JP2003189256A - 画像信号処理装置及び方法 - Google Patents

画像信号処理装置及び方法

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JP2003189256A JP2001380760A JP2001380760A JP2003189256A JP 2003189256 A JP2003189256 A JP 2003189256A JP 2001380760 A JP2001380760 A JP 2001380760A JP 2001380760 A JP2001380760 A JP 2001380760A JP 2003189256 A JP2003189256 A JP 2003189256A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 倍速変換することにより生成された画像信号
において、様々な画像のバリエーションにおいても、面
フリッカ妨害を抑えつつ画像の動きをスムーズにする。 【解決手段】 コマの最初が第１のフィールドで始ま
り、かつ倍速変換された信号が入力され、演算した画素
信号レベルの差分値に基づいて第１のフィールドを特定
し、各検出画素について補間画素データを算出し、特定
した第１のフィールドから後へフィールドが移行するに
つれてシフト量が順次増大するように、動きベクトルの
ベクトル方向へ検出画素の位置をシフトさせた画素位置
に補間画素データを書き込む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、倍速変換すること
により生成された画像信号の各検出画素の位置をシフト
させる画像信号処理装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】テレビ放送の走査方式としては、従来か
ら水平走査線を１本おきに飛越して走査するインタレー
ス走査方式が最も広く採用されている。このインタレー
ス走査方式では、奇数番目の走査線から構成されるフィ
ールド画像と、偶数番目の走査線から構成されるフィー
ルド画像により１枚のフレーム画像を形成し、画面全体
がちらついて見える面フリッカ妨害を抑え、画面品質の
劣化を防止する。
【０００３】また、このインタレース走査方式は、世界
各国のテレビジョン標準方式として採用されており、こ
のうち例えば欧州のテレビジョン放送におけるＰＡＬ(P
haseAlternation by Line)方式では、フィールド周波数
が５０〔Ｈｚ〕（フレーム画像が２５フレーム／秒、フ
ィールド画像が５０フィールド／秒）で構成される。
【０００４】特にこのＰＡＬ方式では、更なる面フリッ
カ妨害の抑制を期すべく、入力画像信号を補間等の処理
を行うことにより、フィールド周波数を５０Ｈｚから２
倍の１００Ｈｚの画像信号に変換する、フィールド周波
数倍速方式が従来より採用されている。
【０００５】図１０は、このフィールド周波数倍速方式
を適用したフィールド倍速変換回路５のブロック構成例
を示している。このフィールド倍速変換回路５は、入力
端子６１と、ＣＲＴ６３と、水平垂直偏向回路６２とを
備えるテレビジョン受像機６に集積化される。このフィ
ールド倍速変換回路５は、倍速変換部５１と、フレーム
メモリ５２とを備える。
【０００６】倍速変換部５１は、入力端子６１から入力
された、例えばＰＡＬ方式の５０フィールド／秒の画像
信号を、フレームメモリ５２へ書き込む。また、この倍
速変換部５１は、フレームメモリ５２へ書き込んだ画像
信号を、書込み時の２倍の速度で読み出す。これによ
り、５０フィールド／秒の画像信号の周波数を２倍に変
換し、１００フィールド／秒の画像信号を生成すること
ができる。
【０００７】倍速変換部５１は、倍速変換した画像信号
をＣＲＴ６３へ出力する。ＣＲＴ６３は、入力された画
像信号を画面上に表示する。なお、ＣＲＴ６３における
画像信号の水平、垂直の偏向は、水平垂直偏向回路６２
において生成された、入力画像信号の２倍の周波数の水
平垂直鋸歯状波に基づいて制御する。
【０００８】図１１は、倍速変換前後の各画像信号にお
ける各フィールドと画素位置との関係を示している。こ
こで横軸は時間、縦軸は画素の垂直方向の位置を示す。
また、図１１(a)の白丸で示した画像信号は、倍速変換
前の５０フィールド／秒のインタレース画像信号であ
り、図１１(b)の黒丸で示した画像信号は、倍速変換し
た１００フィールド／秒のインタレース画像信号であ
る。
【０００９】図１１(a)に示す画像信号において、フィ
ールドｆ１とフィールドｆ２は、フィルムの同一のコマ
から作成された信号となり、以下同様にフィールドｆ３
とフィールドｆ４も同一のコマを構成する。これらの画
像信号は、インタレース画像信号であるため、隣り合う
フィールド間で垂直方向の画素位置が異なる。このた
め、インタレース性を保ちつつ、各フィールド間に１個
ずつのフィールドを新規に生成することはできない。
【００１０】そこで、図１１(b)に示すように、フィー
ルドｆ１とフィールドｆ２の間に、新規に２枚のフィー
ルドｆ２´、ｆ１´を生成する。そして、フィールドｆ
２とフィールドｆ３の間では、フィールドの生成を行わ
ず、フィールドｆ３とフィールドｆ４の間に、新規に２
枚のフィールドｆ４´、ｆ３´を生成する。すなわち４
フィールド、２フレームで１つのコマを形成する。
【００１１】この新規に生成したフィールドｆ１´、ｆ
２´、・・・は、それぞれの画素値を、各画素の周囲３
画素の中間値として、メディアン・フィルタ等を用いて
求める場合もある。また、この新規に生成したフィール
ドｆ１´、ｆ２´、・・・は、それぞれフィールドｆ
１、ｆ２、・・と同じ内容となる。
【００１２】すなわち、フィールド倍速変換回路５は、
倍速変換前の画像信号のフィールド間に２枚のフィール
ドを新規に生成する部分と全く生成しない部分とを交互
に配置することで、単位時間当たりの画面枚数を増やす
ことができ、上述の面フリッカ妨害を抑えることが可能
となる。
【００１３】ところで、２４コマ/秒の静止画で構成さ
れる映画のフィルムを通常のテレビで見るためには、イ
ンターレースのテレビ信号にするために、テレビシネマ
変換（以下、テレシネ変換と称する）を行う。このテレ
シネ変換後の画像信号において、水平方向へ画像が移動
する場合における各フィールドと画像位置の関係を図１
２に示す。ここで横軸は画像の水平方向における位置、
縦軸は時間を示している。図１２(a)に示す倍速変換前
の画像信号において、フィールドｆ１、ｆ２は、同一の
コマを構成するため、同じ位置に画像が表示される。こ
の画像は、フィールドｆ３に移行すると水平方向（右方
向）へ移動する。フィールドｆ４は、フィールドｆ３と
同一のコマを構成するため、フィールドｆ３と同一の位
置に表示される。
【００１４】この図１２(a)に示すテレシネ変換後の画
像信号をフィールド周波数倍速方式により倍速変換する
と、図１２(b)に示すように、同一のコマを構成するフ
ィールドｆ１、ｆ２´、ｆ１´、ｆ２で、同一位置に同
一の画像が表示される。同様に、同一のコマを構成する
フィールドｆ３、ｆ４´、ｆ３´、ｆ４で同一位置に同
一の画像が表示される。
【００１５】また、倍速変換前のテレビジョン信号（以
下、ＴＶ信号という）において、水平方向へ画像が移動
する場合における各フィールドと画像位置の関係を図１
３(a)に示す。この図１３(a)において、フィールドｆ
１、ｆ２、ｆ３・・・は、それぞれ独立したコマを形成
するため、別の位置に画像が表示される。この画像は、
フィールドｆ１から、ｆ２、ｆ３・・・と移行する毎
に、水平方向（右方向）へ移動する。
【００１６】この図１３(a)に示すテレビ信号の画像信
号をフィールド周波数倍速方式により倍速変換すると、
