JP2658625B2 - 補間信号生成回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インターレース方式の
テレビジョン信号を順次走査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にあたり、補間信号を生成
する補間信号生成回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディジタル処理によって、現行方
式のテレビジョン画像の高画質化を図る研究，開発が盛
んに行われてきており、その１つの手段として順次走査
変換が実用化されている。この順次走査変換は、インタ
ーレース信号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、順次走査
信号に変換するものである。

【０００３】従来、上記したフィールド内の情報を用い
た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。

【０００４】図３は従来の補間信号生成回路を示すブロ
ック図である。入力端子１に供給されたインターレース
された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。

【０００５】ここで、入力端子１に供給されたテレビジ
ョン信号と、各単位遅延素子２〜５から出力されるテレ
ビジョン信号とは、選択回路１１に供給されると共に、
減算回路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から出力されたテレビジ
ョン信号とは、選択回路１７に供給されると共に、減算
回路１２〜１６の他方の入力端子にそれぞれ供給され
る。

【０００６】そして、各減算回路１２〜１６の出力は最
小値選択回路１８に供給される。この最小値選択回路１
８は、各減算回路１２〜１６の出力のうち絶対値で最も
小さいものを選択し、選択回路１１，１７に制御信号を
発生するものである。また選択回路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を加算して１／２を乗
算し、補間信号として出力端子２０より出力する。

【０００７】図４（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
している。この図４において、（Ａ）と（Ｂ）とは斜め
線の角度が異なっている。上述したような構成をとれ
ば、図４（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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図５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。

【０００９】図７〜図１１は各減算回路１２〜１６の出
力の２次元周波数特性を示す図である。ここで、垂直方
向はゲインを表している。上述した従来の補間信号生成
回路では、図７〜図１１においてゲイン０になる周波数
で相関が強いとして、その方向が選択される。この直線
状になっているゲイン０の周波数部分のうち、水平周波
数特性０垂直周波数特性０の点を通る部分は図４に示し
たような正しい判定となるが、この点を通らない部分は
折返し周波数で、図５に示したような誤補間の判定とな
る。例えば、図７のＡ−Ａ′間の周波数とＣ−Ｃ′間の
周波数は誤補間の判定であり、Ｂ−Ｂ′間の周波数は正
しい判定となる。この周波数特性を見ても明らかなよう
に、斜め方向の相関を検出するとき、水平方向高域周波
数領域で傾斜角度が水平に近いほど誤補間の判定が多く
なる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、インターレースされたテ
レビジョン信号を順次走査に変換するための補間信号を
生成する補間信号生成回路において、内挿される補間画
素を中心とする垂直方向の画素から補間信号を生成する
第１の補間フィルタ手段と、前記補間画素を中心とする
第１の斜め左方向及び第１の斜め右方向の画素からそれ
ぞれ補間信号を生成する第２及び第３の補間フィルタ手
段と、前記補間画素を中心とし、前記第１の斜め左方向
及び第１の斜め右方向とは傾斜角度の異なる第２の斜め
左方向及び第２の斜め右方向の画素からそれぞれ補間信
号を生成する第４及び第５の補間フィルタ手段と、前記
第１〜第５の補間フィルタ手段を選択して補間信号を出
力する選択手段と、前記第１の斜め左方向と、前記第１
の斜め右方向の２方向の相関のうち、最も相関の強い方
向とその相関値を検出する第１の相関検出手段と、前記
第２の斜め左方向と、前記第２の斜め右方向の２方向の
相関のうち、最も相関の強い方向とその相関値を検出す
る第２の相関検出手段と、前記垂直方向の相関値を検出
する第３の相関検出手段と、前記第１及び前記第２の相
関検出手段の検出結果から最も相関の 強い方向を判定す
る第１の相関判定手段と、前記第１の相関判定手段によ
り判定された最も相関の強い方向の相関値と前記第３の
相関検出手段により判定された前記垂直方向の相関値と
を比較することにより最も相関の強い方向を判定し、前
記選択手段に制御信号を出力する第２の相関判定手段と
を備えて構成され、前記第１の相関判定手段は、前記第
１及び第２の相関検出手段の検出結果である最も相関の
強い方向が一致したときはそれぞれの相関値を比較し、
より相関値の小さい相関検出手段の検出結果を用い、前
記第１及び第２の相関検出手段の検出結果である最も相
関の強い方向が異なるときは前記補間画素により近い画
素で判定している相関検出手段の検出結果を用いること
を特徴とする補間信号生成回路を提供するものである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の補間信号生成回路について、
添付図面を参照して説明する。図１は本発明の補間信号
生成回路に関連した構成例を示すブロック図、図２は本
発明の補間信号生成回路の一実施例を示すブロック図で
ある。なお、図１及び図２において、図３と同一部分に
は同一符号を付してある。

