JP2002112204A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 飛び越し走査画像信号を順次操作変換画像信
号に変換する際に、動き判定を行なわないため小規模な
回路で実現することができ、静止画でのラインフリッカ
の発生を抑えた良好な変換画像を得ることのできる画像
処理装置を提供すること。 【解決手段】 フレーム間平均信号生成回路とフィール
ド内補間信号生成回路によって２種類の補間信号を生成
し、補間対象画素と垂直方向に隣接する現フィールドの
２画素ＭおよびＮとフレーム間平均信号生成回路の出力
補間信号Ｐに対し、判定回路においてＭ、Ｎ、Ｐの中間
値を判定し、ＭもしくはＮが中間値として判定された場
合フィールド内補間信号生成回路の出力信号を、Ｐが中
間値として判定された場合はフレーム間平均信号生成回
路の出力信号を補間対象画素値として選択回路において
選択し、順次走査変換を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、飛び越し走査の画
像信号を入力とし、順次走査の画像信号へ変換して出力
する機能を持つ画像処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】飛び越し走査の画像信号を順次走査の画
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、画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画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画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
とができる画像信号処理回路が提案されている。

【０００４】図４は従来の順次走査変換を行う画像処理
装置の一例を示すブロック図であり、フィールドメモリ
４０１、４０２、中間値判定回路４０３、垂直ハイパス
フィルタ４０４、４０５、補間回路４０６、４０７、加
算器４０８、４０９、選択回路４１１、４１２、倍速変
換メモリ４１２、４１３から構成されている。

【０００５】飛び越し走査入力画像信号４１４はフィー
ルドメモリ４０１、４０２によってそれぞれ１フィール
ドずつ遅延され、飛び越し走査入力画像信号４１４、フ
ィールドメモリ４０１、４０２の出力をそれぞれ第（ｎ
＋１）フィールド、第ｎフィールド、第（ｎ−１）フィ
ールドと呼び、第（ｎ＋１）フィールド信号をＡ、第ｎ
フィールドの補間回路４０６によって生成された補間信
号をＢ、第（ｎ−１）フィールド信号をＣとすると、中
間値判定回路４０３により、Ａ、Ｂ、Ｃのうち、Ａが中
間値と判定された場合は第（ｎ＋１）フィールドの垂直
ハイパスフィルタ４０４を通過した成分と、第ｎフィー
ルドの補間回路４０７によって生成された信号との和を
補間画素値とし、Ｂが中間値と判定された場合は第ｎフ
ィールドの補間回路４０７によって生成された信号を補
間画素値とし、Ｃが中間値として判定された場合は第
（ｎ−１）フィールドの垂直ハイパスフィルタ４０４を
通過した成分と、第ｎフィールドの補間回路４０７によ
って生成された信号との和を補間画素値とすることによ
り補間信号を生成する。

【０００６】このようにして得られた補間信号を選択回
路４１３は、倍速変換メモリ４１１に記憶される画素値
および倍速変換メモリ４１２に記憶される画素値を入力
される飛び越し走査画像信号４１４の画素周期の２分の
１の周期で交互に読み出すことにより出力順次走査画像
信号４１５が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図４の画像処理装置で
は、動き適応走査線補間処理と異なり、飛び越し走査入
力画像信号の動画、静止画の判定を行わずに出力画像信
号を行うため、小規模の回路で実現が可能である。しか
し、前フィールドの値をそのまま挿入する完全静止処理
が行われないため、静止画においてラインフリッカが目
立つという問題がある。垂直方向に空間周波数の高い領
域、例えば１ライン毎に濃淡が入れ替わるような画像で
もラインフリッカは生じるが、実際問題として、飛び越
し走査の画像信号にそのような高周波成分が含まれるこ
とはまれであるので、課題にはならない。また従来の装
置では、動画の処理は良好な場合が多い一方で、特に斜
線がゆっくりした動きをする場合などにおいては、解像
度の劣化が目立ってしまうという問題がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するため、本発明は、フィールド内補間により補間画素
を作成するフィールド内補間信号生成回路と、現フィー
ルドに対する前後フィールドの平均信号を作成するフレ
ーム間平均信号生成回路と、順次走査変換を行うために
生成する補間画素に垂直方向で隣接する現フィールドの
２画素とフレーム間平均信号による補間画素の３つの値
により選択回路の制御を行う判定回路とを備え、判定回
路の判定結果に応じて、フィールド内補間信号生成回路
の出力とフレーム間平均信号生成回路の出力を画素周期
毎に選択することにより補間信号を生成する順次走査変
換回路である。

