２×ＳＢ−（ＳＡ＋ＳＣ）｝／４＋｛２１×（Ｍ
Ａ＋ＭＤ）＋１０７×（ＭＢ＋ＭＣ）｝／２５６ なお、図９において、丸印の右下に記載した数字は補間
値ａ，ｂ，ｃを算出する際の重みを表す。

【００２０】図１０に示すように、ＳＢ≧ＰＢ＞Ｍまた
はＭ≧ＰＢ＞ＳＢの場合には補間値ａを補間画素値ＩＮ
として選択する。また、ＰＢ＞Ｍ＞ＳＢまたはＳＢ≧Ｍ
≧ＰＢの場合には補間値ｂを補間画素値ＩＮとして選択
する。さらに、ＰＢ＞ＳＢ≧ＭまたはＭ＞ＳＢ≧ＰＢの
場合には補間値ｃを補間画素値ＩＮとして選択する。

【００２１】このように、第（ｎ−１）フィールドの画
素値ＰＢを中間値と判定した場合には補間値ａを補間画
素値ＩＮとして選択し、第ｎフィールドの補間値Ｍを中
間値と判定した場合には補間値ｂを補間画素値ＩＮとし
て選択し、第（ｎ＋１）フィールドの画素値ＳＢを中間
値と判定した場合には補間値ｃを補間画素値ＩＮとして
選択する。

【００２２】図９に示すように、画素値ＰＡ，ＰＣ，Ｍ
Ａ，ＭＤ，ＳＡ，ＳＣを５０とし、画素値ＰＢ，ＭＢ，
ＭＣ，ＳＢを１００とする。この場合、補間値Ｍは１０
０となる。したがって、ＰＢ＝Ｍ＝ＳＢとなるため、補
間値ｂを補間画素値ＩＮとして選択する。補間画素値Ｉ
Ｎは次式のようになる。

【００２３】ＩＮ＝ｂ＝（１００＋１００）／２＝１０
０ 上式はフィールド内補間である。静止画でもライン間で
変化のある部分ではフィールド間補間が行われ、その場
合には、フィールド間の高域成分を加えることにより垂
直解像度が上がる。

【００２４】図９および図１０に示した走査線補間処理
によれば、前フィールドまたは後フィールドの映像信号
の垂直高域成分のみを用いてフィールド間補間が行われ
る。それにより、垂直解像度が上がると同時に原理的に
動きが検出できないような映像信号において本来フィー
ルド内補間が行われるべきところでフィールド間補間が
行われた場合でも、二重像の残像として残る映像が視覚
上認識されにくい垂直高域成分のみに限定される。した
がって、良好な映像が得られる。

【００２５】しかしながら、図９および図１０の走査線
補間処理においては、ノイズにより中間値の誤判定が生
じると、補間走査線の画素値が著しく変化し、画質が劣
化する。

【００２６】図９のかっこ内に示すように、ノイズの影
響により第（ｎ−１）フィールドの画素値ＰＢが１００
から１０１に変化した場合には、ＰＢ＞ＳＢ＝Ｍとな
る。したがって、補間値ｃが補間画素値ＩＮとして選択
される。この場合、補間画素値ＩＮは次式のようにな
る。

【００２７】ＩＮ＝ｃ＝｛２×１００−（５０＋５
０）｝／４＋｛２１×（５０＋５０）＋１０７×（１０
０＋１００）｝／２５６＝９２ このように、ノイズの影響により画素値ＰＢが１変化す
ると、静止画像の場合に中間値の誤判定が生じ、補間画
素値ＩＮは８変化する。その結果、画質が劣化する。

【００２８】本発明の目的は、ノイズによる画質の劣化
が抑制された映像信号処理回路を提供することである。

【００２９】

【課題を解決するための手段】（１）第１の発明 第１の発明に係る映像信号処理回路は、入力された飛び
越し走査の映像信号を順次走査の映像信号に変換する映
像信号処理回路であって、入力された飛び越し走査の映
像信号の連続する第（ｎ−１）フィールド、第ｎフィー
ルドおよび第（ｎ＋１）フィールドうち第ｎフィールド
内の映像信号の補間により第ｎフィールドの補間対象画
素に対する補間値を生成する第１の補間手段と、第１の
補間手段により生成された補間値を含む所定範囲を設定
範囲ΔＭとして設定する設定手段と、補間対象画素に対
応する第（ｎ−１）フィールドの画素値Ｐ、設定手段に
より設定された設定範囲ΔＭおよび補間対象画素に対応
する第（ｎ＋１）フィールドの画素値Ｓを画素周期ごと
に比較し、画素値Ｐ、設定範囲ΔＭおよび画素値Ｓのう
ち中間のものを中間値として判定する中間値判定手段
と、中間値判定手段により画素値Ｐが中間値と判定され
た場合に少なくとも第（ｎ−１）フィールド内の映像信
号を用いたフレーム間補間により補間対象画素に対する
補間画素値を生成し、中間値判定手段により設定範囲Δ
Ｍが中間値と判定された場合に第ｎフィールド内の映像
信号を用いたフレーム内補間により補間対象画素に対す
る補間画素値を生成し、中間値判定手段により画素値Ｓ
が中間値と判定された場合に少なくとも第（ｎ＋１）フ
ィールド内の映像信号を用いたフレーム間補間により補
間対象画素に対する補間画素値を生成する補間画素値生
成手段とを備えたものである。

