JP2506075B2 - 画像信号変換装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は１画面当たり所定の水平走査線数を有し、イ
ンターレース走査を行う事により第１の画像を形成する
ための第１画像信号を１画面当たりの水平走査線数が前
記第１画像信号よりも多い第２の画像を形成するための
第２画像信号に変換する画像信号変換装置に関するもの
である。

［従来の技術］ 現在のNTSC方式のテレビジョン信号は、１フィールド
毎即ち1/60秒毎に走査線265.5本のフィールド信号をイ
ンターレース走査し、２フィールドで走査線525本の１
フレーム信号が形成されるが、例えば現行のテレビジョ
ン信号の走査線を２倍にし、このようなテレビジョン信
号を高精細度モニタ等に表示するための高精細度化信号
変換回路が知られている。

第１図は従来の高精細度化信号変換処理回路の基本的
な構成を示す。

第１図に示すように、入力端子１に供給されたテレビ
ジョン信号（アナログ信号）１はローパスフィルタ２で
高域がカットされ、A/D変換器３によりディジタル信号
に変換され、第１時間軸圧縮回路５に入力されると共
に、フィールドメモリ４に入力される。フィールドメモ
リ４からの信号は第２時間軸圧縮回路６に入力される。

フィールドメモリ４の出力は前フィールドの信号であ
り、2:1インターレース操作方式の場合には、現フィー
ルドの走査線の中間をトレースする。このようなA/D変
換器３からの現フィールド信号およびフィールドメモリ
４からの前フィールド信号の時間軸をそれぞれ時間軸圧
縮回路5,6により1/2に圧縮し、ついで切換スイッチ７を
介して時間軸圧縮後の走査線周期毎に当該スイッチ７を
切換て両回路5,6からの信号をとり出すことにより、走
査線が２倍化された信号を前述したA/D変換器３のサン
プリング周波数の２倍で動作するD/A変換器８に入力
し、更にこのD/A変換器８からのアナログ変換された信
号を、前述のローパスフィルタ２の２倍のカットオフ周
波数をもつローパスフィルタ９を通過させることによ
り、走査線が２倍化された高精細度のアナログテレビジ
ョン信号を出力端子10に得る。

かかる基本構成を複合カラーテレビジョン方式に応用
したものが第２図に示す基本ブロック図である。

第２図において入力端子11に入力される複合カラーテ
レビジョン信号は、Y/C分離回路12により輝度信号Ｙと
色信号Ｃとに分離される。色信号Ｃは色復調回路13によ
り２つの色差、例えばI,Q信号に復調される。輝度信号
Ｙは、第１図に示した構成の信号変換処理回路14により
高精細化（走査線２倍化）処理を行う。

色差信号I,Qも前述の輝度信号Ｙと同様の処理を信号
変換処理回路15にて行い、ついで、回路14からの高精細
度化処理後の輝度信号と共に入力されたマトリックス回
路16にて３原色のR,G,B信号に変換され、高精細カラー
モニタ17に表示される。

かかる走査線２倍化変換処理方式では、第３図に示す
ように現フィールド（即ちｉ）の互いに隣接する２つの
走査線A,B間の補間位置Ｘに前フィールド（即ちｉ−
１）の対応する位置Ｘ′の信号をそのまま補間信号とし
て用いる。それに対し例えば第３図に示す如く今補間し
ようとしている画像位置Ｘの上下の走査線ＡおよびＢの
平均値をもつ信号を、位置Ｘの補間信号として用いるこ
ともできる。

このように、前フィールドの走査線信号または現フィ
ールドの走査線信号を選択して補間信号として用いる方
式が各種提案されている。これらの提案の基本的な考え
方は、静止したような動きの少ない画像においては前フ
ィールドの信号を補間信号として用い、動きが大きい画
像では、現フィールド内の操作信号より補間信号を形成
するということにある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、以上のような従来技術においては、解
像度が低く、雑音の多い画像の場合には、高精細化信号
処理の効果がなく、信号処理を施さない画像と大差ない
という欠点がある。

