JP2005286518A - 補間信号生成回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来は、補間画素に対して右方向に２個の画素と左方向に２個の画素の各ライン計５画素ずつの範囲内のより周波数の高い斜め線に対して、正確な補間ができない。
【解決手段】 相関判定回路４０は、エッジ数検出回路２６によりエッジ数が複数あると判定されたときは、相関検出回路３７及び３８のうち、エッジ検出回路３５及び３６により検出された値に対応した斜め方向の相関検出回路の検出相関方向を選択し、エッジ数が複数でないと判定されたときは、相関検出回路３９により検出された傾斜角度の異なる２つの左斜め方向及び傾斜角度の異なる２つの右斜め方向及び垂直方向の５方向のうち最も相関の強い方向を選択する。選択回路４６は、上記の５方向の補間信号が演算回路４１〜４５から供給され、その中から相関判定回路４０により選択された相関方向の補間信号を選択する。
【選択図】 図１

Description

本発明は補間信号生成回路に係り、特にインターレース方式のテレビジョン信号をプログレッシブ方式のテレビジョン信号に変換する順次走査変換を行う際の補間信号を生成する補間信号生成回路に関する。

近年、高画質化の訴求によりプログレッシブ方式（順次走査方式）のテレビ受像機が普及しているが、現行のテレビジョン信号は依然としてインターレース方式が主流であるため、インターレース方式をプログレッシブ方式に変換する順次走査変換が実用化されている。この順次走査変換は、インターレース方式のテレビジョン信号（以下、単にインターレース信号ともいう）において間引かれているラインを、静止画部では１フィールド前の情報を、動画部ではフィールド内の情報をそれぞれ用いて補間信号を生成し、プログレッシブ方式のテレビジョン信号（以下、単に順次走査信号ともいう）に変換するものである。

従来、上記のフィールド内の情報を用いて補間信号を生成するフィールド内補間には、２度書きと、上下ラインの平均値を用いるものとがあるが、斜め線のある絵柄を順次走査変換すると、前者の場合は折返し歪みが目立ち、後者の場合は解像度が劣化するという問題点を有している。そこで、補間画素の周辺の画素をそれぞれ比較して、最も類似している画素同士で補間信号を生成し、斜め線のある絵柄においても画質を向上させる方法が検討されている。

図４は従来の補間信号生成回路の一例のブロック図を示す。同図において、入力端子１に供給されたインターレース方式のテレビジョン信号は、４個の単位遅延素子２〜５によってサンプリング周期単位で順次遅延される。また、入力端子１に供給されたインターレース方式のテレビジョン信号は、１Ｈ遅延回路６により１水平走査期間遅延された後、４個の単位遅延素子７〜１０によってサンプリング周期単位で順次遅延される。

更に、入力端子１に供給されたインターレース方式のテレビジョン信号は、各単位遅延素子２〜５から出力されるテレビジョン信号と共に選択回路１１に供給される一方、差分回路１２〜１６の一方の入力端子にそれぞれ供給される。また、各単位遅延素子７〜１０から出力されるテレビジョン信号と、１Ｈ遅延回路６から出力されるテレビジョン信号とは、選択回路１７に供給されると共に、差分回路１２〜１６の他方の入力端子にそれぞれ供給される。差分回路１２〜１６では２つの入力信号の差の絶対値を出力する。

差分回路１２〜１６の出力信号は最小値選択回路１８に供給される。この最小値選択回路１８は、差分回路１２〜１６の出力信号のうち値が最も小さいものを選択し、選択回路１１、１７に制御信号として供給する回路である。

選択回路１１、１７は、最小値選択回路１８から出力された制御信号に基づいて、入力テレビジョン信号のいずれかを選択して演算回路１９に出力する。この演算回路１９は、両選択回路１１、１７から出力されたテレビジョン信号の平均値を算出し、補間信号として出力端子２０より出力する。

図５（Ａ）、（Ｂ）は斜め線を表示している画像を拡大した図であり、各白丸及び黒丸は画素を表わし、ａは補間信号の画素を示している。この図５において、（Ａ）と（Ｂ）とは斜め線の角度が異なっている。