【００３０】本発明に係る映像信号処理回路において
は、第ｎフィールド内の映像信号の補間により第ｎフィ
ールドの補間対象画素に対する補間値が第１の補間手段
により生成される。また、第１の補間手段により生成さ
れた補間値を含む所定範囲が設定範囲ΔＭとして設定手
段により設定される。

【００３１】補間対象画素に対応する第（ｎ−１）フィ
ールドの画素値Ｐ、設定手段により設定された設定範囲
ΔＭおよび補間対象画素に対応する第（ｎ＋１）フィー
ルドの画素値Ｓが中間値判定手段により画素周期ごとに
比較され、画素値Ｐ、設定範囲ΔＭおよび画素値Ｓのう
ち中間のものが中間値として判定される。画素値Ｐが中
間値と判定された場合には、少なくとも第（ｎ−１）フ
ィールド内の映像信号を用いたフレーム間補間により補
間対象画素に対する補間画素値が補間画素値生成手段に
より生成され、設定範囲ΔＭが中間値と判定された場合
には、第ｎフィールド内の映像信号を用いたフレーム内
補間により補間対象画素に対する補間画素値が補間画素
値生成手段により生成され、画素値Ｓが中間値と判定さ
れた場合には、少なくとも第（ｎ＋１）フィールド内の
映像信号を用いたフレーム間補間により補間対象画素に
対する補間画素値が補間画素値生成手段により生成され
る。

【００３２】このように、第（ｎ−１）フィールドの画
素値Ｐ、設定範囲ΔＭおよび第（ｎ＋１）フィールドの
画素値Ｓのうち中間値を判定し、判定結果に基づいてフ
ィールド内補間およびフィールド間補間を切り替えるこ
とにより、動き検出回路を用いることなく高画質の映像
を得ることができる。

【００３３】この場合、設定範囲ΔＭが第ｎフィールド
の補間値を含む所定範囲に設定されるので、第（ｎ−
１）フィールドの画素値Ｐまたは第（ｎ＋１）フィール
ドの画素値Ｓにノイズが発生した場合でも、そのノイズ
が中間値の判定結果に影響を与えない。したがって、ノ
イズによる画質の劣化が防止される。

【００３４】（２）第２の発明 第２の発明に係る映像信号処理装置は、第１の発明に係
る映像信号処理装置の構成において、補間画素値生成手
段は、第（ｎ−１）フィールドの映像信号の垂直高域成
分を抽出する第１の高域成分抽出手段と、第（ｎ＋１）
フィールドの映像信号の垂直高域成分を抽出する第２の
高域成分抽出手段と、第ｎフィールド内の映像信号の補
間により補間対象画素に対する補間値を生成する第２の
補間手段と、第１の高域成分抽出手段の出力値と第２の
補間手段の出力値とを用いた演算を行う第１の演算手段
と、第２の高域成分抽出手段の出力値と第２の補間手段
の出力値とを用いた演算を行う第２の演算手段と、中間
値判定手段により画素値Ｐが中間値と判定された場合に
第１の演算手段の出力値を補間画素値として出力し、中
間値判定手段により設定範囲ΔＭが中間値と判定された
場合に第１の補間手段の出力値を補間画素値として出力
し、中間値判定手段により画素値Ｓが中間値と判定され
た場合に第２の演算手段の出力値を補間画素値として出
力する出力値選択手段とを含むものである。

【００３５】この場合、第１の高域成分抽出手段により
第（ｎ−１）フィールドの映像信号の垂直高域成分が抽
出され、第２の高域成分抽出手段により第（ｎ＋１）フ
ィールドの映像信号の垂直高域成分が抽出される。ま
た、第ｎフィールド内の映像信号の補間により補間対象
画素に対する補間値が第２の補間手段により生成され
る。さらに、第１の高域成分抽出手段の出力値と第２の
補間手段の出力値とを用いた演算が第１の演算手段によ
り行われ、第２の高域成分抽出手段の出力値と第２の補
間手段の出力値とを用いた演算が第２の演算手段により
行われる。

【００３６】画素値Ｐが中間値と判定された場合には、
第１の演算手段の出力値が出力値選択手段により補間画
素値として出力され、設定範囲ΔＭが中間値と判定され
た場合には、第１の補間手段の出力値が出力値選択手段
により補間画素値として出力され、画素値Ｓが中間値と
判定された場合には、第２の演算手段の出力値が出力値
選択手段により補間画素値として出力される。

【００３７】このように、フィールド間補間においては
前フィールドまたは後フィールドの映像信号の垂直高域
成分が用いられるので、原理的に動きが検出できないよ
うな映像信号において本来フィールド内補間が行われる
べきところでフィールド間補間が行われた場合でも、二
重像の残像として残る映像が視覚上認識されにくい垂直
高域成分に限定される。したがって、良好な画質の走査
線補間処理を行うことが可能となる。

