JP2006203884A

JP2006203884A - エッジに基づく画素の配置及び補間の方法

Info

Publication number: JP2006203884A
Application number: JP2006002827A
Authority: JP
Inventors: Christopher J Orlick; ジェイオーリッククリストファー
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-01-10
Filing date: 2006-01-10
Publication date: 2006-08-03
Also published as: EP1679886A3; DE602005022544D1; US7362378B2; US20060152621A1; CN1812553A; EP1679886A2; EP1679886B1

Abstract

【課題】インターレース走査からプログレッシブ操作への変換において、補間画素におけるエッジ部の視覚的に良好な処理方法を提供する。
【解決手段】行及び列のマトリクスで構成された複数の画素を有し、インターレ−ス走査映像をプログレッシブ走査映像に変換方法であって、インターレース走査映像の2つの連続した行の間の目標画素位置で補間される画像要素（画素）を処理する方法である。前記方法は、現行の画素がエッジ画素を含むかどうか、及び、その画素がエッジ画素であるかどうか決定し、現行の少なくともエッジ画素の列番号と前行の少なくとも1つのエッジ画素の列番号との間の差に基づいて、エッジの近似角度を決定する。その近似角度を用いて、現行及び前行のいずれ画素が目標画素に対応するかを決定し、対応する画素から目標画素の値を補間する。
【選択図】図１

Description

本発明は、全体としては、インターレース走査ビデオ信号をプログレッシブ走査ビデオ信号に変換する方法に関し、特には、画像要素（画素）の行間にある画素を補間する方法であって、インターレース走査ビデオ映像の視覚的識別領域の間でのエッジに、又は、エッジと近い位置に補間画素を配置する方法に関する。

テレビ画面の映像は、水平方向に構成される行画素と、垂直方向に一般的には互いに1画素分オフセットされた列画素とを備えている。各画素は、各画素毎に赤色、緑色及び青色の成分についてのそれぞれの強度を表す、3つの値で構成されている。ビデオ映像は、映像の水平ラインとして行画素を連続して表示させることにより、生成される。

NTSC、PAL、SECOMのような既存のアナログ放送規格では、単一のビデオフレームを生成するために２つのビデオフィールドを用いる。各フィールドは、映像フレームを構成する水平走査線数の１／２の数で構成される。一方のフィールドは、奇数番号の走査線の全てを有し、他方のフィールドは、偶数番号の走査線の全てを有する。インターレース映像には、フレーム映像にちらつきを生じさせる映像フリッカのような、歪み映像が現れる。これらの歪み映像を除去する1つの方法は、インターレース走査フィールドをプログレッシブ走査フレームに変換することである。プログレッシブ走査フレームでは、奇数及び偶数の映像走査線の双方を、単一の映像として順次に表示する。

多くのテレビ視聴者が、プログレッシブ走査信号を表示できるハイビジョンモニタを購入しているように、インターレース走査をプログレッシブ走査に変換するシステムの重要性は増大している。インターレース走査映像における歪み映像を避けるために、放送業者と消費者の双方が、インターレース走査をプログレッシブ走査に変換する機能を有することを望んでいる。

インターレース走査フィールドから、プログレッシブ走査フレームを生成させる１つの方法は、各フィールド間の走査線を補間することである。従って、奇数フィールドの走査線は、偶数番号の走査線を補間するために用いられ、偶数フィールドの走査線は、奇数番号の走査線を補間するために用いられる。

補間された走査線の各画素(即ち、“補間画素”)は、隣接するプログレッシブ走査線の最も近い画素値に基づいて計算される。補間画素を生成する最も簡単な方法は、従前に受信していた走査線の対応する位置から、画素を単に複製することである。斜めエッジ上にある画素には、この方法は、“ジャギー”(滑らかとは言えず、ギザギザ又は階段状に現れる線)を生じさせる。エッジ上に無い画素には、そのような複製は、表示する映像と対応しない画素を生じさせ、視聴者にとって不十分な表示となる。この方法もまた、インターレース走査映像と同程度に映像の垂直解像度を低減させ、30Hzのレートで映像範囲内にフリッカが生じうる。

