JP2596166B2 - 動き適応型走査線補間装置 - Google Patents

動き適応型走査線補間装置

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JP2596166B2
JP2596166B2 JP2093318A JP9331890A JP2596166B2 JP 2596166 B2 JP2596166 B2 JP 2596166B2 JP 2093318 A JP2093318 A JP 2093318A JP 9331890 A JP9331890 A JP 9331890A JP 2596166 B2 JP2596166 B2 JP 2596166B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はテレビジョン受像機等、画像を扱う機器にお
いて、インタレースのテレビジョン信号をノンインタレ
ースにしたり、異なった走査線数に変換する際に用いる
走査線補間方式に関する。
[従来の技術] 現在、テレビ放送等で一般に使われている標準テレビ
方式はインタレース信号であり、1フィールドですべて
の走査線が送られるノンインタレースに対して、走査線
が1本おきに間引かれたものとなっている。この場合に
伝送可能となる時空間周波数帯域は、時間周波数と垂直
周波数において、視覚特性に適合したものになる。しか
し、信号源の時空間周波数帯域は必ずしも適切に制限さ
れておらず、受像機や視覚による帯域制限も十分でない
ので、多くの折り返し成分を含む。したがって、垂直高
域成分は時間高域の折り返し成分となり、フリッカとし
て視覚妨害となる。これによりインタレースでの垂直解
像度は本来の70%程度しか得られない。
このような問題を解決する手段として動き適応型走査
線補間がある。これはモニタに表示する画像はノンイン
タレースとし、インタレースで間引かれていた走査線
は、画像が静止している場合にはフレーム間で補間を行
い、静止領域で前記の問題を解決するものである。その
例として「信号処理回路」(特開昭61−32681号公報)
がある。これは静止部分においては1フレーム前後の画
素、動部分においてはフィールド内の上下の画素を加算
して1/2にしたものを補間値としている。動き検出によ
り画像が動いている部分ではフィールド内処理となるた
め、二重像等を生じることはない。
動き検出の具体的な方法としては本発明人による「順
次走査補間方式」(特開昭63−304782号公報)のような
手法がある。この方式はノイズや画像の微小動きに関知
せず、広範囲な動きはそのレベルが小さくても検知され
るように、非線形回路と時空間フィルタが組み合わされ
たものである。
このような走査線補間はノンインタレース化のみなら
ず、NTSCからHDTVなどに走査線数変換する場合にも使わ
れる。
[発明が解決しようとする課題] 走査線の補間で、垂直エッジ(縦線)はわずかなずれ
でもギザギザや動ボケになるためなるべく動画処理とし
た方がよい。一方、水平エッジ(横線)は1/2画素以下
の動きは動画処理するとフリッカが生じやすく、静止画
処理とした方がよい。
しかし、従来例では静止画像処理と動画処理との切り
換えは時間方向の変化によって決まり、画像が垂直方向
に変化しているか、水平方向に変化しているかには関係
しない。このように、空間変化の違いに対応していない
ので、基本的な感度を上げるとすぐ動画処理となり、水
平エッジでラインフリッカが生じやすく、逆に感度を下
げると垂直エッジがギザギザになりやすくなる。
従って本発明は走査線の補間を行うにあたって静止画
処理と動画処理の切り換えの感度を上げてもラインフリ
ッカやギザギザの生じることの少ない動き適応型走査線
補間装置を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するため本発明者は以下の2つの手法
を提供するものである。
動き検出の前に垂直LPFを通す手法 空間変化は検出せず、動き検出で空間フィルタのタッ
プを縦長にする手法 上記の2つの手法で、は垂直LPFを用い、は簡易
的に実現する手法である。
は動き検出の従来例において、空間フィルタの垂直
方向のタップの範囲を水平方向より多くし、例えば垂直
5タップ×水平3タップ(タップの間隔はほぼ等間隔)
としたものである。
従って本発明では上記2つの手法に対応した次の2つ
の態様が提供される。
第1の手法…動き係数を作る手段が垂直方向の低域フ
ィルタとその出力信号に応答する画像の動きを検出する
回路を有する。
第2の手法…動き係数を作る手段が前記インタレース
テレビジョン信号の時間差分信号を絶対値化する回路
と、前記絶対値化する回路にて絶対値化された信号に応
答する空間低域通過フィルタであって制限帯域が水平方
向より垂直方向が狭いものを有する画像の動きを検出す
る回路を有する。
すなわち本発明によれば、主走査が垂直方向で、副走
査が水平方向であるインターレーステレビジョン信号か