【００３８】（３）第３の発明 第３の発明に係る映像信号処理回路は、第１または第２
の発明に係る映像信号処理回路の構成において、中間値
判定手段は、画素値Ｐが設定範囲ΔＭ内にある場合には
Ｐ＝ΔＭと判定し、画素値Ｓが設定範囲ΔＭ内にある場
合にはＳ＝ΔＭと判定し、画素値Ｐ、設定範囲ΔＭおよ
び画素値Ｓが、Ｓ≧Ｐ＞ΔＭまたはΔＭ≧Ｐ＞Ｓの関係
を有する場合に画素値Ｐを中間値と判定し、Ｐ＞ΔＭ＞
ＳまたはＳ≧ΔＭ≧Ｐの関係を有する場合に設定範囲Δ
Ｍを中間値と判定し、Ｐ＞Ｓ≧ΔＭまたはΔＭ＞Ｓ≧Ｐ
の関係を有する場合に画素値Ｓを中間値と判定するもの
である。

【００３９】画素値Ｓが画素値Ｐ以上であり、画素値Ｐ
が設定範囲ΔＭの最大値よりも大きい場合、または設定
範囲ΔＭの最小値が画素値Ｐ以上であり、画素値Ｐが画
素値Ｓよりも大きい場合に、画素値Ｐが中間値と判定さ
れる。また、画素値Ｐが設定範囲ΔＭの最大値よりも大
きく、設定範囲ΔＭの最小値が画素値Ｓよりも大きい場
合、または画素値Ｓが設定範囲ΔＭの最大値以上であ
り、設定範囲ΔＭの最小値が画素値Ｐ以上の場合に、設
定範囲ΔＭが中間値と判定される。さらに、画素値Ｐが
画素値Ｓよりも大きく、画素値Ｓが設定範囲ΔＭの最大
値以上の場合、または設定範囲ΔＭの最小値が画素値Ｓ
よりも大きく、画素値Ｓが画素値Ｐ以上の場合に、画素
値Ｓが中間値と判定される。

【００４０】このように、設定範囲ΔＭが所定範囲を有
するので、ノイズの影響が吸収され、静止画像において
ノイズの発生による中間値の誤判定が防止される。

【００４１】（４）第４の発明 第４の発明に係る映像信号処理回路は、第１〜第３のい
ずれかの発明に係る映像信号処理回路の構成において、
入力された飛び越し走査の映像信号の画素値を記憶する
第１の記憶手段と、補間画素値生成手段により生成され
た補間画素値を記憶する第２の記憶手段と、第１の記憶
手段に記憶される画素値および第２の記憶手段に記憶さ
れる補間画素値を画素周期の２分の１の周期で交互に選
択して読み出す画素値選択手段とをさらに備えたもので
ある。

【００４２】この場合、第１の記憶手段に、入力された
飛び越し走査の映像信号の画素値が記憶され、第２の記
憶手段に、補間画素値生成手段により生成された補間画
素値が記憶され、第１の記憶手段に記憶される画素値お
よび第２の記憶手段に記憶される補間画素値が画素値選
択手段より画素周期の２分の１の周期で交互に選択さ
れ、読み出される。これにより、補間走査線が生成さ
れ、飛び越し走査の映像信号が順次走査の映像信号に変
換される。

【００４３】（５）第５の発明 第５の発明に係る映像信号処理回路は、第１〜第４のい
ずれかの発明に係る映像信号処理回路の構成において、
入力された飛び越し走査の映像信号における信号対ノイ
ズ比を検出する信号対ノイズ比検出手段をさらに備え、
設定手段は、信号対ノイズ比検出手段により検出された
信号対ノイズ比に基づいて所定範囲を可変に設定するも
のである。

【００４４】この場合、入力された飛び越し走査の映像
信号における信号対ノイズ比が信号対ノイズ比検出手段
により検出され、検出された信号対ノイズ比に基づいて
設定手段により設定範囲が可変に設定される。それによ
り、ノイズの大きさに応じて設定範囲ΔＭの範囲が変化
するので、ノイズによる画質の劣化を防止しつつ、動画
像および静止画像に応じた適切な走査線補間処理を行う
ことができる。

【００４５】（６）第６の発明 第６の発明に係る映像信号処理回路は、第１〜第５のい
ずれかの発明に係る映像信号処理回路の構成において、
入力された飛び越し走査の映像信号における垂直方向の
画素値の差分を検出する差分検出手段をさらに備え、設
定手段は、差分検出手段により検出された差分に基づい
て所定範囲を可変に設定するものである。

【００４６】この場合、入力された飛び越し走査の映像
信号における垂直方向の画素値の差分が差分検出手段に
より検出され、検出された差分に基づいて設定手段によ
り所定範囲が可変に設定される。それにより、垂直エッ
ジの前後で発生しやすい中間値の誤判定を防止しつつ、
動画像および静止画像に応じた適切な走査線補間処理を
行うことができる。

【００４７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の一実施の形
態における映像信号処理回路の構成を示すブロック図で
ある。

【００４８】図１の映像信号処理回路は、フィールドメ
モリ１，２、補間回路３、中間値選択回路４、重み付け
設定回路５、倍速変換メモリ６，７および選択回路８を
備える。