そこで雑音の多いテレビジョン信号からフレームメモ
リを利用して雑音除去し、画質を向上させる巡回型の雑
音除去回路が知られており、第４図にその構成を示す。

第４図に示すように、入力端子18に入力されたテレビ
ジョン信号は、A/D変換器19によりディジタル信号に変
換され、この変換後の信号と、フレームメモリ23の出力
である１フレーム前の信号との差を減算回路20によって
得て、かかる差信号を係数回路21でｋ倍（０≦ｋ≦１）
し、そのｋ倍した信号を加算回路22でA/D変換器19から
のテレビジョン信号に加える。

また加算回路22からの出力をフレームメモリ23に入力
すると共に、D/A変換器23を介してローパスフィルタ25
に入力する。

かかる構成において、減算回路20の出力、即ちフレー
ム間差信号の大小により係数回路21におけるｋを制御
し、差信号が小さい時にはｋを１に近くし、差信号が大
きくなるに従ってｋを０に近づけると、加算回路22の出
力として、静止画像部分の雑音が除去された画像が得ら
れる。

しかしながら、かかる雑音除去回路によっても、動き
のある被写体画像に関しては、依然として解像度劣化の
問題が解消されない。

本発明はかかる画像信号を変換する装置において、ノ
イズ等の影響を受けずに、解像度の高い画像信号を得る
事ができる画像信号変換装置を提供する事を目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明の画像信号変換
装置は、１画面当たり所定の水平走査線数を有し、イン
ターレース走査を行う事により第１の画像を形成するた
めの第１画像信号を１画面当たりの水平走査線数が前記
第１画像信号よりも多い第２の画像を形成するための第
２画像信号に変換する装置であって、入力された第１画
像信号により示される現画面に対応した画像において、
当該現画面上において補間対象となる走査線位置の上下
に位置する走査線を示す第１画像信号を用いて第１補間
画像信号を形成し、出力する第１補間画像信号形成手段
と、入力された第１画像信号により示される現画面より
も１画面前の画面に対応した画像において、当該１画面
前の画面上において前記現画面上の補間対象となる走査
線位置に対応する位置の走査線を示す第１画像信号を用
いて第２補間画像信号を形成し、出力する第２補間画像
信号形成手段と、入力された第１画像信号により示され
る現画面よりも１画面後の画面に対応した画像におい
て、当該１画面後の画面上において前記現画面上の補間
対象となる走査線位置に対応する位置の走査線を示す第
１画像信号を用いて第３補間画像信号を形成し、出力す
る第３補間画像信号形成手段と、前記第１補間画像信号
形成手段より出力される第１補間画像信号と前記第２補
間画像信号形成手段より出力される第２補間画像信号と
を入力し、前記第２補間画像信号から前記第１補間画像
信号を減算する事により形成される第１減算信号に第１
の係数を乗算し、更に前記第１補間画像信号を加算する
事により形成される第１演算補間画像信号を出力する第
１演算手段と、前記第１補間画像信号形成手段より出力
される第１補間画像信号と前記第３補間画像信号形成手
段より出力される第３補間画像信号とを入力し、前記第
３補間画像信号から前記第１補間画像信号を減算する事
により形成される第２減算信号に第２の係数を乗算し、
更に前記第１補間画像信号を加算する事により形成され
る第２演算補間画像信号を出力する第２演算手段と、前
記第２補間画像信号形成手段より出力される第２補間画
像信号と前記第３補間画像信号形成手段より出力される
第３補間画像信号とを入力し、前記第２補間画像信号と
前記第３補間画像信号との差分値に応じて、前記第１演
算手段における第１の係数の値と前記第２演算手段にお
ける第２の係数の値とを設定する係数設定手段と、前記
第１演算手段において形成される前記第１減算信号と前
記第２演算手段において形成される前記第２減算信号と
を入力し、前記第１減算信号と前記第２減算信号との比
較結果に応じて、前記第１演算手段より出力される第１
演算補間画像信号と前記第２演算手段より出力される第
２演算補間画像信号との何れか一方を出力する出力手段
と、前記出力手段より出力される第１演算補間画像信号
或は第２演算補間画像信号と前記第１画像信号とを用い
て前記第２画像信号を形成する第２画像信号形成手段と
を有するものである。

