JP2002300538A - 係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の処理装置および処理方法、それに使用する種係数データの生成装置および生成方法、並びに情報提供媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】格納手段に格納しておく推定式の係数データを
多くすることなく、例えば画像の解像度の調整を自由に
行い得るようにする。 【解決手段】係数データ生成部１３２は、ユーザがリモ
コン送信機２００を操作して入力したパラメータＱh，
Ｑｖの値に対応した水平解像度、垂直解像度を得るため
の、各クラスの推定式の係数データＷｍを生成し、この
係数データを係数メモリ１３１に格納する。推定予測演
算回路１２７は、クラスコードＣＬに対応して係数メモ
リ１３１から読み出された係数データＷｉと予測タップ
のＳＤ画素データｘｉを使用して、推定式により、出力
画像信号を構成するＨＤ画素データｙ₁〜ｙ₄を生成す
る。複数の種係数データの線形和で係数データＷｍを生
成するものであり、入力されたパラメータＱh，Ｑｖの
値に対応した出力画像信号を得ることが可能となる。こ
れにより、例えば画像の解像度の調整を自由に行い得る
ようになる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、ＮＴＳ
Ｃ方式のビデオ信号をハイビジョン方式のビデオ信号に
変換する際に適用して好適な、係数データの生成装置お
よび生成方法、それを使用した情報信号の変換装置およ
び変換方法、それに使用する種係数データの生成装置お
よび生成方法、並びに情報提供媒体に関する。詳しく
は、入力情報信号と出力情報信号との関係を表した、生
徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信
号との関係である変換関係に従って、所定数の生徒信号
と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応した
生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の
係数データである複数の種係数データを用いた演算を行
って、入力情報信号を上出力情報信号に変換する際に用
いられる推定式の係数データを生成することによって、
入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる
推定式の係数データとして、実際に生徒信号、教師信号
を使用した学習で得たものと同様のものを得ることがで
きるようにした係数データ生成装置等に係るものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば５２５ｉ信号というＳＤ(S
tandard Definition）信号を、１０５０ｉ信号というＨ
Ｄ(High Definition)信号に変換するフォーマット変換
が提案されている。５２５ｉ信号は、ライン数が５２５
本でインタレース方式の画像信号を意味し、１０５０ｉ
信号は、ライン数が１０５０本でインタレース方式の画
像信号を意味する。

【０００３】図２０は、５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号
の画素位置関係を示している。ここで、大きなドットが
５２５ｉ信号の画素であり、小さなドットが１０５０ｉ
信号の画素である。また、奇数フィールドの画素位置を
実線で示し、偶数フィールドの画素位置を破線で示して
いる。５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、
奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ
信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る
必要がある。

【０００４】従来、上述したようなフォーマット変換を
行うために、５２５ｉ信号の画素データより１０５０ｉ
信号の画素データを得る際に、５２５ｉ信号の画素に対
する１０５０ｉ信号の各画素の位相に対応した推定式の
係数データをメモリに格納しておき、この係数データを
用いて推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求
めることが提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように推定式
によって１０５０ｉ信号の画素データを求めるものにお
いては、この１０５０ｉ信号による画像の解像度は固定
されており、従来のコントラストやシャープネス等の調
整のように、画像内容等に応じて所望の解像度とするこ
とができなかった。

【０００６】この発明の目的は、格納手段に格納してお
く推定式の係数データを多くすることなく、例えば画像
の解像度の調整を自由に行い得るようにすることにあ
る。また、この発明の目的は、格納手段に格納しておく
推定式の係数データを多くすることなく、例えば画像の
サイズの調整や音声信号のサンプリング周波数の調整を
自由に行い得るようにすることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る係数デー
タ生成装置は、複数の情報データからなる入力情報信号
を複数の情報データからなる出力情報信号に変換する際
に使用される、推定式の係数データを生成する係数デー
タ生成装置であって、所定数の生徒信号と所定数の教師
信号の組み合わせそれぞれに対応させて、生徒信号を教
師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを
種係数データとして、格納する格納手段と、入力情報信
号と出力情報信号との関係を、生徒信号を線形変換した
信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換
関係で表し、この変換関係を特定する変換関係特定手段
と、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いら
れる推定式の係数データを、上記変換関係に従って、格
納手段に格納された複数の種係数データを用いた演算で
生成する係数生成手段とを有するものである。

【０００８】また、この発明に係る係数データ生成方法
は、複数の情報データからなる入力情報信号を複数の情
報データからなる出力情報信号に変換する際に使用され
る、推定式の係数データを生成する係数データ生成方法
であって、入力情報信号と出力情報信号との関係を、生
徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信
号との関係である変換関係で表し、この変換関係を特定
するステップと、入力情報信号を出力情報信号に変換す
る際に用いられる推定式の係数データを、上記変換関係
に従って、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み
合わせのそれぞれに対応し、生徒信号を教師信号に変換
する際に用いられる推定式の係数データである、複数の
種係数データを用いた演算で生成するステップとを有す
るものである。

【０００９】また、この発明に係る情報提供媒体は、上
述の係数データ生成方法の各ステップを実行するための
コンピュータプログラムを提供するものである。

【００１０】この発明においては、所定数の生徒信号と
所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応させ
て、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定
式の係数データが種係数データとして格納手段に格納さ
れている。

【００１１】入力情報信号と出力情報信号との関係が、
生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した
信号との関係である変換関係で表され、この変換関係が
特定される。例えば、この変換関係は、入力情報信号と
出力情報信号との関係を生徒信号を線形変換した信号と
教師信号を線形変換した信号との関係で表した際の、各
生徒信号と教師信号とに対する重み付け係数で表され
る。

【００１２】入力情報信号、出力情報信号、生徒信号お
よび教師信号が全て音声信号であるとき、例えば出力情
報信号は入力情報信号よりもサンプリング周波数が高く
される。このように情報信号が音声信号である場合、変
換関係は、例えば入力情報信号に対する出力情報信号の
サンプリング周波数の変化に対応したものとされる。

【００１３】入力情報信号、出力情報信号、生徒信号お
よび教師信号が全て画像信号であるとき、例えば出力情
報信号は入力情報信号よりも高解像度とされる。このよ
うに情報信号が画像信号である場合、変換関係は、例え
ば入力情報信号に対する出力情報信号の解像度の変化に
対応したものとされる。またこのように情報信号が画像
信号である場合、変換関係は、入力情報信号に対する出
力情報信号の画素数の変化や比率に対応したものとされ
る。

【００１４】そして、入力情報信号を出力情報信号に変
換する際に用いられる推定式の係数データは、変換関係
に従って、格納手段に格納されている複数の種係数デー
タを用いた演算で生成される。

【００１５】例えば、情報信号が音声信号である場合、
変換関係に基づくサンプリング周波数の変化に対応する
係数データを生成される。この係数データを使用するこ
とで、入力情報信号に対してサンプリング周波数が変化
した出力情報信号を得ることが可能となる。

【００１６】また例えば、情報信号が画像信号である場
合、変換関係に基づく解像度の変化に対応する係数デー
タが生成される。この係数データを使用することで、入
力情報信号に対して解像度が変化した出力情報信号を得
ることが可能となる。

【００１７】また例えば、情報信号が画像信号である場
合、変換関係に基づく画素数の変化または比率に対応す
る係数データが生成される。この係数データを使用する
ことで、入力情報信号に対して画素数が変化した出力情
報信号を得ることが可能となる。

【００１８】この発明に係る情報信号処理装置は、入力
された複数の情報データからなる第１の情報信号を、複
数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報
信号処理装置であって、第２の情報信号に係る注目デー
タの周辺に位置する第１のデータを第１の情報信号から
抽出する第１の抽出手段と、第１の情報信号と第２の情
報信号の関係を表すパラメータ値が入力されるパラメー
タ入力部と、複数の種係数データを保持し、第１の情報
信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の
係数データを、パラメータ値に対応させて、複数の種係
数データの線形和で生成する係数データ生成手段と、推
定式を利用して、係数データと第１のデータとの演算に
より第２の情報信号を生成する演算手段とを有するもの
である。

【００１９】例えば、係数データ生成手段は、所定数の
生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせそれぞれに対
応させて、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられ
る推定式の係数データを種係数データとして、格納する
格納手段と、パラメータ値にて表された、第１の情報信
号と上記第２の情報信号との関係を、生徒信号を線形変
換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係であ
る変換関係で表し、この変換関係を特定する変換関係特
定手段と、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する
際に用いられる推定式の係数データを、変換関係に従っ
て、格納手段に格納された複数の種係数データを用いた
演算で生成する係数生成手段とを有するものである。

【００２０】また、この発明に係る情報信号処理方法
は、入力された複数の情報データからなる第１の情報信
号を、複数の情報データからなる第２の情報信号に変換
する情報信号変換方法であって、第２の情報信号に係る
注目データの周辺に位置するデータを第１の情報信号か
ら抽出するステップと、第１の情報信号を第２の情報信
号に変換する際に使用する推定式の係数データを、入力
されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データ
の線形和で生成するステップと、推定式を利用して、生
成された係数データと抽出されたデータとの演算により
第２の情報信号を生成するステップとを有するものであ
る。

【００２１】また、この発明に係る情報提供媒体は、上
述の情報信号処理方法の各ステップを実行するためのコ
ンピュータプログラムを提供するものである。

【００２２】この発明においては、第１の情報信号と第
２の情報信号の関係を表すパラメータ値が、パラメータ
入力部より入力される。また例えば、情報信号が音声信
号である場合、このパラメータの値によって、第１の情
報に対する第２の情報信号のサンプリング周波数の変化
等が示される。例えば、情報信号が画像信号である場
合、このパラメータの値によって、第１の情報信号に対
する第２の情報信号の解像度の変化、画素数の変化等が
示される。

【００２３】第１の情報信号を第２の情報信号に変換す
る際に使用する推定式の係数データが、入力されたパラ
メータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で
生成される。そして、第１の情報信号から第２の情報信
号に係る注目データの周辺に位置する第１のデータが抽
出される。推定式を利用して、生成された係数データと
抽出された第１のデータとの演算により第２の情報信号
が生成される。

【００２４】このように、第１の情報信号を第２の情報
信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、入
力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数デー
タの線形和で生成するものであり、入力されたパラメー
タ値に対応した第２の情報信号を得ることが可能とな
る。これにより、例えば画像の解像度、画像のサイズ、
音声信号のサンプリング周波数等の調整を自由に行い得
るようになる。

【００２５】ここで、複数の種係数データが、所定数の
生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに
対応し、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる
推定式の係数データであって、またパラメータ値にて表
された第１の情報信号と第２の情報信号との関係を、生
徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信
号との関係である変換関係で表して特定し、この変換関
係に従って、複数の種係数データを用いた演算で係数デ
ータを得ることによって、その係数データとして実際に
生徒信号、教師信号を使用した学習で得たものと同様の
ものを得ることができ、第１の情報信号を第２の情報信
号に精度よく変換可能となる。

【００２６】この発明に係る種係数データ生成装置は、
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報
データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する
推定式の係数データを得るために用いられる種係数デー
タを生成する装置であって、第２の情報信号に対応する
所定個数の教師信号を得る第１の信号処理手段と、第１
の情報信号に対応する所定個数の生徒信号を得る第２の
信号処理手段と、所定個数の生徒信号と所定個数の教師
信号の組み合わせのそれぞれに対応し、生徒信号を教師
信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを種
係数データとして生成する種係数生成手段とを有するも
のである。

【００２７】例えば、種係数生成手段は、生徒信号から
教師信号に係る注目データの周辺に位置する第１のデー
タを抽出する第１の抽出手段と、この第１の抽出手段で
抽出された第１のデータと教師信号に係る注目データと
から推定式の係数データを得るための正規方程式を生成
する正規方程式生成手段と、この正規方程式を解いて推
定式の係数データを得る係数データ演算手段とを備える
ものである。

【００２８】この発明に係る種係数データ生成方法は、
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報
データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する
推定式の係数データを得るために用いられる種係数デー
タを生成する方法であって、第２の情報信号に対応する
所定個数の教師信号を得るステップと、第１の情報信号
に対応する所定個数の生徒信号を得るステップと、所定
個数の生徒信号と所定個数の教師信号の組み合わせのそ
れぞれに対応し、生徒信号を教師信号に変換する際に用
いられる推定式の係数データを種係数データとして生成
するステップとを有するものである。また、この発明に
係る情報提供媒体は、上述の種係数データ生成方法の各
ステップを実行するためのコンピュータプログラムを提
供するものである。

【００２９】この発明においては、第２の情報信号に対
応する所定個数の教師信号が得られると共に、第１の情
報信号に対応する所定個数の生徒信号が得られる。例え
ば、基準教師信号より空間シフトフィルタを使用して所
定個数の教師信号が得られる。そして、所定個数の生徒
信号と所定個数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対
応し、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推
定式の係数データが種係数データとして生成される。

【００３０】このように生成される複数の種係数データ
を使用することで、第１の情報信号を第２の情報信号に
変換する際に使用される推定式の係数データを、第１の
情報信号と第２の情報信号の関係に従って、演算で生成
することが可能となる。

【００３１】

【発明の実施の形態】この発明の第１の実施の形態につ
いて説明する。図１は、第１の実施の形態としてのテレ
ビ受信機１００の構成を示している。このテレビ受信機
１００は、放送信号より５２５ｉ信号というＳＤ信号を
得、この５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号というＨＤ信号
に変換し、その１０５０ｉ信号による画像を表示するも
のである。

