JP2002077833A - 順次走査変換回路 - Google Patents
順次走査変換回路Info
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Abstract
の補間走査線を生成するときに、動きベクトルを誤検出
した場合に大きな画質劣化を生ずる。 【解決手段】従来の順次走査変換後に動きベクトル補償
を行い、動き補償結果と順次走査変換結果の誤差が大き
い場合には、動き補償結果を用いずに、従来の順次走査
変換出力をそのまま用い、誤差が小さい場合に動き補償
結果を用いるように制御する。
Description
ト変換回路に関するものであり、特にインターレース形
式の画像信号をノンインターレース信号に変換する順次
走査変換回路に関する。
ス形式の信号をノンインターレース形式の表示装置に表
示する場合、画像のフォーマット変換(順次走査化)が
必要である。従来から、この順次走査化において、静止
画については、1フィールド前のインターレース形式の
画像信号の走査線を、現在の画像信号の補間走査線とし
て挿入するフィールド間補間、動画については現在のフ
ィールドのみを用い、例えば1走査線(以降1ラインと
記す)離れたライン間で平均して補間走査線として挿入
するフィールド内補間を行う。そして、1または2フィ
ールド離れた画像信号間での動きの度合い(動き量)に
応じてフィールド間補間とフィールド内補間を適応的に
切り替える適応走査線補間が一般的に用いられている。
この、適応走査線補間については、クリアビジョンハン
ドブック(郵政省放送行政局技術可監修、クリアビジョ
ン普及促進協議会編、兼六館発行)P139−155で
述べられており、P142の図6−18に回路例が記載
されている。上記文献では類似した構成例も述べられて
いるが、基本的には上述した動き検出回路により静止画
処理と動画処理を適応的に切り替えるというものであ
る。
は、ライン間の平均で補間信号を生成する。一例を図7
を用いて説明する。図7(1)はノンインターレースの
画像であり、台形の図形が右方向に動いているものとす
る。これを、例えばNTSC方式で伝送する場合、最初のフ
ィールド(n)は図7(2)のように白抜きのラインは
間引かれ、次のフィールド(n+1)は、動いた分だけ
右にシフトするとともに、フィールド(n)で伝送され
なかったラインを伝送するように図7(3)のように間
引かれる。例えば、この(2)のフィールドに対して、
上述のライン間補間を行うと、(4)に示すように間引
かれた白抜きの部分は上下ラインの平均となり、台形図
形の斜め部分では、「白」と「黒」の平均となるため
「グレー」の信号を生ずる。このグレーの部分により、
斜め線がギザギザになって見えたり、動きの量によって
はギザギザがフリッカのようにちらついて見える。この
現象は、動き適応補間の動き検出により動画処理が選択
されて生ずるが、仮にフィールド間補間をおこなうとフ
ィールドごとに動いている部分がずれた位置に画像が補
間され、2重像のような、さらに顕著な妨害となってし
まう。したがって、上記従来技術の動き適応走査変換に
おいては上記ギザギザは避けられない。
て、補間する画像をずらしたうえでフィールド間で補間
することが考えられるが、動き量を誤検出した場合に
は、やはり2重像のような大きな妨害となってしまう。
ーレース形式の画像信号をノンインターレース信号に変
換する際に補間走査線を生成する走査線補間回路を設け
る。この走査線補間回路は例えば前述の動き適応走査変
換回路でもよい。次に、画像信号のフィールド間の動き
の方向をm×n画素(m、nは自然数)のブロック単位に
検出する動きベクトル検出回路と、この動きベクトル検
出回路の検出する動きベクトルに応じて動き量を補正す
る動き補償回路とを設けるとともに、動き補償回路の補
償結果の誤差を検出する補償誤差検出回路を設ける。そ
して、誤差検出回路の検出誤差に応じて、上記動き補償
回路の補償結果を上記走査線補間回路の出力する補間走
査線に挿入する合成手段を設け、例えば、補償誤差検出
回路の検出誤差が所定の誤差しきい値よりも大きければ
動き補償結果を挿入しないように制御し、誤差しきい値
よりも小さければ挿入するように制御し、さらに誤差し
きい値の近傍では段階的に挿入量を可変するように制御
する。
の実施の形態の一例を示す。1はインターレース形式の
画像信号入力端子、2はノンインターレースに変換され
た画像信号出力端子、3は動き適応走査変換回路、4は
