JP2007097150A - 画像信号処理装置及びインターレース・プログレッシブ変換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】入力映像信号によって表される映像パターンに拘わらず正確に静止画及び動画を判定して、その形態に対応した適切なインタレース・プログレッシブ変換処理を実施することが可能な画像信号処理装置を提供することを目的とする。
【解決手段】インタレース方式の入力映像信号に対して補間演算又は補外演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号を生成すると共に、入力映像信号における隣接する２つのフィールド毎に一方のフィールド及び他方のフィールドを組み合わせることにより１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号を生成する。そして、入力映像信号に基づく１フレーム分の画像、又は１フレームを複数の表示領域に分割した表示領域各々に対応した画像毎に当該画像が静止画であるか否かの静止画判定を行い、静止画であると判定された場合と静止画ではないと判定された場合とで異なる混合比にて第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することによりプログレッシブ映像信号を生成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インタレース方式の映像信号をプログレッシブ方式の映像信号に変換する画像信号処理装置及びその変換方法に関する。

現在、地上波アナログカラーテレビ放送のテレビジョン信号としては、ＮＴＳＣ（National Television System）、或いはＰＡＬ（Phase Alternating Line）方式等のインタレース方式の映像信号が主流を為している。

又、近年、プラズマディスプレイパネル、液晶表示パネル、エレクトロルミネッセンス表示パネル等のマトリクス駆動方式の表示パネルを搭載したディスプレイ装置が製品化されている。このようなディスプレイ装置は、入力映像信号に応じた画像表示（又は画素データの書込）を１表示ライン分ずつ順次実行する、いわゆるプログレッシブ駆動を行うようにしている。従って、かかるディスプレイ装置においては、上述した如きインタレース方式の映像信号が入力された場合に、これをプログレッシブ方式の映像信号（以下、プログレッシブ映像信号と記述する）に変換するインタレース／プログレッシブ変換（以下、ＩＰ変換と称する）が為される。

ここで、インタレース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換するには、入力されたインタレース映像信号を１フィールド分だけ遅延させる遅延回路を用いる。すなわち、入力されたインタレース映像信号と、かかる遅延回路からの出力によれば、奇数フィールドの映像信号及び偶数フィールドの映像信号が夫々同時に得られる。よって、両者を組み合わせることにより、プログレッシブ駆動において必要となる１フレーム分の映像信号が得られることになる。

ところが、このようなＩＰ変換処理では、互いに隣接する２フレーム分の入力映像信号の内の一方のフレームに属する奇数フィールド映像信号と、他方のフレームに属する偶数フィールド映像信号との組み合わせによって１フレーム分の映像信号が生成される場合がある。よって、入力されたインタレース映像信号が静止画像を表す場合には問題ないが、動画像を表す場合には簾状の画像が表示されてしまうという問題が生じる。

そこで、１画面内において表示物体が静止している静止画領域に対しては、入力インタレース映像信号中の奇数フィールド映像信号と偶数フィールド映像信号との組み合わせにより１フレーム分の映像信号を生成し、動画領域に対しては以下の如き処理にて１フレーム分の映像信号を生成する。すなわち、１画面内において表示物体が動いている動画領域に対しては、各フィールド毎に、そのフィールドに属する映像信号に対して上下補間処理を施すことにより、１フレーム分の映像信号を生成する。

ここで、１画面中から動画領域を検出すべく、以下の如き動き検出処理方法が提案された（例えば、特許文献１参照）。すなわち、入力インタレース映像信号に基づき、各画素毎にフレーム間での差分及びフィールド間での差分を求め、両者の内の大なる方を動画判断用の評価値とする。そして、この評価値が閾値よりも大である場合に動画領域であると判定するのである。

しかしながら、例えば横縞模様の如き垂直周波数成分の高い映像パターンを表す入力映像信号におけるフィールド間での差分値は、動画及び静止画に拘わらず大となってしまう。又、例えば炎や滝の動画像の如きフレーム単位で周期的に変化する動画パターンを表す映像信号に対しては、これが動画像であるにも拘わらずフレーム間での差分値が小となる場合がある。

よって、入力映像信号によって表される映像パターンによっては、誤った動画又は静止画判定が為される恐れがあり、映像形態（動画又は静止画）に適したＩＰ変換処理が正しく為されなくなるという問題があった。
特開２００３−１７９８８６号公報

本発明が解決しようとする課題としては、上述したように入力映像信号によって表される映像パターンによっては正確に静止画及び動画を判定することができず、その形態に対応した適切なＩＰ変換処理を実施することができないという問題が一例として挙げられる。

請求項１記載による画像信号処理装置は、インタレース方式の入力映像信号をプログレッシブ映像信号に変換する画像信号処理装置であって、前記入力映像信号における各フィールド毎に補間演算又は補外演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号を生成する第１変換回路と、前記入力映像信号における隣接する２つのフィールド毎に一方のフィールド及び他方のフィールドを組み合わせることにより１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号を生成する第２変換回路と、前記入力映像信号に基づく１フレーム分の画像、又は１フレームを複数の表示領域に分割した際の前記表示領域各々に対応した画像毎に当該画像が静止画であるか否かの判定を行う静止画判定回路と、前記静止画判定回路において静止画であると判定された場合と静止画ではないと判定された場合とで異なる混合比にて前記第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することにより前記プログレッシブ映像信号を生成する混合手段と、を有する。

又、請求項１２記載によるインターレース・プログレッシブ変換方法は、インタレース方式の入力映像信号をプログレッシブ映像信号に変換するインターレース・プログレッシブ変換方法であって、前記入力映像信号における各フィールド毎に補間演算又は補外演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号を生成する第１変換ステップと、前記入力映像信号における隣接する２つのフィールド毎に一方のフィールド及び他方のフィールドを組み合わせることにより１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号を生成する第２変換ステップと、前記入力映像信号に基づく１画面分の画像、又は１画面を複数の表示領域に分割した際の前記表示領域各々に対応した画像毎に当該画像が静止画であるか否かを判定する静止画判定ステップと、前記静止画判定ステップにおいて静止画であると判定された場合と静止画ではないと判定された場合とで異なる混合比にて前記第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することにより前記プログレッシブ映像信号を生成する混合ステップと、を有する。

又、請求項１３記載によるプログラムは、インタレース方式の入力映像信号からプログレッシブ映像信号への変換処理を実行するコンピュータ読取可能なプログラムであって、前記入力映像信号における各フィールド毎に補間演算又は補外演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号を生成する第１変換ステップと、前記入力映像信号における隣接する２つのフィールド毎に一方のフィールド及び他方のフィールドを組み合わせることにより１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号を生成する第２変換ステップと、前記入力映像信号に基づく１画面分の画像、又は１画面を複数の表示領域に分割した際の前記表示領域各々に対応した画像毎に当該画像が静止画であるか否かを判定する静止画判定ステップと、前記静止画判定ステップにおいて静止画であると判定された場合と静止画ではないと判定された場合とで異なる混合比にて前記第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することにより前記プログレッシブ映像信号を生成する混合ステップと、を有することを特徴とするプログラム。

本発明においては、インタレース方式の入力映像信号に対して補間演算又は補外演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号を生成すると共に、入力映像信号における隣接する２つのフィールド毎に一方のフィールド及び他方のフィールドを組み合わせることにより１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号を生成する。そして、入力映像信号に基づく１フレーム分の画像、又は１フレームを複数の表示領域に分割した表示領域各々に対応した画像毎に当該画像が静止画であるか否かの静止画判定を行い、静止画であると判定された場合と静止画ではないと判定された場合とで異なる混合比にて上記第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することにより前記プログレッシブ映像信号を生成する。かかる静止画判定によれば、１画面内の一部の領域に、垂直周波数成分の高い横縞模様の如き画像、又はフレーム単位で周期的に変化する炎や滝の画像が含まれていても、正確に静止画及び動画の判別が為されるようになる。