【００１２】まず、図１を用いて本発明の補間信号生成
回路に関連した構成について説明する。入力端子２１に
供給されたインターレースされた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２１に供給された
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。

【００１３】ここで、単位遅延素子５から出力されるテ
レビジョン信号は、減算回路１６によって、１Ｈ遅延回
路６から出力されるテレビジョン信号と減算される。ま
た、単位遅延素子２〜４から出力されるテレビジョン信
号は、減算回路１３〜１５によって、単位遅延素子７〜
９から出力されるテレビジョン信号とそれぞれ減算され
る。さらに、入力端子２１に供給されたテレビジョン信
号は、減算回路１２によって、単位遅延素子１０から出
力されるテレビジョン信号と減算される。

【００１４】そして、各減算回路１２〜１６の出力は、
絶対値化回路２２〜２６にそれぞれ供給されて絶対値が
とられる。ここで、絶対値化回路２４の出力は垂直方向
の相関を表し、この値が小さいほど垂直方向の相関が強
いことになる。同様に、絶対値化回路２５は斜め左方向
の相関を、絶対値化回路２６は傾斜角度の異なる別の斜
め左方向の相関を、絶対値化回路２３は絶対値化回路２
５の出力に対応する斜め右方向の相関を、絶対値化回路
２２は絶対値化回路２６の出力に対応する斜め右方向の
相関を表わしている。

【００１５】絶対値化回路２３，２４，２５の出力は相
関検出回路２７に、絶対値化回路２２，２４，２６の出
力は相関検出回路２８にそれぞれ供給される。そして相
関検出回路２７，２８はそれぞれ各３つの値を大小比較
し、最小値を示すものが最も相関が強い方向であると判
定し、その方向と相関値の２つの情報を相関判定回路２
９に供給する。この相関判定回路２９は、相関検出回路
２７，２８から出力された最も相関が強い方向が一致し
た場合は相関値が小さいほうが最も相関が強い方向と判
定する。そして、一致しない場合は相関検出回路２７か
ら出力された方向が最も相関が強い方向であると判定
し、その方向の補間フィルタ回路を選択するように選択
回路３１に制御信号を出力する。

【００１６】ここで、絶対値化回路２４の出力に対応す
る補間画素を生成するための垂直方向の補間フィルタ回
路は、単位遅延素子３，８と加算回路３２によって構成
される。また、絶対値化回路２５の出力に対応する斜め
左方向の補間フィルタ回路は単位遅延素子２，９と加算
回路３３によって、絶対値化回路２６の出力に対応する
斜め左方向の補間フィルタ回路は入力端子２１と単位遅
延素子１０と加算回路３４によって、絶対値化回路２３
の出力に対応する斜め右方向の補間フィルタ回路は単位
遅延素子４，７と加算回路３５によって、絶対値化回路
２２の出力に対応する斜め右方向の補間フィルタ回路は
単位遅延素子５と１Ｈ遅延回路６と加算回路３６により
構成される。これらの垂直方向、斜め左方向及び斜め右
方向の５つの補間フィルタ回路の出力は、相関判定回路
２９の制御信号に応じて選択回路３１により選択され、
補間信号として出力端子３７から出力される。

【００１７】さらに、図６を用いて上述した図１に示す
補間信号生成回路について説明する。相関検出回路２７
は、補間画素ｋを中心とする垂直方向（ｃ１−ｃ２）と
斜め左方向（ｂ１−ｄ２）と斜め右（ｄ１−ｂ２）方向
の３方向のうち最も相関の強い方向を検出し、相関検出
回路２８は、同じく補間画素を中心とする垂直方向（ｃ
１−ｃ２）と第１の相関検出器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（ａ１−ｅ２）及び斜め右方向（ｅ１−ａ２）
の３方向のうち最も相関の強い方向を検出する。

【００１８】そして、相関判定回路２９は相関検出回路
２７の出力と相関検出回路２８の出力とを比較する。相
関検出回路２７で検出された最も相関の強い方向と、相
関検出回路２８で検出された最も相関の強い方向が一致
したとき、即ち、相関検出回路２７の結果も相関検出回
路２８の結果も「斜め左」であったり、相関検出回路２
７の結果も相関検出回路２８の結果も「斜め右」であっ
たとき、相関判定回路２９は２つのうち相関値が小さい
ほうが最も相関が強いと判定する。さらに、相関検出回
路２７で検出された最も相関の強い方向と、相関検出回
路２８で検出された最も相関の強い方向とが異なると
き、即ち、相関検出回路２７の結果が「斜め左」で相関
検出回路２８の結果が「斜め右」であったり、相関検出
回路２７の結果が「斜め右」で相関検出回路２８の結果
が「斜め左」であったとき、相関判定回路２９は傾斜角
度がより小さい方向、即ち内挿される補間画素により近
い画素で判定している相関検出回路２７の結果が最も相
関が強い方向であると判定する。相関検出回路２７の結
果も相関検出回路２８の結果も垂直方向であったときは
勿論その方向が最も相関が強い。

