JP3172323B2 - 映像信号の方式変換装置 - 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
映像信号をノンインターレース方式の映像信号に変換す
る装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、テレビジョン受像機、ビデオカメ
ラ、ビデオデッキ、ディジタル画像効果装置（Digital
Video Effecter) などのディジタル映像処理装置におい
て、インターレース方式の映像信号をノンインターレー
ス方式の映像信号に変換する装置が用いられるものがあ
る。

【０００３】インターレース方式の映像信号をノンイン
ターレース方式の映像信号に変換するには、インターレ
ース方式のフィールドは飛び越し走査によってラインが
１本置きに間引かれているので、この間引かれたライン
を内挿によって追加する必要がある。このような内挿を
行う場合、静止した映像部分であれば時間的に隣り合っ
ているフィールドのラインの画素を内挿し、動きのある
映像部分であれば内挿するラインの上下に位置する同一
フィールド内の順次のラインの画素の平均値を求め、こ
れを内挿するラインの画素とすれば静止した映像部分で
は映像信号の垂直解像度を低下することなくインターレ
ース方式の映像信号をノンインターレース方式の映像信
号に変換することができる。

【０００４】しかし、静止画と動画と云う２つの事象は
完全に分離することができないので、順次のフレーム間
もしくはフィールド間での動きを求め、この動き量に応
じて以下の式に基づいて内挿を行うことが行われてい
る。このような内挿方法は動き適用型内挿として知られ
ている。 Ｘａ＝Ｋ×Ｘｌ＋（１−Ｋ）×Ｘｆ −−−（１） ここに、 Ｋ ：動き量 ０≦Ｋ≦１で静止画のときは０、動画の
ときは１である。 Ｘｆ：隣接フィールドの内挿すべきラインの画素 Ｘｌ：内挿すべきラインの上下に位置する同一フィール
ドの２ラインの画素の平均値 Ｘａ：内挿したラインの画素

【０００５】フレーム間の動き量Ｋを検出する従来のフ
レーム間動き検出回路は、図１Ａに示すように、入力端
子１ａに供給されるインターレース方式の映像信号をフ
レームメモリ２ａに供給し、このフレームメモリから出
力される映像信号と、入力端子１ａに与えられる１フレ
ーム後の映像信号との差を減算器３ａで求め、この減算
器の出力信号を絶対値回路４ａに通した後、出力端子５
ａにフレーム間動き信号として出力するようにしてい
る。また、フィールド間の動き量として、動き量Ｋを検
出する場合は、図１Ｂに示すように、入力端子１ｂに供
給されるインターレース方式の映像信号をフィールドメ
モリ２ｂに供給し、このフィールドメモリから出力され
る映像信号と、入力端子１ｂに与えられる１フィールド
後の映像信号との差を減算器３ｂで求め、この減算器の
出力信号を絶対値回路４ｂに通した後、出力端子５ｂに
フィールド間動き信号として出力するようにしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】フレーム間で動きを検
出し、動き量Ｋを求めた場合に式（１）にてライン内挿
する場合は、動き量Ｋの検出が図１Ａに示すようにフレ
ーム間の差を求めているだけであるとともに、内挿する
ラインは前フィールドのラインか後フィールドのライン
の何れか一方である。このような従来の内挿方法を用い
て図２に示すように動きがある映像信号の３フィールド
目を現フィールドとしてインターレース方式の映像信号
をノンインターレース方式の映像信号に変換する場合を
考える。なお、各ラインは１本の走査線を表す。ここ
で、フィールド内挿するラインを第２フィールドとす
る。また、第１フレームは第１フィールドと第２フィー
ルド、第２フレームは第３フィールドと第４フィールド
よりなる場合、動き検出するフレームを第１フィールド
と第３フィールドの差と、第２フィールドと第４フィー
ルドとの差とから作成するものとする。この場合、動き
のためフレーム間で差異がある部分では、フレーム間の
動き検出回路によって動画と判断され、動き量Ｋが１と
なった部分では、現フィールドの２ラインの平均値を補
間信号として内挿するので、垂直解像度が図３に示すよ
うに低下することになる。図３も図２と同様に各ライン
は１本の走査線を表す。また、動画なのか静止画なのか
の判断が微妙なゆっくりとした動きの映像信号で、動き
量Ｋが０＜Ｋ＜１の範囲をとる場合には、Ｋの値によっ
て異なるが、内挿ラインはフィールド内挿するライン、
すなわち第２フィールドのラインと現フィールドの順次
の２ラインの平均値とが加重平均された値となり、図４
に示すように現フィールドの映像信号と第２フィールド
の映像信号とが重なったものとなってしまう。なお図２
及び図３と同様に、各ラインは１本の走査線を表す。