又、本発明においては、入力映像信号における互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の閾値よりも小さい場合、すなわちフィールド間での相関が高い場合に入力映像信号によって表される画像が静止画であると判定するようにしている。かかる静止画判定によれば、例えば１フィールド期間だけ発光するフラッシュ画像、あるいはフレーム周期で同一の画像となるプロペラの回転画像を表す入力映像信号に対して、これを静止画であると誤判定することが防止される。

又、本発明においては、入力映像信号における互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の第１閾値よりも小さく、且つ入力映像信号における各フィールドの直前及び直後の２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の第２閾値よりも小さい場合に入力映像信号が静止画であると判定するようにしている。かかる静止画判定によれば、例えば１フィールド期間だけ発光するフラッシュ画像、あるいはフレーム周期で同一の画像となるプロペラの回転画像を表す入力映像信号のみならず、横縞模様の如き垂直周波数成分の高い映像パターンを表す映像信号に対しても、誤判定することなく静止画の判定が為されるようになる。

よって、本発明によれば、インタレース入力映像信号に対して、正確に静止画及び動画の判別が為されるようになるので、映像形態（動画又は静止画）に適したインタレース・プログレッシブ変換処理が正しく為されるようになる。

以下、本発明の実施例を図を参照しつつ説明する。

図１は、本発明による画像信号処理装置としてのＩＰ変換回路の一例を示す図である。

図１において、１フィールド遅延回路１は、入力されたインタレース映像信号ＶＤを１フィールド表示期間だけ遅延させたものを第１遅延映像信号ＦＤ１として、１フィールド遅延回路２、フィールド差分算出回路３、フィールド動き検出回路４、フィールド内補間回路５及びフィールド組合せ回路６に供給する。１フィールド遅延回路２は、上記第１遅延映像信号ＦＤ１を更に１フィールド表示期間だけ遅延させたものを第２遅延映像信号ＦＤ２として、フレーム差分算出回路７、及びフレーム動き検出回路８に供給する。

フィールド差分算出回路３は、先ず、第１遅延映像信号ＦＤ１に基づく隣接表示ライン間での補間演算により、この第１遅延映像信号ＦＤ１とは異なる他方のフィールドに対応した補間映像信号を求める。つまり、フィールド差分算出回路３は、第１遅延映像信号ＦＤ１が奇数フィールドに対応した映像信号である場合には、かかる補間演算により偶数フィールドに対応した補間映像信号を生成する一方、第１遅延映像信号ＦＤ１が偶数フィールドに対応した映像信号である場合には、奇数フィールドに対応した補間映像信号を生成するのである。すなわち、入力されたインタレース映像信号ＶＤと同一フィールドの映像信号をかかる補間演算によって生成するのである。そして、フィールド差分算出回路３は、この補間映像信号と上記インタレース映像信号ＶＤとの差分の絶対値を各画素単位にて算出し、その総数をフィールド差分値Ｄfiとして静止画判定回路９に供給する。

すなわち、フィールド差分算出回路３は、下記数式に従って、インタレース映像信号ＶＤにおける互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和をフィールド差分値Ｄfiとして求め、これを静止画判定回路９に供給するのである。

n_x-1 n_y-1
Ｄfi＝ΣΣ(｜VD(x,y）−［FD1(x,y-1)＋FD1(x,y+1)]／２｜）
x=1 y=1
ｘ：１フィールド内での水平座標
ｙ：１フィールド内での垂直座標
ｎ_x：１フィールド内での水平画素数
ｎ_y：１フィールド内での垂直画素数
フレーム差分算出回路７は、上記インタレース映像信号ＶＤと第２遅延映像信号ＦＤ２との差分の絶対値を各画素毎に求め、その総数をフレーム差分値Ｄfrとして静止画判定回路９に供給する。

尚、上記数式において、ｙ＝１のときの補間演算は、
［FD1(x,y+1)＋FD1(x,y+1)]／２
であり、ｙ＝ｎ_y-1のときの補間演算は、
［FD1(x,ｎ_y-1)＋FD1(x,ｎ_y-1)]／２
である。

すなわち、フレーム差分算出回路７は、下記数式に従って、インタレース映像信号ＶＤにおける各フィールドの直前及び直後の２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和をフレーム差分値Ｄfrとして求め、これを静止画判定回路９に供給するのである。

n_x-1 n_y-1
Ｄfr＝ΣΣ(｜ＶＤ(x,y)−ＦＤ２(x,y)｜）
x=1 y=1
ｘ：１フィールド内での水平座標
ｙ：１フィールド内での垂直座標
ｎ_x：１フィールド内での水平画素数
ｎ_y：１フィールド内での垂直画素数
静止画判定回路９は、上記フィールド差分値Ｄfi及びフレーム差分値Ｄfrに基づき、１フレーム分のインタレース映像信号ＶＤにて表される画像が静止画であるか否かを、図２に示される静止画判定フローに従って判定する。

図２において、先ず、静止画判定回路９は、内蔵レジスタＮ（図示せぬ）に、静止画判定回数Ｎの初期値として「０」を記憶させる（ステップＳ１）。次に、静止画判定回路９は、このＩＰ変換回路に新たな１フィールド分のインタレース映像信号ＶＤが供給されたか否かの判定を、供給されるまで繰り返し実行する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、新たな１フィールド分のインタレース映像信号ＶＤが供給されたと判定された場合、静止画判定回路９は、上記フレーム差分値Ｄfrが所定の閾値Ｔ_frよりも小であるか否かを判定する（ステップＳ３）。この際、フレーム差分値Ｄfrが所定の閾値Ｔ_frよりも小である場合、静止画判定回路９は、インタレース映像信号ＶＤが静止画であると判定する。

そして、かかるステップＳ３において、フレーム差分値Ｄfrが所定の閾値Ｔ_frよりも小であると判定された場合、次に、静止画判定回路９は、上記フィールド差分値Ｄfiが所定の閾値Ｔ_fiよりも小であるか否かを判定する（ステップＳ４）。この際、上記フィールド差分値Ｄfiが所定の閾値Ｔ_fiよりも小である場合、静止画判定回路９は、インタレース映像信号ＶＤが静止画であると判定する。ステップＳ４による静止画判定によれば、例えば１フィールド期間だけ発光するフラッシュ画像、あるいはフレーム周期で同一の画像となるプロペラの回転画像を表す入力映像信号に対し、これを静止画であると誤判定することが防止される。

そして、かかるステップＳ４において、フィールド差分値Ｄfiが所定の閾値Ｔ_fiよりも小であると判定された場合、静止画判定回路９は、内蔵レジスタに記憶されている静止画判定回数Ｎが所定の静止画判定閾値Ｎ_ＴＨよりも大であるか否かを判定する（ステップＳ５）。かかるステップＳ５において、静止画判定回数Ｎが静止画判定閾値Ｎ_ＴＨよりも大であると判定された場合、静止画判定回路９は、供給された１フィールド分のインタレース映像信号ＶＤが静止画像を表すことを示す論理レベル１の静止画判定信号ＳＴをセレクタ１０に供給する（ステップＳ６）。

一方、上記ステップＳ５において、静止画判定回数Ｎが静止画判定閾値Ｎ_ＴＨよりも大きくないと判定された場合、静止画判定回路９は、上記内蔵レジスタに記憶されている静止画判定回数Ｎに「１」を加算した値を新たな静止画判定回数Ｎとして、かかる内蔵レジスタに上書き記憶する（ステップＳ７）。かかるステップＳ７の実行後、静止画判定回路９は、供給された１フィールド分のインタレース映像信号ＶＤが動画像を表すことを示す論理レベル０の静止画判定信号ＳＴをセレクタ１０に供給する（ステップＳ８）。