【００４９】入力端子１０には飛び越し走査の映像信号
が入力される。入力端子１０の映像信号は、フィールド
メモリ１および中間値選択回路４に与えられる。フィー
ルドメモリ１は、映像信号を１フィールド期間遅延して
出力する。フィールドメモリ１から出力される映像信号
は、フィールドメモリ２、補間回路３、中間値選択回路
４および倍速変換メモリ７に与えられる。フィールドメ
モリ２は、映像信号を１フィールド期間遅延して出力す
る。

【００５０】フィールドメモリ１から出力される映像信
号を第ｎフィールドの映像信号とすると、入力端子１０
に入力される映像信号は第（ｎ＋１）フィールドの映像
信号であり、フィールドメモリ２から出力される映像信
号は第（ｎ−１）フィールドの映像信号である。ここ
で、ｎは正の整数である。

【００５１】補間回路３は、フィールドメモリ２から与
えられる映像信号を用いて同一フィールド内の画素によ
り補間信号を生成する。中間値選択回路４には、フィー
ルドメモリ２から出力される映像信号、補間回路３によ
り生成される補間信号および入力端子１０に入力される
映像信号が与えられる。

【００５２】フィールドメモリ２から出力される映像信
号の画素値をＰとし、補間回路３から出力される補間信
号の画素値（以下、補間値と呼ぶ）をＭとし、入力端子
１０に入力される映像信号の画素値をＳとする。また、
フィールドメモリ１から出力される映像信号の画素値を
Ｎとする。

【００５３】重み付け設定回路５は、所定の値を有する
重みαを中間値選択回路４に与える。それにより、補間
回路３から出力される補間値Ｍを含む所定の設定範囲Δ
Ｍが設定される。ここで、設定範囲ΔＭは（Ｍ−α）か
ら（Ｍ＋α）までの範囲を有する。

【００５４】中間値選択回路４は、画素周期ごとに画素
値Ｐ、設定範囲ΔＭおよび画素値Ｓを比較し、画素値
Ｐ、設定範囲ΔＭおよび画素値Ｓのうち中間値を判定
し、判定結果に基づいてフィールド間補間およびフィー
ルド内補間を切り替えて補間画素値ＩＮを出力する。そ
れにより、倍速変換メモリ６には、中間値選択回路４か
ら出力される補間画素値ＩＮが順次記憶される。倍速変
換メモリ７には、フィールドメモリ１から出力される映
像信号の画素値Ｎが順次記憶される。

【００５５】選択回路８は、倍速変換メモリ６に記憶さ
れる補間画素値ＩＮおよび倍速変換メモリ７に記憶され
る画素値Ｎを入力端子１０に入力される映像信号の画素
周期の２分の１の周期で交互に出力端子２０に読み出
す。それにより、出力端子２０に順次走査の映像信号が
得られる。

【００５６】図２は図１の映像信号処理回路における中
間値選択回路４の構成を示すブロック図である。

【００５７】中間値選択回路４は、中間値判定処理回路
３０、垂直ハイパスフィルタ３１，３２、加算器３３，
３４、補間回路３５および選択回路３６を含む。

【００５８】中間値判定処理回路３０には、図１のフィ
ールドメモリ２から出力される第（ｎ−１）フィールド
の映像信号の画素値Ｐ、補間回路３から出力される補間
信号の補間値Ｍおよび入力端子１０に入力される第（ｎ
＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓが与えられる。

【００５９】また、中間値判定処理回路３０には、図１
の重み付け設定回路５から重みαが与えられる。中間値
判定処理回路３０は、補間値Ｍに重み±αを加算するこ
とにより所定の設定範囲ΔＭを設定する。上記のよう
に、設定範囲ΔＭは（Ｍ−α）から（Ｍ＋α）までの範
囲を有する。

【００６０】中間値判定処理回路３０は、後述するよう
に、第（ｎ−１）フィールドの映像信号の画素値Ｐ、設
定範囲ΔＭおよび第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の
画素値Ｓを比較し、画素値Ｐ、補間値Ｍおよび画素値Ｓ
のうち中間値を判定し、判定結果を選択回路３６に与え
る。

【００６１】垂直ハイパスフィルタ３１には、フィール
ドメモリ２から出力される第（ｎ−１）フィールドの映
像信号の画素値Ｐが与えられ、垂直ハイパスフィルタ３
２には第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓが
与えられる。

【００６２】垂直ハイパスフィルタ３１は、第（ｎ−
１）フィールドの映像信号における垂直高域成分を抽出
する。また、垂直ハイパスフィルタ３２は、第（ｎ＋
１）フィールドの映像信号における垂直高域成分を抽出
する。補間回路３５は、図１のフィールドメモリ１から
出力される第ｎフィールドの映像信号の補間により補間
値を生成する。

【００６３】加算器３３は、垂直ハイパスフィルタ３１
の出力値および補間回路３５から出力される補間値にそ
れぞれ重み付けを行ってこれらの出力値と補間値とを加
算し、加算結果を補間値ａとして選択回路３６に出力す
る。加算器３４は、垂直ハイパスフィルタ３２の出力値
および補間回路３５から出力される補間値にそれぞれ重
み付けを行ってこれらの出力値と補間値とを加算し、加
算結果を補間値ｃとして選択回路３６に出力する。図１
の補間回路３から出力される補間値Ｍは補間値ｂとして
選択回路３６に与えられる。