【００３２】テレビ受信機１００は、マイクロコンピュ
ータを備え、システム全体の動作を制御するためのシス
テムコントローラ１０１と、リモートコントロール信号
を受信するリモコン信号受信回路１０２とを有してい
る。リモコン信号受信回路１０２は、システムコントロ
ーラ１０１に接続され、リモコン送信機２００よりユー
ザの操作に応じて出力されるリモートコントロール信号
ＲＭを受信し、その信号ＲＭに対応する操作信号をシス
テムコントローラ１０１に供給するように構成されてい
る。

【００３３】また、テレビ受信機１００は、受信アンテ
ナ１０５と、この受信アンテナ１０５で捕らえられた放
送信号（ＲＦ変調信号）が供給され、選局処理、中間周
波増幅処理、検波処理等を行ってＳＤ信号（５２５ｉ信
号）を得るチューナ１０６と、このチューナ１０６より
出力されるＳＤ信号を一時的に保存するためのバッファ
メモリ１０９とを有している。

【００３４】また、テレビ受信機１００は、バッファメ
モリ１０９に一時的に保存されるＳＤ信号（５２５ｉ信
号）を、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する画像信
号処理部１１０と、この画像信号処理部１１０より出力
されるＨＤ信号による画像を表示するディスプレイ部１
１１と、このディスプレイ部１１１の画面上に文字図形
などの表示を行うための表示信号ＳＣＨを発生させるた
めのＯＳＤ(On ScreenDisplay)回路１１２と、その表示
信号ＳＣＨを上述した画像信号処理部１１０より出力さ
れるＨＤ信号に合成してディスプレイ部１１１に供給す
るための合成器１１３とを有している。ディスプレイ部
１１１は、例えばＣＲＴ（cathode-ray tube)ディスプ
レイ、あるいはＬＣＤ（liquid crystal display）等の
フラットパネルディスプレイで構成されている。

【００３５】図１に示すテレビ受信機１００の動作を説
明する。チューナ１０６より出力されるＳＤ信号（５２
５ｉ信号）は、バッファメモリ１０９に供給されて一時
的に保存される。そして、このバッファメモリ１０９に
一時的に記憶されたＳＤ信号は画像信号処理部１１０に
供給され、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換される。
すなわち、画像信号処理部１１０では、ＳＤ信号を構成
する画素データ（以下、「ＳＤ画素データ」という）か
ら、ＨＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＨＤ画素
データ」という）が得られる。この画像信号処理部１１
０より出力されるＨＤ信号はディスプレイ部１１１に供
給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはそのＨ
Ｄ信号による画像が表示される。

【００３６】また、上述せずも、ユーザは、リモコン送
信機２００の操作によって、パラメータＱｈ，Ｑｖの値
を変化させて、上述したようにディスプレイ部１１１の
画面上に表示される画像の水平、垂直の解像度を調整で
きる。この解像度の調整状態では、ディスプレイ部１１
１の画面上に、パラメータＱｈ，Ｑｖの値の表示が行わ
れる。ここでは図示しないが、この表示は数値または棒
グラフ等をもって行われる。ユーザは、この表示を参照
して、パラメータＱｈ，Ｑｖの値を調整できる。

【００３７】このように画面上にパラメータＱｈ，Ｑｖ
の値を表示する際、システムコントローラ１０１は表示
データをＯＳＤ回路１１２に供給する。ＯＳＤ回路１１
２は、その表示データに基づいて表示信号ＳＣＨを発生
し、この表示信号ＳＣＨを合成器１１３を介してディス
プレイ部１１１に供給することとなる。

【００３８】次に、画像信号処理部１１０の詳細を説明
する。この画像信号処理部１１０は、バッファメモリ１
０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、
ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位
置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出
力する第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３を有
している。

【００３９】第１のタップ選択回路１２１は、予測に使
用するＳＤ画素（「予測タップ」と称する）のデータを
選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路１
２２は、ＳＤ画素データのレベル分布パターンに対応す
るクラス分類に使用するＳＤ画素（「空間クラスタッ
プ」と称する）のデータを選択的に取り出すものであ
る。第３のタップ選択回路１２３は、動きに対応するク
ラス分類に使用するＳＤ画素（「動きクラスタップ」と
称する）のデータを選択的に取り出すものである。な
お、空間クラスを複数フィールドに属するＳＤ画素デー
タを使用して決定する場合には、この空間クラスにも動
き情報が含まれることになる。

【００４０】また、画像信号処理部１１０は、第２のタ
ップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラス
タップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パター
ンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間ク
ラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検
出回路１２４を有している。

【００４１】空間クラス検出回路１２４では、例えば、
各ＳＤ画素データを、８ビットデータから２ビットデー
タに圧縮するような演算が行われる。そして、空間クラ
ス検出回路１２４からは、各ＳＤ画素データに対応した
圧縮データが空間クラスのクラス情報として出力され
る。本実施の形態においては、ＡＤＲＣ（Adaptive Dyn
amic Range Coding）によって、データ圧縮が行われ
る。なお、情報圧縮手段としては、ＡＤＲＣ以外にＤＰ
ＣＭ（予測符号化）、ＶＱ（ベクトル量子化）等を用い
てもよい。

【００４２】本来、ＡＤＲＣは、ＶＴＲ（Video Tape R
ecorder）向け高性能符号化用に開発された適応再量子
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、上述したデータ圧縮に使
用して好適なものである。ＡＤＲＣを使用する場合、空
間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の最大値を
ＭＡＸ、その最小値をＭＩＮ、空間クラスタップのデー
タのダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋
１）、再量子化ビット数をＰとすると、空間クラスタッ
プのデータとしての各ＳＤ画素データｋｉに対して、
（１）式の演算により、圧縮データとしての再量子化コ
ードｑｉが空間クラスのクラス情報として得られる。た
だし、（１）式において、[ ]は切り捨て処理を意味し
ている。空間クラスタップのデータとして、Ｎａ個のＳ
Ｄ画素データがあるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。 ｑｉ＝［（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２^P／ＤＲ］ ・・・（１）

【００４３】また、画像信号処理部１１０は、第３のタ
ップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラス
タップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程
度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報を
出力する動きクラス検出回路１２５を有している。

【００４４】この動きクラス検出回路１２５では、第３
のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きク
ラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）ｍｉ，ｎｉから
フレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の
平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標であ
る動きクラスが検出される。すなわち、動きクラス検出
回路１２５では、（２）式によって、差分の絶対値の平
均値ＡＶが算出される。第３のタップ選択回路１２３
で、例えばクラスタップのデータとして、６個のＳＤ画
素データｍ１〜ｍ６と、その１フレーム前の６個のＳＤ
画素データｎ１〜ｎ６が取り出されるとき、（２）式に
おけるＮｂは６である。

【００４５】

【数１】

【００４６】そして、動きクラス検出回路１２５では、
上述したように算出された平均値ＡＶが１個または複数
個のしきい値と比較されて動きクラスのクラス情報ＭＶ
が得られる。例えば、３個のしきい値ｔｈ１，ｔｈ２，
ｔｈ３（ｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３）が用意され、４つの
動きクラスを検出する場合、ＡＶ≦ｔｈ１のときはＭＶ
＝０、ｔｈ１＜ＡＶ≦ｔｈ２のときはＭＶ＝１、ｔｈ２
＜ＡＶ≦ｔｈ３のときはＭＶ＝２、ｔｈ３＜ＡＶのとき
はＭＶ＝３とされる。

【００４７】また、画像信号処理部１１０は、空間クラ
ス検出回路１２４より出力される空間クラスのクラス情
報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路
１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基
づき、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）の画素
（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬを
得るためのクラス合成回路１２６を有している。

【００４８】このクラス合成回路１２６では、（３）式
によって、クラスコードＣＬの演算が行われる。なお、
（３）式において、Ｎａは空間クラスタップのデータ
（ＳＤ画素データ）の個数、ＰはＡＤＲＣにおける再量
子化ビット数を示している。

【００４９】

【数２】

【００５０】また、画像信号処理部１１０は、係数メモ
リ１３１を有している。この係数メモリ１３１は、後述
する推定予測演算回路１２７で使用される推定式の係数
データを格納するものである。この係数データは、ＳＤ
信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に
変換するための情報である。係数メモリ１３１には、上
述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコー
ドＣＬが読み出しアドレス情報として供給される。この
係数メモリ１３１からはクラスコードＣＬに対応した係
数データＷｉが読み出され、推定予測演算回路１２７に
供給されることとなる。

【００５１】また、画像信号処理部１１０は、上述した
ように係数メモリ１３１に格納される係数データＷｍを
生成する係数データ生成部１３２を有している。この係
数データ生成部１３２は、種係数メモリ１３３と、画質
変換フィルタ発生器１３４と、係数合成回路１３５とか
ら構成されている。この係数データ生成部１３２におけ
る、係数データＷｍの生成処理は、例えば１フィールド
毎に、垂直ブランキング期間に行われる。

【００５２】種係数メモリ１３３には、複数の種係数デ
ータが予め蓄えられている。ここで、種係数データの詳
細を説明する。後述する推定予測演算回路１２７では、
ＨＤ画素データｙが、（４）式の推定式で演算されるも
のとする。なお、（４）式の推定式において、ｎは予測
タップの数である。

【００５３】

【数３】

【００５４】種係数データは、学習によって生成される
が、まずこの学習方法について説明する。学習は、クラ
ス毎に、複数の信号データに対して行われる。データ数
がｍの場合、（４）式に従って、以下の（５）式が設定
される。 ｙ_k＝Ｗ₁ｘ_k1＋Ｗ₂ｘ_k2＋・・・＋Ｗ_nｘ_kn ・・・（５） （k=1,2,・・・,m） ｍ＞ｎの場合、係数データＷ₁，Ｗ₂，・・・，Ｗ_n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（６）式で定義して、（７）式を最小にする係数デー
タを求める。所謂最小二乗法による解法である。

【００５５】

【数４】

【００５６】ここで、（７）式のＷｉによる偏微分係数
を求める。それは、以下の（８）式を０にするように、
各係数Ｗｉを求めればよい。

【００５７】

【数５】

【００５８】以下、（９）式、（１０）式のように
Ｘ_ij，Ｙ_iを定義すると、（８）式は、行列を用いて
（１１）式に書き換えられる。

【００５９】

【数６】

【００６０】この（１１）式は、一般に正規方程式と呼
ばれている。この正規方程式を、掃き出し法等の一般的
な行列解法を用いて解くことで、係数データＷｉを求め
ることができる。

【００６１】上述した係数データＷｉは、複数の教師信
号と生徒信号の組み合わせそれぞれに対応して求めるこ
とができる。ここで、図２に示すように、基準ＨＤ信号
に様々な帯域のフィルタをかけて複数のＨＤ信号を得て
それを教師信号とすると共に、生徒信号としては固定の
ＳＤ信号を用いる場合を考える。この場合、ＳＤ信号は
固定なので、（１１）式の正規方程式の左辺は、（１
２）式で定義でき、以下正規方程式は（１３）式、（１
４）式で表すことができる。

【００６２】

【数７】

【００６３】ここで、図３に示すように、基準ＨＤ信号
（ＨＤr）にフィルタｆをかけて得られたＨＤ信号（Ｈ
Ｄf）の画素値をｙf、基準ＨＤ信号（ＨＤr）にフィル
タｇをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤg）の画素値をｙg
と定義する。また、基準ＨＤ信号（ＨＤr）にフィルタ
ｆ，ｇの線形和フィルタｈ＝ａｆ＋ｂｇをかけて得られ
たＨＤ信号（ＨＤh）の画素値をｙhと定義する。ｙh＝
ａ×ｙf＋ｂ×ｙgとなり、ｙhを予測する係数ｗhバー
は、（１５）式および（１６）式で表すことができる。

【００６４】

【数８】

【００６５】これにより、新たにフィルタｈをかけて得
られたＨＤ信号（ＨＤh）を用いて学習した係数データ
ｗhバーを用いることなく、フィルタｆをかけて得られ
たＨＤ信号（ＨＤf）で学習した係数データｗfバーと、
フィルタｇをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤg）で学習
した係数データｗgバーとを用いて、ＳＤ信号からＨＤ
信号（ＨＤh）を創造できることがわかる。

【００６６】例えば、図４Ａに示すように、空間シフト
フィルタを使用して、基準ＨＤ信号に対して左に２画素
ずれたＨＤ信号と、基準ＨＤ信号に対して左に１画素ず
れたＨＤ信号と、基準ＨＤ信号に対してずれのないＨＤ
信号と、基準ＨＤ信号に対して右に１画素ずれたＨＤ信
号と、基準ＨＤ信号に対して右に２画素ずれたＨＤ信号
とを得て、これらＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習を
し、５種類の係数データが得られているとする。

【００６７】この場合、図４Ｂに示すように、これら５
種類の係数データを種係数データとして使用すること
で、ＳＤ信号から、基準ＨＤ信号に対して水平５タップ
の任意線形和フィルタをかけて得られたＨＤ信号と同様
のＨＤ信号を得ることができる。

【００６８】図１に戻って、本実施の形態において、係
数データ生成部１３２を構成する種係数メモリ１３３に
は、５種類の種係数データＷ_L，Ｗ₀，Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ_Dが
予め格納されている。

【００６９】図５に示すように、これら５種類の種係数
データＷ_L，Ｗ₀，Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ_Dは、空間シフトフィル
タを使用して、基準ＨＤ信号に対して左に画素ずれたＨ
Ｄ信号（ＨＤ_L）と、基準ＨＤ信号に対してずれのない
ＨＤ信号（ＨＤ₀）と、基準ＨＤ信号に対して右に１画
素ずれたＨＤ信号（ＨＤ_R）と、基準ＨＤ信号に対して
上に１画素ずれたＨＤ信号（ＨＤ_U）と、基準ＨＤ信号
に対して下に１画素ずれたＨＤ信号（ＨＤ_D）を得て、
これら各ＨＤ信号とＳＤ信号との間で、上述したように
学習をすることで得られた推定式の係数データである。
なお、この学習に使用されるＳＤ信号は、例えば基準Ｈ
Ｄ信号を間引き処理することで得られる。