又、上記ステップＳ３にてフレーム差分値Ｄfrが閾値Ｔ_frよりも小ではないと判定された場合、又は上記ステップＳ４にてフィールド差分値Ｄfiが閾値Ｔ_fiよりも小ではないと判定された場合、静止画判定回路９は、上記内蔵レジスタに記憶されている静止画判定回数Ｎを「０」に初期化し（ステップＳ９）、上記ステップＳ８を実行する。すなわち、供給された１フィールド分のインタレース映像信号ＶＤが動画像を表すことを示す論理レベル０の静止画判定信号ＳＴをセレクタ１０に供給する。

そして、上記ステップＳ６又はＳ８の実行後、静止画判定回路９は、上記ステップＳ２の実行に戻り、１フィールド分のインタレース映像信号ＶＤが供給される度に、上記ステップＳ３〜Ｓ９なる一連の動作を実行する。

すなわち、静止画判定回路９は、フレーム差分値Ｄfrが所定の閾値Ｔ_fr以上の値であると判定（ステップＳ３）された場合、又はフィールド差分値Ｄfiが所定の閾値Ｔ_fi以上の値であると判定（ステップＳ４）された場合には、入力されたインタレース映像信号が動画を表すものであると判断する（ステップＳ８）。

一方、フレーム差分値Ｄfrが閾値Ｔ_frよりも小であり、且つフィールド差分値Ｄfiが閾値Ｔ_fiよりも小であると判定された場合には、静止画判定回路９は、入力された１フィールド分のインタレース映像信号が静止画を表すものであると判定する。

かかる静止画判定によれば、先ず、上記ステップＳ３により、入力映像信号における各フィールドの直前及び直後の２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の第２閾値よりも小さいと判定された場合、すなわちフレーム間相関が高い場合は、当該１フレームの入力映像信号は静止画であると判定される。ところが、１フィールド期間だけ画面全体が光るフラッシュのような映像に対しては、フレーム間相関が高く検出されることがある。又、プロペラのような周期的な高速な動きもフレームと同期が合うとフレーム間相関相関が高く検出されることがある。

そこで、上記ステップＳ４により、入力映像信号における互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の第１閾値よりも小さい、いわゆるフィールド間相関が高い場合は、当該１フレームの入力映像信号が静止画であると判定するようにしたのである。かかる静止画判定によれば、１画面内の一部に、１フィールド期間だけ発光するフラッシュ画像、フレーム周期で同一の画像となるプロペラの回転画像が供給された場合にも、誤判定することなく正しく静止画の判定が為される。尚、実際には、ステップＳ４による静止画判定では、各フィールド毎の入力映像信号と、そのフィールドに隣接するフィールドに対応した入力映像信号に基づく補間映像信号との同一画素同士による差分の総和が所定の第１閾値よりも小さい場合は、当該１フレームの入力映像信号が静止画であると判定している。この際、上記補間映像信号とは、互いに上下に隣接する表示ライン各々に対応した入力映像信号に基づく補間演算により求めた、入力映像信号と同一フィールドの映像信号である。又、この補間処理としては、入力映像信号に対応する表示ラインの近傍の表示ライン上に位置し、走査線方向において入力映像信号と対応する入力映像信号の近傍の映像信号からの補間でも良い。また補間処理に代わり、補外処理を実行するようにしても良い。

ここで、一般的には現フィールドと直前のフィールドの相関が高ければ、現フィールドと直後のフィールドの相関も高い傾向にある。従って、直前のフィールドと直後のフィールドの相関も高い。すなわち、フィールド間相関が高い場合はフレーム間相関も高い傾向にあり、静止画である可能性が高くなる。さらに、上述のようなフレーム相関が高いフラッシュ画像やプロペラ回転画像に対しても、フィールド間相関は低くなり、動き検出をすることができる。ただし、２走査ラインを周期とする横縞模様の如き垂直周波数成分の高い映像パターンの静止画は、フレーム間相関は高いが、フィールド間相関は低く検出されてしまう。幸いこのような特殊なパターンが画面全体に広がることはまれなため、本来静止画の画面の一部にこのような特殊パターンが含まれていても、画面全体としては静止画と判定される。

上述のような考え方から、一表示画面の入力映像信号における互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の第１閾値よりも小さいときは静止画と判定する。一方、一表示画面の入力映像信号における各フィールドの直前及び直後の２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の第２閾値よりも小さいときは静止画である可能性が一般的には高いが、フラッシュのような一瞬の高速な動きを静止画と誤判定する可能性はある。

そこで一表示画面の入力映像信号における互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の第１閾値よりも小さく、且つ入力映像信号における各フィールドの直前及び直後の２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の第２閾値よりも小さい場合にこの入力映像信号が静止画であると判定することにより、誤検出の可能性を低減することができる。

要するに、静止画判定回路９は、入力映像信号における互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和と、入力映像信号における各フィールドの直前及び直後の２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和とに基づき、１画面分の画像毎に当該画像が静止画であるか否かを判定するのである。よって、例えば、１画面内の一部に、１フィールド期間だけ発光するフラッシュ画像、フレーム周期で同一の画像となるプロペラの回転画像、或いは垂直周波数成分の高い横縞模様等が表示されるような映像信号が供給された場合にも、誤判定することなく正しく静止画の判定が為される。

次に、図１に示されるフィールド動き検出回路４は、先ず、第１遅延映像信号ＦＤ１に基づく隣接表示ライン間での下記数式に従った補間演算により、この第１遅延映像信号ＦＤ１とは異なる他方のフィールドに対応した補間映像信号ＨＳを求める。

ＨＳ＝［FD1(x,y-1)＋FD1(x,y+1)]／２
ｘ：１フィールド内での水平座標（１〜ｎ_ｘ）
ｙ：１フィールド内での垂直座標（１〜ｎ_ｙ）
ｎ_x：１フィールド内での水平画素数
ｎ_y：１フィールド内での垂直画素数
そして、フィールド動き検出回路４は、この補間映像信号ＨＳと上記インタレース映像信号ＶＤとの差分の絶対値を各画素毎に算出し、その画素毎の算出結果を順次示すフィールド動き信号Ｍfiを合成回路１１に供給する。すなわち、フィールド動き検出回路４は、インタレース映像信号ＶＤにおける互いに隣接するフィールド間での同一画素同士の差分値を、フィールド間での画像の動き量を示すフィールド動き信号Ｍfiとして合成回路１１に供給するのである。

フレーム動き検出回路８は、上記インタレース映像信号ＶＤと第２遅延映像信号ＦＤ２との差分の絶対値を各画素毎に算出し、その画素毎の算出結果を、フレーム動き信号Ｍfrとして合成回路１１に供給する。すなわち、フレーム動き検出回路８は、インタレース映像信号ＶＤにおける各フィールドの直前及び直後の２つのフィールド間での同一画素同士の差分値を求め、これをフレーム間での画像の動き量を示すフレーム動き信号Ｍfrとして合成回路１１に供給するのである。

合成回路１１は、上記フィールド動き信号Ｍfiに所定の重み係数を乗じた値と、上記フレーム動き信号Ｍfrとを画素毎に大小比較し、大なる方を合成動き信号ＭＶとしてセレクタ１０に供給する。