図１３(b)に示すように、同一のコマを構成するフィー
ルドｆ１、ｆ２´において、同一位置に同一の画像が表
示される。同様に、同一のコマを構成するフィールドｆ
１´、ｆ２において、同一位置に同一の画像が表示され
る。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１２
(b)に示すように、テレシネ変換後、倍速変換した画像
信号において、画像はフィールドｆ１〜ｆ２まで同じ位
置に表示される一方、ｆ２〜ｆ３に移行する場合に大き
く水平方向へ移動する。同様にＴＶ信号を倍速変換した
画像信号についても、図１３(b)に示すように、画像は
フィールドｆ１〜ｆ２´まで同じ位置に表示される一
方、ｆ２´〜ｆ１´に移行する場合に大きく水平方向へ
移動する。
【００１８】特に出力画像信号は、１／１００秒の周期
で規則的に各フィールドを構成しているため、画像の動
作する時間帯が画像の静止する時間帯と比較して短く、
実際にＣＲＴを介して番組を視聴すると画像の動きが不
連続に見えるという問題があった。
【００１９】更に、例えば水平方向へ画像が移動しなが
ら画素値が変化するような、様々な画像のバリエーショ
ンにおいても、画像の動きの不連続性を効率よく解消す
る必要がある。
【００２０】そこで、本発明は、上述したような実情に
鑑みて提案されたものであり、倍速変換することにより
生成された画像信号において、特に様々な画像のバリエ
ーションにおいても、面フリッカ妨害を抑えつつ、画像
の動きをスムーズにすることにより相乗的に画質を向上
できる画像信号処理装置及び方法を提供することを目的
とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した課
題を解決するために、コマの最初が第１のフィールドで
始まり、かつ倍速変換された信号が入力され、演算した
画素信号レベルの差分値に基づいて第１のフィールドを
特定し、各検出画素について補間画素データを算出し、
特定した第１のフィールドから後へフィールドが移行す
るにつれてシフト量が順次増大するように、動きベクト
ルのベクトル方向へ検出画素の位置をシフトさせた画素
位置に補間画素データを書き込む画像信号処理装置及び
方法を発明した。
【００２２】すなわち、本発明を適用した画像信号処理
装置は、コマの最初が第１のフィールドで始まる、倍速
変換された画像信号が入力され、入力された上記画像信
号において、現フィールドの検出画素と、上記現フィー
ルドから１フレーム後のフィールドの同一箇所における
検出画素との間で、画素信号レベルの差分値を演算し、
当該差分値に基づき上記第１のフィールドを特定するシ
ーケンス検出手段と、上記現フィールドの検出画素につ
いて、上記現フィールドから１フレーム又は２フレーム
後のフィールドに対する動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出手段と、上記現フィールドの検出画素の画素
データ、及び上記現フィールドから１フレーム又は２フ
レーム後のフィールドにおける各画素の画素データに基
づき、当該検出画素についての補間画素データを算出す
るデータ演算手段と、上記第１のフィールドから後へ続
くフィールドにおいて、上記現フィールドの検出画素の
位置から上記動きベクトルのベクトル方向へシフトさせ
た画素位置に上記補間画素データを書き込む画像制御手
段とを備え、上記画像制御手段は、上記第１のフィール
ドから後へフィールドが続く毎に、検出した上記動きベ
クトルのベクトル量の範囲内で、上記シフトさせる量を
順次増大させることを特徴とする。
【００２３】また、本発明を適用した画像信号処理方法
は、コマの最初が第１のフィールドで始まる、倍速変換
された画像信号が入力され、入力された上記画像信号に
おいて、現フィールドの検出画素と、上記現フィールド
から１フレーム後のフィールドの同一箇所における検出
画素との間で、画素信号レベルの差分値を演算し、当該
差分値に基づき上記第１のフィールドを特定し、上記現
フィールドの検出画素について、上記現フィールドから
１フレーム又は２フレーム後のフィールドに対する動き
ベクトルを検出し、上記現フィールドの検出画素の画素
データ、及び上記現フィールドから１フレーム又は２フ
レーム後のフィールドにおける各画素の画素データに基
づき、当該検出画素についての補間画素データを算出
し、上記第１のフィールドから後へ続くフィールドにお
いて、上記現フィールドの検出画素の位置から上記動き
ベクトルのベクトル方向へシフトさせた画素位置に上記
補間画素データを書き込み、上記画像制御手段は、上記
第１のフィールドから後へフィールドが続く毎に、検出
した上記動きベクトルのベクトル量の範囲内で、上記シ
フトさせる量を順次増大させることを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した画像信号
処理装置及び方法について図面を参照して詳細に説明す
る。
【００２５】図１は、本発明の第１の実施の形態におけ
る画像信号処理装置１のブロック構成図である。画像信
号処理装置１は、例えばＰＡＬ(Phase Alternation by
Line)方式によるテレビジョン受像機に内蔵され、テレ
シネ変換した画像信号やテレビジョン信号（以下、ＴＶ
信号という）が入力される。またこの画像信号処理装置
１は、図１に示すように、第１の画像メモリ１１と、第
２の画像メモリ１２と、シーケンス検出部１３と、デー
タ選択部１４と、動きベクトル検出部１５と、画像シフ
ト部１６を備えている。
【００２６】第１の画像メモリ１１は、テレシネ変換し
た画像を倍速変換することにより生成された１コマが４
フィールドで構成された、例えば１００フィールド／秒
のインタレース画像データが順次供給される。また、こ
の第１の画像メモリ１１は、ＴＶ信号を倍速変換するこ
とにより生成された１コマが２フィールドで構成され
た、例えば１００フィールド／秒のインタレース画像信
号が順次供給される。
【００２７】第１の画像メモリ１１は、供給された画像
データを、各フィールド単位で、１フレーム分格納す
る。すなわち、第１の画像メモリ１１から出力される画
像データは、この第１の画像メモリ１１に供給される画
像信号より１フレーム後になる。
【００２８】第２の画像メモリ１２は、第１の画像メモ
リ１１と同様の内部構成を有し、第１の画像メモリ１１
から供給された画像データを、各フィールド単位で、１
フレーム分格納する。すなわち、第２の画像メモリ１２
から出力される画像データは、この第２の画像メモリ１
２に供給される画像データより１フレーム後になり、第
１の画像メモリ１１に供給される画像データより２フレ
ーム後になる。この第２の画像メモリ１２に格納された
画像データＤ１は、動きベクトル検出部１５及び画像シ
フト部１６に供給される。
【００２９】シーケンス検出部１３は、第１の画像メモ
リ１１に供給される画像データと、第１の画像メモリ１
１から出力される画像データを検出し、各画素毎に画像
信号レベルを比較し、両者間で差分値を演算する。すな
わち、このシーケンス検出部１３は、画面上の同一箇所
における画素の画像信号レベルを、１フレーム間隔で比
較する。シーケンス検出部１３は、画像信号レベルの差
分値の演算結果を画像シフト部１５へ送信する。シーケ
ンス検出部１３は、上述の如く各フィールドの特定に加
え、テレシネ変換された信号か、ＴＶ信号かを判別し、
当該判別結果を移動量情報として画像シフト部１６等へ
送信する。
【００３０】データ選択部１４は、第１の画像メモリ１
１に供給される画像データと、第１の画像メモリ１１か
ら出力される画像データが入力される。このデータ選択
部１４は、シーケンス検出部１３から受信した判別結果
に基づき、供給される画像データのうち一方を選択す
