JP2003330807A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録媒体として使用される半導体装置におい
て、記録されたデータの他の記録媒体への複写を困難と
する。 【解決手段】 再生情報は、付加情報を係数とした演算
処理をなされ、基本情報に対して高品質な情報となって
いるため、基本情報よりも情報量が多く、このままの状
態で他の記録媒体に記録しようとすると、大量の記録媒
体が必要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、映像信号や音楽信
号等の種々の情報信号を記録しておくための記録媒体と
して使用される半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、映像信号や音楽信号、あるいは、
コンピュータプログラム等の種々の情報信号を記録して
おく記録媒体が提案されている。このような記録媒体と
して、半導体装置（半導体記憶素子）として構成されて
いるものがある。

【０００３】また、このような記録媒体に記録される情
報信号としては、デジタルデータ及びアナログデータの
いずれも用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な半導体装置等の記録媒体においては、記録されている
情報信号をそのままの形態で、すなわち、デジタルデー
タのままで、他の記録媒体に複写することは容易に行え
る。

【０００５】このようにして複写されたデジタルデータ
は、アナログデータを複製する場合と異なり、このデー
タから復調された映像や音声の質や、または、このデー
タに基づくコンピュータの動作において、複写元のデジ
タルデータを使用する場合に対する劣化がない。すなわ
ち、複写されたデジタルデータは、複写元のデジタルデ
ータと同一の価値、品質を有するデータであるといえ
る。

【０００６】このように、価値、品質の低下を生ずるこ
となくデータの複写ができるとすると、複写元となるデ
ジタルデータに係る著作権の保護が充分に図られない事
態が招来される虞れがある。

【０００７】すなわち、正規にデジタルデータが記録さ
れて正規に販売される記録媒体の価格には、記録された
デジタルデータの使用料としてのいわゆる著作権料が含
まれている。この使用料がデジタルデータの著作権者に
支払われることにより、著作権の保護が図られる。とこ
ろが、著作権者に無断で複写されたデジタルデータが複
写元のデジタルデータと同一の価値、品質を有するなら
ば、このデジタルデータを使用しようとする人は、あえ
て価格に使用料が含まれている正規の記録媒体を購入せ
ずに、複写されたデジタルデータが記録されたより低価
格な記録媒体を使用するようになってしまう。そうする
と、このデジタルデータに係る著作権者には、このデジ
タルデータを実際に保有している人の人数や使用された
回数に見合った著作権料が支払われなくなってしまう。

【０００８】近年、このようなデジタルデータの複写か
ら著作権者を保護するため、データが容易に複写されな
いようにした記録媒体の提案が望まれている。

【０００９】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提
案されるものであって、記録されたデータの複写が困難
となされた記録媒体を提供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明に係る半導体装置は、複数のデータ記録領域
とプロセッシング部とを有する半導体装置において、基
本情報が入力される入力部と、上記基本情報に対する付
加情報となる付加データが記録された付加データ記録領
域と、上記基本情報と上記付加データとに基づいて上記
基本情報に対して符号化を行うプロセッシング部と、上
記プロセッシング部により符号化された演算データを記
録する演算データ記録領域とを備え、上記プロセッシン
グ部により符号化された演算データは、上記基本情報に
対して、より高品質な情報に対応したデータとなってい
ることを特徴とするものである。

【００１１】この半導体装置においては、演算データ
は、基本情報に対して高品質な情報に対応するデータと
なっているため、基本データよりも情報量が多く、この
ままの状態でディスク状記録媒体に記録しようとする
と、大量の記録媒体が必要となる。

【００１２】また、本発明に係る半導体装置は、複数の
データ記録領域とプロセッシング部とを有する半導体装
置において、基本情報が符号化された基本データが入力
される入力部と、上記基本データが記録される基本デー
タ記録領域と、上記基本情報に対する付加情報となる付
加データが記録された付加データ記録領域と、上記基本
データと上記付加データとに基づいて演算処理を行うプ
ロセッシング部と、上記プロセッシング部における演算
処理によって得られた演算データを出力する出力部とを
備え、上記プロセッシング部により演算処理された演算
データは、上記基本情報に対して、より高品質な情報に
対応したデータとなっていることを特徴とするものであ
る。

【００１３】この半導体装置においては、演算データ
は、基本情報に対して高品質な情報に対応するデータと
なっているため、基本データよりも情報量が多く、この
ままの状態で半導体装置やディスク状記録媒体等の記録
媒体に記録しようとすると、大量の記録媒体が必要とな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。

【００１５】本発明に係る半導体装置は、記録媒体とし
て使用できるものであって、基本データが記録される第
１の記録領域と、第１の記録領域に記録される基本デー
タに対する付加情報となる付加データが記録される第２
の記録領域とを有して構成される。そして、この半導体
装置においては、第１の記録領域から読出された基本デ
ータ及び第２の記録領域から読出された付加データに基
づいて、所定の処理を行うことにより、再生情報を生成
することができる。

【００１６】この再生情報は、第１の記録領域に記録さ
れた基本データのみから生成される基本情報に対して、
より高品質な情報となっている。したがって、再生情報
は、基本情報よりも情報量の多い情報となる。また、こ
の再生情報は、この再生情報の生成のために使用された
基本情報と付加情報とを合わせた情報量よりも多い情報
量となる。そのため、図１及び図２に示すように、１つ
の半導体装置１を再生することにより再生情報を生成し
（図２中のステップｓｔ１０１）、この生成された再生
情報をデータとして記録する場合には、元の半導体装置
のよりも大容量の半導体装置や多数のディスク状記録媒
体等の記録媒体が必要となる（図２中のステップｓｔ１
０２）。

【００１７】そして、この半導体装置においては、基本
データと付加データとが、所定の関係となされて所定の
記録方式によって記録されている場合にのみ、それぞれ
を「所定の処理」が可能な状態で読出すことができる。

【００１８】この半導体装置においては、基本データの
みは、元の半導体装置と略々同一の記録容量の半導体装
置３への複写が可能である。しかし、この基本データの
みから再生される基本情報は、付加データをも用いて生
成される再生情報に比較して品質の劣る情報である。ま
た、この半導体装置において、付加データのみも、元の
半導体装置と略々同一の記録容量の半導体装置４への複
写が可能である。しかし、この付加データのみでは、意
味のある情報を再生することができない。

【００１９】したがって、基本データ及び付加データに
基づいて再生情報を生成するための「所定の処理」の内
容を、非公開で、かつ、解析が困難であるものとしてお
けば、この半導体装置に記録されている情報について、
完全な形で他の半導体装置へ複写することを極めて困難
とすることができる。また、上述のように、半導体装置
の再生によって得られた再生情報をデータとして記録す
ることは、大容量の半導体装置や多数のディスク状記録
媒体等の記録媒体２が必要となるので、煩雑、かつ、不
便である。

【００２０】このように、記録している情報の他の半導
体装置への複写を困難とすることにより、いわゆる「違
法コピー」のなされない半導体装置を提供することがで
きる（図２中のステップｓｔ１０３）。これが本発明の
目的である。

【００２１】この半導体装置における基本情報として
は、例えば、映像情報や、音声情報、コンピュータプロ
グラム等とすることができる。そして、付加情報は、基
本データに基づいて再生される映像情報、音声情報等の
品質、すなわち、例えば画質又は音質等を向上させるた
めの情報である。この付加情報は、後述する「クラス分
類適応処理」により生成されて信号処理に用いる係数デ
ータや、あるいは、この係数データの生成に用いる係数
種データとすることができる。この「クラス分類適応処
理」は、後述するプロセッシング部のような回路によっ
て行うことができる。この「クラス分類適応処理」にお
いては、付加情報は、映像データ等である基本データに
関する演算を行うための、予め設定された係数情報と考
えることができる。

【００２２】また、再生情報と基本情報との差、つまり
高品質の内容としては、基本情報が映像情報である場合
において、空間的解像度が高いことや、種々の付加的情
報が付加されていることなどとすることができる。

【００２３】なお、本発明における半導体装置は、図３
及び図４に示すように、基本データ及び付加データは、
いわゆるインターネットの如き公衆通信回線を利用した
情報網５から取得（ダウンロード）されたものが記録さ
れることとしてもよい（図４中のステップｓｔ１０
４）。この場合においても、半導体装置１には、基本デ
ータと付加データとは、その後「所定の処理」が可能な
状態で読出すことができる（図４中のステップｓｔ１０
５）ように、所定の関係となされて所定の記録方式によ
って記録される。本発明に係る半導体装置は、このよう
に、いわゆる「違法コピー」がなされないことにより、
正規に販売される記録媒体に対するユーザの購買意欲の
増進を図ることができる（図２中のステップｓｔ１０
６）。

【００２４】これら本発明における半導体装置の特徴
は、以下に述べる本発明の各実施の形態において共通す
る特徴である。

【００２５】〔半導体装置の第１の実施の形態〕本発明
に係る半導体装置は、図５に示すように、データ記録領
域８とプロセッシング部９とを有して構成されている。
データ記録領域８は、複数のデータ記録領域からなる。
すなわち、データ記録領域８は、入力部から入力された
基本情報を記録する基本データ記録領域１０と、基本情
報に対する付加情報となる付加データが記録された付加
データ記録領域１１と、プロセッシング部９により符号
化された演算データを記録する演算データ記録領域１２
とを有する。

【００２６】この半導体装置においては、入力部１３か
ら基本情報が入力され、基本データとして基本データ記
録領域１０に記録される。プロセッシング部９は、基本
データと、付加データ記録領域１１に記録された付加デ
ータとに基づいて、所定の信号処理を行う。プロセッシ
ング部９における付加データの選択及び信号処理の選択
は、外部選択入力部１４から入力される外部選択信号に
応じて、付加情報選択手段１５及び信号処理選択手段１
６を介して制御される。

【００２７】プロセッシング部９は、後述する「クラス
分類適応処理」を行う回路であり、図６に示すように、
基本データが入力されてブロック化するブロック化回路
１８を有する。このブロック化回路１８から出力される
ブロック化された基本データは、クラス分類回路１９に
送られるとともに、第１、第２乃至第ｎの演算回路２０
ａ，２０ｂ，・・・２０ｎに送られる。クラス分類回路
１９は、ブロック化されて送られた基本データをクラス
分類して、その結果によってデータ記録領域８の付加デ
ータ記録領域１１を制御する。この付加データ記録領域
１１からは、クラス分類回路１９による制御及び外部選
択信号に応じた付加情報選択手段１５の制御に従って、
所定の付加データを各演算回路２０ａ，２０ｂ，・・・
２０ｎに送る。各演算回路２０ａ，２０ｂ，・・・２０
ｎのうちの外部選択信号に応じて信号処理選択手段１６
が選択した演算回路は、送られているブロック化された
基本データについて、送られた付加データを係数として
演算を行い、演算データとしてデータ記録領域８の演算
データ記録領域１２に送る。

【００２８】この演算データ記録領域１２に蓄積された
演算データは、この演算データ記録領域１２に接続され
た出力部１７ａを介して、適宜外部に出力される。

【００２９】すなわち、「クラス分類適応処理」は、ブ
ロック化した基本データをクラス分類し、この分類され
たクラスに応じた付加データを係数として用いて処理す
るものであるが、この内容についてはさらに後述する。
このようにしてプロセッシング部９より出力された演算
データは、基本情報に対して、より高品質な情報に対応
したデータとなっている。

【００３０】この半導体装置において、基本情報は、映
像情報とすることができる。そして、この場合におい
て、演算データは、基本情報よりも高解像度を有し、ま
たは、階調特性が向上された映像情報に対応したデータ
とすることができる。また、演算データは、基本情報よ
りもノイズが除去された映像情報に対応したデータとす
ることができる。さらに、演算データは、基本情報より
も時間的解像度が向上された映像情報に対応したデータ
とすることができる。例えば、映像信号を高解像度化す
る場合には、外部選択入力部１４に対する入力情報に応
じて、解像度が選択される。付加データは、これらの機
能に対応したものが用いられる。

【００３１】また、プロセッシング部９は、基本データ
の所定の特徴を検出して付加データを選択する回路とす
ることができる。この場合に、プロセッシング部９が検
出する基本データの特徴としては、例えば、画像の動き
量がある。そして、プロセッシング部は、画像の動き量
対応する係数を読み出すことができる。

【００３２】そして、演算データは、外部の加振器によ
って生じさせる振動に関する情報に対応したデータとす
ることができる。また、演算データは、外部の音響再生
装置によって再生する音響の音量に関する情報に対応し
たデータとすることができる。さらに、演算データは、
外部の送風機によって行う送風に関する情報に対応した
データとすることができる。すなわち、プロセッシング
部９における信号処理は、様々なアプリケーションに応
じて、異なる形態とすることができる。

【００３３】〔半導体装置の第２の実施の形態〕また、
この半導体装置は、図７に示すように、上述の半導体装
置と同様に、データ記録領域８、プロセッシング部９及
び基本データが入力される入力部１３を有し、プロセッ
シング部９における演算処理によって得られた演算デー
タを直接外部に出力する出力部１７ｂを有するものとし
て構成してもよい。また、入力部１３には、既に符号化
された基本データが外部から入力されることとしてもよ
いし、この入力部１３の前段に基本情報を符号化して基
本データとする符号化手段を有していてもよい。

