JP3011739B2 - Television signal interpolation method - Google Patents
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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、動きベクトルを用いた動き補正処理を伴う
テレビジョン信号内挿方式に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a television signal interpolation method that involves a motion correction process using a motion vector.
[従来の技術] 動きベクトルを用いて動き補正を行なう技術は、テレ
ビジョン信号の高能率符号化におけるフレーム間符号化
効率を向上させる際や、テレビジョン方式変換における
フィールド数の変換による動きの不連続性を軽減する際
に用いられている。[Prior Art] The technique of performing motion compensation using a motion vector is used to improve the inter-frame coding efficiency in high-efficiency coding of a television signal, or to perform motion compensation by changing the number of fields in television format conversion. Used to reduce continuity.
動きベクトルの検出は、テレビジョン信号をm画素×
nライン(m、nは整数)のブロックに細分して行なわ
れており、検出方法としてはパターンマッチング法(特
開昭55−162683、162684号公報)と反復勾配法(特開昭
60−158786号公報)が良く知られている。The detection of the motion vector is performed by converting the television signal into m pixels ×
It is divided into blocks of n lines (m and n are integers), and the detection method is a pattern matching method (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-162683 and 162684) and a repetitive gradient method (Japanese Patent Application Laid-Open
No. 60-158786) is well known.
次に、動きベクトルを用いた内挿処理の例として、テ
レビジョン方式を変換する場合について説明する。Next, as an example of an interpolation process using a motion vector, a case where a television system is converted will be described.
例えば、PAL方式及びNTSC方式間のテレビジョン方式
変換では、60フィールド及び50フィールド間の相互変換
が必要となり、この変換処理は、フィールドメモリを用
いて6フィールド及び5フィールド間の変換を単位と
し、フィールドを増加させる変換では一部のフィールド
テレビジョン信号(以下、単にフィールド信号を呼ぶ)
の繰返しで、また、フィールドを減少させる変換ではフ
ィールド信号の一部飛越しで行なっている。このため、
繰返しや飛越し点でフィールドの不連続が生じ、これが
動画の不連続となる。これを補正するために、一般には
変換前の2フィールドの信号に対して荷重加算(線形内
挿)処理を行なって変換後のフィールド信号を形成して
いる。For example, in the television system conversion between the PAL system and the NTSC system, mutual conversion between 60 fields and 50 fields is required, and this conversion process is performed using a field memory in units of conversion between 6 fields and 5 fields. In the conversion for increasing the field, some field television signals (hereinafter simply referred to as field signals)
In the conversion for reducing the field, a part of the field signal is skipped. For this reason,
Field discontinuity occurs at repetitions and jump points, which results in discontinuity of the moving image. In order to correct this, a signal of two fields before conversion is generally subjected to a weight addition (linear interpolation) process to form a field signal after conversion.
第2図は、線形内挿処理を示したものである。1フィ
ールド間離れた信号ca、cbにフィールド内挿比α、
(1−α)を荷重後加算して内挿信号ccを得ている。
ここで、フィールド内挿比αは変換前信号ca、cbと変
換後信号ccの時間軸上の位置関係から決定される定数
である。FIG. 2 shows a linear interpolation process. The signals ca and CB separated by one field are added to the field interpolation ratio α,
(1-α) is added after the load to obtain an interpolation signal cc.
Here, the field interpolation ratio α is a constant determined from the positional relationship on the time axis between the pre-conversion signals ca and cb and the post-conversion signal cc.
しかし、この線形内挿処理は動画について問題を有す
るものである。第3図は線形内挿を動画(円の移動)に
ついて示したものであり、同様に1フィールド間離れた
変換前信号PA、PBから内挿信号PCを得る場合を示してい
る。なお、第2図が画素について示しているのに対し、
第3図は1フィールド画像全体について示している。However, this linear interpolation process has a problem with moving images. FIG. 3 shows linear interpolation for a moving image (movement of a circle), and similarly shows a case where an interpolation signal PC is obtained from pre-conversion signals PA and PB separated by one field. In addition, while FIG. 2 shows a pixel,
FIG. 3 shows an entire one-field image.
内挿信号PCにおける傾斜部分の領域は対応していない
背景部分と動画像部分とが荷重加算されて得られてお
り、フィールド内挿比でレベルが変化しており、この部
分がジャーキネスの原因となっている。The area of the sloping part in the interpolation signal PC is obtained by adding the weight of the uncorresponding background part and the moving image part, and the level changes with the field interpolation ratio, which is the cause of jerkiness. Has become.
動きベクトルを用いた内挿方式は、このジャーキネス
の発生を軽減するためのものであり、第3図に対応した
第4図に基本的な考え方を示している。各変換前信号P
A、PBを用いて、動物体である円の動きベクトルを検出
し、この動きベクトルVにフィールド内挿比αをかけた
値αVを用いて動物体に対する動き補正を行なって内挿
信号PDを得ている。The interpolation method using a motion vector is for reducing the occurrence of this jerkiness, and FIG. 4 corresponding to FIG. 3 shows the basic concept. Before conversion P
A and PB are used to detect a motion vector of a circle as a moving object, and a motion correction for the moving object is performed by using a value αV obtained by multiplying the motion vector V by a field interpolation ratio α to generate an interpolation signal PD. It has gained.
しかし、検出された動きベクトルが全ての動画の動き
を100%正確にとらえることは困難であり、場合によっ
てはエラーも発生することがあり、また、一般に動きベ
クトルを用いた補正は画素以下、ライン以下は行なわな
い場合がある。そのため、値αVによる動き補正を通じ
ての内挿処理では両信号が安全には重ならず、実用の動
き内挿処理では、動き補正された信号に対してさらにフ
ィールド内挿比を用いた荷重加算処理を施している。However, it is difficult for the detected motion vector to capture 100% of the motion of all the moving images accurately, and in some cases, an error may occur. The following may not be performed. For this reason, both signals do not safely overlap in the interpolation processing through the motion correction using the value αV, and in the practical motion interpolation processing, the load addition processing using the field interpolation ratio is further performed on the motion-corrected signal. Has been given.
