JP2003179883A - 待ち時間の短い飛び越しビデオフォーマットからプログレッシブビデオフォーマットへ変換する方法 - Google Patents

待ち時間の短い飛び越しビデオフォーマットからプログレッシブビデオフォーマットへ変換する方法

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JP2003179883A
JP2003179883A JP2002329966A JP2002329966A JP2003179883A JP 2003179883 A JP2003179883 A JP 2003179883A JP 2002329966 A JP2002329966 A JP 2002329966A JP 2002329966 A JP2002329966 A JP 2002329966A JP 2003179883 A JP2003179883 A JP 2003179883A
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Christopher J Orlick
ジェイ． オーリック クリストファー
Scott Miller
ミラー スコット
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/01—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level
    • H04N7/0117—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving conversion of the spatial resolution of the incoming video signal
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  • Multimedia (AREA)
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  • Television Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 最小の処理時間、かつ、所望の視覚画像を生
成する飛び越し走査からプログレッシブ走査へ変換する
方法を提供すること。 【解決手段】 本発明による飛び越し走査ビデオ信号画
像をプログレッシブ走査ビデオ信号に変換する方法は、
（ａ）補間された画素（ピクセル）からなる行の対象の
ピクセル位置が、視覚的に異なる領域間のエッジ上にあ
るか否かを判定するステップと、（ｂ）以前に表示され
た画像と飛び越し走査画像との間の対象のピクセル位置
の領域における移動の程度を決定するステップと、
（ｃ）対象のピクセル位置に補間されたピクセルについ
て複数の可能性のある値を生成するステップと、（ｄ）
対象のピクセル位置がエッジにあるか否かの判定結果、
および、対象のピクセル位置の領域における決定された
移動の程度に応じて、補間されたピクセルの複数の可能
性のある値から少なくとも１つの可能性のある値を選択
するステップとを包含する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して、飛び越し
走査からプログレッシブ走査への変換システムに関し、
より詳細には、テレビ画像用の飛び越し走査システムを
プログレッシブ走査システムへ変換するロバストで待ち
時間の短い方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビ画面上の画像は、画素（ピクセ
ル）から構成されている。これら画素は、水平方向に行
状に並べられ、一般に、互いに１ピクセルずつ垂直方向
に位置がオフセットしている。各ピクセルは、画像が色
画像の場合にピクセルの赤成分、緑成分または青成分の
強度を示す値に割り当てられている。ビデオ画像は、画
像の水平線としてピクセルの行を順次表示することによ
って生成される。
【０００３】ＮＴＳＣ、ＰＡＬおよびＳＥＣＡＭ等の既
存のアナログ放送規格は、単一のビデオフレームを生成
するために２つの飛び越しビデオフィールドを用いてい
る。各フィールドは、画像フレームを構成する水平線の
うち半分を含む。一方のフィールドは、フレームの奇数
の番号が付された線すべてを含み、他方のフィールド
は、偶数の番号が付された線すべてを含む。飛び越し画
像は、得られる画像フレームを劣化させる線のちらつ
き、または、垂直方向のデテールの損失等のひずみアー
チファクトを示す可能性がある。これらのアーチファク
トをなくす１つの方法は、飛び越し走査フィールドをプ
ログレッシブ走査フレームに変換することである。プロ
グレッシブ走査フレームでは、奇数および偶数の画像線
はともに、１つの画像として同時に表示される。
【０００４】プログレッシブ走査信号を表示可能な高精
細度テレビモニタを購入するテレビ視聴者が増えるにつ
れ、飛び越し走査をプログレッシブ走査に変換するシス
テムは、ますます重要となる。放送設備と顧客との両方
が、飛び越し走査画像のひずみアーチファクトを避ける
ために、飛び越し走査をプログレッシブ走査に変換する
能力を有することを求め得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】補間ピクセルを生成す
るもっとも簡単な方法は、以前に受け取った走査線にお
いて対応する位置からのピクセルを単に重複させること
である。この結果、エッジに位置するピクセルは、「ジ
ャギー」（なめらかではなくて、ぎざぎざまたは階段状
に見える線）となり得る。エッジに位置しないピクセル
については、このような重複の結果、表示されている画
像に相当するピクセルが存在しないということになり、
視聴者への表示状態が悪くなる。この方法もまた、飛び
越し走査画像に比べて画像の垂直方向の解像度を低下さ
せ、画像領域が３０Ｈｚレートでちらつくことになる。
【０００６】飛び越し走査フィールドからプログレッシ
ブ走査フレームを生成する別の方法は、各フィールドに
間隙線を補間することである。したがって、奇数フィー
ルドの線は、偶数の番号が付された線を補間するために
用いられ、偶数フィールドの線は、奇数の番号が付され
た線を補間するために用いられる。補間された線の各ピ
クセル（すなわち、各「補間ピクセル」）は、隣接する
飛び越し走査線の近接するピクセルの値に基づいて計算
される。この方法は、ジャギーと見える可能性を減らす
傾向にあるものの、画像の垂直方向の解像度も低下させ
るため、望ましくない不鮮明なものとなる。
【０００７】補間を用いる際の１つの問題は、補間され
たピクセルが２つの視覚的に異なる領域のエッジにある
場合に生じる。このようなピクセルを補間することよっ
て、ピクセルが隣接するピクセルのいずれにも合わなく
なる可能性がある。例えば、青ピクセルと緑ピクセルと
の間に補間されたピクセルについて生成された値は、シ
アンであり、このシアンは、視聴者に提示されるべき望
ましい画像ではない。
【０００８】物体が移動する画像を表示する場合には別
の問題が生じ得る。補間法が、提示される画像の変化を
適切に補間しない場合、補間されたピクセルは、まわり
のピクセルとうまく調整されていないように見える可能
性がある。例えば、連続するフレーム中の黒い犬が、白
い壁の前を左から右へと移動する場合、黒ピクセルを表
示している画像の左の部分は、次に白ピクセルを表示し
なければならず、さもなくば、移動しているという感覚
が視聴者に適切に伝わらないかもしれない。
【０００９】最小の処理時間およびオーバーヘッドでこ
の変換を実行し、かつ、所望の視覚画像を生成する際に
高精度を維持することが望ましい。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明による飛び越し走
査ビデオ信号画像をプログレッシブ走査ビデオ信号に変
換する方法は、（ａ）補間された画素（ピクセル）から
なる行の対象のピクセル位置が、視覚的に異なる領域間
のエッジ上にあるか否かを判定するステップと、（ｂ）
以前に表示された画像と飛び越し走査画像との間の該対
象のピクセル位置の領域における移動の程度を決定する
ステップと、（ｃ）該対象のピクセル位置に補間された
ピクセルについて複数の可能性のある値を生成するステ
ップと、（ｄ）該対象のピクセル位置がエッジにあるか
否かの判定結果、および、該対象のピクセル位置の該領
域における該決定された移動の程度に応じて、該補間さ
れたピクセルの該複数の可能性のある値から少なくとも
１つの可能性のある値を選択するステップとを包含し、
これにより上記目的を達成する。
【００１１】前記ステップ（ｃ）は、エッジ補間値を生
成するステップと、フィールド間補間値を生成するステ
ップと、フィールド内補間値を生成するステップとを包
含し、前記ステップ（ｄ）は、前記対象のピクセル位置
がエッジにあるという判定結果に応じて、該エッジ補間
値を選択するステップを包含してもよい。
【００１２】前記ステップ（ａ）は、前記対象のピクセ
ル位置の垂直方向のエッジ長値を生成するステップと、
該対象のピクセル位置の水平方向のエッジ長値を生成す
