JP3038792B2

JP3038792B2 - テレビジョン信号の補間回路

Info

Publication number: JP3038792B2
Application number: JP2122655A
Authority: JP
Inventors: 洋明高野; 正樹岸本
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1990-05-11
Publication date: 2000-05-08
Anticipated expiration: 2015-05-08
Also published as: JPH0418884A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、１フィールドのテレビジョン信号から１
フレームのテレビジョン信号を生成するのに適用される
テレビジョン信号の補間回路に関する。

〔発明の概要〕

この発明は、テレビジョン信号の１フィールドの原信
号から１フレームの信号を生成するための補間回路にお
いて、１フィールドの原信号の水平方向又は垂直方向の
列であって、隣接する３列のデータが夫々格納される３
個のラインバッファと、補間すべき他のフィールドのデ
ータの近傍のエリア内の複数のデータをラインバッファ
から抽出し、この抽出されたデータに基づいてエリアの
パターン分類を行うパターン認識回路と、分類されたパ
ターンに応じた演算により、補間すべきデータを発生す
る計算回路とからなり、小規模のハードウエアにより、
画質の良好なフレーム信号を生成できる。

〔従来の技術〕

テレビジョン画像のハードコピーを得るビデオプリン
タにおいて、１フレームの画像をプリントした場合、イ
ンターレス走査のために、得られた画像がブレる問題が
生じる。従って、原テレビジョン信号の１フィールドか
ら擬似的にフレーム画像を生成し、このフレーム画像を
プリントすることが行われる。このように、フィールド
信号から擬似的なフレーム信号を形成するために、不足
している情報を補間で生成することが必要である。この
補間の方法としては、第１（或いは第２）フィールドの
信号のライン間の平均値をとり、この平均値を第２（或
いは第１）フィールドの信号として用いるものが知られ
ている。この方法は、非常に簡単な構成で実現でき、同
じフィールドの信号を２度出力してフレーム信号を生成
する方法と比して、諧調性やジャーキネス等の点で良好
である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、単にライン間の平均値を採っただけで
は、垂直解像度或いは斜めの解像度が悪く、画像がボケ
る問題があった。

フィールド信号からフレーム信号を形成する他の回路
として、フレームメモリを備え、高度なCPU、専用のハ
ードウエア等を用いて画像処理を行う方法も提案されて
いる。しかし、ハードウエアが大規模であるのみなら
ず、リアルタイムの処理が難しい問題があった。

従って、この発明の目的は、簡単な回路構成であっ
て、垂直解像度或いは斜めの解像度の劣化が防止された
テレビジョン信号の補間回路を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、テレビジョン信号の１フィールドの原信
号から１フレームの信号を生成するための補間回路にお
いて、１フィールドの原信号の水平方向又は垂直方向の列であ
って、隣接する３列のデータが夫々格納される３個のラ
インバッファ（1,2,3）と、補間すべき他のフィールドのデータの近傍のエリア（2
0）内の複数のデータをラインバッファ（1,2,3）から抽
出し、この抽出されたデータに基づいてエリア（20）の
パターン分類を行うパターン認識ブロック（17）と、分類されたパターンに応じた演算により、補間すべきデ
ータを発生する計算ブロック（18）とからなるテレビジョン信号の補間回路である。

〔作用〕

この発明では、必要なメモリが３個のラインバッファ
１、２及び３であり、パターン認識ブロック17及び計算
ブロック18のハードウエアも小規模とできる。また、エ
リア20のパターン認識に応じて適切な補間データを発生
できるので、垂直解像度或いは斜めの解像度を良好とで
き、フレーム画像の画質を良好とできる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例について図面を参照して説
明する。この実施例は、第１図において、１、２及び３
で夫々示す３個のラインバッファを使用するものであ
る。ラインバッファ１、２及び３は、例えばSRAMから構
成されている。これらのラインバッファ１、２及び３
は、１フィールドの水平走査線上のサンプルデータ又は
垂直方向の１列に並ぶサンプルデータを記憶するもので
ある。つまり、ラインは、水平方向の１列及び垂直方向
の１列の両者を含む意味であり、何れの方向の列のデー
タをラインバッファ１、２及び３に記憶するかは、例え
ばプリンタの印字動作と関連して決定される。