セレクタ１０は、かかる合成動き信号ＭＶ及び上記フレーム動き信号Ｍfrの内から、静止画判定信号ＳＴに応じた一方を選択し、これを混合比を指定する混合比信号ＭＸとして混合回路１２に供給する。すなわち、セレクタ１０は、静止画であることを示す論理レベル１の静止画判定信号ＳＴが供給された場合には、フレーム動き信号Ｍfrを選択しこれを混合比信号ＭＸとして混合回路１２に供給する。一方、静止画ではないことを示す論理レベル０の静止画判定信号ＳＴが供給された場合には、セレクタ１０は、合成動き信号ＭＶを選択しこれを混合比信号ＭＸとして混合回路１２に供給する。

フィールド内補間回路５は、先ず、第１遅延映像信号ＦＤ１に基づく隣接表示ライン間での補間演算（下記数式に示す）により、この第１遅延映像信号ＦＤ１とは異なる他方のフィールドに対応した補間映像信号ＨＳを求める。

ＨＳ＝［FD1(x,y-1)＋FD1(x,y+1)]／２
ｘ：１フィールド内での水平座標（１〜ｎ_ｘ）
ｙ：１フィールド内での垂直座標（１〜ｎ_ｙ）
ｎ_x：１フィールド内での水平画素数
ｎ_y：１フィールド内での垂直画素数
そして、フィールド内補間回路５は、かかる補間映像信号ＨＳと、第１遅延映像信号ＦＤ１とを１表示ライン分ずつ交互に組み合わせることにより、１フレーム分の映像信号を生成し、これを第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１として混合回路１２に供給する。すなわち、フィールド内補間回路５は、入力されたインターレース映像信号ＶＤに対して各フィールド毎に補間演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１を生成するのである。

以下に、図３（Ａ）に示す如きインタレース映像信号ＶＤ（第１フィールド〜第３フィールド）が供給された場合を一例にとって、フィールド内補間回路５の動作を説明する。

図３（Ａ）において、奇数フィールドは、第２ライン、第４ライン、第６ラインの如き偶数ラインに対応した映像信号から構成され、全画素「黒」を信号（黒丸にて示す）である。一方、偶数フィールドは、第１ライン、第３ライン、第５ラインの如き奇数ラインに対応した映像信号から構成され、全画素「白」信号（白丸にて示す）である。尚、図３（Ａ）では、走査線方向の画素は簡単のため３画素のみ記載している。

かかる図３（Ａ）の如きインタレース映像信号ＶＤに応じて、フィールド内補間回路５は、図３（Ｂ）に示す如き第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１を生成する。すなわち、フィールド内補間回路５は、第１フィールドにおいて、第２ライン及び第４ライン各々の映像信号に基づく互いに走査線方向の位置が同一の画素同士による補間演算により、第３ラインの映像信号を求める。同様に、第４ライン及び第６ライン各々の映像信号に基づく互いに走査線方向の位置が同一の画素同士による補間演算により、第５ラインの映像信号を求める。尚、第１ラインは隣接ラインとして第２ラインしかないので、第２ラインの映像信号をそのまま第１ラインの映像信号として用いる。この結果、第１フィールドの映像に基づくフィールド内補間によって得られた１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１は全画素「黒」となる。又、第２フィールドにおいて、フィールド内補間回路５は、第１ライン及び第３ライン各々の映像信号に基づく互いに走査線方向の位置が同一の画素同士による補間演算により、第２ラインの映像信号を求める。同様に、第３ライン及び第５ライン各々の映像信号に基づく互いに走査線方向の位置が同一の画素同士による補間演算により、第４ラインの映像信号を求める。この結果、第２フィールドの映像に基づくフィールド内補間によって得られた１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１は全画素「白」となる。

フィールド組合せ回路６は、入力されたインタレース映像信号ＶＤと、第１遅延映像信号ＦＤ１とを１表示ライン分ずつ交互に組み合わせることにより、１フレーム分の映像信号を生成し、これを第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２として混合回路１２に供給する。すなわち、フィールド組合せ回路６は、インタレース映像信号ＶＤにおける隣接する２つのフィールド毎に一方のフィールド及び他方のフィールドを組み合わせることにより１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２を生成するのである。

以下に、図３（Ａ）に示す如きインタレース映像信号ＶＤ（第１フィールド〜第３フィールド）が供給された場合を一例にとって、フィールド組合せ回路６の動作を説明する。

かかる図３（Ａ）の如きインタレース映像信号ＶＤに応じて、フィールド組合せ回路６は、図３（Ｃ）に示す如き第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２を生成する。すなわち、フィールド組合せ回路６は、図３（Ａ）に示す如き第１フィールドの第２ラインに対応した映像信号を、図３（Ｃ）に示す如く、第２フィールドにおける第２ラインに対応した映像信号とする。又、図３（Ａ）に示す如き第１フィールドの第４ラインに対応した映像信号を、図３（Ｃ）に示す如く、第２フィールドにおける第４ラインに対応した映像信号とする。更に、図３（Ａ）に示す如き第１フィールドの第６ラインに対応した映像信号を、図３（Ｃ）に示す如く、第２フィールドにおける第６ラインに対応した映像信号とする。その結果、第１フィールドの映像によって補われた第２フィールドの１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２は奇数ラインは全画素「白」、偶数ラインは全画素「黒」となる。

混合回路１２は、混合比信号ＭＸにて示される各画素毎の混合比にて、上記第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１と、第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２とを対応する画素同士で混合したものを最終的なプログレッシブ映像信号として出力する。つまり、混合回路１２は、混合比信号ＭＸにて示される混合比［ｋ１：ｋ２］に応じて、
ＰＲ１・ｋ１＋ＰＲ２・ｋ２ （ただし、ｋ１＋ｋ２＝１）
なる混合を実行し、その混合結果をプログレッシブ映像信号として出力するのである。尚、混合回路１２では、上記ｋ１にｋ２を加算した値が必ず「１」になる、いわゆるαブレンド方式に基づく混合を行う。この際、画像の動きが大なるほど、混合比信号ＭＸにて示される第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１の混合比率が大になる。そこで、混合比信号ＭＸによって示される値と、混合比［ｋ１：ｋ２］との対応関係を予め設定しておき、この対応関係に基づき混合比の制御を行うのである。

要するに、混合回路１２は、１フレーム分の入力映像信号が静止画を表すと判定された場合には第１混合比にて第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合する。ここで第１混合比は画素毎のフレーム差分動き検出結果により決まる画素毎の混合比である。すなわち、一表示画面の入力映像信号が静止画と判定されたときはフレーム間差分では検出できないような高速な動きはないとの前提にて部分的動き部分を検出する。これにより横縞模様の如き垂直周波数成分の高い映像パターンをフィールド間差分により検出しても無視することにより、静止映像信号を誤って動画と検出することを防止するのである。

一方、１フレーム分の入力映像信号が静止画を表さないと判定された場合には第２混合比にて第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することによりプログレッシブ映像信号を生成する。ここで第２混合比は画素毎のフレーム間差分動き検出結果とフィールド間差分動き検出結果を合成した結果の混合比である。ここで、１フレーム分の入力映像信号が動画と判定された場合、フィールド間差分でしか検出できない高速の動きも考慮する必要がある。具体的にはフラッシュ画像のような画面全体が一瞬のみ明るくなるような画面や、飛行機が背景画面に対して明らかに動いているような飛行画面の中でプロペラの動きがフレーム周波数と同じ周期で動いているためにフレーム間差分では動き検出ができないような場合である。このような一画面全体として動画であることが明らかな画面ではフィールド間差分も考慮して第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合（第２混合比）することにより、上述のフラッシュやプロペラの高速映像を再現することができる。