別の簡単な方法は、垂直方向に2つの隣接する画素の値の平均をとって、補間画素の値を設定することである。しかしながら、2つの視覚的識別領域のエッジ上の画素には、そのような平均方法は、隣接画素といずれにも整合しない画素を生じさせる。例えば、青色の画素と緑色の画素との間に、補間画素として生成される値はシアンとなりうる。それは、視聴者に提示すべき好ましい映像ではない。

図5は、テレビ画面上の画素100を示し、2つの視覚的識別領域102及び104を有している。2つの視覚的識別領域間の境界106は、以下、エッジとして説明する。テレビ画面上の映像は、2つより多く視覚的識別領域を有することがあり、テレビ画面内に完全に含まれていない1つ以上の視覚的識別領域を有することもある。

視覚的識別領域は、影(無彩色及び黒となることもある)又は壁状の光 (有彩色の階段状となることもある)のような、視覚的識別領域の間のエッジによって規定されるものであり、エッジは、よりゆるやかな変化とは対照的である。エッジ上にあるべき補間画素を生成するには、表示するエッジにおいて視覚的滑らかさを考慮することが好ましい。補間されている画素の値が、受信した走査線の最も近い画素にのみ基づいていたのであれば、その計算値は、2つの領域を分離する区別的なエッジというよりも、2つの視覚的識別領域にある画素値の合成となる。そのため、2つの視覚的識別領域の間を識別できるほどの十分な明瞭さが無いエッジ、視覚的に滑らかさの無い線、又は、エッジに対し正確な値ではあるが、間違った画素配置で表示される画素となりうる。従って、2つの視覚的識別領域間のエッジ上にある補間されたラインの画素は、視覚的に可能な限り良好なエッジとして確保するために、受信した走査線に最も近い画素値だけではなく、エッジ自体も考慮に入れることが好ましい。

従来のインターレース走査からプログレッシブ走査に変換するシステムは、この問題を認識し、エッジにより分離した領域の画素と異なり、エッジ上の画素を処理している。そのようなシステムの1つは、Muraji 他による米国特許第5,886,745号「PROGRESSIVE SCANNING CONVERSION APPARATUS」(1999年3月23日公報)明細書に記述されており、インターレース走査をプログレッシブ走査に変換するシステムについての教示のために、その明細書の内容は、本出願の内容に取り込まれる。

Muraji他による上述の米国特許明細書では、特定の領域内の画素勾配に基づいて、その特定領域のエッジ角度を計算する。この角度は、適切な画素を識別するために用いられ、補間画素を生成するために用いられる。そのような計算は、極めて近似の結果が得られるが、計算速度、メモリ使用量及びオーバーヘッドに負担が生じる。

更に、既存の勾配処理法は、映像フレームから隣接ラインが失われるインターレースビデオ信号における固有の問題については特に取り扱っておらず、入力信号のノイズの問題を取り扱うこともない。

本発明は、前述の問題及び他の問題を解決するために、その目的の観点から、行及び列のマトリクスで構成される複数の画素を有するインターレース走査映像をプログレッシブ走査映像に変換する方法において実現される。インターレース走査映像の2つの連続する行の間の目標画素位置で、補間する画像要素（画素）を処理することにより映像変換する。本発明による方法は、現行の画素がエッジ画素であるか否かを決定するステップと、その画素がエッジ画素であれば、現行の少なくともそのエッジ画素の列番号と、前行の少なくとも1つのエッジ画素の列番号との間の差に基づいて、エッジの近似角度を決定するステップとを含んでいる。本発明による方法は、その近似角度を用い、現行及び前行のいずれの画素が目標画素と対応するかを決定し、その対応する画素から目標画素の値を補間する。

更に、本発明は、以下のステップを含む方法において実現される。その方法は、目標画素位置について所定の領域内の、第１及び第2の方向のそれぞれにある画素の第１及び第2の勾配強度値を決定し、第１及び第2の勾配強度値における大きさを決定する。次に、その方法は、第１の大きさと第2の大きさのうち少なくとも1つが、所定の閾値を超えるか否かを決定し、画素をエッジ画素として規定する。画素がエッジ画素であれば、第１と第2の勾配強度値を比較し、エッジの近似角度を決定する。エッジの近似角度が、約45度より小さくなるように決定されるならば、エッジの近似角度を、現行の少なくともそのエッジ画素の列番号と前行の少なくとも1つのエッジ画素の列番号との間の差に基づいて決定する。次に、その方法は、その近似角度を用いて、現行と前行のいずれの画素が、目標画素に対応するかを決定し、その対応する画素から目標画素の値を補間する。最後のステップは、対応するエッジ画素からエッジに沿った位置での目標画素の値を補間するためである。