る。すなわち、シーケンス検出部１３によりテレシネ変
換された信号であると判別された場合には、第１の画像
メモリ１１に供給される画像データを選択する。また、
シーケンス検出部１３によりＴＶ信号であると判別され
た場合には、第１の画像メモリ１１から出力される画像
データを選択する。データ選択部１４により選択された
画像データを以下、画像データＤ２と称する。データ選
択部１４は、選択した画像データＤ２を動きベクトル検
出部１５へ出力する。
【００３１】なお、データ選択部１４として、第１の画
像メモリ１１から出力される画像データと、第２の画像
メモリ１２から出力される画像データのどちらか一方を
選択する接続形態にも適用可能である。
【００３２】動きベクトル検出部１５は、画像データＤ
１と、画像データＤ２とを検出し、例えばブロックマッ
チング法に基づき、動きベクトルを検出する。このブロ
ックマッチング法は、画面を所定の画素からなるブロッ
クに分割し、各ブロック単位で相似度を評価することに
より動きベクトルを求める方法である。第２の画像メモ
リ１２から出力される画像データＤ１は、参照フィール
ドの２フレーム遅延フィールドであり、またデータ選択
部１４から出力される画像データＤ２は、参照フィール
ドそのもの、又は参照フィールドの１フレーム遅延フィ
ールドである。
【００３３】すなわち、動きベクトル検出部１５は、画
像データＤ１と画像データＤ２との間で動きベクトルを
検出することにより、参照フィールドと、２フレーム遅
延信号間で動きベクトルを検出することができ、また同
様に参照フィールドの１フレーム遅延信号と、参照フィ
ールドの２フレーム遅延信号間で動きベクトルを検出す
ることができる。換言すれば、動きベクトルを検出する
フィールド間隔をシーケンス検出部１３から受信した判
別結果に基づき、制御することができる。
【００３４】画像シフト部１６は、画像信号レベルの比
較結果を含む移動量情報を、シーケンス検出部１３から
受信する。また、画像シフト部１６は、動きベクトル検
出部１５が検出した動きベクトルを受信する。更に画像
シフト部１６は、第２の画像メモリ１２から画像データ
Ｄ１が供給され、またデータ選択部１４から画像データ
Ｄ２が供給される。この画像シフト部１６は、供給され
た画像信号における各画素位置を、受信した上記動きベ
クトルのベクトル量の範囲内で、かつベクトル方向へシ
フトさせる。この画像シフト部１６の内部構成例の詳細
については後述する。
【００３５】なお、画像信号処理装置１には、画像信号
のフィールド周波数を倍速変換するフィールド倍速変換
回路３が集積される場合もある。フィールド倍速変換回
路３は、解像度を向上させることにより、面フリッカ妨
害を防止すべく集積されるものであり、例えば、ＰＡＬ
方式において、補間等の処理を行うことにより、フィー
ルド周波数が５０Ｈｚの画像データを２倍の１００Ｈｚ
の画像データに変換する。
【００３６】フィールド周波数変換回路３は、図１に示
すように、テレビジョン受像機に接続された入力端子３
１と、倍速変換部３２と、フレームメモリ３３とを備え
る。
【００３７】倍速変換部３２は、テレビジョン受像機か
ら入力端子３１を介して入力された、テレシネ変換後の
画像データ、またはテレビジョン信号を、フレームメモ
リ３３へ書き込む。また、この倍速変換部３２は、フレ
ームメモリ３３へ書き込んだ画像データを、書込み時の
２倍の速度で読み出す。これにより、例えば、ＰＡＬ方
式の５０フィールド／秒の画像信号の周波数を２倍に変
換し、１００フィールド／秒の画像データを生成するこ
とができる。倍速変換部３２は、この倍速変換した画像
データを画像信号処理装置１へ供給する。
【００３８】次に画像シフト部１６の詳細な内部構成例
について図２を用いて説明する。画像シフト部１６はデ
ータ処理部１６ａとデータシフト部１６ｂに分割して構
成されている。
【００３９】データ処理部１６ａは、データバッファ読
出制御部１６１と、第１のバッファ１６２と、第２のバ
ッファ１６３と、データ演算部１６４と、フラグ演算部
１６５とを備える。
【００４０】データバッファ読出制御部１６１は、動き
ベクトル検出部１５において検出された動きベクトルが
入力される。データバッファ読出制御部１６１は、この
入力された動きベクトルに基づき、バッファ制御信号Ｓ
１１及びバッファ制御信号Ｓ１２を演算する。これらの
各バッファ制御信号Ｓ１１、Ｓ１２は、シーケンシャル
にデータを読み出すためのアドレス信号と、イネーブル
信号から構成される。例えば、第１のバッファ１６２、
及び第２のバッファ１６３がフレームメモリ等で実現さ
れる場合において、データバッファ読出し制御部１６１
は、Ｘ座標、Ｙ座標の各アドレス信号を絶対座標として
計算する。一方、第１のバッファ１６２、及び第２のバ
ッファ１６３がラインメモリ等の必要最小限のメモリで
実現される場合において、データバッファ読出し制御部
１６１は、Ｘ座標、Ｙ座標の各アドレス信号を相対座標
として計算する。
【００４１】ここでバッファ制御信号Ｓ１１のアドレス
においてＸ座標、Ｙ座標がそれぞれ（ＡＸ１、ＡＹ１）
であり、また、供給された動きベクトルにおいて、Ｘ座
標、Ｙ座標がそれぞれ（ＶＸ、ＶＹ）であるときに、バ
ッファ制御信号Ｓ１２のアドレス（ＡＸ２、ＡＹ２）は
以下の式で表される。 ＡＸ２＝ＡＸ１＋ＶＸ （１.１） ＡＹ２＝ＡＹ１＋ＶＹ （１.２） データバッファ読出制御部１６１は、これらの計算した
アドレス信号を含むバッファ制御信号Ｓ１１を第１のバ
ッファ１６２に供給する。またデータバッファ読出制御
部１６１は、同様に計算したアドレス信号を含むバッフ
ァ制御信号Ｓ１２を第２のバッファ１６３に供給する。
【００４２】第１のバッファ１６２は、第２の画像メモ
リ１２から送信された画像データＤ１を順次蓄積する。
また第１のバッファ１６２は、供給されたバッファ制御
信号Ｓ１１に応じて蓄積した画像データＤ１を読み出
す。すなわち、この第１のバッファ１６２は、供給され
たバッファ制御信号Ｓ１１のイネーブルが有効な時に、
当該バッファ制御信号Ｓ１１に含まれるアドレス値に従
って、第１のバッファ１６２に蓄積した画像データＤ１
を読み出す。この読み出された画像データＤ１を以下、
シフトデータＳＤ１と称する。第１のバッファ１６２
は、シフトデータＳＤ１をデータ演算部１６４とフラグ
演算部１６５へ送信する。
【００４３】この第１のバッファ１６２は、１フレーム
分のデータを蓄積するフレームメモリであっても良い
し、また動きベクトルの取りうる範囲に従ったラインメ
モリ等、必要最小限のメモリで構成しても良い。更にこ
の第１のバッファでは、データの読出しをシーケンシャ
ルに行うため、ＦＩＦ０メモリ等で実現しても良い。
【００４４】第２のバッファ１６３は、データ選択部１
４から送信された画像データＤ２を順次蓄積する。また
第２のバッファ１６３は、供給されたバッファ制御信号
Ｓ１２に応じて、蓄積した画像データＤ２を読み出す。
すなわち、この第２のバッファ１６３は、供給されたバ
ッファ制御信号Ｓ１２のイネーブルが有効な時に、当該
バッファ制御信号Ｓ１２に含まれるアドレス値に従っ
て、第２のバッファ１６３に蓄積した画像データＤ２を
読み出す。この読み出された画像データＤ２を、以下シ
フトデータＳＤ２と称する。第２のバッファ１６３は、
シフトデータＳＤ２をデータ演算部１６４及びフラグ演
算部１６５へ送信する。
【００４５】この第２のバッファ１６３は、１フレーム
分のデータを蓄積するフレームメモリであっても良い
し、また動きベクトルの取りうる範囲に従ったラインメ
モリ等、必要最小限のメモリで構成しても良い。かかる
場合には、ランダムに与えられるアドレス値に対応して
ランダムにデータを読み出すシステムが構築される。
【００４６】データ演算部１６４は、供給されたシフト