尚、合成回路１１において、フレーム間差分動き検出結果とフィールド間差分動き検出結果とを合成する方法は各種ある。フレーム間差分は２フィールド時間の動きだが、フィールド間差分は１フィールド時間の動きのため、プログレシブ画面にしたときの隣接する走査線間の変化が充分小さい場合、フレーム間差分はフィールド間差分の２倍の値になるはずである。一方、実際にはフィールド間差分にはプログレシブ画面にしたときの隣接する走査線間の変化が加わる分大きくなる要因もある。そこで、フレーム間差分の重みを１とし、フィールド間差分の重みを好みの画質や、想定される入力映像信号により決め、重み付けされたフレーム間差分動き検出結果とフィールド間差分動き検出結果を比較する。この際、前述したように、両者の内の大きい方に基づき第２混合比を設定しても良いし、或いは、両者の和または平均を第２混合比に設定するようにしても良い。

又、上記実施例における静止画判定回路９においては、入力映像信号に基づく１画面分の画像毎に当該画像が静止画であるか否かを判定するようにしているが、１画面を複数の表示領域に分割して各表示領域毎に、その表示領域に表示されるべき画像が静止画であるか否かを判定するようにしても良い。

例えば、図４に示す如く１画面を４分割した際の表示領域Ａ〜Ｄ各々に表示されるべき画像の各々毎に、静止画判定回路９は、かかる画像が静止画であるか否かを判定し、その判定結果を示す静止画判定信号ＳＴをセレクタ１０に供給する。すなわち、静止画判定回路９は、図４に示す如き表示領域Ａに表示されるべき画像が静止画であるか否かを示す静止画判定信号ＳＴ_Ａ、表示領域Ｂに表示されるべき画像が静止画であるか否かを示す静止画判定信号ＳＴ_Ｂ、表示領域Ｃに表示されるべき画像が静止画であるか否かを示す静止画判定信号ＳＴ_Ｃ、表示領域Ｄに表示されるべき画像が静止画であるか否かを示す静止画判定信号ＳＴ_Ｄを順次、セレクタ１０に供給する。この際、フレーム差分算出回路７は、インタレース映像信号ＶＤにおける各フィールドの直前及び直後の２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和であるフレーム差分値Ｄfrを、上記表示領域Ａ〜Ｄの各々毎に求めて静止画判定回路９に供給する。又、フィールド差分算出回路３は、インタレース映像信号ＶＤにおける互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和であるフィールド差分値Ｄfiを、上記表示領域Ａ〜Ｄの各々毎に求めて静止画判定回路９に供給する。要するに、静止画判定を行うにあたり、入力映像信号に基づく１フレーム分の画像、又は１フレームを複数の表示領域に分割した表示領域各々に対応した画像毎に当該画像が静止画であるか否かの判定を行うようにすれば良いのである。

尚、図４に示される実施例においては静止画判定の対象となる表示領域Ａ〜Ｄは夫々異なる画素群からなるものであるが、これら静止画判定の対象となる表示領域各々の一部が互いに重複していても良い。すなわち、静止画判定の対象となる複数の表示領域各々の内で、互いに隣接する２つの表示領域各々が同一の画素を含んでいても良いのである。更に、上記混合回路１２において為される各画素毎の混合動作に連動させて、その画素の周辺に隣接する画素群を判定対象とした静止画判定を各画素毎に実施するようにしても良い。

例えば、混合回路１２において図５に示す如き画素Ｐ（１,１）に対応した混合処理が為される場合には、静止画判定回路９は、この画素Ｐ（１,１）を軸とした、
画素Ｐ（１,１）
画素Ｐ（１,２）
画素Ｐ（２,１）
画素Ｐ（２,２）
なる画素を含む表示領域（以下、第１静止画判定対象領域と称する）に対して静止画判定を行う。

又、混合回路１２において図５に示す如き画素Ｐ（２,１）に対応した混合処理が為される場合には、静止画判定回路９は、この画素Ｐ（２,１）を軸とした、
画素Ｐ（２,１）
画素Ｐ（１,１）
画素Ｐ（１,２）
画素Ｐ（２,２）
画素Ｐ（３,２）
画素Ｐ（３,１）
なる画素を含む表示領域（以下、第２静止画判定対象領域と称する）に対して静止画判定を行う。

又、混合回路１２において図５に示す如き画素Ｐ（１,２）に対応した混合処理が為される場合には、静止画判定回路９は、この画素Ｐ（１,２）を軸とした、
画素Ｐ（１,２）
画素Ｐ（１,３）
画素Ｐ（２,３）
画素Ｐ（２,２）
画素Ｐ（２,１）
画素Ｐ（１,１）
なる画素を含む表示領域（以下、第３静止画判定対象領域と称する）に対して静止画判定を行う。

又、混合回路１２において図５に示す如き画素Ｐ（２,２）に対応した混合処理が為される場合には、静止画判定回路９は、この画素Ｐ（２,２）を軸とした、
画素Ｐ（２,２）
画素Ｐ（１,２）
画素Ｐ（１,３）
画素Ｐ（２,３）
画素Ｐ（３,３）
画素Ｐ（３,２）
画素Ｐ（３,１）
画素Ｐ（２,１）
画素Ｐ（１,１）
なる画素を含む表示領域（以下、第４静止画判定対象領域と称する）に対して静止画判定を行う。

かかる静止画判定処理によれば、互いに隣接する表示領域各々内には、互いに同一の画素が含まれているので、図４に示す如き夫々異なる画素群からなる表示領域毎に静止画判定を行うのものに比して、その隣接境界部での静止画判定の精度が高くなる。

又、上記実施例においては、各フィールド毎の入力映像信号（ＶＤ）に補間演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１を生成しているが、入力映像信号（ＶＤ）に対して補外演算を施すことにより、第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１を生成するようにしても良い。要するに、入力映像信号（ＶＤ）に対して各フィールド毎に補間演算又は補外演算を施すことにより、１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１を生成するようにすれば良いのである。

以上の如く、図１及び図２に示されるＩＰ変換処理においては、先ず、インタレース方式の入力映像信号（ＶＤ）に対して補間演算又は補外演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号（ＲＰ１）を生成する。更に、入力映像信号における隣接する２つのフィールド毎に一方のフィールド及び他方のフィールドを組み合わせることにより１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号（ＲＰ２）を生成する。そして、入力映像信号が静止画である場合には第１混合比にて第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することによりプログレッシブ映像信号を生成する一方、静止画でない場合には第２混合比にて第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することによりプログレッシブ映像信号を生成する。

この際、図１に示されるＩＰ変換回路においては、入力映像信号が静止画を表す場合と静止画を表さない場合とでその混合比を異ならせて（第１混合比、第２混合比）第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することにより最終的なプログレッシブ映像信号を生成する。

ここで、図１に示されるＩＰ変換回路では、入力映像信号が静止画を表すか否かを判定するにあたり、表入力映像信号に基づく１フレーム分の画像、又は１フレームを複数の表示領域に分割した際の表示領域各々に対応した画像毎に当該画像が静止画であるか否かの判定を行うようにしている。

よって、かかる静止画判定によれば、１画面内の一部の領域に、垂直周波数成分の高い横縞模様の如き画像、又はフレーム単位で周期的に変化する炎や滝の画像が含まれていても、正確に静止画及び動画の判別が為されるようになる。従って、映像形態（動画又は静止画）に適したインタレース・プログレッシブ変換処理が為されるようになる。

尚、図１に示される実施例では、入力映像信号に基づく画像が静止画であると判定された場合には、フレーム動き信号Ｍfrにて示される混合比にて第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１及び第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合が為される。この際、フレーム動き信号Ｍfrは、入力映像信号に基づく画像が静止画であるが故に比較的小なる値である。よって、かかるフレーム動き信号Ｍfrに基づく混合処理によると、第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合比が第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１に比して急峻に大となるので、画像全体の質感の変化が視覚されてしまい、違和感のある画像が表示されてしまうという問題が生じる。

