JP2003274371A - 画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インタレース映像信号をプログレッシブ映像
信号に変換するに際し、画面上を水平方向に移動する字
幕などを含む画像の画質劣化を抑止する。 【解決手段】 ステップＳ１で、フィールド画像Ｆ_t
の補間ラインがフィールド内補間される。ステップＳ２
で、フィールド画像Ｆ_t，Ｆ_t-1が垂直方向にフィルタリ
ングされ、ステップＳ３で、フィールド間動きベクトル
ｍｖ１と、水平方向のフィールド間動きベクトルｍｖ２
が検出され、ステップＳ４で、水平方向に限定したフレ
ーム間動きベクトルｄｍｖ２が検出される。ステップＳ
５で、最終的なフィールド間動きベクトルが選択され
る。本発明は、例えば、テレビジョン受像機やDVDプレ
ーヤなどに適用可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像処理装置およ
び方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、例えば、
インタレース方式の映像信号をプログレッシブ方式の映
像信号に変換する場合に好適な画像処理装置および方
法、記録媒体、並びにプログラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン放送による映像信号、ビデ
オカセットやDVD(Digital VersatileDisc)などの記録メ
ディアに録画されている映像信号などは、ODDフィール
ド画像とEVENフィールド画像が交互に配置されたインタ
レース方式である。

【０００３】インタレース方式に対し、フィールド画像
の２倍の垂直解像度を有するフレーム画像が連続的に配
置された映像信号は、プログレッシブ方式と称される。

【０００４】従来、より垂直解像度が高い高画質な映像
を表示することを目的として、インタレース方式の映像
信号（以下、インタレース映像信号と記述する）を、プ
ログレッシブ方式の映像信号（以下、プログレッシブ映
像信号と記述する）に変換してから表示させるテレビジ
ョン受像機、DVDプレーヤなどが存在する。

【０００５】図１は、そのようなテレビジョン受像機、
DVDプレーヤなどに搭載される、インタレース映像信号
をプログレッシブ映像信号に変換する（換言すれば、フ
ィールド画像をフレーム画像に変換する）従来の回路
（以下、第１の従来回路と記述する）の構成の一例を示
している。

【０００６】第１の従来回路において、入力端子１から
入力されるフィールド画像Ｆ_tは、フィールドメモリ
２、および動きベクトル検出回路５に供給される。フィ
ールドメモリ２は、入力されたフィールド画像Ｆ_tを１
フィールド周期だけ遅延して、フィールド内補間回路
３、およびフィールドメモリ４に出力する。以下、フィ
ールド画像Ｆ_tに対して１フィールド以前のフィールド
画像を、フィールド画像Ｆ_{t -1}と記述する。

【０００７】フィールド内補間回路３は、入力されたフ
ィールド画像Ｆ_t-1に存在しないライン（例えば、フィ
ールド画像Ｆ_t-1がODDフィールド画像である場合、EVEN
ラインを指す。以下、補間ラインと記述する）の画素
を、存在するラインの画素を用いて補間することによ
り、補間されたフィールド画像Ｆ’_t-1を生成して混合
回路８に出力する。補間の方法は、例えば、フィールド
画像Ｆ_t-1がODDフィールド画像である場合、補間ライン
であるEVENラインの画素として、その上下にそれぞれ存
在するODDラインの２画素の平均値を適用する。

【０００８】フィールドメモリ４は、入力されたフィー
ルド画像Ｆ_t-1を１フィールド周期だけ遅延して、動き
ベクトル検出回路５、および水平垂直移動回路６に出力
する。以下、フィールド画像Ｆ_tに対して２フィールド
以前のフィールド画像を、フィールド画像Ｆ_t-2と記述
する。

【０００９】動きベクトル検出回路５は、ブロックマッ
チング法により、入力された２フィールド周期分だけ間
隔が空いたフィールド画像Ｆ_t，Ｆ_t-2の画面上における
被写体のフレーム間動きベクトルを算出し、算出したフ
レーム間動きベクトルの信頼度を示すブロック差分値と
ともに水平垂直移動回路６に出力する。また、動きベク
トル検出回路５は、フレーム間動きベクトルの信頼度を
示すブロック差分値を混合比判定回路７にも出力する。

【００１０】水平垂直移動回路６は、動きベクトル検出
回路５から入力されたフレーム間動きベクトルの１／２
（すなわち、１フィールド周期分に相当する動きベクト
ル）だけ、フィールドメモリ４から入力されたフィール
ド画像Ｆ_t-2を平行移動して混合回路８に出力する。

【００１１】混合比判定回路７は、動きベクトル検出回
路５から入力された、フレーム間動きベクトルの信頼度
を示すブロック差分値に基づき、混合回路８における、
補間されたフィールド画像Ｆ’_t-1と平行移動されたフ
ィールド画像Ｆ_t-2との同一座標に位置する画素のブロ
ック単位の混合比を決定して混合回路８に出力する。例
えば、ブロック差分値に基づき、フレーム間動きベクト
ルの信頼度が高いと判定できる場合、フィールド画像Ｆ
_t-2の画素を混合する割合が多く、補間されたフィール
ド画像Ｆ’_t-1の画素を混合する画素の割合が少なくな
るように混合比を決定する。反対に、動きベクトルの信
頼度が低いと判定できる場合、フィールド画像Ｆ_t-2の
画素を混合する割合が少なく、補間されたフィールド画
像Ｆ’_t-1の画素を混合する割合が多くなるように混合
比を決定する。

【００１２】混合回路８は、混合比判定回路７から入力
された混合比に基づき、補間されたフィールド画像Ｆ’
_t-1と平行移動されたフィールド画像Ｆ_t-2との同一座標
に位置する画素を混合することにより、フィールド画像
Ｆ_t-1に対応する補間ラインを生成して倍速変換回路９
に出力する。倍速変換回路９は、フィールドメモリ２か
ら出力されたフィールド画像Ｆ_t-1に実在するライン
と、混合回路８から入力された、フィールド画像Ｆ_t-1
に対応する補間ラインとを、入力時の２倍の水平走査周
期で交互に出力することによってフレーム画像（順次走
査画像）Ｈ_t-1を生成し、出力端子１０を介して後段に
出力する。

【００１３】次に、図１に示した第１の従来回路の問題
点について説明する。第１の従来回路では、フィールド
画像Ｆ_t，Ｆ_t-2のフレーム間動きベクトルを検出し、そ
れをフィールド画像Ｆ_t-1に対応する補間ラインを生成
する過程において利用しているので、例えば、１フレー
ム期間内において、被写体の動きが隣接するブロックを
飛び越えて移動するほど速い場合、生成されるフレーム
画像に画質の劣化が生じてしまうことがある。

【００１４】例えば、図２Ａ乃至図２Ｃにそれぞれ示す
フィールド画像Ｆ_t-2乃至Ｆ_tのように、フィールド画像
Ｆ_t-2においてはブロック（２−ｂ）の存在した円形物
体が、フィールド画像Ｆ_t-1においてはブロック（２−
ｃ）に移動し、フィールド画像Ｆ_tにおいてはブロック
（２−ｄ）に移動したような場合、フィールド画像Ｆ_t
-1のブロック（２−ｃ）に対応するフレーム間動きベク
トルは、フィールド画像Ｆ_t-2のブロック（２−ｃ）と
フィールド画像Ｆ_tのブロック（２−ｃ）とに基づいて
検出されるので、いまの場合、ブロック（２−ｃ）のフ
レーム間動きベクトルは高い信頼度で０と検出される。

【００１５】したがって、混合回路８が出力するフィー
ルド画像Ｆ_t-1に対応する補間ラインは、水平垂移動回
路６からの直実質的には平行移動されていないフィール
ド画像Ｆ_t-2の画素が高い割合で混合されて生成された
ものとなるので、倍速変換回路９から出力されるフレー
ム画像Ｈ_t-1は、図３に示すように、移動する円形物体
に水平方向の隙間が生じてしまう問題がある。

【００１６】このような、被写体の移動速度が速い場合
に生じ得る問題を解決する方法として、例えば、図４に
示すような回路（以下、第２の従来回路と記述する）が
存在する。

【００１７】第２の従来回路において、入力端子２１か
ら入力されるフィールド画像Ｆ_tは、フィールド内補間
回路２１、垂直フィルタ２２、フィールドメモリ２３、
および倍速変換回路２９に供給される。

