JP2003339027A

JP2003339027A - 走査線補間装置

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Publication number: JP2003339027A
Application number: JP2002147389A
Authority: JP
Inventors: Juichi Hitomi; 寿一人見
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2003-11-28
Anticipated expiration: 2022-05-22
Also published as: JP4321010B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は走査線補間装置に関するもので、第
１のフィールド及び第２のフィールドにおける、画素ブ
ロック間の相関値とベクトル補間値とを所定の範囲内の
ベクトル毎にそれぞれ求め、動きベクトルの信頼性を判
定することにより、画質劣化の少ない走査線補間を実現
する。【解決手段】ベクトル相関値を算出するベクトル相関
値算出回路１８と、ベクトル補間値を算出するベクトル
補間値算出回路１５と、算出された相関値および補間値
より動きベクトルの信頼性を判定する動きベクトル信頼
性判定回路１９から構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する従来分野】本発明は、テレビジョン受像
機をはじめ、ＣＲＴ、液晶、プラズマディスプレイパネ
ル（以下、ＰＤＰ(Plasma Display panel)と記す）やＤ
ＭＤ（Digital Micromirror Device）などを用いたディ
スプレイ装置において、２：１インターレース走査され
た画像信号をノンインターレース走査された画像信号に
変換する走査線補間装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばＮＴＳＣやハイビジョンなどの
標準的なテレビジョン信号は、インターレース信号であ
り、１つのフレームが時間及び垂直方向にずれた２つの
フィールドで構成される。これに対して、走査線構造に
ずれがないものは、ノンインターレースまたはプログレ
ッシブ（順次）走査と呼ばれる。インターレース信号
は、画像の垂直方向の高い周波数成分が多くなるとライ
ンフリッカを生じる。そこで、インターレースで間引か
れている部分の走査線を周辺の走査線で補間して作り、
ノンインターレースとする処理がある。この様な処理は
順次走査変換、倍密変換と呼ばれる。

【０００３】そこでの走査線の補間として前後のフィー
ルドを使用する方法としては、動き適応処理がある。動
き適応処理の走査線補間では、補間される走査線は、画
像が動いている場合は、上下の隣接走査線から、画像が
静止している場合は、前後のフィールドの同位置の走査
線から作られる。

【０００４】さらに、最近では画像間の補間に動きベク
トルの検出を適用する方法も検討されている。このよう
な方法の従来の走査線補間装置として、特開平１−１０
８８８６号公報に示されるものがある。この場合、前後
のフィールドの異なった位置の走査線が使われる。画像
の動きベクトルを検出し、その値に応じて１フィールド
前の画像信号を移動させ、走査線を補間する。図１０は
そのような従来の走査線補間装置の構成図である。

【０００５】図１０において、１０１、１０２はフィー
ルドメモリ、１０３はフィールド内補間回路、１０４は
動きベクトル検出回路、１０５はベクトル補間値算出回
路、１０６は混合回路、１０７はノンインターレース出
力回路である。上記のような構成において、まず入力端
子に２：１インターレース走査された画像信号が供給さ
れると、フィールドメモリ１０１、フィールドメモリ１
０２により信号がそれぞれ１フィールド遅延される。フ
ィールドメモリ１０１の出力を現フィールドとすると、
フィールドメモリ１０２の出力からは後フィールドの信
号が出力され、入力は前フィールドの信号に対応する。
ここで、現フィールドとは処理の対象となるフィールド
を示し、前フィールドは現フィールドより１フィールド
前のフィールド、後フィールドは現フィールドより１フ
ィールド後のフィールドを示す。

【０００６】現フィールドの画像信号は、フィールド内
補間回路１０３に入力され、ここで現フィールドの走査
線間を補間したフィールド内補間信号が算出され出力さ
れる。前フィールドと後フィールドの画像信号は動きベ
クトル検出回路１０４に入力され、ベクトル相関値とし
て、例えば前フィールドと後フィールドを所定の範囲内
のベクトルに応じそれぞれ移動した画像信号の輝度差の
絶対値を算出し、この輝度差の絶対値が最小になるベク
トルを検出することによって、画素単位の動きベクトル
が検出される。ここで所定の範囲とは、実際の構成に当
たり設定された動きベクトルの探索範囲を示し、以下も
同様である。検出された動きベクトルはベクトル補間値
算出回路１０５に入力される。

【０００７】また、動きベクトルに対応したベクトル相
関値が閾値以下かどうかを判定し、閾値以下であれば
１、そうでなければ０という判定値を判定結果出力す
る。

【０００８】一方、前フィールドと後フィールドの画像
信号は、ベクトル補間値算出回路１０５にも入力され、
動きベクトル検出回路１０４で検出された動きベクトル
に伴い、前フィールドまたは後フィールドの画像信号を
移動することによりベクトル補間値を算出し、出力す
る。

【０００９】ベクトル補間値とフィールド内補間信号
は、混合回路１０６において混合される。そのとき、混
合回路１０６は、動きベクトル検出回路１０４の判定値
出力に応じて２つの信号の混合度合いが制御され、その
度合いに基づいて混合された信号を出力する。これによ
り動きベクトル検出回路１０４で動きベクトルが検出で
きない場合は、現フィールドの画像信号より求めた現フ
ィールドの走査線間を補間した信号が、動きベクトルが
検出された場合は、上記２つの信号を混合した信号が出
力される。

【００１０】混合回路１０６の出力および現フィールド
の信号はノンインターレース出力回路１０７に入力され
る。ノンインターレース出力回路１０７では混合回路１
０６の出力および現フィールドの信号が時間軸上で１／
２に時間圧縮され、切り替えを行うことによりノンイン
ターレース走査された画像信号を出力する。

【００１１】図１１は従来の走査線補間装置における混
合回路の構成例を示す。１１１は差分回路、１１２は乗
算器、１１３は加算器である。入力１は図１０のフィー
ルド内補間回路１０３の出力、入力２は図１０の動きベ
クトル補間値算出回路１０５の出力、制御入力は図１０
の動きベクトル検出回路１０４の出力に対応する。差分
回路１１１において入力２から入力１を引いた差分が出
力される。その差分結果は乗算器１１２により、制御入
力の「１」または「０」と乗算される。乗算器出力と入
力１は加算され、混合回路出力となる。

【００１２】制御入力が「０」の場合は動きベクトルで
の補間が不適切と判断された場合で、差分出力は「０」
が乗算され０となる。このため混合回路の出力は、入力
１つまりフィールド内補間値となる。制御入力が「１」
の場合は動きベクトルでの補間が適切と判断された場合
で、１が乗算される。

【００１３】入力１の信号レベルをＸｉ１、入力２の信
号レベルをＸｉ２、とすると、混合回路出力Ｙｏは、
「（Ｘｉ２−Ｘｉ１）＋Ｘｉ１」となり、Ｙｏ＝Ｘｉ２
となる。このため混合回路の出力は入力１、つまりフィ
ールド内補間値となる。

【００１４】さらに動きベクトル検出の精度向上のため
の発明として、たとえば特開平５−６８２９３号公報に
示されるものがある。上記発明の走査線補間装置は、現
フィールドの１フィールド前、１フィールド後の画像信
号から、ブロック単位で、着目ブロックに隣接する各ブ
ロックで検出された動きベクトルの相関を利用すること
で動きベクトルの検出の精度向上を図ったものである。

【００１５】着目ブロックに隣接する各ブロックで検出
された動きベクトルの相関が高ければ、着目ブロックで
検出された動きベクトルは正確であると判定でき、逆
に、着目ブロックで検出された動きベクトルと、着目ブ
ロックに隣接する各ブロックで検出された動きベクトル
の相関が低ければ、着目ブロックで検出された動きベク
トルは不正確であると判定できる。