図６は、かかる問題点を解決すべく為された、ＩＰ変換回路の他の構成を示す図である。

尚、図６に示される構成においては、図１に示される静止画判定回路９に代わり静止画判定回路９０を採用し、図１に示されるセレクタ１０及び合成回路１１に代わり混合比算出回路１００を採用した点を除く他の構成は、図１に示されるものと同一である。

よって、以下に、静止画判定回路９０及び混合比算出回路１００の動作を中心にして図６に示されるＩＰ変換回路の動作について説明する。

静止画判定回路９０は、静止画判定回路９と同様に、図２に示される静止画判定フローに従って１フレーム分のインタレース映像信号ＶＤにて表される画像が静止画であるか否かを判定する。すなわち、静止画判定回路９０は、入力映像信号における互いに隣接するフィールド間での同一画素同士の差分値の総和（フィールド差分値Ｄfi）が第１閾値Ｄ１よりも小さく、且つ各フィールドの直前及び直後のフィールド間での同一画素同士の差分値の総和（フレーム差分値Ｄf r）が第２閾値Ｄ２よりも小さい場合にこの入力映像信号が静止画であると判定する。この際、静止画判定回路９０は、静止画であると判定された場合には論理レベル１、静止画ではないと判定された場合には論理レベル０を有する静止画判定信号ＳＴを生成し、これを混合比算出回路１００に供給する。

更に、静止画判定回路９０は、入力映像信号が静止画であると判定された場合には、以下の数式に基づき、その静止画の深度を表す静止画深度信号ＳＤを１フィールド毎に生成し、これを混合比算出回路１００に供給する。

ＳＤ＝（１−Ｄfi／Ｄ１)＋ｂ・(１−Ｄfr／Ｄ２)

ｂ：所定係数

Ｄfi＜Ｄ１ Ｄfr＜Ｄ２
すなわち、静止画判定回路９０では、入力映像信号における互いに隣接するフィールド（又はフレーム）間での同一画素同士の差分値の総和（Ｄfi、Ｄfr）が０となるような完全な静止画でなくても、その総和（Ｄfi、Ｄfr）が所定の閾値（Ｄ１、Ｄ２）よりも小さければ、これを静止画と判定する。そして、静止画判定回路９０は、かかる静止画判定処理によって静止画であると判定された場合には、上記閾値（Ｄ１、Ｄ２）に対する上記総和（Ｄfi、Ｄfr）の比率を、静止画の深度を表す静止画深度信号ＳＤとして生成するのである。

混合比算出回路１００は、例えば、図７に示す如き、係数選択制御回路１０３、セレクタ１０４及び１０５、係数乗算器１０６及び１０７、最大選択回路１０８から構成される。

係数選択制御回路１０３は、上記静止画判定信号ＳＴに基づく第１係数選択処理（後述する）、または、静止画判定信号ＳＴ及び静止画深度信号ＳＤに基づく第２係数選択処理（後述する）を実施する。係数選択制御回路１０３は、第１係数選択処理、または第２係数選択処理の実行により、係数乗算器１０６及び１０７各々に供給すべき係数を選択させるべき係数選択信号を生成して、セレクタ１０４及び１０５各々に供給する。セレクタ１０４は、夫々異なる係数を表す複数の係数Ｇ_i1〜Ｇ_inの内から、上記係数選択制御回路１０３から供給された係数選択信号にて示されるものを択一的に選択し、これを係数乗算器１０６に供給する。セレクタ１０５は、夫々異なる係数を表す複数の係数Ｇ_r1〜Ｇ_rnの内から、上記係数選択制御回路１０３から供給された係数選択信号にて示されるものを択一的に選択し、これを係数乗算器１０５に供給する。係数乗算器１０６は、フィールド動き信号Ｍfiに、セレクタ１０４から供給された係数Ｇ_iを乗算して得られた係数乗算フィールド動き信号ＧＭfiを最大選択回路１０８に供給する。係数乗算器１０７は、フレーム動き信号Ｍfrに、セレクタ１０５から供給された係数Ｇ_rを乗算して得られた係数乗算フレーム動き信号ＧＭfrを最大選択回路１０８に供給する。最大選択回路１０８は、上記係数乗算フィールド動き信号ＧＭfi及び係数乗算フレーム動き信号ＧＭfrの内からその信号レベルが大なる方を選択し、これを混合比を示す混合比信号ＭＸとして混合回路１２に供給する。

以下に、係数選択制御回路１０３において為される第１係数選択処理による動作、第２係数選択処理による動作について順に説明する。

［第１係数選択処理の実施例]
係数選択制御回路１０３は、論理レベル０の静止画判定信号ＳＴが供給された場合、つまり入力映像信号に基づく画像が動画状態である場合には、この間、所定値を表す係数Ｇを選択させるべき係数選択信号をセレクタ１０４及び１０５に夫々供給する。セレクタ１０４（１０５）は、係数Ｇ_i1〜Ｇ_in（Ｇ_r1〜Ｇ_rn）の内から上記所定値を表す係数Ｇを選択しこれを係数乗算器１０６（１０７）に供給する。よって、この際、最大選択回路１０８は、フレーム動き信号Ｍfrに上記所定値を乗算して得られた係数乗算フレーム動き信号ＧＭfrと、フィールド動き信号Ｍfiに上記所定値を乗算して得られた係数乗算フィールド動き信号ＧＭfiとの内からその信号レベルが大なる方を混合比信号ＭＸとして混合回路１２に供給する。

一方、静止画判定信号ＳＴにより、入力映像信号に基づく画像が動画から静止画に遷移したと判定された場合には、係数選択制御回路１０３は、この静止画の状態を維持している期間に亘り、図８に示す如く、各フィールド毎に段階的に係数Ｇを低下させるべき係数選択信号を順次、セレクタ１０４及び１０５に供給する。尚、５フィールド表示期間以上に亘り静止画状態が継続する場合には、それ以降、この第５番目のフィールド表示期間において選択した係数を引き続き選択させるべき係数選択信号を継続してセレクタ１０４及び１０５に供給する。

従って、第１係数選択処理によると、入力映像信号に基づく画像が動画状態から静止画状態に遷移した際には、上記係数Ｇに応じて、その値が徐々に低下する混合比信号ＭＸが生成されるのである。よって、この際、混合回路１２は、時間経過に伴い徐々に第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合比を増加させつつ、第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１及び第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合を実施する。つまり、入力映像信号に基づく画像が動画状態から静止画状態に遷移した直後は第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合比を小さくし、これを時間経過と共に徐々に増加させるのである。これにより、画像全体の質感が徐々に変化することになるので、その画質変化が視覚されにくい、いわゆる違和感の無い画像を表示することが可能になる。

一方、静止画状態から動画状態への切り替え時においては、直ちに第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合比を小さくしなければ画像が乱れるので、この際、係数選択制御回路１０３は、図８に示す如く、直ちに比較的大なる係数Ｇを係数乗算器１０６及び１０７に供給させるべき係数制御を実施する。

すなわち、係数選択制御回路１０３は、静止画判定回路９０での判定結果が静止画ではないとの判定から静止画であるとの判定に変化したときには、静止画であるとの判定から静止画ではないとの判定に変化したときに比べて、時間経過に伴う第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合比の変化率、つまり増加率が小となるように、係数制御を実施するのである。

［第２係数選択処理の実施例]
係数選択制御回路１０３は、論理レベル０の静止画判定信号ＳＴが供給された場合、つまり入力映像信号に基づく画像が動画状態である場合には、この間、所定値を表す係数Ｇを選択させるべき係数選択信号をセレクタ１０４及び１０５に夫々供給する。セレクタ１０４（１０５）は、係数Ｇ_i1〜Ｇ_in（Ｇ_r1〜Ｇ_rn）の内から上記所定値を表す係数Ｇを選択しこれを係数乗算器１０６（１０７）に供給する。よって、この際、最大選択回路１０８は、フレーム動き信号Ｍfrに上記所定値を乗算して得られた係数乗算フレーム動き信号ＧＭfrと、フィールド動き信号Ｍfiに上記所定値を乗算して得られた係数乗算フィールド動き信号ＧＭfiとの内からその信号レベルが大なる方を混合比信号ＭＸとして混合回路１２に供給する。