【００１８】フィールド内補間回路２１は、入力された
フィールド画像Ｆ_tの補間ラインの画素を、存在するラ
インの画素を用いて補間することにより、補間されたフ
ィールド画像Ｆ’_tを生成して混合回路８に出力する。
補間の方法は、例えば、フィールド画像Ｆ_tがODDフィー
ルド画像である場合、補間ラインであるEVENラインの画
素ｄ１として、その上下に存在するODDラインの画素ｄ
０，ｄ２の平均値を適用する。

【００１９】垂直フィルタ２２は、入力されたフィール
ド画像Ｆ_tに対して垂直方向にフィルタリングして、具
体的には、例えば図５Ａに示すように、フィールド画像
Ｆ_tに実在しない水平ライン上（図中におけるline０乃
至line４）の画素を、その上下にそれぞれ実在するライ
ンの画素を加重平均演算（例えば、上の画素×３／４＋
下の画素×１／４）することによって算出して、動きベ
クトル検出回路２５に出力する。

【００２０】フィールドメモリ２３は、入力されたフィ
ールド画像Ｆ_tを１フィールド周期だけ遅延したフィー
ルド画像Ｆ_t-1を、垂直フィルタ２４、および水平垂直
移動回路２６に出力する。

【００２１】垂直フィルタ２４は、入力されたフィール
ド画像Ｆ_t-1に対して垂直方向にフィルタリングして、
具体的には、垂直フィルタ２２と同様、例えば図５Ａに
示すように、フィールド画像Ｆ_t-1に実在しない水平ラ
イン上（図中におけるline０乃至４）の画素を、その上
下にそれぞれ実在するラインの画素を加重平均演算（例
えば、上の画素×１／４＋下の画素×３／４）すること
によって算出して、動きベクトル検出回路２５に出力す
る。

【００２２】動きベクトル検出回路２５は、ブロックマ
ッチング法により、垂直方向にフィルタリングされてい
るフィールド画像Ｆ_t，Ｆ_t-1の画面上における被写体の
フィールド間動きベクトルを算出し、算出したフィール
ド間動きベクトルの信頼度を示すブロック差分値ととも
に水平垂直移動回路２６に出力する。また、動きベクト
ル検出回路２５は、フレーム間動きベクトルの信頼度を
示すブロック差分値を混合比判定回路２７にも出力す
る。

【００２３】水平垂直移動回路２６は、動きベクトル検
出回路５から入力されたフィールド間動きベクトルだ
け、フィールドメモリ２３から入力されたフィールド画
像Ｆ_{t- 1}を平行移動して混合回路２８に出力する。

【００２４】混合比判定回路２７は、動きベクトル検出
回路２５から入力された、フィールド間動きベクトルの
信頼度を示すブロック差分値に基づき、混合回路２８に
おける、補間されたフィールド画像Ｆ’_tと平行移動さ
れたフィールド画像Ｆ_t-1との同一座標に位置する画素
のブロック単位の混合比を決定して混合回路８に出力す
る。例えば、ブロック差分値に基づき、フィールド間動
きベクトルの信頼度が高いと判定できる場合、フィール
ド画像Ｆ_t-1の画素を混合する割合が多く、補間された
フィールド画像Ｆ’_tの画素を混合する画素の割合が少
なくなるように混合比を決定する。反対に、フィールド
動きベクトルの信頼度が低いと判定できる場合、フィー
ルド画像Ｆ_t-1の画素を混合する割合が少なく、補間さ
れたフィールド画像Ｆ’_tの画素を混合する割合が多く
なるように混合比を決定する。

【００２５】混合回路２８は、混合比判定回路７から入
力された混合比に基づき、補間されたフィールド画像
Ｆ’_tと平行移動されたフィールド画像Ｆ_t-1との同一座
標に位置する画素を混合することにより、フィールド画
像Ｆ_tに対応する補間ラインを生成して倍速変換回路２
９に出力する。倍速変換回路２９は、入力端子２１から
のフィールド画像Ｆ_tのラインと、混合回路２８から入
力された、フィールド画像Ｆ_tに対応する補間ラインと
を、２倍の水平走査周期で交互に出力することによって
フレーム画像（順次走査画像）Ｈ_tを生成し、出力端子
３０を介して後段に出力する。

【００２６】以上のように、第２の従来回路では、フィ
ールド画像Ｆ_t，Ｆ_t-1のフィールド間動きベクトルを検
出し、それをフィールド画像Ｆ_t-1に対応する補間ライ
ンを生成する過程において利用しているので、例えば、
１フレーム期間内において、隣接するブロックを飛び越
えて移動するほど速い被写体の動きにも対応して、動き
ベクトルを検出することが可能である。しかしながら、
垂直方向にフィルタリングしたフィールド画像Ｆ_t，Ｆ
_t-1に基づいて、フィールド間動きベクトルを検出する
ことに起因して、動きベクトルの垂直成分を誤検出して
しまう可能性が存在する。

【００２７】具体的に説明する。例えば、被写体に２ラ
イン幅の横線パターンを有する被写体が静止して存在し
ている場合、図５Ａに示すようにフィールド画像Ｆ_t-1
に横線パターンの下側が現れ、フィールド画像Ｆ_tに横
線パターンの上側が現れる状態（以下、phase１と記述
する）と、図６Ａに示すようにフィールド画像Ｆ_t-1に
横線パターンの上側が現れ、フィールド画像Ｆ_tに横線
パターンの下側が現れる状態（以下、phase２と記述す
る）が発生し得る。なお、各画素の横の数値（１００，
２００など）は、各画素の信号レベルを示している。

【００２８】phase１において、垂直フィルタ２２，２
４からそれぞれ出力される、垂直方向にフィルタリング
されたフィールド画像Ｆ_t，Ｆ_t-1は、図５Ｂに示すとお
りである。

【００２９】すなわち、例えば、フィールド画像Ｆ_t-1
のline１の画素は１２５（＝実在する上の画素（２０
０）×１／４＋実在する下の画素（１００）×３／４）
と算出され、フィールド画像Ｆ_t-1のline２の画素は１
７５（＝実在する上の画素（１００）×１／４＋実在す
る下の画素（２００）×３／４）と算出され、フィール
ド画像Ｆ_t-1のline３の画素は２００（＝実在する上の
画素（２００）×１／４＋実在する下の画素（２００）
×３／４）と算出される。

【００３０】また例えば、フィールド画像Ｆ_tのline１
の画素は１２５（＝実在する上の画素（１００）×３／
４＋実在する下の画素（２００）×１／４）と算出さ
れ、フィールド画像Ｆ_tのline２の画素は２００（＝実
在する上の画素（２００）×３／４＋実在する下の画素
（２００）×１／４）と算出され、フィールド画像Ｆ_t
のline３の画素は２００（＝実在する上の画素（２０
０）×３／４＋実在する下の画素（２００）×１／４）
と算出される。

【００３１】同様に、phase１において、垂直フィルタ
２２，２４からそれぞれ出力される、垂直方向にフィル
タリングされたフィールド画像Ｆ_t，Ｆ_t-1は、図６Ｂに
示すとおりである。

【００３２】すなわち、例えば、フィールド画像Ｆ_t-1
のline１の画素は１２５（＝実在する上の画素（２０
０）×１／４＋実在する下の画素（１００）×３／４）
と算出され、フィールド画像Ｆ_t-1のline２の画素は１
７５（＝実在する上の画素（１００）×１／４＋実在す
る下の画素（２００）×３／４）と算出され、フィール
ド画像Ｆ_t-1のline３の画素は２００（＝実在する上の
画素（２００）×１／４＋実在する下の画素（２００）
×３／４）と算出される。

【００３３】また例えば、フィールド画像Ｆ_tのline１
の画素は１７５（＝実在する上の画素（２００）×３／
４＋実在する下の画素（１００）×１／４）と算出さ
れ、フィールド画像Ｆ_tのline２の画素は１２５（＝実
在する上の画素（１００）×３／４＋実在する下の画素
（２００）×１／４）と算出され、フィールド画像Ｆ_t
のline３の画素は２００（＝実在する上の画素（２０
０）×３／４＋実在する下の画素（２００）×１／４）
と算出される。

【００３４】ここで、垂直方向にフィルタリングされた
フィールド画像Ｆ_tの３ライン（line１乃至line３）を
１つのブロックとして、ブロックマッチング法を用いる
場合を考慮すると、phase１においては、フィールド画
像Ｆ_tの３ライン（line１乃至line３）に対して最も相
関が高いブロックとしてフィールド画像Ｆ_t-1のline１
乃至line３が検出される。したがって、phase１におい
て、当該ブロックのフィールド間動きベクトルの垂直成
分は誤検出されることなく０と検出される。