【００１６】このため、各ブロックで検出された動きベ
クトルと、当該ブロックに隣接する各ブロックで検出さ
れた動きベクトルとの差分値を求め、当該ブロックのエ
ッジの有無によって定めた閾値と上記差分値を比較する
ことにより、各ブロックで検出された動きベクトルが、
当該ブロックに隣接する各ブロックで検出された動きベ
クトルと何個一致しているかを判定することにより動き
ベクトル検出の精度向上を図ったものである。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成の走査線補間装置では、動きベクトルの選択お
よび補間は、現フィールドの前後のフィールドのフレー
ム間マッチング（フレーム間相関）に基いて行われてい
る。このため、フレーム間マッチングが良好ならば、フ
ィールド内補間値と全く異なる場合でも、動きベクトル
に対応し前後のフィールドより算出される補間値である
動きベクトル補間値が選択され、誤った補正がなされて
しまう。

【００１８】例えば画像が周期的な場合、フレーム間マ
ッチングが良好、つまりフレーム間相関値が小さいベク
トルが複数存在する場合がある。これらの複数のベクト
ルをここでは候補ベクトルと称する。候補ベクトルは、
正しい動きベクトルと正しくないベクトルからなる。複
数の候補ベクトルに対応し、補正結果も複数存在する。
本来の正しい動きベクトルに対する補正結果と正しくな
いベクトルに対する補正結果とが大きく異なる場合があ
る。候補ベクトルのフレーム間相関値は小さく、場合に
よってすべて０となる場合もあるため、正しくないベク
トルを選択した場合、補正結果が大きく異なり、誤った
補正が行われる。

【００１９】画像が周期的な場合の例として、縦縞で水
平方向に２画単位で白黒を繰り返す場合を考える。この
場合、４画素周期となる。現フィールドの前後のフィー
ルドをそれぞれ第１フィールド、第２フィールドと称す
る。第１フィールドから現フィールド、現フィールドか
ら第２フィールドの各フィールド間で水平右方向に１画
素動いた場合を考える。この場合、水平右方向に１＋２
ｎ動いた場合、いずれの場合もフレーム間相関値は０と
なり、フレーム間マッチングが良好とみなされる。ここ
で、ｎは整数（・・−１、０、１・・）である。水平右
方向に１画素動いた（ｎ＝０）ベクトルにおいて、フレ
ーム間相関値は０、補間値は１となる。

【００２０】また、水平右方向に−１画素動いた場合
（ｎ＝−１）つまり水平左方向に１画素動いた（ｎ＝−
１）ベクトルにおいて、フレーム間相関値は０、補間値
は０となる。このように画像が周期的な場合、フレーム
間相関値のみでは適切な補正がおこなれ、本来と大きく
異なる補正が行われる場合がある。

【００２１】また、上記のような構成の走査線補間装置
では、動きベクトルの選択および補間は、現フィールド
の前後のフィールドのフレーム間相関（フレーム間マッ
チング）に基いて行われている。しかし、閾値と比較
し、どちらかを選択するのは、フレーム間相関が緩やか
に変化しても、動きベクトル補間かフィールド内補間か
の選択となり、なめらかな補正が行われない。また、フ
レーム間相関の度合いを使用して、連続的な変化に対応
したとしても、フレーム間相関の度合いと動きベクトル
の選択の妥当さとは必ずしも一致しない。そのため、動
きベクトル補間値を適応する度合いが適切でなく、不適
切な補正がなされてしまう。

【００２２】また、フレーム間相関の度合いを使用し
て、連続的な変化に対応する際、図１１に示すような乗
算器を使用した場合、制御入力が低くい場合でも、乗算
器の入力つまり動きベクトルでの補間値とフィールド内
補間値の差分が大きい場合、大きなレベルを出力し、動
きベクトルでの補間での不適切な状況が目立つ場合があ
る。制御入力は「０」から「１」の間で変化し、動きベ
クトルでの補間が最も適切と判断された場合「１」、フ
ィールド内補間が最も適切と判断された場合「０」とす
る。

【００２３】例えば、制御入力が「０．１」という値を
とった場合、このレベルは動きベクトルでの補間がほぼ
不適切と見なされている状態であるが、仮に、動きベク
トルでの補間値とフィールド内補間値の差分が８ｂｉｔ
で最大の２５５という値をとった場合、乗算器出力は２
５となり、そのレベルの比較的大きな動きベクトルでの
補間情報を使用することになる。このように乗算器を使
用した場合比の制御であるため、乗算器の入力つまり動
きベクトルでの補間値とフィールド内補間値の差分が大
きい場合、出力も大きなレベルとなり、動きベクトルで
の補間での不適切な状況が目立つ場合がある。

【００２４】また、例えば画像が高速画像で所定の補正
ベクトル範囲を超える場合、また、フラッシュなどによ
り現フィールドのみ特異な場合、フレーム間マッチング
が良好、つまりフレーム間相関値が小さくとも、フレー
ム間補正では正しい補正ができない場合が存在する。

【００２５】高速画像の例としては、白いボールが黒い
背景の中で高速に移動するため、現フィールドは白であ
るが、その位置での前後のフィールドは黒という場合が
ある。現フィールドのみ特異な場合としてはフラッシュ
などにより現フィールドである１フィールドのみ白（フ
ラッシュがあたり明るくなった画面）で前後のフィール
ドは通常の画面という場合がある。

【００２６】上記いずれの場合においても、フレーム間
での相関値が小さくなるベクトルは存在するものの画像
の性質上、フレーム間で求めたベクトルでは正しい補間
補正は行われ、本来と大きく異なる補正が行われる。こ
の結果、広い範囲で不適切な処理が行われ、例えば水平
の縞が広い範囲で発生する。

【００２７】また、上記のような画像に起因する場合、
着目ブロックに隣接する各ブロックで検出された動きベ
クトルの相関を利用することで動きベクトルの検出精度
改善を図る方式は、上記のような画像の条件が小面積の
場合には一定の改善は可能なものの、大面積の場合にお
いては、改善は原理的に不可能である。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、第１発明の走査線補間装置は、第１のフィールド及
び第２のフィールドの画像信号において、所定の範囲内
のベクトル毎に、対応した画素を含む画素ブロックにお
ける相関値を算出するベクトル相関値算出回路と、前記
ベクトル相関値算出回路より算出された相関値より動き
ベクトルを検出する動きベクトル検出回路と、現フィー
ルドの画像信号を用い補間信号を生成するフィールド内
補間回路と、前記動きベクトル検出により検出された動
きベクトルに対応し、前記第１のフィールドまたは前記
第２のフィールドの画素より補間信号を生成するベクト
ル補間値算出回路と、前記フィールド内補間回路より得
られたフィールド内補間信号と前記ベクトル補間値算出
回路より得られたベクトル補間信号を混合する混合回路
と、現フィールドの画像信号、及び信号前記混合回路よ
り出力された走査線補間補間信号から、ノンインターレ
ース走査された画像信号を出力するノンインターレース
信号出力回路とからなる走査線補間装置であり、所定の
範囲内のベクトル毎に、ベクトルに対応した第１のフィ
ールド及び第２のフィールドの画素を用い、補間値を算
出するベクトル補間値算出回路と、前記ベクトル相関値
算出回路および前記ベクトル補間値算出回路より算出さ
れた所定のベクトルに対応した相関値および補間値よ
り、動きベクトルの信頼性を判定する信頼性判定信号を
算出する動きベクトル信頼性判定回路を備え、前記動き
ベクトル信頼性判定回路より算出された信頼性判定信号
に従い、前記混合回路における混合度合いを制御するこ
とを特徴とするものである。

【００２９】また、第２発明の走査線補間装置は、上記
第１発明の走査線補間装置におけるベクトル相関値算出
回路が、現フィールドの１フィールド前の第１のフィー
ルド及び１フィールド後の第２のフィールドの画像信号
において、所定の範囲内のベクトル毎に、さらに画素ブ
ロック内の各画素毎に差分値を算出し、ベクトル相関値
として差分値の絶対値和もしくは前記差分値の二乗和を
算出する回路であることを特徴とするものである。