［作用］ 上述の構成により、ノイズ等の影響を受けずに、解像
度の高い画像信号を得る事ができる様になる。

［実施例］ 以下、本発明を実施例図面を用いて詳細に説明する。

第５図は本発明の一実施例を示す。なお第５図におい
て前述の第１図と同一部分は同一番号で示した。

第５図に示すようにアナログ信号は入力端子１よりロ
ーパスフィルタ２を介してA/D変換器３に入力され、A/D
変換される。A/D変換器３からの信号は、262H（水平期
間）遅延回路26に入力され、この遅延回路26から更に1H
遅延回路27に入力され、この回路27から262H遅延回路28
に入力される。

したがって、第６図に示すように、後フィールドの画
像情報を示す走査線信号X32,262H遅延された現フィール
ドの走査線信号X23（遅延回路26の出力），さらにこの
信号より1H遅延された現フィールドの走査線信号X21,お
よび、この信号X21より262H遅延された前フィールドの
走査線信号X12が得られる。

262H遅延回路26の出力および1H遅延回路27の出力は加
算器29に入力され、この加算器29から1/2係数回路30に
入力され、そこから（X21＋X23）/2の信号が出力され
る。

1/2係数回路30の出力は、減算器31により前述のA/D変
換器３の出力信号X32から減算されると同時に、減算器3
2によって、262H遅延回路28の出力X12から減算処理され
る。

かかる減算器32からの両出力は、それぞれ係数回路33
および34に入力される。係数回路33および34の係数ｋ
（０≦ｋ≦１）は、後述する動き検出回路39により画像
の動きが大きい程０に近づき、画像の動きが小さい程１
に近づくように制御される。かかる２つの係数回路33お
よび34の出力は前記1/2係数回路30出力に加算器35およ
び36によりそれぞれ加算される。

２つの加算器35および36の出力は選択スイッチ37に供
給され、該スイッチ37は、前記２つの減算器31および32
からの出力を比較する比較器38の出力により制御され
る。すなわち、第６図に示す如く、1/2係数回路30の出
力である現フィールドの信号（X21＋X23）/2と、A/D変
換器３の出力である後フィールドの同一位置の信号X32
との差（（X21＋X23）/2−X32）および、現フィールド
の信号（X21＋X23）/2と262H遅延回路28の出力である前
フィールドの同一位置の信号X12との差（（X21＋X23）/
2−X12）の大小を比較器38により比較し、各差のどちら
が相関性が大きいかによりスイッチ37を切換える。例え
ば前記（X21＋X23）/2−X32＞（X21＋X23）/2−X12の時
は、（X21＋X23）/2とX12の方がより相関性が大きいと
して、切換スイッチ37を加算器36に切換える。

このように、現フィールドの走査線補間信号形成に際
して、現フィールドが前および後フィールドのいずれに
相関性があるかを判断して、より相関性のあるフィール
ドを利用して雑音除去を行うことによって、動きのある
低品質画像信号に対しても画質改善効果が得られる。

また連続する２フレーム間の差信号を得るために、A/
D変換器３の出力X32と262H遅延回路28の出力X12との差
を、減算器40にて算出し、その算出結果に基づいて動き
検出回路39により、フレーム間における被写体画像の動
きを検出する。動き検出回路33における被写体の動きの
検出は、入力値の大小等に基づいて基本的に行われる。

この動き検出回路39によって、フレーム間における被
写体の動きが大きな程、係数回路33,34の係数ｋを０に
近づけ、また逆に動きが小さくなる程係数ｋを１に近づ
ける。

切換スイッチ37の出力は、補間信号用の時間圧縮回路
６に入力し、また1H遅延回路27の出力×21は時間圧縮回
路５に入力し、両回路５および６の出力をスイッチ７を
介してD/A変換器８に入力し、さらにローパスフィルタ
９を介して出力端10に走査線が２倍化された高精細度信
号として供給される。