本発明は、行及び列のマトリクスで構成されるインターレース走査映像の2つの連続する行の間の目標画素位置で、補間する画像要素（画素）を生成する装置においても実現される。その装置は、エッジ検出器と、現行のエッジ画素の列番号と前行の対応する画素の列番号との間の差に基づいて、エッジの近似角度を決定するプロセッサとを備える。その装置は、補間画素を生成するために、決定した角度に沿って、目標画素に近接するインターレース走査映像の画素の値を組み合わせる補間器をも備える。

本発明は、同様の要素には同一の参照番号を有する添付図を参照しながら、以下の詳細な説明により最もよく理解できる。複数の同様な要素が表されているときは、特定の要素を参照する小文字符号と共に、参照番号を複数の同様な要素として示す。関連して要素を参照するとき、又は、不特定の1つ以上の要素を参照するときは、その小文字符号を除いている。文字”n”は、不特定数の要素を表している。

本発明は、米国特許出願第US-2003-009892 5-A1号明細書に説明されているエッジ検出器を含んでおり、その明細書の内容は、エッジ検出器の教示のために、本出願の内容に取り込まれる。エッジ検出器は、2つの方向における勾配強度値を決定し、勾配強度値のいずれかが所定の閾値より大きいか否かを決定することにより、画素がエッジ画素であるかどうかを決定する手段を含む。簡潔には、水平エッジ検出器と垂直エッジ検出器は、エッジ強度と称される数値を決定するために用いられる。各検出器は、2つの有限インパルス応答フィルタを用いて、画素をそれぞれの期待されるエッジプロファイルと相関させる。その相関フィルタによって供給される出力信号は、それぞれのエッジ強度値を示す。それぞれのエッジ強度値のいずれか一方又は双方が所定の閾値を超えると、エッジとして表わされる。

本発明は、行及び列のマトリクスで構成される複数の画素を有し、インターレース走査映像の2つの連続した行の間の目標画素位置で、補間する画像要素(画素)を生成することにより、インターレース走査映像をプログレッシブ走査映像に変換する方法及び装置に関する。

図3は、エッジ画素300の生じうる構成を示す画面映像図である。簡単にするために、エッジ画素のみが示される。本発明の実施例では、エッジ検出器104（図1に図示する）は、画素がエッジ画素であるか否かを検出する。図3に示すように、前行302と現行304は、複数のエッジ画素を有している。先の角度306及び後の角度308は、前行302及び現行304にあるエッジ画素の行から決定できる。先の角度306、又は後の角度308は、以下に説明するように、エッジの最終角度を決定するように用いることができる。

図2は、本発明の実施例を示している。図2に示すように、領域206は、前ライン202からの複数のエッジ画素と、現ライン204からの複数のエッジ画素とに基づいて、検出されるエッジ角度を表す。目標画素208が一旦決定されると、システムは、目標画素がエッジの画素であるか否かを決定し、近似エッジ角度206を決定する。次に、前ライン202からの複数の画素は、第１のマルチプレクサ212によって選出され、現ライン204からの複数のエッジ画素は、第2のマルチプレクサ216によって選出され、複数の補間器218に送られる。上述した最終角度から、前ライン202からの画素を選択し、現ライン204からの対応する画素を選択する。選択画素は、目標画素を介してラインを規定する、異なる角度を有することとして選択される。目標画素の値は、前ライン202上及び現ライン204上の対応する選択画素のそれぞれの絶対差分値をも計算する補間器218によって補間される。最小の絶対差分値に対応する補間画素の値は、コンパレータ220によって目標画素の値として選択される。

図1に示す本発明の別の実施例では、現行の画素は、入力信号102としてエッジ検出器104に供給される。エッジ検出器104は、画素がエッジ画素か否かを決定し、エッジマップを生成する。エッジマップ例110では、エッジ画素である画素は、論理値-１を有し、エッジ画素でない画素は、論理値-0を有する。エッジマップは、現行、前行及び少なくとも次の行を含む画素ラインを2つより多く保持する。画素の次の行となるのは、エッジマップによって処理されている現在のラインである。画素の新たな行の各々が処理されると、現行の画素は前行の画素であり、次の行の画素は現行の画素となる。

