JP2004266395A - 順次走査変換装置及び順次走査変換方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】映像の動きが連続するフィールド間で等速でない場合においても誤りのない補間を行なえるようにする。
【解決手段】２つのフィールド遅延回路１２，１３の接続点から補間フィールド信号を得、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３により補間フィールド信号とその１フィールド前後の信号とから、それぞれフィールド間動きベクトルを検出して、補間信号生成用の候補ベクトル群を抽出する。さらに第３の動きベクトル検出回路２４によって補間フィールドの前後のフィールド信号からフレーム間動きベクトルを検出して、補間信号生成用の候補ベクトル群を抽出する。フィールド間の候補ベクトルと、フレーム間の候補ベクトルで一致するものがあるか判定回路２５で判定して、一致するベクトルがある場合一致ベクトルに基づき補間信号を生成し、一致しない場合にはフィールド間の候補ベクトルから選択されたベクトルで補間信号を生成する。
【選択図】 図２
【解決手段】２つのフィールド遅延回路１２，１３の接続点から補間フィールド信号を得、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３により補間フィールド信号とその１フィールド前後の信号とから、それぞれフィールド間動きベクトルを検出して、補間信号生成用の候補ベクトル群を抽出する。さらに第３の動きベクトル検出回路２４によって補間フィールドの前後のフィールド信号からフレーム間動きベクトルを検出して、補間信号生成用の候補ベクトル群を抽出する。フィールド間の候補ベクトルと、フレーム間の候補ベクトルで一致するものがあるか判定回路２５で判定して、一致するベクトルがある場合一致ベクトルに基づき補間信号を生成し、一致しない場合にはフィールド間の候補ベクトルから選択されたベクトルで補間信号を生成する。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば２：１のインターレース方式の映像信号を順次走査方式の映像信号に変換するための順次走査変換装置及び順次走査変換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターレース方式の映像信号を順次走査方式の映像信号に変換する場合、動画部分での画質劣化を防ぐために、映像信号の動きベクトルを検出してそれに基づき、補間信号を生成するという技術が広く実施されており、例えば特許文献１あるいは特許文献２に示されている。
【０００３】
すなわち、特許文献１に示された技術は、映像信号の現在のフィールドに対して前のフレーム間と後ろのフレーム間でそれぞれ動きベクトルを検出し、前フィールド及び後フィールドの映像信号を、それぞれ検出したベクトルの１／２だけ移動させる。そして、移動させた映像信号を現フィールドの映像と相関を取ることで、前フレーム間の動きベクトルと後ろフレーム間の動きベクトルのうち、どちらの動きベクトルが有効かを判定し、有効なベクトルに基づいて移動した映像信号を補間信号として利用するにようにしたものである。
【０００４】
また特許文献２には、インターレース映像信号から、ブロックマッチング法によって映像の動きベクトルを検出する際に、フレーム間差分とフィールド間差分の両者からマッチング誤差の評価関数を合成し、最小の評価関数を与える動きをそのブロックの動きベクトルとして検出するようにした技術が示されている。
【０００５】
特許文献１に示された技術では、動きベクトルを前フレームと後フレームで検出しているため、連続するフィールド間すなわち、フレーム間で映像の動きが等速度でない場合、移動回路で移動する映像を本来の位置とは異なった位置に移動してしまうという問題がある。
【０００６】
また特許文献２に示された技術では、フィールド間の動きベクトル検出結果と、フレーム間の動きベクトル検出結果を比較して最も小さい値が得られる動きベクトル検出結果を選択するようにしている。この結果、補間のミスを減少させることができるが、フレーム間の動きベクトルに基づき補間信号を生成する場合があり、その際に映像の動きが等速でないと同様に補間ミスが発生する。
【０００７】
特許文献１，２における問題点をさらに詳細に説明する。従来、例えば特殊効果で、スロー・モーション映像を発生させる場合、映像信号を例えばフィールド単位で所定期間づつ連続して出力するように構成する場合がある。また、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）の映画素材では２４フレーム／秒の映画の映像をテレビジョン標準方式の６０フィールド／秒の映像に変換する際に、いわゆる２−３プルダウンと呼ばれる手法が用いられることがある。図１２は２−３プルダウン手法によって６０フィールド／秒の映像信号に変換する過程を説明する図である。
【０００８】
すなわち、図１２（ａ）は２４フレーム／秒の映画のフレーム映像であり、Ａ〜Ｄとして示されている。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の映像を６０フィールド／秒に変換したものであり、映画のフレーム映像Ａから２つのフィールドａ，ａ’（ダッシュを付したフィールドは偶数フィールド、以下同じ）を生成し、次いでフレーム映像Ｂから３つのフィールドｂ，ｂ’，ｂを生成し、フレーム映像Ｃから２つのフィールドｃ’，ｃを生成し、フレーム映像Ｄから３つのフィールドｄ’，ｄ，ｄ’を生成している。
【０００９】
図１２（ｂ）に示すフィールドの内、ａとａ’は、同じフレーム映像Ａから生成されたものであり、２つの映像間には動きはない。同様にｂ，ｂ’間、ｃ，ｃ’間及びｄ，ｄ’間にはそれぞれ動きがない。このように、２−３プルダウンで変換された映像は、フィールド間で動きのない映像が周期的に発生することになる。しかしながら、ａとｂ間では、フレーム映像Ａとフレーム映像Ｂ間で動きがあれば、当然動きがある。
【００１０】
図１２（ｂ）に示す連続した２つのフィールドａ’，ｂにおいて、フレーム間で検出した動きベクトルとフィールド間で検出した動きベクトルでは、その向きが異なることになる。
その状況を図１３に模式的に示す。図１３では、横軸に時間をとり、縦軸に画面水平（ｘ）方向の動きを示す。フィールドａとフィールドａ’は同じフレームＡから生成され、フィールドｂはフレームＢから生成される。フィールドａからフィールドｂでは四角で示した物体の動きベクトルはＶＡで示されるが、フィールドａ’からフィールドｂでは動きベクトルはＶＢで示される。したがって、フィールドａ’に走査線を補間する場合、フィールドａとフィールドｂとの間で検出した動きベクトルＶＡ、すなわちフレーム間の動きベクトルにしたがって補間すると図１３の白抜き四角で示す位置に補間されてしまうことになる。
【００１１】
このように、物体の動きが等速でない場合、フレーム間で検出した動きベクトルで補間すると補間位置を誤ることになる。
上記特許文献１では、もっぱらフレーム間で検出した動きベクトルに基づいて補間信号を生成するために、誤った補間信号を生成してしまうという問題を有している。
また、特許文献２では、図１４に示すように、補間画素を発生する補間フィールドｎに対して、補間フィールドｎと前フィールド（ｎ−１）の間と、補間フィールドｎと前々フィールド（ｎ−２）との間でそれぞれ動きベクトルを検出する。垂直方向のベクトル成分が偶数ライン／フィールドの動きの場合には、前フィールドでは走査線内挿によって三角で示す位置に相当する走査線を発生する。補間画素はフィールドｎのＷである。
フレーム間の動きベクトル検出では、Ｖｙ＝２ライン／フィールドに対応するフレーム間差分（ｅ−ｖ），（ｆ−ｗ）の差分がゼロであるので、ベクトルとしてＶｙ＝２ライン／フィールドが選択される。一方、Ｖｙ＝０ライン／フィールドに相当するフレーム間差分（ｃ−ｖ），（ｄ−ｗ）は大きな値を持つ。
【００１２】
フィールド間の動きベクトル検出では、Ｖｙ＝２ライン／フィールドに対応するフィールド間差分は（Ｑ−ｖ）と（Ｒ−ｗ）であり、Ｖｙ＝０ライン／フィールドに対応するフィールド間差分は（Ｐ−ｖ）と（Ｑ−ｗ）である。Ｖｙ＝２ライン／フィールドに対応するフィールド間差分（Ｒ−ｗ）は、Ｖｙ＝０のフレーム間差分（ｄ−ｗ）に等しく、Ｖｙ＝２ライン／フィールドに対応するフィールド間差分（Ｑ−ｖ）は、Ｖｙ＝０のフィールド間差分（Ｑ−ｗ）と略等しい値であるが、Ｖｙ＝０に対応するフレーム間差分（ｃ−ｖ）は大きな値を持つので、フィールド間差分とフレーム間差分の加算値で選択すれば、Ｖｙ＝２が選択されることになる。
【００１３】
したがって、補間画素Ｗには、フィールドｎ−１の画素ｑが補間されることになり、本来黒点であるべきところに白点が補間されてしまうので画質が大きく劣化する。
以上のように、従来の順次走査変換装置においては、フレーム間の動きベクトルに基づいて補間信号を生成し、あるいはフィールド間の動きベクトルを用いる場合でも、フレーム間動きベクトルに基づいて補間信号を生成することがあるため、映像の動きがフイールド間で異なって等速度でない場合には、補間位置を誤り画質の劣化を招くことがある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平４−３３４１８６号公報（第３頁〜第４頁［００１４］〜［００２６］、図１）
【特許文献２】
特開平８−２５１５４７号公報（第３頁〜第５頁［００１５］〜［００４１］、図１，１，３）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の順次走査変換装置においては、動きが等速でない場合に、補間誤差が発生して画像が劣化するという問題を有していた。
本発明は、以上の点に対処してなされたものであり、フィールド間及びフレーム間の動き検出結果から動きが等速度であるか否かを判別して、補間用の信号を生成するように構成したことにより、適切な補間信号を生成することを可能とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の順次走査変換装置は、入力端に供給されるインターレース方式の映像信号のフィールド間の動きベクトルを検出して補間信号生成のための第１の候補ベクトル群を得ると共に、前記映像信号のフレーム間の動きベクトルを検出して補間信号生成のための第２の候補ベクトル群を得る動きベクトル検出手段と、前記動きベクトル検出手段で検出された動きベクトルに基づいて前記映像信号がその連続するフィールドで動きが等速であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって連続するフィールドの映像信号の動きが等速であると判定された際に前記第１の候補ベクトル群または第２の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成し、等速でないと判定された際に前記１の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、フィールド間の動きが等速である否かを検出して、等速でない場合に、フィールド間で検出した動きベクトルに基づいて補間信号を生成するので補間位置を誤ることはない。
本発明の順次走査変換装置は、入力端に供給されるインターレース方式の映像信号を１フィールド及び２フィールド遅延させる遅延手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第１の候補ベクトル群を得る第１の動きベクトル検出手段と、前記遅延手段による２フィールド遅延信号と１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第２の候補ベクトル群を得る第２の動きベクトル検出手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による２フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第３の候補ベクトル群を得る第３の動きベクトル検出手段と、前記第１の候補ベクトル群及び前記第２の候補ベクトル群の中に前記第３の候補ベクトル群と一致するベクトルが存在するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果、一致するベクトルが存在したらそのベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しなかったら前記第１の候補ベクトル群のベクトルまたは第２の候補ベクトル群のベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、フィールド間の動きベクトルとフレーム間の動きベクトルとに一致するベクトルが存在するか否か判定して、一致する場合にその一致ベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致しない場合にはフィールド間の動きベクトルに基づいて補間信号を生成するので補間位置を誤ることはない。
【００１９】
本発明の順次走査変換装置は、入力端に供給されるインターレース方式の映像信号を１フィールド及び２フィールド遅延させる遅延手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第１の候補ベクトル群を得るかもしくは前記遅延手段による２フィールド遅延信号と１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第２の候補ベクトル群を得る第１の動きベクトル検出手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による２フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第３の候補ベクトル群を得る第２の動きベクトル検出手段と、前記第１の候補ベクトル群もしくは前記第２の候補ベクトル群の中に前記第３の候補ベクトル群と一致するベクトルが存在するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果、一致するベクトルが存在したらそのベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しなかったら前記第１の動きベクトル検出手段から得られる候補ベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、を具備したことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、フィールド間の動きベクトルとフレーム間の動きベクトルとに一致するベクトルが存在するか否か判定して、一致する場合にその一致ベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致しない場合にはフィールド間の動きベクトルに基づいて補間信号を生成するので補間位置を誤ることはない。また、フィールド間の動きベクトル検出手段を１個設ければよいので回路構成が簡単になる。
