JP2003204528A - 走査線変換装置 - Google Patents

走査線変換装置

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JP2003204528A JP2002001453A JP2002001453A JP2003204528A JP 2003204528 A JP2003204528 A JP 2003204528A JP 2002001453 A JP2002001453 A JP 2002001453A JP 2002001453 A JP2002001453 A JP 2002001453A JP 2003204528 A JP2003204528 A JP 2003204528A
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Kazunari Maeda
和成 前田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インターレス走査方式の映像信号を、任意の
垂直、水平方向に拡大/圧縮し、入力とは異なるインタ
ーレス走査方式に変換する場合に、画質の劣化を補正す
る。 【解決手段】 垂直拡大/圧縮回路3および水平拡大/
圧縮回路5で任意のサイズに可変させるスケーリング係
数に対して、垂直非線形動き検出回路4および水平非線
形動き検出回路6で得られた動き量係数を重み付け合成
する。また、インターレス変換回路7のインターレス化
フィルター係数に、動き判定係数を重み付け合成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インターレス走査
方式の映像信号を、任意の垂直、水平方向に拡大/圧縮
し、入力とは異なるインターレス走査方式に変換するた
めの走査線変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図6に基づいて、従来の走査線変換回路
を説明する。従来の走査線変換回路は、図6に示すよう
に、入力される525I信号を、動き検出回路8で検出
した動き情報に基づいて、順次走査線変換回路2で52
5P信号の順次走査方式信号に変換する。この順次走査
方式信号は垂直拡大/圧縮回路3で任意の垂直サイズに
変換されるが、ここでは563P信号に変換されたもの
とする。
【0003】垂直信号は563P/59.94Hzの信
号であるため、水平信号は33.716KHzの信号と
することが最適である。このため、入力された15.7
34KHzから、水平方向にも任意サイズに変換する必
要があり、水平拡大/圧縮回路5で水平方向に変換され
る。そして、垂直/水平に任意サイズ変換された順次走
査信号を、インターレス変換回路7でインターレス方式
信号に変換して、1125I信号を得る。このように、
第1の走査線変換回路である順次走査線変換回路2と、
第2の走査線変換回路である垂直拡大/圧縮回路3およ
び水平拡大/圧縮回路5と、第3の走査線変換回路であ
るインターレス変換回路7は、それぞれ独立して動作す
る構成となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の走査線変換装置では、第1〜第3の走査線変換
回路が独立して動作するため、第1の走査線変換回路に
おける画質劣化と、第2の走査線変換回路における画質
劣化と、第3の走査線変換回路における画質劣化が不規
則に加算されることとなり、最終的に出力されるインタ
ーレス信号の画質が劣化してしまう。
【0005】画像には静止画、早い動画、遅い動画など
様々な信号があるため、この画質劣化は映像信号の画像
シーンによっても大きく変わる。また、それぞれの走査
線変換回路が独立かつ画像シーンによる情報を持たない
状態で走査線変換を実施するため、入力画像を損なうこ
とがない走査線変換をできないという問題がある。
【0006】このような従来の走査線変換装置における
問題点を、図7を用いて説明する。なお、図7では、5
25I信号の静止画を1125I信号に変換する場合を
示している。入力される525I信号1は、図7中
(A)で示すように、垂直方向に白−白−黒−黒−白−