第5図は、各フィールド信号に動き補正を行なった後
さらに線形値内挿処理を行なう、従来のテレビジョン方
式変換装置における動き内挿部の構成を示している(19
89年テレビジョン学会全国大会、予稿集20−5「TV方式
変換装置の動きベクトル検出と動き内挿方式」及び特開
平1−309597号公報)。FIG. 5 shows the configuration of a motion interpolation section in a conventional television system conversion apparatus which performs a linear value interpolation process after performing motion correction on each field signal (19).
1989 National Convention of the Institute of Television Engineers of Japan, Proceedings 20-5, "Motion vector detection and motion interpolation of TV system converter", and JP-A-1-309597).
第5図において、現フィールド信号S1及び前フィール
ド信号S2は動きベクトル検出回路1に与えられる。動き
ベクトル検出回路1はこれら信号S1及びS2を用いて1フ
ィールドを複数に分割したブロック毎に動きベクトルを
検出する。動きベクトルS3(V)は、動きベクトル補正
回路2及び適応動き内挿切替制御回路3へ入力される。In FIG. 5, a current field signal S1 and a previous field signal S2 are supplied to a motion vector detection circuit 1. The motion vector detection circuit 1 uses these signals S1 and S2 to detect a motion vector for each block obtained by dividing one field into a plurality. The motion vector S3 (V) is input to the motion vector correction circuit 2 and the adaptive motion interpolation switching control circuit 3.
動きベクトル補正回路2は、動きベクトルVをフィー
ルド内挿比αで補正するものであり、その補正動きベク
トルS4(αV)、S5{(1−α)V}をそれぞれ対応す
る動き補正用メモリ4、5に与える。The motion vector correction circuit 2 corrects the motion vector V with the field interpolation ratio α, and stores the corrected motion vectors S4 (αV) and S5 {(1-α) V} in the corresponding motion correction memories 4 Give 5
各動き補正用メモリ4、5は、補正動きベクトルα
V、(1−α)V分だけ、前フィールド信号S2又は現フ
ィールド信号S1の対象ブロックの座標を偏位した信号S
6、S7を形成して出力する。これら信号S6、S7間の差分
が画素毎に減算回路6によって得られ、この差分が絶対
値変換回路10によって絶対値に変換された後動き補正フ
ィールド間差分信号S8として上述した適応動き内挿切替
制御回路3に与えられる。Each of the motion correction memories 4 and 5 stores a correction motion vector α
V, the signal S obtained by shifting the coordinates of the target block of the previous field signal S2 or the current field signal S1 by (1-α) V.
6. Form and output S7. The difference between these signals S6 and S7 is obtained by a subtraction circuit 6 for each pixel, and the difference is converted into an absolute value by an absolute value conversion circuit 10, and then the above-described adaptive motion interpolation switching as a motion correction inter-field difference signal S8 is performed. It is provided to the control circuit 3.
また、各メモリ4、5からの出力信号S6、S7は対応す
る乗算回路8、9に与えられ、各乗算回路8、9によっ
てフィールド内挿比α、(1−α)が荷重された後、加
算回路10によって加算されて動き補正フィールド内挿信
号S9となる。この動き補正フィールド内挿信号S9は乗算
回路11に与えられる。The output signals S6 and S7 from the memories 4 and 5 are given to the corresponding multiplication circuits 8 and 9, and after the multiplication circuits 8 and 9 load the field interpolation ratio α and (1−α), The addition is performed by the addition circuit 10 to obtain a motion compensation field interpolation signal S9. The motion compensation field interpolation signal S9 is provided to the multiplication circuit 11.
現フィールド信号S1及び前フィールド信号S2は減算回
路12にも与えられる。これらフィールド信号S1及びS2間
の画素毎の差分が減算回路12によって得られ、この差分
が絶対値変換回路13によって絶対値に変換されて補正な
しフィールド間差分信号S10として上述した適応動き内
挿切替制御回路3に与えられる。The current field signal S1 and the previous field signal S2 are also provided to the subtraction circuit 12. The difference for each pixel between these field signals S1 and S2 is obtained by a subtraction circuit 12, and this difference is converted to an absolute value by an absolute value conversion circuit 13, and the adaptive motion interpolation switching described above as an uncorrected inter-field difference signal S10 is performed. It is provided to the control circuit 3.
また、前フィールド信号S2及び現フィールド信号S1は
対応する乗算回路14、15に与えられ、各乗算回路14、15
によってフィールド内挿比α、(1−α)が荷重された
後、加算回路16によって加算されて線形内挿信号S11と
なる。この線形内挿信号S11は乗算回路17に与えられ
る。Further, the previous field signal S2 and the current field signal S1 are supplied to the corresponding multiplication circuits 14 and 15, and the respective multiplication circuits 14 and 15
After that, the field interpolation ratio α, (1−α) is weighted, and then added by the addition circuit 16 to form a linear interpolation signal S11. The linear interpolation signal S11 is provided to the multiplication circuit 17.
適応動き内挿切替制御回路3は、動き内挿信号とし
て、動き補正フィールド内挿信号S9又は線形内挿信号S1
1を出力させるか、又は両者の荷重加算信号を出力する
かを判定する回路であり、動きベクトルVの大きさ、動
き補正フィールド間差分信号S8、補正なしフィールド間
差分信号S10をパラメータとして判定し、画素単位に適
応内挿切替信号S12(β)、S13(1−β)を対応する乗
算回路11、17に出力する。The adaptive motion interpolation switching control circuit 3 outputs a motion compensation field interpolation signal S9 or a linear interpolation signal S1 as a motion interpolation signal.