【００２１】
本発明の順次走査変換装置は、入力端に供給されるインターレース方式の映像信号を１フィールド及び２フィールド遅延させる遅延手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第１の候補ベクトル群を得る第１の動きベクトル検出手段と、前記遅延手段による２フィールド遅延信号と１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第２の候補ベクトル群を得る第２の動きベクトル検出手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による２フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第３の候補ベクトル群を得る第３の動きベクトル検出手段と、前記映像信号に対して前記動きベクトル検出手段で検出された動きベクトルで動き補償を行なう動き補償手段と、前記第１の候補ベクトル群及び前記第２の候補ベクトル群の中に前記第３の候補ベクトル群と一致するベクトルが存在するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果、一致するベクトルが存在したらその一致ベクトルの内、前記動き補償手段で動き補償された映像信号のフィールド間差分またはフレーム間差分が最も小さくなるベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しなかったら前記第１の候補ベクトル群のベクトルまたは第２の候補ベクトル群のベクトルの内、前記動き補償手段で動き補償された映像信号のフィールド間差分が最も小さくなるベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、を具備したことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、候補ベクトルから動き補償したフィールド間差分またはフレーム間差分が最小となるベクトルを選択するので、補間信号を生成するのに適切なベクトルを得ることができる。
本発明の順次走査変換装置は、インターレース映像信号の補間フィールドの前後のフィールドの映像信号からフレーム間動きベクトルを求めるフレーム間動きベクトル検出手段と、前記補間フィールドと前フィールドとの間または前記補間フィールドと後フィールドとの間のいずれか一方またはその両方の動きベクトルを求めるフィールド間動きベクトル検出手段と、前記フレーム間動きベクトル検出手段で検出された動きベクトルに基づいて前記前後フィールドの映像信号の位置を移動する移動手段と、前記移動手段の出力と前記補間フィールド信号との間の差分を求めその差分から前記フレーム間動きベクトル検出手段で検出されたベクトルの信頼度を判定する信頼度判定手段と、前記信頼度判定手段の判定結果によって、フレーム間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するか、フィールド間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するか切換え制御される補間信号生成手段と、前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記インターレース映像信号に対して補間する補間手段と、を具備したことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、フレーム間動きベクトルの信頼度を判定して、判定結果に基づいて、フレーム間動きベクトルに基づいで補間信号を生成するか、フィールド間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するか切換えるので、補間信号を生成するのに適切なベクトルを選択することができる。
【００２４】
本発明の順次走査変換方法は、インターレース方式の映像信号のフィールド間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第１の候補ベクトル群を得ると共に、前記映像信号のフレーム間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第２の候補ベクトル群を得るステップと、前記検出された動きベクトルに基づいて前記映像信号がその連続するフィールドで動きが等速であるか否かを判定するステップと、前記連続するフィールドの映像信号の動きが等速であると判定された際に前記第１の候補ベクトル群または第２の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成し、等速でないと判定された際に、前記１の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成するステップと、前記生成された補間信号を前記インターレース方式の映像信号に対して補間するステップと、を具備したことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、フィールド間の動きが等速である否かを検出して、等速でない場合に、フィールド間で検出した動きベクトルに基づいて補間信号を生成するので補間位置を誤ることはない。
本発明の順次走査変換方法は、入力端に供給されるインターレース方式の映像信号のフィールド間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第１の候補ベクトル群を得るステップと、前記映像信号のフレーム間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第２の候補ベクトル群を得るステップと、前記第１及び第２の候補ベクトル群を比較して一致するベクトルが存在するか否か判定するステップと、一致するベクトルが存在する際に、その一致ベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しない場合に、前記第１の候補前ベクトルに基づいて補間信号を生成するステップと、前記生成された補間信号を前記インターレース方式の映像信号に対して補間するステップと、を具備したことを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、フィールド間の動きベクトルとフレーム間の動きベクトルとに一致するベクトルが存在するか否か判定して、一致する場合にその一致ベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致しない場合にはフィールド間の動きベクトルに基づいて補間信号を生成するので補間位置を誤ることはない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の順次走査変換装置１０の機能的回路ブロック図である。
入力端子１１には、２：１のインターレース方式の映像信号が供給される。入力端子１１は第１のフィールド遅延回路１２に接続され、さらに第１のフィールド遅延回路１２は、第２のフィールド遅延回路１３に接続されている。第１のフィールド遅延回路１２の入力端と第２のフィールド遅延回路１３の入力端及び出力端は、補間信号生成回路１４に接続されている。その結果、補間信号生成回路１４には、入力端子１１に供給されている映像信号（以下、現映像信号とも称す）と、その映像信号に対して１フィールド遅延された映像信号と、２フィールド（１フレーム）遅延された映像信号が供給される。
【００２８】
補間信号生成回路１４は、現映像信号と１フィールド遅延映像信号から、第１のフィールド間動きベクトルを検出し、１フィールド遅延映像信号と２フィールド遅延映像信号から第２のフィールド間動きベクトルを検出し、さらに現映像信号と２フィールド遅延映像信号とからフレーム間動きベクトルを検出する。そしてそれら検出した動きベクトルの中から補間信号を生成するに適正な動きベクトルを特定して抽出し、抽出した動きベクトルに基づいて補間信号が生成される。
【００２９】
第１のフィールド遅延回路１２の出力は、出力端子１５を介して第１の時間圧縮回路１６に供給され、この第１の時間圧縮回路１６で各水平走査線が１／２の時間に圧縮されて切換え回路１７に供給される。
また、補間信号生成回路１４の出力は、出力端子１８を介して第２の時間圧縮回路１９に供給され、この第２の時間圧縮回路１９で同様に各水平走査線が１／２の時間に圧縮されて切換え回路１７に供給される。
切換え回路１７は、入力端子１１に供給される映像信号の水平周期の１／２の周期で第１及び第２の時間圧縮回路１６，１９の出力を交互に選択することで、第１のフィールド遅延回路１２から出力される映像信号の水平走査線の間に、補間信号生成回路１４の出力の水平走査線が挿入されて順次走査に変換された映像信号が出力端子２０から出力される。
【００３０】
図２に補間信号生成回路１４の具体的回路ブロックを示す。図２において、点線で囲んだ部分が補間信号生成回路１４であり、点線外の回路は、図１と同じであり、同じ符号を付す。
図２において、第１のフィールド遅延回路１２の出力が補間フィールド映像信号Ｃであり、この信号に対して補間が実行される。第２のフィールド遅延回路１３の出力が補間フィールドに対して１フィールド前の前フィールド映像信号Ｆであり、入力端子１１に供給された映像信号は、補間フィールドに対して１フィールド後に存在する後フィールド映像信号Ｂである。
【００３１】
補間信号生成回路１４は、補間フィールド映像信号Ｃが供給される走査線内挿回路２１を備える。走査線内挿回路２１は、例えば、いわゆるフィールド内補間回路で構成することができる。すなわち、入力映像信号を１Ｈ（水平走査期間）遅延させ、遅延させない入力映像信号と加算し、加算出力に１／２の係数を掛けて出力したものである。したがって、走査線内挿回路２１の出力は、画面上の走査線の位置が前後のフィールドと同じ位置となる映像信号であり、補間フィールドに対しては補間走査線となるタイミングの映像信号を有する。
【００３２】
さらに補間信号生成回路１４は、後フィールド映像信号Ｂと走査線内挿回路２１の出力が供給される第１の動きベクトル検出回路２２と、走査線内挿回路２１の出力と前フィールド映像信号Ｆが供給される第２の動きベクトル検出回路２３と、後フィールド映像信号Ｂと前フィールド映像信号Ｆが供給される第３の動きベクトル検出回路２４を備える。
【００３３】
第１の動きベクトル検出回路２２は、走査線内挿回路２１から出力される映像信号の各画素と後フィールド映像信号Ｂの各画素とを例えば２走査線単位で比較して差分を求め、最も差分が小さくなる１個もしくは複数の動きベクトルを特定して、それを補間信号生成のための候補ベクトル群として出力する。第２の動きベクトル検出回路２３は、走査線内挿回路２１の出力と前フィールド映像信号Ｆとの差分を同様に求め、最も差分が小さくなる１個もしくは複数の動きベクトルを特定して、それを補間信号生成のための候補ベクトル群として出力する。さらに第３の動きベクトル検出回路２４は、補間フィールドを中心にその前後のフィールドを構成する前フィールド映像信号Ｆと後フィールド映像信号Ｂとの差分を同様に求め、最も差分が小さくなる１個もしくは複数の動きベクトルを特定して、補間信号生成のための候補ベクトル群として出力する。
【００３４】
すなわち、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３はそれぞれ連続するフィールド間の動きベクトルから候補ベクトル群を特定して出力し、第３の動きベクトル検出回路２４は、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３で動きベクトルが検出される連続するフィールドで構成されるフレーム間の動きベクトルから候補ベクトル群を特定して出力する。
【００３５】
第１〜３の動きベクトル検出回路２２，２３，２４から出力される候補ベクトル群は、判定回路２５に供給され、この判定回路２５で第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトル群と、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトル群とを比較して一致する動きベクトルが存在するか否か判定し、判定結果を出力する。
【００３６】
判定回路２５の判定結果は、切換え回路２６に供給され、切換え回路２６は、判定回路２５の判定結果に基づいて、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４から供給される候補ベクトルを選択して移動回路２７に供給する。移動回路２７は、切換え回路２６から供給される候補ベクトルによって、前フィールド映像信号Ｆの位置を移動して補間信号として出力１８から出力する。
【００３７】
切換え回路２６は、判定回路２５の制御の下、判定回路２５で一致する候補ベクトルが存在することが判定されたら、その一致した候補ベクトルを移動回路２７に供給し、一致する候補ベクトルが存在しない場合には、第２の動きベクトル検出回路２３から供給される候補ベクトル群のベクトルを移動回路２７に供給するように動作する。
【００３８】
図２に示す補間信号生成回路１４の動作を図３及び図４を参照してさらに詳細に説明する。
図３において、横方向に時間軸ｔが設定され、縦軸は画面垂直方向の距離ｙを示す。すなわち、図３では、前フィールドと補間フィールドと後フィールドの各映像信号をそれぞれ一部抽出して模式的に示すもので、横方向はフィールド間隔、縦方向は各水平走査線をそれを代表する画素として示している。また、補間フィールドは、補間フィールド映像信号Ｃに対して走査線内挿回路２１の出力が加わった状態で示されている。
【００３９】
図３は、前フィールドとして水平走査線ａ〜ｇが示され、それら水平走査線のうちｅとｆの画素が黒丸で示され、他は白丸で示されている。また、補間フィールドでは、三角で示す走査線のＭ，Ｎ，Ｐ〜Ｔが走査線内挿回路２１で内挿された走査線の画素を示し、走査線ｍ，ｎ，ｐ〜ｓが補間フィールド映像信号Ｃそのものである。なお、内挿された走査線のうち、斜線が付された三角で示す走査線の画素ｐ，ｒは、白丸と黒丸の走査線から生成された画素であり、灰色の概念を有する。
【００４０】
仮に、サーチのブロックサイズを２走査線とし、補間画素をＰとＱとして、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４におけるベクトル群を特定する処理の状況を説明する。
第１の動きベクトル検出回路２２では、画素ＰとＱを後フィールドの各走査線（画素）ｔ〜ｚと比較し、差分が最も小さくなるベクトルを特定する。ベクトルはその垂直方向成分をＶｙで表し、単位は（フレーム内走査線数／フィールド）である。すなわち、図３の例では、Ｖｙ＝０に相当する（Ｐ−ｖ）、（Ｑ−ｗ）とＶｙ＝２に相当する（Ｐ−ｕ）、（Ｑ−ｖ）が最もフィールド間差分が小さくなり、Ｖｙ＝０とＶｙ＝２を候補ベクトル群として出力する。
【００４１】