【００３０】また、第３発明の走査線補間装置は、上記
第１発明の走査線補間装置における動きベクトル検出回
路が、前記ベクトル相関値算出回路より算出されたベク
トル相関値が最小になる動きベクトルを検出する回路で
あることを特徴とするものである。

【００３１】また、第４発明の走査線補間装置は、上記
第１発明の走査線補間装置における動きベクトル信頼性
判定回路が、前記相関値算出回路より算出された、所定
のベクトルに対応した相関値が一定値以下であることを
検出する相関レベル検出回路と、前記相関レベル検出回
路の出力に基づき、相関値が一定値以下であるベクトル
において前記補間値の最大値および最小値を求める最大
値回路および最小値回路と、前記最大値および最小値の
差が一定値以下であることを検出する差分レベル検出回
路からなることを特徴とするものである。

【００３２】また、第５発明の走査線補間装置は、上記
第１発明の走査線補間装置における動きベクトル信頼性
判定回路が、前記相関値算出回路より算出された所定の
ベクトルに対応した相関値の中で最小相関値を算出する
最小相関値検出回路と、前記所定のベクトルに対応した
相関値と前記最小相関値との差が一定値以下であるベク
トルにおいて前記補間値の最大値および最小値求める最
大値回路および最小値回路と、前記最大値および最小値
の差が一定値以下であることを検出する差分レベル検出
回路からなることを特徴とするものである。

【００３３】また、第６発明の走査線補間装置は、上記
第１発明の走査線補間装置における動きベクトル信頼性
判定回路が、前記相関値算出回路より算出された所定の
ベクトルに対応した相関値の最小値を入力とし、信頼性
判定値を出力する関数回路を有することを特徴とするも
のである。

【００３４】また、第７発明の走査線補間装置は、上記
第１発明の走査線補間装置における混合回路が、前記ベ
クトル補間信号と前記フィールド内補間信号との差分を
算出する差分回路と、前記差分回路出力を前記動きベク
トル信頼性判定回路より算出された信頼性判定信号に従
い制御する差分制御回路と、前記フィールド内補間信号
と前記制御回路出力とを加算する加算器からなることを
特徴とするものである。

【００３５】また、第８発明の走査線補間装置は、上記
第１発明の走査線補間装置における前記差分制御回路
が、クリップ回路からなることを特徴とするものであ
る。

【００３６】また、第９発明の走査線補間装置は、現フ
ィールドと現フィールドの１フィールド前のフィールド
である第１のフィールド、及び現フィールドの後の１フ
ィールド後のフィールドである第２のフィールドの画像
信号において、所定の範囲内のベクトル毎に、対応した
画素を含む画素ブロックにおける相関値を算出するベク
トル相関値算出回路と、前記ベクトル相関値算出回路よ
り算出された相関値より動きベクトルを検出する動きベ
クトル検出回路と、現フィールドの画像信号を用い補間
信号を生成するフィールド内補間回路と、前記動きベク
トル検出により検出された動きベクトルに対応した前記
第１のフィールドまたは前記第２のフィールドの画素よ
り補間信号を生成するベクトル補間値算出回路と、前記
フィールド内補間回路より得られたフィールド内補間信
号と前記ベクトル補間値算出回路より得られたベクトル
補間信号を混合する混合回路とからなり、前記混合回路
より出力された走査線補間信号、及び現フィールドの画
像信号から、ノンインターレース走査された画像信号を
出力するノンインターレース信号出力回路とからなる走
査線補間装置であり、前記混合回路は、前記ベクトル補
間信号の前記フィールド内補間信号との差分を算出する
差分回路と、前記差分回路出力に対し垂直方向のフィル
タ処理を行う垂直輪郭抽出回路と、前記フィールド内補
間信号と前記垂直輪郭抽出回路出力とを加算する加算器
とからなることを特徴とするものである。

【００３７】また、第１０発明の走査線補間装置は、上
記第１発明の走査線補間装置における垂直輪郭抽出回路
が、入力信号の垂直方向のＨＰＦであることを特徴とす
るものである。

【００３８】また、第１１発明の走査線補間装置は、上
記第１発明の走査線補間装置における垂直輪郭抽出回路
が、入力信号に垂直方向のＨＰＦと、入力信号の絶対値
と前記ＨＰＦ出力の絶対値を比較する差分回路と、前記
差分回路の出力により入力信号と前記ＨＰＦ出力の選択
出力する選択回路からなることを特徴とするものであ
る。

【００３９】また、第１２発明の走査線補間装置は、上
記第１発明の走査線補間装置における垂直輪郭抽出回路
が、現ラインと垂直方向の上下のラインの中間値とる中
間値回路と、現ラインと前記中間値回路出力の差分を算
出する差分回路からなることを特徴とするものである。

【００４０】上記第１発明から第６発明の構成により、
例えば画像が周期的な場合に候補ベクトルに対応した補
正値が大きく異なることがあり、このような場合にはた
とえフレーム間相関が良好でも動きベクトルの信頼性が
低いと判断し、動きベクトルによるフレーム間補間を行
わず、フィールド間補間を利用する。このため、第１の
フィールド及び第２のフィールドの画像信号において、
ベクトル相関値算出回路より算出された画素ブロック間
の相関値と、ベクトル補間値算出回路より算出された補
間値とを所定の範囲内のベクトル毎にそれぞれ求め、こ
れらの相関値と補間値とを両方より動きベクトルの信頼
性を判定する。

【００４１】具体的には、相関値と、ベクトル補間値と
を所定の範囲内のベクトル毎にそれぞれ求め、相関値が
最小となるベクトルおよびベクトル補間値を求める処理
の中で、相関値が、一定の第１の閾値以下となるベクト
ルおよびベクトル補間値を求める。これらをそれぞれ候
補ベクトル、候補ベクトル補間値と称する。さらに候補
ベクトル補間値の最大値、最小値ヲ求め、さらにこれら
最大値と最小値との差を求める。この最大値と最小値と
の差を候補ベクトル補間差と称する。候補ベクトル補間
差が、一定の第２の閾値以下であれば信頼性ありと判定
し、第２の閾値以上であれば信頼性なしと判定する。

【００４２】この信頼性を判定結果により、信頼性あり
の場合、動きベクトルによるフレーム間補間を出力する
ように、信頼性なしの場合、フィールド内補間を出力す
るように、動きベクトルによるフレーム間補間とフィー
ルド内補間の混合比を制御する。この例では混合比は１
または０としている。

【００４３】以上により、相関値のみで判定するより動
きベクトルの信頼性について正確な判定が可能になり、
動きベクトルによる間違った画像信号の補間を防ぐこと
ができ、結果として、画質劣化の少ないノンインターレ
ース走査された画像信号が得られる。

【００４４】上記第７発明の構成により、動きベクトル
の選択および補間は、現フィールドの前後のフィールド
のフレーム間相関（フレーム間マッチング）の連続的な
情報に基いて行われているため、動きベクト相関の度合
いを使用して、連続的な変化に対応した上で、フレーム
間相関の度合いと動きベクトルの選択の妥当さと概ね一
致するような関数を使用することにより、動きベクトル
補間値を適応する度合いが適切となり、良好な補正が行
われる。

【００４５】上記第８発明の構成により、フレーム間相
関の度合いを使用して、連続的な変化に対応する際、図
５に示すような可変クリップ回路を使用した場合、制御
をクリップレベルで行うため、制御入力が低くい場合は
当然、乗算器の入力つまり動きベクトルでの補間値とフ
ィールド内補間値の差分の大きさに関わらず、小さなレ
ベルを出力し、適切な度レベルで動きベクトルでの補間
情報を使用することになる。