データＳＤ１と、シフトデータＳＤ２に基づき、移動デ
ータＭ１を演算する。このデータ演算部１６４は、演算
した移動データＭ１を順次データシフト部１６ｂへ供給
する。
【００４７】なお、この移動データＭ１は、シフトデー
タＳＤ１やシフトデータＳＤ２をそのまま出力すること
によって算出しても良いし、シフトデータＳＤ１とシフ
トデータＳＤ２の平均値としても良い。更には、動きベ
クトル等の値を用いて重み付け平均をとる形で移動デー
タＭ１を算出しても良い。
【００４８】フラグ演算部１６５では、シフトデータＳ
Ｄ１とシフトデータＳＤ２が供給され、検出した動きベ
クトルの誤差情報を含むフラグＦ１を算出する。このフ
ラグＦ１は、シフトデータＳＤ１とシフトデータＳＤ２
との絶対差分値の大きさで表される場合もあり、また、
動きベクトルの誤差に基づき算出される場合もある。更
には、動きベクトルに付随するフラグ情報をそのままフ
ラグＦ１として算出される場合もある。フラグ演算部１
６５は、算出したフラグＦ１をデータシフト部１６ｂへ
供給する。
【００４９】データシフト部１６ｂは、シフトバッファ
読出制御部１６６と、シフトバッファ書込制御部１６７
と、シフトバッファ１６８とを備える。
【００５０】シフトバッファ読出制御部１６６は、動き
ベクトル検出部１５から動きベクトルが送信され、シー
ケンス検出部１３から各信号の判別結果を含む移動量情
報が送信される。シフトバッファ読出制御部１６６は、
動きベクトルと、移動量情報及び内蔵されたアドレス計
算用カウンタに基づき、シフトバッファ読出制御信号Ｒ
Ｓ１を生成する。このシフトバッファ読出制御信号ＲＳ
１は、シーケンシャルにデータを読み出すためのアドレ
ス信号と、イネーブル信号から構成される。例えば、シ
フトバッファ１６８がフレームメモリ等で実現される場
合において、シフトバッファ読出制御部１６６は、Ｘ座
標、Ｙ座標の各アドレス信号を絶対座標として計算す
る。一方、シフトバッファ１６８がラインメモリ等の必
要最小限のメモリで実現される場合において、シフトバ
ッファ読出制御部１６６は、Ｘ座標、Ｙ座標の各アドレ
ス信号を相対座標として計算する。
【００５１】ここで内蔵されたアドレス計算用カウンタ
値においてＸ座標、Ｙ座標がそれぞれ（ＣＸ１、ＣＹ
１）であり、また供給された動きベクトルにおいて、Ｘ
座標、Ｙ座標がそれぞれ（ＶＸ、ＶＹ）であるときに、
シフトバッファ読出制御信号ＲＳ１のアドレスの番号
（ＳＸ、ＳＹ）は、以下の式で表される。 ＳＸ＝ＣＸ１＋（ＶＸ×α） （２.１） ＳＹ＝ＣＹ１＋（ＶＹ×α） （２.２） ここでαは移動量情報であり、０以上かつ１以下の数で
表現される。このαは、第１のフィールドで最小とし、
その後フィールドが続く毎に順次増大する。このαは、
テレシネ変換された信号が入力された場合に、第１のフ
ィールドから第４のフィールドまで０，１／４，２／
４，３／４と、またＴＶ信号が入力された場合にも、第
１のフィールドから０，１／２と、線形に増加させてい
くことも可能である。
【００５２】シフトバッファ読出制御部１６６は、生成
したシフトバッファ読出制御信号ＲＳ１をシフトバッフ
ァ書込制御部１６７及びシフトバッファ１６８へ供給す
る。
【００５３】シフトバッファ書込制御部１６７は、フラ
グ演算部１６５からフラグＦ１が供給され、またシフト
バッファ１６８からフラグＦ´が供給され、シフトバッ
ファ読出制御部１６６から、シフトバッファ読出制御信
号ＲＳ１が供給される。このシフトバッファ１６７は、
フラグＦとフラグＦ´の大小に基づき、書き込み時の優
先順位を判定する。さらにこのシフトバッファ書込制御
部１６７は、供給されるシフトバッファ読出制御信号Ｒ
Ｓ１に基づき、書き込みアドレスを求め、当該書き込み
アドレスと上述の通り判定した優先順位とを、シフトバ
ッファ書込制御信号ＲＳ２として、シフトバッファ１６
８へ供給する。
【００５４】シフトバッファ１６８は、データ用バッフ
ァとフラグ用バッファから構成される。データ用バッフ
ァは、データを蓄積・供給するためのバッファであり、
フラグ用バッファは、フラグを蓄積・供給するためのバ
ッファである。これらのバッファは、同一の制御信号に
基づき、書き込みや読み出しが行われる。また、これら
のバッファは、１フレーム分のデータを蓄積するフレー
ムメモリであっても良いし、また動きベクトルの取りう
る範囲に従ったラインメモリ等、必要最小限のメモリで
構成しても良い。
【００５５】シフトバッファ１６８は、先ずフラグ用バ
ッファの初期化を行う。フラグ用バッファに書き込まれ
るフラグには、データが書き込まれたか否かを示すマー
ク情報をも含む。マーク情報は、”ＮＭ”と”ＯＫ”の
２種類で表され、”ＮＭ”は初期化時にデータの書込み
が行われていないことを示し、”ＯＫ”は、データが既
に書き込まれていることを示す。
【００５６】またシフトバッファ１６８は、シフトバッ
ファ読出制御信号ＲＳ１のイネーブルが有効である場合
に、アドレスに対応させてシフトバッファ書込制御部１
６７へフラグＦ´を送信する。またシフトバッファ１６
８は、シフトバッファ書込制御信号ＲＳ２のイネーブル
が有効な場合に、当該シフトバッファ書込制御信号ＲＳ
２のアドレス値に従って、移動データＭ１、フラグＦ１
をそれぞれデータ用バッファ、フラグ用バッファに書き
込む。更に、このシフトバッファ１６８は、格納した画
素値を番号順に整理して移動データＭ２とし、またシフ
トフラグＦ２を順次読み出し、それぞれを後処理部１６
９へ供給する。
【００５７】後処理部１６９は、シフトバッファ１６８
から入力されたシフトフラグＦ２に応じて、移動データ
Ｍ２を再加工し、補正データＨ１としてＣＲＴ２へ出力
する。
【００５８】次に、本発明に係る画像信号処理装置１の
動作について説明する。
【００５９】図３は、フィールド倍速変換回路３におけ
る倍速変換前後の各フィールドと画素位置の関係を示し
ている。ここで横軸は時間、縦軸は画素の垂直方向の位
置を示す。
【００６０】倍速変換前の画像データは、ＰＡＬ方式の
５０フィールド／秒のインタレース画像であり、図３
(a)に示すように、２フィールドで１つのコマを形成す
る。
【００６１】一方、倍速変換後の画像データは、１００
フィールド／秒のインタレース画像であるため、図３
(b)に示すように、フィールドｔ１とフィールドｔ２の
間に、新規に２枚のフィールドｔ２´、ｔ１´を生成す
る。そして、フィールドｔ２とフィールドｔ３の間で
は、フィールドの生成を行わず、フィールドｔ３とフィ
ールドｔ４の間に、新規に２枚のフィールドｔ４´、ｔ
３´を生成する。すなわち、画像データは、４フィール
ドで１つのコマを形成することとなる。
【００６２】この新規に生成したフィールドｔ１´、ｔ
２´、・・・は、それぞれの画素値を、各画素の周囲３
画素の中間値として、メディアン・フィルタ等を用いて
求める場合もある。また、この新規に生成したフィール
ドｔ１´、ｔ２´、・・・は、それぞれフィールドｔ
１、ｔ２、・・と同じ内容となる。これにより、４フィ
ールドで１つのコマを形成することとなり、単位時間当
たりの画面枚数を増やすことで解像度を向上させること
ができ、面フリッカ妨害を抑制することが可能となる。
【００６３】テレシネ変換後、上述の如き倍速変換され
た画像データにおいて、水平方向へ画像が移動する場合
における各フィールドと画像位置の関係を図４に示す。
この図４において、横軸は画像の水平方向における位
置、縦軸は時間を表している。既にテレシネ変換された
画像は、図４に示すように、フィールドｔ１、ｔ２´、
ｔ１´、ｔ２の順で、一定の時間間隔で第１の画像メモ
リ１１に供給され、これらの画像は同一の位置に表示さ
れる。またフィールドｔ３に移行すると画像が水平方向
（右方向）に移り、フィールドｔ３、ｔ４´、ｔ３´、