白の信号であるとする。この信号が順次走査線変換回路
2で525Pの順次走査信号に変換されると、(B)の
状態となる。すなわち、静止画の補間処理として、前フ
ィールドの信号を用いて変換すると、変換後の信号は
(B)の状態となる。この状態では、白と黒が走査線の
隙間を埋めただけであるため画質が劣化しない。これに
対して、斜めの解像度、動画の場合は、補間処理が異な
るため、画質が劣化する。
【0007】この信号を垂直拡大/圧縮回路3で563
P信号となるよう垂直方向に拡大するが、「525」か
ら「563」への拡大は、1.07倍の端数拡大を行う
ため、数ラインをフィルター係数により加算した出力と
する。この垂直フィルターを介することにより、(C)
の信号となり、白と黒の境界線に中間輝度の画素が生成
されて、輸郭のなまりが存在してしまう。さらに、この
ような現象は、動画になると顕著に表れてしまう。
【0008】この信号をインターレス変換回路7で11
25Iインターレス信号に変換して出力するが、ここで
も垂直のフィルター処理が行われる。順次走査信号をイ
ンターレス信号に変換する場合には、強制的にインター
レス信号を生成する関係上、画像の垂直方向に垂直ジッ
タ成分が存在したり、インターレス特有のラインフリッ
カ成分が存在して、垂直方向の画像に異常を来してしま
う。
【0009】このような画像の異常を防ぐために、フィ
ールド内において垂直方向にフィルター処理を行った
り、フィールド間で重み付けを変更する垂直フィルター
処理を行ったりする。このような処理を行うと、(D)
の信号となり、白と黒の境界線の中間輝度がさらに増加
するため、入力信号の黒成分が無くなって、輸郭のなま
りがさらに増加してしまう。このような現象は、動画に
なると顕著に表れてしまう。
【0010】本発明は、上述した事情に鑑み提案された
もので、インターレス走査方式の映像信号を、任意の垂
直、水平方向に拡大/圧縮し、入力とは異なるインター
レス走査方式に変換する場合に、画質の劣化を補正する
ことが可能な走査線変換装置を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る走査線変換
装置は、上述した目的を達成するため、インターレス走
査方式の映像信号を入力し、該映像信号を走査線変換し
てインターレス画像信号を得る走査線変換装置におい
て、入力されたインターレス走査方式の映像信号を、走
査線補間処理および倍速変換処理して順次走査方式の映
像信号に変換するための順次走査変換回路と、前記順次
走査変換回路の処理情報として必要な動き検出情報を作
成するための動き検出回路と、前記動き検出回路から検
出される動き量を、垂直方向の動き係数に正規化するた
めの垂直非線形動き検出回路と、前記順次走査変換回路
で変換された順次走査映像信号を、垂直方向に拡大/圧
縮するための垂直拡大/圧縮回路と、前記動き検出回路
から検出される動き量を、水平方向の動き係数に正規化
するための水平非線形動き検出回路と、前記順次走査変
換回路で変換された順次走査映像信号を、水平方向に拡
大/圧縮するための水平拡大/圧縮回路とを有し、前記
垂直拡大/圧縮回路および前記水平拡大/圧縮回路で任
意のサイズに可変させるスケーリング係数に対して、前
記垂直非線形動き検出回路および前記水平非線形動き検
出回路で得られた動き量係数を重み付け合成することを
特徴とするものである。
【0012】また、本発明に係る走査線変換装置は、前
記順次走査映像信号をインターレス走査方式の映像信号
に変換するインターレス変換回路と、前記垂直非線形動
き検出回路で検出される動き量を、動き判定係数化して
判定係数を出力するための動き判定回路とを有し、前記
インターレス変換回路のインターレス化フィルター係数
に、前記動き判定係数を重み付け合成することを特徴と
するものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて、本発明に
係る走査線変換装置の実施形態を説明する。図1〜図4
は、本発明の実施形態に係る走査線変換装置を示すもの
で、図1は走査線変換装置の概略構成を示すブロック
図、図2は垂直拡大/圧縮回路および垂直非線形動き検