【００３４】この場合には、プロセッシング部９におけ
る演算処理によって得られた演算データは、演算データ
記録領域１２に蓄積されることなく、出力部１７ｂを介
して、外部に出力される。すなわち、この半導体装置に
おいては、プロセッシング部９における演算処理は、演
算データが必要なときに、この演算データを出力する直
前に行われることになる。その他の動作、内容は、上述
した半導体装置の第１の実施の形態と同様である。

【００３５】〔クラス分類適応処理について〕上述の再
生装置や半導体装置において行われる「クラス分類適応
処理」の内容について、以下に説明する。以下の説明で
は、「クラス分類適応処理」の内容を明かにするため、
この「クラス分類適応処理」を映像信号について行う例
について説明する。以下の説明においては、ＳＤ（Stan
dard Definition）信号が本発明における基本データに
対応し、このＳＤ信号を付加データを用いてＳＤ信号よ
りも高品質なＨＤ（High Definition）信号とする処理
を「クラス分類適応処理」で行っているものである。

【００３６】基本データは、半導体装置に記録されこの
半導体装置から読出したデータを用いる。以下の説明で
は、係数データは係数生成回路により生成しているが、
本発明においては、係数データは、予め係数生成回路に
より生成され半導体装置に付加データとして記録してお
いたものを読出して用いる。

【００３７】なお、本発明においても、基本データを半
導体装置に記録しておくとともに、後述する「係数種デ
ータ」を付加データとして半導体装置に記録しておき、
係数データは再生操作のときにこの「係数種データ」
（付加データ）から生成することとしてもよい。

【００３８】この「クラス分類適応処理」について、Ｓ
Ｄ信号のＨＤ信号への変換を例に説明する。この「クラ
ス分類適応処理」は、図８に示すように、ＳＤ信号より
選択的に取り出されたＨＤ信号の注目画素に対応するタ
ップの画素データより空間クラスや動きクラスを検出
し、当該ＨＤ信号の注目画素のクラスを示すクラスコー
ドＣＬを得て、各クラスの付加データを生成し、データ
記録領域８に含まれる係数メモリ１１に格納するもので
ある。この係数メモリ１１は、付加データ記録領域１１
に相当するものである。

【００３９】そして、演算回路１２７で、タップ選択回
路１２１でＳＤ信号より選択的に取り出された、ＨＤ信
号の注目画素に対応するタップのデータｘｉと、係数メ
モリ１１よりクラスコードＣＬで読み出された付加デー
タＷiとから、推定式を使用して、ＨＤ信号の注目画素
の画素データを演算するものである。なお、メモリバン
ク１３５には、各クラスの係数種データが格納されてい
る。

【００４０】以下、図面を参照しながら、この「クラス
分類適応処理」について説明する。図８に示すように、
この「クラス分類適応処理」を行う再生装置１００は、
半導体装置から読取られた基本データとなるＳＤ（Stan
dard Definition）信号としての５２５ｉ信号を得、こ
の５２５ｉ信号をＨＤ（High Definition）信号として
の５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号に変換し、その５
２５ｐ信号または１０５０ｉ信号による画像を表示する
ものである。

【００４１】ここで、５２５ｉ信号は、ライン数が５２
５本でインタレース方式の映像信号を意味し、５２５ｐ
信号は、ライン数が５２５本でプログレッシブ方式（ノ
ンインタレース方式）の映像信号を意味し、さらに１０
５０ｉ信号はライン数が１０５０本でインタレース方式
の映像信号を意味している。

【００４２】再生装置１００は、マイクロコンピュータ
を備え、システム全体の動作を制御するためのシステム
コントローラ１０１を有している。

【００４３】また、再生装置１００は、ＳＤ信号Ｖａ
（５２５ｉ信号）が入力される入力部１０７と、このＳ
Ｄ信号Ｖａが入力部１３を介して入力され、このＳＤ信
号Ｖａを一時的に保存するための基本データ記録領域１
０に相当するバッファメモリ１０とを有している。ま
た、再生装置１００は、バッファメモリ１０に一時的に
保存されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（５
２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）に変換するプロセッ
シング部９を有し、このプロセッシング部９より出力部
１７ｂを介して出力されるＨＤ信号による画像をディス
プレイ部１１１に表示する。このディスプレイ部１１１
としては、例えばＣＲＴ（cathode−ray tube)ディスプ
レイ、あるいはＬＣＤ（liquid crystal display）等の
フラットパネルディスプレイで構成されているものを用
いる。

【００４４】入力部１０７より入力されたＳＤ信号（５
２５ｉ信号）は、バッファメモリ１０に記憶されて一時
的に保存される。そして、このバッファメモリ１０に一
時的に保存されたＳＤ信号は、プロセッシング部９に供
給され、ＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信
号）に変換される。すなわち、プロセッシング部９で
は、ＳＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＳＤ画素
データ」という）から、ＨＤ信号を構成する画素データ
（以下、「ＨＤ画素データ」という）が得られる。この
プロセッシング部９より出力されるＨＤ信号がディスプ
レイ部１１１に供給され、ディスプレイ部１１１の画面
上にはそのＨＤ信号による画像が表示される。

【００４５】次に、図８において、プロセッシング部９
の詳細を説明する。このプロセッシング部９は、バッフ
ァメモリ１０に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信
号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号または５２５ｐ信
号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素の
データを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタッ
プ選択回路１２１〜１２３を有している。

【００４６】第１のタップ選択回路１２１は、予測に使
用するＳＤ画素（「予測タップ」と称する）のデータを
選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路１
２２は、ＳＤ画素データのレベル分布パターンに対応す
るクラス分類に使用するＳＤ画素（「空間クラスタッ
プ」と称する）のデータを選択的に取り出すものであ
る。第３のタップ選択回路１２３は、動きに対応するク
ラス分類に使用するＳＤ画素（「動きクラスタップ」と
称する）のデータを選択的に取り出するものである。

【００４７】なお、空間クラスを複数フィールドに属す
るＳＤ画素データを使用して決定する場合には、この空
間クラスにも動き情報が含まれることになる。

【００４８】図９は、５２５ｉ信号および５２５ｐ信号
の、あるフレーム（Ｆ）の奇数（ｏ）フィールドの画素
位置関係を示している。大きなドットが５２５ｉ信号の
画素であり、小さいドットが出力される５２５ｐ信号の
画素である。偶数（ｅ）フィールドでは、５２５ｉ信号
のラインが空間的に０．５ラインずれたものとなる。図
９から分かるように、５２５ｐ信号の画素データとして
は、５２５ｉ信号のラインと同一位置のラインデータＬ
１と、５２５ｉ信号の上下のラインの中間位置のライン
データＬ２とが存在する。また、５２５ｐ信号の各ライ
ンの画素数は、５２５ｉ信号の各ラインの画素数の２倍
である。

【００４９】図１０は、５２５ｉ信号および１０５０ｉ
信号のあるフレーム（Ｆ）の画素位置関係を示すもので
あり、奇数（ｏ）フィールドの画素位置を実線で示し、
偶数（ｅ）フィールドの画素位置を破線で示している。
大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さいドッ
トが出力される１０５０ｉ信号の画素である。図１０か
ら分かるように、１０５０ｉ信号の画素データとして
は、５２５ｉ信号のラインに近い位置のラインデータＬ
１，Ｌ１′と、５２５ｉ信号のラインから遠い位置のラ
インデータＬ２，Ｌ２′とが存在する。ここで、Ｌ１，
Ｌ２は奇数フィールドのラインデータ、Ｌ１′，Ｌ２′
は偶数フィールドのラインデータである。また、１０５
０ｉ信号の各ラインの画素数は、５２５ｉ信号の各ライ
ンの画素数の２倍である。

【００５０】図１１及び図１２は、５２５ｉ信号から５
２５ｐ信号に変換する場合に、第１のタップ選択回路１
２１で選択される予測タップ（ＳＤ画素）の具体例を示
している。図１１及び図１２は、時間的に連続するフレ
ームＦ−1，Ｆ，Ｆ＋１の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフ
ィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。

【００５１】図１１に示すように、フィールドＦ／ｏの
ラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの予測タップ
は、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５
ｐ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置の
ＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、フィールドＦ／ｏに含ま
れ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近
傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールド
Ｆ−１／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に
対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９
と、さらに前のフィールドＦ−１／ｏに含まれ、作成す
べき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳ
Ｄ画素Ｔ１０である。

【００５２】図１２に示すように、フィールドＦ／ｅの
ラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの予測タップ
は、次のフィールドＦ＋１／ｏに含まれ、作成すべき５
２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成
すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置の
ＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ／ｏに
含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的
に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９と、さらに前の
Ｆ−１／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に
対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１０である。

【００５３】なお、ラインデータＬ１を予測する際に
は、ＳＤ画素Ｔ９を予測タップとして選択しないように
し、一方、ラインデータＬ２を予測する際には、ＳＤ画
素Ｔ４を予測タップとして選択しないようにしてもよ
い。

【００５４】図１３及び図１４は、５２５ｉ信号から１
０５０ｉ信号に変換する場合に、第１のタップ選択回路
１２１で選択される予測タップ（ＳＤ画素）の具体例を
示している。図１３及び図１４は、時間的に連続するフ
レームＦ−１，Ｆ，Ｆ＋１の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）の
フィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。

【００５５】図１３に示すように、フィールドＦ／ｏの
ラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの予測タップ
は、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき１０５
０ｉ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置
のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｏに含まれ、
作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位
置のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィール
ドＦ−１／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画
素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８であ
る。

【００５６】図１４に示すように、フィールドＦ／ｅの
ラインデータＬ１′，Ｌ２′を予測するときの予測タッ
プは、次のフィールドＦ＋１／ｏに含まれ、作成すべき
１０５０ｉｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳ
Ｄ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成
すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置
のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールド
Ｆ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対し
て空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８である。

【００５７】なお、ラインデータＬ１，Ｌ１′を予測す
る際には、ＳＤ画素Ｔ６を予測タップとして選択しない
ようにし、一方、ラインデータＬ２，Ｌ２′を予測する
際には、ＳＤ画素Ｔ３を予測タップとして選択しないよ
うにしてもよい。

【００５８】さらに、図１１乃至図１４に示すように、
複数フィールドの同一位置にあるＳＤ画素に加えて、水
平方向の一または複数のＳＤ画素を、予測タップとして
選択するようにしてもよい。

【００５９】図１５および図１６は、５２５ｉ信号から
５２５ｐ信号に変換する場合に、第２のタップ選択回路
１２２で選択される空間クラスタップ（ＳＤ画素）の具
体例を示している。図１５および図１６は、時間的に連
続するフレームＦ−１，Ｆ，Ｆ＋１の奇数（ｏ）、偶数
（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示して
いる。

【００６０】図１５に示すように、フィールドＦ／ｏの
ラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの空間クラスタ
ップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５
２５ｐ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位
置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｏに含ま
れ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近
傍位置のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５と、前のフィールド
Ｆ−１／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に
対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ６，Ｔ７である。

【００６１】図１６に示すように、フィールドＦ／ｅの
ラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの空間クラスタ
ップは、次のフィールドＦ＋１／ｏに含まれ、作成すべ
き５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ
画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成す
べき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳ
Ｄ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ／
ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空
間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ６，Ｔ７である。

【００６２】なお、ラインデータＬ１を予測する際に
は、ＳＤ画素Ｔ７を空間クラスタップとして選択しない
ようにし、一方、ラインデータＬ２を予測する際には、
ＳＤ画素Ｔ６を空間クラスタップとして選択しないよう
にしてもよい。

【００６３】図１７及び図１８は、５２５ｉ信号から１
０５０ｉ信号に変換する場合に、第２のタップ選択回路
１２２で選択される空間クラスタップ（ＳＤ画素）の具
体例を示している。図１７及び図１８は、時間的に連続
するフレームＦ−１，Ｆ，Ｆ＋１の奇数（ｏ）、偶数
（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示して
いる。

【００６４】図１７に示すように、フィールドＦ／ｏの
ラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの空間クラスタ
ップは、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき１０５
０ｉ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置
のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、前のフィールドＦ−１
／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対し
て空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７
である。

【００６５】図１８に示すように、フィールドＦ／ｅの
ラインデータＬ１′，Ｌ２′を予測するときの空間クラ
スタップは、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき１
０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画
素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、前のフィールドＦ／ｏに含ま
れ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に
近傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７である。

【００６６】なお、ラインデータＬ１，Ｌ１′を予測す
る際には、ＳＤ画素Ｔ７を空間クラスタップとして選択
しないようにし、一方、ラインデータＬ２，Ｌ２′を予
測する際には、ＳＤ画素Ｔ４を空間クラスタップとして
選択しないようにしてもよい。

【００６７】さらに、図１５乃至図１８に示すように、
複数フィールドの同一位置にあるＳＤ画素に加えて、水
平方向の一または複数のＳＤ画素を、空間クラスタップ
として選択するようにしてもよい。