【００６４】選択回路３６は、中間値判定処理回路３０
の判定結果に基づいて加算器３３から出力される補間値
ａ、補間回路３から与えられる補間値ｂおよび加算器３
４から出力される補間値ｃのうちいずれかを選択し、選
択された補間値を補間画素値ＩＮとして出力する。

【００６５】この場合、選択回路３６は、中間値判定処
理回路３０により画素値Ｐが中間値と判定された場合に
補間値ａを補間画素値ＩＮとして出力し、中間値判定処
理回路３０により設定範囲ΔＭが中間値と判定された場
合に補間値ｂを補間画素値ＩＮとして出力し、中間値判
定処理回路３０により画素値Ｓが中間値と判定された場
合に補間値ｃを補間画素値ＩＮとして出力する。

【００６６】このようにして、第（ｎ−１）フィールド
の映像信号の画素値Ｐが中間値と判定された場合には、
第（ｎ−１）フィールドの映像信号における垂直高域成
分を用いたフィールド間補間により補間画素値ＩＮが生
成される。また、設定範囲ΔＭが中間値と判定された場
合には、第ｎフィールドの映像信号を用いたフィールド
内補間により補間画素値ＩＮが生成される。さらに、第
（ｎ＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓが中間値と
判定された場合には、第（ｎ＋１）フィールドの映像信
号における垂直高域成分を用いたフィールド間補間によ
り補間画素値ＩＮが生成される。

【００６７】本実施の形態の映像信号処理回路において
は、動き検出回路を用いることなくフィールド内補間お
よびフィールド間補間を切り替えて良好な映像を得るこ
とができる。

【００６８】また、フィールド間補間において前フィー
ルドまたは後フィールドの映像信号の垂直高域成分が用
いられるので、原理的に動きが検出できないような映像
信号において本来フィールド内補間が行われるべきとこ
ろでフィールド間補間が行われた場合でも、二重像の残
像として残る映像が視覚上認識されにくい垂直高域成分
に限定される。したがって、良好な画質の走査線補間処
理を行うことができる。

【００６９】さらに、設定範囲ΔＭが所定範囲を有する
ので、第（ｎ−１）フィールドの映像信号または第（ｎ
＋１）フィールドの映像信号にノイズが発生した場合で
も、そのノイズが中間値の判定に影響を与えない。した
がって、ノイズによる画質の劣化が防止される。

【００７０】なお、重みαは可変であってもよく、ある
いは固定であってもよい。重みαの値は、発生しやすい
ノイズの大きさ等を考慮して適宜設定することが好まし
い。

【００７１】本実施の形態では、補間回路３が第１の補
間手段に相当し、重み付け設定回路５が設定手段に相当
し、中間値判定処理回路３０が中間値判定手段に相当す
る。また、垂直ハイパスフィルタ３１，３２、加算器３
３，３４、補間回路３５および選択回路３６が補間画素
値生成手段を構成する。さらに、垂直ハイパスフィルタ
３１が第１の高域成分抽出手段に相当し、垂直ハイパス
フィルタ３２が第２の高域成分抽出手段に相当し、補間
回路３５が第２の補間手段に相当し、加算器３３が第１
の演算手段に相当し、加算器３４が第２の演算手段に相
当し、選択回路３６が出力値選択手段に相当する。ま
た、倍速変換メモリ６が第１の記憶手段に相当し、倍速
変換メモリ７が第２の記憶手段に相当し、選択回路８が
画素値選択手段に相当する。

【００７２】次に、図３および図４を用いて図１の映像
信号処理回路における走査線補間処理の具体例を説明す
る。

【００７３】図３は図１の映像信号処理回路における走
査線補間処理の具体例を示す模式図である。図４は図３
の走査線補間処理における中間値の判定条件を示す図で
ある。

【００７４】図３において、丸印は第（ｎ−１）フィー
ルド、第ｎフィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドの
同一水平位置で垂直方向に並ぶ画素を表している。Ｐ
Ｃ、ＰＢおよびＰＡは第（ｎ＋１）フィールドのそれぞ
れ第（ｍ−１）ライン、第ｍラインおよび第（ｍ＋１）
ラインの画素値を示す。ＭＤ、ＭＣ、ＭＢおよびＭＡは
第ｎフィールドのそれぞれ第（ｍ−１）ライン、第ｍラ
イン、第（ｍ＋１）ラインおよび第（ｍ＋２）ラインの
画素値を示す。ＳＣ、ＳＢおよびＳＡは第（ｎ＋１）フ
ィールドのそれぞれ第（ｍ−１）ライン、第ｍラインお
よび第（ｍ＋１）ラインの画素値を示す。ここで、ｍは
正の整数である。丸印の中の数字は画素値の一例を示
す。

【００７５】ここでは、第ｎフィールドの第ｍラインと
第（ｍ＋１）ラインとの間の補間走査線の画素を生成す
る場合について説明する。点線の丸印は補間処理により
得られる補間走査線の補間画素を示し、ＩＮは補間画素
値を示す。