図４に示した従来の補間信号生成回路によれば、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すような斜め線においても、補間信号ａは、その上下の走査線Ｌ１，Ｌ２のうち最も類似した画素ｂ，ｃから生成されることになるので、折返し歪みの発生も解像度の劣化もなく画質を向上させることができる。

しかし、この従来の補間信号生成回路では、図６に示すような水平周波数の高い斜め線（即ち、細い斜め線）においては、補間信号ｄを生成するとき、その上下の走査線Ｌ３，Ｌ４のうち最も類似した画素は画素ｅ，ｆ（白丸，白丸）と、画素ｇ，ｈ（黒丸，黒丸）の２組となり、どちらの組を選択すべきか（補間信号ｄは白丸であるべきか、黒丸であるべきか）判定できない。このときに斜め線の方向とは異なる方向の画素ｅ，ｆから補間信号を生成すると画質を劣化させることになる。

そこで、図６のような水平周波数の高い斜め線を判定する方法を備えた補間信号生成回路が従来より知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１記載の判定方法について、図７を用いて説明する。ラインＬ３とＬ４の間に補間画素ｋを生成する場合、補間画素ｋ周辺のラインＬ３上の画素をｉ１〜ｍ１とし、ラインＬ４上の画素をｉ２〜ｍ２としたとき、第１の相関検出回路は、補間画素ｋを中心とする垂直方向（ｋ１−ｋ２）と斜め左方向（ｊ１−ｌ２）と斜め右（ｌ１−ｊ２）方向の３方向のうち、最も相関の強い方向を検出する。第２の相関検出回路は、同じく補間画素ｋを中心とする垂直方向（ｋ１−ｋ２）と第１の相関検出回路で検出した斜め方向とは傾斜角度がより水平方向に近い（傾斜角度の大きい）斜め左方向（ｉ１−ｍ２）及び斜め右方向（ｍ１−ｉ２）の３方向のうち、最も相関の強い方向を検出する。

そして、判定回路では、このように第１及び第２の相関検出回路で検出された２つの最も相関の強い方向が一致したとき、即ち、どちらの検出方向も「斜め左」、あるいは「斜め右」であったとき、２つの検出方向のうち相関値が小さい方が最も相関が強いと判定する。更に、検出された２つの最も相関の強い方向が異なるとき、即ち、片方が「斜め左」でもう一方が「斜め右」であったとき、傾斜角度がより小さい方向、即ち内挿される補間画素ｋにより近い画素である、垂直方向（ｋ１−ｋ２）と斜め左方向（ｊ１〜ｌ２）と斜め右方向（ｌ１−ｊ２）の３方向のうちの最も相関の強い方向が最も相関の強いと判定する。

この方法を用いることにより、図６に示すような水平周波数の高い斜め線の場合でも、画素ｄを補間する際に、相関の強い画素として画素ｇ、ｈが選ばれ、斜め線を正しく再現することができる。

特開平４−３４３５９０号公報

しかるに、特許文献１記載の従来の補間信号生成回路では、図８のように、図６よりも更に周波数の高い斜め線においては、ラインＬ３とＬ４の間に補間信号ｖを生成するとき、補間画素ｖ周辺のラインＬ３上の画素をｕ１〜ｕ５とし、ラインＬ４上の画素をｗ１〜ｗ５としたとき、第１の相関検出回路において、補間画素ｖを中心とする垂直方向（ｕ３−ｗ３）と斜め左方向（ｕ２−ｗ４）と斜め右方向（ｕ４−ｗ２）の３方向は、いずれも一番相関の強い方向として検出される。

また、第２の相関検出回路においては、補間画素ｖを中心とする垂直方向（ｕ３−ｗ３）と第１の相関検出回路で検出した斜め方向とは傾斜角度がより水平方向に近い（傾斜角度の大きい）斜め左方向（ｕ１−ｗ５）及び斜め右方向（ｕ５−ｗ１）の３方向のうち、最も相関の強い方向はこれら３方向であるとして検出される。このために、判定回路では、垂直方向（ｕ３−ｗ３）が最も相関の強い方向として判定する可能性があり、この場合には画素ｕ３とｗ３から補間信号ｖが生成されることとなり、画質を劣化させることがあるという課題がある。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、より周波数の高い斜め線の場合でも正しく補間信号を生成し得る補間信号生成回路を提供することを目的とする。