【００３５】それに対して、phase２においては、フィ
ールド画像Ｆ_tの３ライン（line１乃至line３）に対し
て最も相関が高いブロックとしてフィールド画像Ｆ_t-1
のline０乃至line２が検出される。したがって、phase
２において、当該ブロックのフィールド間動きベクトル
の垂直成分とはされず、誤検出されることなる。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】このような第２の従来
回路の問題点を解決する方法として、例えば特開平８−
１６３５７３号公報には、画像データの圧縮処理に用い
ることを目的として、フィールド間動きベクトルを検出
した後、フィールド間動きベクトルの検出処理で求めら
れた移動位置を中心として、さらにフレーム間ベクトル
を検出することにより、動きベクトル検出の正確性を高
めるようにした技術（以下、先願技術と記述する）が存
在する。

【００３７】しかしながら、先願技術のように、フィー
ルド間動きベクトルとフレーム間動きベクトルの両方を
検出する方法は、処理に時間がかかることや回路規模が
大きくなるという課題があった。

【００３８】また、先願技術では、画面上を水平方向に
移動する字幕などを含む画像を処理した場合、画質劣化
が目立ってしまう課題があった。

【００３９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、インタレース映像信号をプログレッシブ映
像信号に変換するに際し、比較的小さい回路規模で、か
つ、短い時間で処理を終了させることができ、さらに、
画面上を水平方向に移動する字幕などを含む画像の画質
劣化を抑止できるようにすることを目的とする。

【００４０】

【課題を解決するための手段】本発明の画像処理装置
は、インタレース映像信号を構成する連続した第１乃至
第３のフィールド画像のうち、第２および第３のフィー
ルド画像に対応するブロック単位のフィールド間動きベ
クトルを検出するフィールド間動きベクトル検出手段
と、第２および第３のフィールド画像に対応するブロッ
ク単位の水平方向に限定したフィールド間水平方向動き
ベクトルを検出するフィールド間水平方向動きベクトル
検出手段と、フィールド間水平方向動きベクトルに基づ
き、第１のフィールド画像を水平方向に移動する水平移
動手段と、水平移動手段によって移動された第１のフィ
ールド画像、および第３のフィールド画像に対応するブ
ロック単位の水平方向に限定したフレーム間水平方向動
きベクトルを検出するフレーム間水平方向動きベクトル
検出手段と、フィールド間動きベクトルの信頼度を示す
第１の評価値と、フレーム間水平方向動きベクトルの信
頼度を示す第２の評価値とを比較する比較手段と、比較
手段による比較結果に対応して、フィールド間動きベク
トルおよびフィールド間水平方向動きベクトルの一方を
最終的な動きベクトルに決定する決定手段とを含むこと
を特徴とする。

【００４１】前記比較手段は、１ライン毎に水平動きブ
ロックの数をカウントし、水平動きブロックの数に対応
して第１の評価値をオフセットした後、第２の評価値と
比較するようにすることができる。

【００４２】前記水平移動手段は、１ライン分の画素を
記憶する１以上のバッファメモリと、バッファメモリの
書き込みアドレスおよび読み出しアドレスを発生するア
ドレス発生手段とを含むようにすることができ、前記ア
ドレス発生手段は、書き込みアドレスとしてシリアルな
値を発生するとともに、発生した書き込みアドレスにフ
ィールド間水平方向動きベクトルを２倍した値および所
定のオフセット値を加算することによって読み出しアド
レスを発生するようにすることができる。

【００４３】本発明の画像処理装置は、第３のフィール
ド画像に対応する補間ラインの画素をフィールド内補間
によって生成するフィールド内補間手段と、最終的な動
きベクトルに基づき、第２のフィールド画像を平行移動
する平行移動手段と、フィールド内補間手段によって生
成された補間ラインの画素に、平行移動手段によって平
行移動された第２のフィールド画像の対応する画素を混
合する混合手段とをさらに含むことができる。

【００４４】本発明の画像処理装置は、第３のフィール
ド画像に存在する水平エッジを検出する水平エッジ検出
手段と、平行移動手段によって平行移動された第２のフ
ィールド画像の画素のうち、水平エッジ検出手段によっ
て検出された水平エッジに隣接する画素を修正する修正
手段とをさらに含むことができる。

【００４５】本発明の画像処理装置は、フレーム間水平
方向動きベクトルに対応して発生される１／２画素動き
フラグに基づき、混合手段の出力または修正手段の出力
を、補間ラインのブロック単位の画素として選択する選
択手段をさらに含むことができる。

【００４６】本発明の画像処理方法は、インタレース映
像信号を構成する連続した第１乃至第３のフィールド画
像のうち、第２および第３のフィールド画像に対応する
ブロック単位のフィールド間動きベクトルを検出するフ
ィールド間動きベクトル検出ステップと、第２および第
３のフィールド画像に対応するブロック単位の水平方向
に限定したフィールド間水平方向動きベクトルを検出す
るフィールド間水平方向動きベクトル検出ステップと、
フィールド間水平方向動きベクトルに基づき、第１のフ
ィールド画像を水平方向に移動する水平移動ステップ
と、水平移動ステップの処理で移動された第１のフィー
ルド画像、および第３のフィールド画像に対応するブロ
ック単位の水平方向に限定したフレーム間水平方向動き
ベクトルを検出するフレーム間水平方向動きベクトル検
出ステップと、フィールド間動きベクトルの信頼度を示
す第１の評価値と、フレーム間水平方向動きベクトルの
信頼度を示す第２の評価値とを比較する比較ステップ
と、比較ステップの比較結果に対応して、フィールド間
動きベクトルおよびフィールド間水平方向動きベクトル
の一方を最終的な動きベクトルに決定する決定ステップ
とを含むことを特徴とする。

【００４７】本発明の記録媒体のプログラムは、インタ
レース映像信号を構成する連続した第１乃至第３のフィ
ールド画像のうち、第２および第３のフィールド画像に
対応するブロック単位のフィールド間動きベクトルを検
出するフィールド間動きベクトル検出ステップと、第２
および第３のフィールド画像に対応するブロック単位の
水平方向に限定したフィールド間水平方向動きベクトル
を検出するフィールド間水平方向動きベクトル検出ステ
ップと、フィールド間水平方向動きベクトルに基づき、
第１のフィールド画像を水平方向に移動する水平移動ス
テップと、水平移動ステップの処理で移動された第１の
フィールド画像、および第３のフィールド画像に対応す
るブロック単位の水平方向に限定したフレーム間水平方
向動きベクトルを検出するフレーム間水平方向動きベク
トル検出ステップと、フィールド間動きベクトルの信頼
度を示す第１の評価値と、フレーム間水平方向動きベク
トルの信頼度を示す第２の評価値とを比較する比較ステ
ップと、比較ステップの比較結果に対応して、フィール
ド間動きベクトルおよびフィールド間水平方向動きベク
トルの一方を最終的な動きベクトルに決定する決定ステ
ップとを含むことを特徴とする。

【００４８】本発明のプログラムは、インタレース映像
信号を構成する連続した第１乃至第３のフィールド画像
のうち、第２および第３のフィールド画像に対応するブ
ロック単位のフィールド間動きベクトルを検出するフィ
ールド間動きベクトル検出ステップと、第２および第３
のフィールド画像に対応するブロック単位の水平方向に
限定したフィールド間水平方向動きベクトルを検出する
フィールド間水平方向動きベクトル検出ステップと、フ
ィールド間水平方向動きベクトルに基づき、第１のフィ
ールド画像を水平方向に移動する水平移動ステップと、
水平移動ステップの処理で移動された第１のフィールド
画像、および第３のフィールド画像に対応するブロック
単位の水平方向に限定したフレーム間水平方向動きベク
トルを検出するフレーム間水平方向動きベクトル検出ス
テップと、フィールド間動きベクトルの信頼度を示す第
１の評価値と、フレーム間水平方向動きベクトルの信頼
度を示す第２の評価値とを比較する比較ステップと、比
較ステップの比較結果に対応して、フィールド間動きベ
クトルおよびフィールド間水平方向動きベクトルの一方
を最終的な動きベクトルに決定する決定ステップとをコ
ンピュータに実行させることを特徴とする。