【００１９】次に、図２を用いて本発明の補間信号生成
回路の一実施例について説明する。図１に示す構成例と
本発明の実施例とは、絶対値化回路２２〜２６の出力に
より相関を検出して選択回路３１に制御信号を出力する
部分のみ相違している。それゆえ、この相違する部分に
ついてのみ詳細に説明し、その他同一部分については説
明を省略する。

【００２０】絶対値化回路２３，２５の出力は相関検出
回路２７に、絶対値化回路２２，２６の出力は相関検出
回路２８に、絶対値化回路２４の出力は相関判定回路２
９にそれぞれ供給される。ここで、相関検出回路２７，
２８はそれぞれ各２つの値を大小比較する。そして、そ
の小さいほうが方が最も相関が強い方向と判定し、その
方向と相関値の２つの情報を相関判定回路３０に供給す
る。

【００２１】相関判定回路３０は、相関検出回路２７，
２８から出力された最も相関が強い方向が一致した場合
は相関値が小さいほうが最も相関が強い方向と判定し、
一致しない場合は相関検出回路２７から出力された方向
が最も相関が強い方向であると判定する。そして、その
方向と相関値の２つの情報を相関判定回路２９に供給す
る。この相関判定回路２９は、垂直方向の相関値を示す
絶対値化回路２４の出力と相関判定回路３０の出力との
２つの相関値を比較し相関値が小さいほうが最も相関が
強い方向と判定し、その方向の補間フィルタ回路を選択
するように選択回路３１に制御信号を出力する。補間画
素を生成するための補間フィルタ回路については図１で
説明した通りである。

【００２２】さらに、図６を用いて上述した本発明とな
る補間信号生成回路について説明する。相関検出回路２
７は、補間画素ｋを中心とする斜め左方向（ｂ１−ｄ
２）と斜め右（ｄ１−ｂ２）方向の２方向のうち最も相
関の強い方向を検出する。相関検出回路２８は、同じく
補間画素を中心とする相関検出回路２７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（ａ１−ｅ２）及び斜め右方向（ｅ１
−ａ２）の２方向のうち最も相関の強い方向を検出す
る。

【００２３】そして、相関判定回路３０は相関検出回路
２７の出力と相関検出回路２８の出力とを比較する。相
関検出回路２７で検出された最も相関の強い方向と、相
関検出回路２８で検出された最も相関の強い方向が一致
したとき、即ち、相関検出回路２７の結果も相関検出回
路２８の結果も「斜め左」であったり、相関検出回路２
７の結果も相関検出回路２８の結果も「斜め右」であっ
たとき、相関判定回路３０は２つのうち相関値が小さい
ほうが最も相関が強いと判定する。さらに、相関検出回
路２７で検出された最も相関の強い方向と、相関検出回
路２８で検出された最も相関の強い方向とが異なると
き、即ち、相関検出回路２７の結果が「斜め左」で相関
検出回路２８の結果が「斜め右」であったり、相関検出
回路２７の結果が「斜め右」で相関検出回路２８の結果
が「斜め左」であったとき、相関判定回路３０は傾斜角
度がより小さい方向、即ち内挿される補間画素により近
い画素で判定している相関検出回路２７の結果が最も相
関が強い方向であると判定する。

【００２４】相関判定回路２９は、補間画素ｋを中心と
する垂直方向（ｃ１−ｃ２）の相関値を示す絶対値化回
路２４の出力と相関判定回路３０の出力との２つの相関
値を比較し、相関値が小さいほうが最も相関が強い方向
であると判定する。