本発明は上記の目的を達成するため、インターレース方式テレビジョン信号を順次走査のテレビジョン信号に変換するために、インターレース方式テレビジョン信号の隣接する２本のラインの間に内挿される補間画素となる補間信号を生成する補間信号生成回路において、インターレース方式テレビジョン信号の任意の第１のライン上の、補間画素に対して上方向に位置する第１の画素と、第１の画素の左側に互いに隣接して位置するＭ個（Ｍは２以上の整数）の第２の画素と、第１の画素の右側に互いに隣接して位置するＭ個の第３の画素と、第１のラインに隣接する第２のライン上の、補間画素に対して下方向に位置する第４の画素と、第４の画素の左側に互いに隣接して位置するＭ個（Ｍは２以上の整数）の第５の画素と、第４の画素の右側に互いに隣接して位置するＭ個の第６の画素とに基づき、補間画素を中心とする垂直方向と互いに傾斜角度の異なる複数の左斜め方向と互いに傾斜角度の異なる複数の右斜め方向の中で最も相関の強い方向を検出した第１の相関検出信号と、複数の左斜め方向の中で最も相関の強い方向を検出した第２の相関検出信号と、複数の右斜め方向の中で最も相関の強い方向を検出した第３の相関検出信号とを生成する第１の相関検出手段と、第１乃至第３の画素に基づき、第１のライン上の各画素間の相関を検出する第２の相関検出手段と、第４乃至第６の画素に基づき、第２のライン上の各画素間の相関を検出する第３の相関検出手段と、第１乃至第６の画素に基づき、垂直方向に対向する２画素間の相関をそれぞれ検出する第４の相関検出手段と、第４の相関検出手段の出力信号に基づき、エッジ数を検出するエッジ数検出手段と、第２及び第３の相関検出手段の出力信号に基づき、補間画素に対して第１のライン上の右側及び左側、補間画素に対して第２のライン上の右側及び左側にそれぞれエッジがあるか否かを示すエッジ検出信号を出力するエッジ検出手段と、第１乃至第６の画素に基づき、補間画素を中心とする垂直方向と互いに傾斜角度の異なる複数の左斜め方向と互いに傾斜角度の異なる複数の右斜め方向のそれぞれについて、補間画素の値を示す補間信号を演算算出する演算手段と、エッジ数検出手段、エッジ検出手段及び第１の相関検出手段の各出力信号を入力として受け、エッジ数が複数であるときは、エッジ検出手段により検出された方向を選択し、エッジ数が複数でないときは、第１の相関検出手段により検出された最も相関の強い方向を選択する相関判定手段と、演算手段から出力された補間画素を中心とする垂直方向と互いに傾斜角度の異なる複数の左斜め方向と互いに傾斜角度の異なる複数の右斜め方向のそれぞれの補間信号と、相関判定手段により選択された相関方向情報とを入力として受け、入力補間信号の中から相関判定手段により判定された相関方向の補間信号を選択して出力する選択手段とを有する構成としたものである。

この発明では、エッジ数検出手段によりエッジ数が複数あると判定した場合には、エッジ検出手段により検出されたエッジの方向から斜め方向を選択し、エッジ数が複数でないと判定したときは、第１の相関検出手段により検出された最も相関の強い方向を選択し、演算手段から出力された補間画素を中心とする垂直方向と互いに傾斜角度の異なる複数の左斜め方向と互いに傾斜角度の異なる複数の右斜め方向のそれぞれの補間信号の中から選択した相関方向の補間信号を選択して出力するようにしたため、補間画素に対して右方向にＭ個の画素と左方向にＭ個の画素と補間画素の垂直方向の１画素からなる各ライン（Ｍ＋１）個の画素ずつの隣接する２ラインの範囲内における、従来に比べてより周波数の高い斜め線に対しても、補間画素を示す補間信号を生成することができる。