【００４９】本発明の画像処理装置および方法、並びに
プログラムにおいては、インタレース映像信号を構成す
る連続した第１乃至第３のフィールド画像のうち、第２
および第３のフィールド画像に対応するブロック単位の
フィールド間動きベクトルが検出され、第２および第３
のフィールド画像に対応するブロック単位の水平方向に
限定したフィールド間水平方向動きベクトルが検出さ
れ、フィールド間水平方向動きベクトルに基づき、第１
のフィールド画像が水平方向に移動される。また、移動
された第１のフィールド画像、および第３のフィールド
画像に対応するブロック単位の水平方向に限定したフレ
ーム間水平方向動きベクトルが検出され、フィールド間
動きベクトルの信頼度を示す第１の評価値と、フレーム
間水平方向動きベクトルの信頼度を示す第２の評価値と
が比較されて、その比較結果に対応して、フィールド間
動きベクトルおよびフィールド間水平方向動きベクトル
の一方が最終的な動きベクトルに決定される。

【００５０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態である順次
走査線変換装置の構成例について、図７を参照して説明
する。この順次走査線変換装置は、入力されるインタレ
ース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換するもの
である。

【００５１】入力端子４１は、順次入力されるインタレ
ース映像信号を構成するフィールド画像Ｆ_tを、フィー
ルドメモリ４２、垂直フィルタ４４、水平動きベクトル
検出回路４８、フィールド内補間回路４９、水平エッジ
検出回路５２、および倍速変換回路５８に供給する。

【００５２】フィールドメモリ４２は、入力端子４１か
らのフィールド画像Ｆ_tを１フィールド周期だけ遅延し
て、フィールドメモリ４３、垂直フィルタ４５、および
動きベクトル検出回路４６に出力する。フィールドメモ
リ４３は、フィールドメモリ４２から入力されるフィー
ルド画像Ｆ_t-1を１フィールド周期だけ遅延して、水平
移動回路４７に出力する。

【００５３】垂直フィルタ４４は、図４の垂直フィルタ
２２と同様に、入力端子４１からのフィールド画像Ｆ_t
に対し、垂直方向のフィルタリング処理を施して動きベ
クトル検出回路４６に出力する。同様に、垂直フィルタ
４５は、フィールドメモリ４２からのフィールド画像Ｆ
_t-1に対し、垂直方向のフィルタリング処理を施して動
きベクトル検出回路４６に出力する。

【００５４】動きベクトル検出回路４６は、垂直フィル
タ４４からの垂直方向にフィルタリングされたフィール
ド画像Ｆ_tに、座標（ｘ，ｙ）を中心とする水平Ｐ画
素、垂直Ｑラインの基準ブロックを設定するとともに、
垂直フィルタ４５からの垂直方向にフィルタリングされ
たフィールド画像Ｆ_t-1に、基準ブロックと同サイズで
あって座標（ｘ＋ｍｘ，ｙ＋ｍｙ）を中心とする参照ブ
ロックを設定し、ブロックマッチング法により、垂直方
向にフィルタリングされているフィールド画像Ｆ _t，Ｆ
_t-1の画面上における被写体のフィールド間動きベクト
ルｍｖ１を検出する。このとき、探索範囲を示すｍｘ，
ｍｙは、それぞれ、−ＭＸ乃至＋ＭＸ、または−ＭＹ乃
至＋ＭＹの範囲で変動される。

【００５５】動きベクトル検出回路４６は、検出したフ
ィールド間動きベクトルｍｖ１とともに、その信頼度を
示すブロック差分値ｄｆ１をベクトル判定回路５０に出
力する。ここで、ブロック差分値とは、基準ブロックと
参照ブロックとの対応する画素同士の差分のブロック単
位の積算値を指し、ブロック差分値ｄｆ１は、その最小
値を指す。

【００５６】さらに、動きベクトル検出回路４６は、垂
直フィルタ４５からの垂直方向にフィルタリングされた
フィールド画像Ｆ_t-1に、基準ブロックと同サイズであ
って座標（ｘ＋ｍｘ，ｙ）を中心とする参照ブロックを
設定し、ブロックマッチング法により、垂直方向にフィ
ルタリングされているフィールド画像Ｆ_t，Ｆ_t-1の画面
上における被写体の水平方向のフィールド間動きベクト
ルｍｖ２を検出し、水平移動回路４７およびベクトル判
定回路５０に出力する。なお、実際には、フィールド間
動きベクトルｍｖ２を改めて検出する必要はなく、フィ
ールド間動きベクトルｍｖ１を検出する過程の結果を流
用する。

【００５７】水平移動回路４７は、フィールドメモリ４
３からのフィールド画像Ｆ_t-2を、動きベクトル検出回
路４６からの水平方向のフィールド間動きベクトルｍｖ
２の２倍だけ移動して水平動きベクトル検出回路４８に
出力する。

【００５８】図８は、例えば水平８画素×垂直４ライン
を１ブロックとした場合における水平移動回路４７の構
成例を示している。

【００５９】水平移動回路４７は、動きベクトル検出回
路４６から入力される水平方向のフィールド間動きベク
トルｍｖ２を２倍する乗算回路６１、水平移動量（２・
ｍｖ２）に基づき、書き込みアドレスおよび読み出しア
ドレスを発生するアドレス発生回路６２、上段から入力
されるフィールド画像Ｆ_t-1の１ライン分の画素を１ラ
イン周期だけ遅延して後段に出力するラインバッファ６
４，６６、および６８、並びに、入力される１ライン分
の画素を、アドレス発生回路６２によって発生された読
み出しアドレスに書き込み、またアドレス発生回路６２
によって発生された読み出しアドレスから水平８画素単
位で読み出すバッファメモリ６３，６５，６７、および
６９から構成される。

【００６０】図９は、アドレス発生回路６２によって発
生される書き込みアドレスおよび読み出しアドレスの一
例を示している。例えば、バッファメモリ６３，６５，
６７、および６９のそれぞれに入力される１ライン分の
各画素に対しては、図９Ａに示すように、１ずつインク
リメントした書き込みアドレス（図９の場合、１３乃至
２７）が発生される。このとき順次入力された水平８画
素×垂直４ラインのブロックの水平移動量が、図９Ｂに
示すように０，−４，４である場合、次式に基づいて読
み出しアドレスが発生される。 読み出しアドレス＝書き込みアドレス＋水平移動量−オ
フセット値

【００６１】図９の場合、１ずつインクリメントして発
生された書き込みアドレス１３乃至２７に対応し、書き
込みアドレス５乃至７、４乃至１１、２０乃至２３が発
生される。ただし、いまの場合、オフセット値は８とさ
れている。

【００６２】水平移動回路４７においては、バッファメ
モリ６３，６５，６７、および６９がアドレス発生回路
６２によって発生された読み出しアドレスに従って画素
を書き込み、その後、アドレス発生回路６２によって発
生された読み出しアドレスに従って画素を読み出すの
で、フィールドメモリ４３から入力されるフィールド画
像Ｆ_t-2を、ブロック単位で速やかに水平方向の移動す
ることが可能である。

【００６３】図７に戻る。水平動きベクトル検出回路４
８は、入力端子４１からのフィールド画像Ｆ_tに、座標
（ｘ，ｙ）を中心とする水平方向がＰ画素、垂直方向が
Ｑラインの基準ブロックを設定するとともに、水平移動
回路４７から入力される、水平方向に移動されたフィー
ルド画像Ｆ_t-2に、基準ブロックと同サイズであって座
標（ｘ＋ｍｘ，ｙ）を中心とする参照ブロックを設定
し、ブロックマッチング法により、水平方向に限定した
フレーム間動きベクトルｄｍｖ２を検出する。このと
き、探索範囲を示すｍｘは、広範囲で変動させる必要は
なく、例えば、−３乃至＋３程度の範囲で変動させる。

【００６４】このように、ｍｘの探索範囲を−３乃至＋
３程度の狭い範囲とすることは、水平動きベクトル検出
回路４８の回路規模を削減できるだけでなく、水平方向
に限定したフレーム間動きベクトルｄｍｖ２が、水平方
向のフィールド間動きベクトルｍｖ２に比較して著しく
大きな値として誤検出されることを抑止することができ
る。

【００６５】水平動きベクトル検出回路４８は、検出し
た水平方向のフレーム間動きベクトルｄｍｖ２ととも
に、その信頼度を示すブロック差分値ｄｆ２をベクトル
判定回路５０に出力する。

【００６６】フィールド内補間回路４９は、入力端子４
１からのフィールド画像Ｆ_tに対応する補間ラインの画
素を、存在するラインの画素を用いて補間することによ
り、補間されたフィールド画像Ｆ’_tを生成してエッジ
処理回路５５に出力する。補間の方法は、例えば、フィ
ールド画像Ｆ_tがODDフィールド画像である場合、補間ラ
インであるEVENラインの画素として、その上下にそれぞ
れ存在するODDラインの２画素の平均値を適用する。