らフィールド内補間値を得る手段(12,14,16,22)と、
同じくフィールド間補間値を得る手段(12,14,18,20,2
4)と、前記インターレーステレビジョン信号における
画像の動きを検出して動き係数を作る手段(106)と、
前記動き係数に応じて前記フィールド内補間値とフィー
ルド間補間値の混合割合を制御しつつ混合する手段(2
6,28,30)とからなる動き適応型走査線補間装置におい
て、前記画像の動きを検出して動き係数を作る手段(10
6)が、前記インターレーステレビジョン信号を垂直方
向に帯域制限する低域通過フィルタ回路(58)と、前記
低域通過フィルタ回路により帯域制限された信号に対し
て画像の動きを検出する回路(40)とを有することを特
徴とする動き適応型走査線補間装置が提供される。
すなわち本発明によれば、主走査が垂直方向で、副走
査が水平方向であるインターレーステレビジョン信号か
らフィールド内補間値を得る手段(12,14,16,22)と、
同じくフィールド間補間値を得る手段(12,14,18,20,2
4)と、前記インターレーステレビジョン信号における
画像の動きを検出して動き係数を作る手段(106′)
と、前記動き係数に応じて前記フィールド内補間値とフ
ィールド間補間値の混合割合を制御しつつ混合する手段
(26,28,30)とからなる動き適応型走査線補間装置にお
いて、前記画像の動きを検出して動き係数を作る手段
(106′)が、前記インターレーステレビジョン信号の
時間差分を絶対値化する回路(72)と、前記絶対値化す
る回路にて絶対値化された信号に応答する空間低域通過
フィルタであって制限帯域が水平方向より垂直方向の方
が狭いもの(82)を有する画像の動きを検出する回路
(40′)とを有することを特徴とする動き適応型走査線
補間装置が提供される。
[作用] 上記構成における第1の手法では、動き検出の前に差
分信号に対し垂直LPFを通すことで、垂直高域成分が抑
圧され、垂直方向に変化している画像に対し感度が下が
る。
また第2の手法の動作は上記各手法とはやや異なる。
垂直エッジと水平エッジを比較した場合、同じ1画素分
の動きでも垂直エッジは15画素中5画素の変化となる
が、水平エッジは15画素中3画素の変化にしかならず、
垂直エッジに対して高感度になる。しかしこの手法で
は、動きの空間的広がりもフィルタ構成にしたがって偏
るので、動き検出動作として問題を生じる。
[実施例] 以下図面と共に本発明の動き適応型走査線補間装置の
実施例について述べる。
第1図は上記第1の手法を実現する第1実施例のブロ
ック図である。
第1図に示した第1実施例において、制御部以外の構
成は本発明人により発明され、特許出願され特開昭63−
304782号公報に記載されている「順次走査補間方式」と
同じである。
信号入力端子10より入力されたインタレーステレビジ
ョン信号はフィールド(262H)遅延器12、1ライン
(H)遅延器14、フィールド(262H)遅延器18を通って
1フレーム遅延した信号が得られる。フィールド遅延器
18の出力と入力値を減算器34に入力し出力信号として1
フレーム差信号を得る。減算器34の出力は制御部で使わ
れる。
一方、フィールド遅延器12の出力とライン遅延器14の
出力を加算器16で加算し加算結果を1/2にすることでフ
ィールド内補間値を得る。同時に、フィールド遅延器18
の出力と入力信号を加算器20で加算し加算結果を1/2に
することでフィールド間補間値を得る。両方の補間値は
後述する制御部で生じる遅延を補償するために、加算器
16の出力を遅延補償器22に加算器20の出力を遅延補償器
24に入力する。
遅延補償器22の出力は減算器26の被減算入力に、遅延
補償器24の出力は減算器26の減算入力に入力される。次
に減算器26の出力には乗算器28で0〜1の制御信号が掛
けられ、積が加算器30に入力される。この入力は加算器
30では遅延補償器24の出力と加算され補間値となり、補
間値出力端子32より出力される。ここで動き係数が0
(静止)の場合、乗算器28の出力は0となるのでフィー
ルド間補間値である遅延補償器24の出力が補間値とな
り、一方動き係数が1(動き)の場合には乗算器28の出
力は加算器26の出力と同じになるので、遅延補償器24の
出力は減算器26と加算器30で相殺しあい、フィールド内
補間値である遅延補償器22の出力がそのまま補間信号と
なる。動き係数が0から1の中間の場合には、それに比
例した混合比でフィールド内補間値とフィールド間補間
値が混合され補間値となる。
実際のテレビ受像器では、補間されて作られた走査線
と元から存在する走査線を時間圧縮して交互に走査線と
することでノンインタレース信号が得られる。
次に、本発明の特徴となる第1実施例の補間制御部10
6の構成及び動作について説明する。この第1実施例の
制御部106では垂直LPF58を動き検出回路40の前に置いて
いる。第1図の垂直LPF58の最も簡単な構成例を第2図
に示す。このLPFでは垂直周波数が二乗コサイン特性で
抑圧される。この様にフレーム差信号の垂直成分が抑圧