本発明によれば、補間画素に対して右方向にＭ個の画素と左方向にＭ個の画素と補間画素の垂直方向の１画素からなる各ライン（Ｍ＋１）個の画素ずつの隣接する２ラインの範囲内の従来に比べてより周波数の高い斜め線に対しても、補間画素を示す補間信号を生成することができるため、従来に比べてより周波数の高い動画像の斜め線部分でも正しく補間することができ、ジャギーのない鮮明な画像を生成できる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる補間信号生成回路の一実施の形態のブロック図を示す。同図中、図４と同一構成部分には同一符号を付してある。図１において、入力端子１に供給されたインターレース方式のテレビジョン信号は、縦続接続された４個の単位遅延素子２〜５によって、所定のサンプリング周期（以下、サンプリング周期をτで表わす）単位で順次遅延される。また、入力端子１に供給されたインターレース方式のテレビジョン信号は、１Ｈ遅延回路６により１水平走査期間（１Ｈ）遅延された後、縦続接続された４個の単位遅延素子７〜１０によって所定のサンプリング周期τ単位で順次遅延される。

また、単位遅延素子５から出力される４τ遅延されたインターレース方式テレビジョン信号は、差分回路１６によって、１Ｈ遅延回路６から出力される１Ｈ遅延インターレース方式テレビジョン信号と減算され、その絶対値が差分として計算される。

また、単位遅延素子２、３及び４からそれぞれτ、２τ、３τ遅延されて出力されたインターレース方式テレビジョン信号は、差分回路１３、１４及び１５において、単位遅延素子９、８及び７から出力された遅延時間（１Ｈ＋３τ）、（１Ｈ＋２τ）及び（１Ｈ＋τ）の遅延テレビジョン信号と別々に減算され、その絶対値が差分として計算される。更に、入力端子１に供給されたインターレース方式テレビジョン信号は、差分回路１２において単位遅延素子１０から（１Ｈ＋４τ）遅延されて出力されたインターレース方式テレビジョン信号と減算され、その絶対値が差分として計算される。

差分回路１４から出力された差分信号は、入力端子１に供給されたインターレース方式のテレビジョン信号の隣接する２ライン上の各画素のうち、補間画素を中心とする垂直方向に位置する２つの画素の相関を表わし、この値が小さいほど垂直方向の相関が強いことを示す。同様に、差分回路１５から出力される差分信号は、補間画素を中心とする第１の傾斜角度の斜め右方向に位置する２つの画素の相関（すなわち、右上から左下方向の第１の傾斜角度の斜め線の相関）を表わし、差分回路１６から出力される差分信号は、補間画素を中心とする第１の傾斜角度よりも水平方向に傾いた第２の傾斜角度の斜め右方向に位置する２つの画素の相関（すなわち、右上から左下方向の第２の傾斜角度の斜め線の相関）を表わす。

一方、差分回路１３から出力される差分信号は、補間画素を中心とする第１の傾斜角度と対応した傾斜角度の斜め左方向に位置する２つの画素の相関（すなわち、左上から右下方向の第１の傾斜角度の斜め線の相関）を表わし、差分回路１２の出力信号は補間画素を中心とする第２の傾斜角度に対応した傾斜角度の斜め左方向に位置する２つの画素の相関（すなわち、左上から右下方向の第２の傾斜角度の斜め線の相関）を表わす。

また、入力端子１に供給されたインターレース方式テレビジョン信号は、差分回路２１によって、１Ｈ遅延回路６から出力された１Ｈ遅延テレビジョン信号との差分が計算される。同様に、単位遅延素子２、３、４及び５から各々τ、２τ、３τ及び４τ遅延されて出力されたテレビジョン信号は、差分回路２２、２３、２４及び２５において、単位遅延素子７、８、９及び１０から各々（１Ｈ＋τ）、（１Ｈ＋２τ）、（１Ｈ＋３τ）及び（１Ｈ＋４τ）遅延されて出力されたテレビジョン信号との差分が計算される。つまり、差分回路２１〜２５の出力差分信号は、入力端子１に供給されたインターレース方式のテレビジョン信号の隣接する２ライン上の各画素のうち、上下方向（垂直方向）の２つの画素の相関を表わしており、この値が大きいほど相関が弱く、小さいほど相関が強いことを示す。