一方、静止画判定信号ＳＴにより、入力映像信号に基づく画像が動画から静止画に遷移したと判定された場合には、係数選択制御回路１０３は、最大、５フィールド表示期間に亘り、各フィールド毎に供給される静止画深度信号ＳＤの値を積算し、図９に示す如く、各フィールド毎の積算結果を得る。そして、係数選択制御回路１０３は、各フィールド毎に、その積算結果が大なるほど小なる係数Ｇを選択させるべき係数選択信号をセレクタ１０４及び１０５に供給する。例えば、係数選択制御回路１０３は、図１０に示す如き特性に基づいて、各フィールド毎の静止画深度信号ＳＤの積算結果から係数Ｇを求め、この係数Ｇを選択させるべき係数選択信号をセレクタ１０４及び１０５に供給する。この際、セレクタ１０４及び１０５は、図９に示す如く徐々に減少して行く係数Ｇを各フィールド毎に順次、係数乗算器１０６及び１０７に供給する。

従って、第２係数選択処理によっても上記第１係数選択処理を実施した場合と同様に、入力映像信号に基づく画像が動画状態から静止画状態に遷移した際には、図９に示す如き係数Ｇに応じて、その値が徐々に低下する混合比信号ＭＸが生成される。よって、この際、混合回路１２は、時間経過に伴い徐々に第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合比を増加させつつ、第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１及び第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合を実施する。つまり、入力映像信号に基づく画像が動画状態から静止画状態に遷移した直後は第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合比を小さくし、これを時間経過と共に徐々に増加させるのである。これにより、画像全体の質感が徐々に変化することになるので、その画質変化が視覚されにくい、いわゆる違和感の無い画像を表示することが可能になる。

この際、第２係数選択処理では、各フィールド毎の静止画深度信号ＳＤの積算結果に基づき係数Ｇの値を設定するようにしている。よって、第１係数選択処理の如き単に静止画状態の継続数（フィールド数）に基づいて係数Ｇを設定する場合に比して、動画状態から静止画状態への切り替え時の画質変化がより滑らかになる。

尚、第２係数選択処理を実施するにあたり、図９に示す実施例においては、最大、５フィールド表示期間に亘り静止画深度信号ＳＤの値を積算するようにしているが、図１１に示す如く、最大、４フィールド表示期間に亘り静止画深度信号ＳＤの値を積算するようにしても良い。

次に、図６に示されるＩＰ変換回路による作用効果について説明する。

図１２（Ａ）は、２表示ライン分の黒横線と、２表示ライン分の白横線と、が交互に現れる静止画像を表すインタレース映像信号ＶＤにおける３フィールド分の形態を模式的に表す図である。

ここで、図１２（Ａ）に示す如き絵柄のインタレース映像信号ＶＤに対して、フィールド内補間に基づくプログレッシブ変換を施すと、図１２（Ｂ）の如き絵柄を表す第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１が生成される。ところが、このようなフィールド内補間に基づくプログレッシブ変換によれば、白色表示部と黒色表示部との補間によって灰色の表示（斜線にて示す）部が形成されてしまい、本来の画像を再現することができない。

一方、図１２（Ａ）に示す如きインタレース映像信号ＶＤに対して、フィールド組合せに基づくプログレッシブ変換を施すと、図１２（Ｃ）の如く、元の絵柄を正しく再現した第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２が生成される。この際、図１２（Ａ）に示す如き絵柄の場合、フレーム差分は発生しないが、フィールド差分は発生するので、静止画判定回路９０によって静止画であるとの判定が為されても、その静止画深度は小なる値となる。

このように、入力映像信号によって表される画像が静止画の場合には、フィールド内補間に基づくプログレッシブ変換よりも、フィールド組合せに基づくプログレッシブ変換が適しているといえる。ところが、図１２（Ａ）に示す如き絵柄の静止画に対して静止画判定を行うと、その静止画深度が小であることから、時間経過に伴う多少の絵柄の変化により、ある時点では動画であるとの判定が為され、ある時点では静止画であるとの判定が為される場合がある。よって、動画であるとの判定から、静止画であるとの判定に遷移した際に、直ちに第２プログレッシブ映像信号の混合比を大に切り替えると、図１２（Ｂ）の如き絵柄から図１２（Ｃ）の如き絵柄に急峻に切り替わることになり、ちらついた画像が視覚されてしまう。

そこで、このような状況に鑑みて、図６に示されるＩＰ変換回路では、入力映像信号によって表される画像が動画から静止画に切り替わった際には、第２プログレッシブ映像信号の混合比を時間経過に伴い徐々に増大させるようにしている。これにより、第１プログレッシブ映像信号に基づく画像から徐々に第２プログレッシブ映像信号に基づく画像へと切り替わるので、入力映像信号によって表される画像が動画から静止画に遷移した際にも、違和感の無い画像を提供することが可能となる。

又、図１３（Ａ）は、全面黒色の状態から全面白色の状態に切り替わる際のインタレース映像信号ＶＤにおける４フィールド分の形態を模式的に表す図である。この際、第１及び第２フィールド間では、フィールド差分値が小となるので、静止画判定回路９０は静止画であると判定し、第２及び第３フィールド間では、フィールド差分値が大となるので、動画であると判定する。
ここで、図１３（Ａ）に示す如き絵柄のインタレース映像信号ＶＤに対して、フィールド内補間に基づくプログレッシブ変換を施すと、図１３（Ｂ）の如き、元の絵柄を正しく再現した第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１が生成される。

一方、図１３（Ａ）に示す如きインタレース映像信号ＶＤに対して、フィールド組合せに基づくプログレッシブ変換を施すと、図１３（Ｃ）の如き絵柄を表す第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２が生成される。ところが、このようなフィールド組合せに基づくプログレッシブ変換によると、黒色から白色へと遷移する第２及び第３フィールド各々において、灰色の表示（斜線にて示す）部が形成されてしまい、本来の画像を再現することができない。このような静止画状態（第１及び第２フィールド）から動画状態（第２及び第３フィールド）への遷移時点において、第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１及び第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合比を徐々に変化させると、第２及び第３フィールド各々で発生する灰色が強調され、これが視覚されてしまう。そこで、図６に示されるＩＰ変換回路では、静止画から動画への遷移時点では、第１プログレッシブ映像信号ＰＲ１及び第２プログレッシブ映像信号ＰＲ２の混合比を速やかに変化させるようにしたのである。

尚、上記実施例においては、ＩＰ変換処理をハードウェアにて実現した場合を一例にとってその動作を説明したが、図１又は図６に示される各機能モジュールの動作を、ソフトウェアにて実現するようにしても良い。すなわち、コンピュータが読み取りこれを実行可能なプログラムの形態で、図１又は図６に示されるＩＰ変換回路と同一機能のＩＰ変換処理を実現するようにしても良いのである。