るステップと、該垂直方向のエッジ長値および該水平方
向のエッジ長値と閾値とを比較するステップと、該水平
方向のエッジ長値および該垂直方向のエッジ長値のうち
少なくとも一方が所定の閾値を超える場合、該対象のピ
クセル位置がエッジ上にあるか否かを判定するステップ
とを包含し、該エッジ補間値を生成するステップは、該
垂直方向のエッジ長値および該水平方向のエッジ長値に
応じて該エッジの角度を決定するステップと、該決定さ
れた角度に沿って位置する前記飛び越し走査画像におけ
るピクセルに応じて、該エッジ補間値を生成するステッ
プとを包含してもよい。
【００１３】前記ステップ（ｄ）は、前記フィールド内
補間値および前記フィールド間補間値を選択するステッ
プと、前記補間されたピクセル値を生成するために、前
記ステップ（ｂ）で決定された前記移動の程度にしたが
って、該フィールド内補間値および該フィールド間補間
値を合わせるステップとを包含してもよい。
【００１４】前記フィールド間補間値を生成するステッ
プは、フィールドマージ補間値を生成するステップを包
含してもよい。
【００１５】前記フィールド間補間値を生成するステッ
プは、非線形補間値を生成するステップを包含してもよ
い。
【００１６】前記以前に表示された画像と飛び越し走査
画像との間の対象のピクセル位置の領域における移動の
程度を決定するステップは、該飛び越し走査画像の該領
域、および、該以前に表示された画像の対応する領域に
おける対応する複数のピクセル位置を選択するステップ
と、それぞれ複数の差の値を生成するステップであっ
て、該値の各々は、該飛び越し走査画像における該選択
された複数のピクセル位置のうち１つと、該以前に表示
された画像の該対応するピクセル位置の各々との差を表
す、ステップと、該複数の差の値のうち最大の差の値を
決定するステップと、該対象のピクセル位置の該領域に
おける移動の程度を決定するために、該最大の差の値を
複数の異なる閾値とそれぞれ比較するステップとを包含
してもよい。
【００１７】前記飛び越し走査ビデオ画像における電気
ノイズから生じる、前記補間されたピクセルにおけるエ
ラーを低減するために、該補間されたピクセル値をフィ
ルタリングするステップをさらに包含してもよい。
【００１８】前記補間されたピクセルをフィルタリング
するステップは、前記対象のピクセル位置が視覚的に異
なる領域間のエッジ上にあると判定される場合、前記飛
び越し走査画像における該補間されたピクセルおよび他
のピクセルと、複数のエッジマスクとを比較して、それ
ぞれ複数の相関値を生成するステップと、該複数の相関
値のいずれも所定の閾値を超えない場合、該補間された
ピクセルの新たな値を計算するステップとを包含しても
よい。
【００１９】前記ステップ（ｃ）は、エッジ補間値を生
成するステップと、非線形補間値を生成するステップ
と、フィールド間補間値を生成するステップとを包含
し、前記補間されたピクセルの新たな値を計算するステ
ップは、該補間されたピクセルの該新たな値を生成する
ために、該ステップ（ｂ）で決定された前記移動の程度
にしたがって、前記フィールド内補間値および該フィー
ルド間補間値を合わせるステップを包含してもよい。
【００２０】前記フィールド間補間値を生成するステッ
プは、フィールドマージ補間値を生成するステップを包
含してもよい。
【００２１】前記フィールド間補間値を生成するステッ
プは、非線形補間値を生成するステップを包含してもよ
い。
【００２２】本発明によるフレーム間の移動を示す飛び
越し走査ビデオ画像をプログレッシブ走査ビデオ画像に
変換する方法は、最後に表示された画像と現在の画像と
の間の対象の画素（ピクセル）位置の領域における移動
の程度を決定するステップと、該対象のピクセル位置に
ついてフィールド内に補間されたピクセル値を生成する
ステップと、該対象のピクセル位置についてフィールド
間に補間されたピクセル値を生成するステップと、該プ
ログレッシブ走査ビデオ画像用の補間された出力ピクセ
ル値を生成するために、該領域における該移動の程度に
よって決定された比率で、該フィールド内に補間された
ピクセル値および該フィールド間に補間されたピクセル
値を組み合わせるステップとを包含し、これにより上記
目的を達成する。
【００２３】前記最後に表示された画像と現在の画像と
の間の対象のピクセル位置の領域における移動の程度を
決定するステップは、該現在の画像の領域、および、該
最後に表示された画像の対応する領域にある複数の対応
するピクセル位置を選択するステップと、それぞれ複数
の差の値を生成するステップであって、該値の各々は、
該現在の画像における該選択されたピクセル位置の１つ
と、該最後に表示された画像における対応するピクセル
位置のそれぞれとの間の差を表す、ステップと、該複数
の差の値のうち最大の差の値を決定するステップと、該
対象のピクセル位置の該領域における該移動の程度を決
定するために、該最大の差の値を複数の異なる閾値のそ
れぞれと比較するステップとを包含してもよい。
【００２４】前記フィールド間に補間されたピクセル値
を生成するステップは、フィールドマージ補間値を生成
するステップを包含してもよい。
【００２５】前記フィールド間に補間されたピクセル値
を生成するステップは、非線形補間されたピクセル値を
生成するステップを包含してもよい。
【００２６】前記非線形補間されたピクセル値を生成す
るステップは、ピクセル値のセットごとに、それぞれ最
小値、最大値およびメジアン値を決定するステップであ
って、該ピクセル値のセットの各々は、前記飛び越し走
査画像における前記対象のピクセル位置に対して垂直方
向に隣接するピクセル位置の各ピクセル値、および、該
対象のピクセル位置と、該対象のピクセル位置に対して
水平方向に隣接するピクセル位置とを含む以前のフレー
ムからのそれぞれのピクセル位置を含む、ステップと、
ピクセル値のセットごとに最大値と最小値との間のそれ
ぞれの差の値を決定するステップと、前記非線形補間さ
れた値として、該差の値のうちいずれよりも小さい差の
値を有するセットから該メジアン値を選択するステップ
とを包含してもよい。
【００２７】本発明による飛び越し走査ビデオ画像の連
続する線間の対象の画素（ピクセル）位置について非線
形補間されたピクセル値を生成する方法は、該ビデオ画
像は、複数の連続フィールドを含み、一対のフィールド
の各々は、画像フレームを規定しており、ピクセル値の
セットごとに、それぞれ最小値、最大値およびメジアン
値を決定するステップであって、該ピクセル値のセット
の各々は、該飛び越し走査画像における該対象のピクセ
ル位置に対して垂直方向に隣接するピクセル位置の各ピ
クセル値、および、該対象のピクセル位置と、該対象の
ピクセル位置に対して水平方向に隣接するピクセル位置
とを含む以前のフレームからのそれぞれのピクセル位置
を含む、ステップと、ピクセル値のセットごとに最大値
と最小値との間のそれぞれの差の値を決定するステップ
と、該非線形補間された値として、該差の値のうちいず
れよりも小さい差の値を有するセットから該メジアン値
を選択するステップとを包含し、これにより上記目的を
達成する。
【００２８】本発明による飛び越し走査画像信号からプ
ログレッシブ走査画像信号に変換するシステムは、補間
されたピクセルからなる行の対象の画素（ピクセル）位
置が、該飛び越し走査画像信号によって規定される現在
の画像の視覚的に異なる領域間のエッジ上にあるか否か
を判定し、エッジフラグを提供するエッジ検出器と、以
前に表示された画像と現在の画像との間の該対象のピク
セル位置を含む該現在の画像のさらなる領域における移
動の程度を決定し、静的レベル値を提供する移動検出器
と、該対象のピクセル位置において補間されたピクセル
について複数の可能性のある値を生成する複数のピクセ
ル補間器であって、該複数の可能性のある値の各々は、
それぞれ異なる方法によって生成される、複数のピクセ
ル補間器と、該エッジフラグおよび該静的レベル値に応
じて、該補間されたピクセルの該複数の可能性のある値
から少なくとも１つの可能性のある値を選択する選択器
とを備え、これにより上記目的を達成する。
【００２９】前記複数のピクセル補間器は、エッジ補間
器と、フィールド間補間器と、フィールド内補間器とを
備えてもよい。
【００３０】前記フィールド間補間器は、フィールドマ
ージ補間器および非線形補間器からなる群から選択され
てもよい。
【００３１】前記エッジ検出器は、前記対象のピクセル
位置に対して垂直方向のエッジ長値を生成する垂直方向
フィルタと、該対象のピクセル位置に対して水平方向の
エッジ長値を生成する水平方向フィルタと、該垂直方向
のエッジ長値および該水平方向のエッジ長値と、閾値と
を比較し、該水平方向のエッジ長値および該垂直方向の
エッジ長値のうち少なくとも一方が所定の閾値を超える
場合、前記エッジフラグを提供する比較器とを備え、前
記エッジ補間器は、該垂直方向のエッジ長値および該水
平方向のエッジ長値を合わせて、該エッジの角度を決定
するプロセッサと、該補間されたピクセル値を生成する
ために、該エッジの該決定された角度に一致する、該対
象のピクセル位置に対する角度を有する線上にある飛び
越しフィールドからピクセル値を処理する補間器とを備