【００７０】なお、上述した５種類の種係数データのそ
れぞれは、クラスコードＣＬで表される全てのクラスの
係数データからなっている。また、上述したように、５
２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶
数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１
画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要があ
る。そのため、あるクラスの係数データは、さらに、奇
数、偶数のそれぞれのフィールドにおける１０５０ｉ信
号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素に対
応した係数データからなっている。この２×２の単位画
素ブロック内の４画素は、５２５ｉ信号の画素に対応し
て互いに異なる位相関係になっている。

【００７１】また、係数データ生成部１３２を構成する
係数合成回路１３５は、種係数メモリ１３３に格納され
ている５種類の種係数データＷ_L，Ｗ₀，Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ_D
を使用し、（１７）式により、係数データＷｍを算出す
る。すなわち、係数データＷｍは、種係数データＷ_L，
Ｗ₀，Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ_Dの線形和で求められる。 Ｗｍ ＝ａ_L・Ｗ_L＋ａ₀・Ｗ₀＋ａ_R・Ｗ_R＋ａ_U・Ｗ_U＋ａ_D・Ｗ_D ・・（１７）

【００７２】また、係数データ生成部１３２を構成する
画質変換フィルタ発生器１３４は、システムコントロー
ラ１０１より供給される、水平解像度を指定するパラメ
ータＱhおよび垂直解像度を指定するパラメータＱvの値
に対応して、上述した（１７）式における係数ａ_L，
ａ₀，ａ_R，ａ_U，ａ_Dを発生する。

【００７３】上述の画質変換フィルタ発生器１３４で
は、平滑化フィルタ、例えば（１８）式で表されるガウ
シアンフィルタを使用して、係数ａ_L，ａ₀，ａ_R，ａ_U，
ａ_Dが決定される。

【００７４】

【数９】

【００７５】図６は、（１８）式において、ＱをＱ1，
Ｑ2，Ｑ3（Ｑ1＜Ｑ2＜Ｑ3）に変化させたときのガウシ
アンフィルタの特性の変化を示している。この図より、
Ｑの値によって解像度が変化し、Ｑの値が大きくなる程
解像度が高くなることがわかる。

【００７６】（１８）式のＱの部分にパラメータＱhを
入れることで、そのＱhの値に対応した水平方向の解像
度を示すフィルタ特性が得られる。同様に（１８）式の
Ｑの部分にパラメータＱｖを入れることで、そのＱvの
値に対応した垂直方向の解像度を示すフィルタ特性が得
られる。

【００７７】画質変換フィルタ発生器１３４では、例え
ば、水平方向の解像度を示すフィルタ特性における中心
画素位置のレスポンス値と垂直方向の解像度を示すフィ
ルタ特性の中心画素位置のレスポンス値が一致するよう
に一方のフィルタ特性を正規化した後に、水平方向の解
像度を示すフィルタ特性における中心画素位置０、左に
１画素ずれた位置ｄｘ_-1、右に１画素ずれた位置ｄ
ｘ₁、および垂直方向の解像度を示すフィルタ特性にお
ける上に１画素ずれた位置ｄｙ₁、下に１画素ずれた位
置ｄｙ_-1のレスポンス値に比例して、係数ａ_L，ａ₀，ａ
_R，ａ_U，ａ_Dが決定される。この場合、係数ａ_L，ａ₀，
ａ_R，ａ_U，ａ_Dの総和が１となるようにされる。

【００７８】例えば、水平方向の解像度を示すフィルタ
特性が図７Ａで表されると共に、垂直方向の解像度を示
すフィルタ特性が図７Ｂで表される場合には、ａ_L＝
０．３，ａ₀＝０．４，ａ_R＝０．３，ａ_U＝０．０，ａ_D
＝０．０と決定される。

【００７９】このように、画質変換フィルタ発生器１３
４で発生される係数ａ_L，ａ₀，ａ_R，ａ_U，ａ_Dは、上述
した係数合成回路１３５に供給される。これにより、係
数合成回路１３５では、（１７）式により、パラメータ
Ｑh，Ｑvの値に対応した水平解像度、垂直解像度を得る
ための係数データＷｍが求められる。この場合、種係数
メモリ１３３には、種係数データＷ_L，Ｗ₀，Ｗ_R，Ｗ_U，
Ｗ_Dがクラス毎に格納されているので、係数合成回路１
３５では、クラス毎に、係数データＷｍが算出される。

【００８０】ここで、図８を使用して、係数データＷｍ
の意義について説明する。図８において、ＨＤ画素デー
タｙ₀に着目する。本来、種係数データＷ₀は、所定数の
予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）を用いて、この
ＨＤ画素データｙ₀を演算するための推定式の係数デー
タである。また、種係数データＷ_L，Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ_Dは、
それぞれ同じ予測タップのデータを用いて、ＨＤ画素デ
ータｙ₀に対して、左に１画素ずれた位置のＨＤ画素デ
ータｙ_L、右に１画素ずれた位置のＨＤ画素データｙ_R、
上に１画素ずれた位置のＨＤ画素データｙ_U、下に１画
素ずれた位置のＨＤ画素データｙ_Dを演算するための係
数データである。

【００８１】上述したように、係数データＷｍは、種係
数データＷ_L，Ｗ₀，Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ_Dの線形和で求められ
たものである。この係数データＷｍを用いて、ＨＤ画素
データｙ₀を求めた場合、係数データＷｍに含まれる種
係数データＷ_L，Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ _Dの成分の大きさに応じ
て、このＨＤ画素データｙ₀に、上下左右の隣接画素の
データ成分が含まれたものとなる。したがって、パラメ
ータＱhの値が小さくなる程、係数データＷｍに含まれ
る種係数データＷ_L，Ｗ_Rの成分が大きくなることから、
水平方向の解像度は低下していく。同様に、パラメータ
Ｑｖの値を小さくする程、係数データＷｍに含まれる種
係数データＷ_U，Ｗ_Dの成分が大きくなることから、垂直
方向の解像度が低下していく。

【００８２】図１に戻って、また、画像信号処理部１１
０は、第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出さ
れる予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係
数メモリ１３１より読み出される係数データＷｉとか
ら、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータ
（ＨＤ画素データ）ｙを演算する推定予測演算回路１２
７を有している。

【００８３】上述したように、ＳＤ信号（５２５ｉ信
号）をＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する際には、
ＳＤ信号の１画素に対してＨＤ信号の４画素を得る必要
があることから、この推定予測演算回路１２７では、Ｈ
Ｄ信号を構成する２×２の単位画素ブロック毎に、ＨＤ
画素データが生成される。

【００８４】すなわち、この推定予測演算回路１２７に
は、第１のタップ選択回路１２１より単位画素ブロック
内の４画素（注目画素）に対応した予測タップのデータ
ｘｉと、係数メモリ１３１よりその単位画素ブロックを
構成する４画素に対応した係数データＷｉとが供給さ
れ、単位画素ブロックを構成する４画素のデータｙ₁〜
ｙ₄は、それぞれ個別に、上述の（４）式の推定式で演
算される。

【００８５】また、画像信号処理部１１０は、推定予測
演算回路１２７より順次出力される単位画素ブロックを
構成する４画素のデータｙ₁〜ｙ₄を、線順次化して１０
５０ｉ信号のフォーマットで出力する後処理回路１２９
を有している。

【００８６】次に、画像信号処理部１１０の動作を説明
する。バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号
（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１２２
で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する
単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置
する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選
択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１２２
で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（Ｓ
Ｄ画素データ）は空間クラス検出回路１２４に供給され
る。この空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタ
ップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲ
Ｃ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現の
ためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コー
ドｑｉが得られる（（１）式参照）。

【００８７】また、バッファメモリ１０９に記憶されて
いるＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第３のタップ選択
回路１２３で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）
を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の
周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素デ
ータ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択
回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップの
データ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１２５
に供給される。この動きクラス検出回路１２５では、動
きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより
動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）
のクラス情報ＭＶが得られる。

【００８８】この動き情報ＭＶと上述した再量子化コー
ドｑｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラ
ス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化
コードｑｉとから、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信
号）を構成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロ
ック内の４画素（注目画素）が属するクラスを示すクラ
スコードＣＬが得られる（（３）式参照）。そして、こ
のクラスコードＣＬは、係数メモリ１３１に読み出しア
ドレス情報として供給される。

【００８９】係数メモリ１３１には、垂直ブランキング
期間毎に、係数データ生成部１３２で生成され、ユーザ
によって調整されたパラメータＱh，Ｑvの値に対応した
係数データＷｍが格納される。なお、係数データ生成部
１３２では、クラスコードＣＬで表される全てのクラス
の係数データＷｍが生成される。この場合、あるクラス
の係数データＷｍとして、さらに、奇数、偶数のそれぞ
れのフィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×
２の単位画素ブロック内の４画素に対応した係数データ
が生成される。このように各係数データＷｍを生成する
ために種係数データは、上述したように種係数メモリ１
３３に予め格納されている。

【００９０】この係数メモリ１３１に上述したようにク
ラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され
ることで、この係数メモリ１３１からクラスコードＣＬ
に対応した係数データＷｉが読み出されて推定予測演算
回路１２７に供給される。

【００９１】また、第１のタップ選択回路１２１では、
バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２
５ｉ信号）より、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信
号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画
素）の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素デ
ータ）が選択的に取り出される。この第１のタップ選択
回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ
（ＳＤ画素データ）ｘｉは推定予測演算回路１２７に供
給される。

【００９２】推定予測演算回路１２７では、予測タップ
のデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３１
より読み出される４画素分の係数データＷｉとから、作
成すべきＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画
素（注目画素）のデータｙ₁〜ｙ₄がそれぞれ個別に演算
される（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回
路１２７より順次出力される４画素のデータｙ₁〜ｙ
₄は、後処理回路１２９に供給される。この後処理回路
１２９は、推定予測演算回路１２７より順次出力される
４画素のデータｙ₁〜ｙ₄を線順次化し、１０５０ｉ信号
のフォーマットで出力する。つまり、この後処理回路１
２９からは、ＨＤ信号としての１０５０ｉ信号が出力さ
れる。

【００９３】上述したように、画像信号処理部１１０の
係数データ生成部１３２では、種係数メモリ１３３に格
納されている種係数データを用いて、パラメータＱh，
Ｑvの値に対応した係数データＷｍが生成され、これが
係数メモリ１３１に格納される。そして、この係数メモ
リ１３１より、クラスコードＣＬに対応して読み出され
る係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７でＨ
Ｄ画素データｙが演算される。したがって、ユーザは、
リモコン送信機２００の操作によって、パラメータＱ
ｈ，Ｑｖの値を変化させることで、ＨＤ信号によって得
られる画像の水平および垂直の解像度を、種係数メモリ
１３３に多くの種係数データを格納しておかなくても、
連続的に調整することができる。

【００９４】また、種係数メモリ１３３には空間シフト
フィルタを用いて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ
信号との間で学習してそれぞれ求められた係数データを
種係数データとして格納しており、係数データ生成部１
３２では、作成すべきＨＤ信号に係るＨＤ画素データを
得るための係数データＷｍを、複数の種係数データの線
形和で生成するものである。したがって、この係数デー
タＷｍは、固定のＳＤ信号と作成すべきＨＤ信号との間
で学習をして求められる係数データと同様のものとな
り、作成すべきＨＤ信号を精度よく創造できる。

【００９５】なお、図１に示すテレビ受信機１００にお
いては、係数データ生成部１３２に５種類の種係数デー
タＷ_L，Ｗ₀，Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ_Dを格納しておき、これらの
種係数データの線形和で係数データＷｍを求めるように
したものであるが、さらに多くの種係数データを使用し
て係数データＷｍを求めることもでき、係数データＷｍ
の精度を高めることができる。

【００９６】また、図１に示すテレビ受信機１００にお
いては、空間シフトフィルタで画素ずらしされて得られ
た複数のＨＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習されて
得られた係数データを種係数データとして種係数メモリ
１３３に格納して使用したものであるが、係数データの
線形性が成り立つ場合には、空間シフトフィルタで画素
ずらしされて得られた複数のＳＤ信号と固定のＨＤ信号
との間で学習されて得られた係数データ、あるいは複数
のＨＤ信号と複数のＳＤ信号の各組み合わせで学習され
て得られた係数データを、種係数メモリ１３３に格納し
て使用することもできる。

【００９７】また、上述実施の形態においては、ＨＤ信
号を生成する際の推定式として線形一次方程式を使用し
たものを挙げたが、これに限定されるものではなく、例
えば推定式として高次方程式を使用するものであっても
よい。

【００９８】また、上述実施の形態においては、ＳＤ信
号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（５２５ｐ信号または１
０５０ｉ信号）に変換する例を示したが、この発明はそ
れに限定されるものでなく、推定式を使用して第１の画
像信号を第２の画像信号に変換するその他の場合にも同
様に適用できることは勿論である。

【００９９】上述したように画像信号処理部１１０の種
係数メモリ１３３に格納される種係数データＷ_L，Ｗ₀，
Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ_Dは、図９に示す種係数データ生成装置１
５０によって生成される。以下、この種係数データ生成
装置１５０について説明する。

【０１００】この種係数データ生成装置１５０は、基準
ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）が入力される入力端子１５
１Ａと、この基準ＨＤ信号より教師信号としての複数の
ＨＤ信号（図５のＨＤ_L，ＨＤ₀，ＨＤ_R，ＨＤ_U，ＨＤ_D
参照）を得る空間シフトフィルタ１５２と、生徒信号と
しての固定のＳＤ信号（５２５ｉ信号）が入力される入
力端子１５１Ｂとを有している。