【００６７】ベクトル判定回路５０は、動きベクトル検
出回路４６からのフィールド間動きベクトルｍｖ１およ
び水平方向のフィールド間動きベクトルｍｖ２の一方を
最終的なフィールド間動きベクトルに選択して水平垂直
移動回路５１に出力するとともに、ブロック差分値ｄｆ
１，ｄｆ２の一方を相関レベル信号として混合比判定回
路５３に出力し、さらに、１／２画素動きフラグを生成
してセレクタ５６に出力する。

【００６８】図１０は、ベクトル判定回路５０の構成例
を示している。ベクトル判定回路５０において、計数回
路８１は、１ライン上のブロック（水平Ｐ画素）のう
ち、対応する比較回路８９（後述）の比較結果が０であ
るもの（以下、水平動きブロック）を計数して保持回路
８３に出力する。計数回路８２は、１ライン上に存在す
るブロック（水平Ｐ画素）を計数して保持回路８５に出
力する。乗算回路８４は、保持回路８３に保持されてい
る、１ライン上に存在する水平動きブロックの数に所定
数ｎを乗算して比較回路８６に出力する。比較回路８６
は、水平動きブロックの数に所定数ｎが乗算された値
と、保持回路８５に保持されている、１ライン上に存在
する全ブロック数を比較して、その比較結果をセレクタ
８７に出力する。

【００６９】セレクタ８７は、比較回路８６からの比較
結果に基づき、所定のオフセット値ofst１または０を加
算回路８８に出力する。具体的には、比較回路８６の比
較結果が、「１ライン上に存在する全ブロック数の方が
小さい」である場合、所定のオフセット値ofst１を加算
回路８８に出力し、比較回路８６の比較結果が、「１ラ
イン上に存在する全ブロック数の方が小さい」ではない
場合、０を加算回路８８に出力する。

【００７０】加算回路８８は、動きベクトル検出回路４
６からのブロック差分値ｄｆ１に、セレクタ８７の出力
（所定のオフセット値ofst１、または０）を加算し、ブ
ロック差分値ｄｆ３として比較回路８９に出力する。比
較回路８９は、水平動きベクトル検出回路４８からのブ
ロック差分値ｄｆ２と、加算回路８８からのブロック差
分値ｄｆ３を比較し、ブロック差分値ｄｆ２の方が小さ
いと判定された場合には１を発生し、ブロック差分値ｄ
ｆ２の方が小さいと判定されなかった場合には０を発生
して、比較結果として計数回路８１、セレクタ９０、お
よびアンド回路９３に出力する。

【００７１】セレクタ９０は、比較回路８９からの比較
結果に基づき、動きベクトル検出回路４６からのブロッ
ク差分値ｄｆ１、または水平動きベクトル検出回路４８
からのブロック差分値ｄｆ２を、相関レベル信号として
混合比判定回路５３に出力する。具体的には、比較回路
８９からの比較結果が１である場合、ブロック差分値ｄ
ｆ２を相関レベル信号として出力し、比較回路８９から
の比較結果が０である場合、ブロック差分値ｄｆ１を相
関レベル信号として出力する。また、セレクタ９０は、
比較回路８９からの比較結果をセレクタ９１に供給す
る。

【００７２】セレクタ９１は、比較回路８９の比較結果
に基づき、動きベクトル検出回路４６からのフィールド
間動きベクトルｍｖ１または水平方向のフィールド間動
きベクトルｍｖ２を、最終的なフィールド間動きベクト
ルとして水平垂直移動回路５１に出力する。具体的に
は、比較回路８９の比較結果が１である場合、フィール
ド間動きベクトルｍｖ２を最終的なフィールド間動きベ
クトルとして出力し、比較回路８９の比較結果が０であ
る場合、水平方向のフィールド間動きベクトルｍｖ１を
最終的なフィールド間動きベクトルとして出力する。

【００７３】不一致判定回路９２は、水平動きベクトル
検出回路４８からの水平方向のフレーム間動きベクトル
ｄｍｖ２が０であるか否かを判定し、水平方向のフレー
ム間動きベクトルｄｍｖ２が０ではない場合、１をアン
ド回路９３に出力する。反対に、水平方向のフレーム間
動きベクトルｄｍｖ２が０である場合、０をアンド回路
９３に出力する。

【００７４】アンド回路９３は、比較回路８９からの比
較結果と、不一致判定回路９２からの出力との論理積
を、１／２画素フラグとしてセレクタ５６に出力する。

【００７５】すなわち、１／２画素フラグが１とされる
場合は、水平方向のフレーム間動きベクトルｄｍｖ２が
０ではなく、−３，−２，−１，１，２，３のいずれか
である。水平方向のフレーム間動きベクトルｄｍｖ２が
−３，−１，１、または３である場合には、対応するフ
ィールド間での画素の実際の動きは−１．５，−０．
５，０．５、または１．５であるが、対応するフィール
ド間動きベクトルｍｖ２は整数単位で算出されるので、
フィールド間動きベクトルｍｖ２と実際の動きとの間に
は１／２画素だけずれが存在することになる。１／２画
素フラグが１とされる場合は、このずれが発生している
ことを示すことになる。

【００７６】なお、水平方向のフレーム間動きベクトル
ｄｍｖ２が−２または２である場合には、フィールド間
動きベクトルｍｖ２と実際の動きとの間にずれは存在し
ないが、フィールド間動きベクトルｍｖ２の精度落ちて
いると考えられるので、１／２画素フラグが１とされ
る。

【００７７】図７に戻る。水平垂直移動回路５１は、フ
ィールドメモリ４２からのフィールド画像Ｆ_t-1を、ベ
クトル判定回路５０からの最終的なフィールド間動きベ
クトルの分だけ平行移動して混合回路５４に出力する。

【００７８】水平エッジ検出回路５２は、入力端子４１
からのフィールド画像Ｆ_tに存在する被写体の垂直方向
に伸びた辺（以下、水平エッジと記述する）を検出し、
水平エッジの座標情報をエッジ処理回路５５およびセレ
クタ５６に出力する。

【００７９】図１１は、水平エッジ検出回路５２の構成
例を示している。水平エッジ検出回路５２は、入力され
るフィールド画像Ｆ_tの全ラインのうちの２ラインを順
次１ラインずつずらして処理対象とする。

【００８０】水平エッジ検出回路５２において、処理対
象の２ラインのうち、上のラインに存在する画素は、保
持回路１１１および減算回路１１２に順次入力され、下
のラインに存在する画素は、保持回路１１４および減算
回路１１５に順次入力される。

【００８１】保持回路１１１は、所定の周期で順次入力
される上のラインの画素を、１周期だけ遅延して減算回
路１１２に出力する。減算回路１１２は、同時に入力さ
れる２画素（すなわち、上のラインにおいて隣接する２
画素）の差分を演算し、絶対値回路１１３に出力する。
絶対値回路１１３は、隣接する２画素の差分の絶対値を
最大値選択回路１１７に出力する。

【００８２】保持回路１１４は、所定の周期で順次入力
される下のラインの画素を、１周期だけ遅延して減算回
路１１５に出力する。減算回路１１５は、同時に入力さ
れる２画素（すなわち、下のラインにおいて隣接する２
画素）の差分を演算し、絶対値回路１１６に出力する。
絶対値回路１１６は、隣接する２画素の差分の絶対値を
最大値選択回路１１７に出力する。

【００８３】最大値選択回路１１７は、絶対値回路１１
３，１１６から同時に入力される、上のラインにおいて
隣接する２画素の差分の絶対値と、下のラインにおいて
隣接する２画素の差分の絶対値との大きい方の値を選択
し、右方向エッジレベルED_Rとして保持回路１１８およ
び判定回路１１９に出力する。保持回路１１８は、所定
の周期で最大値選択回路１１７から順次入力される右方
向エッジレベルED_Rを１周期だけ遅延し、左方向エッジ
レベルED_Lとして判定回路１１９に出力する。

【００８４】判定回路１１９は、最大値選択回路１１７
および保持回路１１８から同時に入力される、右方向エ
ッジレベルED_Rと左方向エッジレベルED_Lを、所定のエ
ッジ判定閾値ed_thと比較して、ED_R＞ED_L＞ed_thと判
定した場合、隣接する２画素の中間に右方向のエッジが
ある（２画素の中間より右側に信号レベルが高い被写体
がある）と判定する。また、ED_L＞ED_R＞ed_thと判定
した場合、隣接する２画素の中間に左方向のエッジがあ
る（２画素の中間より左側に信号レベルが高い被写体の
エッジがある）と判定する。