【００６８】図１９は、５２５ｉ信号から５２５ｐ信号
に変換する場合に、第３のタップ選択回路１２３で選択
される動きクラスタップ（ＳＤ画素）の具体例を示して
いる。図１９は、時間的に連続するフレームＦ−１，Ｆ
の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画
素位置関係を示している。図１９に示すように、フィー
ルドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの
動きクラスタップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、
作成すべき５２５ｐ信号の画素（注目画素）に対して空
間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ２，ｎ４，ｎ６と、フィー
ルドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に
対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ１，ｎ３，ｎ５
と、前のフィールドＦ−１／ｅに含まれ、作成すべき５
２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素
ｍ２，ｍ４，ｍ６と、さらに前のフィールドＦ−１／ｏ
に含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間
的に近傍位置のＳＤ画素ｍ１，ｍ３，ｍ５である。ＳＤ
画素ｎ１〜ｎ６のそれぞれの垂直方向の位置は、ＳＤ画
素ｍ１〜ｍ６のそれぞれの垂直方向の位置は一致する。

【００６９】図２０は、５２５ｉ信号から１０５０ｉ信
号に変換する場合に、第３のタップ選択回路１２３で選
択される動きクラスタップ（ＳＤ画素）の具体例を示し
ている。図２０は、時間的に連続するフレームＦ−１，
Ｆの奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の
画素位置関係を示している。図２０に示すように、フィ
ールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するとき
の動きクラスタップは、次のフィールドＦ／ｅに含ま
れ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に
近傍位置のＳＤ画素ｎ２，ｎ４，ｎ６と、フィールドＦ
／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対し
て空間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ１，ｎ３，ｎ５と、前
のフィールドＦ−１／ｅに含まれ、作成すべき１０５０
ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｍ
２，ｍ４，ｍ６と、さらに前のフィールドＦ−１／ｏに
含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間
的に近傍位置のＳＤ画素ｍ１，ｍ３，ｍ５である。ＳＤ
画素ｎ１〜ｎ６のそれぞれの垂直方向の位置は、ＳＤ画
素ｍ１〜ｍ６のそれぞれの垂直方向の位置は一致する。

【００７０】図８に戻って、また、プロセッシング部９
は、第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出され
る空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベ
ル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基
づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する
空間クラス検出回路１２４を有している。

【００７１】空間クラス検出回路１２４では、例えば、
各ＳＤ画素データを、８ビットデータから２ビットデー
タに圧縮するような演算が行われる。そして、空間クラ
ス検出回路１２４からは、各ＳＤ画素データに対応した
圧縮データが空間クラスのクラス情報として出力され
る。本実施の形態においては、「ＡＤＲＣ」（Adaptive
Dynamic Range Coding）によって、データ圧縮が行われ
る。なお、情報圧縮手段としては、「ＡＤＲＣ」以外に
「ＤＰＣＭ」（予測符号化）、「ＶＱ」（ベクトル量子
化）等を用いてもよい。

【００７２】本来、「ＡＤＲＣ」は、ＶＴＲ（Video Ta
pe Recorder）向け高性能符号化用に開発された適応再
量子化法であるが、信号レベルの局所的なパターンを短
い語長で効率的に表現できるので、上述したデータ圧縮
に使用して好適なものである。「ＡＤＲＣ」を使用する
場合、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の
最大値をＭＡＸ、その最小値をＭＩＮ、空間クラスタッ
プのデータのダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−Ｍ
ＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、空間クラ
スタップのデータとしての各ＳＤ画素データｋｉに対し
て、（１）式の演算により、圧縮データとしての再量子
化コードＱｉが得られる。ただし、（１）式において、
〔 〕は切り捨て処理を意味している。空間クラスタッ
プのデータとして、Ｎａ個のＳＤ画素データがあると
き、ｉ＝１〜Ｎａである。

【００７３】 Ｑｉ＝〔（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２P／ＤＲ〕 ・・・（１） また、プロセッシング部９は、第３のタップ選択回路１
２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ
（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための
動きクラスを検出し、そのクラス情報を出力する動きク
ラス検出回路１２５を有している。

【００７４】この動きクラス検出回路１２５では、第３
のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きク
ラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）ｍｉ，ｎｉから
フレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の
平均値に対して閾値処理が行われて、動きの指標である
動きクラスが検出される。すなわち、動きクラス検出回
路１２５では、（２）式によって、差分の絶対値の平均
値ＡＶが算出される。第３のタップ選択回路１２３で、
例えば上述したように１２個のＳＤ画素データｍ１〜ｍ
６，ｎ１〜ｎ６が取り出されるとき、（２）式における
Ｎｂは６である。

【００７５】

【数１】

【００７６】そして、動きクラス検出回路１２５では、
上述したように算出された平均値ＡＶが１個または複数
個の閾値と比較されて、動きクラスのクラス情報ＭＶが
得られる。例えば、３個の閾値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３
（ｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３）が用意され、４つの動きク
ラスを検出する場合、ＡＶ≦ｔｈ１のときは、ＭＶ＝
０、ｔｈ１＜ＡＶ≦ｔｈ２のときは、ＭＶ＝１、ｔｈ２
＜ＡＶ≦ｔｈ３のときは、ＭＶ＝２、ｔｈ３＜ＡＶのと
きは、ＭＶ＝３とされる。

【００７７】また、プロセッシング部９は、空間クラス
検出回路１２４より出力される空間クラスのクラス情報
としての再量子化コードＱｉと、動きクラス検出回路１
２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づ
き、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０
ｉ信号）の画素（注目画素）が属するクラスを示すクラ
スコードＣＬを得るためのクラス合成回路１２６を有し
ている。

【００７８】このクラス合成回路１２６では、（３）式
によって、クラスコードＣＬの演算が行われる。なお、
（３）式において、Ｎａは空間クラスタップのデータ
（ＳＤ画素データ）の個数、Ｐは「ＡＤＲＣ」における
再量子化ビット数を示している。

【００７９】

【数２】

【００８０】また、プロセッシング部９は、レジスタ１
３０〜１３３と、係数メモリ１１とを有している。後述
する線順次変換回路１２９は、５２５ｐ信号を出力する
場合と、１０５０ｉ信号を出力する場合とで、その動作
を切り換える必要がある。レジスタ１３０は、線順次変
換回路１２９の動作を指定する動作指定情報を格納する
ものである。線順次変換回路１２９は、レジスタ１３０
より供給される動作指定情報に従った動作をする。

【００８１】レジスタ１３１は、第１のタップ選択回路
１２１で選択される予測タップのタップ位置情報を格納
するものである。第１のタップ選択回路１２１は、レジ
スタ１３１より供給されるタップ位置情報に従って予測
タップを選択する。タップ位置情報は、例えば選択され
る可能性のある複数のＳＤ画素に対して番号付けを行
い、選択するＳＤ画素の番号を指定するものである。以
下のタップ位置情報においても同様である。

【００８２】レジスタ１３２は、第２のタップ選択回路
１２２で選択される空間クラスタップのタップ位置情報
を格納するものである。第２のタップ選択回路１２２
は、レジスタ１３２より供給されるタップ位置情報に従
って空間クラスタップを選択する。

【００８３】ここで、レジスタ１３２には、動きが比較
的小さい場合のタップ位置情報Ａと、動きが比較的大き
い場合のタップ位置情報Ｂとが格納される。これらタッ
プ位置情報Ａ，Ｂのいずれを第２のタップ選択回路１２
２に供給するかは、動きクラス検出回路１２５より出力
される動きクラスのクラス情報ＭＶによって選択され
る。

【００８４】すなわち、動きがないか、あるいは動きが
小さいためにＭＶ＝０またはＭＶ＝１であるときは、タ
ップ位置情報Ａが第２のタップ選択回路１２２に供給さ
れ、この第２のタップ選択回路１２２で選択される空間
クラスタップは、図１５乃至図１８に示すように、複数
フィールドに跨るものとされる。また、動きが比較的大
きいためにＭＶ＝２またはＭＶ＝３であるときは、タッ
プ位置情報Ｂが第２のタップ選択回路１２２に供給さ
れ、この第２のタップ選択回路１２２で選択される空間
クラスタップは、図示せずも、作成すべき画素と同一フ
ィールド内のＳＤ画素のみとされる。

【００８５】なお、上述したレジスタ１３１にも動きが
比較的小さい場合のタップ位置情報と、動きが比較的大
きい場合のタップ位置情報が格納されるようにし、第１
のタップ選択回路１２１に供給されるタップ位置情報が
動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスの
クラス情報ＭＶによって選択されるようにしてもよい。

【００８６】レジスタ１３３は、第３のタップ選択回路
１２３で選択される動きクラスタップのタップ位置情報
を格納するものである。第３のタップ選択回路１２３
は、レジスタ１３３より供給されるタップ位置情報に従
って動きクラスタップを選択する。

【００８７】さらに、係数メモリ１１は、後述する推定
予測演算回路１２７で使用される推定式の付加データ
を、クラス毎に、格納するものである。この付加データ
は、ＳＤ信号としての５２５ｉ信号を、ＨＤ信号として
の５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号に変換するための
情報である。

【００８８】係数メモリ１１には、上述したクラス合成
回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出し
アドレス情報として供給され、この係数メモリ１１から
はクラスコードＣＬに対応した付加データが読み出さ
れ、推定予測演算回路１２７に供給されることとなる。

【００８９】また、プロセッシング部９は、情報メモリ
バンク１３５を有している。この情報メモリバンク１３
５には、レジスタ１３０に格納するための動作指定情報
と、レジスタ１３１〜１３３に格納するためのタップ位
置情報が予め蓄えられている。

【００９０】ここで、レジスタ１３０に格納するための
動作指定情報として、情報メモリバンク１３５には、線
順次変換回路１２９を５２５ｐ信号を出力するように動
作させるための第１の動作指定情報と、線順次変換回路
１２９を１０５０ｉ信号を出力するように動作させるた
めの第２の動作指定情報とが予め蓄えられている。

【００９１】また、情報メモリバンク１３５には、レジ
スタ１３１に格納するための予測タップのタップ位置情
報として、第１の変換方法（５２５ｐ）に対応する第１
のタップ位置情報と、第２の変換方法（１０５０ｉ）に
対応する第２のタップ位置情報とが予め蓄えられてい
る。この情報メモリバンク１３５よりレジスタ１３１に
は、上述した変換方法の選択情報に従って第１のタップ
位置情報または第２のタップ位置情報がロードされる。

【００９２】また、情報メモリバンク１３５には、レジ
スタ１３２に格納するための空間クラスタップのタップ
位置情報として、第１の変換方法（５２５ｐ）に対応す
る第１のタップ位置情報と、第２の変換方法（１０５０
ｉ）に対応する第２のタップ位置情報とが予め蓄えられ
ている。なお、第１および第２のタップ位置情報は、そ
れぞれ動きが比較的小さい場合のタップ位置情報と、動
きが比較的大きい場合のタップ位置情報とからなってい
る。この情報メモリバンク１３５よりレジスタ１３２に
は、上述した変換方法の選択情報に従って第１のタップ
位置情報または第２のタップ位置情報がロードされる。

【００９３】また、情報メモリバンク１３５には、レジ
スタ１３３に格納するための動きクラスタップのタップ
位置情報として、第１の変換方法（５２５ｐ）に対応す
る第１のタップ位置情報と、第２の変換方法（１０５０
ｉ）に対応する第２のタップ位置情報とが予め蓄えられ
ている。この情報メモリバンク１３５よりレジスタ１３
３には、上述した変換方法の選択情報に従って第１のタ
ップ位置情報または第２のタップ位置情報がロードされ
る。

【００９４】また、情報メモリバンク１３５には、第１
および第２の変換方法のそれぞれに対応した各クラスの
係数種データが予め蓄えられている。この係数種データ
は、上述した係数メモリ１１に格納するための付加デー
タを生成するための生成式の付加データである。

【００９５】後述する推定予測演算回路１２７では、予
測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモ
リ１１より読み出される付加データＷｉとから、（４）
式の推定式によって、作成すべきＨＤ画素データｙが演
算される。第１のタップ選択回路１２１で選択される予
測タップが、図９および図１２に示すように１０個であ
るとき、（４）式におけるｎは１０となる。

【００９６】

【数３】

【００９７】そして、この推定式の付加データＷｉ（ｉ
＝１〜ｎ）は、（５）式に示すように、外部から入力さ
れ、あるいは、予め設定されたパラメータｈ，ｖを含む
生成式によって生成される。情報メモリバンク１３５に
は、この生成式の付加データである係数種データｗ10〜
ｗn9が、変換方法毎かつクラス毎に、記憶されている。
この係数種データの生成方法については後述する。

【００９８】

【数４】

【００９９】また、プロセッシング部９は、各クラスの
係数種データおよびパラメータｈ，ｖの値とを用い、
（５）式によって、クラス毎に、パラメータｈ，ｖの値
に対応した推定式の付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生
成する係数生成回路１３６を有している。この係数生成
回路１３６には、情報メモリバンク１３５より、上述し
た変換方法の選択情報に従って第１の変換方法または第
２の変換方法に対応した各クラスの係数種データがロー
ドされる。また、この係数生成回路１３６には、システ
ムコントローラ１０１より、パラメータｈ，ｖの値が供
給される。

【０１００】この係数生成回路１３６で生成される各ク
ラスの付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、上述した係数
メモリ１１に格納される。この係数生成回路１３６にお
ける各クラスの付加データＷｉの生成は、例えば各垂直
ブランキング期間で行われる。これにより、パラメータ
ｈ，ｖの値が変更されても、係数メモリ１１に格納され
る各クラスの付加データＷｉを、そのパラメータｈ，ｖ
の値に対応したものに即座に変更でき、解像度の調整が
スムーズに行われる。