【０００９】

【発明の実施の形態】請求項１〜８にかかる本発明は、
飛び越し走査の入力画像信号に対し、現フィールドに対
する前後フィールドの平均によって生成されたフレーム
間平均信号と、生成する補間画素の位置と近接する現フ
ィールドの２画素との３画素の値により、フレーム間平
均信号と、フィールド内補間信号を画素周期毎に選択し
て補間信号を生成することにより順次走査変換を行なう
画像処理装置である。補間信号を選択するために動き判
定を行わないために、回路規模が小さく実現が容易であ
る。フレーム間平均信号により静止画におけるラインフ
リッカの発生を抑制し、動きのゆっくりした動画におい
てもフレーム間平均値が用いられるため、動きのゆっく
りした動画の順次走査変換画像の解像度画質劣化を抑え
ることができる。

【００１０】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら説明する。

【００１１】（実施の形態１）図１は実施の形態１にお
ける画像処理装置の構成を示したものであり、同図にお
いて１０１、１０２はフィールドメモリ、１０３はライ
ンメモリ、１０４はフレーム間平均信号生成回路、１０
５はフィールド内補間信号生成回路、１０６は中間値判
定回路、１０７および１１０は選択回路、１０８および
１０９は倍速変換メモリである。

【００１２】以下、この画像処理装置の動作を説明す
る。

【００１３】飛び越し走査入力画像信号１１１は、フィ
ールドメモリ１０１および１０２においてそれぞれ１フ
ィールドずつ遅延される。フィールドメモリ１０１の出
力はラインメモリ１０３によって１ライン遅延される。
入力画像信号１１１を信号２０１、フィールドメモリ１
０１の出力を信号２０２、ラインメモリ１０３の出力を
信号２０３、フィールドメモリ１０２の出力を信号２０
４とする。このとき、信号２０３および信号２０４がフ
レーム間平均信号生成回路１０４に入力され、フレーム
間平均信号生成回路１０４の出力と、信号２０２および
信号２０３の３種類の信号の値の中間値を判定回路１０
６が判定する。このとき信号２０２もしくは信号２０３
が中間値と判定されたの場合は選択回路１０７がフィー
ルド内補間信号生成回路１０５の出力を選択し、フレー
ム間平均信号生成回路１０４の出力が中間値と判定され
た場合はそのままフレーム間平均信号生成回路１０４の
出力を選択することにより、補間信号２０５が作成され
る。次に倍速変換メモリ１０８および１０９によって飛
び越し走査入力画像信号１１１の２分の１の画素周期に
なり、選択回路１１０において現信号２０２と補間信号
２０５とをライン毎に切り替えることにより、順次走査
出力画像信号１１２が生成される。このようにして図１
の画像処理装置は動作する。

【００１４】図２に信号２０１〜２０５の位置関係を示
す。フィールドメモリ１０１および１０２の遅延量であ
るが、飛び越し走査入力画像信号１１１の走査線数がＮ
本である場合は、フィールドメモリ１０１は（Ｎ−１）
／２ライン、フィールドメモリ１０２は（Ｎ＋１）／２
ラインの遅延となる。図２において、それぞれの円は走
査線の１本１本であり、実線が信号があるライン、点線
が飛び越し走査のため信号がないラインを表している。
図１の番号と対応するが、フィールドメモリ１０２の出
力がライン２０３、入力画素信号１０９がライン２０
４、フィールドメモリ１０１の出力がライン２０１、ラ
イン２０１をラインメモリ１０３によって遅延したもの
がライン２０２である。図２の斜線をかけているライン
２０５を順次走査のための補間ラインとして生成する場
合を考えている。

【００１５】次に、フレーム間平均信号生成回路１０４
とフィールド内補間信号生成回路１０５の動作を説明す
る。フレーム間平均信号生成回路１０４では、信号２０
１と信号２０４が入力され、その平均値を出力する。一
方、フィールド内補間信号生成回路１０５では、補間信
号２０５と垂直方向に近い位置の、信号２０１と同一フ
ィールドの複数の信号をそれぞれ重み付けを行ない、加
算することで出力信号を生成する。図１では便宜上１ラ
インしか入力されていないが、実際には現フィールドの
複数ラインを基にして出力信号が生成される。