これらのラインバッファ１、２及び３に対しては、４
で示すアドレスブロックからのアドレス信号がアドレス
バス５、６及び７を夫々介して供給される。アドレスブ
ロック４には、端子８からデータと同期したクロックが
供給され、また、端子９から基本クロックが供給され
る。

フィールドメモリ（図示せず）からの入力データがデ
ータバス10及びバスバッファ11を介してデータバス12に
供給される。このデータバス12には、バスバッファ13を
介してデータバス14が接続され、データバス14には、バ
スバッファ15を介してデータバス16が接続される。デー
タバス12とラインバッファ１のデータ入力／出力端子が
接続され、データバス14とラインバッファ２のデータ入
力／出力端子が接続され、データバス16とラインバッフ
ァ３のデータ入力／出力端子が接続されている。バスバ
ッファ11、13及び15は、アドレスブロック４によりコン
トロールされ、データバス10、12、14、16間のデータの
転送を制御する。

フィールドメモリから読み出された１ラインのデータ
がラインバッファ１に書き込まれ、次にこのデータがラ
インバッファ２に転送され、更にラインバッファ３に転
送される。最初の１ラインデータがラインバッファ１か
らラインバッファ２に転送されている時は、第２の１ラ
インデータがラインバッファ１に入力される。同様に、
最初の１ラインデータがラインバッファ２からラインバ
ッファ３に転送されている時に、第２の１ラインデータ
がラインバッファ１からラインバッファ２へ転送され、
第３の１ラインデータがラインバッファ１に書き込まれ
る。この結果、ラインバッファ１、２及び３には、連続
する３ラインのデータが順番に格納される。上述のライ
ンバッファ１、２及び３へのデータの書き込み及びその
読み出し時には、アドレスブロック４からのアドレスが
供給されている。

第２図Ａは、１フィールドの連続する３ラインのデー
タがラインバッファ１、２及び３に夫々格納された状態
を示す。各ラインバッファは、１ライン内のサンプル数
をＮとすると、０からＮ−１のアドレスを有し、夫々に
例えば８ビットのデータが格納されている。ラインバッ
ファ１のデータをBF1（０）〜BF1（Ｎ−１）と表し、ラ
インバッファ２のデータをBF2（０）〜BF2（Ｎ−１）と
表し、ラインバッファ１のデータをBF3（０）〜BF3（Ｎ
−１）と表す。

データバス12、14及び16には、パターン認識ブロック
17が接続されている。パターン認識ブロック17は、第２
図Ｂに示すように、ラインバッファ１、２及び３から取
り出したデータを使用して、そのエリア20のパターンを
識別するロジック回路である。パターン認識ブロック17
と接続された計算ブロック18は、パターン認識ブロック
17で識別された結果に基づき、補間するデータを計算す
るロジック回路である。これらのパターン認識ブロック
17及び計算ブロック18は、エリア20内のデータが入力さ
れるマトリクス回路により実現できる。このハードウエ
アにより、リアルタイム処理が可能である。

計算ブロック18から補間されたデータが得られる。つ
まり、出力端子18には、原フィールドの入力データに基
づいて形成された補間フィールドのデータが得られる。
これらの原フィールドのデータ及び補間フィールドのデ
ータは、ビデオプリンタの場合には、各データの値に応
じてパルス幅変調或いは振幅変調されることで、駆動信
号に変換される。この駆動信号が駆動アンプを介して感
熱ヘッドに供給される。感熱ヘッドは、昇華性染料が塗
布されたインクリボンを介して一定速度で送られる用紙
に１ラインの印字を同時に行うものである。

ラインバッファ１、２及び３にデータが揃いだすと、
パターン認識ブロック17が動作を始める。第２図Ｂに示
すように、各ラインバッファ１、２及び３からアドレス
（ｘ−１）、ｘ及び（ｘ＋１）のデータを抽出し、デー
タ抽出エリア20が形成される。ここで、第１フィールド
が真のフィールドであり、第２フィールドが補間フィー
ルドと想定している。そして、サンプリングは、第１フ
ィールドから行われるものとしている。

ラインバッファ１、２及び３のデータが水平方向にサ
ンプリングされた信号値である場合、補間すべきフィー
ルドは、ラインバッファ２のデータの全てである。従っ
て、エリア20内で使用すべきデータは、補間でないフィ
ールドのデータであるから、（BF1（ｘ−１）、BF1
（ｘ）、BF1（ｘ＋１）、BF3（ｘ−１）、BF3（ｘ）、B
F3（ｘ＋１））の６個のデータである。補間点BF2
（ｘ）の補間データが計算がされると、次にBF2（ｘ＋
１）について同様に補間データが計算され、以下、BF2
（ｘ＋２）、BF2（ｘ＋３）、・・・と補間データを求
める処理が順次なされる。