出回路の構成を示すブロック図、図3は水平拡大/圧縮
回路および水平非線形動き検出回路の構成を示すブロッ
ク図、図4はインターレス変換回路の構成を示すブロッ
ク図である。
【0014】本発明の実施形態に係る走査線変換装置
は、図1に示すように、順次走査線変換回路2、垂直拡
大/圧縮回路3、垂直非線形動き検出回路4、水平拡大
/圧縮回路5、水平非線形動き検出回路6、インターレ
ス変換回路7、および動き検出回路8を備えている。こ
の走査線変換装置では、順次走査線変換回路2により、
インターレス信号である525I信号1が動き検出回路
8の動き情報に基づいて走査線補間処理および倍速変換
処理を施されて、525Pの順次走査信号に変換され
る。
【0015】この525P順次走査信号は、垂直拡大/
圧縮回路3で563P順次走査信号に拡大処理変換され
る。このとき、垂直拡大/圧縮回路3による拡大係数
と、動き検出回路8からの動き量係数を垂直非線形動き
検出回路4で正規化した動き量係数を重み付け合成し
て、563P順次走査信号を得る。525P順次走査信
号を563P順次走査信号に変換するには、垂直方向に
1.07倍の端数に拡大する必要があり、この拡大機能
を実現するためには、元となる数ラインから、それぞれ
さらに数ラインを生成する必要がある。
【0016】垂直拡大/圧縮回路3は、図2に示すよう
に、数ラインのラインメモリ16〜19で入力ライン情
報をメモリし、それぞれ係数(1)20〜係数(N)2
3の係数を重み付けして、ライン相関重視の拡大処理を
施す。また、動き検出回路8からの動き量を、垂直非線
形動き検出回路4の減算器34で静止画、動画に整数化
する。さらに、数ラインの動き量総和が「1」となるよ
うに正規化した動き係数を、乗算器(1)24〜乗算器
(N)27により係数化合成する。
【0017】合成されたそれぞれの信号28〜31は、
加算器32でライン相関重み付けされ563P信号33
を得る。これにより、拡大係数が動き係数により係数制
御されるため、静止画/動画に適応した拡大処理が施さ
れ、静止画/動画など画像シーンに最適な拡大処理とな
って、従来技術の欠点が克服される。
【0018】動き判定回路36は、インターレス変換回
路7でインターレス信号に変換を行う際に必要な動き情
報として、563P信号33で得られた画素が、正規化
処理部35の係数に基づいて、静止画寄りか、あるいは
動画寄りかの判定信号を出力する。
【0019】次に、水平方向についても同様の処理を行
うが、563P/59.94Hzの信号に適した水平周
波数は33.716KHzであるため、入力信号の1
5.734KHzを水平方向に任意サイズだけ変換する
必要がある。入力信号を水平方向に任意サイズだけ変換
するための回路が、水平拡大/圧縮回路5および水平非
線形動き検出回路6である。この水平拡大/圧縮回路5
および水平非線形動き検出回路6の詳細構成が、図3に
示されている。水平拡大/圧縮回路5および水平非線形
動き検出回路6の動作は、上述した垂直拡大/圧縮回路
3および垂直非線形動き検出回路4の動作と全く同等で
あるため、詳細な説明は省略する。
【0020】一般に、水平方向への画質の劣化は垂直方
向への画質の劣化と比較して、それ程気にならないた
め、図3に示す画素(1)41〜画素(N)44は、多
くとらない方がベターである。なお、図3において、4
1〜44は画素、45〜48は係数、49〜52は乗算
器、53〜56は乗算器の出力信号、57は加算器、5
8は563P信号、59は減算器、60は正規化処理
部、61は動き係数を示す。
【0021】上述した動作は、525I信号を525P
信号に変換して、垂直拡大/圧縮回路3、垂直非線形動
き検出回路4、水平拡大/圧縮回路5、水平非線形動き
検出回路6により、563P信号に変換するものである
が、さらに本実施形態に係る走査線変換装置では、56
3P信号をインターレス信号に変換する。
【0022】図4を用いて、563P信号をインターレ
ス信号に変換する動作を説明する。インターレス変換回
路7で563P信号をインターレス信号に変換するに
は、図4に示すように、563P信号のODDフィール