第２の動きベクトル検出回路２３では、同様に画素ＰとＱを前フィールドの各走査線（画素）ａ〜ｇと比較し、差分が最も小さくなるベクトルを特定する。すなわち、Ｖｙ＝２に相当する（ｄ−Ｐ）、（ｅ−Ｑ）とＶｙ＝４に相当する（ｅ−Ｐ），（ｆ−Ｑ）が最もフィールド間差分が小さくなり、Ｖｙ＝２とＶｙ＝４を候補ベクトル群として出力する。
【００４２】
さらに第３の動きベクトル検出回路２４では、補間フィールドの補間画素Ｐ，Ｑを中心にして、前後のフィールドを対称にサーチしてベクトルを検出する。すなわち、画素Ｐ，Ｑを中心にして対称となる前後フィールドの走査線（画素）（ｃ−ｖ）（ｄ−ｗ）（ｂ−ｗ）（ｃ−ｘ）（ｄ−ｕ）（ｅ−ｖ）…を比較して最も差分の小さくなるベクトルを特定する。図３の例では、Ｖｙ＝２に相当する（ｄ−ｕ）と（ｅ−ｖ）が最も差分が小さくなり、Ｖｙ＝２を候補ベクトルとして出力する。
【００４３】
判定回路２５では、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４からの候補ベクトル群を比較し、一致するベクトルが存在するか否かの判定を行なう。図３の場合では、Ｖｙ＝２が一致するベクトルであり、判定回路２５は、それを選択するように切換え回路２６を制御する。切換え回路２６からはベクトルＶｙ＝２が導出されて、移動回路２７に供給される。
【００４４】
移動回路２７では、前フィールド映像信号の対応する画素に対してＶｙ＝２に示すベクトル量の移動処理を実行して補間信号を生成する。図３の例では、画素Ｐに画素ｄが補間され、画素Ｑとして画素ｅが補間されることになる。すなわち、画素Ｑは黒で補間されるため画質の劣化は発生しない。また、画素Ｐは白で補間されるが白の画素ｎと黒の画素ｐの間であるため、画質を劣化させるものではない。
【００４５】
ここで、各動きベクトル検出回路で、Ｖｙ＝２という同じ動きベクトルが候補ベクトルとして検出されたということは、前フィールド映像信号Ｆ対補間フィールド映像信号Ｃ及び補間フィールド映像信号Ｃ対後フィールド映像信号Ｂの動きがそれぞれ等しく、いわゆる等速であることを示している。
【００４６】
次に図４に示す例に基づいて補間信号生成過程を説明する。この場合も、補間画素を走査線内挿回路２１の出力の画素Ｐ，Ｑとし、サーチを２走査線ブロックで行なうものとする。
図４に示す例では、前フィールド映像信号Ｆと後フィールド映像信号Ｂは図３に示すものと同じであるが、補間フィールドＣの映像信号が異なっており、走査線ｎ，ｐに黒丸が存在し、補間画素Ｐは黒であり、補間画素Ｑは灰色である。すなわち、前フィールド対補間フィールド間の映像信号の動きと、補間フィールド対後フィールド間の映像信号の動きが異なり、等速ではない状態にあることを示している。
【００４７】
補間フィールドと後フィールド間では、Ｖｙ＝０に対応する（Ｐ−ｖ），（Ｑ−ｗ）とＶｙ＝−２に相当する（Ｐ−ｗ），（Ｑ−ｘ）が最もフィールド間差分が小さくなり、第１の動きベクトル検出回路２２は、Ｖｙ＝０とＶｙ＝−２を候補ベクトルとして出力する。
【００４８】
前フィールドと補間フィールド間では、Ｖｙ＝４に相当する（ｅ−Ｐ），（ｆ−Ｑ）とＶｙ＝６に相当する（ｆ−Ｐ），（ｇ−Ｑ）が最もフィールド間差分が小さくなり、第２の動きベクトル検出回路２３は、Ｖｙ＝４とＶｙ＝６を候補ベクトルとして出力する。
【００４９】
さらに、前フィールドと後フィールド間では、Ｖｙ＝２に相当する（ｄ−ｕ），（ｅ−ｖ）が最もフレーム間差分が小さくなり、第３の動きベクトル検出回路２４は、Ｖｙ＝２を候補ベクトルとして出力する。
判定回路２５は、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルＶｙ＝２と同じベクトルが、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３から出力されていないので、第２の動きベクトル検出回路２３から出力されたベクトルＶｙ＝４、Ｖｙ＝６のうちいずれかのベクトルを選択するように切換え回路２６を制御し、ベクトルＶｙ＝４あるいはＶｙ＝６が移動回路２７に導出される。ベクトルＶｙ＝４，Ｖｙ＝６のうちいずれを選択するかは、他の画素との関連に基づいて行なわれる。
【００５０】
移動回路２７は、切換え回路２６から供給されるベクトルに基づいて、前フィールド映像信号Ｆの位置を変えて補間信号を生成する。Ｖｙ＝４の場合には、画素Ｐに前フィールドの画素ｅが補間され、画素Ｑに画素ｆが補間される。また、Ｖｙ＝６の場合には、画素Ｐに前フィールドの画素ｆが補間され、画素Ｑに画素ｇが補間される。画素Ｐに関しては、いずれも黒が補間されるため、画質が劣化することはない。また、画素Ｑに関しては、画素ｆ（黒）か画素ｇ（白）が補間されるが、画素ｐ（黒）と画素ｑ（白）の間であり、どちらが補間されても著しく画質を劣化させるものではない。
【００５１】
図５に本発明の補間信号生成回路１４の他の実施の形態を示す。図５において、図２と同一ブロックに同一符号を付して詳細な説明は省略する。図５の補間信号生成回路１４では、後フィールド映像信号Ｂの画素を移動させる移動回路５１と、移動回路２７の出力か移動回路５１の出力かを選択して出力端子１８に出力する切換え回路５２を備え、さらにその回路の追加に合せて図２の判定回路２５に対して機能を追加した判定回路５３と、図２の切換え回路２６に対して機能を追加した切換え回路５４を設けた点が、図２の回路と異なる。
【００５２】
判定回路５４は、第３の動きベクトル検出回路２４で検出された候補ベクトルと、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３で検出された候補ベクトルを比較し、一致するベクトルが存在する場合には、図２の実施の形態同様に、そのベクトルに基づいて、前フィールド映像信号Ｆの画素を移動させて補間信号を生成し、それが出力端子１８から出力されるように切換え回路５２を制御する。あるいは、一致するベクトルに基づいて、移動回路５１で後フィールド映像信号Ｂの画素を移動させて補間信号を生成し、それが出力端子１８から出力されるように切換え回路５２を制御する。
【００５３】
図６に判定回路５３の具体的回路構成を示す。すなわち、判定回路５３は、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４の候補ベクトルが供給される一致判定回路６１と、同じく各動きベクトル検出回路２２，２３，２４の候補ベクトルが供給される動きベクトル絶対値検出回路６２と、一致判定回路６１と動きベクトル絶対値検出回路６２の出力を受ける論理回路６３とで構成される。
【００５４】
一致判定回路６１は、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３から供給される候補ベクトル群と第３の動きベクトル検出回路２４から供給される候補ベクトル群とを比較して、一致するベクトルが存在するか否かを判定する。
また、動きベクトル絶対値検出回路６２は、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４から供給される各候補ベクトルの絶対値を求めると共に、求めた絶対値から、補間すべき画素位置と候補ベクトルによって移動される画素位置との間の空間距離を測定して出力する。論理回路６３は、一致判定回路６１の判定結果と動きベクトル絶対値検出回路６２の検出結果を論理演算し、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４から出力される候補ベクトルの中から一つのベクトルが選択されるように切換え回路５２，５４を制御する信号を出力する。
【００５５】
第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルとの間に一致するベクトルが存在する場合、判定回路５３は、移動回路２７で、一致するベクトルに基づいて映像信号の画素位置が移動された前フィールドの映像信号を補間信号として出力端子１８から出力するように、切換え回路５２，５４を制御する。
【００５６】
また、判定回路５３は、その際、一致するベクトルが複数存在する場合には、動きベクトル絶対値検出回路６２によって測定された絶対値の最も小さいベクトル、すなわち測定された補間画素位置から最も空間距離が短い補間信号を生成するベクトルが選択されるように切換え回路５２，５４を制御する信号を出力する。
【００５７】
すなわち、第１の動きベクトル検出回路２２で検出された動きベクトルの絶対値が最も小さい場合には、そのベクトルが移動回路５１に供給されてそれに基づき、後フィールド映像信号Ｂの位置が移動された信号が補間信号として出力されるように切換え回路５２が切換えられる。
【００５８】
また、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルとの間に一致するベクトルが存在しない場合、判定回路５３は、第１及び第２の動き検出回路２２，２３から供給される複数の動きベクトルの中で、動きベクトル絶対値検出回路６２によって絶対値が最も小さいベクトル、すなわち測定された補間画素位置から最も空間距離が短い補間信号を生成するベクトルが選択されるように切換え回路５２，５４を制御する信号を出力する。
【００５９】
図４の例で説明すると、第１の動きベクトル検出回路２２からは、候補ベクトルとしてＶｙ＝０とＶｙ＝−２が出力され、第２の動きベクトル検出回路２３からは、候補ベクトルとしてＶｙ＝４とＶｙ＝６が出力されるため、判定回路５３は、候補ベクトルＶｙ＝０が供給される移動回路５１の出力を選択するように切換え回路５２を制御する。その結果、Ｖｙ＝０に基づいて画素が移動された後フィールド映像信号が補間信号として出力端子１８から出力される。
【００６０】
すなわち、図５に示す実施の形態では、空間的に近い方のフィールドの映像を位置移動して補間信号を生成するように動作するものである。
図７は、本発明に係る補間信号生成回路１４のさらに他の実施の形態を示すものである。図７においては、図２に示す第１の動きベクトル検出回路２２を削除し、それに合せた判定回路７１と切換え回路７２を備えている。
判定回路７１は、第２の動きベクトル検出回路２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルの比較を行い、一致するものがあれば、そのベクトルを選択するように切換え回路７２を制御する。また、一致するベクトルが存在しない場合には、第２の動きベクトル検出回路２３で検出された候補ベクトルを選択するように切換え回路７２を制御する。
【００６１】
図４の例で説明すると、第２の動きベクトル検出回路２３から出力される候補ベクトルはＶｙ＝４，６であり、第３の動きベクトル検出回路２４から出力される候補ベクトルは、Ｖｙ＝２であるので、Ｖｙ＝４とＶｙ＝６のいずれかが、移動回路２７に供給されて前フィールド映像信号Ｆの画素が移動されたものが補間信号として出力される。
【００６２】
なお、図７の実施の形態では、図２における第１の動きベクトル検出回路２２を削除したが、代わりに第２の動きベクトル検出回路２３を削除するようにしてもよい。その場合、移動回路は、後フィールド映像信号の画素を移動するように構成され、各動きベクトル検出回路２２，２４からの候補ベクトルに一致が見られない場合には、第１の動きベクトル検出回路２２からの候補ベクトルが移動回路に供給されるように動作する。図４の例では、第１の動きベクトル検出回路２２から出力されるＶｙ＝０，−２によって後フィールド映像信号の画素が移動されて補間信号として出力される。
【００６３】
図８は本発明の補間信号生成回路１４のさらに他の実施の形態を示すものであり、図５に示す実施の形態に対して、移動回路２７，５１の各出力と、走査線内挿回路２１の出力とから、候補ベクトルの中で、移動回路２７，５１によって動き補償された映像信号のフレーム間差分もしくはフィールド間差分が最も小さくなるベクトルを選択するための動き補償差分検出回路８１と最小値検出回路８２を備える。
【００６４】
さらに最小値検出回路８２の検出結果に基づいて移動回路２７の出力を選択するかあるいは移動回路５１の出力を選択するか切換える切換え回路８３を備えると共に、図５の判定回路５３に対して、動き補償差分検出回路８１を制御する機能が追加された判定回路８４を備えた点が異なる。
【００６５】
判定回路８４は、図５で説明した動作と同様に、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルとを比較し、一致するベクトルが存在するか否かを判定して、その結果に基づいて切換え回路５４と、動き補償差分検出回路８１を制御する。
【００６６】
移動回路２７は、切換え回路５４で選択されたベクトルに基づいて前フィールド映像信号Ｆの画素を移動させて出力する。すなわち、前フィールド信号に対して動き補償処理を行って出力する。同様に、移動回路５１は、切換え回路５４で選択されたベクトルに基づいて後フィールド映像信号Ｂの画素を移動させて出力する。すなわち、後フィールド信号に対して動き補償処理を行って出力する。
【００６７】
動き補償差分検出回路８１は、移動回路２７の出力と、移動回路５１の出力と、走査線内挿回路２１の出力が供給されると共に判定回路８４からの制御信号によって、走査線内挿回路２１の出力と移動回路２７の出力間または走査線内挿回路２１の出力と移動回路５１の出力間の差分である動き補償フィールド間差分を検出し、それをブロック単位で累積して出力するか、あるいは移動回路２７の出力と移動回路５１の出力間の差分である動き補償フレーム間差分を検出し、それをブロック単位で累積して出力する。
【００６８】
最小値検出回路８２は、移動回路２７，５１の各出力の内、ブロック単位で累積した差分信号が最小となる信号を選択して出力端子１８から出力するように切換え回路８３を制御する。
第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルとが一致する場合、判定回路８４は、そのベクトルが移動回路２７，５１に供給されるように切換え回路５４を切換える。また、動き補償差分検出回路８１が、動き補償フレーム間差分を検出し、それをブロック単位で累積するように制御する。複数の一致ベクトルが存在することが判定された場合、各ベクトルについて同様に動き補償フレーム間差分を検出し、ブロック単位で累積して、結果を最小検出回路８２に出力する。
【００６９】
最小回路検出回路８２は、ブロック単位で累積した累積した差分信号が最小となる信号を出力するように切換え回路８３を制御する。
また、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルとが一致しない場合、判定回路８４は、第１の動きベクトル検出回路２２からの候補ベクトルが移動回路５１に、また第２の動きベクトル検出回路２３からの候補ベクトルが移動回路２７にそれぞれ供給されるように切換えると共に、動き補償差分検出回路８１をフィールド間差分を検出するように制御する。それによって、動き補償差分検出回路８１は、走査線内挿回路２１の出力と、移動回路２７あるいは移動回路５１の出力間の差分を検出し、それをブロック単位で累積して出力する。
【００７０】