【００７６】本例では、第（ｎ−１）フィールドの画素
値ＰＢ、設定範囲ΔＭおよび第（ｎ＋１）フィールドの
画素値ＳＢを比較し、画素値ＰＢ、設定範囲ΔＭおよび
画素値ＳＢのうち中間値を判定し、判定結果に基づいて
以下に示す補間値ａ，ｂ，ｃのいずれかを補間画素値Ｉ
Ｎとして選択する。なお、Ｍ＝（ＭＢ＋ＭＣ）／２であ
る。

【００７７】補間値ａ，ｂ，ｃは次式のように求められ
る。 ａ＝｛２×ＰＢ−（ＰＡ＋ＰＣ）｝／４＋｛２１×（ＭＡ＋ＭＤ）＋１０７× （ＭＢ＋ＭＣ）｝／２５６ ・・・（１） ｂ＝（ＭＢ＋ＭＣ）／２ ・・・（２） ｃ＝｛２×ＳＢ−（ＳＡ＋ＳＣ）｝／４＋｛２１×（ＭＡ＋ＭＤ）＋１０７× （ＭＢ＋ＭＣ）｝／２５６ ・・・（３） 上式（１）において、中間値[２×ＰＢ−（ＰＡ＋Ｐ
Ｃ）]は、第（ｎ−１）フィールドの映像信号の垂直高
域成分に相当し、図２の垂直ハイパスフィルタ３１によ
り生成される。また、上式（３）において、｛２×ＳＢ
−（ＳＡ＋ＳＣ）｝は、第（ｎ＋１）フィールドの映像
信号の垂直高域成分に相当し、図２の垂直ハイパスフィ
ルタ３２により生成される。さらに、上式（１），
（３）において、｛２１×（ＭＡ＋ＭＤ）＋１０７×
（ＭＢ＋ＭＣ）｝は、第ｎフィールドの映像信号を用い
たフィールド内補間に相当し、図２の補間回路３５によ
り生成される。

【００７８】なお、図３において、丸印の右下に記載し
た数字は補間値ａ，ｂ，ｃを算出する際の重みを表す。

【００７９】図４に示すように、ＳＢ≧ＰＢ＞ΔＭまた
はΔＭ≧ＰＢ＞ＳＢの場合、すなわちＳＢ≧ＰＢ＞（Ｍ
＋α）、または（Ｍ−α）≧ＰＢ＞ＳＢの場合には、補
間値ａを選択する。また、ＰＢ＞ΔＭ＞ＳＢまたはＳＢ
≧ΔＭ≧ＰＢの場合、すなわちＰＢ＞（Ｍ＋α）かつ
（Ｍ−α）＞ＳＢ、またはＳＢ≧（Ｍ＋α）かつ（Ｍ−
α）≧ＰＢの場合には、補間値ｂを選択する。さらに、
ＰＢ＞ＳＢ≧ΔＭまたはΔＭ＞ＳＢ≧ＰＢの場合、すな
わちＰＢ＞ＳＢ≧（Ｍ＋α）、または（Ｍ−α）＞ＳＢ
≧ＰＢの場合には、補間値ｃを選択する。

【００８０】このようにして、第（ｎ−１）フィールド
の画素値ＰＢを中間値と判定した場合には補間値ａを補
間画素値ＩＮとして選択し、設定範囲ΔＭを中間値と判
定した場合には補間値ｂを補間画素値ＩＮとして選択
し、第（ｎ＋１）フィールドの画素値ＳＢを中間値と判
定した場合には補間値ｃを補間画素値ＩＮとして選択す
る。

【００８１】ここで、画素値ＰＢが（Ｍ−α）から（Ｍ
−α）までの範囲内にある場合にはＰＢ＝ΔＭとし、画
素値ＳＢが（Ｍ−α）から（Ｍ＋α）までの範囲内にあ
る場合にはＳＢ＝ΔＭとする。

【００８２】図３に示すように、画素値ＰＡ，ＰＣ，Ｍ
Ａ，ＭＤ，ＳＡ，ＳＣを５０とし、画素値ＰＢ，ＭＢ，
ＭＣ，ＳＢを１００とする。また、重みα＝４とする。
この場合、設定範囲ΔＭは９６〜１０４の範囲を有す
る。したがって、ＰＢ＝ΔＭ＝ＳＢとなるため、補間値
ｂを補間画素値ＩＮとして選択する。補間画素値ＩＮは
次式のようになる。

【００８３】 ＩＮ＝ｂ＝（１００＋１００）／２＝１００ 図３のかっこ内に示すように、ノイズの影響により第
（ｎ−１）フィールドの画素値ＰＢが１００から１０１
に変化した場合には、画素値ＰＢは設定範囲ΔＭの範囲
内であるため、ＰＢ＝ΔＭかつＳＢ＝ΔＭとなる。した
がって、補間値ｂを補間画素値ＩＮとして選択する。こ
の場合にも、補間画素値ＩＮは次式のようになる。