現行の画素と前行の画素を処理するエッジマップは、前ライン及び現ラインが、エッジ及びエッジの近似角度を含むか否かを決定するために、プロセッサ128により調べられる。プロセッサ128は、現行のエッジ画素の列番号と前行の対応するエッジ画素の列番号との間の差に基づいて、現行及び前行のエッジ画素の近似角度を決定する。

エッジ検出器104によって供給された画素106は、逐次的に供給され、1つ分の水平ライン107の遅延でレジスタ111の行及びレジスタ112の行に保持される。遅延107で供給される画素は、映像の現ラインからの画素である。その画素は、レジスタ111の行及びレジスタ112の行によってシフトされ、第1のマルチプレクサ117(a)〜117(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサに供給される。また、画素118は、前述の水平ラインからマイナス20画素分119の遅延で、レジスタ120の行及びレジスタ121の行によってシフトされる。シフトされる画素は映像の前ラインからの画素である。レジスタ120の行及びレジスタ121の行に保持された画素は、第3のマルチプレクサ125(a)〜125(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサに供給される。レジスタ111、112、120及び121は、如何なる数のレジスタでも備えることができる。

プロセッサ128は、エッジマップ110を調べることによって、画素が、エッジ画素であるか否か及びエッジ角度を決定する。レジスタ111の行からの少なくとも1つの画素がエッジ画素であって、レジスタ112の行からの少なくとも1つの画素がエッジの画素であれば、プロセッサ128は、エッジの近似角度を決定し、先及び後の角度を平均化することにより、レジスタ120の行及びレジスタ121の行から対応するエッジ画素を決定する。図6(a)は、本発明の実施例の態様について説明するのに役立つ画素図である。

図6(a)を参照して、画素P20〜P29及び画素P30〜P39は、それぞれレジスタ111の行及びレジスタ112の行に保持した画素であり、映像の現ラインからの画素を表す。画素P00〜P09及び画素P10〜P19は、それぞれレジスタ128の行とレジスタ121の行に保持した画素である。目標画素600の値を生成するプロセッサ121は、前行のエッジマップ110を調べて、前行のエッジ画素となるべき画素P05を決定する。次にプロセッサ128は、現行のエッジマップを調べて、現ライン及び前ライン上の部分の最初及び最後のエッジ画素を決定し、エッジマップを調べることによりエッジの角度を決定し、先のエッジ角度606及び後のエッジ角度608を決定する。これらの角度は、目標画素600を含むエッジの近似角度を決定するために平均化される。図6(a)において、先及び後のエッジ角度の平均値は、現ライン上の画素P32と画素P33との間を通じる近似エッジ角度610を暫定的に生じさせる。この暫定角度610は、エッジ角度を近似するように前ライン上と最も近い画素に繰り上げ又は繰り下げすることができる。例えば、図6(a)において、暫定的な近似エッジ角度610は、対応する画素P33で交わるように繰り上げられ、エッジ角度612に近似される。

図6(a)は、近似エッジ角度612を決定する実施例である。図6(a)の近似エッジ角度612は、負の角度である。近似された角度が負のエッジ角度である場合には、プロセッサ128は、画素P30〜P39を選択するために、第1のマルチプレクサ117(a) 〜117(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサに信号を送り、画素P30〜P39は第2のマルチプレクサ116(a) 〜116(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサに供給される。また、プロセッサl28は、画素P09〜P09を選択するために、第3のマルチプレクサ125(a) 〜125(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサに信号を送り、画素P09〜P09は第4のマルチプレクサ124(a) 〜124(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサに供給される。近似された角度が正のエッジ角度である場合には、プロセッサ128は、画素P20〜P29を選択するために、第1のマルチプレクサ117(a) 〜117(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサに信号を送り、画素P20〜P29は第2のマルチプレクサ116(a) 〜116(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサに供給される。また、プロセッサl28は、画素P10〜P19を選択するために、第3のマルチプレクサ125(a) 〜125(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサに信号を送り、画素P10〜P19は第4のマルチプレクサ124(a) 〜124(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサに供給される。