えてもよい。
【００３２】前記移動検出器は、複数の差の値のそれぞ
れを生成する複数の減算器であって、差の値はそれぞ
れ、前記現在の画像における選択されたピクセル位置
と、前記以前に表示された画像における対応するピクセ
ル位置のそれぞれとの間の差を表す、複数の減算器と、
該複数の差の値のうち最大の差の値を決定する最大比較
器と、前記対象のピクセル位置の領域における前記移動
の程度を決定するために、該最大の差の値と、異なる閾
値のそれぞれとを比較する複数のさらなる比較器であっ
て、前記静的レベル値は、該最大の差の値よりも小さい
各閾値を有する該さらなる比較器に応じて提供される、
さらなる比較器とを備えてもよい。
【００３３】前記選択器は、前記フィールド内補間値お
よび前記フィールド間補間値を選択し、前記補間された
ピクセル値を生成するために、前記静的レベル値に比例
して、該フィールド内補間値および該フィールド間補間
値を合わせる重み付け平均回路をさらに備えてもよい。
【００３４】前記飛び越し走査ビデオ画像における電気
ノイズから生じる、前記補間されたピクセルのエラーを
低減するために、前記補間されたピクセル値を処理する
フィルタをさらに備えてもよい。
【００３５】前記フィルタは、複数の相関器であって、
該複数の相関器の各々は、前記飛び越し走査画像におけ
る前記補間されたピクセルおよび他のピクセルと、各エ
ッジマスクとを比較し、複数の相関値をそれぞれ生成す
る、複数の相関器と、該複数の相関値の各々を所定の閾
値と比較して、該複数の相関値のうち少なくとも１つが
該所定の閾値を超える場合、有効なエッジフラグを設定
する比較器と、該有効なフラグが設定されない場合、該
補間されたピクセルの新たな値を計算するさらなる補間
器とを備えてもよい。
【００３６】前記複数のピクセル補間器は、エッジ補間
値を生成するエッジ補間器と、フィールド間補間値を生
成するフィールド間補間器と、フィールド内補間値を生
成するフィールド内補間器とを備え、前記さらなる補間
器は、前記補間されたピクセルの前記新たな値を生成す
るために、前記静的レベル値に比例して、該フィールド
間補間値および該フィールド内補間値を合わせる重み付
け平均回路を備えてもよい。
【００３７】本発明による飛び越し走査ビデオ信号をプ
ログレッシブ走査ビデオ信号に変換するシステムは、最
後に表示された画像と現在の画像との間の対象のピクセ
ル位置の領域における移動の程度を決定し、静的レベル
値を生成する移動検出器と、フィールド内補間されたピ
クセル値を生成するフィールド内補間器と、非線形補間
されたピクセル値を生成する非線形補間器と、該プログ
レッシブ走査ビデオ画像の補間された出力ピクセル値を
生成するために、該静的レベル値に比例して、該フィー
ルド内補間されたピクセル値および該非線形補間された
ピクセル値を組み合わせる重み付け平均回路とを備え、
これにより上記目的を達成する。
【００３８】前記移動検出器は、複数の差の値をそれぞ
れ生成する複数の減算器であって、該複数の差の値の各
々は、前記現在の画像において選択されたピクセル位置
と、前記最後に表示された画像におけるそれぞれ対応す
るピクセル位置との間の差を表す、複数の減算器と、該
複数の差の値のうち最大の差の値を決定する最大比較器
と、該最大の差の値と異なる閾値とをそれぞれ比較し、
前記対象のピクセル位置の前記領域における前記移動の
程度を決定する複数のさらなる比較器であって、前記静
的レベル値は、該最大の差の値よりも小さい各閾値を有
する該さらなる比較器に応じて提供される、複数のさら
なる比較器とを備えてもよい。
【００３９】前記非線形補間器は、複数のメジアンフィ
ルタであって、該複数のメジアンフィルタの各々は、ピ
クセル値のセットごとにそれぞれ最小値、最大値および
メジアン値を決定し、該ピクセル値のセットの各々は、
前記飛び越し走査画像における前記対象のピクセル位置
に対して垂直方向に隣接するピクセル位置の各ピクセル
値、および、該対象のピクセル位置および該対象のピク
セル位置に対して水平方向に隣接するピクセル位置を含
む以前のフレームからの各ピクセル位置を含む、複数の
メジアンフィルタと、該複数のメジアンフィルタのそれ
ぞれによって提供されるピクセル値のセットごとに、最
大値と最小値との間の差の値をそれぞれ決定する複数の
減算器と、前記非線形補間値として、該差の値のいずれ
よりも小さい該差の値に相当する該メジアン値を選択す
るマルチプレクサとを備えてもよい。
【００４０】本発明による飛び越し走査画像をプログレ
ッシブ走査画像に変換する非線形補間器は、該飛び越し
走査画像は複数の連続するフィールドを含み、一対のフ
ィールドの各々はフレームを規定しており、該非線形補
間器は、対象のピクセル位置の補間されたピクセル値を
生成し、該対象のピクセル位置は、該飛び越し走査画像
の２つのピクセル位置間で垂直方向に並んでおり、複数
のメジアンフィルタであって、該複数のメジアンフィル
タの各々は、ピクセル値のセットごとにそれぞれ最小
値、最大値およびメジアン値を決定し、該ピクセル値の
セットの各々は、該飛び越し走査画像における該対象の
ピクセル位置に対して垂直方向に隣接するピクセル位置
の各ピクセル値、および、該対象のピクセル位置および
該対象のピクセル位置に対して水平方向に隣接するピク
セル位置を含む以前のフレームからの各ピクセル位置を
含む、複数のメジアンフィルタと、該複数のメジアンフ
ィルタの各々によって提供されるピクセル値のセットご
とに最大値と最小値との間の差の値をそれぞれ決定する
複数の減算器と、該非線形補間されたピクセル値とし
て、該差の値のうちいずれよりも小さい異なる値に相当
する該メジアン値を選択するマルチプレクサとを備え、
これにより上記目的を達成する。
【００４１】本発明は、テレビ画像の飛び越し走査シス
テムをプログレッシブ走査システムに変換する方法を具
現化する。この方法は、対象のピクセルの複数の可能性
のある値を並行して計算し、同時に、移動があれば、ピ
クセル領域における移動の程度を決定するとともに、ピ
クセルがエッジ上にあるか否かを判定し、対象のピクセ
ルの中間値を生成するために、可能性のある値と、エッ
ジ位置および相対移動量の判定結果とを組み合わせ、出
力ピクセルが確実に表示される画像と適合するように複
数のフィルタを適用することによって行われる。
【００４２】本発明の例示的な実施形態は、補間された
ピクセルからなる行のうち対象のピクセルが視覚的に異
なる領域間のエッジ上にあるか否かを判定するステップ
と、最後に表示された画像と現在生成されている画像と
の間の補間されたピクセルからなる行のうち対象のピク
セルの領域における移動の程度を決定するステップと、
種々の補間方法を利用して対象のピクセルの可能性のあ
る値を生成するステップと、上記対象のピクセルがエッ
ジにあるかどうかの判定結果、および、対象のピクセル
領域における移動の程度の判定結果に基づいて、対象の
ピクセルの可能性のある値から１つの値を選択するステ
ップと、少なくとも１つの所定のフィルタを対象のピク
セル値に適用するステップと、少なくとも１つの所定の
フィルタを補間されたピクセルからなる行に適用するス
テップとによる方法を実行する。
【００４３】本発明の特徴は、対象のピクセル領域にお
ける微小な移動を検出し、表示される画像においてこの
微小な移動を表す出力ピクセルを生成する方法である。
【００４４】本発明の別の特徴は、選択されたエッジ角
を表す所定のフィルタを用いて、補間されたピクセルが
画像のエッジ上にあるか否かを効率的に判定することで
ある。
【００４５】上述の概要および以降の詳細な説明はとも
に単なる例示にすぎず、本発明を制限するものではない
ことを理解されたい。
【００４６】
【発明の実施の形態】本発明は、飛び越し走査ビデオ信
号をプログレッシブ走査ビデオ信号に変換する方法に関
し、詳細には、種々の補間法を用いて、中間ピクセル値
を並行して計算し、同時に、これらの中間値および表示
される画像内の存在と移動度とを示す種々のフラグとに
基づいて出力ピクセル値を生成することによって、飛び
越しフィールド画像における間隙線の画素（ピクセル）
を生成する方法に関する。
【００４７】図１は、飛び越し走査システムからプログ
レッシブ走査システムへ変換するシステムを示す。この
システムは、一連の段で作動し、各段は、並行して画像
を処理する。これらの段は、画像処理段１０２、補間選
択段１７０およびフィルタリング段１８０である。画像
処理段１０２は、静的検出ブロック１１０と、エッジ検
出ブロック１２０と、フィールド内補間器１３０と、オ
プションのフィールドマージ補間器１４０と、エッジに
基づく補間器１５０と、オプションの非線形補間器１６
０とを含む。フィールドマージ補間器１４０および非線
形補間器１６０は、このシステムの代替的なエレメント
である。実際のシステムでは、これらのデバイスのうち
１つのみを用いる。以下の記載では、フィールドマージ
補間器１４０および非線形補間器１６０は、総称してフ
ィールド間補間器と呼ぶ。
【００４８】静的検出ブロック１１０は、画像中の対象
となる各々のピクセルについて、（もしあれば）移動度
を決定する。この移動度は、連続するフィールドと表示