【０１０１】また、プロセッシング部９は、係数生成回
路１３６で生成される各クラスの付加データＷｉ（ｉ＝
１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓを、（６）式によっ
て、演算する正規化係数生成回路１３７と、ここで生成
された正規化係数Ｓを、クラス毎に格納する正規化係数
メモリ１３８を有している。正規化係数メモリ１３８に
は上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラス
コードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、こ
の正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対
応した正規化係数Ｓが読み出され、後述する正規化演算
回路１２８に供給されることとなる。

【０１０２】

【数５】

【０１０３】また、プロセッシング部９は、第１のタッ
プ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップの
データ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１１より
読み出される付加データＷｉとから、作成すべきＨＤ信
号の画素（注目画素）のデータを演算する推定予測演算
回路１２７を有している。

【０１０４】この推定予測演算回路１２７では、５２５
ｐ信号を出力する場合、上述した図９に示すように、奇
数（ｏ）フィールドおよび偶数（ｅ）フィールドで、５
２５ｉ信号のラインと同一位置のラインデータＬ１と、
５２５ｉ信号の上下のラインの中間位置のラインデータ
Ｌ２とを生成し、また各ラインの画素数を２倍とする必
要がある。また、この推定予測演算回路１２７では、１
０５０ｉ信号を出力する場合、上述した図１０に示すよ
うに、奇数（ｏ）フィールドおよび偶数（ｅ）フィール
ドで、５２５ｉ信号のラインに近い位置のラインデータ
Ｌ１，Ｌ１′と、５２５ｉ信号のラインから遠い位置の
ラインデータＬ２，Ｌ２′とを生成し、また各ラインの
画素数を２倍とする必要がある。

【０１０５】従って、推定予測演算回路１２７では、Ｈ
Ｄ信号を構成する４画素のデータが同時的に生成され
る。例えば、４画素のデータはそれぞれ付加データを異
にする推定式を使用して同時的に生成されるものであ
り、係数メモリ１１からはそれぞれの推定式の付加デー
タが供給される。ここで、推定予測演算回路１２７で
は、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係
数メモリ１１より読み出される付加データＷｉとから、
上述の（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ画素
データｙが演算される。

【０１０６】また、プロセッシング部９は、推定予測演
算回路１２７より出力されるラインデータＬ１，Ｌ２
（Ｌ１′，Ｌ２′）を構成する各ＨＤ画素データｙを、
正規化係数メモリ１３８より読み出され、それぞれの生
成に使用された付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応し
た正規化係数Ｓで除算して正規化する正規化演算回路１
２８を有している。上述せずも、係数生成回路１３６で
係数種データより生成式で推定式の付加データを求める
ものであるが、生成される付加データは丸め誤差を含
み、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）の総和が１．０にな
ることは保証されない。そのため、推定予測演算回路１
２７で演算されるＨＤ画素データｙは、丸め誤差によっ
てレベル変動したものとなる。上述したように、正規化
演算回路１２８で正規化することで、その変動を除去で
きる。

【０１０７】また、プロセッシング部９は、水平周期を
１／２倍とするライン倍速処理を行って、推定予測演算
回路１２７より正規化演算回路１２８を介して供給され
るラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）を線順次
化する線順次変換回路１２９を有している。

【０１０８】図２１は、５２５ｐ信号を出力する場合の
ライン倍速処理をアナログ波形を用いて示すものであ
る。上述したように、推定予測演算回路１２７によって
ラインデータＬ１，Ｌ２が生成される。ラインデータＬ
１には順にａ１，ａ２，ａ３，・・・のラインが含ま
れ、ラインデータＬ２には順にｂ１，ｂ２，ｂ３，・・
・のラインが含まれる。線順次変換回路１２９は、各ラ
インのデータを時間軸方向に１／２に圧縮し、圧縮され
たデータを交互に選択することによって、線順次出力ａ
０，ｂ０，ａ１，ｂ１，・・・を形成する。

【０１０９】なお、１０５０ｉ信号を出力する場合に
は、奇数フィールドおよび偶数フィールドでインタレー
ス関係を満たすように、線順次変換回路１２９が線順次
出力を発生する。したがって、線順次変換回路１２９
は、５２５ｐ信号を出力する場合と、１０５０ｉ信号を
出力する場合とで、その動作を切り換える必要がある。
その動作指定情報は、上述したようにレジスタ１３０よ
り供給される。

【０１１０】次に、図８によりプロセッシング部９の動
作を説明する。

【０１１１】バッファメモリ１０に記憶されているＳＤ
信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１２
２で、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が
選択的に取り出される。この場合、第２のタップ選択回
路１２２では、レジスタ１３２より供給される、予め選
択された変換方法、および動きクラス検出回路１２５で
検出される動きクラスに対応したタップ位置情報に基づ
いて、タップの選択が行われる。

【０１１２】この第２のタップ選択回路１２２で選択的
に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素デ
ータ）は空間クラス検出回路１２４に供給される。この
空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタップのデ
ータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が
施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのク
ラス分類）のクラス情報としての再量子化コードＱｉが
得られる（（１）式参照）。

【０１１３】また、バッファメモリ１０に記憶されてい
るＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第３のタップ選択回
路１２３で、動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素デー
タ）が選択的に取り出される。この場合、第３のタップ
選択回路１２３では、レジスタ１３３より供給される、
予め選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基
づいて、タップの選択が行われる。

【０１１４】この第３のタップ選択回路１２３で選択的
に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素デ
ータ）は動きクラス検出回路１２５に供給される。この
動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップのデ
ータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動
きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが
得られる。

【０１１５】この動き情報ＭＶと上述した再量子化コー
ドＱｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラ
ス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化
コードＱｉとから、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号
または１０５０ｉ信号）の画素（注目画素）が属するク
ラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参
照）。そして、このクラスコードＣＬは、係数メモリ１
１および正規化係数メモリ１３８に読み出しアドレス情
報として供給される。

【０１１６】係数メモリ１１には、例えば各垂直ブラン
キング期間に、予め設定されたパラメータｈ，ｖの値お
よび変換方法に対応した各クラスの推定式の付加データ
Ｗｉ（ｉ＝１〜ｎ）が係数生成回路１３６で生成されて
格納される。また、正規化係数メモリ１３８には、上述
したように係数生成回路１３６で生成された各クラスの
付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓ
が正規化係数生成回路１３７で生成されて格納される。

【０１１７】係数メモリ１１に上述したようにクラスコ
ードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されること
で、この係数メモリ１１からクラスコードＣＬに対応し
た付加データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２
７に供給される。また、バッファメモリ１０に記憶され
ているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第１のタップ選
択回路１２１で、予測タップのデータ（ＳＤ画素デー
タ）が選択的に取り出される。この場合、第１のタップ
選択回路１２１では、レジスタ１３１より供給される、
予め選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基
づいて、タップの選択が行われる。この第１のタップ選
択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデー
タ（ＳＤ画素データ）ｘｉは推定予測演算回路１２７に
供給される。

【０１１８】推定予測演算回路１２７では、予測タップ
のデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１１よ
り読み出される付加データＷｉとから、作成すべきＨＤ
信号の画素（注目画素）のデータ（ＨＤ画素データ）ｙ
が演算される（（４）式参照）。この場合、ＨＤ信号を
構成する４画素のデータが同時的に生成される。

【０１１９】これにより、５２５ｐ信号を出力する第１
の変換方法が選択されているときは、奇数（ｏ）フィー
ルドおよび偶数（ｅ）フィールドで、５２５ｉ信号のラ
インと同一位置のラインデータＬ１と、５２５ｉ信号の
上下のラインの中間位置のラインデータＬ２とが生成さ
れる（図９参照）。また、１０５０ｉ信号を出力する第
２の変換方法が選択されているときは、奇数（ｏ）フィ
ールドおよび偶数（ｅ）フィールドで、５２５ｉ信号の
ラインに近い位置のラインデータＬ１，Ｌ１′と、５２
５ｉ信号のラインから遠い位置のラインデータＬ２，Ｌ
２′とが生成される（図１０参照）。

【０１２０】このように、推定予測演算回路１２７で生
成されたラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）
は、正規化演算回路１２８に供給される。正規化係数メ
モリ１３８に上述したようにクラスコードＣＬが読み出
しアドレス情報として供給されることで、この正規化係
数メモリ１３８からクラスコードＣＬに対応した正規化
係数Ｓ、つまり推定予測演算回路１２７より出力される
ラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）を構成する
各ＨＤ画素データｙの生成に使用された付加データＷｉ
（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓが読み出されて
推定予測演算回路１２７に供給される。正規化演算回路
１２８では、推定予測演算回路１２７より出力されるラ
インデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）を構成する各
ＨＤ画素データｙがそれぞれ対応する正規化係数Ｓで除
算されて正規化される。これにより、係数種データを用
いて生成式（（５）式参照）で推定式（（４）式参照）
の付加データを求める際の丸め誤差による注目点の情報
データのレベル変動が除去される。

【０１２１】このように正規化演算回路１２８で正規化
されたラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）は、
線順次変換回路１２９に供給される。そして、この線順
次変換回路１２９では、ラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ
１′，Ｌ２′）が線順次化されてＨＤ信号が生成され
る。この場合、線順次変換回路１２９は、レジスタ１３
０より供給される、予め選択された変換方法に対応した
動作指示情報に従った動作をする。そのため、第１の変
換方法（５２５ｐ）が選択されているときは、線順次変
換回路１２９より５２５ｐ信号が出力される。一方、第
２の変換方法（１０５０ｉ）が選択されているときは、
線順次変換回路１２９より１０５０ｉ信号が出力され
る。

【０１２２】上述したように、係数生成回路１３６で、
情報メモリバンク１３５よりロードされる係数種データ
を用いて、クラス毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応し
た推定式の付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が生成され、
これが係数メモリ１１に格納される。そして、この係数
メモリ１１より、クラスコードＣＬに対応して読み出さ
れる付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を用いて推定予測演
算回路１２７でＨＤ画素データｙが演算される。したが
って、パラメータｈ，ｖの値を調整することで、ＨＤ信
号によって得られる画像の水平および垂直の画質を調整
することができる。なお、この場合、調整されたパラメ
ータｈ，ｖの値に対応した各クラスの付加データをその
都度係数生成回路１３６で生成して使用するものであ
り、大量の付加データを格納しておくメモリを必要とし
ない。

【０１２３】上述したように、情報メモリバンク１３５
には、係数種データが、変換方法毎かつクラス毎に、記
憶されている。この係数種データは、予め学習によって
生成されたものである。

【０１２４】まず、この生成方法の一例について説明す
る。（５）式の生成式における付加データである係数種
データｗ10〜ｗn9を求める例を示すものとする。

【０１２５】ここで、以下の説明のため、（７）式のよ
うに、ｔｉ（ｉ＝０〜９）を定義する。

【０１２６】 ｔ0＝１，ｔ1＝ｖ，ｔ2＝ｈ，ｔ3＝ｖ2，ｔ4＝ｖｈ，ｔ5＝ｈ2， ｔ6＝ｖ3，ｔ7＝ｖ2ｈ，ｔ8＝ｖｈ2，ｔ9＝ｈ3 ・・・（７） この（７）式を用いると、（５）式は、（８）式のよう
に書き換えられる。

【０１２７】

【数６】

【０１２８】最終的に、学習によって未定係数ｗxyを求
める。すなわち、変換方法毎かつクラス毎に、複数のＳ
Ｄ画素データとＨＤ画素データを用いて、二乗誤差を最
小にする係数値を決定する。いわゆる最小二乗法による
解法である。学習数をｍ、ｋ（１≦ｋ≦ｍ）番目の学習
データにおける残差をｅk、二乗誤差の総和をＥとする
と、（４）式および（５）式を用いて、Ｅは（９）式で
表される。ここで、ｘikはＳＤ画像のｉ番目の予測タッ
プ位置におけるｋ番目の画素データ、ｙkはそれに対応
するｋ番目のＨＤ画像の画素データを表している。

【０１２９】

【数７】

【０１３０】最小二乗法による解法では、（９）式のｗ
xyによる偏微分が０になるようなｗxyを求める。これ
は、（１０）式で示される。

【０１３１】

【数８】

【０１３２】以下、（１１）式、（１２）式のように、
Ｘipjq、Ｙipを定義すると、（１０）式は、行列を用い
て（１３）式のように書き換えられる。

【０１３３】

【数９】

【０１３４】

【数１０】

【０１３５】この方程式は、一般に正規方程式と呼ばれ
ている。この正規方程式は、掃き出し法（Gauss−Jorda
nの消去法）等を用いて、ｗxyについて解かれ、係数種
データが算出される。

【０１３６】図２２は、上述した係数種データの生成方
法の概念を示している。ＨＤ信号から複数のＳＤ信号を
生成する。例えば、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際
に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域を可変するパ
ラメータｈ，ｖをそれぞれ９段階に可変して、合計８１
種類のＳＤ信号を生成している。このようにして生成し
た複数のＳＤ信号とＨＤ信号との間で学習を行って係数
種データを生成する。