プロセッサ128は、対応する画素を選択するために、この近似エッジ角度を用い、目標画素の値を近似するように補間する。更に、プロセッサ128は、目標画素の値を近似するように補間するために、対応する画素に直接隣接する画素を選択する。図6(b)は、本発明の実施例の態様を説明するのに役立つ画素図である。

図6(b)では、エッジ角度602は、前ライン上の画素P07と現ライン上の対応する画素P33とで交わるように近似されていたとする。このエッジ画素の組み合わせから、プロセッサは、目標画素600の値を決定することになる。方法例として、プロセッサ128は、エッジマップ110を調べ、エッジ画素P07と直接隣接する9つの画素を決定する。即ち、エッジ画素P07に直接隣接する画素として、画素P03〜P06及びP08〜P12を決定する。方法例として、プロセッサ128は、隣接するエッジ画素を選択することにより、前ラインから少なくとも1つの対応する画素と、現ラインから少なくとも1つの隣接画素とをマルチプレクサ116(a)〜116(n)及び124(a)〜124(n)にて選択させる。隣接するエッジ画素は、その2つの隣接画素と交わるエッジ角度を有し、そのエッジ角度は目標画素600と交わる。例えば、図6では、プロセッサ128は、現ライン上の対応する画素P33と直接隣接する、9つの画素とするために、画素P28〜P32と画素P34〜P37を決定する。画素P33は、エッジ画素であっても、なくてもよい。画素P03の場合、角度604が、画素P03、画素P37及び目標画素600 と交わるので、プロセッサは、対応する画素としてP37を選択する。現行のうち他の隣接画素P28〜P32及びP34〜P36は、それぞれ前ライン上のP04〜P06及びP08〜P12と対応する画素として、選択される。

プロセッサ128は、1組の補間器138(a)〜138(n)に供給されるべき現ラインのうち複数の値を選択するように、第2のマルチプレクサ116(a)〜116(n)の組を制御する。第2のマルチプレクサで制御される画素は、第1のマルチプレクサ117(a)〜117(n) の組、即ちレジスタ111及び112の行から、第2のマルチプレクサ116(a)〜116(n)の組に供給される、実画素のグループから選択される。また、プロセッサ128は、第4のマルチプレクサ124(a)〜124(n)の組を制御し、前ラインのうち複数の値を選択し、補間器138(a)〜138(n)の組に供給する。第4のマルチプレクサで制御される画素は、第3のマルチプレクサ125(a)〜125(n) の組、即ちレジスタ120及び121の行から、第4のマルチプレクサ124(a)〜124(n)の組に供給される、実画素のグループから選択される。

プロセッサ128は、第2のマルチプレクサ1l6(a)〜116(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサを制御し、第1のマルチプレクサ117(a)〜117(n)の組を介するレジスタ111及び112の行からの画素を、補間器138(a)〜138(n)の組のうち１つの補間器に渡す。プロセッサ128は、第4のマルチプレクサ124(a)〜124(n)の組のうち少なくとも1つのマルチプレクサを制御し、第3のマルチプレクサ125(a)〜125(n)の組を介するレジスタ120及び121の行からの画素を、補間器138(a)〜138(n)の組のうち１つの補間器に渡す。各画素の組み合わせは、それぞれのマルチプレクサを通過して、補間器138(a)〜138(n)の組のうち少なくとも１つのそれぞれの補間器によって補間される。

各画素の組み合わせが補間器に渡されると、プロセッサ128は、平均値と絶対差分値を生成するために補間器を制御する。最初に、補間器は、2つの画素の値を加算し、平均値を生成するために2で割算する。次に、補間器は、他方の画素のうち一方の画素の値を差分し、差分値を決定して、差分値の絶対値を計算し、2つの画素の間の絶対差分値を生成する。ここで、如何なる補間方法を用いることもできることは明らかである。平均値は、信号146(a)〜146(n)によってコンパレータ144に供給される。絶対差分値は、信号148(a)〜148(n)によってコンパレータ144に供給される。

補間器が、各画素の組み合わせの平均値と絶対差分値を生成した後に、プロセッサ128は、各画素の組み合わせについて、それぞれの絶対差分値を比較するため、コンパレータ144を制御し、目標画素600の値として最小の絶対差分値に対応する平均画素の値を選択する。