最小値検出回路８２は、移動回路２７及び移動回路５１の出力の内、ブロック単位で累積した差分信号が最小となる方の出力を選択するように切換え回路８３を制御する。
図９は補間信号生成回路１４のさらに他の実施の形態を示すものであり、各フィールド映像信号の画素を候補ベクトルに基づいて移動した映像信号から候補ベクトルの信頼度を判定する機能を備えたものである。
図９において、図５に示す実施の形態の回路ブロックと同一回路ブロックに同一符号を付して詳細な説明は省略する。図９の実施の形態では、移動回路９１，９２，９３が設けられている。移動回路９１は、後フィールド映像信号Ｂの画素を第３の動きベクトル検出回路２４からのフレーム間の候補ベクトルの１／２だけ移動する。移動回路９２は、前フィールド映像信号Ｆの画素を第３の動きベクトル検出回路２４からのフレーム間の候補ベクトルの１／２だけ移動する。また移動回路９３は、前フィールド映像信号Ｆの画素を第２の動きベクトル検出回路２３からの候補ベクトルにしたがって移動する。
【００７１】
移動回路９１，９２の出力は、合成回路９４に供給されて合成される。合成回路９４は、画素が移動された前フィールド映像信号と後フィールド映像信号を合成して信頼度判定回路９５に供給する。
信頼度判定回路９５には、合成回路９４の出力と共に、走査線内挿回路２１の出力が供給され、走査線内挿回路２１の出力である補間画素の上下走査線に位置する画素と、候補ベクトルに基づいて位置移動した前後フィールドの映像信号との相関判定を行なう。相関判定は、上下走査線の画素の平均値と、位置移動した補間画素との差分値の絶対値を所定値（ｒｅｆ）と比較して、絶対値が所定値を超える場合は、信頼度が低いと判定し、所定値以下の場合は信頼度が高いと判定する。
【００７２】
信頼度判定回路９５で信頼度が高いと判定した場合には、切換え回路９６に対して、合成回路９４の出力を選択して補間信号として出力端子１８から出力するように制御する。また、信頼度が低いと判定した場合には、移動回路９３の出力が選択されて補間信号として出力されるように制御する。
【００７３】
図９の回路ブロックの動作を図４の例を参照して説明する。第３の動きベクトル検出回路２４では、補間すべき画素Ｐに対して、Ｖｙ＝２に相当する画素（ｄ−ｕ）の差分が最も小さくなるので、合成回路９４は、前フィールドの画素ｄと後フィールドの画素ｙを合成して信頼度判定回路９５に出力する。信頼度判定回路９５は、補間すべき画素Ｐの上下の走査線の画素ｎ，ｐの平均値（ｎ＋ｐ）／２と画素ｄとの差分の絶対値｜（ｎ＋ｐ）／２−ｄ｜を所定値（ｒｅｆ）と比較する。｜（ｎ＋ｐ）／２−ｄ｜の値は大きいので、この場合信頼度なしと判定する。
【００７４】
したがって、信頼度判定回路９５は、第２の動きベクトル検出回路２３で検出された候補ベクトルである、Ｖｙ＝４あるいはＶｙ＝６によって前フィールドの映像信号が移動された移動回路９３の出力を選択して出力端子１８に導出するように切換え回路９６を制御する。
【００７５】
すなわち、補間されるべき画素Ｐに対してＶｙ＝４の場合には、画素ｅが補完され、Ｖｙ＝６の場合には、画素ｆが補間されるがいずれの場合にも黒が補間されることになり、画質が劣化することはない。
なお、図９に示す補間信号生成回路１４において、移動回路９１と合成回路９４は、必ずしも設ける必要はない。それらを省略する場合、移動回路９２の出力を信頼度判定回路９５と切換え回路９６に供給する。信頼度判定回路９５は、走査線内挿回路２１の出力である補間フィールド信号と、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルによって移動回路９２で位置移動された前フィールド信号Ｆとを前述と同様に比較して信頼度を判定する。
【００７６】
図１０に本発明の補間信号生成回路１４のさらに他の実施の形態を示す。図１０の実施の形態では、信頼度判定回路１０１が、移動回路９１と移動回路９２の出力を比較して信頼性の判定を行う他は、図９の実施の形態と同じ回路ブロックで構成されるものであり、図９のブロックと同じブロックに同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７７】
図１０の実施の形態では、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルによって、移動回路９２で移動された前フィールド映像信号Ｆと、移動回路９１で移動された後フィールド映像信号Ｂとを、信頼度判定回路１０１で比較する。比較の結果、差分信号が所定値（ｒｅｆ）より小さい場合は、第３の動きベクトル検出回路２４で検出した動きベクトルの信頼度は高いと判定し、切換え回路９６を合成回路９４の出力を選択して出力するように切換える。また、差分信号が所定値より大きい場合は、第３の動きベクトル検出回路２４で検出した動きベクトルの信頼度は低いと判定し、切換え回路９６を移動回路９３からの信号を選択して出力するように切換える。
【００７８】
図１１は、本発明の順次走査変換装置の動作を説明するためのフローチャートである。
図１１において、ステップ１１ａで開始され、ステップ１１ｂで映像信号を１フィールド遅延させて補間フィールド信号を得る。次いで、ステップ１１ｃによって補間フィールド信号をさらに１フィールド遅延させて前フィールド信号を得る。
次に、ステップ１１ｄで補間フィールド信号と前フィールド信号、または補間フィールド信号とそれに続く後フィールド信号間からフィールド間動きベクトルを検出し、次いで、ステップ１１ｅで検出した動きベクトルから補間信号生成用の候補ベクトルを抽出する。
【００７９】
同様にステップ１１ｆで補間フィールドの前後のフィールド信号からフレーム間動きベクトルを検出し、ステップ１１ｇで抽出した動きベクトルから補間信号生成用の候補ベクトルを抽出する。
次に、ステップ１１ｈで、ステップ１１ｅとステップ１１Ｇで抽出した両候補ベクトルを比較し、ステップ１１ｉで一致するベクトルがあるか否か判定する。ステップ１１ｉで、一致するベクトルが存在することが判定されたら、ステップ１１ｊで一致するベクトルに基づいて補間信号を生成し、ステップ１１Ｋで生成された補間信号を映像信号に補間し、ステップ１１Ｌで修了となる。
【００８０】
ステップ１１Ｉで一致するベクトルが存在しないと判定されたら、ステップ１１Ｍでフィールド間動きベクトル候補のいずれかを選択して補間信号を生成し、ステップ１１Ｎで生成された補間信号を映像信号に補間し、ステップ１１Ｌで修了となる。
【００８１】
なお、以上説明した実施の形態では、判定回路２５，５３によって候補ベクトル群を比較して一致するベクトルの存在を判定する旨説明したが、その判定においては、必ずしも全く同一であるか否かによって判定結果を得る必要はなく、例えば、フレーム間動きベクトル候補の垂直方向のベクトル値をＦｒとしたとき、フィールド間動きベクトル候補の垂直方向のベクトル値Ｆｉが（Ｆｒ−１≦Ｆｉ≦Ｆｒ＋１（ライン／フィールド））の関係にある場合に、フレーム間動きベクトルとフィールド間動きベクトルが一致するものであると判定するようにしてもよいものである。
【００８２】
以上のように本発明によれば、フィールド間動きベクトル検出回路から検出された補間信号を生成するための候補ベクトル群と、フレーム間動きベクトル検出回路から検出された補間信号を生成するための候補ベクトル群との間で一致するベクトルの有無を判定して、一致ベクトルがある場合にはそのベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルがない場合にはフィールド間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するように構成したので、連続するフィールド間で映像の動きが等速でない場合においても、誤った補間が行なわれることはない。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の順次走査変換装置は、フィールド間動きベクトル検出回路から検出された、補間信号を生成するための候補ベクトル群と、フレーム間動きベクトル検出回路から検出された補間信号を生成するための候補ベクトル群との間で一致するベクトルがあるか否か判定して、一致ベクトルがある場合にはそのベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルがない場合にはフィールド間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するように構成したので、連続するフィールド間で映像の動きが等速でない場合においても、誤った補間が行なわれることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る順次走査変換装置の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示す装置の要部の一実施の形態を示す回路ブロック図。
【図３】本発明に係る順次走査変換装置の動作を説明するための図。
【図４】本発明に係る順次走査変換装置の動作を説明するための図。
【図５】図１に示す装置の要部の他の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図６】図５に示す回路ブロック図の要部の具体的回路ブロック図。
【図７】図１に示す装置の要部のさらに他の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図８】図１に示す装置の要部のさらに他の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図９】図１に示す装置の要部のさらに他の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図１０】図１に示す装置の要部のさらに他の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図１１】図１に示す装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図１２】一般的なテレシネ装置の動作を説明するための特性図。
【図１３】従来の順次走査変換装置の動作を説明するための図。
【図１４】従来の順次走査変換装置の動作を説明するための図。
【符号の説明】
１０…順次走査変換装置
１１…入力端子
１２，１３…フィールド遅延回路
１４…補間信号生成回路
１５…補間フィールド信号出力端子
１６，１９…時間圧縮回路
１７…切換え回路
１８…補間信号出力端子
２０…出力端子
２１…走査線内挿回路
２２…第１の動きベクトル検出回路
２３…第２の動きベクトル検出回路
２４…第３の動きベクトル検出回路
２５…判定回路
２６…切換え回路
２７，５１…移動回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば２：１のインターレース方式の映像信号を順次走査方式の映像信号に変換するための順次走査変換装置及び順次走査変換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターレース方式の映像信号を順次走査方式の映像信号に変換する場合、動画部分での画質劣化を防ぐために、映像信号の動きベクトルを検出してそれに基づき、補間信号を生成するという技術が広く実施されており、例えば特許文献１あるいは特許文献２に示されている。
【０００３】
すなわち、特許文献１に示された技術は、映像信号の現在のフィールドに対して前のフレーム間と後ろのフレーム間でそれぞれ動きベクトルを検出し、前フィールド及び後フィールドの映像信号を、それぞれ検出したベクトルの１／２だけ移動させる。そして、移動させた映像信号を現フィールドの映像と相関を取ることで、前フレーム間の動きベクトルと後ろフレーム間の動きベクトルのうち、どちらの動きベクトルが有効かを判定し、有効なベクトルに基づいて移動した映像信号を補間信号として利用するにようにしたものである。
【０００４】
また特許文献２には、インターレース映像信号から、ブロックマッチング法によって映像の動きベクトルを検出する際に、フレーム間差分とフィールド間差分の両者からマッチング誤差の評価関数を合成し、最小の評価関数を与える動きをそのブロックの動きベクトルとして検出するようにした技術が示されている。
【０００５】
特許文献１に示された技術では、動きベクトルを前フレームと後フレームで検出しているため、連続するフィールド間すなわち、フレーム間で映像の動きが等速度でない場合、移動回路で移動する映像を本来の位置とは異なった位置に移動してしまうという問題がある。
【０００６】
また特許文献２に示された技術では、フィールド間の動きベクトル検出結果と、フレーム間の動きベクトル検出結果を比較して最も小さい値が得られる動きベクトル検出結果を選択するようにしている。この結果、補間のミスを減少させることができるが、フレーム間の動きベクトルに基づき補間信号を生成する場合があり、その際に映像の動きが等速でないと同様に補間ミスが発生する。
【０００７】
特許文献１，２における問題点をさらに詳細に説明する。従来、例えば特殊効果で、スロー・モーション映像を発生させる場合、映像信号を例えばフィールド単位で所定期間づつ連続して出力するように構成する場合がある。また、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）の映画素材では２４フレーム／秒の映画の映像をテレビジョン標準方式の６０フィールド／秒の映像に変換する際に、いわゆる２−３プルダウンと呼ばれる手法が用いられることがある。図１２は２−３プルダウン手法によって６０フィールド／秒の映像信号に変換する過程を説明する図である。
【０００８】
すなわち、図１２（ａ）は２４フレーム／秒の映画のフレーム映像であり、Ａ〜Ｄとして示されている。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の映像を６０フィールド／秒に変換したものであり、映画のフレーム映像Ａから２つのフィールドａ，ａ’（ダッシュを付したフィールドは偶数フィールド、以下同じ）を生成し、次いでフレーム映像Ｂから３つのフィールドｂ，ｂ’，ｂを生成し、フレーム映像Ｃから２つのフィールドｃ’，ｃを生成し、フレーム映像Ｄから３つのフィールドｄ’，ｄ，ｄ’を生成している。
【０００９】
図１２（ｂ）に示すフィールドの内、ａとａ’は、同じフレーム映像Ａから生成されたものであり、２つの映像間には動きはない。同様にｂ，ｂ’間、ｃ，ｃ’間及びｄ，ｄ’間にはそれぞれ動きがない。このように、２−３プルダウンで変換された映像は、フィールド間で動きのない映像が周期的に発生することになる。しかしながら、ａとｂ間では、フレーム映像Ａとフレーム映像Ｂ間で動きがあれば、当然動きがある。
【００１０】
図１２（ｂ）に示す連続した２つのフィールドａ’，ｂにおいて、フレーム間で検出した動きベクトルとフィールド間で検出した動きベクトルでは、その向きが異なることになる。