ラインバッファ１、２及び３のデータが垂直方向にサ
ンプリングされた信号値である場合、補間すべきフィー
ルドは、ｘ行に対して、前後偶数行離れたデータ行とな
る。即ち、BF1（ｘ±2m）、BF2（ｘ±2m）、BF3（ｘ±2
m）（但し、ｍは整数）である。従って、エリア20内で
使用すべきデータは、補間でないフィールドであるか
ら、BF1（ｘ−１）、BF1（ｘ＋１）、BF2（ｘ−１）、B
F2（ｘ＋１）、BF3（ｘ−１）、BF3（ｘ＋１）である。
但し、ｘは、補間フィールドが第２フィールドであるた
め奇数番地となる。補間点BF2（ｘ）の補間データが計
算がされると、次にBF2（ｘ＋２）について同様に補間
データが計算され、以下、BF2（ｘ＋４）、BF2（ｘ＋
６）、・・・と補間データを求める処理が順次なされ
る。

一例として、ラインバッファに垂直にサンプリングさ
れたデータが格納されている場合には、上述のデータ抽
出エリア20内の６個のデータ（BF1（ｘ−１）、BF1（ｘ
＋１）、BF2（ｘ−１）、BF2（ｘ＋１）、BF3（ｘ−
１）、BF3（ｘ＋１））に基づいて、第３図に示すアル
ゴリズムに従って、パターン認識ブロック17が認識動作
を行う。

第３図で、ステップ21では、BF1（ｘ−１）とBF2（ｘ
−１）の差が計算され、この差から二つのデータの大小
関係が判別され、その判別結果が記憶される。大小関係
は、等号（＝）と不等号（＞又は＜）の３通りである。
以下、ステップ22〜30の夫々において、６個のデータの
中の二つのデータ同士の差の計算と大小関係の検出とが
順次なされる。従って、ステップ30迄で、10通りの大小
関係が得られ、これらがメモリに記憶される。

次にステップ31では、記憶されている大小関係からマ
トリクス回路により下記に示す３個の計算式から適切な
ものが選ばれ、その選択された計算式により計算ブロッ
ク18が補間データを生成する。

｛BF1（ｘ−１）＋BF3（ｘ＋１）｝/2 ・・（１）｛BF2（ｘ−１）＋BF2（ｘ＋１）｝/2 ・・（２）｛BF3（ｘ−１）＋BF1（ｘ＋１）｝/2 ・・（３）（２）式は、補間点の上下の位置のデータを使用して
補間データを形成することを意味する。パターンを認識
できない場合例えば６個のデータが全て同じ値の場合で
は、（２）式で補間データが形成される。（１）式及び
（３）式は、抽出されたデータのエリアの対角線方向に
位置するデータ、即ち、補間点の斜めの位置のデータを
使用して補間データを形成することを意味する。（１）
式及び（３）式は、斜めのパターン認識がされた場合に
おける補間データの形成に使用される。

データ抽出エリア20が第４図Ａ及び第４図Ｂに夫々示
す具体例について説明する。第４図Ａの具体例では、エ
リア20内の各データが下記の値を有している。ここで、
Ｈは、16進データを表し、最も暗い黒から白迄のレベル
が00HからF0H迄のデータで表現されている。

BF1（ｘ−１）、BF1（ｘ＋１）、BF2（ｘ−１）、BF3
（ｘ−１）:F0H（白） BF2（ｘ＋１）、BF3（ｘ＋１）:10H（黒）第４図Ｂの具体例では、エリア20内の各データが下記
の値を有している。

BF1（ｘ−１）:80H（灰色） BF2（ｘ−１）:20H（黒） BF3（ｘ−１）:00H（真っ黒） BF1（ｘ＋１）、BF2（ｘ＋１）:F0H（白） BF3（ｘ＋１）:B0H（白に近い灰色）前述の第３図に示すアルゴリズムを第４図Ａ及び第４
図Ｂの夫々の具体例に対して適用した場合を第５図に示
す。第４図Ａの例においては、エリア20内の６個のデー
タの二つのデータ同士の大小関係が下記に示すものとな
る。