プロセッサ128は、レジスタ112の行又はレジスタ120の行のいずれか一方からの画素のグループが、エッジ画素を含まないと決定すれば、プロセッサ128は、補間器138(a)〜138(n)の組のうち少なくとも1つの補間器を制御し、目標画素位置の上の画素と目標画素位置の下の画素との平均値を生成することによって、目標画素600の値を補間する。

本発明は、ソフトウェアによっても完全に実現できる。図4は、本発明による実施例を示すフローチャート図である。ステップ402で、コンピュータは、エッジマップを生成する。例えば、上述のアルゴリズムによってエッジマップを生成できる。エッジマップから、コンピュータは、画素がエッジ画素か否かを決定する。ステップ410で、画素がエッジ画素であると決定されれば、エッジマップは、現行の先及び後のエッジ画素の列番号と前行の対応する先及び後のエッジ画素の列番号との間の差に基づいて、エッジの角度を近似するように用いられる。

ステップ412で、現行及び前行からのエッジ画素の組み合わせは、目標画素の近似値を補間するために用いられる。特に、近似角度によって決定されるときに、前行の対応する画素と共に、現行のエッジ画素の組み合わせは、目標画素の値を補間するために用いられる。平均値及び絶対差分値は、各々の画素の組み合わせにより計算される。上述のように、2つの画素値を加算及び割算することによって、平均値を計算する。絶対差分値は、差分値を決定するために、他方の画素から一方の画素値を減算し、差分値の絶対値を計算することによって求められる。

目標画素の値は、各々の画素の組み合わせの絶対差分値をそれぞれ比較することにより計算される。目標画素の値を補間するように用いられる対応する画素として、最小の絶対差分値となる画素の組み合わせを選択する。目標画素の値としては、最小の絶対差分値となる画素の組み合わせの平均値を計算する。目標画素の差分値は、ステップ414で返される

本発明の別の実施例は、図4に破線で示されている。画素がエッジ画素であると決定されると、第１及び第2の勾配強度値は、ステップ406で、エッジの近似値を決定するために比較される。エッジの近似値を決定する方法（米国特許出願第US-2003-0098925-A1号明細書に記載の方法であって、その明細書の内容は、その方法の教示のために本出願の内容に取り込まれる）として、第１及び第2の勾配強度値の割合の逆正接値から、エッジの近似角度を計算することが米国特許出願明細書に記述されている。水平及び垂直エッジの相対的なエッジ強度値は、目標画素位置でのエッジの角度を決定するのに用いられる。エッジ強度値における大きさは、ビット列として表される。上位ビット位置から始めれば、選択ビットは各強度値を切り分けできる。ビット位置は、それぞれの強度値の対数で近似されている。下位ビット位置の所定の数値は、エッジの角度を決定するために調べられる。2つのエッジ強度値の割合の近似角度は、対数値を減算し、エッジ角度の正接値と等しくなる差分対数値の逆対数を計算し、逆正接値を計算することにより、求められる。

エッジの近似角度が、より小さくなるとき、米国特許出願第US-2003-0098925-A1号明細書に記載の方法、即ち上述のエッジの近似角度を決定する方法は、より非現実的なものとなる。ステップ408で、エッジの近似角度が45度未満であると決定されるときには、エッジの角度を近似するために、エッジマップを用いることによってエッジの近似角度を決定する。エッジの角度は、ステップ410で前述したように、現行における先及び後のエッジ画素の列番号と、前行における対応する先及び後のエッジ画素の列番号との間の差に基づいて近似される。エッジの近似角度が45度未満になるように計算されるのであれば、現行及び前行からのエッジ画素の組み合わせは、ステップ412で前述したように、目標画素の近似値を補間するために用いられる。エッジの近似角度が45度以上のときは、前述の米国特許出願に記載の方法が用いられる。ステップ414で、目標画素のそれぞれの値が返される。

エッジ画素でない画素において、ステップ404で、目標画素位置の上の画素と目標画素位置の下の画素から差分値を計算することによって目標画素値を補間する。ステップ414で、目標画素のそれぞれの値が返される。