This is a circuit for determining whether to output 1 or to output both weighted addition signals, and determines the magnitude of the motion vector V, the motion-compensated inter-field difference signal S8, and the uncorrected inter-field difference signal S10 as parameters. , And outputs the adaptive interpolation switching signals S12 (β) and S13 (1-β) to the corresponding multiplication circuits 11 and 17 in pixel units.
例えば、適応動き内挿切替制御回路3は、動き補正フ
ィールド間差分信号S8が動き補正なしのフィールド間差
分信号S10より大きく、動きベクトルVが0でなく、動
き補正フィールド間差分信号S8が閾値より小さいときに
は、一方の適応内挿切替信号βを1とする。For example, the adaptive motion interpolation switching control circuit 3 determines that the motion-compensated inter-field difference signal S8 is larger than the inter-field difference signal S10 without motion compensation, the motion vector V is not 0, and the motion-compensated inter-field difference signal S8 is smaller than the threshold value. When it is smaller, one adaptive interpolation switching signal β is set to 1.
かくして、乗算回路11から動き補正フィールド内挿信
号S9をβ倍した信号が出力され、乗算回路17から線形内
挿信号S11を(1−β)倍した信号が出力され、これら
信号が加算回路18において加算されて最終的な動き内挿
信号S14となる。Thus, the multiplication circuit 11 outputs a signal obtained by multiplying the motion compensation field interpolation signal S9 by β, the multiplication circuit 17 outputs a signal obtained by multiplying the linear interpolation signal S11 by (1−β), and these signals are added to the addition circuit 18 Are added to form a final motion interpolation signal S14.
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上述の従来装置における適応切替制御
では、動き補正したフィールド間差分信号S8をもパラメ
ータとして制御を行なっているので、下記の点で切替の
エラーが生じる。[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described adaptive switching control in the conventional device, since the control is performed also using the motion-compensated inter-field difference signal S8 as a parameter, a switching error occurs in the following points.
(1)動きベクトル検出を用いての動き補正の最小単位
を画素とした場合、エッジが急峻な信号では、動きベク
トルが正確に検出できて動き補正が正しく行われても、
エッジ部においてフィールド間の差分が発生する。本
来、動きベクトルが正確に動きをとらえ、動き補正が完
全に補正された場合は、動き補正したフィールド間差分
信号は0となるべきものである。このため、エッジ部で
は動き補正フィールド内挿信号S9より線形内挿信号S11
を選択し易くなるのでエッジ部において画像歪みを生じ
る。(1) When the minimum unit of the motion correction using the motion vector detection is a pixel, for a signal having a sharp edge, even if the motion vector can be accurately detected and the motion correction is correctly performed,
A difference between fields occurs at the edge. Originally, when the motion vector accurately captures the motion and the motion correction is completely corrected, the motion-compensated inter-field difference signal should be zero. Therefore, in the edge portion, the linear interpolation signal S11 is
Is easy to select, so that image distortion occurs at the edge portion.
(2)動画像にジッタがある場合、動きベクトルを正確
に検出することが不可能になることもあるが、線形内挿
信号S11より、まだ動きベクトルが不正確でも動きベク
トルを用いた動き補正フィールド内挿信号S9の方が画像
歪みが少ない場合がある。このとき、画像の平坦部の動
き補正フィールド間差分信号S8はさほど大きくならない
が、急峻なエッジ部分では差分が大きくなるため、線形
内挿信号S11を選択し易くなり、画像のエッジ部で画像
歪みが生じることもある。(2) When a moving image has jitter, it may not be possible to accurately detect a motion vector. However, even if the motion vector is still inaccurate from the linear interpolation signal S11, motion compensation using the motion vector is performed. In some cases, the field interpolation signal S9 has less image distortion. At this time, the motion compensation inter-field difference signal S8 in the flat portion of the image does not increase so much, but the difference increases in the steep edge portion, so that the linear interpolation signal S11 can be easily selected, and the image distortion in the edge portion of the image is reduced. May occur.
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、
画像のエッジ部分において適応内挿切替のエラーを生じ
るのを軽減することができて、画像歪を減少させること
ができるテレビジョン信号内挿方式を提供しようとする
ものである。The present invention has been made in view of the above points,
An object of the present invention is to provide a television signal interpolation system capable of reducing the occurrence of an error in adaptive interpolation switching at an edge portion of an image and reducing image distortion.
[課題を解決するための手段] かかる課題を解決するため、本発明においては、デジ
タル化されたテレビジョン信号の2個以上のフィールド
(又はフレーム)信号を内挿処理して新たなフィールド
(又はフレーム)信号を生成する方式であって、動きベ
クトルを用いて動き補正した動き補正フィールド(又は
フレーム)内挿信号と線形内挿をした補正なしフィール
ド(又はフレーム)内挿信号とを、適応的に、切替え又
は荷重加算して出力すると共に、この切替制御のパラメ
ータとして少なくとも、動き補正したフィールド間(又
はフレーム間)の差分信号と、動き補正が行われていな
いフィールド間(フレーム間)の差分信号とを用いるテ
レビジョン信号内挿方式において、以下の各回路を新た
に設けた。[Means for Solving the Problems] In order to solve the problems, in the present invention, two or more field (or frame) signals of a digitized television signal are interpolated to form a new field (or frame). A frame (or frame) signal is generated by adaptively converting a motion-compensated field (or frame) interpolation signal obtained by motion compensation using a motion vector and a non-corrected field (or frame) interpolation signal obtained by linear interpolation. In addition, switching or weight addition is performed, and at least the difference signal between the motion-compensated fields (or between frames) and the difference between the motion-uncompensated fields (between frames) are output as parameters for the switching control. The following circuits are newly provided in a television signal interpolation system using signals.