BF1（ｘ−１）＝BF2（ｘ−１） BF2（ｘ−１）＝BF3（ｘ−１） BF1（ｘ＋１）＞BF2（ｘ＋１） BF2（ｘ＋１）＝BF3（ｘ＋１） BF1（ｘ−１）＝BF1（ｘ＋１） BF3（ｘ−１）＞BF3（ｘ＋１） BF2（ｘ−１）＝BF1（ｘ＋１） BF2（ｘ−１）＞BF3（ｘ＋１） BF2（ｘ＋１）＜BF1（ｘ−１） BF2（ｘ＋１）＜BF3（ｘ−１）上述の大小関係から、第６図Ａにおいて、破線で示す
ように、白と黒の境界が右上から左下への斜めにあるも
のとパターン認識がされる。従って、この場合には、｛BF3（ｘ−１）＋BF1（ｘ＋１）｝/2 ＝｛F0H＋F0H｝/2＝F0H によって、白の補間データ（F0H）が形成される。この
補間データにより、斜めの境界が保存されるように、補
間を行うことができる。従来の上下のデータの平均値を
使用する補間によると、補間点が灰色となり、斜めの境
界がボケる。しかし、この発明によれば、ボケの発生を
防止できる。

第４図Ｂの例においては、エリア20内の６個のデータ
の二つのデータ同士の大小関係が下記に示すものとな
る。

BF1（ｘ−１）＞BF2（ｘ−１） BF2（ｘ−１）＞BF3（ｘ−１） BF1（ｘ＋１）＝BF2（ｘ＋１） BF2（ｘ＋１）＞BF3（ｘ＋１） BF1（ｘ−１）＜BF1（ｘ＋１） BF3（ｘ−１）＜BF3（ｘ＋１） BF2（ｘ−１）＜BF1（ｘ＋１） BF2（ｘ−１）＜BF3（ｘ＋１） BF2（ｘ＋１）＞BF1（ｘ−１） BF2（ｘ＋１）＞BF3（ｘ−１）上述の大小関係から第６図Ｂにおいて、破線で示すよ
うに、左上から右下への斜めの灰色の線があるものとパ
ターン認識がされる。従って、この場合には、｛BF1（ｘ−１）＋BF3（ｘ＋１）｝/2 ＝｛80H＋B0H｝/2＝98H によって、灰色の補間データ（98H）が形成される。こ
の補間データにより、第６図Ｂに示すように、右下がり
の境界が保存されるように、補間を行うことができる。

なお、上述の具体例以外の他のパターンの場合にも、
同様にして適切な補間を行うことができる。

〔発明の効果〕

この発明は、補間点のデータの周囲の複数の原データ
のパターン分類に基づいて適切な補間を行うので、垂直
解像度或いは斜め解像度が良好な補間を行うことができ
る。この発明は、静止画像のハードコピーを得るビデオ
プリンタに適用して有効である。また、この発明は、ラ
インバッファが３個で良く、ハードウエアの規模を小さ
くでき、リアルタイム処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例のブロック図、第２図はラ
インバッファに格納されたデータ及び抽出されたデータ
で形成されるエリアを示す略線図、第３図はこの発明の
補間動作の説明に用いるフローチャート、第４図はこの
発明を適用できるデータの一例及び他の例の説明に用い
る略線図、第５図は第４図の一例及び他の例にこの発明
を適用した時の動作を示すフローチャート、第６図は補
間結果を示す略線図である。図面における主要な符号の説明 1,2,3:ラインバッファ、 17:パターン認識ブロック、 18:計算ブロック、 20:データ抽出エリア。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/91 - 5/956 H04N 7/00 - 7/015

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】テレビジョン信号の１フィールドの原信号
から１フレームの信号を生成するための補間回路におい
て、上記１フィールドの原信号の水平方向又は垂直方向の列
であって、隣接する３列のデータが夫々格納される３個
のラインバッファと、補間すべき他のフィールドのデータの近傍のエリア内の
複数のデータを上記ラインバッファから抽出し、この抽
出されたデータに基づいて上記エリアのパターン分類を
行う手段と、上記分類されたパターンに応じた演算により、上記補間
すべきデータを発生する手段とからなるテレビジョン信号の補間回路。