【０１３７】図２３は、上述した概念で係数種データを
生成する係数種データ生成装置１５０の構成を示してい
る。

【０１３８】この係数種データ生成装置１５０は、教師
信号としてのＨＤ信号（５２５ｐ信号／１０５０ｉ信
号）が入力される入力端子１５１と、このＨＤ信号に対
して水平および垂直の間引き処理を行って、入力信号と
してのＳＤ信号を得るＳＤ信号生成回路１５２とを有し
ている。

【０１３９】このＳＤ信号生成回路１５２には、変換方
法選択信号が制御信号として供給される。第１の変換方
法（図８のプロセッシング部９で５２５ｉ信号より５２
５ｐ信号を得る）が選択される場合、ＳＤ信号生成回路
１５２では５２５ｐ信号に対して間引き処理が施されて
ＳＤ信号が生成される（図９参照）。一方、第２の変換
方法（図８のプロセッシング部９で５２５ｉ信号より１
０５０ｉ信号を得る）が選択される場合、ＳＤ信号生成
回路１５２では１０５０ｉ信号に対して間引き処理が施
されてＳＤ信号が生成される（図１０参照）。

【０１４０】また、ＳＤ信号生成回路１５２には、パラ
メータｈ，ｖが制御信号として供給される。このパラメ
ータｈ，ｖに対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成す
る際に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域とが可変
される。ここで、フィルタの詳細について、いくつかの
例を示す。

【０１４１】例えば、フィルタを、水平帯域を制限する
帯域フィルタと垂直帯域を制限する帯域フィルタとから
構成することが考えられる。この場合、図２４に示すよ
うに、パラメータｈまたはｖの段階的な値に対応した周
波数特性を設計し、逆フーリエ変換をすることにより、
パラメータｈまたはｖの段階的な値に対応した周波数特
性を持つ１次元フィルタを得ることができる。

【０１４２】また例えば、フィルタを、水平帯域を制限
する１次元ガウシアンフィルタと垂直帯域を制限する１
次元ガウシアンフィルタとから構成することが考えられ
る。この１次元ガウシアンフィルタは（１４）式で示さ
れる。この場合、パラメータｈまたはｖの段階的な値に
対応して標準偏差σの値を段階的に変えることにより、
パラメータｈまたはｖの段階的な値に対応した周波数特
性を持つ１次元ガウシアンフィルタを得ることができ
る。

【０１４３】

【数１１】

【０１４４】また、例えば、フィルタを、パラメータ
ｈ，ｖの両方で水平および垂直の周波数特性が決まる２
次元フィルタＦ(ｈ，ｖ）で構成することが考えられ
る。この２次元フィルタの生成方法は、上述した１次元
フィルタと同様に、パラメータｈ，ｖの段階的な値に対
応した２次元周波数特性を設計し、２次元の逆フーリエ
変換をすることにより、パラメータｈ，ｖの段階的な値
に対応した２次元周波数特性を持つ２次元フィルタを得
ることができる。

【０１４５】また、係数種データ生成装置１５０は、Ｓ
Ｄ信号生成回路１５２より出力されるＳＤ信号（５２５
ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号または５２５
ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画
素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３の
タップ選択回路１５３〜１５５を有している。

【０１４６】これら第１〜第３のタップ選択回路１５３
〜１５５は、上述したプロセッシング部９の第１〜第３
のタップ選択回路１２１〜１２３と同様に構成される。
これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５で選
択されるタップは、タップ選択制御部１５６からのタッ
プ位置情報によって指定される。

【０１４７】タップ選択制御回路１５６には、変換方法
選択信号が制御信号として供給される。第１の変換方法
が選択される場合と第２の変換方法が選択される場合と
で、第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５に供給
されるタップ位置情報が異なるようにされている。ま
た、タップ選択制御回路１５６には後述する動きクラス
検出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報
ＭＶが供給される。これにより、第２のタップ選択回路
１５４に供給されるタップ位置情報が動きが大きいか小
さいかによって異なるようにされる。

【０１４８】また、係数種データ生成装置１５０は、第
２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間
クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布
パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて
空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間ク
ラス検出回路１５７を有している。この空間クラス検出
回路１５７は、上述したプロセッシング部９の空間クラ
ス検出回路１２４と同様に構成される。この空間クラス
検出回路１５７からは、空間クラスタップのデータとし
ての各ＳＤ画素データ毎の再量子化コードＱｉが空間ク
ラスを示すクラス情報として出力される。

【０１４９】また、係数種データ生成装置１５０は、第
３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動き
クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動
きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス
情報ＭＶを出力する動きクラス検出回路１５８を有して
いる。この動きクラス検出回路１５８は、上述したプロ
セッシング部９の動きクラス検出回路１２５と同様に構
成される。この動きクラス検出回路１５８では、第３の
タップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラ
スタップのデータ（ＳＤ画素データ）からフレーム間差
分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対し
て閾値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検
出される。

【０１５０】また、係数種データ生成装置１５０は、空
間クラス検出回路１５７より出力される空間クラスのク
ラス情報としての再量子化コードＱｉと、動きクラス検
出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報Ｍ
Ｖに基づき、ＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ
信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコー
ドＣＬを得るためのクラス合成回路１５９を有してい
る。このクラス合成回路１５９も、上述したプロセッシ
ング部９のクラス合成回路１２６と同様に構成される。

【０１５１】また、係数種データ生成装置１５０は、入
力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画
素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画
素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１
５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ
画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対
応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコー
ドＣＬとから、各クラス毎に、係数種データｗ10〜ｗn9
を得るための正規方程式（（１３）式参照）を生成する
正規方程式生成部１６０を有している。

【０１５２】この場合、一個のＨＤ画素データｙとそれ
に対応するｎ個の予測タップ画素データとの組み合わせ
で学習データが生成されるが、ＳＤ信号生成回路１５２
へのパラメータｈ，ｖが順次変更されていって水平およ
び垂直の帯域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次
生成されていき、これにより正規方程式生成部１６０で
は多くの学習データが登録された正規方程式が生成され
る。

【０１５３】ここで、ＨＤ信号と、そのＨＤ信号から帯
域が狭いフィルタを作用させて生成したＳＤ信号との間
で学習して算出した係数種データは、解像度の高いＨＤ
信号を得るためのものとなる。逆に、ＨＤ信号と、その
ＨＤ信号から帯域が広いフィルタを作用させて生成した
ＳＤ信号との間で学習して算出した係数種データは解像
度の低いＨＤ信号を得るためのものとなる。上述したよ
うに複数のＳＤ信号を順次生成して学習データを登録す
ることで、連続した解像度のＨＤ信号を得るための係数
種データを求めることが可能となる。

【０１５４】なお、第１のタップ選択回路１５３の前段
に時間合わせ用の遅延回路を配置することで、この第１
のタップ選択回路１５３から正規方程式生成部１６０に
供給されるＳＤ画素データｘｉのタイミング合わせを行
うことができる。

【０１５５】また、係数種データ生成装置１５０は、正
規方程式生成部１６０でクラス毎に生成された正規方程
式のデータが供給され、クラス毎に正規方程式を解い
て、各クラスの係数種データｗ10〜ｗn9を求める係数種
データ決定部１６１と、この求められた係数種データｗ
10〜ｗn9を記憶する係数種メモリ１６２とを有してい
る。係数種データ決定部１６１では、正規方程式が例え
ば掃き出し法などによって解かれて、付加データｗ10〜
ｗn9が求められる。

【０１５６】図２３に示す係数種データ生成装置１５０
の動作を説明する。入力端子１５１には教師信号として
のＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）が供
給され、そしてこのＨＤ信号に対してＳＤ信号生成回路
１５２で水平及び垂直の間引き処理が行われて入力信号
としてのＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成される。

【０１５７】この場合、第１の変換方法（図８のプロセ
ッシング部９で５２５ｉ信号より５２５ｐ信号を得る）
が選択される場合、ＳＤ信号生成回路１５２では５２５
ｐ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成さ
れる。一方、第２の変換方法（図８のプロセッシング部
９で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）が選択さ
れる場合、ＳＤ信号生成回路１５２では１０５０ｉ信号
に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される。
またこの場合、ＳＤ信号生成回路１５２にはパラメータ
ｈ，ｖが制御信号として供給され、水平および垂直の帯
域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次生成されて
いく。

【０１５８】このＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２
のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（５２５ｐ信号ま
たは１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する
空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的
に取り出される。この第２のタップ選択回路１５４で
は、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択さ
れた変換方法、および動きクラス検出回路１５８で検出
される動きクラスに対応したタップ位置情報に基づい
て、タップの選択が行われる。

【０１５９】この第２のタップ選択回路１５４で選択的
に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素デ
ータ）は空間クラス検出回路１５７に供給される。この
空間クラス検出回路１５７では、空間クラスタップのデ
ータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が
施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのク
ラス分類）のクラス情報としての再量子化コードＱｉが
得られる（（１）式参照）。

【０１６０】また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成され
たＳＤ信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ
信号に係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップ
のデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。
この場合、第３のタップ選択回路１５５では、タップ選
択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法
に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が
行われる。

【０１６１】この第３のタップ選択回路１５５で選択的
に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素デ
ータ）は動きクラス検出回路１５８に供給される。この
動きクラス検出回路１５８では、動きクラスタップのデ
ータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動
きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが
得られる。

【０１６２】この動き情報ＭＶと上述した再量子化コー
ドＱｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラ
ス合成回路１５９では、これら動き情報ＭＶと再量子化
コードＱｉとから、ＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０
５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラ
スコードＣＬが得られる（（３）式参照）。

【０１６３】また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成され
るＳＤ信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ
信号に係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデー
タ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場
合、第１のタップ選択回路１５３では、タップ選択制御
回路１５６より供給される、選択された変換方法に対応
したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われ
る。

【０１６４】そして、入力端子１５１に供給されるＨＤ
信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素デ
ータｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して
第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予
測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画
素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９よ
り出力されるクラスコードＣＬとから、正規方程式生成
部１６０では、各クラス毎に、係数種データｗ10〜ｗn9
を生成するための正規方程式（（１３）式参照）が生成
される。

【０１６５】そして、係数種データ決定部１６１でその
正規方程式が解かれ、各クラス毎の係数種データｗ10〜
ｗn9が求められ、その係数種データｗ10〜ｗn9はクラス
別にアドレス分割された係数種メモリ１６２に記憶され
る。

【０１６６】このように、図２３に示す係数種データ生
成装置１５０においては、図８のプロセッシング部９の
情報メモリバンク１３５に記憶される各クラスの係数種
データｗ10〜ｗn9を生成することができる。この場合、
ＳＤ信号生成回路１５２では、選択された変換方法によ
って５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号を使用してＳＤ
信号（５２５ｉ信号）が生成されるものであり、第１の
変換方法（プロセッシング部９で５２５ｉ信号より５２
５ｐ信号を得る）および第２の変換方法（プロセッシン
グ部９で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）に対
応した係数種データを生成できる。

【０１６７】次に、係数種データの生成方法の他の例に
ついて説明する。この例においても、上述した（５）式
の生成式における付加データである係数種データｗ10〜
ｗn9を求める例を示すものとする。

【０１６８】図２５は、この例の概念を示している。Ｈ
Ｄ信号から複数のＳＤ信号を生成する。例えば、ＨＤ信
号からＳＤ信号を生成する際に使用するフィルタの水平
帯域と垂直帯域を可変するパラメータｈ，ｖをそれぞれ
９段階に可変して、合計８１種類のＳＤ信号を生成す
る。このようにして生成した各ＳＤ信号とＨＤ信号との
間で学習を行って、（４）式の推定式の付加データＷｉ
を生成する。そして、各ＳＤ信号に対応して生成された
付加データＷｉを使用して係数種データを生成する。

【０１６９】まず、推定式の付加データの求め方を説明
する。ここでは、（４）式の推定式の付加データＷｉ
（ｉ＝１〜ｎ）を最小二乗法により求める例を示すもの
とする。一般化した例として、Ｘを入力データ、Ｗを付
加データ、Ｙを予測値として、（１５）式の観測方程式
を考える。この（１５）式において、ｍは学習データの
数を示し、ｎは予測タップの数を示している。

【０１７０】

【数１２】

【０１７１】（１５）式の観測方程式により収集された
データに最小二乗法を適用する。この（１５）式の観測
方程式をもとに、（１６）式の残差方程式を考える。

【０１７２】

【数１３】

【０１７３】（１６）式の残差方程式から、各Ｗiの最
確値は、（１７）式のｅ2を最小にする条件が成り立つ
場合と考えられる。すなわち、（１８）式の条件を考慮
すればよいわけである。

【０１７４】

【数１４】

【０１７５】つまり、（１８）式のｉに基づくｎ個の条
件を考え、これを満たす、Ｗ1，Ｗ2，・・・，Ｗnを算
出すればよい。そこで、（１６）式の残差方程式から、
（１９）式が得られる。さらに、（１９）式と（１５）
式とから、（２０）式が得られる。

【０１７６】

【数１５】

【０１７７】そして、（１６）式と（２０）式とから、
（２１）式の正規方程式が得られる。

【０１７８】

【数１６】

【０１７９】（２１）式の正規方程式は、未知数の数ｎ
と同じ数の方程式を立てることが可能であるので、各Ｗ
iの最確値を求めることができる。この場合、掃き出し
法等を用いて連立方程式を解くことになる。