【０１０１】空間シフトフィルタ１５２には、基準ＨＤ
信号に対する水平、垂直の画素のずらし量を指定する制
御信号ｈ，ｖが供給される。なお、固定のＳＤ信号は、
例えば基準ＨＤ信号に対して間引き処理を施して得られ
たものである。

【０１０２】また、種係数データ生成装置１５０は、入
力端子１５１Ｂより出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信
号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素
の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取
り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１５３〜
１５５を有している。これら第１〜第３のタップ選択回
路１５３〜１５５は、上述した画像信号処理部１１０の
第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３と同様に構
成される。

【０１０３】また、種係数データ生成装置１５０は、第
２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間
クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布
パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて
空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間ク
ラス検出回路１５７を有している。この空間クラス検出
回路１５７は、上述した画像信号処理部１１０の空間ク
ラス検出回路１２４と同様に構成される。この空間クラ
ス検出回路１５７からは、空間クラスタップのデータと
しての各ＳＤ画素データ毎の再量子化コードｑｉが空間
クラスを示すクラス情報として出力される。

【０１０４】また、種係数データ生成装置１５０は、第
３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動き
クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動
きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス
情報ＭＶを出力する動きクラス検出回路１５８を有して
いる。この動きクラス検出回路１５８は、上述した画像
信号処理部１１０の動きクラス検出回路１２５と同様に
構成される。この動きクラス検出回路１５８では、第３
のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きク
ラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）からフレーム間
差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対
してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラ
スが検出される。

【０１０５】また、種係数データ生成装置１５０は、空
間クラス検出回路１５７より出力される空間クラスのク
ラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検
出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報Ｍ
Ｖに基づき、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画
素が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るための
クラス合成回路１５９を有している。このクラス合成回
路１５９も、上述した画像信号処理部１１０のクラス合
成回路１２６と同様に構成される。

【０１０６】また、種係数データ生成装置１５０は、空
間シフトフィルタ１５２の出力ＨＤ信号から得られる注
目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各Ｈ
Ｄ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回
路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ
（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれ
ぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラ
スコードＣＬとから、クラス毎に、ｎ個の係数データＷ
ｉを得るための正規方程式（（１１）式参照）を生成す
る正規方程式生成部１６０を有している。

【０１０７】この場合、１個のＨＤ画素データｙとそれ
に対応するｎ個の予測タップ画素データとの組み合わせ
で上述した学習データが生成され、従って正規方程式生
成部１６０では多くの学習データが登録された正規方程
式が生成される。なお、図示せずも、第１のタップ選択
回路１５３の前段に時間合わせ用の遅延回路を配置する
ことで、この第１のタップ選択回路１５３から正規方程
式生成部１６０に供給されるＳＤ画素データｘｉのタイ
ミング合わせが行われる。

【０１０８】また、種係数データ生成装置１５０は、正
規方程式生成部１６０でクラス毎に生成された正規方程
式のデータが供給され、クラス毎に生成された正規方程
式を解いて、各クラスの係数データＷｉを求める係数デ
ータ決定部１６１と、この求められた係数データＷｉを
種係数データとして記憶する係数メモリ１６２とを有し
ている。係数データ決定部１６１では、正規方程式が例
えば掃き出し法などによって解かれて、係数データＷｉ
が求められる。

【０１０９】図９に示す種係数データ生成装置１５０の
動作を説明する。入力端子１５１Ａには基準ＨＤ信号
（１０５０ｉ信号）が供給され、そしてこの基準ＨＤ信
号に対して空間シフトフィルタ１５２で画素ずらしの処
理が行われて、教師信号としてのＨＤ信号が生成され
る。この場合、空間シフトフィルタ１５２には、基準Ｈ
Ｄ信号に対する水平、垂直の画素のずらし量を指定する
制御信号ｈ，ｖが供給され、水平や垂直の画素ずらし量
が段階的に変化した複数のＨＤ信号が順次生成されてい
く。

【０１１０】また、入力端子１５１Ｂには固定のＳＤ信
号（５２５ｉ信号）が供給され、このＳＤ信号より、第
２のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（１０５０ｉ信
号）に係る注目画素の周辺に位置する空間クラスタップ
のデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。
この第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出され
る空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間
クラス検出回路１５７に供給される。この空間クラス検
出回路１５７では、空間クラスタップのデータとしての
各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間
クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）の
クラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる
（（１）式参照）。

【０１１１】また、入力端子１５１Ｂに入力されたＳＤ
信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ信号に
係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップのデー
タ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第
３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動き
クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス
検出回路１５８に供給される。この動きクラス検出回路
１５８では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ
画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すため
のクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。

【０１１２】この動き情報ＭＶと上述した再量子化コー
ドｑｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラ
ス合成回路１５９では、これら動き情報ＭＶと再量子化
コードｑｉとから、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る
注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得ら
れる（（３）式参照）。

【０１１３】また、入力端子１５１Ｂに入力されたＳＤ
信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ信号に
係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデータ（Ｓ
Ｄ画素データ）が選択的に取り出される。そして、空間
シフトフィルタ１５２より出力されるＨＤ信号より得ら
れる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、こ
の各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ
選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデ
ータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙに
それぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力される
クラスコードＣＬとから、正規方程式生成部１６０で
は、クラス毎に、ｎ個の係数データＷｉを生成するため
の正規方程式が生成される。

【０１１４】そして、係数データ決定部１６１でその正
規方程式が解かれ、各クラスの係数データＷｉが求めら
れ、その係数データＷｉはクラス別にアドレス分割され
た係数メモリ１６２に種係数データとして記憶される。

【０１１５】このように、図９に示す種係数データ生成
装置１５０においては、図１の画像信号処理部１１０の
種係数メモリ１３３に種係数データとして格納される各
クラスの係数データＷｉを生成できる。この場合、空間
シフトフィルタ１５２より出力されるＨＤ信号の画素ず
らし量を制御信号ｈ，ｖによって順次変化させること
で、複数種類の種係数データ（図５のＷ_L，Ｗ₀，Ｗ_R，
Ｗ_U，Ｗ_D参照）を得ることができる。

【０１１６】次に、この発明の第２の実施の形態につい
て説明する。図１０は、第２の実施の形態としてのテレ
ビ受信機１００Ａの構成を示している。このテレビ受信
機１００Ａは、放送信号より５２５ｉ信号を得、この５
２５ｉ信号をそれによる画像の一部を任意の倍率で拡大
表示するための新たな５２５ｉ信号に変換し、その５２
５ｉ信号による画像を表示するものである。この図１０
において、図１と対応する部分には同一符号を付し、そ
の詳細説明は省略する。

【０１１７】テレビ受信機１００Ａは、マイクロコンピ
ュータを備え、システム全体の動作を制御するためのシ
ステムコントローラ１０１と、リモートコントロール信
号を受信するリモコン信号受信回路１０２とを有してい
る。リモコン信号受信回路１０２は、システムコントロ
ーラ１０１に接続され、リモコン送信機２００よりユー
ザの操作に応じて出力されるリモートコントロール信号
ＲＭを受信し、その信号ＲＭに対応する操作信号をシス
テムコントローラ１０１に供給するように構成されてい
る。

【０１１８】また、テレビ受信機１００Ａは、受信アン
テナ１０５と、この受信アンテナ１０５で捕らえられた
放送信号（ＲＦ変調信号）が供給され、選局処理、中間
周波増幅処理、検波処理等を行って５２５ｉ信号を得る
チューナ１０６と、このチューナ１０６より出力される
５２５ｉ信号を一時的に保存するためのバッファメモリ
１０９とを有している。

【０１１９】また、テレビ受信機１００Ａは、バッファ
メモリ１０９に一時的に保存される５２５ｉ信号を入力
画像信号Ｖinとし、その５２５ｉ信号をそれによる画像
の一部を任意の倍率で拡大表示するための新たな５２５
ｉ信号に変換して出力する画像信号処理部１１０Ａと、
この画像信号処理部１１０Ａの出力画像信号Ｖoutによ
る画像を表示するディスプレイ部１１１とを有してい
る。

【０１２０】図１に示すテレビ受信機１００Ａの動作を
説明する。チューナ１０６より出力される５２５ｉ信号
は、バッファメモリ１０９に供給されて一時的に保存さ
れる。そして、このバッファメモリ１０９に一時的に記
憶された５２５ｉ信号は入力画像信号Ｖinとして画像信
号処理部１１０Ａに入力される。

【０１２１】この画像信号処理部１１０Ａでは、入力画
像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号が、それによる画像の
一部を任意の倍率で拡大表示するための新たな５２５ｉ
信号に変換される。この画像信号処理部１１０Ａより出
力される出力画像信号Ｖoutはディスプレイ部１１１に
供給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはその
出力画像信号Ｖoutによる画像が表示される。

【０１２２】また、上述せずも、ユーザは、リモコン送
信機２００の操作によって、表示画像の倍率を指定する
パラメータＴの値を変化させて、画サイズを調整でき
る。この画サイズの調整状態では、ディスプレイ部１１
１の画面上に、パラメータＴの値の表示が、数値または
棒グラフ等をもって行われる。ユーザは、この表示を参
照して、パラメータＴの値を変更できる。

【０１２３】このように画面上にパラメータＴの値を表
示する際、システムコントローラ１０１は表示データを
ＯＳＤ回路１１２に供給する。ＯＳＤ回路１１２は、そ
の表示データに基づいて表示信号ＳＣＨを発生し、この
表示信号ＳＣＨを合成器１１３を介してディスプレイ部
１１１に供給することとなる。

【０１２４】次に、画像信号処理部１１０Ａの詳細を説
明する。この画像信号処理部１１０Ａは、係数メモリ１
３１に格納される係数データＷｍを生成する係数データ
生成部１３２Ａを有している。この係数データ生成部１
３２Ａは、種係数メモリ１３３と、位相計算回路１３６
と、位相シフトフィルタ発生器１３７と、係数合成回路
１３５とから構成されている。この係数データ生成部１
３２Ａにおける、係数データＷｍの生成処理は、例えば
１フィールド毎に、垂直ブランキング期間に行われる。

【０１２５】種係数メモリ１３３には、図１の係数デー
タ生成部１３２における種係数メモリ１３３と同様の５
種類の種係数データＷ_L，Ｗ₀，Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ_Dと、さら
に種係数データＷ_LU，Ｗ_RU，Ｗ_LD，Ｗ_RDが予め格納され
ている。種係数データＷ_LUは、基準ＨＤ信号に対して左
および上にそれぞれ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号と
の間で学習をして得たものである。種係数データＷ
_RUは、基準ＨＤ信号に対して右および上にそれぞれ１画
素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をして得たも
のである。種係数データＷ_LDは、基準ＨＤ信号に対して
左および下にそれぞれ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号
との間で学習をして得たものである。さらに、種係数デ
ータＷ_RDは、基準ＨＤ信号に対して右および下にそれぞ
れ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をして
得たものである。

【０１２６】ここで、入力画像信号Ｖinと出力画像信号
Ｖoutの画素数の対応関係について説明する。この対応
関係は、表示画像の倍率によって変化する。例えば、表
示画像の倍率が１．０倍、１．５倍、２．０倍であると
きは、入力画像信号Ｖinの２×２の画素ブロックに対し
て、それぞれ出力画像信号Ｖoutの２×２の単位画素ブ
ロック、３×３の単位画素ブロック、４×４の単位画素
ブロックが対応したものとなる。

【０１２７】このように、表示画像の倍率が１．０倍、
１．５倍、２．０倍となるとき、入力画像信号Ｖinの２
×２の画素ブロックに対応する出力画像信号Ｖoutの単
位画素ブロックの画素数が変化し、出力画像信号Ｖout
の単位画素ブロックに含まれる各画素の入力画像信号Ｖ
inの画素に対する位相も変化する。

【０１２８】上述していないが、本実施の形態において
は、表示画像の倍率を、１．０倍、１．５倍、２．０倍
に変化させることができるものである（図１４参照）。
位相計算回路１３６では、表示画像の倍率を指定するパ
ラメータＴの値に対応して、出力画像信号Ｖoutの単位
画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔ_x，ｔ_yが算
出される。この位相計算回路１３６は、例えばＲＯＭテ
ーブルで構成される。

【０１２９】上述したように、種係数メモリ１３３に
は、９種類の種係数データＷ_L，Ｗ₀，Ｗ_R，Ｗ_U，Ｗ_D，
Ｗ_LU，Ｗ_RU，Ｗ_LD，Ｗ_RDが予め格納されている。なお、
上述したように、各種係数データは、ＳＤ画素データの
１画素に対応する２×２の単位画素ブロック内の４画素
に対応した係数データからなっている。したがって、上
述していないが、種係数メモリ１３３には、図１１に示
すように、入力画像信号Ｖin（５２５ｉ信号）の２×２
の画素ブロックに対応した、４×４＝１６個のＨＤ画素
データｙ_-1,1〜ｙ_2,-2を得るための係数データＷ_-1,1〜
Ｗ_2,-2を備えている。

【０１３０】上述した各画素の位相情報ｔ_x，ｔ_yは、そ
れぞれＨＤ画素ｙ_0,0を基準とする水平方向、垂直方向
の位置である。例えば、表示倍率が１．５倍であるとき
は、図１２に示すように、入力画像信号Ｖin（５２５ｉ
信号）の２×２の画素ブロックに対応して、３×３＝９
個の画素データｄ₁〜ｄ₉（「×」印で図示）を作成する
必要がある。画素データｄ₅の位相情報ｔ_x，ｔ_yは、図
示のようにｔ_x5，ｔ_y5となる。