【００４６】上記第９発明から第１２発明の構成によ
り、上述のように高速で動く画像で補正可能なベクトル
範囲を超える場合、またフラッシュなどにより現フィー
ルドのみ特異な場合など、フレーム間マッチングが良
好、つまりフレーム間相関値が小さくともフレーム間補
正では正しい補正ができない場合においても誤補正の少
ない補間信号を得ることができる。

【００４７】上述のように高速で動く画像で補正可能な
ベクトル範囲を超える場合、フィールド内補間信号とフ
レーム間補間信号の差信号がある程度広い面積となる。
これは垂直方向で見ると、垂直低域成分が多いことに対
応している。逆に通常の画像で動きベクトル処理により
効果が現れるのは、画像の輪郭に対してである。これは
垂直高域成分に対応している。このため、本発明は、上
記差信号に対し、垂直輪郭抽出回路処理により垂直高域
成分を抽出することにより、差信号がある広い面積とな
るような場合の垂直低域成分に相当する成分を、差信号
フレーム間補正で誤補正となることを回避し、フィール
ド内補間信号低減させるともに、動きベクトル処理で有
効な成分は抽出し残すことができる。この成分をフィー
ルド内補間信号に加えることにより、誤補正の少ない補
間信号を得ることができる。

【００４８】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。

【００４９】（実施の形態１）図１は、第１の実施の形
態における走査線補間装置の構成図であり、１１、１２
は画像信号を記憶し、一定期間遅延するフィールドメモ
リ、１３はフィールド内補間回路、１４はフレーム間で
の動きベクトルをブロック単位で検出する動きベクトル
検出回路、１５はベクトル補間値算出回路、１６は混合
回路、１７はノンインターレース信号出力回路、１８は
ベクトル相関値算出回路、１９は動きベクトル信頼性判
定回路である。以下、図１の走査線補間装置の動作につ
いて説明する。

【００５０】まず入力端子に２：１インターレース走査
された画像信号が供給されると、フィールドメモリ１
１、フィールドメモリ１２により信号がそれぞれ１フィ
ールド遅延される。フィールドメモリ１１の出力を現フ
ィールドとすると、フィールドメモリ１２の出力からは
前フィールドの信号が出力され、フィールドメモリ１１
への入力は後フィールドの信号に対応する。ここで、現
フィールドとは処理の対象となるフィールドを示し、前
フィールドは現フィールドより１フィールド前のフィー
ルド、後フィールドは現フィールドより１フィールド後
のフィールドを示す。

【００５１】現フィールドの画像信号は、フィールド内
補間回路１３に入力される。ここで現フィールドの走査
線間を補間したフィールド内補間値が算出され出力され
る。前フィールドと後フィールドの画像信号はベクトル
相関値算出回路１５、ベクトル補間値算出回路１５にそ
れぞれ入力される。ベクトル相関値算出回路１８は、前
フィールドと後フィールドの画像信号において、所定の
範囲内のベクトル毎に、ベクトルに応じそれぞれ移動し
た画像信号において、ベクトル相関値として、画素ブロ
ック内の各画素毎に差分値の絶対値和もしくは前記差分
値の二乗和を算出する回路である。そして、画素単位の
ベクトルとそれに対応したベクトル相関値を出力する。
このベクトルとベクトル相関値は、動きベクトル検出回
路１４と動きベクトル信頼性判定回路１９に入力され
る。

【００５２】動きベクトル検出回路１４は、ベクトル相
関値算出回路１８で算出されたベクトルとそれに対応し
たベクトル相関値より、ベクトル相関値が最小になるベ
クトルを動きベクトルとして検出する。検出された動き
ベクトルはベクトル補間値算出回路１５に入力される。

【００５３】ベクトル補間値算出回路１５では、入力さ
れた前フィールドと後フィールドの画像信号を、動きベ
クトル検出回路１４で検出された動きベクトル量に従い
移動することによりベクトル補間値を算出し、出力す
る。

【００５４】動きベクトル信頼性判定回路１９は、ベク
トル相関値算出回路１８および前記ベクトル補間値算出
回路１５より算出された所定のベクトルに対応した相関
値および補間値より、動きベクトルの信頼性を判定する
信頼性判定信号を算出する。混合回路１６は、ベクトル
相関値算出回路よりフレーム間の信号より算出されたベ
クトル補間値とフィールド内補間信号を混合する。この
とき、動きベクトル信頼性判定回路より算出された信頼
性判定信号に従い、混合回路１６における混合度合いは
制御される。

【００５５】混合回路１６の出力および現フィールドの
信号はノンインターレース出力回路１０７に入力され
る。ノンインターレース出力回路１０７では混合回路１
０６の出力および現フィールドの信号が時間軸上で１／
２に時間圧縮され、切り替えを行うことによりノンイン
ターレース走査された画像信号を出力する。

【００５６】動きベクトル信頼性判定回路１９における
信頼性判定は、ベクトル相関値とベクトル補間値とを所
定の範囲内のベクトル毎にそれぞれ求め、それらを演算
処理することで行う。ベクトル相関値が小さい場合、そ
のベクトル相関値に対応したベクトルが動きベクトルで
ある可能性が高い。しかし、小さいと判断されたベクト
ル相関値が複数あり、これらのベクトル相関値に対応す
るベクトル補間値が大きくばらついた場合、逆に、正し
くない動きベクトルである可能性が高い。

【００５７】このような場合の具体例としては、前述の
ような縦縞で水平方向に２画単位で白黒を繰り返す場合
などがある。このように画像が周期的な場合、フレーム
間相関値のみでは適切な補正がおこなれず、本来と大き
く異なる補正が行われる場合がある。これに対し、上記
のような信頼性判定を行うことで、画像が周期的な場合
のような、フレーム間相関値のみでは適切な補正がおこ
なれず、本来と大きく異なる補正が行われる場合を判定
できる。この動きベクトル信頼性判定結果に従い、混合
回路１６における混合度合いは制御することにより、動
きベクトルでの補間が不適切と判断された場合は、フィ
ールド内補間値を利用することで、本来と大きく異なる
補正が行われ、画質劣化を引き起こすることが回避され
る。

【００５８】（実施の形態２）本発明の第２の実施の形
態は、（実施の形態１）における走査線補間装置の動き
ベクトル信頼性判定回路１９の一構成例を、図２に示し
たものである。図２は、動きベクトル信頼性判定回路１
９の構成図であり、２１は相関レベル検出回路、２２は
最大値回路、２３は最小値回路、２４は差分回路、２５
は差分レベル検出回路である。以下、図２の動きベクト
ル信頼性判定回路を用いた第２の実施の形態例の走査線
補間装置について、図２の動きベクトル信頼性判定回路
の動作を中心に説明する。

【００５９】（実施の形態１）における走査線補間装置
のベクトル相関値算出回路１８において算出された相関
値が入力される相関レベル検出回路２１において、所定
のベクトルの内、相関値が一定値以下である候補ベクト
ルが検出される。

【００６０】検知された候補ベクトルは、最大値回路２
２と最小値回路２３に入力し、この最大値回路２２、最
小値回路２３により、候補ベクトルに対応した補間値の
中での最大値、最小値が求まる。

【００６１】差分レベル検出回路２５は、前記最大値お
よび最小値の差が閾値以下であれば、動きベクトル検出
回路で求められる動きベクトルが信頼性があると判定し
「１」を、閾値以上であれば「０」を出力する。ここで
「１」は動きベクトルが適切と判断した場合で、動きベ
クトルでの補間値を使用し、「０」は動きベクトルでの
補間が不適切と判断された場合で、フィールド内補間値
を利用することに対応する。

【００６２】この信頼性判定結果に従い、混合回路１６
における混合度合いは制御することにより、動きベクト
ルでの補間が不適切と判断された場合は、フィールド内
補間値を利用することで、本来と大きく異なる補正が行
われ、画質劣化を引き起こすることが回避される。