その状況を図１３に模式的に示す。図１３では、横軸に時間をとり、縦軸に画面水平（ｘ）方向の動きを示す。フィールドａとフィールドａ’は同じフレームＡから生成され、フィールドｂはフレームＢから生成される。フィールドａからフィールドｂでは四角で示した物体の動きベクトルはＶＡで示されるが、フィールドａ’からフィールドｂでは動きベクトルはＶＢで示される。したがって、フィールドａ’に走査線を補間する場合、フィールドａとフィールドｂとの間で検出した動きベクトルＶＡ、すなわちフレーム間の動きベクトルにしたがって補間すると図１３の白抜き四角で示す位置に補間されてしまうことになる。
【００１１】
このように、物体の動きが等速でない場合、フレーム間で検出した動きベクトルで補間すると補間位置を誤ることになる。
上記特許文献１では、もっぱらフレーム間で検出した動きベクトルに基づいて補間信号を生成するために、誤った補間信号を生成してしまうという問題を有している。
また、特許文献２では、図１４に示すように、補間画素を発生する補間フィールドｎに対して、補間フィールドｎと前フィールド（ｎ−１）の間と、補間フィールドｎと前々フィールド（ｎ−２）との間でそれぞれ動きベクトルを検出する。垂直方向のベクトル成分が偶数ライン／フィールドの動きの場合には、前フィールドでは走査線内挿によって三角で示す位置に相当する走査線を発生する。補間画素はフィールドｎのＷである。
フレーム間の動きベクトル検出では、Ｖｙ＝２ライン／フィールドに対応するフレーム間差分（ｅ−ｖ），（ｆ−ｗ）の差分がゼロであるので、ベクトルとしてＶｙ＝２ライン／フィールドが選択される。一方、Ｖｙ＝０ライン／フィールドに相当するフレーム間差分（ｃ−ｖ），（ｄ−ｗ）は大きな値を持つ。
【００１２】
フィールド間の動きベクトル検出では、Ｖｙ＝２ライン／フィールドに対応するフィールド間差分は（Ｑ−ｖ）と（Ｒ−ｗ）であり、Ｖｙ＝０ライン／フィールドに対応するフィールド間差分は（Ｐ−ｖ）と（Ｑ−ｗ）である。Ｖｙ＝２ライン／フィールドに対応するフィールド間差分（Ｒ−ｗ）は、Ｖｙ＝０のフレーム間差分（ｄ−ｗ）に等しく、Ｖｙ＝２ライン／フィールドに対応するフィールド間差分（Ｑ−ｖ）は、Ｖｙ＝０のフィールド間差分（Ｑ−ｗ）と略等しい値であるが、Ｖｙ＝０に対応するフレーム間差分（ｃ−ｖ）は大きな値を持つので、フィールド間差分とフレーム間差分の加算値で選択すれば、Ｖｙ＝２が選択されることになる。
【００１３】
したがって、補間画素Ｗには、フィールドｎ−１の画素ｑが補間されることになり、本来黒点であるべきところに白点が補間されてしまうので画質が大きく劣化する。
以上のように、従来の順次走査変換装置においては、フレーム間の動きベクトルに基づいて補間信号を生成し、あるいはフィールド間の動きベクトルを用いる場合でも、フレーム間動きベクトルに基づいて補間信号を生成することがあるため、映像の動きがフイールド間で異なって等速度でない場合には、補間位置を誤り画質の劣化を招くことがある。
【００１４】
【特許文献１】
特開平４−３３４１８６号公報（第３頁〜第４頁［００１４］〜［００２６］、図１）
【特許文献２】
特開平８−２５１５４７号公報（第３頁〜第５頁［００１５］〜［００４１］、図１，１，３）
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の順次走査変換装置においては、動きが等速でない場合に、補間誤差が発生して画像が劣化するという問題を有していた。
本発明は、以上の点に対処してなされたものであり、フィールド間及びフレーム間の動き検出結果から動きが等速度であるか否かを判別して、補間用の信号を生成するように構成したことにより、適切な補間信号を生成することを可能とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の順次走査変換装置は、入力端に供給されるインターレース方式の映像信号のフィールド間の動きベクトルを検出して補間信号生成のための第１の候補ベクトル群を得ると共に、前記映像信号のフレーム間の動きベクトルを検出して補間信号生成のための第２の候補ベクトル群を得る動きベクトル検出手段と、前記動きベクトル検出手段で検出された動きベクトルに基づいて前記映像信号がその連続するフィールドで動きが等速であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段によって連続するフィールドの映像信号の動きが等速であると判定された際に前記第１の候補ベクトル群または第２の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成し、等速でないと判定された際に前記１の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、フィールド間の動きが等速である否かを検出して、等速でない場合に、フィールド間で検出した動きベクトルに基づいて補間信号を生成するので補間位置を誤ることはない。
本発明の順次走査変換装置は、入力端に供給されるインターレース方式の映像信号を１フィールド及び２フィールド遅延させる遅延手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第１の候補ベクトル群を得る第１の動きベクトル検出手段と、前記遅延手段による２フィールド遅延信号と１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第２の候補ベクトル群を得る第２の動きベクトル検出手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による２フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第３の候補ベクトル群を得る第３の動きベクトル検出手段と、前記第１の候補ベクトル群及び前記第２の候補ベクトル群の中に前記第３の候補ベクトル群と一致するベクトルが存在するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果、一致するベクトルが存在したらそのベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しなかったら前記第１の候補ベクトル群のベクトルまたは第２の候補ベクトル群のベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、フィールド間の動きベクトルとフレーム間の動きベクトルとに一致するベクトルが存在するか否か判定して、一致する場合にその一致ベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致しない場合にはフィールド間の動きベクトルに基づいて補間信号を生成するので補間位置を誤ることはない。
【００１９】
本発明の順次走査変換装置は、入力端に供給されるインターレース方式の映像信号を１フィールド及び２フィールド遅延させる遅延手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第１の候補ベクトル群を得るかもしくは前記遅延手段による２フィールド遅延信号と１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第２の候補ベクトル群を得る第１の動きベクトル検出手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による２フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第３の候補ベクトル群を得る第２の動きベクトル検出手段と、前記第１の候補ベクトル群もしくは前記第２の候補ベクトル群の中に前記第３の候補ベクトル群と一致するベクトルが存在するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果、一致するベクトルが存在したらそのベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しなかったら前記第１の動きベクトル検出手段から得られる候補ベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、を具備したことを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、フィールド間の動きベクトルとフレーム間の動きベクトルとに一致するベクトルが存在するか否か判定して、一致する場合にその一致ベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致しない場合にはフィールド間の動きベクトルに基づいて補間信号を生成するので補間位置を誤ることはない。また、フィールド間の動きベクトル検出手段を１個設ければよいので回路構成が簡単になる。
【００２１】
本発明の順次走査変換装置は、入力端に供給されるインターレース方式の映像信号を１フィールド及び２フィールド遅延させる遅延手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第１の候補ベクトル群を得る第１の動きベクトル検出手段と、前記遅延手段による２フィールド遅延信号と１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第２の候補ベクトル群を得る第２の動きベクトル検出手段と、前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による２フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第３の候補ベクトル群を得る第３の動きベクトル検出手段と、前記映像信号に対して前記動きベクトル検出手段で検出された動きベクトルで動き補償を行なう動き補償手段と、前記第１の候補ベクトル群及び前記第２の候補ベクトル群の中に前記第３の候補ベクトル群と一致するベクトルが存在するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定の結果、一致するベクトルが存在したらその一致ベクトルの内、前記動き補償手段で動き補償された映像信号のフィールド間差分またはフレーム間差分が最も小さくなるベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しなかったら前記第１の候補ベクトル群のベクトルまたは第２の候補ベクトル群のベクトルの内、前記動き補償手段で動き補償された映像信号のフィールド間差分が最も小さくなるベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、を具備したことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、候補ベクトルから動き補償したフィールド間差分またはフレーム間差分が最小となるベクトルを選択するので、補間信号を生成するのに適切なベクトルを得ることができる。
本発明の順次走査変換装置は、インターレース映像信号の補間フィールドの前後のフィールドの映像信号からフレーム間動きベクトルを求めるフレーム間動きベクトル検出手段と、前記補間フィールドと前フィールドとの間または前記補間フィールドと後フィールドとの間のいずれか一方またはその両方の動きベクトルを求めるフィールド間動きベクトル検出手段と、前記フレーム間動きベクトル検出手段で検出された動きベクトルに基づいて前記前後フィールドの映像信号の位置を移動する移動手段と、前記移動手段の出力と前記補間フィールド信号との間の差分を求めその差分から前記フレーム間動きベクトル検出手段で検出されたベクトルの信頼度を判定する信頼度判定手段と、前記信頼度判定手段の判定結果によって、フレーム間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するか、フィールド間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するか切換え制御される補間信号生成手段と、前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記インターレース映像信号に対して補間する補間手段と、を具備したことを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、フレーム間動きベクトルの信頼度を判定して、判定結果に基づいて、フレーム間動きベクトルに基づいで補間信号を生成するか、フィールド間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するか切換えるので、補間信号を生成するのに適切なベクトルを選択することができる。
【００２４】
本発明の順次走査変換方法は、インターレース方式の映像信号のフィールド間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第１の候補ベクトル群を得ると共に、前記映像信号のフレーム間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第２の候補ベクトル群を得るステップと、前記検出された動きベクトルに基づいて前記映像信号がその連続するフィールドで動きが等速であるか否かを判定するステップと、前記連続するフィールドの映像信号の動きが等速であると判定された際に前記第１の候補ベクトル群または第２の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成し、等速でないと判定された際に、前記１の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成するステップと、前記生成された補間信号を前記インターレース方式の映像信号に対して補間するステップと、を具備したことを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、フィールド間の動きが等速である否かを検出して、等速でない場合に、フィールド間で検出した動きベクトルに基づいて補間信号を生成するので補間位置を誤ることはない。
本発明の順次走査変換方法は、入力端に供給されるインターレース方式の映像信号のフィールド間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第１の候補ベクトル群を得るステップと、前記映像信号のフレーム間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第２の候補ベクトル群を得るステップと、前記第１及び第２の候補ベクトル群を比較して一致するベクトルが存在するか否か判定するステップと、一致するベクトルが存在する際に、その一致ベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しない場合に、前記第１の候補前ベクトルに基づいて補間信号を生成するステップと、前記生成された補間信号を前記インターレース方式の映像信号に対して補間するステップと、を具備したことを特徴とする。
【００２６】