【００８５】さらに、判定回路１１９は、判定結果に対
応して、隣接する２画素の中間にエッジがあるか否かを
示すエッジフラグと、そのエッジの方向を示すエッジ方
向フラグを生成して座標情報生成回路１２０に出力す
る。

【００８６】座標情報生成回路１２０は、判定回路１１
９から入力されるエッジフラグおよびエッジ方向フラグ
に基づき、フィールド画像Ｆ_tに存在する水平エッジの
座標情報（エッジの方向を含む）を生成してエッジ処理
回路５５およびセレクタ５６に出力する。

【００８７】図７に戻る。混合比判定回路５３は、ベク
トル判定回路５０からの相関レベル信号に基づき、混合
回路５４における、フィールド内補間回路４９からの補
間されたフィールド画像Ｆ’_tと、水平垂直移動回路５
１からの平行移動されたフィールド画像Ｆ_t-1との同一
座標に位置する画素のブロック単位の混合比を決定して
混合回路５４に出力する。

【００８８】例えば、相関レベル信号（すなわち、ブロ
ック差分値ｄｆ１またはｄｆ２）が小さければ小さいほ
ど、動きベクトル判定回路５０で算出された最終的なフ
ィールド間動きベクトルの信頼度が高いと判断できるの
で、その場合、水平垂直移動回路５１からの平行移動さ
れたフィールド画像Ｆ_t-1の画素を混合する割合ｓが多
く、補間されたフィールド画像Ｆ’_tの画素を混合する
画素の割合（１−ｓ）が少なくなるように混合比を決定
する。

【００８９】混合回路５４は、混合比判定回路５３から
の混合比に基づき、フィールド内補間回路４９からの補
間されたフィールド画像Ｆ’_tと、水平垂直移動回路５
１からの平行移動されたフィールド画像Ｆ_t-1との同一
座標に位置する画素を、（平行移動されたフィールド画
像Ｆ_t-1の画素）×ｓ＋（補間されたフィールド画像
Ｆ’_tの画素）×（１−ｓ）の演算によって混合し、セ
レクタ５６に出力する。

【００９０】エッジ処理回路５５は、水平エッジ検出回
路５２からの水平エッジの座標情報、およびフィールド
内補間回路４９からの補間されたフィールド画像Ｆ’_t
に基づき、水平垂直移動回路５１からの平行移動された
フィールド画像Ｆ_t-1の画素のうち、水平エッジに隣接
する画素を修正して、セレクタ５６に出力する。

【００９１】エッジ処理回路５５の処理について、図１
２を参照して具体的に説明する。例えばエッジ処理回路
５５には、図１２Ａに示すように、フィールド内補間回
路４９からのフィールド画像Ｆ_tに存在するライン（実
際には、補間されたフィールド画像Ｆ_t’の全てのライ
ンのうちの補間ラインではないもの）と、水平垂直移動
回路５１からの平行移動されたフィールド画像Ｆ_t-1が
入力される。

【００９２】ここで、水平エッジ検出回路５２からの水
平エッジの座標情報が、図１２Ａに示すように、画素Ｐ
ｅ，Ｐｄの境と画素Ｐｏ，Ｐｐの境を結ぶように水平エ
ッジが存在することを示している場合、平行移動された
フィールド画像Ｆ_t-1の画素のうち、水平エッジに隣接
する画素Ｐｉ，Ｐｊを、近傍の画素を用いて生成した画
素ＰＸ，ＰＹ（図１２Ｂ）に置換する。

【００９３】具体的には、水平エッジの左側に位置する
画素Ｐｉと置換する画素ＰＸには、当該画素Ｐｉ、その
上下の画素Ｐｃ，Ｐｏ、およびその左隣の画素Ｐｈの４
画素の平均値が用いられる。また、水平エッジの右側に
位置する画素Ｐｊと置換する画素ＰＹには、当該画素Ｐ
ｊ、その上下の画素Ｐｄ，Ｐｐ、およびその右隣の画素
Ｐｋの４画素の平均値が用いられる。

【００９４】このようなエッジ処理回路５５の処理によ
り、図１２Ａに示したように、平行移動されたフィール
ド画像Ｆ_t-1が、フィールド画像Ｆ_tに存在するラインと
ずれていて水平ラインがギザギザ状になった場合（この
場合、ベクトル判定回路５０によって１／２画素フラグ
が１とされる）でも、図１２Ｂに示すように当該ギザギ
ザ状の部分はぼかされて目立たないものとなる。したが
って、画面上の水平方向に移動する字幕などの画像劣化
が抑止される。

【００９５】図３に戻る。セレクタ５６は、ベクトル判
定回路５０からの１／２画素フラグが１であるブロック
については、エッジ処理回路５５から入力される、平行
移動されて水平エッジ付近の画素が修正されたフィール
ド画像Ｆ_t-1の対応するブロックを採用し、反対に、ベ
クトル判定回路５０からの１／２画素フラグが０である
ブロックについては、混合回路５４からの混合された画
素から成るフィールド画像Ｆｔ−１の対応するブロック
を採用して、後段に出力するフィールド画像Ｆ’’_t-1
を生成する。

【００９６】倍速変換回路５７は、入力端子４１からの
フィールド画像Ｆ_tのラインと、セレクタ５６からのフ
ィールド画像Ｆ’’_t-1のラインとを、入力時の２倍の
水平走査周期で交互に出力することによってフレーム画
像（順次走査画像）Ｈ_tを生成し、出力端子５８を介し
て後段に出力する。

【００９７】次に、図７の順次走査線変換装置による、
インタレース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換
する変換処理について、図１３を参照して説明する。な
お、順次走査線変換装置には、インタレース映像信号を
構成するフィールド画像が入力端子４１を介して順次入
力されているものとする。

【００９８】ステップＳ１において、フィールド内補間
回路４９は、入力端子４１を介して入力されたフィール
ド画像Ｆ_tに対応する補間ラインの画素を、存在するラ
インの画素を用いて補間することにより、補間されたフ
ィールド画像Ｆ’_tを生成してエッジ処理回路５５に出
力する。

【００９９】ステップＳ２において、垂直フィルタ４４
は、入力端子４１を介して入力されたフィールド画像Ｆ
_tに対し、垂直方向のフィルタリング処理を施して動き
ベクトル検出回路４６に出力する。垂直フィルタ４５
は、フィールドメモリ４２から入力されたフィールド画
像Ｆ_t-1に対し、垂直方向のフィルタリング処理を施し
て動きベクトル検出回路４６に出力する。

【０１００】ステップＳ３において、動きベクトル検出
回路４６は、垂直方向フィルタリング処理が施されたフ
ィールド画像Ｆ_t，Ｆ_t-1のブロック単位のフィールド間
動きベクトルｍｖ１を検出し、その信頼度を示すブロッ
ク差分値ｄｆ１とともにベクトル判定回路５０に出力す
る。さらに、動きベクトル検出回路４６は、水平方向の
フィールド間動きベクトルｍｖ２を検出し、水平移動回
路４７およびベクトル判定回路５０に出力する。

【０１０１】ステップＳ４において、水平移動回路４７
は、フィールドメモリ４３から入力されたフィールド画
像Ｆ_t-2を、動きベクトル検出回路４６から入力された
水平方向のフィールド間動きベクトルｍｖ２の２倍だけ
移動して水平動きベクトル検出回路４８に出力する。水
平動きベクトル検出回路４８は、入力端子４１を介して
入力されたフィールド画像Ｆ_tと、水平移動回路４７に
よって水平方向に移動されたフィールド画像Ｆ_t-2との
水平方向に限定したフレーム間動きベクトルｄｍｖ２を
検出し、その信頼度を示すブロック差分値ｄｆ２ととも
にベクトル判定回路５０に出力する。

【０１０２】ステップＳ５において、ベクトル判定回路
５０は、動きベクトル検出回路４６から入力されたフィ
ールド間動きベクトルｍｖ１、それに対応するブロック
差分値ｄｆ１、および水平方向のフィールド間動きベク
トルｍｖ２、並びに水平動きベクトル検出回路４８から
入力された水平方向のフレーム間動きベクトルｄｍｖ
２、およびそれに対応するブロック差分値ｄｆ２に基づ
き、最終的なフィールド間動きベクトルを算出して水平
垂直移動回路５１に出力するとともに、ブロック差分値
ｄｆ１，ｄｆ２の一方を相関レベル信号として混合比判
定回路５３に出力し、さらに、１／２画素動きフラグを
生成してセレクタ５６に出力する。