【００１６】以上のようにすることにより、小規模の回
路で順次走査変換を行ない、静止画におけるラインフリ
ッカの発生を抑えた順次走査変換回路を実現する。

【００１７】一方、斜線のゆっくりした動きに対する図
１の画像処理装置の出力を図３に示す。図３の円はそれ
ぞれ１画素を示し、円の中の数字は画素の値を示してい
る。実線の円は入力として信号が得られる部分、点線の
円は飛び越し走査のため入力信号にはない線とする。図
３は浅い角度の斜線が左方向に１画素／１フィールドの
早さで進んでいることを表している。

【００１８】このとき、現フィールドの補間ラインを生
成するため、フレーム間平均信号を生成すると、図のよ
うに左か１０、２０、４０、６０、８０、９０となる。
一方、フィールド内補間信号を上下画素の平均により生
成すると、左から３０、４０、５０、５０、６０、７０
となり、実際の信号は０、２０、４０、６０、８０、１
００のためフレーム間平均信号の方が実際に近い補間信
号であるといえる。フレーム間平均信号が中間値判定さ
れるため、本発明においてはフレーム間平均信号が補間
信号として出力されるが、従来の順次走査変換の画像処
理装置においては、フレーム間差分が大のため、フィー
ルド内補間信号か、もしくはフィールド内補間信号とフ
レーム間平均信号の重ね合わせによって補間信号が生成
され、実際の信号から離れた値の補間信号となってしま
う。このように斜線がゆっくりと動く場合においても本
発明によって滑らかな補間信号を生成できる。

【００１９】なお、信号２０２と信号２０３の差分値が
所定の値以上の場合は判定回路１０６において中間値の
判定を行ない、中間値の判定結果により選択回路１０７
を制御し、所定の値未満の場合はフィールド内補間信号
生成回路１０５の出力を選択するように判定回路１０６
を動作させることにより、動画時の順次走査変換画質を
損なうことなく誤変換による妨害のみを減少させること
が可能である。

【００２０】また、別に設定する設定値Ｑを用いて、フ
レーム間平均信号もしくはフレーム間平均信号に設定値
Ｑを加算または減算した３通りの値それぞれと、信号２
０２と信号２０３との値の中間値を比較し、フレーム間
平均信号もしくはフレーム間平均信号に設定値Ｑを加算
または減算した値のいずれかが中間値になった場合はフ
レーム間平均信号を、それ以外の場合はフィールド内補
間信号を選択回路１０７で選択することにより、静止画
にノイズが乗った場合においてもラインフリッカの発生
を抑えることが可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明は飛び越し走査入
力画像信号を順次走査変換する際に、フィールド内補間
信号とフレーム間平均信号を、現フィールドの信号およ
びフレーム間平均信号との比較判定結果により補間信号
として選択することにより、静止画のラインフリッカの
発生を抑えつつ、規模の小さい回路によって順次走査変
換を行う画像処理装置を構成し、動きのゆっくりとした
斜線における解像度劣化も抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１を示すブロック図

【図２】図１の各信号の位置関係図

【図３】斜線が動く場合の本発明の順次走査変換結果を
示す図

【図４】本発明の従来例を示すブロック図

【符号の説明】

１０１ フィールドメモリ １０２ フィールドメモリ １０３ ラインメモリ １０４ フレーム間平均信号生成回路 １０５ フィールド内補間信号生成回路 １０６ 中間値判定回路 １０７ 選択回路 １０８ 倍速変換メモリ １０９ 倍速変換メモリ １１０ 選択回路 １１１ 飛び越し走査入力画像信号 １１２ 順次操作出力画像信号 ２０１ 入力信号 ２０２ フィールドメモリ１０１の出力信号 ２０３ ラインメモリ１０３の出力信号 ２０４ フィールドメモリ１０２の出力信号 ２０５ 順次走査変換時の出力信号 ４０１ フィールドメモリ ４０２ フィールドメモリ ４０３ 中間値判定回路 ４０４ 垂直ハイパスフィルタ ４０５ 垂直ハイパスフィルタ ４０６ 補間回路 ４０７ 補間回路 ４０８ 加算器 ４０９ 加算器 ４１０ 選択回路 ４１１ 倍速変換メモリ ４１２ 倍速変換メモリ ４１３ 選択回路 ４１４ 飛び越し走査入力画像信号 ４１５ 順次走査入力画像信号