【０１３１】また、係数合成回路１３５は、種係数メモ
リ１３３に格納されている１６種類の種係数データＷ
_-1,1〜Ｗ_2,-2を使用し、（１９）式により、係数データ
Ｗｍを算出する。すなわち、係数データＷｍは、種係数
データＷ_-1,1〜Ｗ_2,-2の線形和で求められる。このよう
に係数合成回路１３５で求められる係数データは、係数
メモリ１３１に供給されて格納される。

【０１３２】 Ｗｍ＝ａ_-1,1・Ｗ_-1,1 ＋ａ_0,1・Ｗ_0,1 ＋ａ_1,1・Ｗ_1,1 ＋ａ_2,1・Ｗ_2,1 ＋ａ_-1,0・Ｗ_-1,0 ＋ａ_0,0・Ｗ_0,0 ＋ａ_1,0・Ｗ_1,0 ＋ａ_2,0・Ｗ_2,0 ＋ａ_{-1, ー 1}・Ｗ_{-1, ー 1} ＋ａ_{0, ー 1}・Ｗ_{0, ー 1} ＋ａ_{1, ー 1}・Ｗ_{1, ー 1} ＋ａ_{2, ー 1}・Ｗ_{2, ー 1} ＋ａ_{-1, ー 2}・Ｗ_{-1, ー 2} ＋ａ_{0, ー 2}・Ｗ_{0, ー 2} ＋ａ_{1, ー 2}・Ｗ_{1, ー 2} ＋ａ_{2, ー 2}・Ｗ_{2, ー 2} ・・・（１９）

【０１３３】このように位相計算回路１３６で算出され
る出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各
画素の位相情報ｔ_x，ｔ_yは、位相シフトフィルタ発生器
１３７に供給される。この位相シフトフィルタ発生器１
３７では、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含
まれる各画素の位相情報ｔ_x，ｔ_yに対応して、上述した
（１９）式における係数ａ_-1,1〜ａ_2,-2を発生する。

【０１３４】この位相シフトフィルタ発生器１３７で
は、例えば（２０）式で表される二次元の位相シフトフ
ィルタを使用して、係数ａ_-1,1〜ａ_2,-2が決定される。

【０１３５】

【数１０】

【０１３６】この場合、ある画素に対応した係数ａ_-1,1
〜ａ_2,-2を決定する際には、その画素の位相情報ｔ_x，
ｔ_yを（２０）式に代入する。そして、（ｘ，ｙ）＝
（−，１）〜（２，−２）の１６の位置を中心とする単
位領域（１×１）のレスポンス値の積分値に比例して、
係数ａ_-1,1〜ａ_2,-2が決定される。この場合、係数ａ
_-1,1〜ａ_2,-2の総和が１となるようにされる。

【０１３７】ここで、（２１）式で表される一次元の位
相シフトフィルタを使用して、係数の決定例を簡単に説
明する。

【０１３８】

【数１１】

【０１３９】この場合、位相情報ｔ＝ｔ₁（ｔ₁＜０）で
あるとき、フィルタ特性は図１３Ａに示すようになり、
中心画素位置０、左に１画素ずれた位置ｄｘ_-1、右に１
画素ずれた位置ｄｘ₁における係数ａ_-1，ａ₀，ａ₁はそ
れぞれ０．２，０．９，−０．１のように決定される。
またこの場合、位相情報ｔ＝ｔ₂（ｔ₂＞０）であると
き、フィルタ特性は図１３Ｂに示すようになり、中心画
素位置０、左に１画素ずれた位置ｄｘ_-1、右に１画素ず
れた位置ｄｘ₁における係数ａ_-1，ａ₀，ａ₁はそれぞれ
−０．１，０．８，０．３のように決定される。

【０１４０】このように、位相シフトフィルタ発生器１
３７で発生される、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロ
ックに含まれる各画素の係数ａ_-1,1〜ａ_2,-2は、上述し
た係数合成回路１３５に供給される。これにより、係数
合成回路１３５では、（１９）式により、パラメータＴ
で示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖou
tの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得る
ための係数データＷｍが求められる。この場合、種係数
メモリ１３３には、種係数データＷ_-1,1〜Ｗ_{2, -2}がクラ
ス毎に格納されているので、係数合成回路１３５では、
クラス毎に、係数データＷｍが算出される。

【０１４１】係数データ生成部１３２Ａでは、上述の係
数データＷｍが各垂直ブランキング期間毎に形成され、
係数メモリ１３１に格納される。図１０の画像信号処理
部１１０Ａのその他は、図１の画像信号処理部１１０と
同様に構成される。

【０１４２】次に、画像信号処理部１１０Ａの動作を説
明する。バッファメモリ１０９に記憶されている入力画
像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号より、第２のタップ選
択回路１２２で、作成すべき出力画像信号Ｖoutを構成
する単位画素ブロック内の各画素（注目画素）の周辺に
位置する空間クラスタップのデータ（画素データ）が選
択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１２２
で選択的に取り出される空間クラスタップのデータは空
間クラス検出回路１２４に供給される。この空間クラス
検出回路１２４では、空間クラスタップのデータとして
の各画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間ク
ラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のク
ラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる
（（１）式参照）。

【０１４３】また、バッファメモリ１０９に記憶されて
いる入力画像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号より、第３
のタップ選択回路１２３で、作成すべき出力画像信号Ｖ
outを構成する単位画素ブロック内の各画素（注目画
素）の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（画素
データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選
択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップ
のデータは動きクラス検出回路１２５に供給される。こ
の動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップの
データとしての各画素データより動きクラス（主に動き
の程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得
られる。

【０１４４】この動き情報ＭＶと上述した再量子化コー
ドｑｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラ
ス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化
コードｑｉとから、作成すべき出力画像信号Ｖoutを構
成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロック内の
各画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコード
ＣＬが順次得られる（（３）式参照）。そして、このク
ラスコードＣＬは、係数メモリ１３１に読み出しアドレ
ス情報として供給される。

【０１４５】係数メモリ１３１には、垂直ブランキング
期間毎に、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対
応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれ
る各画素のデータを得るための各クラスの係数データＷ
ｍが、係数データ生成部１３２Ａで生成されて格納され
る。

【０１４６】係数メモリ１３１に上述したようにクラス
コードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されるこ
とで、この係数メモリ１３１からクラスコードＣＬに対
応した、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含ま
れる各画素の係数データＷｉが読み出されて推定予測演
算回路１２７に供給される。

【０１４７】また、バッファメモリ１０９に記憶されて
いる入力画像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号より、第１
のタップ選択回路１２１で、作成すべき出力画像信号Ｖ
outを構成する単位画素ブロック内の各画素（注目画
素）の周辺に位置する予測タップのデータ（画素デー
タ）が選択的に取り出される。この第１のタップ選択回
路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータｘ
ｉは推定予測演算回路１２７に供給される。

【０１４８】推定予測演算回路１２７では、予測タップ
のデータｘｉと、係数メモリ１３１より読み出される係
数データＷｉとから、出力画像信号Ｖoutを構成する単
位画素ブロック内の各画素のデータｙ₁〜ｙ_P（ｐは単位
画像ブロック内の画素数）がそれぞれ個別に演算される
（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回路１２
７より順次出力される出力画像信号Ｖoutを構成する単
位画素ブロック内の各画素のデータｙ₁〜ｙ_Pは後処理回
路１２９に供給される。この後処理回路１２９では、デ
ータｙ₁〜ｙ_Pが５２５ｉ信号のフォーマットで出力さ
れ、出力画像信号Ｖoutとして５２５ｉ信号が出力され
る。

【０１４９】上述したように、画像信号処理部１１０Ａ
の係数データ生成部１３２Ａでは、種係数メモリ１３３
に格納されている種係数データを用いて、パラメータＴ
で示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖou
tの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得る
ための各クラスの係数データＷｍが生成され、これが係
数メモリ１３１に格納される。そして、この係数メモリ
１３１より、クラスコードＣＬに対応して読み出される
係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７で、出
力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画
素のデータｙ₁〜ｙ_Pが演算される。したがって、ユーザ
は、リモコン送信機２００の操作によって、パラメータ
Ｔの値を変化させることで、表示画像の倍率を、種係数
メモリ１３３に多くの種係数データを格納しておかなく
ても、図１４に示すように、１．０倍、１．５倍または
２．０倍に変更することができる。

【０１５０】また、種係数メモリ１３３には空間シフト
フィルタを用いて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ
信号との間で学習してそれぞれ求められた係数データを
種係数データとして格納しており、係数データ生成部１
３２Ａでは、パラメータＴで示される表示画像の倍率に
対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含ま
れる各画素のデータを得るための係数データＷｍを複数
の種係数データの線形和で生成するものである。したが
って、この係数データＷｍは、固定のＳＤ信号と出力画
像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位
相と対応するように画素をずらしたＨＤ信号との間で学
習をして求められる係数データと同様のものとなり、出
力画像信号Ｖoutを精度よく創造できる。

【０１５１】なお、図１０に示すテレビ受信機１００Ａ
においては、説明を簡単にするために、表示画像の倍率
を１．０倍、１．５倍または２．０倍に変更できるもの
を示したが、同様の構成によって、表示画像の倍率をさ
らに細かく変更可能なテレビ受信機を得ることができる
ことは勿論である。

【０１５２】また、図１０に示すテレビ受信機１００Ａ
においては、ユーザが表示画像の倍率を示すパラメータ
Ｔを変更し得るものを示したが、水平方向や垂直方向の
画素数の変化をユーザが指定できるようにすることも考
えられる。その場合にも、表示画像の倍率を指定する場
合と同様に、その指定に対応して、入力画像信号の所定
の画素ブロックに対応する出力画像信号の単位画素ブロ
ックが求められ、係数データ生成部１３２Ａではその単
位画素ブロック内に含まれる各画素のデータを得るため
の係数データＷｍが求められることとなる。

【０１５３】また、図１０に示すテレビ受信機１００Ａ
においては、係数データ生成部１３２Ａを構成する種係
数メモリ１３２Ａに、空間シフトフィルタで画素ずらし
されて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ信号との間
で学習された係数データを種係数データとして格納して
使用したものであるが、空間シフトフィルタで画素ずら
しされて得られた複数のＳＤ信号と固定のＳＤ信号との
間で学習された係数データを種係数メモリ１３３に格納
して使用することもできる。その場合、位相計算回路１
３６で算出される出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロッ
クに含まれる各画素の位相情報ｔ_x，ｔ_yは、位置（０，
０）にあるＳＤ画素を基準とする水平方向、垂直方向の
位置で表されることとなる。

【０１５４】次に、この発明の第３の実施の形態につい
て説明する。図１５は、第３の実施の形態としての音声
信号処理回路２５０の構成を示している。この音声信号
処理回路２５０は、音声信号のサンプリング周波数を変
換して出力するものである。

【０１５５】この音声信号処理回路２５０は、サンプリ
ング周波数ｆ１である入力音声信号Ａinを入力する入力
端子２５１と、この入力音声信号Ａinを一時的に格納す
るバッファメモリ２５２と、このバッファメモリ２５２
に記憶されている入力音声信号Ａinより、出力音声信号
Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注
目データ）の周辺に位置する複数のデータを選択的に取
り出して出力する第１のタップ選択回路２５３および第
２のタップ選択回路２５４を有している。第１のタップ
選択回路２５３は、予測に使用するデータを選択的に取
り出すものである。第２のタップ選択回路２５４は、ク
ラス分類に使用するデータを選択的に取り出すものであ
る。

【０１５６】また、音声信号処理回路２５０は、第２の
タップ選択回路２５４で選択的に取り出されるデータか
らレベル分布パターンを特徴量として検出し、このレベ
ル分布パターンに基づいてクラスコードＣＬを発生する
クラス検出回路２５５を有している。

【０１５７】このクラス検出回路２５５では、例えば、
まず８ビットの各データを２ビットに圧縮するような演
算が行われる。ここでは、ＡＤＲＣによってデータ圧縮
が行われる、この場合、各データの最大値をＭＡＸ、最
小値をＭＩＮ、ダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−
ＭＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、各デー
タｋｉに対して、（２２）式の演算により、圧縮データ
としての再量子化コードｑｉが得られる。ただし、（２
２）式において、[ ]は切り捨て処理を意味している。
第２のタップ選択回路２５４で選択されたデータの個数
がＮａであるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。 ｑｉ＝［（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２^P／ＤＲ］ ・・・（２２）

【０１５８】クラス検出回路２５５では、次に、上述し
たように得られる再量子化コードｑｉに基づき、（２
３）式によって、作成すべき出力音声信号Ａoutを構成
する単位データブロック内の各データ（注目データ）が
属するクラスを示すクラスコードＣＬが演算される。

【０１５９】

【数１２】

【０１６０】また、音声信号処理回路２５０は、係数メ
モリ２６０を有している。この係数メモ２６０は、後述
する推定予測演算回路２５６で使用される推定式の係数
データを格納するものである。この係数データは、入力
音声信号Ａinを出力音声信号Ａoutに変換するための情
報である。係数メモリ２６０には、上述したクラス検出
回路２５５より出力されるクラスコードＣＬが読み出し
アドレス情報として供給される。この係数メモリ２６０
からはクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉが読
み出され、推定予測演算回路２５６に供給されることと
なる。

【０１６１】また、音声信号処理回路２５０は、上述し
た係数メモリ２６０に格納される係数データＷｍを生成
する係数データ生成部２６１を有している。この係数デ
ータ生成部２６１は、図１０の画像信号処理部１１０Ａ
における係数データ生成部１３２Ａと同様に、種係数メ
モリ２６２と、位相計算回路２６４と、位相シフトフィ
ルタ発生器２６５と、係数合成回路２６３とから構成さ
れている。この係数データ生成部２６１における、係数
データＷｍの生成処理は、例えば出力音声信号Ａoutの
サンプリング周波数を指定するパラメータＳＦの値が変
更されたときに行われる。