更に、入力端子１に供給されたインターレース方式テレビジョン信号は、差分回路２７において、単位遅延素子２から出力される遅延時間τのテレビジョン信号との差分が計算される。同様に、差分回路２８、２９及び３０によって、単位遅延素子３、４及び５の各入力遅延テレビジョン信号と出力遅延テレビジョン信号との差分が計算される。従って、差分回路２７〜３０の各出力差分信号は、補間画素の上のラインの隣接する画素間の相関を表わし、この値が大きいほど相関が弱く、小さいほど相関が強いことを示す。

また更に、１Ｈ遅延回路６から出力された１Ｈ遅延テレビジョン信号は、差分回路３１において、単位遅延回路７から出力される遅延時間（１Ｈ＋τ）のテレビジョン信号との差分が計算される。同様に、差分回路３２、３３及び３４において、単位遅延素子８、９及び１０の入力テレビジョン信号と出力テレビジョン信号との差分が計算される。従って、差分回路３１〜３４の各出力差分信号は、補間画素の下のラインの隣接する画素間の相関を表わし、この値が大きいほど相関が弱く、小さいほど相関が強いことを示す。

差分回路２１〜２５から出力された差分信号は、エッジ数検出回路２６に入力される。エッジ数検出回路２６は、入力された５つの差分信号の値からエッジの数が複数あるかどうかを図２のフローチャートに従った処理により検出する。このエッジ数検出回路２６の動作について図２のフローチャートと共に説明する。

エッジ数検出回路２６は、差分回路２１〜２５からそれぞれ入力される差分信号の値を入力データｘ［０］〜ｘ［４］とすると、まず、変数ｉに０、変数ｐに０をセットし（ステップＳ１）、続いて変数ｉが３以下かどうか判定する（ステップＳ２）。変数ｉが３より大きい場合は、全ての入力データに対して処理が行われたと判断して処理を終了し、変数ｉが３以下の場合、処理が行われていない入力データがあるので、ｘ［ｉ］＞ｘ［ｉ＋１］が成立するかどうかを判定する（ステップＳ３）。

ステップＳ３でｘ［ｉ］＞ｘ［ｉ＋１］の不等式が成立しないと判定したときには、変数ｉに１を加算して（ステップＳ４）、ステップ２に戻り、ｘ［ｉ］＞ｘ［ｉ＋１］の不等式が成立すると判定したときには、変数ｉに１を加算した後（ステップＳ５）、変数ｉが３以下であるかどう判定する（ステップＳ６）。ステップＳ６で変数ｉが３より大きいと判定した場合は、全ての入力データに対して処理が行われたと判断して処理を終了し、変数ｉが３以下と判定した場合は、処理が行われていない入力データがあるので、ｘ［ｉ］＜ｘ［ｉ＋１］が成立するかどうかを判定する（ステップＳ７）。

ステップＳ７でｘ［ｉ］＜ｘ［ｉ＋１］の不等式が成立しないと判定したときはステップＳ５に戻り、ｘ［ｉ］＜ｘ［ｉ＋１］の不等式が成立すると判定したときには、変数ｐに１を代入して処理を終了する（ステップＳ８）。処理を終了した時に変数ｐが１であれば、エッジが２つ以上存在し、変数ｐが０であればエッジが１つ以下であるとみなす。ここで、エッジが２つ以上存在するということは、評価している５画素ｘ２ライン中に斜め線のエッジが２箇所以上あるということである。エッジ数検出回路２６は、このようにして得られた変数ｐの値を図１の相関判定回路４０に出力する。

図１の差分回路２７、２８、３１及び３２から出力された差分信号は、エッジ検出回路３５にそれぞれ入力される。エッジ検出回路３５では予め設定された閾値を超える値が、補間画素の上のラインと下のラインのどちらに存在するかを判定する。

図３はエッジ検出回路３５の一例のブロック図を示す。同図において、差分回路２７、２８、３１、３２の出力差分信号をそれぞれｙ０、ｙ１、ｚ０、ｚ１とする。差分信号ｙ０、ｙ１は補間画素に対して上ラインの左側の差分信号、差分信号ｚ０、ｚ１は補間画素に対して下ラインの左側の差分信号である。エッジ検出回路３５では、まず、入力差分信号ｙ０、ｙ１、ｚ０、ｚ１がそれぞれ予め設定された闘値ｋより大きいかどうかを比較回路８１〜８４において判定し、大きければ１を小さければ０を出力する。比較回路８１、８２、８３及び８４それぞれの出力信号をｑ００、ｑ０１、ｑ１０及びｑ１１とする。