本発明によれば、フィールド間の動きベクトルとフレーム間の動きベクトルとに一致するベクトルが存在するか否か判定して、一致する場合にその一致ベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致しない場合にはフィールド間の動きベクトルに基づいて補間信号を生成するので補間位置を誤ることはない。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の順次走査変換装置１０の機能的回路ブロック図である。
入力端子１１には、２：１のインターレース方式の映像信号が供給される。入力端子１１は第１のフィールド遅延回路１２に接続され、さらに第１のフィールド遅延回路１２は、第２のフィールド遅延回路１３に接続されている。第１のフィールド遅延回路１２の入力端と第２のフィールド遅延回路１３の入力端及び出力端は、補間信号生成回路１４に接続されている。その結果、補間信号生成回路１４には、入力端子１１に供給されている映像信号（以下、現映像信号とも称す）と、その映像信号に対して１フィールド遅延された映像信号と、２フィールド（１フレーム）遅延された映像信号が供給される。
【００２８】
補間信号生成回路１４は、現映像信号と１フィールド遅延映像信号から、第１のフィールド間動きベクトルを検出し、１フィールド遅延映像信号と２フィールド遅延映像信号から第２のフィールド間動きベクトルを検出し、さらに現映像信号と２フィールド遅延映像信号とからフレーム間動きベクトルを検出する。そしてそれら検出した動きベクトルの中から補間信号を生成するに適正な動きベクトルを特定して抽出し、抽出した動きベクトルに基づいて補間信号が生成される。
【００２９】
第１のフィールド遅延回路１２の出力は、出力端子１５を介して第１の時間圧縮回路１６に供給され、この第１の時間圧縮回路１６で各水平走査線が１／２の時間に圧縮されて切換え回路１７に供給される。
また、補間信号生成回路１４の出力は、出力端子１８を介して第２の時間圧縮回路１９に供給され、この第２の時間圧縮回路１９で同様に各水平走査線が１／２の時間に圧縮されて切換え回路１７に供給される。
切換え回路１７は、入力端子１１に供給される映像信号の水平周期の１／２の周期で第１及び第２の時間圧縮回路１６，１９の出力を交互に選択することで、第１のフィールド遅延回路１２から出力される映像信号の水平走査線の間に、補間信号生成回路１４の出力の水平走査線が挿入されて順次走査に変換された映像信号が出力端子２０から出力される。
【００３０】
図２に補間信号生成回路１４の具体的回路ブロックを示す。図２において、点線で囲んだ部分が補間信号生成回路１４であり、点線外の回路は、図１と同じであり、同じ符号を付す。
図２において、第１のフィールド遅延回路１２の出力が補間フィールド映像信号Ｃであり、この信号に対して補間が実行される。第２のフィールド遅延回路１３の出力が補間フィールドに対して１フィールド前の前フィールド映像信号Ｆであり、入力端子１１に供給された映像信号は、補間フィールドに対して１フィールド後に存在する後フィールド映像信号Ｂである。
【００３１】
補間信号生成回路１４は、補間フィールド映像信号Ｃが供給される走査線内挿回路２１を備える。走査線内挿回路２１は、例えば、いわゆるフィールド内補間回路で構成することができる。すなわち、入力映像信号を１Ｈ（水平走査期間）遅延させ、遅延させない入力映像信号と加算し、加算出力に１／２の係数を掛けて出力したものである。したがって、走査線内挿回路２１の出力は、画面上の走査線の位置が前後のフィールドと同じ位置となる映像信号であり、補間フィールドに対しては補間走査線となるタイミングの映像信号を有する。
【００３２】
さらに補間信号生成回路１４は、後フィールド映像信号Ｂと走査線内挿回路２１の出力が供給される第１の動きベクトル検出回路２２と、走査線内挿回路２１の出力と前フィールド映像信号Ｆが供給される第２の動きベクトル検出回路２３と、後フィールド映像信号Ｂと前フィールド映像信号Ｆが供給される第３の動きベクトル検出回路２４を備える。
【００３３】
第１の動きベクトル検出回路２２は、走査線内挿回路２１から出力される映像信号の各画素と後フィールド映像信号Ｂの各画素とを例えば２走査線単位で比較して差分を求め、最も差分が小さくなる１個もしくは複数の動きベクトルを特定して、それを補間信号生成のための候補ベクトル群として出力する。第２の動きベクトル検出回路２３は、走査線内挿回路２１の出力と前フィールド映像信号Ｆとの差分を同様に求め、最も差分が小さくなる１個もしくは複数の動きベクトルを特定して、それを補間信号生成のための候補ベクトル群として出力する。さらに第３の動きベクトル検出回路２４は、補間フィールドを中心にその前後のフィールドを構成する前フィールド映像信号Ｆと後フィールド映像信号Ｂとの差分を同様に求め、最も差分が小さくなる１個もしくは複数の動きベクトルを特定して、補間信号生成のための候補ベクトル群として出力する。
【００３４】
すなわち、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３はそれぞれ連続するフィールド間の動きベクトルから候補ベクトル群を特定して出力し、第３の動きベクトル検出回路２４は、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３で動きベクトルが検出される連続するフィールドで構成されるフレーム間の動きベクトルから候補ベクトル群を特定して出力する。
【００３５】
第１〜３の動きベクトル検出回路２２，２３，２４から出力される候補ベクトル群は、判定回路２５に供給され、この判定回路２５で第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトル群と、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトル群とを比較して一致する動きベクトルが存在するか否か判定し、判定結果を出力する。
【００３６】
判定回路２５の判定結果は、切換え回路２６に供給され、切換え回路２６は、判定回路２５の判定結果に基づいて、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４から供給される候補ベクトルを選択して移動回路２７に供給する。移動回路２７は、切換え回路２６から供給される候補ベクトルによって、前フィールド映像信号Ｆの位置を移動して補間信号として出力１８から出力する。
【００３７】
切換え回路２６は、判定回路２５の制御の下、判定回路２５で一致する候補ベクトルが存在することが判定されたら、その一致した候補ベクトルを移動回路２７に供給し、一致する候補ベクトルが存在しない場合には、第２の動きベクトル検出回路２３から供給される候補ベクトル群のベクトルを移動回路２７に供給するように動作する。
【００３８】
図２に示す補間信号生成回路１４の動作を図３及び図４を参照してさらに詳細に説明する。
図３において、横方向に時間軸ｔが設定され、縦軸は画面垂直方向の距離ｙを示す。すなわち、図３では、前フィールドと補間フィールドと後フィールドの各映像信号をそれぞれ一部抽出して模式的に示すもので、横方向はフィールド間隔、縦方向は各水平走査線をそれを代表する画素として示している。また、補間フィールドは、補間フィールド映像信号Ｃに対して走査線内挿回路２１の出力が加わった状態で示されている。
【００３９】
図３は、前フィールドとして水平走査線ａ〜ｇが示され、それら水平走査線のうちｅとｆの画素が黒丸で示され、他は白丸で示されている。また、補間フィールドでは、三角で示す走査線のＭ，Ｎ，Ｐ〜Ｔが走査線内挿回路２１で内挿された走査線の画素を示し、走査線ｍ，ｎ，ｐ〜ｓが補間フィールド映像信号Ｃそのものである。なお、内挿された走査線のうち、斜線が付された三角で示す走査線の画素ｐ，ｒは、白丸と黒丸の走査線から生成された画素であり、灰色の概念を有する。
【００４０】
仮に、サーチのブロックサイズを２走査線とし、補間画素をＰとＱとして、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４におけるベクトル群を特定する処理の状況を説明する。
第１の動きベクトル検出回路２２では、画素ＰとＱを後フィールドの各走査線（画素）ｔ〜ｚと比較し、差分が最も小さくなるベクトルを特定する。ベクトルはその垂直方向成分をＶｙで表し、単位は（フレーム内走査線数／フィールド）である。すなわち、図３の例では、Ｖｙ＝０に相当する（Ｐ−ｖ）、（Ｑ−ｗ）とＶｙ＝２に相当する（Ｐ−ｕ）、（Ｑ−ｖ）が最もフィールド間差分が小さくなり、Ｖｙ＝０とＶｙ＝２を候補ベクトル群として出力する。
【００４１】
第２の動きベクトル検出回路２３では、同様に画素ＰとＱを前フィールドの各走査線（画素）ａ〜ｇと比較し、差分が最も小さくなるベクトルを特定する。すなわち、Ｖｙ＝２に相当する（ｄ−Ｐ）、（ｅ−Ｑ）とＶｙ＝４に相当する（ｅ−Ｐ），（ｆ−Ｑ）が最もフィールド間差分が小さくなり、Ｖｙ＝２とＶｙ＝４を候補ベクトル群として出力する。
【００４２】
さらに第３の動きベクトル検出回路２４では、補間フィールドの補間画素Ｐ，Ｑを中心にして、前後のフィールドを対称にサーチしてベクトルを検出する。すなわち、画素Ｐ，Ｑを中心にして対称となる前後フィールドの走査線（画素）（ｃ−ｖ）（ｄ−ｗ）（ｂ−ｗ）（ｃ−ｘ）（ｄ−ｕ）（ｅ−ｖ）…を比較して最も差分の小さくなるベクトルを特定する。図３の例では、Ｖｙ＝２に相当する（ｄ−ｕ）と（ｅ−ｖ）が最も差分が小さくなり、Ｖｙ＝２を候補ベクトルとして出力する。
【００４３】
判定回路２５では、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４からの候補ベクトル群を比較し、一致するベクトルが存在するか否かの判定を行なう。図３の場合では、Ｖｙ＝２が一致するベクトルであり、判定回路２５は、それを選択するように切換え回路２６を制御する。切換え回路２６からはベクトルＶｙ＝２が導出されて、移動回路２７に供給される。
【００４４】
移動回路２７では、前フィールド映像信号の対応する画素に対してＶｙ＝２に示すベクトル量の移動処理を実行して補間信号を生成する。図３の例では、画素Ｐに画素ｄが補間され、画素Ｑとして画素ｅが補間されることになる。すなわち、画素Ｑは黒で補間されるため画質の劣化は発生しない。また、画素Ｐは白で補間されるが白の画素ｎと黒の画素ｐの間であるため、画質を劣化させるものではない。
【００４５】
ここで、各動きベクトル検出回路で、Ｖｙ＝２という同じ動きベクトルが候補ベクトルとして検出されたということは、前フィールド映像信号Ｆ対補間フィールド映像信号Ｃ及び補間フィールド映像信号Ｃ対後フィールド映像信号Ｂの動きがそれぞれ等しく、いわゆる等速であることを示している。
【００４６】
次に図４に示す例に基づいて補間信号生成過程を説明する。この場合も、補間画素を走査線内挿回路２１の出力の画素Ｐ，Ｑとし、サーチを２走査線ブロックで行なうものとする。
図４に示す例では、前フィールド映像信号Ｆと後フィールド映像信号Ｂは図３に示すものと同じであるが、補間フィールドＣの映像信号が異なっており、走査線ｎ，ｐに黒丸が存在し、補間画素Ｐは黒であり、補間画素Ｑは灰色である。すなわち、前フィールド対補間フィールド間の映像信号の動きと、補間フィールド対後フィールド間の映像信号の動きが異なり、等速ではない状態にあることを示している。
【００４７】
補間フィールドと後フィールド間では、Ｖｙ＝０に対応する（Ｐ−ｖ），（Ｑ−ｗ）とＶｙ＝−２に相当する（Ｐ−ｗ），（Ｑ−ｘ）が最もフィールド間差分が小さくなり、第１の動きベクトル検出回路２２は、Ｖｙ＝０とＶｙ＝−２を候補ベクトルとして出力する。
【００４８】
前フィールドと補間フィールド間では、Ｖｙ＝４に相当する（ｅ−Ｐ），（ｆ−Ｑ）とＶｙ＝６に相当する（ｆ−Ｐ），（ｇ−Ｑ）が最もフィールド間差分が小さくなり、第２の動きベクトル検出回路２３は、Ｖｙ＝４とＶｙ＝６を候補ベクトルとして出力する。
【００４９】
さらに、前フィールドと後フィールド間では、Ｖｙ＝２に相当する（ｄ−ｕ），（ｅ−ｖ）が最もフレーム間差分が小さくなり、第３の動きベクトル検出回路２４は、Ｖｙ＝２を候補ベクトルとして出力する。
判定回路２５は、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルＶｙ＝２と同じベクトルが、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３から出力されていないので、第２の動きベクトル検出回路２３から出力されたベクトルＶｙ＝４、Ｖｙ＝６のうちいずれかのベクトルを選択するように切換え回路２６を制御し、ベクトルＶｙ＝４あるいはＶｙ＝６が移動回路２７に導出される。ベクトルＶｙ＝４，Ｖｙ＝６のうちいずれを選択するかは、他の画素との関連に基づいて行なわれる。
【００５０】
移動回路２７は、切換え回路２６から供給されるベクトルに基づいて、前フィールド映像信号Ｆの位置を変えて補間信号を生成する。Ｖｙ＝４の場合には、画素Ｐに前フィールドの画素ｅが補間され、画素Ｑに画素ｆが補間される。また、Ｖｙ＝６の場合には、画素Ｐに前フィールドの画素ｆが補間され、画素Ｑに画素ｇが補間される。画素Ｐに関しては、いずれも黒が補間されるため、画質が劣化することはない。また、画素Ｑに関しては、画素ｆ（黒）か画素ｇ（白）が補間されるが、画素ｐ（黒）と画素ｑ（白）の間であり、どちらが補間されても著しく画質を劣化させるものではない。
【００５１】
図５に本発明の補間信号生成回路１４の他の実施の形態を示す。図５において、図２と同一ブロックに同一符号を付して詳細な説明は省略する。図５の補間信号生成回路１４では、後フィールド映像信号Ｂの画素を移動させる移動回路５１と、移動回路２７の出力か移動回路５１の出力かを選択して出力端子１８に出力する切換え回路５２を備え、さらにその回路の追加に合せて図２の判定回路２５に対して機能を追加した判定回路５３と、図２の切換え回路２６に対して機能を追加した切換え回路５４を設けた点が、図２の回路と異なる。
【００５２】
判定回路５４は、第３の動きベクトル検出回路２４で検出された候補ベクトルと、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３で検出された候補ベクトルを比較し、一致するベクトルが存在する場合には、図２の実施の形態同様に、そのベクトルに基づいて、前フィールド映像信号Ｆの画素を移動させて補間信号を生成し、それが出力端子１８から出力されるように切換え回路５２を制御する。あるいは、一致するベクトルに基づいて、移動回路５１で後フィールド映像信号Ｂの画素を移動させて補間信号を生成し、それが出力端子１８から出力されるように切換え回路５２を制御する。
【００５３】
図６に判定回路５３の具体的回路構成を示す。すなわち、判定回路５３は、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４の候補ベクトルが供給される一致判定回路６１と、同じく各動きベクトル検出回路２２，２３，２４の候補ベクトルが供給される動きベクトル絶対値検出回路６２と、一致判定回路６１と動きベクトル絶対値検出回路６２の出力を受ける論理回路６３とで構成される。