【０１６２】種係数メモリ２６２には、例えば入力音声
信号Ａinに対応した生徒信号と、この生徒信号に対して
データ位置が同じあるいは前後に所定個数分ずらされた
複数の教師信号との間でそれぞれ学習して得られた複数
の係数データが種係数データとして予め格納されてい
る。

【０１６３】また、係数合成回路１３５は、種係数メモ
リ２６２に格納されている複数の種係数データ、例えば
Ｗ_-2，Ｗ_-1，Ｗ₀，Ｗ₁，Ｗ₂を使用し、（２４）式によ
り、係数データＷｍを算出する。すなわち、係数データ
Ｗｍは、種係数データＷ_-2，Ｗ_-1，Ｗ₀，Ｗ₁，Ｗ₂の線
形和で求められる。ここで、種係数データＷ_-2，Ｗ_-1，
Ｗ₀，Ｗ₁，Ｗ₂は、それぞれ入力音声信号Ａinの各デー
タに対して、２データ前、１データ前、基準データ、１
データ後、２データ後のデータを得るための係数データ
である。 Ｗｍ＝ａ_{ー 2}・Ｗ_{ー 2}＋ａ_-1・Ｗ_-1 ＋ａ₀・Ｗ₀ ＋ａ₁・Ｗ₁ ＋ａ₂・Ｗ₂ ・・・（２４）

【０１６４】位相計算回路２６４では、出力音声信号Ａ
outのサンプリング周波数を指定するパラメータＳＦの
値に対応して、出力音声信号Ａoutの単位データブロッ
クに含まれる各データの位相情報ｔ_xが算出される。例
えば、出力音声信号Ａoutのサンプリング周波数ｆ２
が、入力音声信号Ａinのサンプリング周波数ｆ１の１．
０倍、１．５倍、２．０倍であるときは、入力音声信号
Ａinの２データブロックに対して、それぞれ出力音声信
号Ａoutの２データブロック、３データブロック、４デ
ータブロックが対応したものとなる。各データの位相情
報ｔ_xは、それぞれ入力音声信号Ａinの上述した基準デ
ータに対する時間方向のずれ情報である。

【０１６５】このように位相計算回路２６４で算出され
る出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる
各データの位相情報ｔ_xは、位相シフトフィルタ発生器
２６５に供給される。この位相シフトフィルタ発生器２
６５では、出力音声信号Ａinの単位データブロックに含
まれる各データの位相情報ｔ_xに対応して、上述した
（２４）式における係数ａ_-2〜ａ₂を発生する。この位
相シフトフィルタ発生器２６５では、例えば上述した
（２１）式で表される一次元の位相シフトフィルタを使
用して、係数ａ_-2〜ａ₂が決定される。係数の決定方法
は、図１０の係数データ生成部１３２Ａの部分で説明し
たと同様である。

【０１６６】このように、位相シフトフィルタ発生器２
６５で発生される、出力音声信号Ａinの単位データブロ
ックに含まれる各データの係数ａ_-2〜ａ₂は、上述した
係数合成回路２６３に供給される。これにより、係数合
成回路２６３では、（２４）式により、出力音声信号Ａ
outの単位データブロック内の各データを得るための係
数データＷｍが求められる。この場合、種係数メモリ２
６２には、種係数データＷ_-2〜Ｗ₂がクラス毎に格納さ
れているので、係数合成回路２６５では、クラス毎に、
係数データＷｍが算出される。

【０１６７】また、音声信号処理回路２５０は、第１の
タップ選択回路２５３で選択的に取り出されるデータｘ
ｉと、係数メモリ２６０より読み出される係数データＷ
ｉとから、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブ
ロック内の各データを演算する推定予測演算回路２５６
を有している。この推定予測演算回路２５６では、出力
音声信号Ａoutを構成するデータが単位データブロック
毎に生成される。すなわち、この推定予測演算回路２５
６には、第１のタップ選択回路２５３より単位画素ブロ
ック内の各データ（注目データ）に対応したデータｘｉ
と、係数メモリ２６０よりその単位データブロックを構
成する各データに対応した係数データＷｉとが供給さ
れ、単位データブロックを構成する各データｙ₁〜ｙ
_Pは、それぞれ個別に、上述の（４）式の推定式で演算
される。

【０１６８】また、音声信号処理回路２５０は、推定予
測演算回路２５６より順次出力される単位データブロッ
ク内のデータｙ₁〜ｙ_Pを、パラメータＳＦで指定される
サンプリング周波数ｆ２で出力する後処理回路２５７
と、この後処理回路２５７より出力される出力音声信号
Ａoutを出力する出力端子２５８とを有している。

【０１６９】次に、音声処理回路２５０の動作を説明す
る。バッファメモリ２５２に記憶されている入力音声信
号Ａinより、第２のタップ選択回路２５４で、作成すべ
き出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内
の各データ（注目データ）の周辺に位置するデータが選
択的に取り出される。この第２のタップ選択回路２５４
で選択的に取り出されるクラス検出回路２５５に供給さ
れる。このクラス検出回路２５５では、第２のタップ選
択回路２５４で取り出される各データに対してＡＤＲＣ
処理が施されてレベル分布パターンを示す再量子化コー
ドｑｉが得られる。さらに、このクラス検出回路２５５
では、再量子化コードｑｉに基づき、作成すべき出力音
声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各デー
タ（注目データ）が属するクラスを示すクラスコードＣ
Ｌが演算される。このクラスコードＣＬは、係数メモリ
２６０に読み出しアドレス情報として供給される。

【０１７０】係数メモリ２６０には、パラメータＳＦで
指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号
Ａoutの単位データブロックに含まれる各データを得る
ための各クラスの係数データＷｍが、係数データ生成部
２６１で生成されて格納される。この係数データＷｍの
生成は、例えばパラメータＳＦの変更がある毎に行われ
る。

【０１７１】係数メモリ２６０に上述したようにクラス
コードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されるこ
とで、この係数メモリ２６０からクラスコードＣＬに対
応した、出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含
まれる各データに係る係数データＷｉが読み出されて推
定予測演算回路２５６に供給される。

【０１７２】また、バッファメモリ２５２に記憶されて
いる入力音声信号Ａinより、第１のタップ選択回路２５
３で、作成すべき出力音声信号Ａoutを構成する単位デ
ータブロック内の各データ（注目データ）の周辺に位置
するデータが選択的に取り出される。この第１のタップ
選択回路２５３で選択的に取り出されるデータｘｉは推
定予測演算回路２５６に供給される。

【０１７３】推定予測演算回路２５６では、データｘｉ
と、係数メモリ２６０より読み出される係数データＷｉ
とから、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロ
ック内の各データｙ₁〜ｙ_P（ｐは単位データブロック内
のデータ数）がそれぞれ個別に演算される。そして、こ
の推定予測演算回路２５６より順次出力される出力音声
信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ
ｙ₁〜ｙ_Pは後処理回路２５７に供給される。この後処理
回路２５７では、データｙ₁〜ｙ_PがパラメータＳＦで指
定されるサンプリング周波数ｆ２で出力され、出力端子
２５８にはサンプリング周波数ｆ２の出力音声信号Ａou
tが出力される。

【０１７４】上述したように、係数データ生成部２６１
では、種係数メモリ２６２に格納されている種係数デー
タを用いて、パラメータＳＦで指定されたサンプリング
周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロ
ックに含まれる各データを得るための各クラスの係数デ
ータＷｍが生成され、これが係数メモリ２６０に格納さ
れる。そして、この係数メモリ２６０より、クラスコー
ドＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて
推定予測演算回路２５６で、出力音声信号Ａoutを構成
する単位データブロック内の各データｙ₁〜ｙ_Pが演算さ
れる。したがって、ユーザは、パラメータＳＦの値を変
化させることで、出力音声信号Ａoutのサンプリング周
波数ｆ２を、種係数メモリ２６２に多くの種係数データ
を格納しておかなくても、任意に変更することができ
る。

【０１７５】また、種係数メモリ２６２には入力音声信
号Ａinに対応した生徒信号と、この生徒信号を前後に所
定データ分ずらした複数の教師信号との間で学習してそ
れぞれ求められた係数データを種係数データとして格納
しており、係数データ生成部２６１では、パラメータＳ
Ｆで指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声
信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データを
得るための各クラスの係数データＷｍを複数の種係数デ
ータの線形和で生成するものである。したがって、この
係数データＷｍは、生徒信号とこの生徒信号を出力音声
信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データの
位相と対応するようにずらした教師信号との間で学習を
して求められる係数データと同様のものとなり、出力音
声信号Ａoutを精度よく創造できる。

【０１７６】なお、上述した図１の画像信号処理部１１
０における処理を、例えば図１６に示すような画像信号
処理装置３００によって、ソフトウェアで実現すること
も可能である。

【０１７７】まず、図１６に示す画像信号処理装置３０
０について説明する。この画像信号処理装置３００は、
装置全体の動作を制御するＣＰＵ３０１と、このＣＰＵ
３０１の動作プログラムや種係数データ等が格納された
ＲＯＭ（read only memory）３０２と、ＣＰＵ３０１の
作業領域を構成するＲＡＭ（random access memory）３
０３とを有している。これらＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０
２およびＲＡＭ３０３は、それぞれバス３０４に接続さ
れている。

【０１７８】また、画像信号処理装置３００は、外部記
憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０
５と、フロッピー（登録商標）ディスク３０６をドライ
ブするフロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）３０７と
を有している。これらドライブ３０５，３０７は、それ
ぞれバス３０４に接続されている。

【０１７９】また、画像信号処理装置３００は、インタ
ーネット等の通信網４００に有線または無線で接続する
通信部３０８を有している。この通信部３０８は、イン
タフェース３０９を介してバス３０４に接続されてい
る。

【０１８０】また、画像信号処理装置３００は、ユーザ
インタフェース部を備えている。このユーザインタフェ
ース部は、リモコン送信機２００からのリモコン信号Ｒ
Ｍを受信するリモコン信号受信回路３１０と、ＬＣＤ
（liquid crystal display）等からなるディスプレイ３
１１とを有している。受信回路３１０はインタフェース
３１２を介してバス３０４に接続され、同様にディスプ
レイ３１１はインタフェース３１３を介してバス３０４
に接続されている。

【０１８１】また、画像信号処理装置３００は、ＳＤ信
号を入力するための入力端子３１４と、ＨＤ信号を出力
するための出力端子３１５とを有している。入力端子３
１４はインタフェース３１６を介してバス３０４に接続
され、同様に出力端子３１５はインタフェース３１７を
介してバス３０４に接続される。

【０１８２】ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処
理プログラムや種係数データ等を予め格納しておく代わ
りに、例えばインターネットなどの通信網４００より通
信部３０８を介してダウンロードし、ハードディスクや
ＲＡＭ３０３に蓄積して使用することもできる。また、
これら処理プログラムや種係数データ等をフロッピーデ
ィスク３０６で提供するようにしてもよい。

【０１８３】また、処理すべきＳＤ信号を入力端子３１
４より入力する代わりに、予めハードディスクに記録し
ておき、あるいはインターネットなどの通信網４００よ
り通信部３０８を介してダウンロードしてもよい。ま
た、処理後のＨＤ信号を出力端子３１５に出力する代わ
り、あるいはそれと並行してディスプレイ３１１に供給
して画像表示をしたり、さらにはハードディスクに格納
したり、通信部３０８を介してインターネットなどの通
信網４００に送出するようにしてもよい。

【０１８４】図１７のフローチャートを参照して、図１
６に示す画像信号処理装置３００における、ＳＤ信号よ
りＨＤ信号を得るため処理手順を説明する。まず、ステ
ップＳＴ１で、処理を開始し、ステップＳＴ２で、ＳＤ
画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力
する。このＳＤ画素データが入力端子３１４より入力さ
れる場合には、このＳＤ画素データをＲＡＭ３０３に一
時的に格納する。また、このＳＤ画素データがハードデ
ィスクに記録されている場合には、ハードディスクドラ
イブ３０７でこのＳＤ画素データを読み出し、ＲＡＭ３
０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ３で、
入力ＳＤ画素データの全フレームまたは全フィールドの
処理が終わっているか否かを判定する。処理が終わって
いるときは、ステップＳＴ４で、処理を終了する。一
方、処理が終わっていないときは、ステップＳＴ５に進
む。

【０１８５】このステップＳＴ５では、ユーザがリモコ
ン送信機２００を操作して入力したパラメータＱh，Ｑ
ｖの値を例えばＲＡＭ３０３より読み込む。そして、ス
テップＳＴ６で、種係数データを使用して、読み込んだ
パラメータＱh，Ｑｖの値に対応した水平解像度、垂直
解像度を得るための、各クラスの推定式（（４）式参
照）の係数データＷｍを生成する（図１の係数データ生
成部１３２における処理に対応）。

【０１８６】次に、ステップＳＴ７で、ステップＳＴ２
で入力されたＳＤ画素データより、生成すべき各ＨＤ画
素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの
画素データを取得する。そして、ステップＳＴ８で、入
力されたＳＤ画素データの全領域においてＨＤ画素デー
タを得る処理が終了したか否かを判定する。終了してい
るときは、ステップＳＴ２に戻り、次のフレームまたは
フィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。一方、
処理が終了していないときは、ステップＳＴ９に進む。

【０１８７】このステップＳＴ９では、ステップＳＴ７
で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラス
コードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ１０で、
そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タッ
プのＳＤ画素データを使用して、推定式により、ＨＤ画
素データを生成し、その後にステップＳＴ７に戻って、
上述したと同様の処理を繰り返す。