【００６３】（実施の形態３）本発明の第３の実施の形
態例は、（実施の形態１）における走査線補間装置の動
きベクトル信頼性判定回路１９の一構成例を、図３の構
成としたものである。

【００６４】図３は、動きベクトル信頼性判定回路の構
成図であり、３１は相関レベル検出回路、３２は最大値
回路、３３は最小値回路、３４は差分回路、３５は差分
レベル検出回路、３６は相関最小値検出回路である。

【００６５】以下、図３の動きベクトル信頼性判定回路
を用いた第３の実施の形態の走査線補間装置について、
図３の動きベクトル信頼性判定回路の動作を中心に説明
する。相関値算出回路より算出された相関値が入力さ
れ、相関最小値検出回路により相関値の最小値である相
関最小値が検出される。相関レベル検出回路３１によ
り、所定のベクトルの内、相関値が相関最小値以上で相
関最小値に一定値を加えた閾値以下である候補ベクトル
が検出される。最大値回路３２、最小値回路３３によ
り、候補ベクトルに対応した補間値の中での最大値、最
小値が求まる。

【００６６】差分レベル検出回路３５は、前記最大値お
よび最小値の差が閾値以下であれば、動きベクトル検出
回路で求められる動きベクトルが信頼性があると判定し
「１」を、閾値以上であれば「０」を出力する。ここで
「１」は動きベクトルが適切と判断した場合で、動きベ
クトルでの補間値を使用し、「０」は動きベクトルでの
補間が不適切と判断された場合で、フィールド内補間値
を利用することに対応する。この信頼性判定結果に従
い、図１の混合回路１６における混合度合いを制御す
る。

【００６７】これにより、動きベクトルでの補間が不適
切と判断された場合は、フィールド内補間値を利用する
ことで、本来と大きく異なる補正が行われ、画質劣化を
引き起こすることが回避される。

【００６８】（実施の形態４）本発明の第４の実施の形
態例は、（実施の形態１）における走査線補間装置の動
きベクトル信頼性判定回路１９の一構成例を図４に記
し、さらに混合回路１６の一構成例を図５に記したもの
である。

【００６９】図４（ａ）は、動きベクトル信頼性判定回
路の構成図であり、４１は関数回路である。図４（ｂ）
前記関数回路の特性例である。以下、図４（ａ）の動き
ベクトル信頼性判定回路を用いた第４の実施の形態の走
査線補間装置について、図４（ａ）の動きベクトル信頼
性判定回路の動作、図４（ｂ）前記関数回路の特性例を
中心に説明する。

【００７０】図４（ａ）の動きベクトル信頼性判定回路
は、前記相関値算出回路より算出された所定のベクトル
に対応した相関値の最小値が入力される。この最小値は
関数回路に入力され信頼性判定値を出力する。

【００７１】図４（ｂ）の前記関数回路の特性例は、基
本的には、入力の相関値の最小値が大きくなるにつれ、
出力は減少する特性を示す。具体的には相関値の最小値
が一定レベルの第１の閾値以下では１が出力され、最小
値が第１の閾値以上、第２の閾値以下では右下がりの特
性を示し、最小値が第２の閾値以上では０とするもので
ある。

【００７２】この信頼性判定結果に従い、図１の混合回
路１６における混合度合いを制御する。ここで「１」は
動きベクトルが適切と判断した場合で、動きベクトルで
の補間値を使用し、「０」は動きベクトルでの補間が不
適切と判断された場合で、フィールド内補間値を利用
し、その間は、動きベクトルでの補間値とフィールド内
補間値を混合することに対応する。

【００７３】図５（ａ）は、混合回路の構成図であり、
５１は差分回路、５２は可変クリップ回路、５３は加算
器である。

【００７４】以下、図５（ａ）の混合回路を用いた第４
の実施の形態の走査線補間装置について、図５（ａ）の
混合回路の動作、図５（ｂ）の可変クリップ回路５２の
特性例を中心に説明する。入力１は図１のフィールド内
補間回路出力、入力２は図１の動きベクトル補間回路出
力、制御入力は図１の動きベクトル信頼性判定回路出力
に対応する。、差分回路５１において入力２から入力１
を引いた差分が出力される。その差分結果は可変クリッ
プ回路５２により、制御入力に対応したクリップレベル
でクリップされる。可変クリップ回路出力と入力１は加
算され、混合回路出力となる。

【００７５】図５（ｂ）は可変クリップ回路５２の特性
例である。制御入力は動きベクトル信頼性判定回路出力
に対応する。動きベクトル信頼性判定回路出力が「０」
の場合は動きベクトルでの補間が不適切と判断された場
合で、クリップレベルが「０」となり、差分出力は０と
なる。このため混合回路の出力は、入力１つまりフィー
ルド内補間値となる。

【００７６】一方、動きベクトル信頼性判定回路出力が
「１」の場合は動きベクトルでの補間が適切と判断され
た場合で、クリップレベルが「１」となり、これはクリ
ップレベルが最大となり、クリップを行わないことに対
応する。

【００７７】入力１の信号レベルをＸｉ１、入力２の信
号レベルをＸｉ２、とすると、混合回路出力Ｙｏは、
（Ｘｉ２−Ｘｉ１）＋Ｘｉ１となり、Ｙｏ＝Ｘｉ２とな
る。このため混合回路の出力は、入力１つまりフィール
ド内補間値となる。

【００７８】上記動きベクトル信頼性判定回路構成によ
り、動きベクトルの選択および補間は、現フィールドの
前後のフィールドのフレーム間相関（フレーム間マッチ
ング）の連続的な情報に基いて行われているため、動き
ベクトル補間とフィールド内補間かの混合が連続的とな
り、なめらかな補正が行われる。また、フレーム間相関
の度合いを使用して、連続的な変化に対応した上で、フ
レーム間相関の度合いと動きベクトルの選択の妥当さと
概ね一致するような関数を使用することにより、動きベ
クトル補間値を適応する度合いが適切となり、良好なな
補正が行われる。

【００７９】また上記混合回路の構成により、フレーム
間相関の度合いを使用して、連続的な変化に対応する
際、図５に示すような可変クリップ回路を使用した場
合、制御をクリップレベルで行うため、制御入力が低く
い場合は当然、乗算器の入力つまり動きベクトルでの補
間値とフィールド内補間値の差分の大きさに関わらず、
小さなレベルを出力し、適切な度レベルで動きベクトル
での補間情報を使用することになる。

【００８０】（実施の形態５）図６は、本発明の第５の
実施の形態における走査線補間装置の構成図であり、６
１、６２は画像信号を記憶し、一定期間遅延するフィー
ルドメモリ、６３はフィールド内補間回路、６４はフレ
ーム間での動きベクトルをブロック単位で検出する動き
ベクトル検出回路、６５はベクトル補間値算出回路、６
６は混合回路、６７はノンインターレース信号出力回
路、６８はベクトル相関値算出回路、６０１は差分回
路、６０２は垂直輪郭抽出回路回路、６０３は加算器で
ある。以下、図６の走査線補間装置の動作について説明
する。

【００８１】まず入力端子に２：１インターレース走査
された画像信号が供給されると、フィールドメモリ６
１、フィールドメモリ６２により信号がそれぞれ１フィ
ールド遅延される。フィールドメモリ６１の出力を現フ
ィールドとすると、フィールドメモリ６２の出力からは
前フィールドの信号が出力され、フィールドメモリ６１
への入力は後フィールドの信号に対応する。ここで、現
フィールドとは処理の対象となるフィールドを示し、前
フィールドは現フィールドより１フィールド前のフィー
ルド、後フィールドは現フィールドより１フィールド後
のフィールドを示す。