比較回路８１及び８２の出力信号ｑ００及びｑ０１は、論理和回路８５で論理和演算されてエッジ検出信号ｑ０として出力される。同様に、比較回路８３及び８４の出力信号ｑ１０及びｑ１１は、論理和回路８６で論理和演算されてエッジ検出信号ｑ１として出力される。これにより、エッジ検出信号ｑ０が１の時、上ラインの左側にエッジがあることを示し、エッジ検出信号ｑ１が１の時、下ラインの左側にエッジがあることを示している。

再び図１に戻って説明するに、差分回路２９、３０、３３及び３４から出力された差分信号は、エッジ検出回路３６に入力される。エッジ検出回路３６はエッジ検出回路３５と同様の回路構成であり、補間画素に対して上ラインの右側にエッジがあるか否かを示すエッジ検出信号ｑ２と、補間画素に対して下ラインの右側にエッジがあるか否かを示すエッジ検出信号ｑ３を出力する。エッジ検出信号ｑ２が１の時、上ラインの右側にエッジがあることを示し、エッジ検出信号ｑ３が１の時、下ラインの右側にエッジがあることを示す。エッジ検出回路３５及び３６によりそれぞれ検出されたエッジ検出信号ｑ０〜ｑ３は、相関判定回路４０に入力される。

また、差分回路１２及び１３から出力された差分信号は、相関検出回路３７に入力される。差分回路１２及び１３から出力された差分信号は、前述したように、第１及び第２の傾斜角度の左上から右下方向の斜め線の相関を表わしており、相関検出回路３７では、これらの差分信号のうち小さい方、即ちより相関の強い方向を選び、相関判定回路４０に出力する。同様に、差分回路１５及び１６から出力された信号は、前述したように、第１及び第２の傾斜角度の右上から左下方向の斜め線の相関を表わしており、相関検出回路３８に入力され、ここで相関のより強い方向の差分信号が選択され、相関判定回路４０に出力される。このとき相関が等しい場合は、より垂直に近い方向を選択する。

また、差分回路１２〜１６から出力された差分信号は相関検出回路３９に入力され、ここでそれら５つの差分信号が示す５方向のうち、最も相関の強い方向の差分信号が選択されて相関判定回路４０に出力される。このとき、最も相関の強い方向が複数ある場合、より垂直に近い方向を選択する。

相関判定回路４０は、エッジ数検出回路２６から出力される信号ｐが１、即ち評価している５画素ｘ２ライン中に斜め線のエッジが２箇所以上ある場合、エッジ検出回路３５及び３６から出力されるエッジ検出信号ｑ０〜ｑ３について、ｑ０〜ｑ３のうちいずれか一つは１ではなく、かつ、ｑ０とｑ３が１のときは（すなわち、ｑ０とｑ３がそれぞれ１で、かつ、ｑ１とｑ２の少なくとも一方が０であるときは）、左上から右下への斜め線であると判断して、相関検出回路３７から出力された方向を選択する。

同様に、相関判定回路４０は、エッジ数検出回路２６から出力される信号ｐが１、即ち評価している５画素ｘ２ライン中に斜め線のエッジが２箇所以上ある場合、エッジ検出信号ｑ０〜ｑ３のうちいずれか一つは１ではなく、かつ、ｑ１とｑ２が１のときは左下から右上への斜め線であると判断して、相関検出回路３８から出力された方向を選択し、以上のいずれでもないときは相関検出回路３９から出力された方向を選択する。相関判定回路４０により選択された相関判定方向情報は、選択回路４６に出力される。

他方、演算回路４１は、入力端子１から供給されたインターレース方式テレビジョン信号と、単位遅延素子１０から出力された遅延時間（１Ｈ＋４τ）のテレビジョン信号との平均値を求める。また、演算回路４２は、単位遅延回路２から出力された遅延時間τのテレビジョン信号と、単位遅延素子９から出力された遅延時間（１Ｈ＋３τ）のテレビジョン信号との平均値を、演算回路４３は、単位遅延回路３から出力された遅延時間２τのテレビジョン信号と、単位遅延素子８から出力された遅延時間（１Ｈ＋２τ）のテレビジョン信号との平均値を、演算回路４４は、単位遅延回路４から出力された遅延時間３τのテレビジョン信号と、単位遅延素子７から出力された遅延時間（１Ｈ＋τ）のテレビジョン信号との平均値を、演算回路４５は、単位遅延回路５から出力された遅延時間４τのテレビジョン信号と、１Ｈ遅延回路６から出力された遅延時間１Ｈのテレビジョン信号との平均値をそれぞれ算出する。