【００８４】 ＩＮ＝ｂ＝（１００＋１００）／２＝１００ このように、ノイズの影響により画素値ＰＢが１変化し
た場合でも、中間値の誤判定が生じず、補間画素値ＩＮ
は変化しない。したがって、ノイズによる静止画像の画
質の劣化が防止され、ノイズの有無による画質の差が現
われない。

【００８５】なお、補間回路３による補間処理および補
間回路３５による補間処理は、上記の例に限定されず、
その他の画素を用いた補間処理またはその他の演算式を
用いた補間処理を行ってもよい。

【００８６】また、設定範囲ΔＭが中間値と判定された
場合のフレーム内補間は、上記の例に限定されず、その
他の画素を用いたフレーム内補間またはその他の演算式
を用いたフレーム内補間を行ってもよい。

【００８７】さらに、画素値Ｐが中間値と判定された場
合または画素値Ｓが中間値と判定された場合のフレーム
間補間は、上記の例に限定されず、その他の画素を用い
たフレーム間補間またはその他の演算式を用いたフレー
ム間補間を行ってもよい。

【００８８】図５は本発明の第２の実施の形態における
映像信号処理回路の構成を示すブロック図である。

【００８９】図５の映像信号処理回路が図１の映像信号
処理回路と異なるのは、Ｓ／Ｎ検出回路９がさらに設け
られている点である。本実施の形態では、Ｓ／Ｎ検出回
路９が信号対ノイズ比検出手段に相当する。

【００９０】Ｓ／Ｎ検出回路９は、フィールドメモリ１
から出力される第ｎフィールドの映像信号におけるＳ／
Ｎ（信号対ノイズ比）を検出し、検出結果を重み付け設
定回路５に与える。

【００９１】重み付け設定回路５は、Ｓ／Ｎ検出回路９
の検出結果に基づいて中間値選択回路４に与える重みα
を変化させる。例えば、重み付け設定回路５は、Ｓ／Ｎ
の値が所定値よりも大きい場合に、重みαを第１の値に
設定し、Ｓ／Ｎの値が所定値よりも小さい場合に、重み
αを第１の値よりも小さい第２の値に設定する。重み付
け設定回路５がＳ／Ｎの値に比例して重みαの値を変化
させてもよい。

【００９２】なお、走査線ごとのフィールド間相関を求
め、フィールド間相関が大きい場合に重み付け設定回路
５が重みαを大きな値に設定してもよい。

【００９３】図６は本発明の第３の実施の形態における
映像信号処理回路の構成を示すブロック図である。

【００９４】図６の映像信号処理回路が図１の映像信号
処理回路と異なるのは、垂直エッジ検出回路５０がさら
に設けられている点である。本実施の形態では、垂直エ
ッジ検出回路５０が差分検出手段に相当する。

【００９５】垂直エッジ検出回路５０は、フィールドメ
モリ１から出力される第ｎフィールドの映像信号におい
て垂直方向の画素値の差分を算出することにより垂直エ
ッジを検出する。この場合、垂直エッジ検出回路５０
は、垂直方向の画素値の差分が所定値よりも大きい場合
に、垂直エッジが存在するとみなす。重み付け設定回路
５は、垂直エッジ検出回路５０により検出された垂直エ
ッジの前後１ラインまたは２ラインずれた位置で重みα
を所定値よりも大きく設定する。垂直方向における輝度
の変化点で中間値の誤判別の影響が顕著に表れるため、
垂直エッジの前後で重みαを大きな値に設定することに
より中間値の誤判定の影響が低減される。

【００９６】

【発明の効果】本発明によれば設定範囲ΔＭが第ｎフィ
ールドの補間値を含む所定範囲に設定されるので、第
（ｎ−１）フィールドの画素値Ｐまたは第（ｎ＋１）フ
ィールドの画素値Ｓにノイズが発生した場合でも、その
ノイズが中間値の判定結果に影響を与えない。したがっ
て、ノイズによる画質の劣化が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態における映像信号処
理回路の構成を示すブロック図

【図２】図１の映像信号処理回路における中間値選択回
路の構成を示すブロック図

【図３】図１の映像信号処理回路における走査線補間処
理の具体例を示す模式図

【図４】図３の走査線補間処理における中間値の判定条
件を示す図

【図５】本発明の第２の実施の形態における映像信号処
理回路の構成を示すブロック図

【図６】本発明の第３の実施の形態における映像信号処
理回路の構成を示すブロック図

【図７】従来の映像信号処理回路の構成を示すブロック
図

【図８】図７の映像信号処理回路における中間値の判定
条件を示す図

【図９】従来の映像信号処理回路における走査線補間処
理の具体例を示す模式図

【図１０】図９の走査線補間処理における中間値の判定
条件を示す図

【符号の説明】

１，２ フィールドメモリ ３，３５ 補間回路 ４ 中間値選択回路 ５ 重み付け設定回路 ６，７ 倍速変換メモリ ８，３６ 選択回路 ９ Ｓ／Ｎ検出回路 ３０ 中間値判定処理回路 ３１，３２ 垂直ハイパスフィルタ ３３，３４ 加算器 ５０ 垂直エッジ検出回路

フロントページの続き (72)発明者 森田 友子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C063 AA01 AB03 AC01 BA04 BA09 BA10 CA01 CA05 CA18 CA38