【００５４】
一致判定回路６１は、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３から供給される候補ベクトル群と第３の動きベクトル検出回路２４から供給される候補ベクトル群とを比較して、一致するベクトルが存在するか否かを判定する。
また、動きベクトル絶対値検出回路６２は、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４から供給される各候補ベクトルの絶対値を求めると共に、求めた絶対値から、補間すべき画素位置と候補ベクトルによって移動される画素位置との間の空間距離を測定して出力する。論理回路６３は、一致判定回路６１の判定結果と動きベクトル絶対値検出回路６２の検出結果を論理演算し、各動きベクトル検出回路２２，２３，２４から出力される候補ベクトルの中から一つのベクトルが選択されるように切換え回路５２，５４を制御する信号を出力する。
【００５５】
第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルとの間に一致するベクトルが存在する場合、判定回路５３は、移動回路２７で、一致するベクトルに基づいて映像信号の画素位置が移動された前フィールドの映像信号を補間信号として出力端子１８から出力するように、切換え回路５２，５４を制御する。
【００５６】
また、判定回路５３は、その際、一致するベクトルが複数存在する場合には、動きベクトル絶対値検出回路６２によって測定された絶対値の最も小さいベクトル、すなわち測定された補間画素位置から最も空間距離が短い補間信号を生成するベクトルが選択されるように切換え回路５２，５４を制御する信号を出力する。
【００５７】
すなわち、第１の動きベクトル検出回路２２で検出された動きベクトルの絶対値が最も小さい場合には、そのベクトルが移動回路５１に供給されてそれに基づき、後フィールド映像信号Ｂの位置が移動された信号が補間信号として出力されるように切換え回路５２が切換えられる。
【００５８】
また、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルとの間に一致するベクトルが存在しない場合、判定回路５３は、第１及び第２の動き検出回路２２，２３から供給される複数の動きベクトルの中で、動きベクトル絶対値検出回路６２によって絶対値が最も小さいベクトル、すなわち測定された補間画素位置から最も空間距離が短い補間信号を生成するベクトルが選択されるように切換え回路５２，５４を制御する信号を出力する。
【００５９】
図４の例で説明すると、第１の動きベクトル検出回路２２からは、候補ベクトルとしてＶｙ＝０とＶｙ＝−２が出力され、第２の動きベクトル検出回路２３からは、候補ベクトルとしてＶｙ＝４とＶｙ＝６が出力されるため、判定回路５３は、候補ベクトルＶｙ＝０が供給される移動回路５１の出力を選択するように切換え回路５２を制御する。その結果、Ｖｙ＝０に基づいて画素が移動された後フィールド映像信号が補間信号として出力端子１８から出力される。
【００６０】
すなわち、図５に示す実施の形態では、空間的に近い方のフィールドの映像を位置移動して補間信号を生成するように動作するものである。
図７は、本発明に係る補間信号生成回路１４のさらに他の実施の形態を示すものである。図７においては、図２に示す第１の動きベクトル検出回路２２を削除し、それに合せた判定回路７１と切換え回路７２を備えている。
判定回路７１は、第２の動きベクトル検出回路２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルの比較を行い、一致するものがあれば、そのベクトルを選択するように切換え回路７２を制御する。また、一致するベクトルが存在しない場合には、第２の動きベクトル検出回路２３で検出された候補ベクトルを選択するように切換え回路７２を制御する。
【００６１】
図４の例で説明すると、第２の動きベクトル検出回路２３から出力される候補ベクトルはＶｙ＝４，６であり、第３の動きベクトル検出回路２４から出力される候補ベクトルは、Ｖｙ＝２であるので、Ｖｙ＝４とＶｙ＝６のいずれかが、移動回路２７に供給されて前フィールド映像信号Ｆの画素が移動されたものが補間信号として出力される。
【００６２】
なお、図７の実施の形態では、図２における第１の動きベクトル検出回路２２を削除したが、代わりに第２の動きベクトル検出回路２３を削除するようにしてもよい。その場合、移動回路は、後フィールド映像信号の画素を移動するように構成され、各動きベクトル検出回路２２，２４からの候補ベクトルに一致が見られない場合には、第１の動きベクトル検出回路２２からの候補ベクトルが移動回路に供給されるように動作する。図４の例では、第１の動きベクトル検出回路２２から出力されるＶｙ＝０，−２によって後フィールド映像信号の画素が移動されて補間信号として出力される。
【００６３】
図８は本発明の補間信号生成回路１４のさらに他の実施の形態を示すものであり、図５に示す実施の形態に対して、移動回路２７，５１の各出力と、走査線内挿回路２１の出力とから、候補ベクトルの中で、移動回路２７，５１によって動き補償された映像信号のフレーム間差分もしくはフィールド間差分が最も小さくなるベクトルを選択するための動き補償差分検出回路８１と最小値検出回路８２を備える。
【００６４】
さらに最小値検出回路８２の検出結果に基づいて移動回路２７の出力を選択するかあるいは移動回路５１の出力を選択するか切換える切換え回路８３を備えると共に、図５の判定回路５３に対して、動き補償差分検出回路８１を制御する機能が追加された判定回路８４を備えた点が異なる。
【００６５】
判定回路８４は、図５で説明した動作と同様に、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルとを比較し、一致するベクトルが存在するか否かを判定して、その結果に基づいて切換え回路５４と、動き補償差分検出回路８１を制御する。
【００６６】
移動回路２７は、切換え回路５４で選択されたベクトルに基づいて前フィールド映像信号Ｆの画素を移動させて出力する。すなわち、前フィールド信号に対して動き補償処理を行って出力する。同様に、移動回路５１は、切換え回路５４で選択されたベクトルに基づいて後フィールド映像信号Ｂの画素を移動させて出力する。すなわち、後フィールド信号に対して動き補償処理を行って出力する。
【００６７】
動き補償差分検出回路８１は、移動回路２７の出力と、移動回路５１の出力と、走査線内挿回路２１の出力が供給されると共に判定回路８４からの制御信号によって、走査線内挿回路２１の出力と移動回路２７の出力間または走査線内挿回路２１の出力と移動回路５１の出力間の差分である動き補償フィールド間差分を検出し、それをブロック単位で累積して出力するか、あるいは移動回路２７の出力と移動回路５１の出力間の差分である動き補償フレーム間差分を検出し、それをブロック単位で累積して出力する。
【００６８】
最小値検出回路８２は、移動回路２７，５１の各出力の内、ブロック単位で累積した差分信号が最小となる信号を選択して出力端子１８から出力するように切換え回路８３を制御する。
第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルとが一致する場合、判定回路８４は、そのベクトルが移動回路２７，５１に供給されるように切換え回路５４を切換える。また、動き補償差分検出回路８１が、動き補償フレーム間差分を検出し、それをブロック単位で累積するように制御する。複数の一致ベクトルが存在することが判定された場合、各ベクトルについて同様に動き補償フレーム間差分を検出し、ブロック単位で累積して、結果を最小検出回路８２に出力する。
【００６９】
最小回路検出回路８２は、ブロック単位で累積した累積した差分信号が最小となる信号を出力するように切換え回路８３を制御する。
また、第１及び第２の動きベクトル検出回路２２，２３からの候補ベクトルと、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルとが一致しない場合、判定回路８４は、第１の動きベクトル検出回路２２からの候補ベクトルが移動回路５１に、また第２の動きベクトル検出回路２３からの候補ベクトルが移動回路２７にそれぞれ供給されるように切換えると共に、動き補償差分検出回路８１をフィールド間差分を検出するように制御する。それによって、動き補償差分検出回路８１は、走査線内挿回路２１の出力と、移動回路２７あるいは移動回路５１の出力間の差分を検出し、それをブロック単位で累積して出力する。
【００７０】
最小値検出回路８２は、移動回路２７及び移動回路５１の出力の内、ブロック単位で累積した差分信号が最小となる方の出力を選択するように切換え回路８３を制御する。
図９は補間信号生成回路１４のさらに他の実施の形態を示すものであり、各フィールド映像信号の画素を候補ベクトルに基づいて移動した映像信号から候補ベクトルの信頼度を判定する機能を備えたものである。
図９において、図５に示す実施の形態の回路ブロックと同一回路ブロックに同一符号を付して詳細な説明は省略する。図９の実施の形態では、移動回路９１，９２，９３が設けられている。移動回路９１は、後フィールド映像信号Ｂの画素を第３の動きベクトル検出回路２４からのフレーム間の候補ベクトルの１／２だけ移動する。移動回路９２は、前フィールド映像信号Ｆの画素を第３の動きベクトル検出回路２４からのフレーム間の候補ベクトルの１／２だけ移動する。また移動回路９３は、前フィールド映像信号Ｆの画素を第２の動きベクトル検出回路２３からの候補ベクトルにしたがって移動する。
【００７１】
移動回路９１，９２の出力は、合成回路９４に供給されて合成される。合成回路９４は、画素が移動された前フィールド映像信号と後フィールド映像信号を合成して信頼度判定回路９５に供給する。
信頼度判定回路９５には、合成回路９４の出力と共に、走査線内挿回路２１の出力が供給され、走査線内挿回路２１の出力である補間画素の上下走査線に位置する画素と、候補ベクトルに基づいて位置移動した前後フィールドの映像信号との相関判定を行なう。相関判定は、上下走査線の画素の平均値と、位置移動した補間画素との差分値の絶対値を所定値（ｒｅｆ）と比較して、絶対値が所定値を超える場合は、信頼度が低いと判定し、所定値以下の場合は信頼度が高いと判定する。
【００７２】
信頼度判定回路９５で信頼度が高いと判定した場合には、切換え回路９６に対して、合成回路９４の出力を選択して補間信号として出力端子１８から出力するように制御する。また、信頼度が低いと判定した場合には、移動回路９３の出力が選択されて補間信号として出力されるように制御する。
【００７３】
図９の回路ブロックの動作を図４の例を参照して説明する。第３の動きベクトル検出回路２４では、補間すべき画素Ｐに対して、Ｖｙ＝２に相当する画素（ｄ−ｕ）の差分が最も小さくなるので、合成回路９４は、前フィールドの画素ｄと後フィールドの画素ｙを合成して信頼度判定回路９５に出力する。信頼度判定回路９５は、補間すべき画素Ｐの上下の走査線の画素ｎ，ｐの平均値（ｎ＋ｐ）／２と画素ｄとの差分の絶対値｜（ｎ＋ｐ）／２−ｄ｜を所定値（ｒｅｆ）と比較する。｜（ｎ＋ｐ）／２−ｄ｜の値は大きいので、この場合信頼度なしと判定する。
【００７４】
したがって、信頼度判定回路９５は、第２の動きベクトル検出回路２３で検出された候補ベクトルである、Ｖｙ＝４あるいはＶｙ＝６によって前フィールドの映像信号が移動された移動回路９３の出力を選択して出力端子１８に導出するように切換え回路９６を制御する。
【００７５】
すなわち、補間されるべき画素Ｐに対してＶｙ＝４の場合には、画素ｅが補完され、Ｖｙ＝６の場合には、画素ｆが補間されるがいずれの場合にも黒が補間されることになり、画質が劣化することはない。
なお、図９に示す補間信号生成回路１４において、移動回路９１と合成回路９４は、必ずしも設ける必要はない。それらを省略する場合、移動回路９２の出力を信頼度判定回路９５と切換え回路９６に供給する。信頼度判定回路９５は、走査線内挿回路２１の出力である補間フィールド信号と、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルによって移動回路９２で位置移動された前フィールド信号Ｆとを前述と同様に比較して信頼度を判定する。
【００７６】
図１０に本発明の補間信号生成回路１４のさらに他の実施の形態を示す。図１０の実施の形態では、信頼度判定回路１０１が、移動回路９１と移動回路９２の出力を比較して信頼性の判定を行う他は、図９の実施の形態と同じ回路ブロックで構成されるものであり、図９のブロックと同じブロックに同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００７７】
図１０の実施の形態では、第３の動きベクトル検出回路２４からの候補ベクトルによって、移動回路９２で移動された前フィールド映像信号Ｆと、移動回路９１で移動された後フィールド映像信号Ｂとを、信頼度判定回路１０１で比較する。比較の結果、差分信号が所定値（ｒｅｆ）より小さい場合は、第３の動きベクトル検出回路２４で検出した動きベクトルの信頼度は高いと判定し、切換え回路９６を合成回路９４の出力を選択して出力するように切換える。また、差分信号が所定値より大きい場合は、第３の動きベクトル検出回路２４で検出した動きベクトルの信頼度は低いと判定し、切換え回路９６を移動回路９３からの信号を選択して出力するように切換える。
【００７８】
図１１は、本発明の順次走査変換装置の動作を説明するためのフローチャートである。
図１１において、ステップ１１ａで開始され、ステップ１１ｂで映像信号を１フィールド遅延させて補間フィールド信号を得る。次いで、ステップ１１ｃによって補間フィールド信号をさらに１フィールド遅延させて前フィールド信号を得る。
次に、ステップ１１ｄで補間フィールド信号と前フィールド信号、または補間フィールド信号とそれに続く後フィールド信号間からフィールド間動きベクトルを検出し、次いで、ステップ１１ｅで検出した動きベクトルから補間信号生成用の候補ベクトルを抽出する。
【００７９】
同様にステップ１１ｆで補間フィールドの前後のフィールド信号からフレーム間動きベクトルを検出し、ステップ１１ｇで抽出した動きベクトルから補間信号生成用の候補ベクトルを抽出する。
次に、ステップ１１ｈで、ステップ１１ｅとステップ１１Ｇで抽出した両候補ベクトルを比較し、ステップ１１ｉで一致するベクトルがあるか否か判定する。ステップ１１ｉで、一致するベクトルが存在することが判定されたら、ステップ１１ｊで一致するベクトルに基づいて補間信号を生成し、ステップ１１Ｋで生成された補間信号を映像信号に補間し、ステップ１１Ｌで修了となる。
【００８０】
ステップ１１Ｉで一致するベクトルが存在しないと判定されたら、ステップ１１Ｍでフィールド間動きベクトル候補のいずれかを選択して補間信号を生成し、ステップ１１Ｎで生成された補間信号を映像信号に補間し、ステップ１１Ｌで修了となる。
【００８１】