【０１０３】ステップＳ６において、水平垂直移動回路
５１は、フィールドメモリ４２から入力されたフィール
ド画像Ｆ_t-1を、ベクトル判定回路５０から入力された
最終的なフィールド間動きベクトルの分だけ平行移動し
て混合回路５４に出力する。混合回路５４は、混合比判
定回路５３からの混合比に基づき、フィールド内補間回
路４９から入力された、補間されたフィールド画像Ｆ’
_tと、水平垂直移動回路５１から入力された、平行移動
されたフィールド画像Ｆ_t-1との同一座標に位置する画
素を、混合比判定回路５３によって判定された混合比に
従って混合し、セレクタ５６に出力する。

【０１０４】ステップＳ６において、水平エッジ検出回
路５２は、入力端子４１を介して入力されたフィールド
画像Ｆ_tに存在する水平エッジを検出し、その座標情報
をエッジ処理回路５５およびセレクタ５６に出力する。
ステップＳ７において、エッジ処理回路５５は、水平エ
ッジ検出回路５２からの水平エッジの座標情報、および
フィールド内補間回路４９からの補間されたフィールド
画像Ｆ’_tに基づき、水平垂直移動回路５１からの平行
移動されたフィールド画像Ｆ_t-1の画素のうち、水平エ
ッジに隣接する画素を修正して、セレクタ５６に出力す
る。

【０１０５】ステップＳ８において、セレクタ５６は、
ベクトル判定回路５０からの１／２画素フラグが１であ
るブロックについては、エッジ処理回路５５から入力さ
れた、平行移動されて水平エッジ付近の画素が修正され
たフィールド画像Ｆ_t-1の対応するブロックを採用し、
反対に、ベクトル判定回路５０からの１／２画素フラグ
が０であるブロックについては、混合回路５４から入力
された、混合された画素から成るフィールド画像Ｆｔ−
１の対応するブロックを採用して、後段に出力するフィ
ールド画像Ｆ’’_t-1を生成する。

【０１０６】ステップＳ９において、倍速変換回路５７
は、入力端子４１を介して入力されたフィールド画像Ｆ
_tのラインと、セレクタ５６から入力されたフィールド
画像Ｆ’’_t-1のラインとを、入力時の２倍の水平走査
周期で交互に出力することによってフレーム画像（順次
走査画像）Ｈ_tを生成し、出力端子５８を介して後段に
出力する。

【０１０７】以上説明したように、インタレース映像信
号を構成するフィールド画像Ｆ_tが、直前の２枚のフィ
ールド画像Ｆ_t-1，Ｆ_t-2に基づき、プログレッシブ映像
信号を構成するフレーム画像Ｈ_tに変換される。

【０１０８】なお、図７に示した順次走査線変換装置に
おいてエッジ処理回路５５は、水平垂直移動回路５１か
ら入力される、平行移動されたフィールド画像Ｆ_t-1の
画素のうち、水平エッジに隣接する全ての画素を修正す
るようにしているが、エッジ処理回路５５に対し、ベク
トル判定回路５０からの１／２画素フラグを入力するよ
うにして、エッジ処理回路５５が、平行移動されたフィ
ールド画像Ｆ_t-1の画素のうち、１／２画素フラグが１
であるブロックに属する画素であって、かつ、水平エッ
ジに隣接する画素だけを修正するようにてもよい。この
ようにすれば、エッジ処理回路５５による処理量を削減
することが可能となる。

【０１０９】次に、図１４は、本発明を適用した順次走
査線変換装置の他の構成例を示している。図７に示した
構成例との違いは、図７のフィールドメモリ４２，４３
に相当するフィールドメモリ１２１，１２２の配置と、
水平移動回路１２３である。

【０１１０】図１４の構成例において、入力端子４１か
らのフィールド画像Ｆ_tはフィールドメモリ１２１、お
よび水平移動回路１２３に入力される。フィールドメモ
リ１２１からのフィールド画像Ｆ_t-1は、垂直フィルタ
４４、フィールド内補間回路４９、水平エッジ検出回路
５２、倍速変換回路５７、およびフィールドメモリ１２
２に入力される。フィールドメモリ１２２からのフィー
ルド画像Ｆ_t-2は、水平動きベクトル検出回路４８、お
よび水平垂直移動回路５１、および垂直フィルタ４５に
入力される。

【０１１１】水平移動回路１２３は、入力端子４１から
のフィールド画像Ｆ_tを、動きベクトル検出回路４６か
らの水平方向のフィールド間動きベクトルｍｖ２の−２
倍だけ移動して水平動きベクトル検出回路４８に出力す
る。

【０１１２】その他の構成回路は共通であり、同一の番
号を付しているので、その説明は省略する。

【０１１３】なお、図１４の構成例の場合、フィールド
画像Ｆ_tの入力に対し、１フィールド周期前のフレーム
画像Ｈ_t-1が処理結果として出力される。

【０１１４】ところで、本発明を適用した順次走査線変
換装置は、ハードウェアにより実現することもできる
が、ソフトウェアにより実現することもできる。ソフト
ウェアにより実現させる場合には、そのソフトウェアを
構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込ま
れているコンピュータ、または、各種のプログラムをイ
ンストールすることで、各種の機能を実行することが可
能な、汎用のパーソナルコンピュータなどに、記録媒体
からインストールされる。

【０１１５】図１５は、専用のソフトウェアを実行する
ことによって順次走査線変換装置として動作するパーソ
ナルコンピュータの構成例を示している。

【０１１６】このパーソナルコンピュータは、CPU(Cent
ral Processing Unit)１４１を内蔵している。CPU１４
１にはバス１４４を介して、入出力インタフェース１４
５が接続されている。バス１４４には、ROM(Read Only
Memory１４２およびRAM(Random Access Memory)１４３
が接続されている。

【０１１７】入出力インタフェース１４５には、ユーザ
が操作コマンドを入力するキーボード、マウスなどの入
力デバイスよりなる操作入力部１４６、処理結果を表示
するCRT(Cathode Ray Tube)またはLCD(Liquid Crystal
Display)等よりなる表示部１４７、プログラムや各種デ
ータを格納するハードディスクドライブなどよりなる記
憶部１４８、インタネットに代表されるネットワークを
介してデータ等を通信する通信部１４９、および磁気デ
ィスク１５１乃至半導体メモリ１５４などの記録媒体に
対してデータを読み書きするドライブ１５０が接続され
ている。

【０１１８】このパーソナルコンピュータに順次走査線
変換装置としての動作を実行させるプログラムは、磁気
ディスク１５１（フレキシブルディスクを含む）、光デ
ィスク１５２（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memor
y)、DVD(Digital Versatile Disc)を含む）、光磁気デ
ィスク１５３（ＭＤ(Mini Disc)を含む）、もしくは半
導体メモリ１５４に格納された状態でパーソナルコンピ
ュータに供給され、ドライブ１５０によって読み出され
て記憶部１４８に内蔵されるハードディスクドライブに
インストールされている。記憶部１４８にインストール
されているプログラムは、操作入力部１４６に入力され
るユーザからのコマンドに対応するCPU１４１の指令に
よって、記憶部１４８からRAM１４３にロードされて実
行される。

【０１１９】なお、本明細書において、記録媒体に記録
されるプログラムを記述するステップは、記載された順
序に従って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずし
も時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に
実行される処理をも含むものである。

【０１２０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インタ
レース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換するに
際し、比較的小さい回路規模で、かつ、短い時間で処理
を終了させることができ、さらに、画面上を水平方向に
移動する字幕などを含む画像の画質劣化を抑止すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インタレース映像信号をプログレッシブ映像信
号に変換する従来回路の一例を示すブロック図である。

【図２】図１の従来回路の問題点を説明するための図で
ある。

【図３】図１の従来回路の問題点を説明するための図で
ある。

【図４】インタレース映像信号をプログレッシブ映像信
号に変換する従来回路の一例を示すブロック図である。

【図５】図４の従来回路の問題点を説明するための図で
ある。

【図６】図４の従来回路の問題点を説明するための図で
ある。

【図７】本発明を適用した順次走査線変換装置の第１の
構成例を示すブロック図である。

【図８】図７の水平移動回路４７の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図９】図８のアドレス発生回路６２を説明するための
図である。

【図１０】図７のベクトル判定回路５０の構成例を示す
ブロック図である。

【図１１】図７の水平エッジ検出回路５２の構成例を示
すブロック図である。

【図１２】図７のエッジ処理回路５５を説明するための
図である。

【図１３】本発明を適用した順次走査線変換装置による
変換処理を説明するフローチャートである。

【図１４】本発明を適用した順次走査線変換装置の第２
の構成例を示すブロック図である。

【図１５】所定のソフトウェアを実行することによって
順次走査線変換装置として動作するパーソナルコンピュ
ータの構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