【００２５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の補
間信号生成回路は、内挿される補間画素を中心とする垂
直方向の画素から補間信号を生成する第１の補間フィル
タ手段と、前記補間画素を中心とする第１の斜め左方向
及び第１の斜め右方向の画素からそれぞれ補間信号を生
成する第２及び第３の補間フィルタ手段と、前記補間画
素を中心とし、前記第１の斜め左方向及び第１の斜め右
方向とは傾斜角度の異なる第２の斜め左方向及び第２の
斜め右方向の画素からそれぞれ補間信号を生成する第４
及び第５の補間フィルタ手段と、前記第１〜第５の補間
フィルタ手段を選択して補間信号を出力する選択手段
と、前記第１の斜め左方向と、前記第１の斜め右方向の
２方向の相関のうち、最も相関の強い方向とその相関値
を検出する第１の相関検出手段と、前記第２の斜め左方
向と、前記第２の斜め右方向の２方向の相関のうち、最
も相関の強い方向とその相関値を検出する第２の相関検
出手段 と、前記垂直方向の相関値を検出する第３の相関
検出手段と、前記第１及び前記第２の相関検出手段の検
出結果から最も相関の強い方向を判定する第１の相関判
定手段と、前記第１の相関判定手段により判定された最
も相関の強い方向の相関値と前記第３の相関検出手段に
より判定された前記垂直方向の相関値とを比較すること
により最も相関の強い方向を判定し、前記選択手段に制
御信号を出力する第２の相関判定手段とを備えて構成さ
れ、前記第１の相関判定手段は、前記第１及び第２の相
関検出手段の検出結果である最も相関の強い方向が一致
したときはそれぞれの相関値を比較し、より相関値の小
さい相関検出手段の検出結果を用い、前記第１及び第２
の相関検出手段の検出結果である最も相関の強い方向が
異なるときは前記補間画素により近い画素で判定してい
る相関検出手段の検出結果を用いるように構成したの
で、斜め線のある絵柄においても誤補間を起こすことが
なく、それゆえ画質劣化を生じることがなく、高画質を
保持することができる。さらに、本発明の補間信号生成
回路を順次走査変換回路のフィールド内補間に用いれ
ば、静止画部と動画部での画質の差のない順次走査変換
回路を提供することができるという実用上極めて優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の補間信号生成回路に関連した構成例を
示すブロック図である。

【図２】本発明の補間信号生成回路の一実施例を示すブ
ロック図である。

【図３】従来の補間信号生成回路を示すブロック図であ
る。

【図４】従来の補間信号生成回路を説明するための図で
ある。

【図５】従来の補間信号生成回路の問題点を説明するた
めの図である。

【図６】本発明の補間信号生成回路を説明するための図
である。

【図７】減算回路１２の出力の２次元周波数特性を示す
図である。

【図８】減算回路１３の出力の２次元周波数特性を示す
図である。

【図９】減算回路１４の出力の２次元周波数特性を示す
図である。

【図１０】減算回路１５の出力の２次元周波数特性を示
す図である。

【図１１】減算回路１６の出力の２次元周波数特性を示
す図である。

【符号の説明】

２１ 入力端子 ２〜５，７〜１０ 単位遅延素子 ６ １Ｈ遅延回路 １６〜１２ 減算回路 ２２〜２６ 絶対値化回路 ２７，２８ 相関検出回路 ２９，３０ 相関判定回路 ３１ 選択回路 ３２〜３６ 加算回路 ３７ 出力端子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インターレースされたテレビジョン信号を
   順次走査に変換するための補間信号を生成する補間信号
   生成回路において、 内挿される補間画素を中心とする垂直方向の画素から補
   間信号を生成する第１の補間フィルタ手段と、 前記補間画素を中心とする第１の斜め左方向及び第１の
   斜め右方向の画素からそれぞれ補間信号を生成する第２
   及び第３の補間フィルタ手段と、 前記補間画素を中心とし、前記第１の斜め左方向及び第
   １の斜め右方向とは傾斜角度の異なる第２の斜め左方向
   及び第２の斜め右方向の画素からそれぞれ補間信号を生
   成する第４及び第５の補間フィルタ手段と、 前記第１〜第５の補間フィルタ手段を選択して補間信号
   を出力する選択手段と、 前記第１の斜め左方向と、前記第１の斜め右方向の２方
   向の相関のうち、最も相関の強い方向とその相関値を検
   出する第１の相関検出手段と、 前記第２の斜め左方向と、前記第２の斜め右方向の２方
   向の相関のうち、最も相関の強い方向とその相関値を検
   出する第２の相関検出手段と、 前記垂直方向の相関値を検出する第３の相関検出手段
   と、 前記第１及び前記第２の相関検出手段の検出結果から最
   も相関の強い方向を判定する第１の相関判定手段と、 前記第１の相関判定手段により判定された最も相関の強
   い方向の相関値と前記第３の相関検出手段により判定さ
   れた前記垂直方向の相関値とを比較することにより最も
   相関の強い方向を判定し、前記選択手段に制御信号を出
   力する第２の相関判定手段とを備えて構成され、 前記第１の相関判定手段は、前記第１及び第２の相関検
   出手段の検出結果である最も相関の強い方向が一致した
   ときはそれぞれの相関値を比較し、より相関値の小さい
   相関検出手段の検出結果を用い、前記第１及び第２の相
   関検出手段の検出結果である最も相関の強い方向が異な
   るときは前記補間画素により近い画素で判定している相
   関検出手段の検出結果を用いることを特徴とする補間信
   号生成回路。