［発明の効果］ 以上説明した如く、本発明によれば、第１画像信号が
示す画像の動きの大きさに応じて雑音が除去された補間
画像信号を形成し、形成された補間画像信号を用いて前
記第１画像信号を１画面当たりの水平走査線数が前記第
１画像信号よりも多い第２の画像を形成するための第２
画像信号に変換するようにする事により、ノイズ等が発
生していない高品質の画像信号はもちろんの事、ノイズ
等が発生している低品質の画像信号からでもノイズ等の
影響を受けずに、解像度の高い画像信号を得る事ができ
る画像信号変換装置を提供する事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高精細度化変換処理回路の基本的構成を
示す図、 第２図は同回路を複合カラーテレビジョン方式に応用し
た例を示す図、 第３図は同回路によるフィールド内の走査線補間態様を
示す図、 第４図は従来の雑音除去回路を示す図、 第５図は本発明にかかる画像信号変換装置の一実施例の
ブロック図、 第６図は同装置によるフィールド内の走査線の補間態様
を示す図である。 26,28……262H遅延回路、 27……1H遅延回路、 29,35,36……加算回路、 30……1/2係数回路、 31,32,40……減算回路、 33,34……係数回路、 39……動き検出回路。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１画面当たり所定の水平走査線数を有し、
   インターレース走査を行う事により第１の画像を形成す
   るための第１画像信号を１画面当たりの水平走査線数が
   前記第１画像信号よりも多い第２の画像を形成するため
   の第２画像信号に変換する装置であって、 入力された第１画像信号により示される現画面に対応し
   た画像において、当該現画面上において補間対象となる
   走査線位置の上下に位置する走査線を示す第１画像信号
   を用いて第１補間画像信号を形成し、出力する第１補間
   画像信号形成手段と、 入力された第１画像信号により示される現画面よりも１
   画面前の画面に対応した画像において、当該１画面前の
   画面上において前記現画面上の補間対象となる走査線位
   置に対応する位置の走査線を示す第１画像信号を用いて
   第２補間画像信号を形成し、出力する第２補間画像信号
   形成手段と、 入力された第１画像信号により示される現画面よりも１
   画面後の画面に対応した画像において、当該１画面後の
   画面上において前記現画面上の補間対象となる走査線位
   置に対応する位置の走査線を示す第１画像信号を用いて
   第３補間画像信号を形成し、出力する第３補間画像信号
   形成手段と、 前記第１補間画像信号形成手段より出力される第１補間
   画像信号と前記第２補間画像信号形成手段より出力され
   る第２補間画像信号とを入力し、前記第２補間画像信号
   から前記第１補間画像信号を減算する事により形成され
   る第１減算信号に第１の係数を乗算し、更に前記第１補
   間画像信号を加算する事により形成される第１演算補間
   画像信号を出力する第１演算手段と、 前記第１補間画像信号形成手段より出力される第１補間
   画像信号と前記第３補間画像信号形成手段より出力され
   る第３補間画像信号とを入力し、前記第３補間画像信号
   から前記第１補間画像信号を減算する事により形成され
   る第２減算信号に第２の係数を乗算し、更に前記第１補
   間画像信号を加算する事により形成される第２演算補間
   画像信号を出力する第２演算手段と、 前記第２補間画像信号形成手段より出力される第２補間
   画像信号と前記第３補間画像信号形成手段より出力され
   る第３補間画像信号とを入力し、前記第２補間画像信号
   と前記第３補間画像信号との差分値に応じて、前記第１
   演算手段における第１の係数の値と前記第２演算手段に
   おける第２の係数の値とを設定する係数設定手段と、 前記第１演算手段において形成される前記第１減算信号
   と前記第２演算手段において形成される前記第２減算信
   号とを入力し、前記第１減算信号と前記第２減算信号と
   の比較結果に応じて、前記第１演算手段より出力される
   第１演算補間画像信号と前記第２演算手段より出力され
   る第２演算補間画像信号との何れか一方を出力する出力
   手段と、 前記出力手段より出力される第１演算補間画像信号或は
   第２演算補間画像信号と前記第１画像信号とを用いて前
   記第２画像信号を形成する第２画像信号形成手段とを有
   する画像信号変換装置。