【０１８０】次に、各ＳＤ信号に対応して生成された付
加データを使用して、係数種データの求め方を説明す
る。

【０１８１】パラメータｈ，ｖに対応したＳＤ信号を用
いた学習による、あるクラスの付加データが、ｋvhiと
なったとする。ここで、ｉは予測タップの番号である。
このｋvhiから、このクラスの係数種データを求める。

【０１８２】各付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、係数
種データｗ10〜ｗn9を使って、上述した（５）式で表現
される。ここで、付加データＷｉに対して最小二乗法を
使用することを考えると、残差は、（２２）式で表され
る。

【０１８３】

【数１７】

【０１８４】ここで、ｔjは、上述の（７）式に示され
ている。（２２）式に最小二乗法を作用させると、（２
３）式が得られる。

【０１８５】

【数１８】

【０１８６】ここで、Ｘjk，Ｙjをそれぞれ（２４）
式、（２５）式のように定義すると、（２３）式は（２
６）式のように書き換えられる。この（２６）式も正規
方程式であり、この式を掃き出し法等の一般解法で解く
ことにより、係数種データｗ10〜ｗn9を算出することが
できる。

【０１８７】

【数１９】

【０１８８】図２６は、図２５に示す概念に基づいて係
数種データを生成する係数種データ生成装置１５０′の
構成を示している。この図２６において、図２５と対応
する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略す
る。

【０１８９】係数種データ生成装置１５０′は、入力端
子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素デ
ータとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素デ
ータｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３
で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素
データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応し
てクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣ
Ｌとから、クラス毎に、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）
を得るための正規方程式（（２１）式参照）を生成する
正規方程式生成部１７１を有している。

【０１９０】この場合、一個のＨＤ画素データｙとそれ
に対応するｎ個の予測タップ画素データとの組み合わせ
で学習データが生成されるが、ＳＤ信号生成回路１５２
へのパラメータｈ，ｖが順次変更されていって水平およ
び垂直の帯域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次
生成されていき、ＨＤ信号と各ＳＤ信号との間でそれぞ
れ学習データの生成が行われる。これにより、正規方程
式生成部１７１では、各ＳＤ信号のそれぞれ対応して、
クラス毎に、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を得るため
の正規方程式が生成される。

【０１９１】また、係数種データ生成装置１５０′は、
正規方程式生成部１７１で生成された正規方程式のデー
タが供給され、その正規方程式を解いて、各ＳＤ信号に
それぞれ対応した各クラスの付加データＷｉを求める付
加データ決定部１７２と、この各ＳＤ信号に対応した各
クラスの付加データＷｉを使用して、クラス毎に、係数
種データｗ10〜ｗn9を得るための正規方程式（（２６）
式参照）を生成する正規方程式生成部１７３とを有して
いる。

【０１９２】また、係数種データ生成装置１５０′は、
正規方程式生成部１７３でクラス毎に生成された正規方
程式のデータが供給され、クラス毎に正規方程式を解い
て、各クラスの係数種データｗ10〜ｗn9を求める係数種
データ決定部１７４と、この求められた係数種データｗ
10〜ｗn9を記憶する係数種メモリ１６２とを有してい
る。

【０１９３】図２６に示す係数種データ生成装置１５
０′のその他は、図２３に示す係数種データ生成装置１
５０と同様に構成される。

【０１９４】図２６に示す係数種データ生成装置１５
０′の動作を説明する。入力端子１５１には教師信号と
してのＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）
が供給され、そしてこのＨＤ信号に対してＳＤ信号生成
回路１５２で水平および垂直の間引き処理が行われて入
力信号としてのＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成され
る。

【０１９５】この場合、第１の変換方法（図８のプロセ
ッシング部９で５２５ｉ信号より５２５ｐ信号を得る）
が選択される場合、ＳＤ信号生成回路１５２では５２５
ｐ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成さ
れる。一方、第２の変換方法（図８のプロセッシング部
９で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）が選択さ
れる場合、ＳＤ信号生成回路１５２では１０５０ｉ信号
に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される。
またこの場合、ＳＤ信号生成回路１５２にはパラメータ
ｈ，ｖが制御信号として供給され、水平および垂直の帯
域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次生成されて
いく。

【０１９６】このＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２
のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（５２５ｐ信号ま
たは１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する
空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的
に取り出される。この第２のタップ選択回路１５４で
は、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択さ
れた変換方法、および動きクラス検出回路１５８で検出
される動きクラスに対応したタップ位置情報に基づい
て、タップの選択が行われる。

【０１９７】この第２のタップ選択回路１５４で選択的
に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素デ
ータ）は空間クラス検出回路１５７に供給される。この
空間クラス検出回路１５７では、空間クラスタップのデ
ータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が
施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのク
ラス分類）のクラス情報としての再量子化コードＱｉが
得られる（（１）式参照）。

【０１９８】また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成され
たＳＤ信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ
信号に係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップ
のデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。
この場合、第３のタップ選択回路１５５では、タップ選
択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法
に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が
行われる。

【０１９９】この第３のタップ選択回路１５５で選択的
に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素デ
ータ）は動きクラス検出回路１５８に供給される。この
動きクラス検出回路１５８では、動きクラスタップのデ
ータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動
きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが
得られる。

【０２００】この動き情報ＭＶと上述した再量子化コー
ドＱｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラ
ス合成回路１５９では、これら動き情報ＭＶと再量子化
コードＱｉとから、ＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０
５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラ
スコードＣＬが得られる（（３）式参照）。

【０２０１】また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成され
るＳＤ信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ
信号に係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデー
タ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場
合、第１のタップ選択回路１５３では、タップ選択制御
回路１５６より供給される、選択された変換方法に対応
したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われ
る。

【０２０２】そして、入力端子１５１に供給されるＨＤ
信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素デ
ータｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して
第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予
測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画
素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９よ
り出力されるクラスコードＣＬとから、正規方程式生成
部１７１では、ＳＤ信号生成回路１５２で生成される各
ＳＤ信号のそれぞれ対応して、クラス毎に、付加データ
Ｗｉ（ｉ＝１〜ｎ）を得るための正規方程式（（２１）
式参照）が生成される。

【０２０３】そして、付加データ決定部１７２でその正
規方程式が解かれ、各ＳＤ信号にそれぞれ対応した各ク
ラスの付加データＷｉが求められる。正規方程式生成部
１７３では、この各ＳＤ信号にそれぞれ対応した各クラ
スの付加データＷｉから、クラス毎に、係数種データｗ
10〜ｗn9を得るための正規方程式（（２６）式参照）が
生成される。

【０２０４】そして、係数種データ決定部１７４でその
正規方程式が解かれ、各クラスの係数種データｗ10〜ｗ
n9が求められ、その係数種データｗ10〜ｗn9はクラス別
にアドレス分割された係数種メモリ１６２に記憶され
る。

【０２０５】このように、図２６に示す係数種データ生
成装置１５０′においても、図８のプロセッシング部９
の情報メモリバンク１３５に記憶される各クラスの係数
種データｗ10〜ｗn9を生成することができる。この場
合、ＳＤ信号生成回路１５２では、選択された変換方法
によって５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号を使用して
ＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成されるものであり、第
１の変換方法（プロセッシング部９で５２５ｉ信号より
５２５ｐ信号を得る）および第２の変換方法（プロセッ
シング部９で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）
に対応した係数種データを生成できる。

【０２０６】なお、図８のプロセッシング部９では、付
加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成するために（５）式
の生成式を使用したが、例えば、（２７）式、（２８）
式などを使用してもよく、さらに次数の異なった多項式
や、他の関数で表現される式でも実現可能である。

【０２０７】

【数２０】

【０２０８】また、図８のプロセッシング部９では、水
平解像度を指定するパラメータｈと垂直解像度を指定す
るパラメータｖとを設定し、これらパラメータｈ，ｖの
値を調整することで画像の水平および垂直の解像度を調
整し得るものを示したが、例えばノイズ除去度（ノイズ
低減度）を指定するパラメータｚを設け、このパラメー
タｚの値を調整することで画像のノイズ除去度を調整し
得るものも同様に構成することができる。

【０２０９】この場合、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）
を生成する生成式として、例えば、（２９）式、（３
０）式などを使用でき、さらに次数の異なった多項式
や、他の関数で表現される式でも実現可能である。

【０２１０】

【数２１】

【０２１１】なお、上述したようにパラメータｚを含む
生成式の付加データである係数種データは、上述したパ
ラメータｈ，ｖを含む生成式の付加データである係数種
データを生成する場合と同様に、図２３に示す係数種デ
ータ生成装置１５０あるいは図２６に示す係数種データ
生成装置１５０′により生成できる。

【０２１２】その場合、ＳＤ信号生成回路１５２には、
パラメータｚが制御信号として供給され、このパラメー
タｚの値に対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する
際に、ＳＤ信号に対するノイズ付加状態が段階的に可変
される。このようにＳＤ信号に対するノイズ付加状態を
段階的に可変させて学習データを登録することで、連続
したノイズ除去度を得るための係数種データを生成する
ことができる。

【０２１３】ここで、パラメータｚの値に対応したノイ
ズ付加方法の詳細について、いくつかの例を示す。

【０２１４】例えば、図２７中のＡに示すように、ＳＤ
信号に振幅レベルを段階的に変化させたノイズ信号を加
えて、段階的にノイズレベルが変化するＳＤ信号を生成
する。

【０２１５】また例えば、図２７中のＢに示すように、
ＳＤ信号に一定振幅レベルのノイズ信号を加えるが、加
える画面領域を段階的に可変する。

【０２１６】さらに例えば、図２７中のＣに示すよう
に、ＳＤ信号（１画面分）として、ノイズが含まれてい
ないものと、ノイズが含まれているものとを用意する。
そして、正規方程式を生成する際に、それぞれのＳＤ信
号に対して複数回の学習を行う。

【０２１７】例えば、「ノイズ０」ではノイズなしのＳ
Ｄ信号に対して１００回の学習を行い、「ノイズｉ」で
はノイズなしのＳＤ信号に対して３０回の学習を行うと
共にノイズありのＳＤ信号に対して７０回の学習を行
う。この場合、「ノイズｉ」の方がノイズ除去度が高い
係数種データを算出する学習系になる。このように、ノ
イズなしとノイズありのＳＤ信号に対する学習回数を段
階的に変化させて学習を行うことにより、連続したノイ
ズ除去度を得るための係数種データを得ることができ
る。

【０２１８】この手法を、正規方程式の加算という形で
実現することもできる。まず、「ノイズ０」〜「ノイズ
ｉ」における推定式の付加データを算出するような学習
を行う。このときの正規方程式は、上述した（２１）式
に示すようになる。ここで、Ｐij，Ｑjをそれぞれ（３
１）式、（３２）式のように定義すると、（２１）式は
（３３）式のように書き換えられる。ここで、ｘijはｊ
番目の予測タップ位置のＳＤ画素データのｉ番目の学習
値、ｙiはＨＤ画素データのｉ番目の学習値、Ｗiは係数
を表している。

【０２１９】

【数２２】

【０２２０】このような学習を用いて、ノイズなしのＳ
Ｄ信号を学習した場合における、（３３）式の左辺を
〔Ｐ１ij〕、右辺を〔Ｑ１i〕と定義し、同様に、ノイ
ズありのＳＤ信号を学習した場合における、（３３）式
の左辺を〔Ｐ２ij〕、右辺を〔Ｑ２i〕と定義する。こ
のような場合に、（３４）式、（３５）式のように、
〔Ｐaij〕、〔Ｑai〕を定義する。ただし、ａ（０≦ａ
≦１）である。

【０２２１】 〔Ｐaij〕＝（１−ａ）〔Ｐ１ij〕＋ａ〔Ｐ２ij〕 ・・・（３４） 〔Ｑai〕＝（１−ａ）〔Ｑ１i〕 ＋ａ〔Ｑ２i〕 ・・・（３５） ここで、ａ＝０の場合の正規方程式は（３６）式で表さ
れ、これは図２７中のＣの「ノイズ０」の場合の正規方
程式と等価になり、ａ＝０．７の場合は「ノイズｉ」の
場合の正規方程式と等価になる。

【０２２２】 〔Ｐaij〕〔Ｗi〕＝〔Ｑai〕 ・・・（３６） このａを段階的に変化させて各ノイズレベルの正規方程
式を作ることにより、目的とする係数種データを得るこ
とができる。この場合、図２６の係数種データ生成装置
１５０′で説明したと同様に、各ノイズレベルの正規方
程式よりそれぞれ付加データをＷｉを算出し、この各段
階の付加データを使用して係数種データを求めることが
できる。

【０２２３】また、各ノイズレベルの正規方程式を組み
合わせることにより、上述した（１３）式のような係数
種データを得るための正規方程式を生成することも可能
である。この手法については、以下に具体的に説明す
る。ここでは、上述した（３０）式を用いて、係数種デ
ータを求める正規方程式を生成する場合を考える。