ｔ４の順で第１の画像メモリに供給される。
【００６４】ここで、例えば、第１の画像メモリに供給
されるフィールド（以下、参照フィールドと称する）
が、フィールドｔ３である場合には、第２の画像メモリ
１２から出力される、参照フィールドより２フレーム前
のフィールド（以下、２フレーム遅延フィールドと称す
る）は、フィールドｔ１となる。
【００６５】また、ＴＶ信号を倍速変換した画像データ
において、水平方向へ画像が移動する場合における各フ
ィールドと画像位置の関係を図５に示す。同一のコマを
構成するフィールドｔ１、ｔ２´において、同一位置に
同一の画像が表示される。同様に、同一のコマを構成す
るフィールドｔ１´、ｔ２において、同一位置に同一の
画像が表示される。
【００６６】動きベクトル検出部１４は、図４に示すテ
レシネ変換後、倍速変換された信号につき、参照フィー
ルドと２フレーム遅延フィールド間で、各画素又は各ブ
ロック単位で動きベクトルを検出する。図４に示す例の
場合には、動きベクトルのベクトル方向は、２フレーム
遅延フィールドを基準として水平方向（右方向）とな
り、ベクトル量はＡとなる。同様に、参照フィールドが
ｔ５の場合には、２フレーム遅延フィールドは、ｔ３と
なり、動きベクトルのベクトル量はＢとなる。この手順
を繰り返すことにより、２フレーム遅延フィールドを基
準とした動きベクトルのベクトル方向とベクトル量を順
次求めることができる。動きベクトル検出部１４は、こ
の求めた動きベクトルのベクトル量とベクトル方向とを
画像シフト部１５へ順次送信する。
【００６７】また、動きベクトル検出部は図５に示すＴ
Ｖ信号を倍速変換された信号につき、参照フィールドと
１フレーム遅延フィールド間で、各画素又は各ブロック
単位で動きベクトルを検出する。図５に示す例の場合に
は、動きベクトルのベクトル方向は、１フレーム遅延フ
ィールドを基準として水平方向（右方向）となり、参照
フィールドがｔ１´のときにベクトル量はＣとなる。同
様に、参照フィールドがｔ４´の場合には、１フレーム
遅延フィールドは、ｔ１´となり、動きベクトルのベク
トル量はＤとなる。この手順を繰り返すことにより、１
フレーム遅延フィールドを基準とした動きベクトルのベ
クトル方向とベクトル量を順次求めることができる。動
きベクトル検出部７４は、この求めた動きベクトルのベ
クトル量とベクトル方向とを画像シフト部１５へ順次送
信する。
【００６８】シーケンス検出部１３は、参照フィールド
と、第１の画像メモリ１１から出力される、参照フィー
ルドより１フレーム前のフィールド（以下、１フレーム
遅延フィールドと称する）を順次検出し、同一の画素位
置における画素信号レベルの差分値をそれぞれ演算す
る。
【００６９】すなわち、図６に示すように、テレシネ変
換画像の場合には、参照フィールドｔ１´と、１フレー
ム遅延フィールドｔ１は、同一のコマを構成するため、
例えば画素位置ａ点における画素信号レベルの差分値は
０になる。次に参照フィールドとしてフィールドｔ２が
供給されると、１フレーム遅延フィールドはフィールド
ｔ２´となり、ａ点における画素信号レベルの差分値は
同様に０となる。
【００７０】次に参照フィールドとしてフィールドｔ３
が供給されると、１フレーム遅延フィールドはｔ１´と
なり、両者はそれぞれ別のコマを形成するため、ａ点に
おける画素信号レベルの差分値は０以外（以下、１とす
る）となる。次に参照フィールドとしてｔ４´が供給さ
れると１フレーム遅延フィールドはフィールドｔ２とな
り、ａ点における画素信号レベルの差分値は、同様に１
となる。
【００７１】更に、参照フィールドとしてｔ３´が供給
されると、１フレーム遅延フィールドは、ｔ３となり、
両者は同一のコマを形成するため、ａ点における画素信
号レベルの差分値は再び０になる。その後に供給される
参照フィールドについても同様の傾向となり、演算した
差分値は、４フィールド周期で「００１１」の順で繰り
返される。従って、このシーケンスを４フィールド単位
で検出することにより、各フィールドの前後関係を特定
することが可能となる。
【００７２】この傾向を１フレーム遅延フィールドにつ
き着目すると、差分値は、コマの最初のフィールドから
「００１１」の順になる。従って、最初に差分値０を算
出したとき、検出した１フレーム遅延フィールドを、コ
マの最初のフィールド（以下、第１のフィールドと称す
る）として特定する。また差分値０が連続したときに
は、検出した１フレーム遅延フィールドを第２のフィー
ルドとして特定する。また差分値として最初に１を算出
した場合に、検出した１フレーム遅延フィールドを第３
のフィールドとして特定する。また、差分値１が連続し
たときには、検出した１フレーム遅延フィールドを第４
のフィールドとして特定する。
【００７３】なお、ＴＶ信号が入力された場合において
も、各フィールドが第１のフィールド又は第２のフィー
ルドのいずれに該当するか判別する必要あるが、フィー
ルド倍速変換回路３により倍速変換する際に該当するフ
ィールドは判明するため、上述のようなシーケンス検出
の必要性は無い。すなわち、倍速変換回路３から画像信
号が入力される際には、第１のフィールドと、第２のフ
ィールドが特定されていることになる。
【００７４】図７(a)は、１コマ２フィールドで構成さ
れるＴＶ信号が入力された場合における画像シフト部１
６の具体的な動作例を一次元のグラフで示している。こ
の図７に示す動作例では、ＴＶ信号が入力された場合の
ものであり、画像データＤ１は第１のフィールドであ
り、また画像データＤ２は、画像データＤ１よりも１フ
レーム後の第１のフィールドである。この図７におい
て、０から始まる番号は、画素位置を示すアドレスであ
り、また縦軸は画素値（＝画素信号レベル）を表してい
る。
【００７５】本発明では、図７(b)に示すように、この
時間的に異なる画像データＤ１と画像データＤ２の中間
に位置する第２のフィールド（以下、書込フィールドと
いう）において、動きがスムーズに見えるように補正デ
ータを書き込む。すなわち、この図７(a)に示す例にお
いて、左側に凸部がある画像データＤ１から、中央にな
だらかな凸部がある画像データＤ２へ移り変わる際に、
全体の動きがスムーズに見えるような画像を上述の書込
フィールドにおいて生成する。
【００７６】図８は、図７(a)に示す画像シフト部１６
の具体的な動作例を、画素値で表示したものである。図
８(a)は、画像シフト部１６に入力される画像データＤ
１と画像データＤ２を表したものであり、番号は、画素
位置を示すアドレスである。各画素毎に輝度があること
から、供給される画像データＤ１には、番号ごとに画素
値が割り振られる。
【００７７】すなわち、図８(a)に示す動作例におい
て、画像データＤ１は、番号０〜１１のアドレスにおい
て、順に１００、１００、２００、・・・・と続く画素
値で表される。
【００７８】画像データＤ１より後に位置する画像デー
タＤ２は、番号０〜１１のアドレスにおいて、順に１０
０、１００、１００、・・・・と続く画素値で表され
る。
【００７９】図８(a)に示されている動きベクトルは、
この画像データＤ１と、画像データＤ２との間で、各画
素毎の画像データＤ１を基準としたベクトル量を表した
ものである。例えば、画像データＤ１において番号１の
アドレスにある画素値１００の画素は、１フィールド後
に位置する画像データＤ２においても番号１のアドレス
に位置している。従って動きベクトルは０である。ま
た、例えば画像データＤ１において番号２のアドレスに
ある画素値２００の画素は、画像データＤ２において、
番号４のアドレスに移動する。従って動きベクトルは４
−２＝２より、２となる。ちなみに図７(a)に示す矢印
は、この各画素毎の動きベクトルを示したものである。
【００８０】第１のバッファ１６２、第２のバッファ１