倍速変換回路、5aおよび5bは1フィールド遅延回路、
6は画像の動きベクトル検出回路、7は動き補償回路、
8は補償誤差検出回路、9は合成回路である。
技術で述べたような動き適応走査変換を行い、入力され
たフィールドのそのままの信号(実走査線:R)と、動
きに応じて静止画、動画で別々の処理をし合成した補間
走査線(I)を出力する。フィールドメモリ5a、5bで
はそれぞれ入力される(R)(I)信号の1フィールド遅
延を行うので、フィールドメモリ5a出力は入力画像
(現フィールド)に対して1フィールド前、フィールド
メモリ5b出力は2フィールド前の画像信号となる。動
きベクトル検出回路6では、現フィールドと2フィール
ド前の画像信号を用いて、2フィールド前の画像に対し
て現フィールドまでに動いた方向と大きさを動きベクト
ル(MV)として検出し出力する。この動きベクトル検出
については、例えば画像を縦方向m画素、横方向n画素
(m、nは自然数)のブロックに分割し、そのブロック
ごとに動きベクトルを検出する。この手法については画
像圧縮方式であるMPEG2による画像圧縮方式でも用いら
れており、回路ついても様々な実現方法があるため、こ
こでの説明は省略する。次に、動き補償回路7は、動き
ベクトル検出回路6が検出する動きベクトルMVにより動
きの補償を行う。ここで、動きベクトル検出回路7の出
力MVは、現フィールドと2フィールド前の2フィールド
間における動きを示している。したがって、動き補償回
路7では、MVを1/2して、1フィールド前の画像信号
を、現信号の位置に合わせるように動き量の補償、つま
り画像の位置を移動する処理を行う。そして、現信号の
補間走査線(I)の位置に対応する動き補償走査線(MC
データ)と、現信号の実走査線(R)の位置に対応する
動き補償走査線を出力する。補償誤差検出回路8では、
現信号の(R)(I)と、動き補償回路7の出力走査線の
比較を行い、その誤差を検出し、合成制御係数kcを出力
する。ここで、補償誤差検出回路8は図1に示したよう
に、現フィールドの(R)(I)に対する動き補償回路7
出力の2つの動き補償走査線を用いて誤差検出を行って
もよいし、現フィールドの(R)に対する動き補償走査
線、または現フィールドの(I)に対する動き補償走査
線(MCデータ)のみを用いて補償誤差検出を行ってもよ
い。また、誤差検出方法としては例えば現フィールドの
走査線と補償走査線の差分をとり、所定の補償誤差しき
い値と比較した大小で合成係数ksを発生することにより
実現できる。次に、合成回路9では補償誤差検出回路8
出力の合成係数ksにより、現フィールドの補間走査線
(I)と動き補償走査線(MCデータ)を合成する。そし
て倍速変換回路4は現フィールドの実走査線(R)と合
成回路9出力の補間走査線を、ノンインターレースの同
期のラインごとに交互に出力することにより、出力端子
2からノンインターレースに変換された画像信号が得ら
れる。
出回路8の出力ksは検出誤差が大きいときには大きな値
をとり、検出誤差が小さいときに小さな値をとるように
し、合成回路9はksが大きいほど現フィールドの補間走
査線成分を多く出力し、ksが小さいほど動き補償走査線
(MCデータ)を多く出力するようにする。
きに対しても正確な動きベクトルを検出することが理想
であるが、実際には回路規模を考えると極端に大きな動
きがある場合や、画像の内容によっては間違った動きベ
クトルを検出することがあり得る。
ことは、動き補償結果が現フィールドの内容に対して大
きく異なるということであり、この場合は検出した動き
ベクトルが間違っている可能性が高い。上記構成では、
その場合には、動き適応走査線補間の結果を用いるよう
に制御するので、間違った動きベクトルでの動き補償に
よる画像の破綻を防止できる。
ずしも動き適応でなくてもよく、例えばフィールド内補
間のみで、補間走査線(I)を生成しても本実施形態の
効果に対してなんら影響はない。
の順次変換回路のブロック図を示す。10は補償誤差検
出回路8が出力する合成係数kcと動き適応走査変換回路
3における動き検出係数kmにより合成回路9を制御する
合成論理回路であり、図1と同一符号のものは同一機能
を有するものとする。動き適応走査変換回路3の動き検
出係数は、例えば動きが大きいときに大きな値を出力す
るものとして、図8を用いて補間走査線の合成動作を説
明する。図8は、合成回路9出力に得られる補間走査線
の生成方法と、上記補償誤差kc、動き量kmの関係を示し