【０２２４】予め、予め何種類かのパラメータｚに対応
したノイズレベルのＳＤ信号を生成して学習を行い、上
述した（３４）式、（３５）式に表される〔Ｐ〕、
〔Ｑ〕を用意しておく。それらを、〔Ｐnij〕、〔Ｑn
i〕と表す。また、また、上述した（７）式は、（３
７）式のように書き換えられる。

【０２２５】 ｔ0＝１，ｔ1＝ｚ，ｔ2＝ｚ2 ・・・（３７） この場合、上述した（２４）式、（２５）式は、それぞ
れ（３８）式、（３９）式のように書き換えられる。こ
れらの式に対し、（４０）式を解くことで、係数種デー
タｗijを求めることができる。ここで、予測タップの総
数を表す変数はｍに書き換えている。

【０２２６】

【数２３】

【０２２７】また、図８のプロセッシング部９では、水
平解像度を指定するパラメータｈと垂直解像度を指定す
るパラメータｖとを設定し、これらパラメータｈ，ｖの
値を調整することで画像の水平および垂直の解像度を調
整し得るものを示したが、水平および垂直の解像度を１
個のパラメータで調整するように構成することもでき
る。例えば、水平および垂直の解像度を指定する１個の
パラメータｒを設定する。この場合、例えば、ｒ＝１は
ｈ＝１、ｖ＝１、ｒ＝２はｈ＝２、ｖ＝２、・・・、あ
るいはｒ＝１はｈ＝１、ｖ＝２、ｒ＝２はｈ＝２、ｖ＝
３、・・・のような対応関係とされる。この場合、付加
データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する生成式としては、
ｒの多項式等が使用されることとなる。

【０２２８】また、図８のプロセッシング部９では、水
平解像度を指定するパラメータｈと垂直解像度を指定す
るパラメータｖとを設定し、これら複数種類のパラメー
タｈ，ｖの値を調整することで画像の水平および垂直の
解像度を調整し得るものを示したが、上述した水平およ
び垂直の解像度を指定するパラメータｒと、上述ノイズ
除去度（ノイズ低減度）を指定するパラメータｚとを設
定し、これら複数種類のパラメータｒ，ｚの値を調整す
ることで、画像の水平および垂直の解像度とノイズ除去
度とを調整し得るものも同様に構成することができる。

【０２２９】この場合、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）
を生成する生成式として、例えば、（４１）式等を使用
でき、さらに次数の異なった多項式や、他の関数で表現
される式でも実現可能である。

【０２３０】

【数２４】

【０２３１】パラメータｒ，ｚを含む生成式の付加デー
タである係数種データは、上述したパラメータｈ，ｖを
含む生成式の付加データである係数種データを生成する
場合と同様に、図２３に示す係数種データ生成装置１５
０あるいは図２６に示す係数種データ生成装置１５０′
により生成できる。

【０２３２】その場合、ＳＤ信号生成回路１５２には、
パラメータｒ，ｚが制御信号として供給され、このパラ
メータｒ，ｚの値に対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を
生成する際に、ＳＤ信号の水平、垂直の帯域と、ＳＤ信
号に対するノイズ付加状態とが段階的に可変される。

【０２３３】図２８は、パラメータｒ，ｚの値に対応し
たＳＤ信号の生成例を示している。この例では、パラメ
ータｒ，ｚはそれぞれ９段階に可変され、合計８１種類
のＳＤ信号が生成される。なお、パラメータｒ，ｚを９
段階よりもさらに多くの段階に可変するようにしてもよ
い。その場合には、算出される係数種データの精度は良
くなるが、計算量は増えることとなる。

【０２３４】また、図８のプロセッシング部９では、水
平解像度を指定するパラメータｈと垂直解像度を指定す
るパラメータｖとを設定し、これら複数種類のパラメー
タｈ，ｖの値を調整することで画像の水平および垂直の
解像度を調整し得るものを示したが、これらパラメータ
ｈ，ｖの他に、さらに上述したノイズ除去度（ノイズ低
減度）を指定するパラメータｚを設定し、これら複数種
類のパラメータｈ，ｖ，ｚの値を調整することで、画像
の水平および垂直の解像度とノイズ除去度とを調整し得
るものも同様に構成することができる。

【０２３５】この場合、付加データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）
を生成する生成式として、例えば、（４２）式等を使用
でき、さらに次数の異なった多項式や、他の関数で表現
される式でも実現可能である。

【０２３６】

【数２５】

【０２３７】パラメータｈ，ｖ，ｚを含む生成式の付加
データである係数種データは、上述したパラメータｈ，
ｖを含む生成式の付加データである係数種データを生成
する場合と同様に、図２３に示す係数種データ生成装置
１５０あるいは図２６に示す係数種データ生成装置１５
０′により生成できる。

【０２３８】その場合、ＳＤ信号生成回路１５２には、
パラメータｈ，ｖ，ｚが制御信号として供給され、この
パラメータｈ，ｖ，ｚの値に対応して、ＨＤ信号からＳ
Ｄ信号を生成する際に、ＳＤ信号の水平、垂直の帯域
と、ＳＤ信号に対するノイズ付加状態とが段階的に可変
される。

【０２３９】図２９は、パラメータｈ，ｖ，ｚの値に対
応したＳＤ信号の生成例を示している。この例では、パ
ラメータｈ，ｖ，ｚはそれぞれ９段階に可変され、合計
７２９種類のＳＤ信号が生成される。なお、パラメータ
ｈ，ｖ，ｚを９段階よりもさらに多くの段階に可変する
ようにしてもよい。その場合には、算出される係数種デ
ータの精度は良くなるが、計算量は増えることとなる。

【０２４０】なお、図８のプロセッシング部９における
処理を、例えば図３０に示すような映像信号処理装置３
００によって、ソフトウェアで実現することも可能であ
る。

【０２４１】まず、図３０に示す映像信号処理装置３０
０について説明する。この映像信号処理装置３００は、
装置全体の動作を制御するＣＰＵ３０１と、このＣＰＵ
３０１の動作プログラムや係数種データ等が格納された
ＲＯＭ（read only memory）３０２と、ＣＰＵ３０１の
作業領域を構成するＲＡＭ（random access memory）３
０３とを有している。これらＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０
２およびＲＡＭ３０３は、それぞれバス３０４に接続さ
れている。

【０２４２】また、映像信号処理装置３００は、外部記
憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０
５と、フレキシブルディスク３０６をドライブするフレ
キシブルディスクドライブ（ＦＤＤ）３０７とを有して
いる。これらドライブ３０５，３０７は、それぞれバス
３０４に接続されている。

【０２４３】また、映像信号処理装置３００は、インタ
ーネット等の通信網４００に有線または無線で接続する
通信部３０８を有している。この通信部３０８は、イン
タフェース３０９を介してバス３０４に接続されてい
る。

【０２４４】また、映像信号処理装置３００は、ＳＤ信
号を入力するための入力端子３１４と、ＨＤ信号を出力
するための出力端子３１５とを有している。入力端子３
１４はインタフェース３１６を介してバス３０４に接続
され、同様に出力端子３１５はインタフェース３１７を
介してバス３０４に接続される。

【０２４５】ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処
理プログラムや係数種データ等を予め格納しておく代わ
りに、例えばインターネットなどの通信網４００より通
信部３０８を介してダウンロードし、ハードディスクや
ＲＡＭ３０３に蓄積して使用することもできる。また、
これら処理プログラムや係数種データ等をフレキシブル
ディスク３０６で提供するようにしてもよい。

【０２４６】また、処理すべきＳＤ信号を入力端子３１
４より入力する代わりに、予めハードディスクに記録し
ておき、あるいはインターネットなどの通信網４００よ
り通信部３０８を介してダウンロードしてもよい。ま
た、処理後のＨＤ信号を出力端子３１５に出力する代わ
り、あるいはそれと並行してディスプレイ３１１に供給
して画像表示をしたり、さらにはハードディスクに格納
したり、通信部３０８を介してインターネットなどの通
信網４００に送出するようにしてもよい。

【０２４７】図３１のフローチャートを参照して、図３
０に示す映像信号処理装置３００における、ＳＤ信号よ
りＨＤ信号を得るため処理手順を説明する。

【０２４８】まず、ステップＳＴ１で、処理を開始し、
ステップＳＴ２で、ＳＤ画素データをフレーム単位また
はフィールド単位で入力する。このＳＤ画素データが入
力端子３１４より入力される場合には、このＳＤ画素デ
ータをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、このＳ
Ｄ画素データがハードディスクに記録されている場合に
は、ハードディスクドライブ３０７でこのＳＤ画素デー
タを読み出し、ＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そし
て、ステップＳＴ３で、入力ＳＤ画素データの全フレー
ムまたは全フィールドの処理が終わっているか否かを判
定する。処理が終わっているときは、ステップＳＴ４
で、処理を終了する。一方、処理が終わっていないとき
は、ステップＳＴ５に進む。

【０２４９】このステップＳＴ５では、画質指定値（例
えばパラメータｈ，ｖの値など）を例えばＲＡＭ３０３
より読み込む。そして、ステップＳＴ６で、読み込んだ
画質指定値および各クラスの係数種データを使用して、
生成式（例えば（５）式）によって、各クラスの推定式
（（４）式参照）の付加データＷｉを生成する。

【０２５０】次に、ステップＳＴ７で、ステップＳＴ２
で入力されたＳＤ画素データより、生成すべき各ＨＤ画
素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの
画素データを取得する。そして、ステップＳＴ８で、入
力されたＳＤ画素データの全領域においてＨＤ画素デー
タを得る処理が終了したか否かを判定する。終了してい
るときは、ステップＳＴ２に戻り、次のフレームまたは
フィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。一方、
処理が終了していないときは、ステップＳＴ９に進む。

【０２５１】このステップＳＴ９では、ステップＳＴ７
で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラス
コードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ１０で、
そのクラスコードＣＬに対応した付加データと予測タッ
プのＳＤ画素データを使用して、推定式により、ＨＤ画
素データを生成し、その後にステップＳＴ７に戻って、
上述したと同様の処理を繰り返す。

【０２５２】このように、図３１に示すフローチャート
に沿って処理をすることで、入力されたＳＤ信号を構成
するＳＤ画素データを処理して、ＨＤ信号を構成するＨ
Ｄ画素データを得ることができる。上述したように、こ
のように処理して得られたＨＤ信号は出力端子３１５に
出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれに
よる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドラ
イブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたり
する。

【０２５３】また、処理装置の図示は省略するが、図２
３の係数種データ生成装置１５０における処理を、ソフ
トウェアで実現することも可能である。

【０２５４】図３２のフローチャートを参照して、係数
種データを生成するための処理手順を説明する。

【０２５５】まず、ステップＳＴ２１で、処理を開始
し、ステップＳＴ２２で、学習に使われる、画質パター
ン（例えば、パラメータｈ，ｖで特定される）を選択す
る。そして、ステップＳＴ２３で、全ての画質パターン
に対して学習が終わったか否かを判定する。全ての画質
選択パターンに対して学習が終わっていないときは、ス
テップＳＴ２４に進む。

【０２５６】このステップＳＴ２４では、既知のＨＤ画
素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力す
る。そして、ステップＳＴ２５で、全てのＨＤ画素デー
タについて処理が終了したか否かを判定する。終了した
ときは、ステップＳＴ２２に戻って、次の画質パターン
を選択して、上述したと同様の処理を繰り返す。一方、
終了していないときは、ステップＳＴ２６に進む。

【０２５７】このステップＳＴ２６では、ステップＳＴ
２４で入力されたＨＤ画素データより、ステップＳＴ２
２で選択された画質パターンに基づいて、ＳＤ画素デー
タを生成する。そして、ステップＳＴ２７で、ステップ
ＳＴ２６で生成されたＳＤ画素データより、ステップＳ
Ｔ２４で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラ
スタップおよび予測タップの画素データを取得する。そ
して、ステップＳＴ２８で、生成されたＳＤ画素データ
の全領域において学習処理を終了しているか否かを判定
する。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ２
４に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述
したと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了し
ていないときは、ステップＳＴ２９に進む。

【０２５８】このステップＳＴ２９では、ステップＳＴ
２７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからク
ラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ３０
で、正規方程式（（１３）式参照）を生成する。その後
に、ステップＳＴ２７に戻る。

【０２５９】また、ステップＳＴ２３で、全ての画質パ
ターンに対して学習が終わったときは、ステップＳＴ３
１に進む。このステップＳＴ３１では、正規方程式を掃
き出し法等で解くことによって各クラスの係数種データ
を算出し、ステップＳＴ３２で、その係数種データをメ
モリに保存し、その後にステップＳＴ３３で、処理を終
了する。

【０２６０】このように、図３２に示すフローチャート
に沿って処理をすることで、図２３に示す係数種データ
生成装置１５０と同様の手法によって、各クラスの係数
種データを得ることができる。

【０２６１】また、処理装置の図示は省略するが、図２
６の係数種データ生成装置１５０′における処理も、ソ
フトウェアで実現可能である。

【０２６２】図３３のフローチャートを参照して、係数
種データを生成するための処理手順を説明する。

【０２６３】まず、ステップＳＴ４１で、処理を開始
し、ステップＳＴ４２で、学習に使われる、画質パター
ン（例えば、パラメータｈ，ｖで特定される）を選択す
る。そして、ステップＳＴ４３で、全ての画質パターン
に対する付加データの算出処理が終了したか否かを判定
する。終了していないときは、ステップＳＴ４４に進
む。