演算回路４１から出力される信号は、水平に近い傾きの左上から右下への斜め方向の補間画素を、演算回路４２から出力される信号は、垂直に近い傾きの左上から右下への斜め方向の補間画素を、演算回路４３から出力される信号は垂直方向の補間画素を、演算回路４４から出力される信号は、垂直に近い傾きの左下から右上への斜め方向の補間画素を、演算回路４５から出力される信号は、水平に近い傾きの左下から右上への斜め方向の補間画素をそれぞれ表わしている。

選択回路４６は、上記の演算回路４１〜４５の各出力信号を入力として受け、その入力信号の中から相関判定回路４０によって選ばれた方向の信号、すなわち補間画素を選択し出力端子２０に供給する。

次に、図８を例にとって、上述した本実施の形態の補間信号生成回路の動作について具体的に説明する。図１のエッジ数検出回路２６には、図８に（ｕ１−ｗ１）、（ｕ２−ｗ２）、（ｕ３−ｗ３）、（ｕ４−ｗ４）、（ｕ５−ｗ５）でそれぞれ示す上下方向（垂直方向）の２つの画素の相関を示す５つの差分信号が入力される。ここで、図８に黒丸で示す画素の画素値を”０”、白丸で示す画素の画素値を”２５５”とした時、それぞれの差分信号の値は、”２５５”，”２５５”，”０”，”２５５”，”２５５”となる。

エッジ数検出回路２６が図２のフローチャートに従って入力差分信号を処理すると、変数ｐの値が１になり、これが相関判定回路４０に入力される。また、エッジ検出回路３５には、（ｕ１−ｕ２）、（ｕ２−ｕ３）、（ｗ１−ｗ２）、（ｗ２−ｗ３）の差分が入力される。それぞれの差分の値は、”０”、”２５５”、”０”、”０”となり、例えば図３に示すエッジ検出回路３５及び３６の閾値ｋを”６４”とした場合、エッジ検出信号ｑ０は１、ｑ１は０となる。同様に、エッジ検出回路３６には（ｕ３−ｕ４）、（ｕ４−ｕ５）、（ｗ３−ｗ４）、（ｗ４−ｗ５）の差分が入力され、それぞれの値は”０”、”０”、”２５５”、”０”となるため、エッジ検出信号ｑ２は０、ｑ３は１となる。

相関判定回路４０では、ｐが１であり、ｑ０〜ｑ３のうちいずれか一つは１でなく、かつ、ｑ０とｑ３が１であるので、左上から右下への斜め方向の相関があると判定し、相関検出回路３７が出力する方向を選択する。相関検出回路３７では、図８に示す（ｕ１−ｗ５）の画素間の差分と（ｕ２−ｗ４）の画素間の差分をそれぞれ比較するが、この場合は同じであるため、より垂直に近い方向である（ｕ２−ｗ４）の方向が最も相関が強いと判定する。

よって、選択回路４６は（ｕ２−ｗ４）の方向を示す補間信号、即ち演算回路４２の出力信号を補間信号として選択して出力端子２０へ出力する。この図８に示す補間画素ｖを示す補間信号である演算回路４２の出力信号は、画素ｕ２と画素ｗ４の各値の平均値である”２５５”であるから、本実施の形態では黒丸の補間画素と判定することとなり、正しい補間信号が得られる。

なお、本発明は、コンピュータプログラムにより実現することもできる。この場合、プログラムは記録媒体から読み出したものでもよいし、通信ネットワークを介して配信されたものでもよい。