６３は、それぞれ画像データＤ１、画像データＤ２にお
ける各画素値を、アドレスの番号に対応付けて格納す
る。例えば画像データＤ１が供給された後の第１のバッ
ファには、図８(a)に示す番号のアドレスと画素値が対
応付けされて格納されている。
【００８１】図８(b)は、データバッファ読出制御部１
６１の処理について示したものである。データバッファ
読出制御部１６４は、上述の式（１.１）〜（１.２）に
基づき、バッファ制御信号Ｓ１２を作り出す。例えばバ
ッファ制御信号Ｓ１１を上述のアドレスに対応する番号
としたとき、番号１のアドレスにおいて、動きベクトル
は、図８(a)に示すように０であるため、バッファ制御
信号Ｓ１２の番号も１となる。また、例えば、バッファ
制御信号Ｓ１１において、番号２のアドレスであるとき
には、動きベクトルは２となるため、バッファ制御信号
Ｓ１２の番号は４となる。
【００８２】このバッファ制御信号Ｓ１１が第１のバッ
ファ１６２に供給され、バッファ制御信号Ｓ１１の番号
に対応するアドレスの画素値が、第１のバッファ１６２
から読み出される。読み出された画素値は、シフトデー
タＳＤ１としてアドレスに対応付けられ、データ演算部
１６４等に供給されることとなる。
【００８３】同様にバッファ制御信号Ｓ１２が第２のバ
ッファ１６３に供給され、バッファ制御信号Ｓ１２の番
号に対応するアドレスの画素値が第２のバッファ１６３
から読み出される。読み出された画素値は、シフトデー
タＳＤ２としてアドレスに対応付けられ、データ演算部
１６４等に供給されることとなる。
【００８４】図８(b)最下段は、移動データＭ１を、シ
フトデータＳＤ１とシフトデータＳＤ２の平均値とした
場合について示している。この移動データＭ１は、画像
データＤ１と画像データＤ２の中間に位置するフィール
ドに対して書き込む画素値の原型である。またフラグＦ
１として、このシフトデータＳＤ１とシフトデータＳＤ
２の差分絶対値とした場合について示している。差分絶
対値が０以外になる場合には、画像データＤ１と画像デ
ータＤ２との間で、当該アドレスの画素につき、画素信
号レベルが変化したものとみなされる。すなわち、画像
データＤ２に至る時間までに当該アドレスの画素におい
て、画素信号レベルの誤差が生じたことを示している。
【００８５】図８(c)は、シフトバッファ読出制御信号
ＲＳ１について示している。この図８(c)に示した例で
は、図示しないアドレス計算カウンタから、０，１，
２、・・・と、０から１ずつプラスにシフトさせた値
を、式（２.１）,（２.２）におけるＣＸ１とし、また
移動量情報αを１／２とした場合について示している。
なお、アドレス計算カウンタの数値は、画像データＤ１
のアドレスを示す番号に対応させて出力している。
【００８６】このシフトバッファ制御信号ＲＳ１を生成
する際において、例えば、アドレス計算カウンタの番号
が２である場合には、図８(a)に基づき、番号２に対応
する画素位置の動きベクトルは２であるので、式（２.
１）に基づき、２＋２×１／２＝３より、シフトバッフ
ァ読出制御信号ＲＳ１の番号は３となる。同様にアドレ
ス計算カウンタの番号が３の場合には、図８(a)に基づ
き、番号３に対応する動きベクトルは２であるので、式
（２.１）に代入して３＋２×１／２＝４より、シフト
バッファ読出制御信号ＲＳ１の番号は４となる。
【００８７】すなわち、この生成されたシフトバッファ
読出制御信号ＲＳ１の番号は、書込フィールドにおい
て、補正データを書き込むアドレスの番号を示してい
る。このためシフトバッファ制御信号ＲＳ１のアドレス
の番号について、シフトバッファ１６８への書き込み状
況を検知すべく、シフトバッファ１６８に格納されてい
るフラグＦ´を読み出す。このフラグＦ´は、シフトバ
ッファ１６８にアクセスされたアドレスにおいて、デー
タが書き込まれていない場合には、”ＮＭ”が返され
る。一方、データが既に書き込まれたアドレスに対して
は、差分絶対値の値が返される。
【００８８】例えば図８(c)に示す例において、シフト
バッファ読出制御信号ＲＳ１の番号０〜８のアドレスで
は、シフトバッファ１６８からフラグＦ´を介して、デ
ータが書き込まれていない旨が表示される。一方、番号
９のアドレスでは、最初はデータが書き込まれていない
旨の”ＮＭ”が返され、次回では差分絶対値が、フラグ
Ｆ´として返されている。すなわち、シフトバッファ１
６８の番号のアドレスには複数の画素値が書き込まれる
ことを意味している。これは、図７(a)で示されるよう
に、画像データＤ２における番号９のアドレスには、画
像データＤ１における番号６、並びに番号９に基づく動
きベクトルが集中していることからも示される。
【００８９】ここで、フラグＦ´が”ＮＭ”で返された
シフトバッファ１６８のアドレスには、当該アドレスの
番号に応じて移動データＭ１が順次書き込まれる。ま
た、フラグＦ´が数値を持つ場合には、フラグＦ´と当
該アドレスの番号に相当するフラグＦとを比較し、数値
が小さい方を有効とする。これにより、画像データＤ１
から画像データＤ２へ移行するまでに、誤差の少ない動
きベクトルに基づく画素値を書き込むことが可能とな
り、単一の画素位置に複数の動きベクトルがかかるよう
な様々なバリエーションの画像についても高精度に動き
補正することが可能となる。
【００９０】シフトバッファ書込制御部１６２は、供給
されるフラグＦ´に基づき、移動データＭ１をシフトバ
ッファ上に書き込むアドレスを決定する。図８(c)に示
すシフトバッファ書込制御信号ＲＳ２は、この決定した
アドレスに対応する番号を示すものである。このシフト
バッファ書込制御信号ＲＳ２に対応する移動データＭ１
をシフトバッファ１６８に書き込む。例えば番号９で
は、フラグＦは、１０であり、またフラグＦ´は、０で
ある。数値の小さいフラグＦ´を優先するため、番号９
では、当初に書き込まれた番号６のアドレスに基づく画
素値”１００”がそのままシフトバッファ１６８に格納
され続ける。
【００９１】シフトバッファ１６８に格納された移動デ
ータＭ２をアドレス番号順に再度整理した結果を図８
(c)に示す。シフトフラグＦ２は、マーク情報を示して
いる。このシフトフラグＦ２において”ＯＫ”が出力さ
れている場合には、当該番号のアドレスにデータが書き
込まれていることを示し、また”ＮＭ”が出力されてい
る場合には、当該番号のアドレスにデータが書き込まれ
ていないことを示している。ちなみに番号２のアドレス
には、データが書き込まれていないため、シフトフラグ
として”ＮＭ”が出力される。
【００９２】図８(d)では、シフトバッファ１６８から
供給される移動データＭ２に後処理を施した補正データ
Ｈ１を示している。データが書き込まれていない番号２
に後処理が施され、新たにデータが書き込まれる。この
後処理では、例えば、番号２の左側に位置する番号１の
アドレスのデータをそのまま書込んだり、また周辺のア
ドレスのデータの平均値を求める等の方法が考えられ
る。
【００９３】この図８(d)に示す補正データＨ１を、画
像データＤ１と画像データＤ２の中間に位置する第２の
フィールドに書き込むことにより、図７(a)に示すよう
に、全体の動きがスムーズに見えるような画像になる。
【００９４】すなわち、本発明に係る画像信号処理装置
１は、時間的に異なる画像データ間において、画像の動
きをスムーズにできる最適な補正データを中間に位置す
るフィールドに書き込むため、例えば画像が水平方向へ
移動しながら、画素値が変化する場合においても、画像
の動きの不連続性を効率よく解消することができる。ま
た、この画像信号処理装置１は、テレシネ変換した画像
信号とＴＶ信号とが双方とも入力される場合において、
画像の様々なバリエーションに対応させて、動きの不連
続性を効率よく解消することができる。これにより、フ