本発明は、特定の実施例に関して説明し、図示したが、本発明は、その詳細な説明に制限されない。むしろ、その詳細な説明から、特許請求の範囲内で、本発明を逸脱することなく、様々な変更をすることができる。

本発明の実施例についてのブロック図である。本発明の実施例についての説明に役立つ機能的ブロック図である。本発明の実施例についての説明に役立つ画面映像図である。本発明の実施例についてのフローチャートである。本発明の実施例についての説明に役立つテレビ画面の画面映像図である。本発明の実施例についての説明に役立つ画素図である。本発明の実施例についての説明に役立つ画素図である。

Claims

行及び列のマトリクスで構成された複数の画素を有し、各列がそれぞれの列番号を有し、インターレース走査映像の現行及び前行のそれぞれの間の目標画素の位置で、補間する画像要素(画素)を処理することにより、前記インターレース走査映像をプログレッシブ走査映像に変換する方法であって、
少なくとも1つの前記現行又は前記前行が少なくとも1つのエッジ画素を含むか否か、を決定するステップと、
前記現行又は前記前行が、少なくとも1つのエッジ画素を含むのであれば、
前記現行の少なくとも1つのエッジ画素の前記列番号と、前記前行の少なくとも1つのエッジ画素の前記列番号との間の差に基づいて、エッジの近似角度を決定するステップと、
前記決定したエッジの角度に基づいて、前記目標画素に対応する前記現行及び前行のそれぞれの画素を決定するステップと、
前記対応する画素から、前記エッジに沿った位置での前記目標画素の値を補間するステップとを含む方法。
画素がエッジ画素であるか否かを決定する前記ステップが、
前記目標画素の位置について所定の領域内の第１の方向にある画素の第１の勾配強度値を決定し、前記決定した第１の勾配強度値における第１の大きさを決定するステップと、
前記目標画素について所定の領域内の、前記第１の方向と異なる第2の方向にある画素の第2の勾配強度値を決定し、前記決定した第2の勾配強度値における第2の大きさを決定するステップと、
エッジ画素として前記画素を規定するために、前記第１の大きさと前記第2の大きさの少なくとも1つが所定の閾値を超えるか否か、を決定するステップとを更に含む請求項1に記載の方法。
前記目標画素が、エッジ画素であれば、
前記現行の前記対応する画素に直接隣接する画素と、前記前行の前記対応するエッジ画素に直接隣接する画素を識別するステップと、
少なくとも1つの対応する画素の組み合わせを構成するために、前記2つの選択した隣接する画素と前記目標画素とを交わる角度を有する前記隣接する画素を選択することにより、前記現行のうち少なくとも1つの前記隣接する画素と対応する、前記前行のうち少なくとも1つの前記隣接する画素を選択するステップと、
前記少なくとも1つの対応する画素の組み合わせから、前記エッジに沿った位置での前記目標画素の値を補間するステップとを更に含む請求項1に記載の方法。
前記目標画素の値を補間する前記ステップが、それぞれの前記対応する画素の絶対差分値を計算するステップと、前記目標画素の値として、前記対応する画素の前記補間値を、最小の絶対差分値で選択するステップとを更に含む請求項3に記載の方法。
前記エッジの近似角度を決定する前記ステップが、最初のエッジ画素と最後のエッジ画素とをそれぞれを含む前記現行及び前行に沿った複数の画素を選択するステップと、前記最初のエッジ画素によって規定される近似角度と前記最後のエッジ画素によって規定される近似角度を決定するステップとを更に含む請求項1に記載の方法。
行及び列のマトリクスで構成された複数の画素を有し、各列がそれぞれの列番号を有し、インターレース走査映像の2つの連続する行の間の目標画素の位置で、補間する画像要素(画素)を処理することにより、前記インターレース走査映像をプログレッシブ走査映像に変換する方法であって、
前記目標画素の位置について所定の領域内の第１の方向にある画素の第１の勾配強度値を決定し、前記決定した第１の勾配強度値における第１の大きさを決定するステップと、
前記目標画素の位置について所定の領域内の、前記第１の方向と異なる第2の方向にある画素の第2の勾配強度値を決定し、前記決定した第2の勾配強度値における第2の大きさを決定するステップと、