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】飛び越し走査された入力画像信号を順次走
   査に変換する画像処理方法において、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
   ィールドのうち、前記第（ｎ−１）フィールドと第（ｎ
   ＋１）フィールドの画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ｎフィールド内の画像信号の補間に
   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２の補間手段と、前記第ｎフィールドの補
   間対象画素の所定の距離内に存在する前記第ｎフィール
   ドの画素群の最大値をＭ、最小値をＮ、前記第１の補間
   手段により生成された補間値をＰとそれぞれし、前記最
   大値Ｍ、前記最小値Ｎおよび前記補間値Ｐの中間値を判
   定する中間値判定手段とを備え、前記中間値判定手段が
   前記最大値Ｍもしくは前記最小値Ｎを中間値と判定した
   場合は前記第２の補間手段により補間信号を生成し、前
   記中間値判定手段が前記補間値Ｐを中間値と判定した場
   合は前記第１の補間手段により補間信号を生成すること
   を特徴とする画像処理方法。
2. 【請求項２】前記第１の補間手段は、前記第（ｎ−１）
   フィールドと第（ｎ＋１）フィールドの画像信号の平均
   値を補間値とすることを特徴とする請求項１記載の画像
   処理方法。
3. 【請求項３】前記所定の距離を１画素とすることを特徴
   とする請求項１記載の画像処理方法。
4. 【請求項４】前記第２の補間手段は、前記第ｎフィール
   ドの画像信号の垂直補間により補間値を生成することを
   特徴とする請求項１記載の画像処理方法。
5. 【請求項５】飛び越し走査された入力画像信号を順次走
   査に変換する画像処理装置において、前記入力された飛
   び越し走査の連続する第（ｎ−１）フィールド、第ｎフ
   ィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドのうち前記第
   （ｎ−１）フィールドと前記第（ｎ＋１）フィールドの
   平均値Ｐを生成するフレーム間平均信号生成回路と、前
   記第ｎフィールド内の垂直補間により前記第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フィールド
   内補間信号生成回路と、前記第ｎフィールドの補間対象
   画素と垂直方向に隣接する前記第ｎフィールドの２画素
   の値をＭおよびＮとし、前記フレーム間平均信号生成回
   路もしくは前記フィールド内補間信号生成回路を前記平
   均値Ｐと前記第ｎフィールドの画素値ＭおよびＮの値に
   より選択する選択回路と、を備え、前記選択回路が画素
   周期毎に前記フレーム間補間信号生成回路と前記フィー
   ルド内補間信号生成回路を切り替えることにより補間対
   象画素を生成することを特徴とする画像処理装置。
6. 【請求項６】前記選択回路は、前記平均値Ｐ、前記第ｎ
   フィールドの画素値ＭおよびＮの中間値を判定し、前記
   平均値Ｐが中間値と判定された場合は前記フレーム間平
   均信号生成回路を、前記第ｎフィールドの画素値Ｍまた
   はＮが中間値と判定された場合は前記フィールド内補間
   信号生成回路を選択することを特徴とする請求項５記載
   の画像処理装置。
7. 【請求項７】前記選択回路は、前記第ｎフィールドの画
   素値ＭとＮとの差分値が所定の値以上であってかつ前記
   平均値Ｐと前記第ｎフィールドの画素値ＭおよびＮの中
   間値が前記平均値Ｐである場合は前記フレーム間平均信
   号生成回路を、それ以外の場合は前記フィールド内補間
   信号生成回路を選択することを特徴とする請求項５記載
   の画像処理装置。
8. 【請求項８】前記選択回路は、前記平均値Ｐもしくは前
   記平均値Ｐに対し所定の値Ｑを加算または減算した値の
   それぞれと前記第ｎフィールドの画素値ＭおよびＮとの
   中間値を判定し、前記平均値Ｐもしくは前記平均値Ｐに
   対し所定の値Ｑを加算または減算した値のいずれかが中
   間値と判定された場合は前記フレーム間平均信号生成回
   路を、それ以外の場合は前記フィールド内補間信号生成
   回路を選択することを特徴とする請求項５記載の画像処
   理装置。