すなわち、動き補正した一方のフィールド信号に対し
てエッジ検出を行なう第1のエッジ検出回路と、前記第
1のエッジ検出回路の検出値に応じて、動き補正したフ
ィールド間(又はフレーム間)の差分信号を減衰させて
出力する第1の減衰回路と、動き補正が行なわれていな
い一方のフィールド信号に対してエッジ検出を行なう第
2のエッジ検出回路と、前記第2のエッジ検出回路の検
出値に応じて、動き補正が行われていないフィールド間
(又はフレーム間)の差分信号を減衰させて出力する第
2の減衰回路と、前記第1および第2の減衰回路からの
出力に基づいて、前記新たなフィールド(又はフレー
ム)信号として前記動き補正フィールド(又はフレー
ム)内挿信号を出力させるか、又は前記補正なしフィー
ルド(又はフレーム)内挿信号を出力させるか、又は両
者の荷重加算信号を出力するかを判定する切替え制御部
とを設けた。That is, a first edge detection circuit that performs edge detection on one of the motion-compensated field signals, and a difference between motion-compensated fields (or between frames) according to the detection value of the first edge detection circuit. A first attenuating circuit for attenuating and outputting a signal, a second edge detecting circuit for performing edge detection on one of the field signals which have not been subjected to motion correction, and a detection value of the second edge detecting circuit. Attenuating a differential signal between fields (or between frames) on which motion compensation has not been performed, and outputting the signal based on the outputs from the first and second attenuating circuits. The motion compensation field (or frame) interpolation signal is output as the new field (or frame) signal, or the motion compensation field (or frame) Whether to output a signal, or provided a controller switch determines whether to output both weighted addition signal.
[作用] 本発明は、動き補正が実行されているか否かを問わ
ず、フィールド間(又はフレーム間)の差分信号が画像
のエッジ部分では見掛上増加して切替エラーを生じさせ
ることがあることを考慮してなされたものであり、この
見掛上の増大を減少させるべく、上述した各回路を設け
た。これら回路によって、画像のエッジ部分が検出さ
れ、その検出レベルに応じてフィールド間(又はフレー
ム間)の差分信号が減少させる。その結果、動き内挿切
替制御信号の切替エラーを軽減させることができ、適応
動き内挿における画像歪みを軽減できる。[Operation] In the present invention, a difference signal between fields (or between frames) may be apparently increased at an edge portion of an image and may cause a switching error, regardless of whether or not motion correction is performed. The above-described circuits are provided in order to reduce the apparent increase. These circuits detect an edge portion of an image, and reduce a difference signal between fields (or between frames) according to the detection level. As a result, a switching error of the motion interpolation switching control signal can be reduced, and image distortion in adaptive motion interpolation can be reduced.
[実施例] 全体構成 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳述す
る。Example Overall Configuration Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は、この実施例の構成を示すものであり、第5
図との対応部分に同一符号を付している。FIG. 1 shows the configuration of this embodiment.
Corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals.
この実施例においても、第1図に示すように、現フィ
ールド信号S1及び前フィールド信号S2が動きベクトル検
出回路1に与えられ、動きベクトル検出回路1がこれら
フィールド信号S1及びS2を用いてブロック毎に動きベク
トルを検出する。検出された動きベクトルS3(V)は、
動きベクトル補正回路2及び適応動き内挿切替制御回路
3へ入力される。Also in this embodiment, as shown in FIG. 1, the current field signal S1 and the previous field signal S2 are supplied to the motion vector detection circuit 1, and the motion vector detection circuit 1 uses these field signals S1 and S2 to block each block. To detect a motion vector. The detected motion vector S3 (V) is
It is input to the motion vector correction circuit 2 and the adaptive motion interpolation switching control circuit 3.
動きベクトル補正回路2は、動きベクトルVを入力さ
れたフィールド内挿比αで補正し、補正動きベクトルS4
(αV)、S5{(1−α)V}をぞれぞれ対応する動き
補正用メモリ4、5に与える。各動き補正用メモリ4、
5は、補正動きベクトルαV、(1−α)V分だけ、入
力された前フィールド信号S2又は現フィールド信号S1の
対象ブロックの座標を偏位した動き補正フィールド信号
S6、S7を形成して出力する。The motion vector correction circuit 2 corrects the motion vector V with the input field interpolation ratio α, and
(ΑV) and S5 {(1−α) V} are given to the corresponding motion correction memories 4 and 5, respectively. Each motion compensation memory 4,
5 is a motion compensation field signal in which the coordinates of the target block of the input previous field signal S2 or current field signal S1 are shifted by the compensation motion vector αV and (1−α) V.
S6 and S7 are formed and output.
これら動き補正後のフィールド信号S6、S7間の画素毎
の差分が減算回路6によって得られ、この差分が絶対値
変換回路10によって絶対値に変換された後動き補正フィ
ールド間差分信号S8として可変減衰回路20に与えられ
る。可変減衰回路20には、エッジ検出回路21から減衰量
制御信号(エッジ検出信号)S20が与えられており、可
変減衰回路20はこの減衰量制御信号S20に比例して動き
補正フィールド間差分信号S8を減衰処理してその減衰信
号S21を上述した適応動き内挿切替制御回路3に与え
る。The difference between the field signals S6 and S7 after the motion correction for each pixel is obtained by the subtraction circuit 6, and the difference is converted into the absolute value by the absolute value conversion circuit 10, and then the variable attenuation is obtained as the motion correction inter-field difference signal S8. Provided to circuit 20. The variable attenuation circuit 20 is supplied with an attenuation control signal (edge detection signal) S20 from the edge detection circuit 21. The variable attenuation circuit 20 generates a motion compensation inter-field difference signal S8 in proportion to the attenuation control signal S20. And the attenuation signal S21 is given to the adaptive motion interpolation switching control circuit 3 described above.