ている。まず、動き適応走査変換回路3では、所定の動
き適応しきい値を基準とし、kmがそれ以下である場合に
は静止画領域であると判断し、静止画処理(例えば、フ
ィールド間補間)を行い、補間走査線(I)を出力す
る。静止画領域では、動き補償処理を行う必要がないた
め、合成論理回路10を介して、合成回路9では(I)
をそのまま出力するように制御を行う。次に、動き適応
走査変換回路3では、動き量kmが動き適応しきい値より
も大きい場合には動画領域であると判断し、動画処理
(例えば、フィールド内補間)を行い、補間走査線
(I)を出力する。同時に、図1にて述べた動きベクト
ルMVによる動き補償処理、補償誤差検出処理を行い、合
成係数kcを生成する。合成倫理回路10は、この合成係
数kcが所定の動き補償しきい値よりも大きい場合には
(I)をそのまま出力し、動き補償しきい値よりも小さ
い場合には動き補償走査線(MCデータ)を出力するよう
に制御する。以上の説明のように、静止画の場合(kmが
小の場合)には、動き適応走査変換回路3による静止画
補間、動画(kmが大)でかつ補償誤差が小さい場合(kc
が小の場合)には動き補償走査線補間、動画(kmが大)
でかつ補償誤差が大きい場合(kcが大の場合)には動き
適応走査変換回路3による動画補間がなされるように、
合成論理回路10により制御を行う。
の順次変換回路のブロック図を示す。11は差分演算回
路、12は感度調整回路であり、図1と同一符号のもの
は同一機能を有するものとする。差分演算回路11は、
現フィールドと1フィールド前の画像の差分をとり出力
し、感度調整回路12では、その差分出力から微小成分
除去、利得調整などを行い、動き量kmfを生成する。合
成論理回路10では、kcとkmfを用いて図2の実施形態
で述べた内容と同様な制御を行う。本実施形態では、補
間走査線の合成処理に1フィールド間の動き量を用いる
ことにより、動き適応処理において一般的に用いられる
2フィールド間の動き検出で検出できないような動きを
検出でき、より正確な合成処理が可能になる。
の順次変換回路のブロック図を示す。25は選択回路、
26は選択回路の制御信号入力端子である。本実施形態
の一例では倍速変換回路4のあとで動き補償処理を行う
ようにしている。したがって、倍速変換出力のうち、実
走査線についてはそのまま出力し、補間走査線について
のみ前述してきた動き補償処理を行うように選択回路2
5を制御する。この制御によって図2の実施形態の一例
と同様な効果が得られる。
の順次変換回路のブロック図を示す。27は直列―並列
変換回路(以下S/P変換回路と記す)、28は並列―直
列変換回路(以下P/S変換回路と記す)であり、図1と
同一符号のものは同一機能を有する。S/P変換回路27
は倍速変換回路27の出力をライン単位にmラインの並
列データに変換する。(図5では一例として2ラインの
並列データとしている。)そして、P/S変換回路28で
は、mラインの並列データを直列データに変換して出力
する。先に述べたように、動きベクトル検出回路6では
ブロック単位での動きベクトル検出を行う。例えば、垂
直方向にm画素のブロックで処理を行う場合、画像信号
もm画素単位として入力し、処理したほうが回路構成が
単純にでき、制御も容易にできる。本実施形態の一例に
より、動きベクトル検出回路6や動き補償回路7などの
回路構成を単純な構成にできる効果がある。
の順次変換回路のブロック図を示す。21は動き検出
部、22はフィールド内補間回路、23はフィールド間
補間回路、24は合成回路であり、図1と同一符号のも
のは同一機能を有する。本実施形態の一例では、動きベ
クトル検出回路6、フィールドメモリ5a、5bへの入力
信号がインターレース形式としている。動き補償の動作
としてはこれまでの実施形態と同様である。補償誤差演
算回路8では動き補償回路7の出力MCデータとフィール
ド内補間回路22の補間出力とにより補償誤差を検出
し、合成係数kcを出力する。以降の動作は図1の実施形
態と同様である。本実施形態でも図1の実施形態と同様
な効果が得られる。なお、本実施形態の一例においても
図2と同様に動き適応処理における動き量km、または、
図3と同様なフィールド間の動き量kmfを用いて合成回
路9を制御するようにしても同様な効果が得られること
は言うまでもない。
が間違っていた場合は、動き補償結果を用いず、動き適
応走査変換による補間結果を出力するため画像の破綻
(間違った動きベクトルでの動き補償をした場合の画像
の劣化)が防止できる。