【０２６４】このステップＳＴ４４では、既知のＨＤ画
素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力す
る。そして、ステップＳＴ４５で、全てのＨＤ画素デー
タについて処理が終了したか否かを判定する。終了して
いないときは、ステップＳＴ４６で、ステップＳＴ４４
で入力されたＨＤ画素データより、ステップＳＴ４２で
選択された画質パターンに基づいて、ＳＤ画素データを
生成する。

【０２６５】そして、ステップＳＴ４７で、ステップＳ
Ｔ４６で生成されたＳＤ画素データより、ステップＳＴ
４４で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラス
タップおよび予測タップの画素データを取得する。そし
て、ステップＳＴ４８で、生成されたＳＤ画素データの
全領域において学習処理を終了しているか否かを判定す
る。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ４４
に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述し
たと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了して
いないときは、ステップＳＴ４９に進む。

【０２６６】このステップＳＴ４９では、ステップＳＴ
４７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからク
ラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ５０
で、付加データを得るための正規方程式（（２１）式参
照）を生成する。その後に、ステップＳＴ４７に戻る。

【０２６７】上述したステップＳＴ４５で、全てのＨＤ
画素データについて処理が終了したときは、ステップＳ
Ｔ５１で、ステップＳＴ５０で生成された正規方程式を
掃き出し法などで解いて、各クラスの付加データを算出
する。その後に、ステップＳＴ４２に戻って、次の画質
パターンを選択して、上述したと同様の処理を繰り返
し、次の画質パターンに対応した、各クラスの付加デー
タを求める。

【０２６８】また、上述のステップＳＴ４３で、全ての
画質パターンに対する付加データの算出処理が終了した
ときは、ステップＳＴ５２に進む。このステップＳＴ５
２では、全ての画質パターンに対する付加データから、
係数種データを求めるための正規方程式（（２６）式参
照）を生成する。

【０２６９】そして、ステップＳＴ５３で、ステップＳ
Ｔ５２で生成された正規方程式を掃き出し法等で解くこ
とによって各クラスの係数種データを算出し、ステップ
ＳＴ５４で、その係数種データをメモリに保存し、その
後にステップＳＴ５５で、処理を終了する。

【０２７０】このように、図３３に示すフローチャート
に沿って処理をすることで、図２６に示す係数種データ
生成装置１５０′と同様の手法によって、各クラスの係
数種データを得ることができる。

【０２７１】なお、上述の例においては、ＨＤ信号を生
成する際の推定式として線形一次方程式を使用したもの
を挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば推
定式として高次方程式を使用するものであってもよい。

【０２７２】また、上述実施の形態においては、ＳＤ信
号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（５２５ｐ信号または１
０５０ｉ信号）に変換する例を示したが、本発明はそれ
に限定されるものでなく、推定式を使用して第１の映像
信号を第２の映像信号に変換するその他の場合にも同様
に適用できることは勿論である。

【０２７３】また、上述の例においては、情報信号が映
像信号である場合を示したが、この発明はこれに限定さ
れない。例えば、情報信号が音声信号である場合にも、
この発明を同様に適用することができる。

【０２７４】上述のように、この「クラス分類適応処
理」によれば、第１の情報信号を第２の情報信号に変換
する際に使用される推定式の付加データを係数種データ
を用いて生成するものであり、第２の情報信号によって
得られる出力の質、例えば画像の画質を無段階になめら
かに調整することができる。この場合、出力の質を決め
るパラメータに対応した各クラスの付加データをその都
度係数種データを使用して生成できるため、大量の付加
データを格納しておくメモリを必要とせず、メモリの節
約を図ることができる。

【０２７５】また、「クラス分類適応処理」によれば、
係数種データを用いて生成された推定式の付加データの
総和を求め、推定式を用いて生成された注目点の情報デ
ータをその総和で除算して正規化するものであり、係数
種データを用いて生成式で推定式の付加データを求める
際の丸め誤差による注目点の情報データのレベル変動を
除去できる。

【０２７６】〔本発明を適用したビジネスモデルについ
て〕本発明を適用したビジネスモデルについて、図３４
に示すように、コンテンツ提供装置、半導体装置及び複
製装置との関係において考える。コンテンツ提供装置
は、半導体装置に記録される情報を提供するものであ
る。半導体装置作成装置は、情報の記録されていない半
導体装置を作成するものである。複製装置は、情報の記
録されていない半導体装置に、コンテンツ提供装置から
提供される情報を記録するものである。ここで、これら
コンテンツ提供装置、半導体装置作成装置及び複製装置
は、それぞれが異なる主体（コンテンツ提供者、半導体
装置作成者及び複製者）によって所有され運用されてい
るものとする。

【０２７７】図３５に示すように、半導体装置作成装置
（半導体装置作成者）は、半導体装置を作成し、複製装
置（複製者）に対して、半導体装置を提供する。ここ
で、複製装置（複製者）に課金され、半導体装置作成装
置（半導体装置作成者）が徴収する。この課金には、半
導体装置の作成代金と、後のコンテンツ複製料が含まれ
ている。

【０２７８】そして、コンテンツ提供装置（コンテンツ
提供者）から複製装置（複製者）に対して情報（コンテ
ンツ）が提供され、情報の複製が行われる。ここで複製
される半導体装置は、基本情報及び付加情報が、上述し
たような本発明の内容にしたがって記録されたものであ
る。ここで、半導体装置作成装置（半導体装置作成者）
に課金され、コンテンツ提供装置（コンテンツ提供者）
が徴収する。この課金には、コンテンツ複製料が含まれ
ている。

【０２７９】これにより、複製装置（複製者）は、半導
体装置作成装置（半導体装置作成者）に対する料金を支
払うのみであるが、半導体装置作成装置（半導体装置作
成者）のみならず、コンテンツ提供装置（コンテンツ提
供者）に対する支払いも確保される。

【０２８０】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る半導体装置
においては、再生情報は、基本情報に対して高品質な情
報となっているため、基本情報よりも情報量が多く、こ
のままの状態で半導体装置に記録しようとすると、大量
の半導体装置が必要となる。

【０２８１】上述のように、本発明に係る半導体装置に
おいては、演算データは、基本情報に対して高品質な情
報に対応するデータとなっているため、基本データより
も情報量が多く、このままの状態で半導体装置やディス
ク状記録媒体に記録しようとすると、大量の半導体装置
やディスク状記録媒体が必要となる。

【０２８２】すなわち、本発明は、記録されたデータの
複写が困難となされた半導体装置を提供することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における半導体装置の構成を示す斜視図
である。

【図２】上記半導体装置について複製を行う場合のフロ
ーチャートである。

【図３】上記半導体装置のデータをダウンロードする場
合の構成を示す斜視図である。

【図４】上記半導体装置についてデータをダウンロード
する場合のフローチャートである。

【図５】上記半導体装置の第１の実施の形態における構
成を示すブロック図である。

【図６】上記半導体装置の要部の構成を示すブロック図
である。

【図７】上記半導体装置の第２の実施の形態における構
成を示すブロック図である。

【図８】クラス分類適応処理を行う再生装置の構成を示
すブロック図である。

【図９】５２５ｉ信号と５２５ｐ信号の画素位置関係を
説明するための図である。

【図１０】５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関
係を説明するための図である。

【図１１】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、予測
タップの一例を示す図である。

【図１２】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、予測
タップの一例を示す図である。

【図１３】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、予
測タップの一例を示す図である。

【図１４】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、予
測タップの一例を示す図である。

【図１５】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、空間
クラスタップの一例を示す図である。

【図１６】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、空間
クラスタップの一例を示す図である。

【図１７】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、空
間クラスタップの一例を示す図である。

【図１８】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、空
間クラスタップの一例を示す図である。

【図１９】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、動き
クラスタップの一例を示す図である。

【図２０】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、動
きクラスタップの一例を示す図である。

【図２１】５２５ｐ信号を出力する場合のライン倍速処
理を説明するための図である。

【図２２】係数種データの生成方法の一例の概念を示す
図である。

【図２３】係数種データ生成装置の構成例を示すブロッ
ク図である。

【図２４】帯域フィルタの周波数特性の一例を示す図で
ある。

【図２５】係数種データの生成方法の他の例の概念を示
す図である。

【図２６】係数種データ生成装置の他の構成例を示すブ
ロック図である。

【図２７】ノイズ付加方法を説明するための図である。

【図２８】ＳＤ信号（パラメータｒ，ｚ）の生成例を示
す図である。

【図２９】ＳＤ信号（パラメータｈ，ｖ，ｚ）の生成例
を示す図である。

【図３０】ソフトウェアで実現するための映像信号処理
装置の構成例を示すブロック図である。

【図３１】映像信号の処理手順を示すフローチャートで
ある。

【図３２】係数種データ生成処理（その１）を示すフロ
ーチャートである。

【図３３】係数種データ生成処理（その２）を示すフロ
ーチャートである。

【図３４】本発明を適用したビジネスモデルを説明する
ためのブロック図である。

【図３５】上記ビジネスモデルを説明するためのフロー
チャートである。

【符号の説明】

１ 記録媒体、８ データ記録領域、９ プロセッシン
グ部

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のデータ記録領域とプロセッシング
   部とを有する半導体装置において、 基本情報が入力される入力部と、 上記基本情報に対する付加情報となる付加データが記録
   された付加データ記録領域と、 上記基本情報と上記付加データとに基づいて、上記基本
   情報に対して符号化を行うプロセッシング部と、 上記プロセッシング部により符号化された演算データを
   記録する演算データ記録領域とを備え、 上記プロセッシング部により符号化された演算データ
   は、上記基本情報に対して、より高品質な情報に対応し
   たデータとなっていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 複数のデータ記録領域とプロセッシング
   部とを有する半導体装置において、 基本情報が符号化された基本データが入力される入力部
   と、 上記基本データが記録される基本データ記録領域と、 上記基本情報に対する付加情報となる付加データが記録
   された付加データ記録領域と、 上記基本データと上記付加データとに基づいて、演算処
   理を行うプロセッシング部と、 上記プロセッシング部における演算処理によって得られ
   た演算データを出力する出力部とを備え、 上記プロセッシング部により演算処理された演算データ
   は、上記基本情報に対して、より高品質な情報に対応し
   たデータとなっていることを特徴とする半導体装置。
3. 【請求項３】 上記付加データは、上記基本データに対
   する演算処理において使用される係数であることを特徴
   とする請求項２記載の半導体装置。
4. 【請求項４】 上記付加情報は、クラス分類適応処理に
   より生成されたものであることを特徴とする請求項２記
   載の半導体装置。
5. 【請求項５】 上記基本情報は、映像情報であって、上
   記演算データは、該基本情報よりも高解像度を有する映
   像情報に対応したデータであることを特徴とする請求項
   ２記載の半導体装置。
6. 【請求項６】 上記基本情報は、映像情報であって、上
   記演算データは、該基本情報よりもノイズが除去された
   映像情報に対応したデータであることを特徴とする請求
   項２記載の半導体装置。
7. 【請求項７】 上記基本情報は、映像情報であって、上
   記演算データは、該基本情報よりも時間的解像度が向上
   された映像情報に対応したデータであることを特徴とす
   る請求項２記載の半導体装置。
8. 【請求項８】 上記基本情報は、映像情報であって、上
   記演算データは、該基本情報よりも階調特性が向上され
   た映像情報に対応したデータであることを特徴とする請
   求項２記載の半導体装置。
9. 【請求項９】 上記基本情報を符号化して基本データと
   する符号化手段を有することを特徴とする請求項２記載
   の半導体装置。
10. 【請求項１０】 上記基本データは、外部から入力され
    たものであることを特徴とする請求項２記載の半導体装
    置。
11. 【請求項１１】 上記付加データ記録領域は、上記付加
    データが複数記録されていることを特徴とする請求項２
    記載の半導体装置。
12. 【請求項１２】 上記付加データ記録領域は、複数の付
    加データから付加データを選択して上記プロセッシング
    部に供給する付加データ選択手段を有していることを特
    徴とする請求項１１記載の半導体装置。
13. 【請求項１３】 上記付加データ選択手段は、上記複数
    の付加データの特徴を検出する検出部と、該複数の付加
    データから該検出部による検出結果に応じて付加データ
    を抽出する抽出部とを有することを特徴とする請求項１
    ２記載の半導体装置。
14. 【請求項１４】 上記基本情報が映像情報であって、上
    記検出部が検出する付加データの特徴は動き量を示す係
    数であって、上記演算データは、加振器によって生じさ
    せる振動に関する情報に対応したデータであることを特
    徴とする請求項１３記載の半導体装置。
15. 【請求項１５】 上記基本情報が映像情報であって、上
    記検出部が検出する付加データの特徴は動き量を示す係
    数であって、上記演算データは、音響再生装置によって
    再生する音響の音量に関する情報に対応したデータであ
    ることを特徴とする請求項１３記載の半導体装置。
16. 【請求項１６】 上記基本情報が映像情報であって、上
    記検出部が検出する付加データの特徴は動き量を示す係
    数であって、上記演算データは、送風機によって行う送
    風に関する情報に対応したデータであることを特徴とす
    る請求項１３記載の半導体装置。