すなわち、補正フィールド間差分信号S8のエッジ部分
での値を小さくした信号S21を適応動き内挿切替制御回
路3に与える。That is, the adaptive motion interpolation switching control circuit 3 is supplied with a signal S21 having a reduced value at the edge portion of the difference signal S8 between the correction fields.
動き補正メモリ5から出力された現フィールド信号S7
はエッジ検出回路21に与えられる。エッジ検出回路21
は、動き補正された現フィールド信号S7のエッジ成分を
検出し、その検出信号S20を上述した減衰回路20に減衰
量制御信号として与える。The current field signal S7 output from the motion compensation memory 5
Is supplied to the edge detection circuit 21. Edge detection circuit 21
Detects the edge component of the motion-corrected current field signal S7 and supplies the detection signal S20 to the above-described attenuation circuit 20 as an attenuation control signal.
このように、動き補正フィールド間差分信号S8を直接
適応動き内挿切替制御回路3に与えるのではなく、エッ
ジ検出回路21が検出した結果に応じて減衰させて適応動
き内挿切替制御回路3に与えるようにしたのは、動き補
正が適切になされていてもエッジ部の差分値が他の部分
と異なって大きくなるためであり、これによる切替エラ
ーを避けるためである。As described above, the motion compensation inter-field difference signal S8 is not directly supplied to the adaptive motion interpolation switching control circuit 3, but is attenuated in accordance with the result detected by the edge detection circuit 21 and transmitted to the adaptive motion interpolation switching control circuit 3. The reason is that the difference value of the edge part is different from other parts even if the motion correction is appropriately performed, and the switching error due to this is avoided.
また、各動き補正メモリ4、5からの出力信号S6、S7
は対応する乗算回路8、9に与えられ、各乗算回路8、
9によってフィールド内挿比α、(1−α)が荷重さ
れ、その後、加算回路10によって加算されて動き補正フ
ィールド内挿信号S9となる。この動き補正フィールド内
挿信号S9は乗算回路11に与えられる。Also, output signals S6 and S7 from the respective motion compensation memories 4 and 5
Are given to the corresponding multiplication circuits 8 and 9, and each of the multiplication circuits 8,
9, the field interpolation ratio α, (1−α) is loaded, and then added by the addition circuit 10 to obtain a motion-compensated field interpolation signal S9. The motion compensation field interpolation signal S9 is provided to the multiplication circuit 11.
上述した現フィールド信号S1及び前フィールド信号S2
は減算回路12にも与えられる。これら各フィールド信号
S1及びS2間の差分が減算回路12によって得られ、この差
分が絶対値変換回路13によって絶対値に変換された後補
正なしフィールド間差分信号S10として可変減衰回路22
に与えられる。可変減衰回路22には、エッジ検出回路23
から減衰量制御信号(エッジ検出信号)S22が与えられ
ており、可変減衰回路22はこの減衰量制御信号S22に比
例して補正なしフィールド間差分信号S10を減衰処理し
て上述した適応動き内挿切替制御回路3に与える。すな
わち、補正なしフィールド間差分信号S10のエッジ部分
の値を小さくした信号S23を適応動き内挿切替制御回路
3に与える。The above-described current field signal S1 and previous field signal S2
Is also supplied to the subtraction circuit 12. Each of these field signals
The difference between S1 and S2 is obtained by the subtraction circuit 12, and this difference is converted to an absolute value by the absolute value conversion circuit 13, and then the variable attenuation circuit 22 outputs the uncorrected inter-field difference signal S10.
Given to. The variable attenuation circuit 22 includes an edge detection circuit 23
The variable attenuation circuit 22 attenuates the uncorrected inter-field difference signal S10 in proportion to the attenuation control signal S22 to perform the adaptive motion interpolation described above. It is given to the switching control circuit 3. That is, a signal S23 in which the value of the edge portion of the uncorrected inter-field difference signal S10 is reduced is given to the adaptive motion interpolation switching control circuit 3.
現フィールド信号S1はエッジ検出回路23に与えられて
おり、現フィールド信号S1におけるエッジ成分がこのエ
ッジ検出回路23で検出され、この検出結果に応じて減衰
回路22の減衰量が制御される。The current field signal S1 is supplied to the edge detection circuit 23, and an edge component in the current field signal S1 is detected by the edge detection circuit 23, and the attenuation of the attenuation circuit 22 is controlled according to the detection result.
補正なしフィールド間差分信号S10を、減衰回路22を
介して上述した適応動き内挿切替制御回路3に与えるよ
うにしたのは、動き補正フィールド間差分信号S8の形成
処理部とのバランスを考慮したためである。また、静止
画像を対象とした場合にも、ジッタ等によってエッジ部
分において差分が大きくなることがあるためであり、こ
の差分に伴う内挿切替制御のエラーを軽減させるためで
ある。The reason why the uncorrected inter-field difference signal S10 is supplied to the above-described adaptive motion interpolation switching control circuit 3 via the attenuation circuit 22 is that the balance with the formation processing unit of the motion-compensated inter-field difference signal S8 is considered. It is. Also, even when a still image is targeted, the difference may be large in an edge portion due to jitter or the like, and this is for reducing errors in interpolation switching control due to the difference.