一例を示すブロック図である。
一例を示すブロック図である。
一例を示すブロック図である。
一例を示すブロック図である。
一例を示すブロック図である。
一例を示すブロック図である。
を示す図である。
制御の一例を示す図である。
ース画像出力端子、3…動き適応走査線間回路、4…倍
速変換回路、5a、5b…1フィールド遅延回路、6…動
きベクトル検出回路、7…動き補償回路、8…補償誤差
検出回路、9…合成回路。
Claims (6)
- 【請求項1】 入力されるインターレース形式の画像信
号をノンインターレース信号に変換する際に補間走査線
を生成する走査線補間回路と、少なくとも1つ以上のフ
ィールド遅延回路と、画像信号のフィールド間の動きの
方向をm×n画素(m、nは自然数)のブロック単位に検
出する動きベクトル検出回路と、この動きベクトル検出
回路の検出する動きベクトルに応じて画像の動き量を補
正する動き補償回路と、動き補償回路の補償結果の誤差
を検出する補償誤差検出回路と、誤差検出回路の検出誤
差に応じて、上記動き補償回路の補償結果を上記走査線
補間回路の出力する補間走査線に挿入する合成手段によ
り構成することを特徴とした順次走査変換回路。 - 【請求項2】 請求項1記載の順次走査変換回路におい
て、第1のフィールド遅延回路では入力されるインター
レース形式の画像の走査線(実走査線)と走査線補間回
路の出力する補間走査線を1フィールド期間遅延すると
ともに、動きベクトル検出回路では、入力されるインタ
ーレース形式の画像の走査線(実走査線)と走査線補間
回路の出力する補間走査線とにより動きベクトルを検出
し、動き補償回路では、この動きベクトル検出回路の検
出する動きベクトルに応じて前記第1のフィールドメモ
リで遅延された実走査線と補間走査線に対して画像の動
き量を補正することを特徴とした順次走査変換回路。 - 【請求項3】 請求項1記載の順次走査変換回路におい
て、第1のフィールド遅延回路では入力されるインター
レース形式の画像の走査線(実走査線)を1フィールド
期間遅延するとともに、動きベクトル検出回路では、入
力されるインターレース形式の画像の走査線(実走査
線)により動きベクトルを検出し、動き補償回路では、
この動きベクトル検出回路の検出する動きベクトルに応
じて前記第1のフィールドメモリで遅延された実走査線
に対して画像の動き量を補正することを特徴とした順次
走査変換回路。 - 【請求項4】 請求項2または請求項3記載の順次走査
変換回路において、第1のフィールド遅延回路と第2の
フィールドメモリを直列に接続し、上記動きベクトル検
出回路では第1のフィールド遅延回路の入力信号と第2
のフィールド遅延回路の出力信号を用いて動きベクトル
検出を行うことを特徴とした順次走査変換回路。 - 【請求項5】 請求項1から請求項4記載の順次走査変
換回路の合成手段では、所定の誤差しきい値を基準に、
補償誤差検出回路の検出する誤差の大小を判別し、段階
的に挿入量を制御することを特徴とした順次走査変換回
路。 - 【請求項6】 請求項1から請求項5記載の順次走査変
換回路において、走査線補間回路では、入力信号の1フ
ィールド間または2フィールド間での動き量を検出する
動き検出回路を設け、この動き検出回路出力により、フ
ィールド内補間またはフィールド間補間を適応的に切り
替える構成とし、さらに動き検出回路出力が所定値以下
である場合、つまり静止画またはそれに近いとき、上記
合成手段では、走査線補間回路の出力する補間走査線に
対し、補償誤差検出回路出力に関係なく、動き補償回路
の出力を挿入しないよう制御することを特徴とした順次
走査変換回路。
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JP2000269869A JP3903703B2 (ja) | 2000-09-01 | 2000-09-01 | 順次走査変換回路 |
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ID=18756407
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2000
- 2000-09-01 JP JP2000269869A patent/JP3903703B2/ja not_active Expired - Lifetime
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