ド信号をラインメモリ(1)65およびラインメモリ
(2)66により記憶し、エッジ検出回路67で上下ラ
インの輝度レベル差を検出し、係数ODD(1)69と
係数ODD(2)70の係数を決定する。この係数は、
輝度差がなければ元の信号をそのまま出力し、輝度差が
高ければ係数の重み付けを任意の固定値とするように動
作する。
【0023】さらに、EVENフィールド信号に対して
も同様の処理を実施するが、係数EVEN(1)71と
係数EVEN(2)72は、ODDの係数とは異なる係
数で構成される。例えば、係数ODD(1)=1/4に
対して係数EVEN(1)=3/4のように、加算結果
が「1」となる組合せで係数をODDとEVENで配分
する。なお、ODDフィールド信号とEVENフィール
ド信号は、ODD/EVEN切替え回路68により切り
替えられる。そして、係数ODD(1)69、係数OD
D(2)70、係数EVEN(1)71、係数EVEN
(2)72に対して、垂直非線形動き検出回路4を構成
する動き判定回路36からの動き判定信号10を、乗算
器(1)73〜乗算器(4)76で重み付け合成する。
【0024】動き判定信号10は、対象となる画素が、
動画寄りか、あるいは静止画寄りであるかを示す信号で
あり、静止画寄りの場合には、係数ODD(1)69〜
係数EVEN(2)72の固定係数により、画質、イン
ターレスフリッカレスなどを十分確保できるため、重み
付け加算しない信号として動作する。一方、動画寄りの
場合には、インターレスフリッカは気にならず、画質優
先であるため、例えば、ODDフィールドだけフィルタ
ー処理を行う係数として重み付けするなど、任意に設定
することができる。
【0025】合成された563P信号は、ODD/EV
EN切替え回路79でインターレス出力化され、112
5I信号11が得られる。これにより、インターレス化
フィルター係数が動き係数により係数制御されるため、
静止画/動画に適応したインターレス化処理が施され、
静止画/動画など画像シーンに最適なインターレス化処
理となり、従来技術の欠点を克服することができる。
【0026】以上の動作からも分かるように、第1の走
査線変換回路である順次走査線変換回路2で使用する動
き検出情報を、第2の走査線変換回路である垂直拡大/
圧縮回路3および水平拡大/圧縮回路5においても使用
し、さらに第3の走査線変換回路であるインターレス変
換回路7においても使用することにより、各走査線変換
回路が共通の動き検出情報の信号に基づいて係数を制御
するため、従来技術の欠点を克服し、画質劣化の少ない
走査線変換装置とすることができる。
【0027】図5に、本実施形態に係る走査線変換装置
に関する信号を示す。なお、図5では、525I信号の
静止画を1125I信号に変換する場合を示している。
【0028】入力される525I信号1は、図5中
(A)で示すように、垂直方向に白−白−黒−黒−白−
白の信号であるとする。この信号が順次走査線変換回路
2で525Pの順次走査信号に変換されると、(B)の
状態となる。すなわち、静止画の補間処理として、前フ
ィールドの信号を用いて変換すると、変換後の信号は
(B)の状態となる。この信号を垂直拡大/圧縮回路3
で563P信号となるよう垂直方向に拡大するが、フィ
ルター係数と動き係数により合成された出力となるた
め、(C)の信号となり、白と黒の境界線は図7の従来
よりも向上する。
【0029】さらに、この信号をインターレス変換回路
7で1125Iインターレス信号に変換して出力する
が、インターレス化するためのフィルター係数と動き係
数により合成された出力となるため、(D)の信号とな
り、白と黒の境界線は図7の従来よりも向上する。ま
た、従来の技術では、順次走査信号をインターレス信号
に変換する場合に、強制的にインターレス信号を生成す
る関係上、画像の垂直方向に垂直ジッタ成分が存在して
しまったり、インターレス特有のラインフリッカ成分が
存在してしまったり、垂直方向の画像に異常を来す現象
が生じていたが、本実施形態に係る走査線変換装置で
は、これらの不都合にも対応が施されている。
【0030】
【発明の効果】本発明に係る走査線変換装置によれば、
垂直および水平方向に拡大/圧縮する走査線変換処理に