また、前フィールド信号S2及び現フィールド信号S1は
対応する乗算回路14、15に与えられ、各乗算回路14、15
によってフィールド内挿比α、(1−α)が荷重され、
その後、加算回路16によって加算されて線形内挿信号S1
1となる。この線形内挿信号S11は乗算回路17に与えられ
る。Further, the previous field signal S2 and the current field signal S1 are supplied to the corresponding multiplication circuits 14 and 15, and the respective multiplication circuits 14 and 15
Loads the field interpolation ratio α, (1−α),
After that, the linear interpolation signal S1
It becomes 1. The linear interpolation signal S11 is provided to the multiplication circuit 17.
適応動き内挿切替制御回路3は、動き内挿信号とし
て、動き補正フィールド内挿信号S9を出力させるか、又
は線形内挿信号S11を出力させるか、又は、両者の荷重
加算信号を出力するかを判定する回路であり、動きベク
トルS3(V)の大きさ、減衰回路20を介した動き補正フ
ィールド間差分信号S21、減衰回路22を介した補正なし
フィールド間差分信号S23をパラメータとして判定し、
画素単位に適応内挿切替信号S12(β)、S13(1−β)
を対応する乗算回路11、17に出力する。The adaptive motion interpolation switching control circuit 3 outputs the motion compensation field interpolation signal S9 or the linear interpolation signal S11 as the motion interpolation signal, or outputs the weighted addition signal of both. The magnitude of the motion vector S3 (V), the motion-compensated inter-field difference signal S21 via the attenuation circuit 20, and the uncorrected inter-field difference signal S23 via the attenuation circuit 22 are determined as parameters.
Adaptive interpolation switching signal S12 (β), S13 (1-β) for each pixel
Is output to the corresponding multiplication circuits 11 and 17.
かくして、乗算回路11から動き補正フィールド内挿信
号S9をβ倍した信号が出力され、乗算回路17から線形内
挿信号S11を(1−β)倍した信号が出力され、これら
信号が加算回路18において加算されて最終的な動き内挿
信号S14となる。Thus, the multiplication circuit 11 outputs a signal obtained by multiplying the motion compensation field interpolation signal S9 by β, the multiplication circuit 17 outputs a signal obtained by multiplying the linear interpolation signal S11 by (1−β), and these signals are added to the addition circuit 18 Are added to form a final motion interpolation signal S14.
例えば、動き補正フィールド間差分信号S21が補正な
しのフィールド間差分信号S23より大きく、動きベクト
ルS3が0でなく、動き補正フィールド間差分信号21が閾
値より小さいときに、一方の適応内挿切替信号βを1と
する。For example, when the motion-compensated inter-field difference signal S21 is larger than the uncompensated inter-field difference signal S23, the motion vector S3 is not 0, and the motion-compensated inter-field difference signal 21 is smaller than a threshold, one of the adaptive interpolation switching signals β is set to 1.
エッジ検出回路の詳細 この実施例の場合、動き補正された現フィールド信号
S7に対するエッジ検出回路21、及び、入力された現フィ
ールド信号S1に対するエッジ検出回路22は共に第6図に
示す詳細構成を有する。なお、第6図は水平方向のエッ
ジ成分の検出構成であるが、垂直方向の検出構成もライ
ン単位で処理を行なう点を除きほぼ同様である。Details of Edge Detection Circuit In the case of this embodiment, the motion-corrected current field signal is used.
The edge detection circuit 21 for S7 and the edge detection circuit 22 for the input current field signal S1 both have the detailed configuration shown in FIG. FIG. 6 shows the configuration for detecting the edge component in the horizontal direction, but the configuration for the detection in the vertical direction is almost the same except that the processing is performed in line units.
第6図に示した回路例は、デジタル回路によるバンド
パスフィルタ構成のものである。The circuit example shown in FIG. 6 has a bandpass filter configuration using a digital circuit.
第6図において、入力信号(現フィールド信号)は、
加算回路34に直接与えられると共に、クロック信号に基
づいてラッチ動作する4段のラッチ回路30〜33を介して
加算回路34を与えられる。かくして、加算回路34から4
画素離間した2個の画素信号が加算された信号が出力さ
れ、これがラッチ回路35を介して1画素分遅延されて減
算回路36に与えられる。入力端子側から3段目のラッチ
回路32からの画素信号は減算回路36に与えられる。すな
わち、加算信号とその加算処理に供した2画素間の中間
の画素信号とが減算回路36に与えられる。減算回路36
は、中間の画素信号の2倍の値から加算信号を減算して
エッジ検出信号を得る。この実施例の場合には、このエ
ッジ検出信号を、ROM構成のレベル変換回路37によって
可変減衰回路(20、22)に適したレベルに変換して出力
する。レベル変換回路37は、必要ならば絶対値変換も行
なう。In FIG. 6, the input signal (current field signal)
The signal is directly supplied to the adder circuit 34, and is also supplied to the adder circuit 34 through four-stage latch circuits 30 to 33 that perform a latch operation based on a clock signal. Thus, the addition circuit 34 to 4
A signal obtained by adding the two pixel signals separated by the pixel is output, and this signal is delayed by one pixel via the latch circuit 35 and is supplied to the subtraction circuit 36. The pixel signal from the third-stage latch circuit 32 from the input terminal side is supplied to the subtraction circuit 36. That is, the addition signal and an intermediate pixel signal between the two pixels subjected to the addition processing are supplied to the subtraction circuit 36. Subtraction circuit 36
Subtracts the addition signal from twice the value of the intermediate pixel signal to obtain an edge detection signal. In the case of this embodiment, this edge detection signal is converted into a level suitable for the variable attenuating circuits (20, 22) by the level converting circuit 37 having a ROM configuration and output. The level conversion circuit 37 also performs absolute value conversion if necessary.