【００８２】現フィールドの画像信号は、フィールド内
補間回路６３に入力される。ここで現フィールドの走査
線間を補間したフィールド内補間値が算出され出力され
る。

【００８３】前フィールドと後フィールドの画像信号は
動きベクトル検出回路６４とベクトル補間値算出回路６
５にそれぞれ入力される。ベクトル相関値算出回路は、
前フィールドと後フィールドの画像信号において、所定
の範囲内のベクトル毎に、ベクトルに応じそれぞれ移動
した画像信号において、ベクトル相関値として、画素ブ
ロック内の各画素毎に差分値の絶対値和もしくは前記差
分値の二乗和を算出する回路である。そして、画素単位
のベクトルとそれに対応したベクトル相関値を出力す
る。このベクトルとベクトル相関値は、動きベクトル検
出回路６４に入力される。

【００８４】動きベクトル検出回路６４は、ベクトル相
関値算出回路で算出されたベクトルとそれに対応したベ
クトル相関値より、ベクトル相関値が最小になるベクト
ルを動きベクトルとして検出する。検出された動きベク
トルはベクトル補間値算出回路６５に入力される。ベク
トル補間値算出回路では、入力された前フィールドと後
フィールドの画像信号を、動きベクトル検出回路６４で
検出された動きベクトル量に従い移動することによりベ
クトル補間値を算出し、出力する。

【００８５】また、動きベクトルに対応したベクトル相
関値が閾値以下かどうかを判定し、閾値以下であれば
１、そうでなければ０という判定値を判定結果出力す
る。

【００８６】一方、前フィールドと後フィールドの画像
信号は、ベクトル補間値算出回路６５にも入力され、動
きベクトル検出回路６４で検出された動きベクトルに伴
い、前フィールドまたは後フィールドの画像信号を移動
することによりベクトル補間値を算出し、出力する。

【００８７】ベクトル補間値は差分回路６０１に入力さ
れ、フィールド内補間信号との差分が抽出される、その
差分は垂直輪郭抽出回路６０２により輪郭成分のみが抽
出される、加算器６０３によりフィールド内補間信号が
加算される。これにより加算器６０３は、垂直輪郭にの
み動きベクトル補間が適用された新たな動きベクトル補
間値が出力される。

【００８８】新たな動きベクトル補間値とフィールド内
補間信号は、混合回路６６において混合される。そのと
き、混合回路６６は、動きベクトル検出回路６４の判定
値出力に応じて２つの信号の混合度合いが制御され、そ
の度合いに基づいて混合された信号を出力する。これに
より動きベクトル検出回路６４で動きベクトルが検出で
きない場合は、現フィールドの画像信号より求めた現フ
ィールドの走査線間を補間した信号が、動きベクトルが
検出された場合は、上記２つの信号を混合した信号が出
力される。

【００８９】混合回路６６の出力および現フィールドの
信号はノンインターレース出力回路７７に入力される。
ノンインターレース出力回路６７では混合回路６６の出
力および現フィールドの信号が時間軸上で１／２に時間
圧縮され、切り替えを行うことによりノンインターレー
ス走査された画像信号を出力する。

【００９０】フレーム間相関では正しい動きベクトル検
出ができない例としては、画像が高速画像で補正ベクト
ル範囲を超える場合とか、また、フラッシュなどのよう
に現フィールドのみ特異な場合がある。このような場合
には、所定の範囲内のベクトルでフレーム間マッチング
が良好、つまりフレーム間相関値小さくとも、フレーム
間の動きベクトル補間値では正しい補正ができない。そ
のため、フレーム間相関での判定に加え、上記のような
場合を回避することが必要となる。

【００９１】上記のようにフレーム間相関では正しい動
きベクトル検出ができない例の場合、フィールド内補間
信号とフレーム間補間信号の差信号が多くの場合ある程
度広い面積となることが多い。これは垂直方向で見る
と、垂直低域成分が多いことに対応している。また、逆
に通常の画像で動きベクトル処理により効果が現れるの
は、画像の輪郭に対してである。これは垂直高域成分に
対応している。このため、本実施の形態では、上記差信
号に対し、垂直輪郭成分を抽出することにより、差信号
がある広い面積となるような場合の垂直低域成分に相当
する成分を、差信号フレーム間補正で誤補正となること
を回避し、フィールド内補間信号低減させるともに、動
きベクトル処理で有効な成分は抽出し残すことができ
る。

【００９２】（実施の形態６）本発明の第６の実施の形
態例は、（実施の形態５）における走査線補間装置の垂
直輪郭抽出回路を図７（ａ）の構成とした走査線補間装
置である。

【００９３】図７（ａ）は、垂直輪郭抽出回路の一例の
構成図であり、７１、７２は１ライン遅延のためのライ
ンメモリー、７３，７４，７５は乗算器、７６は加算器
である。これらにより、一般的な３タップのＨＰＦを構
成している。

【００９４】図７（ｂ）は図７（ａ）の垂直輪郭抽出回
路の特性例における入力である。入力は、ベクトル補間
値とフィールド内補間の差分であり、１ラインのみの場
合と４ライン連続の場合の例をを示している。１ライン
のみの信号は本来必要な補間信号成分の場合の例として
示し、４ライン連続の信号は、フレーム間相関では正し
い動きベクトル検出ができず、本来不必要な補間信号成
分の場合の例として示している。

【００９５】フレーム間相関では正しい動きベクトル検
出ができない例としては、画像が高速画像で補正ベクト
ル範囲を超える場合とか、また、フラッシュなどのよう
に現フィールドのみ特異な場合がある。このような場合
には、所定の範囲内のベクトルでフレーム間マッチング
が良好、つまりフレーム間相関値小さくとも、フレーム
間の動きベクトル補間値では正しい補正ができない。そ
のため、フレーム間相関での判定に加え、上記のような
場合を回避することが必要となる。

【００９６】上記のようにフレーム間相関では正しい動
きベクトル検出ができない例の場合、フィールド内補間
信号とフレーム間補間信号の差信号が多くの場合ある程
度広い面積となることが多い。これは垂直方向で見る
と、垂直低域成分が多いことに対応している。

【００９７】また、逆に通常の画像で動きベクトル処理
により効果が現れるのは、画像の輪郭に対してである。
これは垂直高域成分に対応している。このため、本実施
の形態では、上記差信号に対し、垂直ＨＰＦにより垂直
高域成分を抽出することにより、差信号がある広い面積
となるような場合の垂直低域成分に相当する成分を、差
信号フレーム間補正で誤補正となることを回避し、フィ
ールド内補間信号低減させるともに、動きベクトル処理
で有効な成分は抽出し残すことができる。

【００９８】図７（ｃ）は、図７（ａ）の垂直輪郭抽出
回路における上記入力に対する出力を示す。

【００９９】１ラインのみの信号に対してはゲインは１
／２となっているものの信号成分が抽出され、４ライン
連続の信号に対しては輪郭に相当する部分以外は信号成
分が抑圧されているのことがわかる。これは本来必要な
補間信号成分は使用し、フレーム間相関では正しい動き
ベクトル検出ができず、本来不必要な補間信号成分を抑
圧することに対応している。

【０１００】（実施の形態７）本発明の第７の実施の形
態例は、（実施の形態５）における走査線補間装置の垂
直輪郭抽出回路を図８（ａ）の構成とした走査線補間装
置である。

【０１０１】図８（ａ）は、垂直輪郭抽出回路の一例の
構成図であり、８１、８２は１ライン遅延のためのライ
ンメモリー、８３，８４，８５は乗算器、８６は加算
器、８７，８８は絶対値回路、８９は差分回路、８０は
選択回路である。ラインメモリー８１、８２、乗算器８
３，８４，８５、加算器８６で構成される部分は一般的
な３タップのＨＰＦとして機能する。

【０１０２】図８（ｂ）は図８（ａ）の垂直輪郭抽出回
路の特性例である。入力は、ベクトル補間値とフィール
ド内補間の差分であり、１ラインのみの場合と４ライン
連続の場合を例として示している。１ラインのみの信号
は本来必要な補間信号成分の場合の例として示し、４ラ
イン連続の信号は、フレーム間相関では正しい動きベク
トル検出ができず、本来不必要な補間信号成分の場合の
例として示している。