される画像のフレームとの間に生じる。移動度は、３ビ
ット静的レベル値１１５として表される。エッジ検出ブ
ロック１２０は、対象のピクセルが、２つの視覚的に離
れた領域の間のエッジにあるかどうかを決定する。この
ブロックの出力信号は、エッジフラグ１２５である。ピ
クセル処理段１０２の残りのブロックは、種々の補間法
から対象のピクセルのいくつかの中間値を生成する。以
降で説明するように、これらの中間値は、静的レベル１
１５とエッジフラグ１２５とともに用いられて、対象の
ピクセルの出力値を生成する。
【００４９】選択段１７０は、これらの生成された中間
値のうち１つ以上を選択するか、または、合わせて、静
的レベル１１５およびエッジフラグ１２５の値に基づい
て対象のピクセルの出力値を生成し、どの補正フィルタ
を中間生成画像に適用すべきかを示すフラグを設定す
る。この段は、これらの選択を行うために決定論則を用
いて、計算上のオーバーヘッドをなくしている。
【００５０】フィルタリング段１８０は、選択段１７０
において設定されたフラグを用いて、補正フィルタを対
象のピクセルおよび隣接するピクセル（隣接する補間さ
れたピクセルを含む）に適用することによって検出し、
必要ならば、ノイズアーチファクトとなり得る対象のピ
クセルの値を補正する。対象のピクセルの最終的な値
は、フィルタリング段１８０によって生成される。
【００５１】（移動解析およびエッジ検出）図３に示さ
れるように、静的検出器１１０は、現在のフレーム（フ
ィールド３１０および３１２）から同時に発生するピク
セルと、以前のフレーム（フィールド３１４および３１
６）からのピクセルとを空間的に比較することによって
動作する。フィールドＮ ３１０は、対象のピクセル３
１３に垂直方向に隣接するピクセルＶおよびＹを有する
走査された行を含む。フィールドＮ−１ ３１２は、以
前のフィールドに存在していた対象のピクセルＢと、同
じ線上に他のピクセルとを含む。フィールドＮ−２ ３
１４およびフィールドＮ−３ ３１６は、以前に表示さ
れた画像フレームにおけるフィールドＮ ３１０および
フィールドＮ−１ ３１２と空間的に一致する行であ
る。対象のピクセル３１３に隣接し、対象のピクセル行
に対して垂直方向に隣接する行にある各ピクセル（すな
わち、ピクセルＵ、Ｖ、Ｗ、Ｘ，Ｙ、Ｚ）の値、およ
び、対象のピクセル位置に隣接する以前のフィールドか
らの各ピクセル（すなわち、ピクセルＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、
Ｅ、Ｆ）の値は、それぞれ、以前のフレームにおいて空
間的に一致するピクセル（Ｕ’、Ｖ’、Ｗ’、Ｘ’、
Ｙ’、Ｚ’およびＡ’、Ｂ’、Ｃ’、Ｄ’、Ｅ’、
Ｆ’）の値と比較される。比較結果は、比較されている
ピクセル値の差の絶対値として表される。図３の例で
は、表１に示される差が計算された。
【００５２】 表１ ｜Ａ−Ａ’｜ ｜Ｄ−Ｄ’｜ ｜Ｕ−Ｕ’｜ ｜Ｘ−Ｘ’｜ ｜Ｂ−Ｂ’｜ ｜Ｅ−Ｅ’｜ ｜Ｖ−Ｖ’｜ ｜Ｙ−Ｙ’｜ ｜Ｃ−Ｃ’｜ ｜Ｆ−Ｆ’｜ ｜Ｗ−Ｗ’｜ ｜Ｚ−Ｚ’｜ 次に、差の最も大きな値が４つの所定の閾値と比較さ
れ、得られた値は、０〜４まで（４を含む）の出力静的
レベル値として静的レベル１１５に格納される。静的レ
ベル値０は、差の最も大きな値が、閾値のいずれの値よ
りも小さいことを示す。静的レベル値１は、差の最も大
きな値が、第１の閾値よりも大きいが、他の閾値のいず
れの値よりも小さいことを示し、以下静的レベル値２、
３および４についても同様である。本発明の例示的な実
施形態において、ピクセル値は、０〜１０２３の間の１
０ビットである。これらのピクセルの例示的な移動閾値
は、３２、３８、４４および５０である。
【００５３】エッジ検出器１２０は、画像の選択された
領域にわたってピクセル差を調べることによって動作す
る。例えば、黒から白への大きな差は、エッジが存在し
得ることを示す。エッジを検出するための種々の方法が
存在する。本発明は、例えば、本願と同日に出願された
同時係属中の特許出願「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｅｄｇｅ
Ｂａｓｅｄ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ」に開示さ
れる方法を用い得る。本発明の例示的な実施形態におい
て、例えば、図４および図５に示されるように、水平方
向エッジ検出器４１０および垂直方向エッジ検出器４２
０は、対象のピクセルに隣接する走査された行にあるピ
クセルの値における変化率についての数値（「エッジ
長」と呼ばれる）を決定する。
【００５４】図４に示されるように、例示的な水平方向
エッジ検出器４１０は、２つの有限インパルス応答（Ｆ
ＩＲ）フィルタ４１２および４１４を含む。本発明の例
示的な実施形態において、これらＦＩＲフィルタの各々
は、図４に示される係数を有する５タップフィルタであ
る。フィルタの各々は、飛び越しビデオ信号の線にある
５つの連続するピクセルを各係数だけ乗算し、その結果
を合計する。
【００５５】水平方向エッジ検出器４１０の２つのフィ
ルタは、１つの飛び越しフィールドの連続する線につい
て動作する。フィルタによって提供される出力信号は、
補間されたピクセル位置（すなわち、ブロック４１３の
中心位置）における水平方向のエッジ長を示す。
【００５６】同様にして、垂直方向エッジ検出器４２０
は、２つのＦＩＲフィルタ４２２および４２４を採用
し、補間されたピクセル位置（すなわち、ブロック４２
３の中心位置）の垂直方向のエッジ長を表す出力信号を
生成する。フィルタ４２２および４２４はまた、飛び越
し画像の同じ線上で並行して動作する。
【００５７】図５は、エッジを検出する１つの例示的な
方法を示す。エッジ検出器４１０および４２０は、それ
ぞれブロック５１０および５２０によって示されるよう
に、水平方向のエッジおよび垂直方向のエッジについて
数値を返す。水平方向のエッジおよび垂直方向のエッジ
の値が、所定の閾値よりも大きい場合、ブロック５３０
および５４０において、強度の急な変化が検出され、エ
ッジが示される。値が両方とも所定の閾値よりも小さい
場合、ブロック５３２および５４２において、変化がな
いか緩慢な変化があるにすぎず、エッジは示されない。
さもなくば、ステップ５５０において、水平方向の値ま
たは垂直方向値のいずれかが、各閾値を超える場合、エ
ッジ検出器１２０は（図１に示される）エッジフラグ１
２５を設定し、画像内のエッジが対象のピクセル位置に
存在することを示す。
【００５８】（補間方法）本発明によって利用され得る
フィールド内補間法の一例を図６を参照して説明する。
本発明の例示的な実施形態において、フィールド内補間
器１３０は、対象のピクセルに垂直方向に隣接するピク
セル６２０および６３０の平均値である対象のピクセル
６１０の値を計算することによって動作する。本実施例
によるフィールド内補間器は、対象のピクセルの上下の
ピクセルを等しく重み付けする（すなわち、フィルタ係
数が０．５と０．５とである）ことによって出力ピクセ
ル値を決定する簡易２点双一次補間器である。フィール
ド内補間の他の方法を利用してもよく、本発明は、本明
細書中で説明されるフィールド内補間の方法に限定され
ない。
【００５９】本発明によって用いられ得る例示的なフィ
ールドマージ補間法を図７を参照して説明する。図中、
フィールドＮは、現在の画像に対して走査されかつ補間
された行を表し、フィールドＮ−１は、以前のフィール
ドからの対応するピクセルを表す。「Ｘ」は、各フィー
ルド内でアクティブなピクセルを示す。本発明の例示的
な実施形態において、フィールドマージ補間器１４０
は、現在のフレームの対象のピクセル７１０として、以
前のフィールドからのピクセル値７２０をコピーするこ
とによって動作する。フィールドマージ補間の他の方法
を利用してもよく、本発明は、本明細書中で説明される
フィールドマージ補間の方法に限定されない。
【００６０】図８は、本発明の例示的な実施形態によっ
て利用され得る例示的なエッジに基づく補間法を示す。
簡単にいうと、この例示的なエッジに基づく補間法は、
まず、水平方向および垂直方向の勾配エッジ長を計算す
ることによって動作する（図４および図５を参照して説
明した上述のエッジ検出の説明を参照されたい）。水平
方向および垂直方向の勾配エッジ長が所定の閾値を超え
る場合、エッジが存在すると仮定され、その水平方向お
よび垂直方向の勾配エッジ長を用いて、対象のピクセル
８３０を通るエッジ８４０の角度が計算される。本発明
の例示的な実施形態において、水平方向および垂直方向
のエッジ長の値は、バイナリビットストリングとして表
される。水平方向および垂直方向のエッジ長の値の差も
また、バイナリビットストリングとして格納される。多
くのエッジ長から最上位非０ビットの位置が探し出され
る。異なるビットストリングの対応する位置が探し出さ
れ、その位置の値が２で除算される。所定数のそれに続
くビット位置の値が、２のべき乗（すなわち、２２、２
３等）で除算され、合計される。得られた値を１．０か
らひく。正弦逆関数をこの値に適用して、対象のピクセ
ル８３０を通るエッジ８４０の角度を決定する。