本発明の補間信号生成回路は、順次操作変換回路のフィールド内補間に適用でき、動画像の斜め線部分にもジャギーのない鮮明な画像を生成できる。

本発明の補間信号生成回路の一実施の形態のブロック図である。 図１中のエッジ数検出回路の一実施の形態の動作説明用フローチャートである。 図１中のエッジ検出回路の一例のブロック図である。 従来の補間信号生成回路の一例のブロック図である。 図４の補間信号生成回路の動作説明図である。 図４の補間信号生成回路の問題点の説明図である。 従来の補間信号生成回路の他の例の動作説明図である。 従来の補間信号生成回路の他の例の問題点、及び図１に示す本発明の補間信号生成回路の動作を説明するための図である。

符号の説明

１ インターレース方式テレビジョン信号の入力端子
２〜５、７〜１０ 単位遅延素子
６ １Ｈ遅延回路
１２〜１６、２１〜２５、２７〜３４ 差分回路
２０ 補間信号出力端子
２６ エッジ数検出回路
３５、３６ エッジ検出回路
３７〜３９ 相関検出回路
４０ 相関判定回路
４１〜４５ 演算回路
４６ 選択回路

Claims (1)

1. インターレース方式テレビジョン信号を順次走査のテレビジョン信号に変換するために、前記インターレース方式テレビジョン信号の隣接する２本のラインの間に内挿される補間画素となる補間信号を生成する補間信号生成回路において、
   前記インターレース方式テレビジョン信号の任意の第１のライン上の、前記補間画素に対して上方向に位置する第１の画素と、該第１の画素の左側に互いに隣接して位置するＭ個（Ｍは２以上の整数）の第２の画素と、該第１の画素の右側に互いに隣接して位置するＭ個の第３の画素と、前記第１のラインに隣接する第２のライン上の、前記補間画素に対して下方向に位置する第４の画素と、該第４の画素の左側に互いに隣接して位置するＭ個（Ｍは２以上の整数）の第５の画素と、該第４の画素の右側に互いに隣接して位置するＭ個の第６の画素とに基づき、前記補間画素を中心とする垂直方向と互いに傾斜角度の異なる複数の左斜め方向と互いに傾斜角度の異なる複数の右斜め方向の中で最も相関の強い方向を検出した第１の相関検出信号と、前記複数の左斜め方向の中で最も相関の強い方向を検出した第２の相関検出信号と、前記複数の右斜め方向の中で最も相関の強い方向を検出した第３の相関検出信号とを生成する第１の相関検出手段と、
   前記第１乃至第３の画素に基づき、前記第１のライン上の各画素間の相関を検出する第２の相関検出手段と、
   前記第４乃至第６の画素に基づき、前記第２のライン上の各画素間の相関を検出する第３の相関検出手段と、
   前記第１乃至第６の画素に基づき、垂直方向に対向する２画素間の相関をそれぞれ検出する第４の相関検出手段と、
   前記第４の相関検出手段の出力信号に基づき、エッジ数を検出するエッジ数検出手段と、
   前記第２及び第３の相関検出手段の出力信号に基づき、前記補間画素に対して前記第１のライン上の右側及び左側、前記補間画素に対して前記第２のライン上の右側及び左側にそれぞれエッジがあるか否かを示すエッジ検出信号を出力するエッジ検出手段と、
   前記第１乃至第６の画素に基づき、前記補間画素を中心とする垂直方向と互いに傾斜角度の異なる複数の左斜め方向と互いに傾斜角度の異なる複数の右斜め方向のそれぞれについて、前記補間画素の値を示す補間信号を演算算出する演算手段と、
   前記エッジ数検出手段、前記エッジ検出手段及び前記第１の相関検出手段の各出力信号を入力として受け、エッジ数が複数であるときは、前記エッジ検出手段により検出された方向を選択し、前記エッジ数が複数でないときは、前記第１の相関検出手段により検出された最も相関の強い方向を選択する相関判定手段と、
   前記演算手段から出力された前記補間画素を中心とする垂直方向と互いに傾斜角度の異なる複数の左斜め方向と互いに傾斜角度の異なる複数の右斜め方向のそれぞれの補間信号と、前記相関判定手段により選択された相関方向情報とを入力として受け、入力補間信号の中から前記相関判定手段により選択された相関方向の補間信号を選択して出力する選択手段と
   を有することを特徴とする補間信号生成回路。
   
   
   
   

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