上述したように、このエッジ検出回路からの出力信号
に応じて、減衰回路は、フィールド間差分信号レベルを
減衰させる。As described above, the attenuation circuit attenuates the inter-field difference signal level in accordance with the output signal from the edge detection circuit.
フィールド間差分信号の補正 第7図は、動き補正フィールド間差分信号S8の補正例
を示している。Correction of Inter-Field Difference Signal FIG. 7 shows a correction example of the motion-compensated inter-field difference signal S8.
第7図(E)に示す入力された現フィールド信号S1が
動きベクトルに基づいて第7図(A)に示すように補正
され、第7図(F)に示す入力された前フィールド信号
2が動きベクトルに基づいて第7図(B)に示すように
補正されたとする。また、補正後の現フィールド信号S7
及び前フィールド信号S6が良好に動き補正されたが、エ
ッジタイミングが僅かに異なっているとする。The input current field signal S1 shown in FIG. 7 (E) is corrected based on the motion vector as shown in FIG. 7 (A), and the input previous field signal 2 shown in FIG. It is assumed that the correction is made based on the motion vector as shown in FIG. 7 (B). The corrected current field signal S7
And the previous field signal S6 is motion-corrected well, but the edge timing is slightly different.
この場合には、第7図(C)に示すように、エッジ部
分で他の部分よりレベルが大きい動き補正フィールド間
差分信号S8が出力される。なお、第7図(C)及び後述
する第7図(G)は、視覚的な理解を容易とすべく、絶
対値変換を行なっていない差分信号を示している。他
方、エッジ検出回路21からはエッジ部分で他の部分より
レベルが大きいエッジ検出信号S20が出力される。従っ
て、このエッジ検出信号S20によって減衰処理された動
き補正フィールド間差分信号S21は、第7図(H)に示
すように、エッジ部分のレベルも小さくされた信号とな
る。そのため、この動き補正フィールド間差分信号S21
と、第7図(G)に示す補正なしフィールド間差分信号
(正確にはこれに対してもエッジ減衰処理が実行されて
いる)S23に基づいた内挿切替制御は、第7図(C)に
示す動き補正フィールド間差分信号S8による場合と異な
り、エッジ部分に対しても適切に実行される。In this case, as shown in FIG. 7C, a motion-compensated inter-field difference signal S8 having a higher level at the edge portion than at the other portions is output. FIG. 7 (C) and FIG. 7 (G), which will be described later, show a difference signal that has not been subjected to absolute value conversion in order to facilitate visual understanding. On the other hand, the edge detection circuit 21 outputs an edge detection signal S20 having a higher level in the edge portion than in other portions. Therefore, the motion-compensated inter-field difference signal S21 attenuated by the edge detection signal S20 is a signal in which the level of the edge portion is also reduced as shown in FIG. 7 (H). Therefore, the motion compensation inter-field difference signal S21
And the interpolation switching control based on the uncorrected inter-field difference signal S23 shown in FIG. 7 (G) (accurately, the edge attenuating process is also executed) S23 in FIG. 7 (C). Unlike the case of using the motion compensation inter-field difference signal S8 shown in FIG.
例えば、動き補正フィールド間差分信号が閾値より小
さいことを動き補正フィールド内挿信号の選択の条件と
している場合において、第7図(C)に示す動き補正フ
ィールド間差分信号S8によると、閾値を越えて内挿制御
によってエッジ部分に対して線形内挿信号S11が選択さ
れて画像歪みが生じるが、第7図(H)に示すエッジが
減衰されたフィールド間差分信号S21によると閾値より
小さくなって適応内挿切替によって動き補正フィールド
内挿信号S9が選択され、画像歪みはなくなる。For example, in the case where the condition for selecting the motion compensation field interpolation signal is that the difference signal between the motion compensation fields is smaller than the threshold, according to the motion compensation field difference signal S8 shown in FIG. The linear interpolation signal S11 is selected for the edge portion by the interpolation control, and image distortion occurs. However, according to the interfield difference signal S21 in which the edge is attenuated as shown in FIG. The motion compensation field interpolation signal S9 is selected by the adaptive interpolation switching, and the image distortion is eliminated.
なお、第7図は動画像に対するものであるが、静止画
像の場合にも、補正なしフィールド間差分信号S10が減
衰されるため、エッジ部分に対して誤って動き補正フィ
ールド内挿信号S9が選択されることを防止できる。Although FIG. 7 is for a moving image, even in the case of a still image, since the inter-field difference signal S10 without correction is attenuated, the motion-compensated field interpolation signal S9 is erroneously selected for an edge portion. Can be prevented.
実施例の効果 このように、上述の実施例によれば、画像のエッジ部
におけるフィールド間差分信号の増大がなくなるので、
動き補正した信号の良否の判定が容易になり、適切に切
替制御できてエッジ部における画像歪みを軽減すること
ができる。As described above, according to the above-described embodiment, since the inter-field difference signal does not increase at the edge of the image,
It is easy to determine the quality of the motion-compensated signal, and the switching can be controlled appropriately, so that image distortion at the edge can be reduced.
他の実施例 本発明は特にテレビジョン方式変換装置に関して述べ
ているが、動きベクトルを用いて動き補正を行なう他の
装置にも充分適用可能である。Other Embodiments Although the present invention is particularly described with respect to a television system conversion apparatus, it can be sufficiently applied to other apparatuses that perform motion correction using a motion vector.