【００６１】１つのピクセル位置について多くの水平方
向および垂直方向のエッジの差をとることにより、その
角度が計算されるので、得られる角度は、４５°未満で
あるか、４５°より大きいか、正であるか、または、負
であり得る。角度が４５°より大きいか、または、４５
°未満であるかは、２つの勾配値のうちどちらが大きい
かによって決定され得る。水平方向の勾配値の方が大き
い場合、角度は４５°未満である。計算された値が正ま
たは負の時点で、勾配値から決定するのはさらに困難と
される。本発明の例示的な実施形態において、このステ
ップは、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照して以降で説明
されるエッジフィルタによって行われる。
【００６２】対象のピクセル８３０の値は、補間フィル
タを対象のピクセル８３０に隣接し、かつ、対象のピク
セルを通る計算されたエッジ８４０に沿って並ぶピクセ
ル（例えば、８３２および８３４）の値に適用すること
により、エッジに基づく補間器１５０によって生成され
る。正の値および負の値の両方を有するエッジの値は、
エッジに基づく補間器１５０によって計算される。以降
で説明されるように、図１０Ａおよび図１０Ｂに示され
るエッジフィルタに応じて、これらの値から１つが選択
され得る。エッジに基づく補間の他の方法を利用しても
よく、本発明は、本明細書中で説明されるエッジに基づ
く補間の方法に限定されない。
【００６３】図９Ａおよび図９Ｂは、本発明の例示的な
実施形態によって利用され得る非線形補間法を示す。フ
ィールドＮは、対象のピクセル９０７に垂直かつ対角線
上に隣接するピクセル値を含む現在のフィールドの走査
された行を示す。対称のピクセル９０７は、補間された
ピクセルの行にある。フィールドＮの行に介在している
この行および他の行は、飛び越し走査画像のフィールド
Ｎをプログレッシブ走査画像のフレームＮに変換するた
めに生成される。フィールドＮ−１は、フィールドＮの
行およびピクセルに空間的に対応する以前に表示された
画像フィールドの行およびピクセルを表す。非線形補間
器１６０は、対象のピクセル９０７の上のピクセル９０
１の値、および、対象のピクセル９０７の下のピクセル
９０２の値と、ピクセル９０３、９０４および９０５の
値とをそれぞれ比較することによって動作する。ピクセ
ル９０４は、対象のピクセル９０７と空間的に一致する
が、以前のフレームでは、ピクセル９０３および９０５
は、ピクセル９０４に対して水平方向に隣接する。
【００６４】図９Ｆに示されるように、分類器９１０、
９１２および９１４は、それぞれ、ピクセル値の各セッ
ト（｛９０１，９０３，９０２｝、｛９０１，９０４，
９０２｝および｛９０１，９０５，９０２｝）を受け取
り、各セットから最大値および最小値を減算器９２０、
９２２および９２４へと送る。減算器９２０、９２２お
よび９２４は、それぞれ、大きな値から小さな値をひ
き、その結果を選択器９３０に送る。選択器９３０は、
どの減算器９２０、９２２および９２４が差の最小値９
２１、９２３または９２５を有しているかを判定する。
マルチプレクサ９４０は、この値を用いて、ピクセル値
のもとのセットのうち対応するメジアン値９１１、９１
３および９１５を選択する。選択されたメジアン値は、
図９Ｂに示されるように対象のピクセル９０７の値９５
０として生成される。
【００６５】（対象のピクセル値の選択）図１に示され
るように、ブロック１７０では、システムは、静的レベ
ル１１５、エッジ検出フラグ１２５および補間法の結果
１３０、１５０および１４０または１６０の結果に基づ
いて対象のピクセルの値を生成し、補正フラグ１７５も
また設定する。
【００６６】エッジ検出器フラグ１２５が設定される
と、エッジに基づく補間器１５０の出力が、対象のピク
セルの値として選択される。補正フィルタフラグ１７５
は、エッジフィルタを選択するために設定される。
【００６７】エッジ検出器フラグ１２５が設定されず、
移動が検出されない（例えば、静的レベル１１５が０で
ある）場合、フィールド間補間器（すなわち、フィール
ドマージ補間器１４０または非線形補間器１６０）の出
力が、対象のピクセルの値として選択される。補正フィ
ルタフラグ１７５は、非エッジフィルタを選択するため
に設定される。
【００６８】エッジ検出器フラグ１２５が設定されず、
大きな移動が検出された（例えば、静的レベル１１５が
４である）場合、フィールド内補間器の出力が、対象の
ピクセルの値として選択される。補正フィルタフラグ１
７５は、非エッジフィルタを選択するために設定され
る。
【００６９】あらゆる他のケース（例えば、静的レベル
１１５が１、２または３）では、フィールド間補間器お
よびフィールド内補間器１３０の結果が、静的レベル１
１５を変数として、表２に示されるように合わせられ
る。
【００７０】 表２ 静的レベル フィールド間（％） フィールド内（％） ０ １００ ０ １ ７５ ２５ ２ ５０ ５０ ３ ２５ ７５ ４ ０ １００ フィールド間補間器およびフィールド内補間器１３０に
よって生成される値は、それぞれ、静的レベル１１５に
ついて示されるパーセンテージだけ乗算され、その結果
を合計して、対象のピクセル値を生成する。例えば、フ
ィールド間補間器が値１２０を返し、フィールド内補間
器が値６０を返し、静的レベルが３であり得る。上記の
表を適用すると、対象のピクセルについて生成された値
は、（１２０＊２５％）＋（６０＊７５％）＝（３０＋
４５）＝７５と計算される。補正フィルタフラグ１７５
が、非エッジフィルタに対して設定される。
【００７１】（最終結果の補正およびフィルタリング）
ブロック１８０において、システムはフィルタを選択
し、適用して、対象のピクセル値を、表示されるべき画
像を構成するまわりのピクセルと確実に適合させる。補
正フィルタフラグ１７５が、エッジに基づくフィルタに
対して設定される場合、本発明によるエッジフィルタが
利用される。例示的なエッジフィルタを図１０Ａおよび
図１０Ｂに示す。例示的なフィルタは、少なくとも２つ
の予め選択された角度のマスクであり、３以上の行（少
なくとも２つの飛び越し走査行と１つの補間された行と
に対応する）を含む。一方のマスクは、正のエッジ角に
一致し、他方のマスクは、負のエッジ角に一致する。各
マスクは、所定の行数にわたって予め選択された角度か
らなるピクセルパターンである。例えば、図１０Ａは、
約４５°の角度で４行にわたるエッジマスクを表し、図
１０Ｂは、約３１５°の角度で４行にわたるエッジマス
クを表す。図１０Ａおよび図１０Ｂに示されるエッジフ
ィルタの各々は、例えば、適合されたフィルタとして動
作し得る。画像ピクセルまたはエッジマップが、エッジ
フィルタに一致する場合、比較的大きな値が生成され
る。出力値の振幅は、エッジマップに表されるように、
フィルタとエッジとの間のマッチングにともなって変化
する。
【００７２】複数のフィルタのうち少なくとも１つによ
って提供される出力値が、閾値を超える（すなわち、そ
のピクセル位置においてフィルタとエッジマップとの間
のおおよそのマッチングを示す）場合、そのピクセル
が、実際のエッジピクセルである可能性があり、エッジ
マップの角度（例えば、正または負）に最も近い角度を
有する（図１に示される）エッジ補間器１５０によって
提供されるエッジに補間されたピクセルの１つが選択さ
れる。エッジフィルタ間にマッチングがない場合、その
ピクセルはエッジピクセルではなく、画像のノイズアー
チファクトである可能性がある。以降に説明するよう
に、エッジフィルタは、ピクセルがエッジピクセルでな
く、フィールド間補間器およびフィール内補間器の結果
を合わせて提供される出力値が、対象のピクセルの補間
された値として選択される。
【００７３】補正フィルタフラグ１７５が非エッジフィ
ルタに対して設定された場合、図１１に示されるような
フィルタが適用される。例示的な補正フィルタは、２つ
の有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタ１１１０およ
び１１２０を含む。本発明の例示的な実施形態では、そ
れぞれ、４点ＦＩＲフィルタ１１１０は、例えば、係数
０．０８、０．４２、０．４２および０．０８を有し
得、３点ＦＩＲフィルタ１１２０は、例えば、係数０．
２５、０．５および０．２５を有し得る。３点ＦＩＲフ
ィルタ１１２０は、対象のピクセル値および対象のピク
セルの上下に補間されたピクセル値を３点ＦＩＲフィル
タ係数１１２０だけ乗算し、その結果を合計する。同様
に、４点ＦＩＲフィルタ１１１０は、対象のピクセル１
１０１上の２つの実際のピクセルの値および対象のピク
セル１１０１の直下にある２つのピクセルを４点ＦＩＲ
フィルタ係数１１１０だけ乗算し、その結果を合計す
る。３点ＦＩＲフィルタ１１２０および４点ＦＩＲフィ
ルタ１１１０によって生成される値を減算し、その結果
が所定の閾値と比較される。結果が所定の閾値を超える
場合、差が対象のピクセルの中間値に加えられ、対象の
ピクセルの最終出力値が生成される。
【００７４】（本発明の方法）図２は、例示的な方法の
ステップのフローチャートである。第１段は、対象のピ
クセルが、２つの視覚的に異なる領域間のエッジ上にあ