なお、以上説明した実施の形態では、判定回路２５，５３によって候補ベクトル群を比較して一致するベクトルの存在を判定する旨説明したが、その判定においては、必ずしも全く同一であるか否かによって判定結果を得る必要はなく、例えば、フレーム間動きベクトル候補の垂直方向のベクトル値をＦｒとしたとき、フィールド間動きベクトル候補の垂直方向のベクトル値Ｆｉが（Ｆｒ−１≦Ｆｉ≦Ｆｒ＋１（ライン／フィールド））の関係にある場合に、フレーム間動きベクトルとフィールド間動きベクトルが一致するものであると判定するようにしてもよいものである。
【００８２】
以上のように本発明によれば、フィールド間動きベクトル検出回路から検出された補間信号を生成するための候補ベクトル群と、フレーム間動きベクトル検出回路から検出された補間信号を生成するための候補ベクトル群との間で一致するベクトルの有無を判定して、一致ベクトルがある場合にはそのベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルがない場合にはフィールド間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するように構成したので、連続するフィールド間で映像の動きが等速でない場合においても、誤った補間が行なわれることはない。
【００８３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の順次走査変換装置は、フィールド間動きベクトル検出回路から検出された、補間信号を生成するための候補ベクトル群と、フレーム間動きベクトル検出回路から検出された補間信号を生成するための候補ベクトル群との間で一致するベクトルがあるか否か判定して、一致ベクトルがある場合にはそのベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルがない場合にはフィールド間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するように構成したので、連続するフィールド間で映像の動きが等速でない場合においても、誤った補間が行なわれることはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る順次走査変換装置の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示す装置の要部の一実施の形態を示す回路ブロック図。
【図３】本発明に係る順次走査変換装置の動作を説明するための図。
【図４】本発明に係る順次走査変換装置の動作を説明するための図。
【図５】図１に示す装置の要部の他の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図６】図５に示す回路ブロック図の要部の具体的回路ブロック図。
【図７】図１に示す装置の要部のさらに他の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図８】図１に示す装置の要部のさらに他の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図９】図１に示す装置の要部のさらに他の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図１０】図１に示す装置の要部のさらに他の実施の形態を示す回路ブロック図。
【図１１】図１に示す装置の動作を説明するためのフローチャート。
【図１２】一般的なテレシネ装置の動作を説明するための特性図。
【図１３】従来の順次走査変換装置の動作を説明するための図。
【図１４】従来の順次走査変換装置の動作を説明するための図。
【符号の説明】
１０…順次走査変換装置
１１…入力端子
１２，１３…フィールド遅延回路
１４…補間信号生成回路
１５…補間フィールド信号出力端子
１６，１９…時間圧縮回路
１７…切換え回路
１８…補間信号出力端子
２０…出力端子
２１…走査線内挿回路
２２…第１の動きベクトル検出回路
２３…第２の動きベクトル検出回路
２４…第３の動きベクトル検出回路
２５…判定回路
２６…切換え回路
２７，５１…移動回路
Claims (11)
- 入力端に供給されるインターレース方式の映像信号のフィールド間の動きベクトルを検出して補間信号生成のための第１の候補ベクトル群を得ると共に、前記映像信号のフレーム間の動きベクトルを検出して補間信号生成のための第２の候補ベクトル群を得る動きベクトル検出手段と、
前記動きベクトル検出手段で検出された動きベクトルに基づいて前記映像信号がその連続するフィールドで動きが等速であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段によって連続するフィールドの映像信号の動きが等速であると判定された際に前記第１の候補ベクトル群または第２の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成し、等速でないと判定された際に前記１の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、
前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、
を具備したことを特徴とする順次走査変換装置。 - 入力端に供給されるインターレース方式の映像信号を１フィールド及び２フィールド遅延させる遅延手段と、
前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第１の候補ベクトル群を得る第１の動きベクトル検出手段と、
前記遅延手段による２フィールド遅延信号と１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第２の候補ベクトル群を得る第２の動きベクトル検出手段と、
前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による２フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第３の候補ベクトル群を得る第３の動きベクトル検出手段と、
前記第１の候補ベクトル群及び前記第２の候補ベクトル群の中に前記第３の候補ベクトル群と一致するベクトルが存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果、一致するベクトルが存在したらそのベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しなかったら前記第１の候補ベクトル群のベクトルまたは第２の候補ベクトル群のベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、
前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、
を具備したことを特徴とする順次走査変換装置。 - 入力端に供給されるインターレース方式の映像信号を１フィールド及び２フィールド遅延させる遅延手段と、
前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第１の候補ベクトル群を得るかもしくは前記遅延手段による２フィールド遅延信号と１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第２の候補ベクトル群を得る第１の動きベクトル検出手段と、
前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による２フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第３の候補ベクトル群を得る第２の動きベクトル検出手段と、
前記第１の候補ベクトル群もしくは前記第２の候補ベクトル群の中に前記第３の候補ベクトル群と一致するベクトルが存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果、一致するベクトルが存在したらそのベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しなかったら前記第１の動きベクトル検出手段から得られる候補ベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、
前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、
を具備したことを特徴とする順次操作変換装置。 - 前記補間信号生成手段は、前記判定手段によって一致するベクトルが存在すると判定された際に、一致ベクトルの中で補間すべき画素位置に空間的に近くなる動き補償映像を生成する動きベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しないと判定された際に、第１及び第２の動きベクトル検出手段から得られる候補ベクトルの中で補間すべき画素位置に空間的に近くなる動き補償映像を生成する動きベクトルに基づいて補間信号を生成するものであることを特徴とする請求項２または３に記載の順次走査変換装置。
- 入力端に供給されるインターレース方式の映像信号を１フィールド及び２フィールド遅延させる遅延手段と、
前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第１の候補ベクトル群を得る第１の動きベクトル検出手段と、
前記遅延手段による２フィールド遅延信号と１フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第２の候補ベクトル群を得る第２の動きベクトル検出手段と、
前記入力端に供給された映像信号と前記遅延手段による２フィールド遅延信号との間の動きベクトルを検出して補間信号を生成するための第３の候補ベクトル群を得る第３の動きベクトル検出手段と、
前記映像信号に対して前記動きベクトル検出手段で検出された動きベクトルで動き補償を行なう動き補償手段と、
前記第１の候補ベクトル群及び前記第２の候補ベクトル群の中に前記第３の候補ベクトル群と一致するベクトルが存在するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果、一致するベクトルが存在したらその一致ベクトルの内、前記動き補償手段で動き補償された映像信号のフィールド間差分またはフレーム間差分が最も小さくなるベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しなかったら前記第１の候補ベクトル群のベクトルまたは第２の候補ベクトル群のベクトルの内、前記動き補償手段で動き補償された映像信号のフィールド間差分が最も小さくなるベクトルに基づいて補間信号を生成する補間信号生成手段と、
前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記入力端に供給される映像信号に対して補間する補間手段と、
を具備したことを特徴とする順次走査変換装置。 - さらに、前記補間信号生成手段は、前記第１もしくは第２の動きベクトル検出手段から、前記映像信号のフィールド間の動きが静止画もしくは±１ライン／フィールドであることを示すベクトルが検出された際に、そのベクトルに基づいて補間信号を生成するものであることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の順次走査変換装置。
- インターレース映像信号の補間フィールドの前後のフィールドの映像信号からフレーム間動きベクトルを求めるフレーム間動きベクトル検出手段と、
前記補間フィールドと前フィールドとの間または前記補間フィールドと後フィールドとの間のいずれか一方またはその両方の動きベクトルを求めるフィールド間動きベクトル検出手段と、
前記フレーム間動きベクトル検出手段で検出された動きベクトルに基づいて前記前後フィールドの映像信号の位置を移動する移動手段と、
前記移動手段の出力と前記補間フィールド信号との間の差分を求めその差分から前記フレーム間動きベクトル検出手段で検出されたベクトルの信頼度を判定する信頼度判定手段と、
前記信頼度判定手段の判定結果によって、フレーム間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するか、フィールド間動きベクトルに基づいて補間信号を生成するか切換え制御される補間信号生成手段と、
前記補間信号生成手段で生成された補間信号を前記インターレース映像信号に対して補間する補間手段と、
を具備したことを特徴とする順次走査変換装置。 - 前記信頼度判定手段は、前記移動手段の出力のフレーム間差分を所定値と比較することで信頼度を判定するものであることを特徴とする請求項７に記載の順次走査変換装置。
- 前記判定手段は、フレーム間動きベクトル候補の垂直方向のベクトル値をＦｒとしたとき、フィールド間動きベクトル候補の垂直方向のベクトル値Ｆｉが（Ｆｒ−１≦Ｆｉ≦Ｆｒ＋１（ライン／フィールド））の関係にある場合に、フレーム間動きベクトルとフィールド間動きベクトルが一致するものであると判定するものであることを特徴とする請求項２乃至８のいずれかに記載の順次走査変換装置。
- インターレース方式の映像信号のフィールド間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第１の候補ベクトル群を得ると共に、前記映像信号のフレーム間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第２の候補ベクトル群を得るステップと、
前記検出された動きベクトルに基づいて前記映像信号がその連続するフィールドで動きが等速であるか否かを判定するステップと、
前記連続するフィールドの映像信号の動きが等速であると判定された際に前記第１の候補ベクトル群または第２の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成し、等速でないと判定された際に、前記１の候補ベクトル群から選択されたベクトルに基づいて補間信号を生成するステップと、
前記生成された補間信号を前記インターレース方式の映像信号に対して補間するステップと、
を具備したことを特徴とする順次走査変換方法。 - 入力端に供給されるインターレース方式の映像信号のフィールド間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第１の候補ベクトル群を得るステップと、
前記映像信号のフレーム間動きベクトルを検出して補間信号生成のための第２の候補ベクトル群を得るステップと、
前記第１及び第２の候補ベクトル群を比較して一致するベクトルが存在するか否か判定するステップと、
一致するベクトルが存在する際に、その一致ベクトルに基づいて補間信号を生成し、一致するベクトルが存在しない場合に、前記第１の候補前ベクトルに基づいて補間信号を生成するステップと、
前記生成された補間信号を前記インターレース方式の映像信号に対して補間するステップと、
を具備したことを特徴とする順次走査変換方法。
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