ィルム信号とＴＶ信号の双方が入力されるテレビジョン
受像機に内蔵することができ、また既に販売されたテレ
ビジョン受像機に対して新たに内蔵することにより容易
にバージョンアップを図ることも可能となり、汎用性を
より高めることも可能となる。
【００９５】なお、本発明は上述した実施の形態に限定
されるものではない。例えば、図９に示すように、フラ
グ演算部１６５、シフトバッファ読出制御部１６６を除
去した画像シフト部２６を備える場合においても適用可
能である。この画像シフト部２６では、シフトバッファ
読出制御信号ＲＳ１と、フラグＦと、フラグＦ´を省略
し、書き込み時の優先順位を判定しない方式を採用す
る。この画像シフト部において、アドレスに書き込むデ
ータが重複する場合には、時間的に後に計算されたデー
タが、既に書き込まれているデータ上に上書きされるこ
とになるが、フラグの読み出し時の制御が不必要になる
ため、回路を簡略化することができる。
【００９６】また、本発明は、ＰＡＬ方式によるテレビ
ジョン受像機に対して適用される場合に限定されること
はなく、例えば、ＮＴＳＣ(National TV System Commit
tee)方式の６０フィールド秒（３０コマ／秒）のインタ
レース画像信号が入力されるテレビジョン受像機に対し
ても適用可能である。また、ＳＥＣＡＭ方式によるテレ
ビジョン受像機に対しても適用可能である。
【００９７】また、本発明は、テレビジョン受像機に内
蔵される場合のみならず、テレビジョン受像機に接続す
る信号変換器へも内蔵可能である。
【００９８】また、本発明は、インターネットで伝送さ
れるような画像信号をＰＣなどで表示する場合や、メデ
ィアや画像フォーマットを変換するケースにも応用する
ことができる。
【００９９】更に、本発明は、回路等、ハードウェアで
実現する形で説明しているが、プロセッサ上でのソフト
ウェアとしても実現可能であることは勿論である。
【０１００】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る画像信号処理装置及び方法は、コマの最初が第１のフ
ィールドで始まり、かつ倍速変換された信号が入力さ
れ、演算した画素信号レベルの差分値に基づいて第１の
フィールドを特定し、各検出画素について補間画素デー
タを算出し、特定した第１のフィールドから後へフィー
ルドが移行するにつれてシフト量が順次増大するよう
に、動きベクトルのベクトル方向へ検出画素の位置をシ
フトさせた画素位置に、補間画素データを書き込む。
【０１０１】これにより、本発明に係る画像信号処理装
置及び方法は、様々な画像のバリエーションにおいて
も、面フリッカ妨害を抑えつつ、画像の動きをスムーズ
にすることにより相乗的に画質を向上できる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した画像信号処理装置のブロック
構成図である。
【図２】画像シフト部のブロック構成を示した図であ
る。
【図３】フィールド倍速変換回路における倍速変換前後
の各フィールドと画素位置の関係を示した図である。
【図４】テレシネ変換された画像において、水平方向へ
画像が移動する場合における各フィールドと画像位置の
関係を示した図である。
【図５】ＴＶ信号の画像において、水平方向へ画像が移
動する場合における各フィールドと画像位置の関係を示
した図である。
【図６】シーケンスの検出方法について説明するための
図である。
【図７】画像シフト部の動作処理過程を１次元で表示し
た図である。
【図８】画像シフト部の具体的な動作例を、画素値で表
示した図である。
【図９】書き込み時に優先順位判定を行わない画像シフ
ト部のブロック構成を示した図である。
【図１０】フィールド周波数倍速方式を適用したフィー
ルド倍速変換回路のブロック構成図である。
【図１１】倍速変換前後の各フィールドと画素位置の関
係を示した図である。
【図１２】水平方向へ画像が移動する場合における各フ
ィールドと画像位置の関係を示した図である。
【図１３】ＴＶ信号が入力される場合において、水平方
向へ画像が移動するときの各フィールドと画像位置の関
係を示した図である。
【符号の説明】
１ 画像信号処理装置、２ ＣＲＴ、３ フィールド倍
速変換回路、１１ 第１の画像メモリ、１２ 第２の画
像メモリ、１３ シーケンス検出部、１４ データ選択
部、１５ 動きベクトル検出部、１６ 画像シフト部、
３１ 入力端子、３２ 倍速変換部、３３ フレームメ
モリ、１６１ データバッファ読出制御部、１６２ 第
１のバッファ、１６３ 第２のバッファ、１６４ デー
タ演算部、１６５ フラグ演算部、１６６ シフトバッ
ファ読出制御部、１６７ シフトバッファ書込制御部、
１６８ シフトバッファ、１６９ 後処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西堀 一彦 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） 5C022 BA13 5C063 AA03 BA04 BA10 BA12 CA05 CA07

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コマの最初が第１のフィールドで始ま
    る、倍速変換された画像信号について、現フィールドの
    検出画素と、上記現フィールドから１フレーム後のフィ
    ールドの同一箇所における検出画素との間で、画素信号
    レベルの差分値を演算し、当該差分値に基づき上記第１
    のフィールドを特定するシーケンス検出手段と、 上記現フィールドの検出画素について、上記現フィール
    ドから１フレーム又は２フレーム後のフィールドに対す
    る動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と、 上記現フィールドの検出画素の画素データ、及び上記現
    フィールドから１フレーム又は２フレーム後のフィール
    ドにおける各画素の画素データに基づき、当該検出画素
    についての補間画素データを算出するデータ演算手段
    と、 上記第１のフィールドの後へ続くフィールドにおいて、
    上記現フィールドの検出画素の位置から上記動きベクト
    ルのベクトル方向へシフトさせた画素位置に上記補間画
    素データを書き込む画像制御手段とを備え、 上記画像制御手段は、上記第１のフィールドから後へフ
    ィールドが続く毎に、検出した上記動きベクトルのベク
    トル量の範囲内で、上記シフトさせる量を順次増大させ
    ることを特徴とする画像信号処理装置。
  2. 【請求項２】 上記データ演算手段は、上記現フィール
    ドの検出画素の画素データ、及び上記現フィールドから
    １フレーム又は２フレーム後のフィールドにおいて当該
    検出画素の画素位置から上記動きベクトルのベクトル方
    向へベクトル量シフトさせた画素位置の画素データ、の
    どちらか一方、又はこれらの平均、又は上記動きベクト
    ルのベクトル量に応じた重み付け平均、を上記補間画素
    データとすることを特徴とする請求項１記載の画像信号
    処理装置。
  3. 【請求項３】 検出した上記動きベクトルの誤差情報を
    含むフラグを算出するフラグ演算手段を備え、 上記画像制御手段は、上記補間画素データを書き込む際
    の優先順位を、算出した上記フラグに基づき決定するこ
    とを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
  4. 【請求項４】 上記フラグ演算手段は、上記現フィール
    ドの検出画素の画素データと、上記現フィールドから１
    フレーム又は２フレーム後のフィールドにおいて当該検