本発明による画像信号処理装置としてのＩＰ変換処理回路の構成を示す図である。 図１に示される静止画判定回路９における静止画判定フローを示す図である。 フィールド内補間回路５及びフィールド組合回路６の動作を説明する為の図である。 １画面内の複数の表示領域に分割し各表示領域毎に静止画の判定を行う際における１画面内の分割形態の一例を示す図である。 画素群毎に静止画の判定を行う際の動作を説明する為の画素配置の一例を示す図である。 本発明の他の実施例によるＩＰ変換処理回路の構成を示す図である。 図６に示される混合比算出回路の内部構成を示す図である。 第１係数選択処理による係数Ｇの遷移形態の一例を示す図である。 第２係数選択処理による係数Ｇの遷移形態の一例を示す図である。 各フィールド毎の静止画深度信号ＳＤの積算結果と、係数Ｇとの対応関係を示す図である。 第２係数選択処理による係数Ｇの遷移形態の他の一例を示す図である。 図６に示されるＩＰ変換処理回路による効果を説明する為の図である。 図６に示されるＩＰ変換処理回路による効果を説明する為の図である。

主要部分の符号の説明

1,2 １フィールド遅延回路
３ フィールド差分算出回路
４ フィールド動き検出回路
５ フィールド内補間回路
６ フィールド組合せ回路
７ フレーム差分算出回路
８ フレーム動き検出回路
９,90 静止画判定回路
１０ セレクタ
１１ 合成回路
１２ 混合回路
100 混合比算出回路

Claims (13)

1. インタレース方式の入力映像信号をプログレッシブ映像信号に変換する画像信号処理装置であって、
   前記入力映像信号における各フィールド毎に補間演算又は補外演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号を生成する第１変換回路と、
   前記入力映像信号における隣接する２つのフィールド毎に一方のフィールド及び他方のフィールドを組み合わせることにより１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号を生成する第２変換回路と、
   前記入力映像信号に基づく１フレーム分の画像、又は１フレームを複数の表示領域に分割した際の前記表示領域各々に対応した画像毎に当該画像が静止画であるか否かの判定を行う静止画判定回路と、
   前記静止画判定回路において静止画であると判定された場合と静止画ではないと判定された場合とで異なる混合比にて前記第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することにより前記プログレッシブ映像信号を生成する混合手段と、を有することを特徴とする画像信号処理装置。
2. 前記静止画判定回路は、前記入力映像信号における互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の閾値よりも小さい場合に前記入力映像信号が静止画を表すと判定することを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
3. 前記静止画判定回路は、前記入力映像信号における互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の第１閾値よりも小さく、且つ前記入力映像信号における各フィールドの直前及び直後の２つのフィールド間での同一画素同士の差分値の総和が所定の第２閾値よりも小さい場合に前記入力映像信号が静止画を表すと判定することを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
4. 前記静止画判定回路は、１フィールド分の前記入力映像信号が供給される度に、前記入力映像信号における互いに隣接する２つのフィールド間での同一画素同士の差分値であるフィールド差分値の総和が所定の第１閾値よりも小であるか否かを判定すると共に前記入力映像信号における各フィールドの直前及び直後の２つのフィールド間での同一画素同士の差分値であるフレーム差分値の総和が所定の第２閾値よりも小であるか否かを判定する手段と、
   前記フィールド差分値が前記第１閾値よりも小であり且つ前記フレーム差分値が前記第２閾値よりも小であるとの判定が連続して為された回数を計数する手段と、
   前記回数が所定数より大となった場合に前記入力映像信号が静止画であると判定する手段と、を含むことを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
5. 前記入力映像信号における互いに隣接するフィールド間での画像の動き量を各画素毎に示すフィールド動き信号を生成するフィールド動き検出回路と、
   前記入力映像信号における互いに隣接するフレーム間での画像の動き量を各画素毎に示すフレーム動き信号を生成するフレーム動き検出回路と、
   前記フィールド動き信号及び前記フレーム動き信号に基づいて各画素毎に所定の演算を施すことにより合成動き信号を得る合成回路と、を更に備え、
   前記混合手段は、前記静止画判定回路において静止画であると判定された場合には前記フレーム動き信号に基づく第１混合比にて各画素毎に前記第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合する一方、前記静止画判定回路において静止画ではないと判定された場合には前記合成動き信号に基づく第２混合比にて各画素毎に前記第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
6. 前記演算は、前記フィールド動き信号に所定の重み係数を乗じた値と前記フレーム動き信号とを各画素毎に大小比較して大なる方を前記合成動き信号とすることを特徴とする請求項５記載の画像信号処理装置。
7. 前記入力映像信号における互いに隣接するフィールド間での画像の動き量を各画素毎に示すフィールド動き信号を生成するフィールド動き検出回路と、
   前記入力映像信号における互いに隣接するフレーム間での画像の動き量を各画素毎に示すフレーム動き信号を生成するフレーム動き検出回路と、を更に備え、
   前記混合手段は、前記フィールド動き信号及び前記フレーム動き信号の内の大なる方の信号レベルに応じた混合比にて前記第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
8. 前記静止画判定回路での判定結果が静止画ではないとの判定から静止画であるとの判定に変化したときには、前記第２プログレッシブ映像信号の混合比を徐々に増加させるべき制御を行う混合比制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
9. 前記混合比制御手段は、前記静止画判定回路での判定結果が静止画ではないとの判定から静止画であるとの判定に変化したときには、静止画であるとの判定から静止画ではないとの判定に変化したときに比べて、時間経過に伴う前記混合比の変化率が小であることを特徴とする請求項８記載の画像信号処理装置。
10. 前記混合比制御手段は、前記静止画判定回路での判定結果が静止画ではないとの判定から静止画であるとの判定に変化したときには、静止画であるとの判定結果が継続している間に亘り、１フィールド表示期間毎に前記第２プログレッシブ映像信号の混合比を増加させるべき制御を行うことを特徴とする請求項８記載の画像信号処理装置。
11. 前記静止画判定回路は、前記入力映像信号にて示される画像の１フレーム内において夫々複数の画素からなる第１表示領域及び第２表示領域の各々毎に、当該表示領域内に表示されるべき画像が静止画であるか否かの判定を行い、
    前記第１表示領域及び前記第２表示領域は互いに同一の画素を含むことを特徴とする請求項１記載の画像信号処理装置。
12. インタレース方式の入力映像信号をプログレッシブ映像信号に変換するインターレース・プログレッシブ変換方法であって、
    前記入力映像信号における各フィールド毎に補間演算又は補外演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号を生成する第１変換ステップと、
    前記入力映像信号における隣接する２つのフィールド毎に一方のフィールド及び他方のフィールドを組み合わせることにより１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号を生成する第２変換ステップと、
    前記入力映像信号に基づく１画面分の画像、又は１画面を複数の表示領域に分割した際の前記表示領域各々に対応した画像毎に当該画像が静止画であるか否かを判定する静止画判定ステップと、
    前記静止画判定ステップにおいて静止画であると判定された場合と静止画ではないと判定された場合とで異なる混合比にて前記第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することにより前記プログレッシブ映像信号を生成する混合ステップと、を有することを特徴とするインターレース・プログレッシブ変換方法。
13. インタレース方式の入力映像信号からプログレッシブ映像信号への変換処理を実行するコンピュータ読取可能なプログラムであって、
    前記入力映像信号における各フィールド毎に補間演算又は補外演算を施すことにより１フレーム分の第１プログレッシブ映像信号を生成する第１変換ステップと、
    前記入力映像信号における隣接する２つのフィールド毎に一方のフィールド及び他方のフィールドを組み合わせることにより１フレーム分の第２プログレッシブ映像信号を生成する第２変換ステップと、
    前記入力映像信号に基づく１画面分の画像、又は１画面を複数の表示領域に分割した際の前記表示領域各々に対応した画像毎に当該画像が静止画であるか否かを判定する静止画判定ステップと、
    前記静止画判定ステップにおいて静止画であると判定された場合と静止画ではないと判定された場合とで異なる混合比にて前記第１及び第２プログレッシブ映像信号を混合することにより前記プログレッシブ映像信号を生成する混合ステップと、を有することを特徴とするプログラム。

Images