るか否かが判定され（ステップ２１０）、表示される画
像に移動が生じたか否かも判定される（ステップ２２
０）。この段はまた、種々の補間法から対象のピクセル
値の複数の可能な値を生成する（ステップ２３０）。
【００７５】ステップ２４０においてエッジ検出器がエ
ッジフラグを設定すると、ステップ２４１において、エ
ッジ補間器によって生成された中間値が、対象のピクセ
ルとして選択される。上述したように、エッジフラグが
設定されると、他のフラグまたは中間結果は評価されな
い。
【００７６】ステップ２４３において、（図１に示され
るように）静的レベル１１５が、移動がないかまたは微
小な移動であることを示す０である場合、ステップ２４
４において、フィールド間補間器からの値が選択され、
ステップ２５５および２５６において、非エッジ補正フ
ィルタを用いて画像を処理するために、補正フラグが設
定される。このフィルタは、図１１を参照して上述した
とおりである。補正フラグは、検出された微小な移動が
信号中のノイズ、または、誤って移動を示した可能性の
ある他のアーチファクトの結果でないことを確実にする
ために用いられる。ステップ２４６において、静的検出
器が高速移動を示す場合、ステップ２４７においてフィ
ールド内補間器からの値が選択され、以降で記載するよ
うにステップ２６０において、フィールド間補間器を用
いて混合モジュールを呼び出すために、フラグが設定さ
れる。混合モジュールを用いて、表２を参照して上述し
たように、静的レベル１１５の値によって示される移動
の程度に応じて、フィールド間補間器およびフィールド
内補間器からの結果が合わせられる。以前に説明したよ
うに、静的レベル１１５は、画像全体にわたって移動な
しから高速移動までの動きを示す。静的検出器が移動が
ないことを示した場合、ステップ２４９において、フィ
ールドマージ補間器からの値が選択され、混合モジュー
ルを呼び出すためにフラグが設定される。
【００７７】対象のピクセルがエッジ上にある（ステッ
プ２５０）場合、ステップ２５１において、エッジフィ
ルタが適用されて、画像中のノイズに起因して、対象の
ピクセルがエッジピクセルとして誤って分類され得るか
どうかを判定し得る。本発明の例示的な実施形態は、
「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＥＤＧＥ−ＢＡＳＥＤ ＩＮＴ
ＥＲＰＯＬＡＴＩＯＮ」と称する本願と同日に出願され
た同時係属中の特許出願に開示される方法を用いる。こ
の同時係属中の特許出願によれば、図１０Ａおよび図１
０Ｂを参照して上述したように、種々の所定の角度のピ
クセルパターンが、マスクとして生成される。ピクセル
およびそのまわりのピクセルが、すべてのマスクと同時
に比較される。走査された行と補間された行との両方に
おける対象のピクセルの領域にあるピクセルが、許容範
囲の所定のレベル内のエッジマスクに対応する場合、正
しいエッジが生成される信頼度は高い。
【００７８】エッジフィルタのいずれもが閾値よりも大
きな値を生成しない場合、対象のピクセルはエッジ上に
はなく、ステップ２５１が、混合モジュール（ステップ
２６０）を用いてピクセルの補間された値を計算するフ
ラグを設定する。ステップ２６０において、フィールド
間補間器およびフィールド内補間器によって生成される
値が重み付けされ、上述の表２に示されるチャートにし
たがって合わせられる。本方法によれば、対照のピクセ
ル値は、静的レベル１１５の値に示される移動の程度に
応じて、全体的に静的であるか、高速移動に従事してい
るかという条件を有する値の関数である。本発明によれ
ば、移動の程度にしたがってこれらの２つの極端な値を
組み合わせることによって、移動レベルを変動させる中
間値を計算する必要性がなくなる。ステップ２６０の
後、処理はステップ２７０で終了する。
【００７９】ある特定の実施形態を参照して図示し、上
述してきたが、本発明は、図示された細部に限定される
ようには意図されていない。むしろ、請求項の等価物の
範囲内において、本発明の意図から逸脱することなく、
細部における種々の実施形態が為され得る。
【００８０】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明は、飛
び越し走査画像をプログレッシブ走査画像に変換する方
法を含む。飛び越し走査画像の連続する行間に位置す
る、補間されたピクセルからなる行は、受け取った飛び
越し走査行に基づいて生成される。この方法は、移動が
もしあれば、対象のピクセル領域における移動の程度を
決定し、対象のピクセルが、視覚的に異なる領域間のエ
ッジ上にあるか否かを判定する。対象のピクセルについ
て複数の可能性のある補間値が、複数の補間方法（エッ
ジ補間、フィールド間補間、非線形補間およびフィール
ド内補間を含む）によって生成される。このシステム
は、移動の程度およびエッジ検出を用いて、対象のピク
セルの可能性のある値のうち１つ以上を選択するか、ま
たは、組み合わせる。少なくとも１つの補正フィルタを
その結果に適用して、飛び越し走査画像における電気ノ
イズによって生じるエラーを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムの実施形態のブロック図
【図２Ａ】本発明の方法のフローチャート
【図２Ｂ】本発明の方法のフローチャート
【図３】本発明の静的検出モジュールを示す画像フィー
ルド図
【図４】本発明によって利用されるエッジ検出フィルタ
を説明するに有効なデータ図
【図５】本発明のエッジ検出モジュールを説明するフロ
ーチャート
【図６】本発明とともに用いられ得るフィールド内補間
法を説明するに有効なピクセル図
【図７】本発明によって用いられ得るフィールドマージ
補間法を説明するに有効なデータ図
【図８】本発明によって用いられ得るエッジに基づく補
間法を説明するに有効なピクセル図
【図９Ａ】本発明によって用いられ得る非線形補間法を
説明するに有効なピクセル図
【図９Ｂ】本発明によって用いられ得る非線形補間法を
説明するに有効なピクセル図
【図９Ｃ】本発明によって用いられ得る非線形補間法を
説明するに有効なピクセル図
【図９Ｄ】本発明によって用いられ得る非線形補間法を
説明するに有効なピクセル図
【図９Ｅ】本発明によって用いられ得る非線形補間法を
説明するに有効なピクセル図
【図９Ｆ】図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄおよび図９
Ｅを参照して説明した非線形補間法を実行する装置を説
明するに有効なブロック図
【図１０Ａ】本発明によって利用されるエッジ補正フィ
ルタを説明するに有効なピクセル図
【図１０Ｂ】本発明によって利用されるエッジ補正フィ
ルタを説明するに有効なピクセル図
【図１１】本発明とともに用いるに適した補正フィルタ
のブロック図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スコット ミラー アメリカ合衆国 ペンシルベニア 18041, イースト グリーンビル， ジェファー ソン ストリート 219 Ｆターム(参考） 5C063 AA01 AA10 BA04 BA08 BA09 BA10 CA01 CA05

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 飛び越し走査ビデオ信号画像をプログレ
    ッシブ走査ビデオ信号に変換する方法であって、 （ａ）補間された画素（ピクセル）からなる行の対象の
    ピクセル位置が、視覚的に異なる領域間のエッジ上にあ
    るか否かを判定するステップと、 （ｂ）以前に表示された画像と飛び越し走査画像との間
    の該対象のピクセル位置の領域における移動の程度を決
    定するステップと、 （ｃ）該対象のピクセル位置に補間されたピクセルにつ
    いて複数の可能性のある値を生成するステップと、 （ｄ）該対象のピクセル位置がエッジにあるか否かの判
    定結果、および、該対象のピクセル位置の該領域におけ
    る該決定された移動の程度に応じて、該補間されたピク
    セルの該複数の可能性のある値から少なくとも１つの可
    能性のある値を選択するステップとを包含する、方法。
  2. 【請求項２】 前記ステップ（ｃ）は、 エッジ補間値を生成するステップと、 フィールド間補間値を生成するステップと、 フィールド内補間値を生成するステップとを包含し、 前記ステップ（ｄ）は、前記対象のピクセル位置がエッ
    ジにあるという判定結果に応じて、該エッジ補間値を選
    択するステップを包含する、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ステップ（ａ）は、 前記対象のピクセル位置の垂直方向のエッジ長値を生成
    するステップと、 該対象のピクセル位置の水平方向のエッジ長値を生成す
    るステップと、 該垂直方向のエッジ長値および該水平方向のエッジ長値
    と閾値とを比較するステップと、 該水平方向のエッジ長値および該垂直方向のエッジ長値
    のうち少なくとも一方が所定の閾値を超える場合、該対
    象のピクセル位置がエッジ上にあるか否かを判定するス