    出画素の画素位置から上記動きベクトルのベクトル方向
    へベクトル量だけシフトさせた画素位置の画素データ
    と、の差分絶対値を上記フラグとして算出することを特
    徴とする請求項３記載の画像信号処理装置。
  5. 【請求項５】 上記第１のフィールドから後へ続くフィ
    ールドにおいて、上記補間画素データが書き込まれなか
    った画素は、当該画素周辺の画素位置に書き込まれた補
    間画素データに基づき、補間画素データを決定すること
    を特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
  6. 【請求項６】 上記画像制御手段は、コマを構成するフ
    ィールド数に応じて上記シフト量を変化させることを特
    徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
  7. 【請求項７】 テレシネ変換した画像を倍速変換するこ
    とにより生成された１コマが４フィールドで構成される
    画像信号、又はテレビジョン信号を倍速変換することに
    より生成された１コマが２フィールドで構成される画像
    信号が入力され、 上記動きベクトル検出手段は、 上記差分値が少なくとも０を含む場合には、上記現フィ
    ールドから２フレーム後のフィールドに対する動きベク
    トルを検出し、 上記差分値が０を含まない場合には、上記現フィールド
    から１フレーム後のフィールドに対する動きベクトルを
    検出することを特徴とする請求項１記載の画像信号処理
    装置。
  8. 【請求項８】 上記シーケンス検出手段は、上記差分値
    が少なくとも０を含む場合において上記差分値が連続し
    て０になるとき、先に入力された現フィールドを、第１
    のフィールドとして特定することを特徴とする請求項１
    記載の画像信号処理装置。
  9. 【請求項９】 上記画像制御手段は、上記第１のフィー
    ルドの後へフィールドが続く毎に、上記シフトさせる量
    を、検出した上記動きベクトルのベクトル量から、コマ
    を構成するフィールド数を割った量ずつ増加させること
    を特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
  10. 【請求項１０】 上記動きベクトル検出手段は、所定の
    画素数からなるブロック毎に、ブロックマッチング法に
    基づいて上記動きベクトルを検出することを特徴とする
    請求項１記載の画像信号処理装置。
  11. 【請求項１１】 上記入力された画像信号は、ＰＡＬ方
    式のインターレース画像信号であることを特徴とする請
    求項１記載の画像信号処理装置。
  12. 【請求項１２】 コマの最初が第１のフィールドで始ま
    る、倍速変換された画像信号が入力され、 入力された上記画像信号において、現フィールドの検出
    画素と、上記現フィールドから１フレーム後のフィール
    ドの同一箇所における検出画素との間で、画素信号レベ
    ルの差分値を演算し、当該差分値に基づき上記第１のフ
    ィールドを特定し、 上記現フィールドの検出画素について、上記現フィール
    ドから１フレーム又は２フレーム後のフィールドに対す
    る動きベクトルを検出し、 上記現フィールドの検出画素の画素データ、及び上記現
    フィールドから１フレーム又は２フレーム後のフィール
    ドにおける各画素の画素データに基づき、当該検出画素
    についての補間画素データを算出し、 上記第１のフィールドの後へ続くフィールドにおいて、
    上記現フィールドの検出画素の位置から上記動きベクト
    ルのベクトル方向へシフトさせた画素位置に上記補間画
    素データを書き込み、 上記第１のフィールドから後へフィールドが続く毎に、
    検出した上記動きベクトルのベクトル量の範囲内で、上
    記シフトさせる量を順次増大させることを特徴とする画
    像信号処理方法。
  13. 【請求項１３】 上記現フィールドの検出画素の画素デ
    ータ、及び上記現フィールドから１フレーム又は２フレ
    ーム後のフィールドにおいて当該検出画素の画素位置か
    ら上記動きベクトルのベクトル方向へベクトル量シフト
    させた画素位置の画素データ、のどちらか一方、又はこ
    れらの平均、又は上記動きベクトルのベクトル量に応じ
    た重み付け平均、を上記補間画素データとすることを特
    徴とする請求項１２記載の画像信号処理方法。
  14. 【請求項１４】 検出した上記動きベクトルの誤差情報
    を含むフラグを算出し、 上記補間画素データを書き込
    む際の優先順位を、算出した上記フラグに基づき決定す
    ることを特徴とする請求項１２記載の画像信号処理方
    法。
  15. 【請求項１５】 上記現フィールドの検出画素の画素デ
    ータと、上記現フィールドから１フレーム又は２フレー
    ム後のフィールドにおいて当該検出画素の画素位置から
    上記動きベクトルのベクトル方向へベクトル量だけシフ
    トさせた画素位置の画素データと、の差分絶対値を上記
    フラグとして算出することを特徴とする請求項１４記載
    の画像信号処理方法。
  16. 【請求項１６】 上記第１のフィールドから後へ続くフ
    ィールドにおいて、上記補間画素データが書き込まれな
    かった画素は、当該画素周辺の画素位置に書き込まれた
    補間画素データに基づき、補間画素データを決定するこ
    とを特徴とする請求項１２記載の画像信号処理方法。
  17. 【請求項１７】 コマを構成するフィールド数に応じて
    上記シフト量を変化させることを特徴とする請求項１２
    記載の画像信号処理方法。
  18. 【請求項１８】 テレシネ変換した画像を倍速変換する
    ことにより生成された１コマが４フィールドで構成され
    る画像信号、又はテレビジョン信号を倍速変換すること
    により生成された１コマが２フィールドで構成される画
    像信号が入力され、 演算した上記差分値が少なくとも０を含む場合には、上
    記現フィールドから２フレーム後のフィールドに対する
    動きベクトルを検出し、 演算した上記差分値が０を含まない場合には、上記現フ
    ィールドから１フレーム後のフィールドに対する動きベ
    クトルを検出することを特徴とする請求項１２記載の画
    像信号処理方法。
  19. 【請求項１９】 演算した上記差分値が少なくとも０を
    含む場合において上記差分値が連続して０になるとき、
    先に入力された現フィールドを、第１のフィールドとし
    て特定することを特徴とする請求項１２記載の画像信号
    処理方法。
  20. 【請求項２０】 上記第１のフィールドの後へフィール
    ドが続く毎に、上記シフト量を、検出した上記動きベク
    トルのベクトル量から、コマを構成するフィールド数を
    割った量ずつ増加させることを特徴とする請求項１２記
    載の画像信号処理方法。
  21. 【請求項２１】 所定の画素数からなるブロック毎に、
    ブロックマッチング法に基づいて上記動きベクトルを検
    出することを特徴とする請求項１２記載の画像信号処理
    方法。
  22. 【請求項２２】 上記入力された画像信号は、ＰＡＬ方
    式のインターレース画像信号であることを特徴とする請
    求項１２記載の画像信号処理方法。
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