されるので、垂直方向に変化している水平エッジは検出
感度が下げられる。
次に上記第2の手法を実現する実施例について説明す
る。第2の手法として最も簡単な方法は第1図の制御部
106を動き検出回路のみで構成し、かつその中の空間フ
ィルタの構成を変えるものである。第3図は第1図の制
御部106に代えて用いられる他の制御部106′の構成を示
し、ここに示された動き検出回路40′で、空間LPF82の
タップを垂直方向に多く、水平方向に少なくする。その
具体的な構成例を第4図に示す。その際使われる画素の
配置を第5図に示す。LPFの帯域は垂直で狭く、水平で
広くなる。第4図は画素間隔が垂直と水平でほぼ等しい
場合のもので、色副搬送波の4倍の周波数でサンプルし
た場合には水平の間隔が半分程度になるので、タップ数
を垂直水平で同じとしてもよい。
この様な処理で前記の方法に似た効果が得られるが、
空間LPF82は本来動き検出のスムージングや動きの領域
的判定(多数決)の為にあるので第の場合には垂直水
平とも同様の特性とする。
なお、第3図中ABSは絶対値化回路72を、NL1及びNL2
は非線形変換器74、84を、MAXは最大値検出器80を示
す。又第4図中Hはライン(H)遅延器90、92、94、96
を、Tは画素遅延器98、100を示す。
[発明の効果] 以上詳細に説明したところから明らかなように本発明
によれば、動き検出の前に垂直LPFを通すか、動き検出
で空間フィルタのタップを縦長にすることによって、走
査線補間における動き適応処理が、画像の空間的形状に
対し適切に行われる。
したがって垂直エッジでは、動き検出の出力がわずか
でもフィールド内補間処理となり、ギザギザやボケが起
こり難くなる。逆に水平エッジでは、微小動きではフィ
ールド間補間処理となり、ラインフリッカが生じ難くな
る。この結果走査線補間後の画像において不自然さや解
像度の低下が少ない倍密走査の画像が得られるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は第1の実施例の制御部を示すブロック図、第2
図は第1図における垂直LPFの構成例を示すブロック
図、第3図は第1図における動き検出回路を示すブロッ
ク図、第4図は第2の実施例における動き検出回路中の
空間フィルタの構成を示すブロック図、第5図は第4図
の空間フィルタの使用画素を示す図である。 10……信号入力端子、12,18,76……フィールド遅延器、
14,62,64,78,90,92,94,96……ライン遅延器、16,20,30,
66,102,104……加算器、22,24……遅延補償器、26,34,4
4……減算器、28,46……乗算器、32……補間信号出力端
子、40,40′……動き検出回路、74,84……非線形変換
器、58……垂直LPF、72……絶対値化回路、80……最大
値検出器、82……空間LPF、98,100……画素遅延器、10
0,106……制御部。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主走査が垂直方向で、副走査が水平方向で
    あるインターレーステレビジョン信号からフィールド内
    補間値を得る手段と、同じくフィールド間補間値を得る
    手段と、前記インターレーステレビジョン信号における
    画像の動きを検出して動き係数を作る手段と、前記動き
    係数に応じて前記フィールド内補間値とフィールド間補
    間値の混合割合を制御しつつ混合する手段とからなる動
    き適応型走査線補間装置において、前記画像の動きを検
    出して動き係数を作る手段が、前記インターレーステレ
    ビジョン信号を垂直方向に帯域制限する低域通過フィル
    タ回路と、前記低域通過フィルタ回路により帯域制限さ
    れた信号に対して画像の動きを検出する回路とを有する
    ことを特徴とする動き適応型走査線補間装置。
  2. 【請求項2】主走査が垂直方向で、副走査が水平方向で
    あるインターレーステレビジョン信号からフィールド内
    補間値を得る手段と、同じくフィールド間補間値を得る
    手段と、前記インターレーステレビジョン信号における
    画像の動きを検出して動き係数を作る手段と、前記動き
    係数に応じて前記フィールド内補間値とフィールド間補
    間値の混合割合を制御しつつ混合する手段とからなる動
    き適応型走査線補間装置において、前記画像の動きを検
    出して動き係数を作る手段が、前記インターレーステレ
    ビジョン信号の時間差分を絶対値化する回路と、前記絶
    対値化する回路にて絶対値化された信号に応答する空間
    低域通過フィルタであって制限帯域が水平方向より垂直
    方向の方が狭いものを有する画像の動きを検出する回路
    とを有することを特徴とする動き適応型走査線補間装
    置。
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