おいて、拡大/圧縮係数に動き検出係数を重み付け合成
することで、拡大/圧縮変換において劣化する画質を補
正することができる。
【0031】また、インターレス化フィルター係数に対
して、動き検出係数を重み付け合成することで、インタ
ーレス変換において劣化する画質を補正することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る走査線変換装置の概略
構成を示すブロック図である。
【図2】垂直拡大/圧縮回路および垂直非線形動き検出
回路の構成を示すブロック図である。
【図3】水平拡大/圧縮回路および水平非線形動き検出
回路の構成を示すブロック図である。
【図4】インターレス変換回路の構成を示すブロック図
である。
【図5】本発明の実施形態に係る走査線変換装置による
信号の変換を示す説明図である。
【図6】従来の走査線変換装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。
【図7】従来の走査線変換装置による信号の変換を示す
説明図である。
【符号の説明】
1 信号(525I) 2 順次走査線変換回路 3 垂直拡大/圧縮回路 4 垂直非線形動き検出回路 5 水平拡大/圧縮回路 6 水平非線形動き検出回路 7 インターレス変換回路 8 動き検出回路 9 動き量検出信号 10 動き判定信号 11 信号(1125I) 15 信号(525P) 16〜19 ラインメモリ 20〜23 係数 24〜27 乗算器 28〜31 乗算器の出力信号 32 加算器 33 信号(563P) 34 減算器 35 正規化処理部 36 動き判定回路 37 動き係数 41〜44 画素 45〜48 係数 49〜52 乗算器 53〜56 乗算器の出力信号 57 加算器 58 信号(563P) 59 減算器 60 正規化処理部 61 動き係数 65,66 ラインメモリ 67 エッジ検出回路 68 ODD/EVEN切替え回路 69,70 係数ODD 71,72 係数EVEN 73〜76 乗算器 77 加算器ODD 78 加算器EVEN 79 ODD/EVEN切替え回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インターレス走査方式の映像信号を入力
    し、該映像信号を走査線変換してインターレス画像信号
    を得る走査線変換装置において、 入力されたインターレス走査方式の映像信号を、走査線
    補間処理および倍速変換処理して順次走査方式の映像信
    号に変換するための順次走査変換回路と、 前記順次走査変換回路の処理情報として必要な動き検出
    情報を作成するための動き検出回路と、 前記動き検出回路から検出される動き量を、垂直方向の
    動き係数に正規化するための垂直非線形動き検出回路
    と、 前記順次走査変換回路で変換された順次走査映像信号
    を、垂直方向に拡大/圧縮するための垂直拡大/圧縮回
    路と、 前記動き検出回路から検出される動き量を、水平方向の
    動き係数に正規化するための水平非線形動き検出回路
    と、 前記順次走査変換回路で変換された順次走査映像信号
    を、水平方向に拡大/圧縮するための水平拡大/圧縮回
    路とを有し、 前記垂直拡大/圧縮回路および前記水平拡大/圧縮回路
    で任意のサイズに可変させるスケーリング係数に対し
    て、前記垂直非線形動き検出回路および前記水平非線形
    動き検出回路で得られた動き量係数を重み付け合成する
    ことを特徴とする走査線変換装置。
  2. 【請求項2】 前記順次走査映像信号をインターレス走
    査方式の映像信号に変換するインターレス変換回路と、 前記垂直非線形動き検出回路で検出される動き量を、動
    き判定係数化して判定係数を出力するための動き判定回
    路とを有し、 前記インターレス変換回路のインターレス化フィルター
    係数に、前記動き判定係数を重み付け合成することを特
    徴とする請求項1記載の走査線変換装置。
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