    テップとを包含し、 該エッジ補間値を生成するステップは、 該垂直方向のエッジ長値および該水平方向のエッジ長値
    に応じて該エッジの角度を決定するステップと、 該決定された角度に沿って位置する前記飛び越し走査画
    像におけるピクセルに応じて、該エッジ補間値を生成す
    るステップとを包含する、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記ステップ（ｄ）は、 前記フィールド内補間値および前記フィールド間補間値
    を選択するステップと、 前記補間されたピクセル値を生成するために、前記ステ
    ップ（ｂ）で決定された前記移動の程度にしたがって、
    該フィールド内補間値および該フィールド間補間値を合
    わせるステップとを包含する、請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記フィールド間補間値を生成するステ
    ップは、フィールドマージ補間値を生成するステップを
    包含する、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記フィールド間補間値を生成するステ
    ップは、非線形補間値を生成するステップを包含する、
    請求項４に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記以前に表示された画像と飛び越し走
    査画像との間の対象のピクセル位置の領域における移動
    の程度を決定するステップは、 該飛び越し走査画像の該領域、および、該以前に表示さ
    れた画像の対応する領域における対応する複数のピクセ
    ル位置を選択するステップと、 それぞれ複数の差の値を生成するステップであって、該
    値の各々は、該飛び越し走査画像における該選択された
    複数のピクセル位置のうち１つと、該以前に表示された
    画像の該対応するピクセル位置の各々との差を表す、ス
    テップと、 該複数の差の値のうち最大の差の値を決定するステップ
    と、 該対象のピクセル位置の該領域における移動の程度を決
    定するために、該最大の差の値を複数の異なる閾値とそ
    れぞれ比較するステップと、 を包含する、請求項１に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記飛び越し走査ビデオ画像における電
    気ノイズから生じる、前記補間されたピクセルにおける
    エラーを低減するために、該補間されたピクセル値をフ
    ィルタリングするステップをさらに包含する、請求項１
    に記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記補間されたピクセルをフィルタリン
    グするステップは、 前記対象のピクセル位置が視覚的に異なる領域間のエッ
    ジ上にあると判定される場合、前記飛び越し走査画像に
    おける該補間されたピクセルおよび他のピクセルと、複
    数のエッジマスクとを比較して、それぞれ複数の相関値
    を生成するステップと、 該複数の相関値のいずれも所定の閾値を超えない場合、
    該補間されたピクセルの新たな値を計算するステップと
    を包含する、請求項８に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記ステップ（ｃ）は、 エッジ補間値を生成するステップと、 非線形補間値を生成するステップと、 フィールド間補間値を生成するステップとを包含し、前
    記補間されたピクセルの新たな値を計算するステップ
    は、該補間されたピクセルの該新たな値を生成するため
    に、該ステップ（ｂ）で決定された前記移動の程度にし
    たがって、前記フィールド内補間値および該フィールド
    間補間値を合わせるステップを包含する、請求項９に記
    載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記フィールド間補間値を生成するス
    テップは、フィールドマージ補間値を生成するステップ
    を包含する、請求項１０に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記フィールド間補間値を生成するス
    テップは、非線形補間値を生成するステップを包含す
    る、請求項１０に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 フレーム間の移動を示す飛び越し走査
    ビデオ画像をプログレッシブ走査ビデオ画像に変換する
    方法であって、 最後に表示された画像と現在の画像との間の対象の画素
    （ピクセル）位置の領域における移動の程度を決定する
    ステップと、 該対象のピクセル位置についてフィールド内に補間され
    たピクセル値を生成するステップと、 該対象のピクセル位置についてフィールド間に補間され
    たピクセル値を生成するステップと、 該プログレッシブ走査ビデオ画像用の補間された出力ピ
    クセル値を生成するために、該領域における該移動の程
    度によって決定された比率で、該フィールド内に補間さ
    れたピクセル値および該フィールド間に補間されたピク
    セル値を組み合わせるステップとを包含する、方法。
  14. 【請求項１４】 前記最後に表示された画像と現在の画
    像との間の対象のピクセル位置の領域における移動の程
    度を決定するステップは、 該現在の画像の領域、および、該最後に表示された画像
    の対応する領域にある複数の対応するピクセル位置を選
    択するステップと、 それぞれ複数の差の値を生成するステップであって、該
    値の各々は、該現在の画像における該選択されたピクセ
    ル位置の１つと、該最後に表示された画像における対応
    するピクセル位置のそれぞれとの間の差を表す、ステッ
    プと、 該複数の差の値のうち最大の差の値を決定するステップ
    と、 該対象のピクセル位置の該領域における該移動の程度を
    決定するために、該最大の差の値を複数の異なる閾値の
    それぞれと比較するステップとを包含する、請求項１３
    に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記フィールド間に補間されたピクセ
    ル値を生成するステップは、フィールドマージ補間値を
    生成するステップを包含する、請求項１４に記載の方
    法。
  16. 【請求項１６】 前記フィールド間に補間されたピクセ
    ル値を生成するステップは、非線形補間されたピクセル
    値を生成するステップを包含する、請求項１４に記載の
    方法。
  17. 【請求項１７】 前記非線形補間されたピクセル値を生
    成するステップは、ピクセル値のセットごとに、それぞ
    れ最小値、最大値およびメジアン値を決定するステップ
    であって、該ピクセル値のセットの各々は、前記飛び越
    し走査画像における前記対象のピクセル位置に対して垂
    直方向に隣接するピクセル位置の各ピクセル値、およ
    び、該対象のピクセル位置と、該対象のピクセル位置に
    対して水平方向に隣接するピクセル位置とを含む以前の
    フレームからのそれぞれのピクセル位置を含む、ステッ
    プと、 ピクセル値のセットごとに最大値と最小値との間のそれ
    ぞれの差の値を決定するステップと、 前記非線形補間された値として、該差の値のうちいずれ
    よりも小さい差の値を有するセットから該メジアン値を
    選択するステップとを包含する、請求項１６に記載の方
    法。
  18. 【請求項１８】 飛び越し走査ビデオ画像の連続する線
    間の対象の画素（ピクセル）位置について非線形補間さ
    れたピクセル値を生成する方法であって、該ビデオ画像
    は、複数の連続フィールドを含み、一対のフィールドの
    各々は、画像フレームを規定しており、 ピクセル値のセットごとに、それぞれ最小値、最大値お
    よびメジアン値を決定するステップであって、該ピクセ
    ル値のセットの各々は、該飛び越し走査画像における該
    対象のピクセル位置に対して垂直方向に隣接するピクセ
    ル位置の各ピクセル値、および、該対象のピクセル位置
    と、該対象のピクセル位置に対して水平方向に隣接する
    ピクセル位置とを含む以前のフレームからのそれぞれの
    ピクセル位置を含む、ステップと、 ピクセル値のセットごとに最大値と最小値との間のそれ
    ぞれの差の値を決定するステップと、 該非線形補間された値として、該差の値のうちいずれよ
    りも小さい差の値を有するセットから該メジアン値を選
    択するステップとを包含する、方法。
  19. 【請求項１９】 飛び越し走査画像信号からプログレッ
    シブ走査画像信号に変換するシステムであって、 補間されたピクセルからなる行の対象の画素（ピクセ