【０１０３】フレーム間相関では正しい動きベクトル検
出ができない例としては、画像が高速画像で補正ベクト
ル範囲を超える場合とか、また、フラッシュなどのよう
に現フィールドのみ特異な場合がある。このような場合
には、所定の範囲内のベクトルでフレーム間マッチング
が良好、つまりフレーム間相関値小さくとも、フレーム
間の動きベクトル補間値では正しい補正ができない。そ
のため、フレーム間相関での判定に加え、上記のような
場合を回避することが必要となる。

【０１０４】上記のようにフレーム間相関では正しい動
きベクトル検出ができない例の場合、フィールド内補間
信号とフレーム間補間信号の差信号が多くの場合ある程
度広い面積となる。これは垂直方向で見ると、垂直低域
成分が多いことに対応している。逆に通常の画像で動き
ベクトル処理により効果が現れるのは、画像の輪郭に対
してである。これは垂直高域成分に対応している。この
ため、本実施の形態では、上記差信号に対し、垂直ＨＰ
Ｆにより垂直高域成分を抽出することにより、差信号が
ある広い面積となるような場合の垂直低域成分に相当す
る成分を、差信号フレーム間補正で誤補正となることを
回避し、フィールド内補間信号低減させるともに、動き
ベクトル処理で有効な成分は抽出し残すような動作を行
っている。

【０１０５】さらに、入力をラインメモリ８１で１ライ
ン遅延された信号であるラインメモリ８１の出力の絶対
値と、前記ＨＰＦ出力つまり加算器８６の出力の絶対値
とを差分回路により比較し、前記差分回路の出力により
入力信号と前記ＨＰＦ出力の選択出力する選択回路を使
用するにより、本来必要な補間信号成分は使用し、本来
不必要な補間信号成分を抑圧する精度の向上を図ってい
る。

【０１０６】図８（ｃ）は、図８（ａ）の垂直輪郭抽出
回路における上記入力に対する出力を示す。

【０１０７】１ラインのみの信号に対してはゲインは１
／２となっているものの信号成分のみが抽出され、４ラ
イン連続の信号に対しては輪郭に相当する部分以外は信
号成分が抑圧されていることがわかる。これは本来必要
な補間信号成分は使用し、フレーム間相関では正しい動
きベクトル検出ができず、本来不必要な補間信号成分を
抑圧することに対応している。第６の実施の形態におけ
る図７（ｃ）の出力特性と比較すると、本来不必要な補
間信号成分がより抑圧されている様子がわかる。

【０１０８】（実施の形態８）本発明の第８の実施の形
態は、（実施の形態５）における走査線補間装置の垂直
輪郭抽出回路を図９（ａ）の構成とした走査線補間装置
である。

【０１０９】図９（ａ）は、垂直輪郭抽出回路の一例の
構成図であり、８１、８２は１ライン遅延のためのライ
ンメモリー、９３は中間値回路、９６は加算器である。

【０１１０】図９（ｂ）、図９（ｃ）は図９（ａ）の垂
直輪郭抽出回路の特性例である。

【０１１１】図９（ｂ）は入力信号を示す。入力は、ベ
クトル補間値とフィールド内補間の差分であり、１ライ
ンのみの場合と４ライン連続の場合を例として示してい
る。１ラインのみの信号は本来必要な補間信号成分の場
合の例として示し、４ライン連続の信号は、フレーム間
相関では正しい動きベクトル検出ができず、本来不必要
な補間信号成分の場合の例として示している。

【０１１２】フレーム間相関では正しい動きベクトル検
出ができない例としては、画像が高速画像で補正ベクト
ル範囲を超える場合とか、また、フラッシュなどのよう
に現フィールドのみ特異な場合がある。このような場合
には、所定の範囲内のベクトルでフレーム間マッチング
が良好、つまりフレーム間相関値小さくとも、フレーム
間の動きベクトル補間値では正しい補正ができない。そ
のため、フレーム間相関での判定に加え、上記のような
場合を回避することが必要となる。

【０１１３】上記のようにフレーム間相関では正しい動
きベクトル検出ができない例の場合、フィールド内補間
信号とフレーム間補間信号の差信号が多くの場合ある程
度広い面積となる。これは垂直方向で見ると、垂直低域
成分が多いことに対応している。逆に通常の画像で動き
ベクトル処理により効果が現れるのは、画像の輪郭に対
してである。これは垂直高域成分に対応している。この
ため、本実施の形態例では、上記差信号に対し、ライン
メモリ９１，９２により、入力に対して１ラインおよび
２ライン遅延された信号を取り出し、中間値回路によ
り、差信号がある広い面積となるような場合、その成分
を除去する。これにより、フレーム間補正で誤補正とな
ることを回避し、フィールド内補間信号低減させるとも
に、動きベクトル処理で有効な成分は抽出し残すような
動作を行っている。

【０１１４】中間値回路を使用するにより、本来必要な
補間信号成分は使用し、本来不必要な補間信号成分を抑
圧する特性の向上を図っている。

【０１１５】図９（ｃ）は、図９（ａ）の垂直輪郭抽出
回路における上記入力に対する出力を示す。１ラインの
みの信号に対しては信号成分のみが抽出され、４ライン
連続の信号に対しては信号成分が抑圧されていることが
わかる。これは本来必要な補間信号成分は使用し、フレ
ーム間相関では正しい動きベクトル検出ができず、本来
不必要な補間信号成分を抑圧することに対応している。
第６の実施の形態における図７（ｃ）の出力特性と比較
すると、本来不必要な補間信号成分がさらに抑圧されて
いる様子がわかる。

【０１１６】

【発明の効果】以上のように、第１〜第５の発明の走査
線補間装置によれば、周期的な画像などの例において、
正しくないベクトルにおいてもフレーム間マッチングが
良好となる。このような場合フレーム間相関値が小さい
ベクトルが複数存在するが、その場合においても正しく
ないベクトルを選択し、誤った補正が行われることが回
避される。これにより画質劣化の少ない走査線補間装置
を実現できる。

【０１１７】以上のように、第６の発明の走査線補間装
置によれば、動きベクトルの選択および補間は、現フィ
ールドの前後のフィールドのフレーム間相関（フレーム
間マッチング）の連続的な情報に基いて行われているた
め、動きベクトル補間とフィールド内補間かの混合が連
続的となり、なめらかな補正が行われる。また、フレー
ム間相関の度合いを使用して、連続的な変化に対応した
上で、フレーム間相関の度合いと動きベクトルの選択の
妥当さと概ね一致するような関数を使用することによ
り、動きベクトル補間値を適応する度合いが適切とな
り、質劣化の少ない走査線補間装置を実現できる。

【０１１８】以上のように、第７の発明の走査線補間装
置によれば、上記混合回路の構成により、フレーム間相
関の度合いを使用して、連続的な変化に対応する際、図
５に示すような可変クリップ回路を使用した場合、制御
をクリップレベルで行うため、制御入力が低くい場合は
当然、乗算器の入力つまり動きベクトルでの補間値とフ
ィールド内補間値の差分の大きさに関わらず、小さなレ
ベルを出力し、適切なレベルで動きベクトルでの補間情
報を使用することになり、画質劣化の少ない走査線補間
装置を実現できる。

【０１１９】以上のように、第８〜第１１の発明の走査
線補間装置によれば、高速で動く画像で補正可能なベク
トル範囲を超える画像、またフラッシュなどにより現フ
ィールドのみ特異な画像などの例において、正しくない
ベクトルにおいてもフレーム間マッチングが良好とな
る。この例のようにフレーム間マッチングが良好、つま
りフレーム間相関値が小さくともフレーム間補正では正
しい補正ができない場合においても、誤補正の少ない補
間信号を得ることができる。これにより画質劣化の少な
い走査線補間装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における走査線補間装置の構
成図