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力された飛び越し走査の映像信号を順
   次走査の映像信号に変換する映像信号処理回路であっ
   て、 前記入力された飛び越し走査の映像信号の連続する第
   （ｎ−１）フィールド、第ｎフィールドおよび第（ｎ＋
   １）フィールドうち前記第ｎフィールド内の映像信号の
   補間により前記第ｎフィールドの補間対象画素に対する
   補間値を生成する第１の補間手段と、 前記第１の補間手段により生成された前記補間値を含む
   所定範囲を設定範囲ΔＭとして設定する設定手段と、 前記補間対象画素に対応する前記第（ｎ−１）フィール
   ドの画素値Ｐ、前記設定手段により設定された設定範囲
   ΔＭおよび前記補間対象画素に対応する前記第（ｎ＋
   １）フィールドの画素値Ｓを画素周期ごとに比較し、前
   記画素値Ｐ、前記設定範囲ΔＭおよび前記画素値Ｓのう
   ち中間のものを中間値として判定する中間値判定手段
   と、 前記中間値判定手段により前記画素値Ｐが中間値と判定
   された場合に少なくとも前記第（ｎ−１）フィールド内
   の映像信号を用いたフレーム間補間により前記補間対象
   画素に対する補間画素値を生成し、前記中間値判定手段
   により前記設定範囲ΔＭが中間値と判定された場合に前
   記第ｎフィールド内の映像信号を用いたフレーム内補間
   により前記補間対象画素に対する補間画素値を生成し、
   前記中間値判定手段により前記画素値Ｓが中間値と判定
   された場合に少なくとも前記第（ｎ＋１）フィールド内
   の映像信号を用いたフレーム間補間により前記補間対象
   画素に対する補間画素値を生成する補間画素値生成手段
   とを備えたことを特徴とする映像信号処理回路。
2. 【請求項２】 前記補間画素値生成手段は、 前記第（ｎ−１）フィールドの映像信号の垂直高域成分
   を抽出する第１の高域成分抽出手段と、 前記第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の垂直高域成分
   を抽出する第２の高域成分抽出手段と、 前記第ｎフィールド内の映像信号の補間により前記補間
   対象画素に対する補間値を生成する第２の補間手段と、 前記第１の高域成分抽出手段の出力値と前記第２の補間
   手段の出力値とを用いた演算を行う第１の演算手段と、 前記第２の高域成分抽出手段の出力値と前記第２の補間
   手段の出力値とを用いた演算を行う第２の演算手段と、 前記中間値判定手段により前記画素値Ｐが中間値と判定
   された場合に前記第１の演算手段の出力値を前記補間画
   素値として出力し、前記中間値判定手段により前記設定
   範囲ΔＭが中間値と判定された場合に前記第１の補間手
   段の出力値を前記補間画素値として出力し、前記中間値
   判定手段により前記画素値Ｓが中間値と判定された場合
   に前記第２の演算手段の出力値を前記補間画素値として
   出力する出力値選択手段とを含むことを特徴とする請求
   項１記載の映像信号処理回路。
3. 【請求項３】 前記中間値判定手段は、前記画素値Ｐが
   前記設定範囲ΔＭ内にある場合にはＰ＝ΔＭと判定し、
   前記画素値Ｓが前記設定範囲ΔＭ内にある場合にはＳ＝
   ΔＭと判定し、前記画素値Ｐ、前記設定範囲ΔＭおよび
   前記画素値Ｓが、Ｓ≧Ｐ＞ΔＭまたはΔＭ≧Ｐ＞Ｓの関
   係を有する場合に前記画素値Ｐを中間値と判定し、Ｐ＞
   ΔＭ＞ＳまたはＳ≧ΔＭ≧Ｐの関係を有する場合に前記
   設定範囲ΔＭを中間値と判定し、Ｐ＞Ｓ≧ΔＭまたはΔ
   Ｍ＞Ｓ≧Ｐの関係を有する場合に前記画素値Ｓを中間値
   と判定することを特徴とする請求項１または２記載の映
   像信号処理回路。
4. 【請求項４】 前記入力された飛び越し走査の映像信号
   の画素値を記憶する第１の記憶手段と、 前記補間画素値生成手段により生成された前記補間画素
   値を記憶する第２の記憶手段と、 前記第１の記憶手段に記憶される画素値および第２の記
   憶手段に記憶される補間画素値を前記画素周期の２分の
   １の周期で交互に選択して読み出す画素値選択手段とを
   さらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に記載の映像信号処理回路。
5. 【請求項５】 前記入力された飛び越し走査の映像信号
   における信号対ノイズ比を検出する信号対ノイズ比検出
   手段をさらに備え、 前記設定手段は、前記信号対ノイズ比検出手段により検
   出された信号対ノイズ比に基づいて前記所定範囲を可変
   に設定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに
   記載の映像信号処理回路。
6. 【請求項６】 前記入力された飛び越し走査の映像信号
   における垂直方向の画素値の差分を検出する差分検出手
   段をさらに備え、 前記設定手段は、前記差分検出手段により検出された差
   分に基づいて前記所定範囲を可変に設定することを特徴
   とする請求項１〜５のいずれかに記載の映像信号処理回
   路。