この例としては、高能率符号化方式として、送信側で
フィールドの間引きを行ない受信側で動きベクトルを用
いて間引かれたフィールドを再生する場合にも適用でき
る。また近年急速に進歩している高品質テレビジョン
(ハイビジョン)にも動きベクトル検出と動き内挿を行
なっている方式もあるので、これにも適用できる。As an example of this, as a high-efficiency coding method, the present invention can also be applied to a case where fields are thinned out on the transmission side and fields thinned out using a motion vector are reproduced on the receiving side. In addition, there is also a system in which motion vector detection and motion interpolation are performed in high-quality television (high-definition television), which has been rapidly advancing in recent years.
エッジ検出回路21、23としては、種々の方式のものを
適用することができ、第6図に示したものに限定されな
い。As the edge detection circuits 21 and 23, various types can be applied, and are not limited to those shown in FIG.
また、可変減衰回路20、22を、絶対値変換回路7、13
の前段に設けても良い。The variable attenuation circuits 20 and 22 are connected to the absolute value conversion circuits 7 and 13 respectively.
May be provided in the preceding stage.
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、内挿信号の切替制御
の判定に用いる差分信号に対してそのエッジ対応部分を
減衰させるようにしたので、内挿切替制御を適切に実行
できて、従来エッジ部分で生じていた画像歪みを軽減す
ることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, an edge-corresponding portion of a difference signal used for determination of switching control of an interpolation signal is attenuated. This can reduce the image distortion that has conventionally occurred at the edge portion.
第1図は本発明によるテレビジョン方式内挿方式の一実
施例を示すブロック図、第2図及び第3図は線形内挿方
式の説明図、第4図は動き補正を伴う動き内挿方式の説
明図、第5図は従来のテレビジョン信号内挿方式のブロ
ック図、第6図は上記実施例のエッジ検出回路の詳細構
成のブロック図、第7図は上記実施例の信号波形図であ
る。 1……動きベクトル検出回路、2……動きベクトル補正
回路、3……適応動き内挿切替制御回路、4、5……動
き補正用メモリ、6、12……減算回路、7、13……絶対
値変換回路、8、9、11、14、15、17……乗算回路、1
0、16、18……加算回路、20、22……可変減衰回路、2
1、23……エッジ検出回路。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a television interpolation system according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams of a linear interpolation system, and FIG. 4 is a motion interpolation system with motion compensation. FIG. 5 is a block diagram of a conventional television signal interpolation system, FIG. 6 is a block diagram of a detailed configuration of an edge detection circuit of the above embodiment, and FIG. 7 is a signal waveform diagram of the above embodiment. is there. 1 ... Motion vector detection circuit, 2 ... Motion vector correction circuit, 3 ... Adaptive motion interpolation switching control circuit, 4,5 ... Motion correction memory, 6,12 ... Subtraction circuit, 7,13 ... Absolute value conversion circuit, 8, 9, 11, 14, 15, 17 ... Multiplication circuit, 1
0, 16, 18: Addition circuit, 20, 22: Variable attenuation circuit, 2
1, 23 …… Edge detection circuit.
Claims (1)
以上のフィールド(又はフレーム)信号を内挿処理して
新たなフィールド(又はフレーム)信号を生成する方式
であって、動きベクトルを用いて動き補正をした動き補
正フィールド(又はフレーム)内挿信号と線形内挿をし
た補正なしフィールド(又はフレーム)内挿信号とを、
適応的に、切替え又は過重加算して出力すると共に、こ
の切替制御のパラメータとして少なくとも、動き補正し
たフィールド間(又はフレーム間)の差分信号と、動き
補正が行われていないフィールド間(フレーム間)の差
分信号とを用いるテレビジョン信号内挿方式において、 動き補正した一方のフィールド信号に対してエッジ検出
を行なう第1のエッジ検出回路と、 前記第1のエッジ検出回路の検出値に応じて、動き補正
したフィールド間(又はフレーム間)の差分信号を減衰
させて出力する第1の減衰回路と、 動き補正が行なわれていない一方のフィールド信号に対
してエッジ検出を行なう第2のエッジ検出回路と、 前記第2のエッジ検出回路の検出値に応じて、動き補正
が行われていないフィールド間(又はフレーム間)の差
分信号を減衰させて出力する第2の減衰回路と、前記第
1および第2の減衰回路からの出力に基づいて、前記新
たなフィールド(又はフレーム)信号として前記動き補
正フィールド(又はフレーム)内挿信号を出力させる
か、又は前記補正なしフィールド(又はフレーム)内挿
信号を出力させるか、又は両者の荷重加算信号を出力す
るかを判定する切替え制御部と を設けたことを特徴とするテレビジョン信号内挿方式。1. A method of generating a new field (or frame) signal by interpolating two or more field (or frame) signals of a digitized television signal, using a motion vector. A motion-compensated field (or frame) interpolation signal with motion compensation and a non-compensated field (or frame) interpolation signal with linear interpolation are
The output is adaptively switched or over-added, and at least the difference signal between the motion-compensated fields (or between frames) and the motion-compensated field (between frames) are output as parameters for the switching control. In a television signal interpolation method using a differential signal of the following, a first edge detection circuit that performs edge detection on one of the motion-compensated field signals, and according to a detection value of the first edge detection circuit, A first attenuating circuit for attenuating and outputting a motion-compensated difference signal between fields (or between frames), and a second edge detecting circuit for performing edge detection on one of the field signals that have not been motion-compensated And a difference signal between fields (or between frames) on which no motion correction has been performed, according to the detection value of the second edge detection circuit. A second attenuating circuit for attenuating and outputting the signal, and interpolating the motion compensation field (or frame) as the new field (or frame) signal based on the outputs from the first and second attenuating circuits. A switching control unit for determining whether to output a signal, an uncorrected field (or frame) interpolation signal, or to output both weighted addition signals. Signal interpolation method.
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JP11769990A JP3011739B2 (en) | 1990-05-09 | 1990-05-09 | Television signal interpolation method |
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