    ル）位置が、該飛び越し走査画像信号によって規定され
    る現在の画像の視覚的に異なる領域間のエッジ上にある
    か否かを判定し、エッジフラグを提供するエッジ検出器
    と、 以前に表示された画像と現在の画像との間の該対象のピ
    クセル位置を含む該現在の画像のさらなる領域における
    移動の程度を決定し、静的レベル値を提供する移動検出
    器と、 該対象のピクセル位置において補間されたピクセルにつ
    いて複数の可能性のある値を生成する複数のピクセル補
    間器であって、該複数の可能性のある値の各々は、それ
    ぞれ異なる方法によって生成される、複数のピクセル補
    間器と、 該エッジフラグおよび該静的レベル値に応じて、該補間
    されたピクセルの該複数の可能性のある値から少なくと
    も１つの可能性のある値を選択する選択器とを備える、
    システム。
  20. 【請求項２０】 前記複数のピクセル補間器は、 エッジ補間器と、 フィールド間補間器と、 フィールド内補間器とを備える、請求項１９に記載のシ
    ステム。
  21. 【請求項２１】 前記フィールド間補間器は、フィール
    ドマージ補間器および非線形補間器からなる群から選択
    される、請求項２０に記載のシステム。
  22. 【請求項２２】 前記エッジ検出器は、 前記対象のピクセル位置に対して垂直方向のエッジ長値
    を生成する垂直方向フィルタと、 該対象のピクセル位置に対して水平方向のエッジ長値を
    生成する水平方向フィルタと、 該垂直方向のエッジ長値および該水平方向のエッジ長値
    と、閾値とを比較し、該水平方向のエッジ長値および該
    垂直方向のエッジ長値のうち少なくとも一方が所定の閾
    値を超える場合、前記エッジフラグを提供する比較器と
    を備え、 前記エッジ補間器は、 該垂直方向のエッジ長値および該水平方向のエッジ長値
    を合わせて、該エッジの角度を決定するプロセッサと、 該補間されたピクセル値を生成するために、該エッジの
    該決定された角度に一致する、該対象のピクセル位置に
    対する角度を有する線上にある飛び越しフィールドから
    ピクセル値を処理する補間器とを備える、請求項２０に
    記載のシステム。
  23. 【請求項２３】 前記移動検出器は、 複数の差の値のそれぞれを生成する複数の減算器であっ
    て、差の値はそれぞれ、前記現在の画像における選択さ
    れたピクセル位置と、前記以前に表示された画像におけ
    る対応するピクセル位置のそれぞれとの間の差を表す、
    複数の減算器と、 該複数の差の値のうち最大の差の値を決定する最大比較
    器と、 前記対象のピクセル位置の領域における前記移動の程度
    を決定するために、該最大の差の値と、異なる閾値のそ
    れぞれとを比較する複数のさらなる比較器であって、前
    記静的レベル値は、該最大の差の値よりも小さい各閾値
    を有する該さらなる比較器に応じて提供される、さらな
    る比較器とを備える、請求項１９に記載のシステム。
  24. 【請求項２４】 前記選択器は、前記フィールド内補間
    値および前記フィールド間補間値を選択し、前記補間さ
    れたピクセル値を生成するために、前記静的レベル値に
    比例して、該フィールド内補間値および該フィールド間
    補間値を合わせる重み付け平均回路をさらに備える、請
    求項２３に記載のシステム。
  25. 【請求項２５】 前記飛び越し走査ビデオ画像における
    電気ノイズから生じる、前記補間されたピクセルのエラ
    ーを低減するために、前記補間されたピクセル値を処理
    するフィルタをさらに備える、請求項１９に記載のシス
    テム。
  26. 【請求項２６】 前記フィルタは、 複数の相関器であって、該複数の相関器の各々は、前記
    飛び越し走査画像における前記補間されたピクセルおよ
    び他のピクセルと、各エッジマスクとを比較し、複数の
    相関値をそれぞれ生成する、複数の相関器と、 該複数の相関値の各々を所定の閾値と比較して、該複数
    の相関値のうち少なくとも１つが該所定の閾値を超える
    場合、有効なエッジフラグを設定する比較器と、 該有効なフラグが設定されない場合、該補間されたピク
    セルの新たな値を計算するさらなる補間器とを備える、
    請求項２５に記載のシステム。
  27. 【請求項２７】 前記複数のピクセル補間器は、 エッジ補間値を生成するエッジ補間器と、 フィールド間補間値を生成するフィールド間補間器と、 フィールド内補間値を生成するフィールド内補間器とを
    備え、 前記さらなる補間器は、前記補間されたピクセルの前記
    新たな値を生成するために、前記静的レベル値に比例し
    て、該フィールド間補間値および該フィールド内補間値
    を合わせる重み付け平均回路を備える、請求項２６に記
    載のシステム。
  28. 【請求項２８】 飛び越し走査ビデオ信号をプログレッ
    シブ走査ビデオ信号に変換するシステムであって、 最後に表示された画像と現在の画像との間の対象のピク
    セル位置の領域における移動の程度を決定し、静的レベ
    ル値を生成する移動検出器と、 フィールド内補間されたピクセル値を生成するフィール
    ド内補間器と、 非線形補間されたピクセル値を生成する非線形補間器
    と、 該プログレッシブ走査ビデオ画像の補間された出力ピク
    セル値を生成するために、該静的レベル値に比例して、
    該フィールド内補間されたピクセル値および該非線形補
    間されたピクセル値を組み合わせる重み付け平均回路と
    を備える、システム。
  29. 【請求項２９】 前記移動検出器は、 複数の差の値をそれぞれ生成する複数の減算器であっ
    て、該複数の差の値の各々は、前記現在の画像において
    選択されたピクセル位置と、前記最後に表示された画像
    におけるそれぞれ対応するピクセル位置との間の差を表
    す、複数の減算器と、 該複数の差の値のうち最大の差の値を決定する最大比較
    器と、 該最大の差の値と異なる閾値とをそれぞれ比較し、前記
    対象のピクセル位置の前記領域における前記移動の程度
    を決定する複数のさらなる比較器であって、前記静的レ
    ベル値は、該最大の差の値よりも小さい各閾値を有する
    該さらなる比較器に応じて提供される、複数のさらなる
    比較器とを備える、請求項２８に記載のシステム。
  30. 【請求項３０】 前記非線形補間器は、 複数のメジアンフィルタであって、該複数のメジアンフ
    ィルタの各々は、ピクセル値のセットごとにそれぞれ最
    小値、最大値およびメジアン値を決定し、該ピクセル値
    のセットの各々は、前記飛び越し走査画像における前記
    対象のピクセル位置に対して垂直方向に隣接するピクセ
    ル位置の各ピクセル値、および、該対象のピクセル位置
    および該対象のピクセル位置に対して水平方向に隣接す
    るピクセル位置を含む以前のフレームからの各ピクセル
    位置を含む、複数のメジアンフィルタと、 該複数のメジアンフィルタのそれぞれによって提供され
    るピクセル値のセットごとに、最大値と最小値との間の
    差の値をそれぞれ決定する複数の減算器と、 前記非線形補間値として、該差の値のいずれよりも小さ
    い該差の値に相当する該メジアン値を選択するマルチプ
    レクサとを備える、請求項２９に記載のシステム。
  31. 【請求項３１】 飛び越し走査画像をプログレッシブ走
    査画像に変換する非線形補間器であって、該飛び越し走
    査画像は複数の連続するフィールドを含み、一対のフィ
    ールドの各々はフレームを規定しており、該非線形補間
    器は、対象のピクセル位置の補間されたピクセル値を生
    成し、該対象のピクセル位置は、該飛び越し走査画像の
    ２つのピクセル位置間で垂直方向に並んでおり、 複数のメジアンフィルタであって、該複数のメジアンフ
    ィルタの各々は、ピクセル値のセットごとにそれぞれ最
    小値、最大値およびメジアン値を決定し、該ピクセル値
    のセットの各々は、該飛び越し走査画像における該対象
    のピクセル位置に対して垂直方向に隣接するピクセル位
    置の各ピクセル値、および、該対象のピクセル位置およ
    び該対象のピクセル位置に対して水平方向に隣接するピ
    クセル位置を含む以前のフレームからの各ピクセル位置
    を含む、複数のメジアンフィルタと、 該複数のメジアンフィルタの各々によって提供されるピ
    クセル値のセットごとに最大値と最小値との間の差の値
    をそれぞれ決定する複数の減算器と、 該非線形補間されたピクセル値として、該差の値のうち
    いずれよりも小さい異なる値に相当する該メジアン値を
    選択するマルチプレクサとを備える、非線形補間器。
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