４２，４３ フィールドメモリ， ４４，４５ 垂直フ
ィルタ， ４６ 動き検出回路 ， ４７ 水平移動回
路， ４８ 水平動きベクトル検出回路， ４９ フィ
ールド内補間回路， ５０ ベクトル判定回路， ５１
水平垂直移動回路， ５２ 水平エッジ検出回路，
５３ 混合比判定回路， ５４ 混合回路， ５５ エ
ッジ処理回路， ５６ セレクタ， ５７ 倍速変換回
路， ６２ アドレス発生回路， １４１ CPU， １
５１ 磁気ディスク， １５２光ディスク， １５３
光磁気ディスク， １５４ 半導体メモリ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インタレース映像信号をプログレッシブ
   映像信号に変換する画像処理装置において、 前記インタレース映像信号を構成する連続した第１乃至
   第３のフィールド画像のうち、前記第２および第３のフ
   ィールド画像に対応するブロック単位のフィールド間動
   きベクトルを検出するフィールド間動きベクトル検出手
   段と、 前記第２および第３のフィールド画像に対応するブロッ
   ク単位の水平方向に限定したフィールド間水平方向動き
   ベクトルを検出するフィールド間水平方向動きベクトル
   検出手段と、 前記フィールド間水平方向動きベクトルに基づき、前記
   第１のフィールド画像を水平方向に移動する水平移動手
   段と、 前記水平移動手段によって移動された前記第１のフィー
   ルド画像、および前記第３のフィールド画像に対応する
   ブロック単位の水平方向に限定したフレーム間水平方向
   動きベクトルを検出するフレーム間水平方向動きベクト
   ル検出手段と、 前記フィールド間動きベクトルの信頼度を示す第１の評
   価値と、前記フレーム間水平方向動きベクトルの信頼度
   を示す第２の評価値とを比較する比較手段と、 前記比較手段による比較結果に対応して、前記フィール
   ド間動きベクトルおよび前記フィールド間水平方向動き
   ベクトルの一方を最終的な動きベクトルに決定する決定
   手段とを含むことを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 前記比較手段は、１ライン毎に水平動き
   ブロックの数をカウントし、前記水平動きブロックの数
   に対応して前記第１の評価値をオフセットした後、前記
   第２の評価値と比較することを特徴とする請求項１に記
   載の画像処理装置。
3. 【請求項３】 前記水平移動手段は、 １ライン分の画素を記憶する１以上のバッファメモリ
   と、 前記バッファメモリの書き込みアドレスおよび読み出し
   アドレスを発生するアドレス発生手段とを含み、 前記アドレス発生手段は、前記書き込みアドレスとして
   シリアルな値を発生するとともに、発生した前記書き込
   みアドレスに前記フィールド間水平方向動きベクトルを
   ２倍した値および所定のオフセット値を加算することに
   よって前記読み出しアドレスを発生することを特徴とす
   る請求項１に記載の画像処理装置。
4. 【請求項４】 前記第３のフィールド画像に対応する補
   間ラインの画素をフィールド内補間によって生成するフ
   ィールド内補間手段と、 前記最終的な動きベクトルに基づき、前記第２のフィー
   ルド画像を平行移動する平行移動手段と、 前記フィールド内補間手段によって生成された前記補間
   ラインの画素に、前記平行移動手段によって平行移動さ
   れた前記第２のフィールド画像の対応する画素を混合す
   る混合手段とをさらに含むことを特徴とする請求項１に
   記載の画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記第３のフィールド画像に存在する水
   平エッジを検出する水平エッジ検出手段と、 前記平行移動手段によって平行移動された前記第２のフ
   ィールド画像の画素のうち、前記水平エッジ検出手段に
   よって検出された前記水平エッジに隣接する画素を修正
   する修正手段とをさらに含むことを特徴とする請求項４
   に記載の画像処理装置。
6. 【請求項６】 前記フレーム間水平方向動きベクトルに
   対応して発生される１／２画素動きフラグに基づき、前
   記混合手段の出力または前記修正手段の出力を、前記補
   間ラインのブロック単位の画素として選択する選択手段
   をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の画像処
   理装置。
7. 【請求項７】 インタレース映像信号をプログレッシブ
   映像信号に変換する画像処理装置の画像処理方法におい
   て、 前記インタレース映像信号を構成する連続した第１乃至
   第３のフィールド画像のうち、前記第２および第３のフ
   ィールド画像に対応するブロック単位のフィールド間動
   きベクトルを検出するフィールド間動きベクトル検出ス
   テップと、 前記第２および第３のフィールド画像に対応するブロッ
   ク単位の水平方向に限定したフィールド間水平方向動き
   ベクトルを検出するフィールド間水平方向動きベクトル
   検出ステップと、 前記フィールド間水平方向動きベクトルに基づき、前記
   第１のフィールド画像を水平方向に移動する水平移動ス
   テップと、 前記水平移動ステップの処理で移動された前記第１のフ
   ィールド画像、および前記第３のフィールド画像に対応
   するブロック単位の水平方向に限定したフレーム間水平
   方向動きベクトルを検出するフレーム間水平方向動きベ
   クトル検出ステップと、 前記フィールド間動きベクトルの信頼度を示す第１の評
   価値と、前記フレーム間水平方向動きベクトルの信頼度
   を示す第２の評価値とを比較する比較ステップと、 前記比較ステップの比較結果に対応して、前記フィール
   ド間動きベクトルおよび前記フィールド間水平方向動き
   ベクトルの一方を最終的な動きベクトルに決定する決定
   ステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
8. 【請求項８】 インタレース映像信号をプログレッシブ
   映像信号に変換するプログラムであって、 前記インタレース映像信号を構成する連続した第１乃至
   第３のフィールド画像のうち、前記第２および第３のフ
   ィールド画像に対応するブロック単位のフィールド間動
   きベクトルを検出するフィールド間動きベクトル検出ス
   テップと、 前記第２および第３のフィールド画像に対応するブロッ
   ク単位の水平方向に限定したフィールド間水平方向動き
   ベクトルを検出するフィールド間水平方向動きベクトル
   検出ステップと、 前記フィールド間水平方向動きベクトルに基づき、前記
   第１のフィールド画像を水平方向に移動する水平移動ス
   テップと、 前記水平移動ステップの処理で移動された前記第１のフ
   ィールド画像、および前記第３のフィールド画像に対応
   するブロック単位の水平方向に限定したフレーム間水平
   方向動きベクトルを検出するフレーム間水平方向動きベ
   クトル検出ステップと、 前記フィールド間動きベクトルの信頼度を示す第１の評
   価値と、前記フレーム間水平方向動きベクトルの信頼度
   を示す第２の評価値とを比較する比較ステップと、 前記比較ステップの比較結果に対応して、前記フィール
   ド間動きベクトルおよび前記フィールド間水平方向動き
   ベクトルの一方を最終的な動きベクトルに決定する決定
   ステップとを含むことを特徴とするコンピュータが読み
   取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
9. 【請求項９】 インタレース映像信号をプログレッシブ
   映像信号に変換するコンピュータに、 前記インタレース映像信号を構成する連続した第１乃至
   第３のフィールド画像のうち、前記第２および第３のフ
   ィールド画像に対応するブロック単位のフィールド間動
   きベクトルを検出するフィールド間動きベクトル検出ス
   テップと、 前記第２および第３のフィールド画像に対応するブロッ
   ク単位の水平方向に限定したフィールド間水平方向動き
   ベクトルを検出するフィールド間水平方向動きベクトル
   検出ステップと、 前記フィールド間水平方向動きベクトルに基づき、前記
   第１のフィールド画像を水平方向に移動する水平移動ス
   テップと、 前記水平移動ステップの処理で移動された前記第１のフ
   ィールド画像、および前記第３のフィールド画像に対応
   するブロック単位の水平方向に限定したフレーム間水平
   方向動きベクトルを検出するフレーム間水平方向動きベ
   クトル検出ステップと、 前記フィールド間動きベクトルの信頼度を示す第１の評
   価値と、前記フレーム間水平方向動きベクトルの信頼度
   を示す第２の評価値とを比較する比較ステップと、 前記比較ステップの比較結果に対応して、前記フィール
   ド間動きベクトルおよび前記フィールド間水平方向動き
   ベクトルの一方を最終的な動きベクトルに決定する決定
   ステップとを実行させるプログラム。