【０１８８】このように、図１７に示すフローチャート
に沿って処理をすることで、入力されたＳＤ信号を構成
するＳＤ画素データを処理して、ＨＤ信号を構成するＨ
Ｄ画素データを得ることができる。上述したように、こ
のように処理して得られたＨＤ信号は出力端子３１５に
出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれに
よる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドラ
イブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたり
する。また、上述した図１０の画像信号処理部１１０Ａ
における処理を、図１６に示すような画像信号処理装置
３００によって、ソフトウェアで実現することも可能で
ある。

【０１８９】図１８のフローチャートを参照して、図１
６に示す画像信号処理装置３００における、入力画像信
号Ｖinより出力画像信号Ｖoutを得るため処理手順を説
明する。まず、ステップＳＴ１１で、処理を開始し、ス
テップＳＴ１２で、入力画像信号Ｖinをフレーム単位ま
たはフィールド単位で入力する。この入力画像信号Ｖin
が入力端子３１４より入力される場合には、この入力画
像信号Ｖin を構成する画素データをＲＡＭ３０３に一
時的に格納する。また、この入力画像信号Ｖinがハード
ディスクに記録されている場合には、ハードディスクド
ライブ３０７でこの入力画像信号Ｖinを読み出し、この
入力画像信号Ｖin を構成する画素データをＲＡＭ３０
３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ１３で、
入力画像信号Ｖinの全フレームまたは全フィールドの処
理が終わっているか否かを判定する。処理が終わってい
るときは、ステップＳＴ１４で、処理を終了する。一
方、処理が終わっていないときは、ステップＳＴ１５に
進む。

【０１９０】このステップＳＴ１５では、ユーザがリモ
コン送信機２００を操作して入力したパラメータＴの値
で示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖou
tの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔ_x，
ｔ_yを発生する。そして、ステップＳＴ１６で、単位画
素ブロック内の各画素の位相情報ｔ_x，ｔ_yおよび各クラ
スの種係数データを使用して、パラメータＴで示される
表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画
素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための、各
クラスの推定式（（４）式参照）の係数データＷｍを生
成する（図１０の係数データ生成部１３２Ａにおける処
理に対応）。

【０１９１】次に、ステップＳＴ１７で、ステップＳＴ
１２で入力された入力画像信号Ｖinの画素データより、
生成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロ
ック内の画素データに対応して、クラスタップおよび予
測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳ
Ｔ１８で、入力された入力画像信号Ｖinの画素データの
全領域において出力画像信号Ｖoutの画素データを得る
処理が終了したか否かを判定する。終了しているとき
は、ステップＳＴ１２に戻り、次のフレームまたはフィ
ールドの入力画像信号Ｖinの入力処理に移る。一方、処
理が終了していないときは、ステップＳＴ１９に進む。

【０１９２】このステップＳＴ１９では、ステップＳＴ
１７で取得されたクラスタップの画素データからクラス
コードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ２０で、
そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タッ
プのＳＤ画素データを使用して、推定式により、出力画
像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素の
データを生成し、その後にステップＳＴ１７に戻って、
上述したと同様の処理を繰り返す。

【０１９３】このように、図１８に示すフローチャート
に沿って処理をすることで、入力された入力画像信号Ｖ
inの画素データを処理して、出力画像信号Ｖoutの画素
データを得ることができる。上述したように、このよう
に処理して得られた出力画像信号Ｖoutは出力端子３１
５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそ
れによる画像が表示されたり、さらにはハードディスク
ドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録され
たりする。

【０１９４】また、上述した図１５の音声信号処理回路
２５０における処理も、図１６に示す画像信号処理装置
３００と同様に構成される処理装置によって、ソフトウ
ェアで実現することも可能である。この音声信号処理の
流れは、上述した図１８の処理にほぼ対応したものとな
る。

【０１９５】この場合、ステップＳＴ１２では入力音声
信号Ａinが入力され、ステップＳＴ１５ではユーザがリ
モコン送信機２００を操作して入力したパラメータＳＦ
の値で指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音
声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データ
の位相情報ｔ_xを発生する。そして、ステップＳＴ１６
では単位データブロック内の各データの位相情報ｔ_xお
よび各クラスの種係数データを使用して、パラメータＳ
Ｆの値で指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力
音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各デー
タを得るための、各クラスの推定式（（４）式参照）の
係数データＷｍを生成する（図１５の係数データ生成部
２６１における処理に対応）。また、ステップＳＴ２０
では、クラスコードＣＬに対応した係数データと単位デ
ータブロック内の各データ（注目データ）の周辺に位置
する入力音声信号Ａinのデータを使用して、推定式によ
り、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック
内の各データを生成する。また、処理装置の図示は省略
するが、図９の種係数データ生成装置１５０における処
理も、ソフトウェアで実現可能である。

【０１９６】図１９のフローチャートを参照して、種係
数データを生成するための処理手順を説明する。まず、
ステップＳＴ８１で、処理を開始し、ステップＳＴ８２
で、画素ずらし処理された複数のＨＤ信号から一つのＨ
Ｄ信号を選択する。そして、ステップＳＴ８３で、全て
のＨＤ信号に対する種係数データの算出処理が終了した
か否かを判定する。終了していないときは、ステップＳ
Ｔ８４に進む。

【０１９７】このステップＳＴ８４では、ステップＳＴ
８２で選択されたＨＤ信号に係るＨＤ画素データをフレ
ーム単位またはフィールド単位で入力する。そして、ス
テップＳＴ８５で、全てのＨＤ画素データについて処理
が終了したか否かを判定する。終了していないときは、
ステップＳＴ８７に進む。

【０１９８】ステップＳＴ８７では、固定のＳＤ信号に
係るＳＤ画素データより、ステップＳＴ８４で入力され
た各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予
測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳ
Ｔ８８で、固定のＳＤ信号に係るＳＤ画素データの全領
域において学習処理を終了しているか否かを判定する。
学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ８４に戻
って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述したと
同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了していな
いときは、ステップＳＴ８９に進む。

【０１９９】このステップＳＴ８９では、ステップＳＴ
８７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからク
ラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ９０
で、係数データを得るための正規方程式（（１１）式参
照）を生成する。その後に、ステップＳＴ８７に戻る。

【０２００】上述したステップＳＴ８５で、全てのＨＤ
画素データについて処理が終了したときは、ステップＳ
Ｔ９１で、ステップＳＴ９０で生成された正規方程式を
掃き出し法などで解いて、各クラスの係数データを算出
する。その後に、ステップＳＴ８２に戻って、次のＨＤ
信号を選択して、上述したと同様の処理を繰り返し、次
のＨＤ信号に対応した、各クラスの係数データを求め
る。

【０２０１】また、上述のステップＳＴ８３で、全ての
ＨＤ信号に対する係数データの算出処理が終了したとき
は、ステップＳＴ９２で、全てのＨＤ信号に対する各ク
ラスの係数データを種係数データとしてメモリに保存
し、その後にステップＳＴ９３で、処理を終了する。

【０２０２】このように、図１９に示すフローチャート
に沿って処理をすることで、図９に示す種係数データ生
成装置１５０と同様の手法によって、空間シフトフィル
タによって画素ずらしされた全てのＨＤ信号に対する各
クラスの係数データを得ることができる。なお、上述実
施の形態においては、クラス分けをするものを示した
が、この発明はクラス分けをしないものにも同様に適用
できることは勿論である。

【０２０３】

【発明の効果】この発明によれば、第１の情報信号を第
２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数デー
タを、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種
係数データの線形和で生成するものであり、入力された
パラメータ値に対応した第２の情報信号を得ることが可
能となる。これにより、例えば画像の解像度、画像のサ
イズ、音声信号のサンプリング周波数等の調整を自由に
行い得るようになる。

【０２０４】またこの発明によれば、入力情報信号と出
力情報信号との関係を表した、生徒信号を線形変換した
信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換
関係に従って、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の
組み合わせのそれぞれに対応した生徒信号を教師信号に
変換する際に用いられる推定式の係数データである複数
の種係数データを用いた演算を行って、入力情報信号を
上出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数
データを生成するものであり、入力情報信号を出力情報
信号に変換する際に用いられる推定式の係数データとし
て、実際に生徒信号、教師信号を使用した学習で得たも
のと同様のものを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態としてのテレビ受信機の構成
を示すブロック図である。

【図２】教師信号と生徒信号の組み合わせを説明すため
の図である。

【図３】複数のＨＤ信号を得るためのフィルタイメージ
を示す図である。

【図４】空間シフトフィルタからのフィルタ合成の説明
のための図である。

【図５】種係数データの生成方法を説明するための図で
ある。

【図６】Ｑの変化によるフィルタ特性の変化を示す図で
ある。

【図７】係数の決定例を説明するための図である。

【図８】係数データＷｍの意義を説明するための図であ
る。

【図９】種係数データ生成装置の構成を示すブロック図
である。

【図１０】第２の実施の形態としてのテレビ受信機の構
成を示すブロック図である。

【図１１】種係数メモリ内の係数データを説明するため
の図である。

【図１２】位相情報ｔ_x，ｔ_yを説明するための図であ
る。

【図１３】係数の決定例を説明ための図である。

【図１４】表示画像のサイズを示す図である。

【図１５】第３の実施の形態として音声信号処理回路の
構成を示すブロック図である。

【図１６】画像信号処理装置の構成を閉めずブロック図
である。

【図１７】画像信号処理の流れを示すフローチャートで
ある。

【図１８】画像信号処理の他の流れを示すフローチャー
トである。

【図１９】種係数データ生成処理の流れを示すフローチ
ャートである。

【図２０】５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関
係を説明するための図である。

【符号の説明】

１００，１００Ａ・・・テレビ受信機、１０１・・・シ
ステムコントローラ、１０２・・・リモコン信号受信回
路、１０５・・・受信アンテナ、１０６・・・チュー
ナ、１１０，１１０Ａ・・・画像信号処理部、１１１・
・・ディスプレイ部、１２１・・・第１のタップ選択回
路、１２２・・・第２のタップ選択回路、１２３・・・
第３のタップ選択回路、１２４・・・空間クラス検出回
路、１２５・・・動きクラス検出回路、１２６・・・ク
ラス合成回路、１２７・・・推定予測演算回路、１２９
・・・後処理回路、１３１・・・係数メモリ、１３２，
１３２Ａ・・・係数データ生成部、１３３・・・種係数
メモリ、１３４・・・画質変換フィルタ発生器、１３５
・・・係数合成回路、１３６・・・位相計算回路、１３
７・・・位相シフトフィルタ発生器、１５０・・・種係
数データ生成装置、１５１Ａ，１５１Ｂ・・・入力端
子、１５２・・・空間シフトフィルタ、１５３・・・第
１のタップ選択回路、１５４・・・第２のタップ選択回
路、１５５・・・第３のタップ選択回路、１５７・・・
空間クラス検出回路、１５８・・・動きクラス検出回
路、１５９・・・クラス合成回路、１６０・・・正規方
程式生成部、１６１・・・係数データ決定部、１６２・
・・係数メモリ、２００・・・リモコン送信機、２５０
・・・音声信号処理回路、２５１・・・入力端子、２５
３・・・第１のタップ回路、２５４・・・第２のタップ
回路、２５５・・・クラス合成回路、２５６・・・推定
予測演算回路、２５７・・・後処理回路、２５８・・・
出力端子、２６０・・・係数メモリ、２６１・・・係数
データ生成部、２６２・・・種係数メモリ、２６３・・
・係数合成回路、２６４・・・位相計算回路、２６５・
・・位相シフトフィルタ発生器、３００・・・画像信号
処理装置、３０１・・・ＣＰＵ、３０２・・・ＲＯＭ、
３０３・・・ＲＡＭ、３０４・・・バス、３０５・・・
ハードディスクドライブ、３０７・・・フロッピーディ
スクドライブ、３０８・・・通信部、３０９，３１２，
３１３，３１６，３１７・・・インタフェース、３１０
・・・リモコン信号受信回路、３１１・・・ディスプレ
イ、３１４・・・入力端子、３１５・・・出力端子、４
００・・・通信網

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 直樹 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 中村 芳晃 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） 5C063 AB03 BA03 BA09 BA12 CA01 CA11 DA05 DA13