前記画素をエッジ画素として規定するために、前記第１の大きさと前記第2の大きさの少なくとも1つが所定の閾値を超えるか否か、を決定するステップと
前記画素がエッジ画素であれば、エッジの近似角度を決定するために、前記第1及び第2の勾配強度値を比較するステップと、
前記エッジの前記近似角度が、45度より小さくなるように決定されるのであれば、
前記現行の少なくとも1つのエッジ画素の前記列番号と、前記前行の少なくとも1つのエッジの画素の前記列番号との間の差に基づいて、前記エッジの近似角度を決定するステップと、
前記決定したエッジの角度に基づいて、前記目標画素に対応する前記現行及び前行のそれぞれの画素を決定するステップと、
前記対応する画素から、前記エッジに沿った位置での前記目標画素の値を補間するステップとを含む方法。
前記エッジの前記近似角度が、45度より小さくなるように決定されるのであれば、
前記現行の前記対応する画素に直接隣接する画素と、前記前行の前記対応する画素に直接隣接する画素を識別するステップと、
少なくとも1つの対応する画素の組み合わせを構成するために、前記2つの選択した隣接する画素と前記目標画素とを交わる角度を有する前記隣接する画素を選択することにより、前記現行のうち少なくとも1つの前記隣接する画素と対応する、前記前行のうち少なくとも1つの前記隣接する画素を選択するステップと、
前記少なくとも1つの対応する画素の組み合わせから、前記エッジに沿った位置での前記目標画素の値を補間するステップとを更に含む請求項6に記載の方法。
前記エッジの前記近似角度が45度より小さくなるように決定されるのであれば、前記エッジの近似角度を決定する前記ステップが、
最初のエッジ画素と最後のエッジ画素とをそれぞれ含む前記現行及び前行に沿った複数の画素を選択するステップと、
前記最初のエッジ画素によって規定される近似角度と前記最後のエッジ画素によって規定される近似角度を決定するステップと
前記エッジの前記近似角度を得るために、前記最初のエッジ画素及び最後のエッジ画素によって規定される前記近似角度を平均化するステップとを更に含む請求項6に記載の方法。
前記目標画素の値を補間する前記ステップが、それぞれの前記対応する画素の絶対差分値を計算するステップと、前記目標画素の値として、対応する画素の前記補間した値を、前記最小の絶対差分値で選択するステップとを更に含む請求項7に記載の方法。
各列がそれぞれの列番号を有し、列及び行のマトリクスを構成するインターレース走査映像の2つの連続する行の間に、目標画素の位置で補間した画像要素（画素）を生成する装置であって、
エッジ検出器と、
現行の少なくとも1つのエッジ画素の前記列番号と、前行の少なくとも1つのエッジ画素の前記列番号との間の差に基づいて、エッジの近似角度を決定するプロセッサと、
前記目標画素に隣接したインターレース走査映像の画素の値を組み合わせ、前記決定した角度に沿って配置させて、前記補間画素を生成する補間器とを備える装置。
前記エッジ検出器が、
第１の大きさ及び第１の感度値を有する第１の勾配強度値を生成するために、前記目標画素の位置について領域内のインターレース走査映像の行をフィルタするように構成される第１の相関フィルタと、
第2の勾配強度値が、前記第1の勾配強度値とは異なる角度に対するものであり、第2の大きさ及び第2の感度値を有する第2の勾配強度値を生成するために、前記目標画素の位置について領域内のインターレース走査映像の連続する行をフィルタするように構成される第2の相関フィルタと、
エッジ画素であるとして前記画素を規定するために、前記第1の大きさと前記第2の大きさのうち少なくとも1つが所定の閾値を超えるか否か、を決定するコンパレータとを更に備える請求項10に記載の装置。
前記エッジの前記近似角度を決定する前記プロセッサが、最初のエッジに対応する画素と最後のエッジに対応する画素とを含む行に沿った複数の画素から、前記最初のエッジに沿った近似角度と前記最後のエッジに沿った近似角度とを決定する回路と、前記近似角度を得るために、前記最初及び最後のエッジの近似角度を平均化する回路とを備える請求項10に記載の装置。
前記インターレース走査の画素の値を組み合わせる前記補間器が、それぞれの選択した画素の絶対差分値を計算する回路と、前記対応する画素として、前記画素の組み合わせを、最小の絶対差分値で選択する回路とを備える請求項10に記載の装置。