【図２】同走査線補間装置における動きベクトル信頼性
判定回路の構成図

【図３】同走査線補間装置における動きベクトル信頼性
判定回路の構成図

【図４】同走査線補間装置における動きベクトル信頼性
判定回路の構成図

【図５】同走査線補間装置における混合回路の構成図

【図６】本発明の一実施例における走査線補間装置の構
成図

【図７】同走査線補間装置における垂直輪郭抽出回路の
構成図

【図８】同走査線補間装置における垂直輪郭抽出回路の
構成図

【図９】同走査線補間装置における垂直輪郭抽出回路の
構成図

【図１０】従来の走査線補間装置の構成図

【図１１】従来の走査線補間装置における混合回路の構
成図

【符号の説明】

１１，１２，６１，６２，１０１，１０２フィールド
メモリ１３，６３，１０３フィールド内補間回路１４，６４，１０４動きベクトル検出回路１５，６５，１０５ベクトル補間値算出回路１６，６６，１０６混合回路１７，６７，１０７ノンインターレース信号出力回路１８，６８ベクトル相関値算出回路１９，６９動きベクトル信頼性判定回路２１，３１相関レベル検出回路２２，３２最大値回路、２３，３３最小値回路、２４，３４差分回路、２５，３５差分レベル検出回路３６最小値検出回路４１関数回路５１，６０１，８９，９４，１１１差分回路５２可変クリップ回路５３，６０３，７６，８６，１１３加算器６０２垂直輪郭抽出回路回路７１，７２，８１，８２，９１，９２ラインメモリー７３，７４，７５，８３，８４，８５，１１２乗算器８０選択回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のフィールド及び第２のフィールド
の画像信号において、所定の範囲内のベクトル毎に、対
応した画素を含む画素ブロックにおける相関値を算出す
るベクトル相関値算出回路と、前記ベクトル相関値算出
回路より算出された相関値より動きベクトルを検出する
動きベクトル検出回路と、現フィールドの画像信号を用
い補間信号を生成するフィールド内補間回路と、前記動
きベクトル検出により検出された動きベクトルに対応
し、前記第１のフィールドまたは前記第２のフィールド
の画素より補間信号を生成するベクトル補間値算出回路
と、前記フィールド内補間回路より得られたフィールド
内補間信号と前記ベクトル補間値算出回路より得られた
ベクトル補間信号を混合する混合回路と、現フィールド
の画像信号、及び信号前記混合回路より出力された走査
線補間補間信号から、ノンインターレース走査された画
像信号を出力するノンインターレース信号出力回路とか
らなる走査線補間装置であり、所定の範囲内のベクトル
毎に、ベクトルに対応した第１のフィールド及び第２の
フィールドの画素を用い、補間値を算出するベクトル補
間値算出回路と、前記ベクトル相関値算出回路および前
記ベクトル補間値算出回路より算出された所定のベクト
ルに対応した相関値および補間値より、動きベクトルの
信頼性を判定する信頼性判定信号を算出する動きベクト
ル信頼性判定回路を備え、前記動きベクトル信頼性判定
回路より算出された信頼性判定信号に従い、前記混合回
路における混合度合いを制御することを特徴とする走査
線補間装置。
【請求項２】ベクトル相関値算出回路は、現フィール
ドの１フィールド前の第１のフィールド及び１フィール
ド後の第２のフィールドの画像信号において、所定の範
囲内のベクトル毎に、さらに画素ブロック内の各画素毎
に差分値を算出し、ベクトル相関値として差分値の絶対
値和もしくは前記差分値の二乗和を算出する回路である
ことを特徴とする請求項１記載の走査線補間装置。
【請求項３】動きベクトル検出回路は、前記ベクトル
相関値算出回路より算出されたベクトル相関値が最小に
なる動きベクトルを検出する回路であることを特徴とす
る請求項１記載の走査線補間装置。
【請求項４】動きベクトル信頼性判定回路は、前記相
関値算出回路より算出された、所定のベクトルに対応し
た相関値が一定値以下であることを検出する相関レベル
検出回路と、前記相関レベル検出回路の出力に基づき、
相関値が一定値以下であるベクトルにおいて前記補間値
の最大値および最小値を求める最大値回路および最小値
回路と、前記最大値および最小値の差が一定値以下であ
ることを検出する差分レベル検出回路からなることを特
徴とする請求項１記載の走査線補間装置。
【請求項５】動きベクトル信頼性判定回路は、前記相
関値算出回路より算出された所定のベクトルに対応した
相関値の中で最小相関値を算出する最小相関値検出回路
と、前記所定のベクトルに対応した相関値と前記最小相
関値との差が一定値以下であるベクトルにおいて前記補
間値の最大値および最小値求める最大値回路および最小
値回路と、前記最大値および最小値の差が一定値以下で
あることを検出する差分レベル検出回路からなることを
特徴とする請求項１記載の走査線補間装置。
【請求項６】動きベクトル信頼性判定回路は、前記相
関値算出回路より算出された所定のベクトルに対応した
相関値の最小値を入力とし、信頼性判定値を出力する関
数回路を有することを特徴とする請求項１記載の走査線
補間装置。
【請求項７】混合回路は、前記ベクトル補間信号と前
記フィールド内補間信号との差分を算出する差分回路
と、前記差分回路出力を前記動きベクトル信頼性判定回
路より算出された信頼性判定信号に従い制御する可変ク
リップ回路と、前記フィールド内補間信号と前記可変ク
リップ回路出力とを加算する加算器からなることを特徴
とする請求項１記載の走査線補間装置。
【請求項８】第１のフィールド及び第２のフィールド
の画像信号において、所定の範囲内のベクトル毎に、対
応した画素を含む画素ブロックにおける相関値を算出す
るベクトル相関値算出回路と、前記ベクトル相関値算出
回路より算出された相関値より動きベクトルを検出する
動きベクトル検出回路と、現フィールドの画像信号を用
い補間信号を生成するフィールド内補間回路と、前記動
きベクトル検出により検出された動きベクトルに対応し
た前記第１のフィールドまたは前記第２のフィールドの
画素より補間信号を生成するベクトル補間値算出回路
と、前記ベクトル補間値算出回路より得られたベクトル
補間値を演算処理する演算回路と、前記フィールド内補
間回路より得られたフィールド内補間信号と前記演算回
路より得られた新ベクトル補間信号を混合する混合回路
とからなり、前記混合回路より出力された走査線補間信
号、及び現フィールドの画像信号から、ノンインターレ
ース走査された画像信号を出力するノンインターレース
信号出力回路とからなる走査線補間装置であり、前記演
算回路は、前記ベクトル補間信号の前記フィールド内補
間信号との差分を算出する差分回路と、前記差分回路出
力に対し垂直方向の輪郭抽出処理を行う垂直輪郭抽出回
路と、前記フィールド内補間信号と前記垂直輪郭抽出回
路出力とを加算する加算器とからなることを特徴とする
走査線補間装置。
【請求項９】垂直輪郭抽出回路は、入力信号の垂直方
向のＨＰＦであることを特徴とする請求項８記載の走査
線補間装置。
【請求項１０】垂直輪郭抽出回路は、入力信号に垂直
方向のＨＰＦと、入力信号の絶対値と前記ＨＰＦ出力の
絶対値を比較する差分回路と、前記差分回路の出力によ
り入力信号と前記ＨＰＦ出力の選択出力する選択回路か
らなることを特徴とする請求項８記載の走査線補間装
置。
【請求項１１】垂直輪郭抽出回路は、現ラインと垂直
方向の上下のラインの中間値とる中間値回路と、現ライ
ンと前記中間値回路出力の差分を算出する差分回路から
なることを特徴とする請求項８記載の走査線補間装置。