Claims (40)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の情報データからなる入力情報信号
   を複数の情報データからなる出力情報信号に変換する際
   に使用される、推定式の係数データを生成する係数デー
   タ生成装置であって、 所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせそれ
   ぞれに対応させて、上記生徒信号を上記教師信号に変換
   する際に用いられる推定式の係数データを種係数データ
   として、格納する格納手段と、 上記入力情報信号と上記出力情報信号との関係を、上記
   生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形変換
   した信号との関係である変換関係で表し、該変換関係を
   特定する変換関係特定手段と、 上記入力情報信号を上記出力情報信号に変換する際に用
   いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従っ
   て、上記格納手段に格納された複数の上記種係数データ
   を用いた演算で生成する係数生成手段とを有することを
   特徴とする係数データ生成装置。
2. 【請求項２】 上記変換関係は、 上記入力情報信号と上記出力情報信号との関係を、上記
   生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形変換
   した信号との関係で表した際の、各上記生徒信号と上記
   教師信号とに対する重み付け係数であることを特徴とす
   る請求項１に記載の係数データ生成装置。
3. 【請求項３】 上記係数生成手段は、 上記重み付け係数を利用して、複数の上記種係数データ
   の線形和により上記係数データを生成することを特徴と
   する請求項２に記載の係数データ生成装置。
4. 【請求項４】 上記入力情報信号、上記出力情報信号、
   上記生徒信号および上記教師信号は、全て音声信号であ
   り、上記出力情報信号は、上記入力情報信号よりもサン
   プリング周波数が高いことを特徴とする請求項１に記載
   の係数データ生成装置。
5. 【請求項５】 上記変換関係は、 上記入力情報信号に対する上記出力情報信号のサンプリ
   ング周波数の変化に対応することを特徴とする請求項４
   に記載の係数データ生成装置。
6. 【請求項６】 上記係数生成手段は、 上記変換関係に基づくサンプリング周波数の変化に対応
   する、係数データを生成することを特徴とする請求項５
   に記載の係数データ生成装置。
7. 【請求項７】 上記入力情報信号、上記出力情報信号、
   上記生徒信号および上記教師信号は、全て画像信号であ
   り、上記出力情報信号は、上記入力情報信号よりも高解
   像度であることを特徴とする請求項１に記載の係数デー
   タ生成装置。
8. 【請求項８】 上記変換関係は、 上記入力情報信号に対する上記出力情報信号の解像度の
   変化に対応することを特徴とする請求項７に記載の係数
   データ生成装置。
9. 【請求項９】 上記係数生成手段は、 上記変換関係に基づく解像度の変化に対応する、係数デ
   ータを生成することを特徴とする請求項８に記載の係数
   データ生成装置。
10. 【請求項１０】 上記入力情報信号、上記出力情報信
    号、上記生徒信号および上記教師信号は、全て画像信号
    であり、上記出力情報信号は、上記入力情報信号よりも
    画素数が多いことを特徴とする請求項１に記載の係数デ
    ータ生成装置。
11. 【請求項１１】 上記変換関係は、 上記入力情報信号に対する上記出力情報信号の画素数の
    変化に対応することを特徴とする請求項１０に記載の係
    数データ生成装置。
12. 【請求項１２】 上記係数生成手段は、 上記変換関係に基づく画素数の変化に対応する、係数デ
    ータを生成することを特徴とする請求項１１に記載の係
    数データ生成装置。
13. 【請求項１３】 上記変換関係は、 上記入力情報信号に対する上記出力情報信号の画素数の
    比率に対応することを特徴とする請求項１０に記載の係
    数データ生成装置。
14. 【請求項１４】 上記係数生成手段は、 上記変換関係に基づく画素数の比率に対応する、係数デ
    ータを生成することを特徴とする請求項１３に記載の係
    数データ生成装置。
15. 【請求項１５】 複数の情報データからなる入力情報信
    号を複数の情報データからなる出力情報信号に変換する
    際に使用される、推定式の係数データを生成する係数デ
    ータ生成方法であって、 上記入力情報信号と上記出力情報信号との関係を、上記
    生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形変換
    した信号との関係である変換関係で表し、該変換関係を
    特定するステップと、 上記入力情報信号を上記出力情報信号に変換する際に用
    いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従っ
    て、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせ
    のそれぞれに対応した生徒信号を教師信号に変換する際
    に用いられる推定式の係数データである、複数の種係数
    データを用いた演算で生成するステップとを有すること
    を特徴とする係数データ生成方法。
16. 【請求項１６】 複数の情報データからなる入力情報信
    号を複数の情報データからなる出力情報信号に変換する
    際に使用される、推定式の係数データを生成するため
    に、 上記入力情報信号と上記出力情報信号との関係を、上記
    生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形変換
    した信号との関係である変換関係で表し、該変換関係を
    特定するステップと、 上記入力情報信号を上記出力情報信号に変換する際に用
    いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従っ
    て、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせ
    のそれぞれに対応し、生徒信号を教師信号に変換する際
    に用いられる推定式の係数データである、複数の種係数
    データを用いた演算で生成するステップとを実行するた
    めのコンピュータプログラムを提供する情報提供媒体。
17. 【請求項１７】 入力された複数の情報データからなる
    第１の情報信号を、複数の情報データからなる第２の情
    報信号に変換する情報信号処理装置であって、 上記第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置する
    第１のデータを、上記第１の情報信号から抽出する第１
    の抽出手段と、 上記第１の情報信号と上記第２の情報信号の関係を表す
    パラメータ値が入力されるパラメータ入力部と、 複数の種係数データを保持し、上記第１の情報信号を上
    記第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数
    データを、上記パラメータ値に対応させて、上記複数の
    種係数データの線形和で生成する係数データ生成手段
    と、 上記推定式を利用して、上記係数データと上記第１のデ
    ータとの演算により上記第２の情報信号を生成する演算
    手段とを有することを特徴とする情報信号処理装置。
18. 【請求項１８】 上記第２の情報信号に係る注目データ
    の周辺に位置する第２のデータを、上記第１の情報信号
    から抽出する第２の抽出手段と、 上記第２の抽出手段にて抽出された上記第２のデータに
    基づいて、上記注目データに係る特徴を検出する特徴検
    出手段と、 上記特徴に基づいて上記注目データを複数のクラスの一
    つに分類するクラス分類手段とをさらに備え、 上記保持手段には、上記クラス分類手段で分類されるク
    ラス毎に上記複数の種係数データが保持されており、 上記演算手段は、上記クラス分類手段で分類されたクラ
    スの上記複数の種係数データを使用して生成された係数
    データを用いて上記第２の情報信号を生成することを特
    徴とする請求項１７に記載の情報信号処理装置。
19. 【請求項１９】 上記係数データ生成手段は、 所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそ
    れぞれに対応し、生徒信号を教師信号に変換する際に用
    いられる推定式の係数データである複数の種係数データ
    を、格納する格納手段と、 上記パラメータ値にて表された、上記第１の情報信号と
    上記第２の情報信号との関係を、上記生徒信号を線形変
    換した信号と上記教師信号を線形変換した信号との関係
    である変換関係で表し、該変換関係を特定する変換関係
    特定手段と、 上記第１の情報信号を上記第２の情報信号に変換する際
    に用いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従
    って、上記格納手段に格納された複数の上記種係数デー
    タを用いた演算で生成する係数生成手段とを有すること
    を特徴とする請求項１７に記載の情報信号処理装置。
20. 【請求項２０】 上記変換関係は、 上記第１の情報信号と上記第２の情報信号との関係を、
    上記生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形
    変換した信号との関係で表した際の、各上記生徒信号と
    上記教師信号とに対する重み付け係数であることを特徴
    とする請求項１９に記載の情報信号処理装置。
21. 【請求項２１】 上記係数生成手段は、 上記重み付け係数を利用して、複数の上記種係数データ
    の線形和により上記係数データを生成することを特徴と
    する請求項２０に記載の情報信号処理装置。
22. 【請求項２２】 上記第１の情報信号、上記第２の情報
    信号、上記生徒信号および上記教師信号は、全て音声信
    号であり、上記第２の情報信号は、上記第１の情報信号
    よりもサンプリング周波数が高いことを特徴とする請求
    項１９に記載の情報信号処理装置。
23. 【請求項２３】 上記変換関係は、 上記第１の情報信号に対する上記第２の情報信号のサン
    プリング周波数に対応することを特徴とする請求項２２
    に記載の情報信号処理装置。
24. 【請求項２４】 上記係数生成手段は、 上記変換関係に基づくサンプリング周波数に対応する、
    係数データを生成することを特徴とする請求項２３に記
    載の情報信号処理装置。
25. 【請求項２５】 上記第１の情報信号、上記第２の情報
    信号、上記生徒信号および上記教師信号は、全て画像信
    号であり、上記第２の情報信号は、上記第１の情報信号
    よりも高解像度であることを特徴とする請求項１９に記
    載の情報信号処理装置。
26. 【請求項２６】 上記変換関係は、 上記第１の情報信号に対する上記第２の情報信号の解像
    度の変化に対応することを特徴とする請求項２５に記載
    の情報信号処理装置。
27. 【請求項２７】 上記係数生成手段は、 上記変換関係に基づく解像度の変化に対応する、係数デ
    ータを生成することを特徴とする請求項２６に記載の情
    報信号処理装置。
28. 【請求項２８】 上記第１の情報信号、上記第２の情報
    信号、上記生徒信号および上記教師信号は、全て画像信
    号であり、上記第２の情報信号は、上記第１の情報信号
    よりも画素数が多いことを特徴とする請求項１９に記載
    の情報信号処理装置。
29. 【請求項２９】 上記変換関係は、 上記第１の情報信号に対する上記第２の情報信号の画素
    数の変化に対応することを特徴とする請求項２８に記載
    の情報信号処理装置。
30. 【請求項３０】 上記係数生成手段は、 上記変換関係に基づく画素数の変化に対応する、係数デ
    ータを生成することを特徴とする請求項２９に記載の情
    報信号処理装置。
31. 【請求項３１】 上記変換関係は、 上記第１の情報信号に対する上記第２の情報信号の画素
    数の比率に対応することを特徴とする請求項２８に記載
    の情報信号処理装置。
32. 【請求項３２】 上記係数生成手段は、 上記変換関係に基づく画素数の比率に対応する、係数デ
    ータを生成することを特徴とする請求項３１に記載の情
    報信号処理装置。
33. 【請求項３３】 入力された複数の情報データからなる
    第１の情報信号を、複数の情報データからなる第２の情
    報信号に変換する情報信号処理方法であって、 上記第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置する
    データを、上記第１の情報信号から抽出するステップ
    と、 上記第１の情報信号を上記第２の情報信号に変換する際
    に使用する推定式の係数データを、入力されたパラメー
    タ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成
    するステップと、 上記推定式を利用して、上記生成された係数データと上
    記抽出されたデータとの演算により上記第２の情報信号
    を生成するステップとを有することを特徴とする情報信
    号処理方法。
34. 【請求項３４】 入力された複数の情報データからなる
    第１の情報信号を、複数の情報データからなる第２の情
    報信号に変換するために、 上記第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置する
    データを、上記第１の情報信号から抽出するステップ
    と、 上記第１の情報信号を上記第２の情報信号に変換する際
    に使用する推定式の係数データを、入力されたパラメー
    タ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成
    するステップと、 上記推定式を利用して、上記生成された係数データと上
    記抽出されたデータとの演算により上記第２の情報信号
    を生成するステップとを実行するコンピュータプログラ
    ムを提供する情報提供媒体。
35. 【請求項３５】 複数の情報データからなる第１の情報
    信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換
    する際に使用する推定式の係数データを得るために用い
    られる種係数データを生成する装置であって、 上記第２の情報信号に対応する所定個数の教師信号を得
    る第１の信号処理手段と、 上記第１の情報信号に対応する所定個数の生徒信号を得
    る第２の信号処理手段と、 上記所定個数の生徒信号と上記所定個数の教師信号の組
    み合わせのそれぞれに対応し、上記生徒信号を上記教師
    信号に変換する際に用いられる上記推定式の係数データ
    を上記種係数データとして生成する種係数生成手段とを
    有することを特徴とする種係数データ生成装置。
36. 【請求項３６】 上記種係数生成手段は、 上記生徒信号から、上記教師信号に係る注目データの周
    辺に位置する第１のデータを抽出する第１の抽出手段
    と、 上記第１の抽出手段で抽出された第１のデータと、上記
    教師信号に係る注目データとから、上記推定式の係数デ
    ータを得るための正規方程式を生成する正規方程式生成
    手段と、 上記正規方程式を解いて上記推定式の係数データを得る
    係数データ演算手段とを備えることを特徴とする請求項
    ３５に記載の種係数データ生成装置。
37. 【請求項３７】 上記種係数生成手段は、 上記生徒信号から、上記教師信号に係る注目データの周
    辺に位置する第２のデータを抽出する第２の抽出手段
    と、 上記第２の抽出手段にて抽出された上記第２のデータに
    基づいて、上記注目データに係る特徴を検出する特徴検
    出手段と、 上記特徴検出手段にて検出された特徴に基づいて、上記
    注目データを複数のクラスの一つに分類するクラス分類
    手段とをさらに備え、 上記正規方程式生成手段は、上記クラス分類手段で分類
    されたクラス、上記第１のデータ抽出手段で抽出された
    第１のデータおよび上記教師信号に係る注目データか
    ら、クラス毎に、上記係数データを得るための生成方程
    式を生成し、 上記係数データ演算手段は、上記クラス毎の正規方程式
    を解いて、クラス毎に上記係数データを得ることを特徴
    とする請求項３６に記載の種係数データ生成装置。
38. 【請求項３８】 上記第１の信号処理手段は、 基準教師信号より空間シフトフィルタを使用して上記所
    定個数の教師信号を得ることを特徴とする請求項３５に
    記載の種係数データ生成装置。
39. 【請求項３９】 複数の情報データからなる第１の情報
    信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換
    する際に使用する推定式の係数データを得るために用い
    られる種係数データを生成する方法であって、 上記第２の情報信号に対応する所定個数の教師信号を得
    るステップと、 上記第１の情報信号に対応する所定個数の生徒信号を得
    るステップと、 上記所定個数の生徒信号と上記所定個数の教師信号の組
    み合わせのそれぞれに対応し、上記生徒信号を上記教師
    信号に変換する際に用いられる上記推定式の係数データ
    を上記種係数データとして生成するステップとを有する
    ことを特徴とする種係数データ生成方法。
40. 【請求項４０】 複数の情報データからなる第１の情報
    信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換
    する際に使用する推定式の係数データを得るために用い
    られる種係数データを生成するために、 上記第２の情報信号に対応する所定個数の教師信号を得
    るステップと、 上記第１の情報信号に対応する所定個数の生徒信号を得
    るステップと、 上記所定個数の生徒信号と上記所定個数の教師信号の組
    み合わせのそれぞれに対応して、上記生徒信号を上記教
    師信号に変換する際に用いられる上記推定式の係数デー
    タを上記種係数データとして生成するステップとを実行
    するコンピュータプログラムを提供する情報提供媒体。