【０００７】しかし、インターレースの映像を作るなら
第４フィールドの映像を第３フィールドの映像に内挿す
れば良い。つまり、第２フィールドの映像を内挿する
か、第４フィールドの映像を内挿するかを的確に求めれ
ば良い。ただし、上述したようにフレーム間の動き量を
求める限り、図２のような映像が動いた場合、第１フィ
ールドと第３フィールドのフレーム間でも動きがある
し、第２フィールドと第４フィールドのフレーム間でも
動きがあるので、第２フィールドを内挿するのか第４フ
ィールドを内挿するのかを的確に検出することができな
い。ただし、第４フィールドだけでなく、それ以上のフ
ィールドを使用してフレーム間の動きを求めれば、画面
全体の動きの特性が判り、どちらのフィールドが的確か
を決定できるが、それでは回路規模が大きくなってしま
う。そこで、例えば特開平１−１９４６９３号公報に記
載されているようにフィールド間の動きを検出するよう
にした動き適応型走査線補間方法を利用することが考え
られる。しかしながら、図１Ｂで示す従来のフィールド
間の動き検出回路においては、フレーム間で動きがない
映像信号が数フレームに亘って続いた場合、すなわち静
止画像が数フレームに亘って続いた場合にも、フィール
ド間動き信号が出力されてしまう欠点がある。その理由
はインターレース方式の映像信号においては、１フィー
ルド毎に走査線を１本置きに飛び越して走査しているた
めであるが、このことを以下詳細に説明する。

【０００８】例えば、図５に示すような静止している被
写体をインターレース方式で撮像した場合、第１フィー
ルドでは図６に示すような映像信号が得られ、第２フィ
ールドにおいては図７に示すような映像信号が得られる
ことになる。第１フィールドの走査線と第２フィールド
の走査線とはインターレースの関係にあるので、第１フ
ィールドの映像信号と第２フィールドの映像信号とは全
く同じ画像を表すものとはならず、図５の映像を１ライ
ンおきに第１フィールド及び第２フィールドにふりわけ
た映像となる。このため、262Hのフィールドメモリを使
用した場合には、図１Ｂの映像信号入力1bと、フィール
ドメモリ2bの出力との画面位置関係は図８Ａに示すよう
なものとなる。したがって、第１フィールドの映像信号
と第２フィールドの映像信号との差としてフィールド間
の動き信号を求めると、図８Ｂに示すようなフィールド
間動き信号が得られることになる。ここで図５〜８の各
ラインは、図２〜４と同様に１本の走査線を表す。

【０００９】上述したように、フィールド間の動き検出
回路においては、処理すべき入力映像信号が静止画像で
ある場合にも、フィールド間動き信号が誤って検出され
てしまうことになる。このように、静止画像においても
フィールド間動き信号が検出されてしまうため、上述し
たようにインターレース方式の映像信号をノンインター
レースの映像に変換する用途に対しては甚だ不都合とな
る。つまり、このような方式で得たフィールド間動き量
により第２フィールドか第４フィールドのどちらを内挿
するかを的確に決定することはできない。このようにフ
ィールド間動き検出回路を使用してインターレース方式
の映像信号をノンインターレース方式の映像信号に変換
する場合には、走査線の補間すなわち内挿を行うが、静
止画像の場合には隣接するフィールドの走査線を内挿し
た方が高画質が得られるが、上述したように静止画像に
対してもフィールド間動き信号が出力されてしまうと、
フィールド間での内挿が行われず、同じフィールド内の
隣接する走査線の信号を平均化したもので内挿が行われ
ることになり、画質がそれだけ劣化することになる。

【００１０】本発明の目的は、上述した従来の欠点を除
去し、的確なフィールド間動き量を検出し、インターレ
ース方式の映像信号をノンインターレース方式の映像信
号に正確に変換することができるとともに変換されたノ
ンインターレース方式の映像信号の垂直解像度およびＳ
／Ｎを改善することができる映像信号の方式変換装置を
提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、インタレース
方式の映像信号をノンインタレース方式の映像信号に変
換する装置において、現フィールドと前フィールドとの
間の動きを検出して第１の動き検出信号を出力する第１
の動き検出手段と、現フィールドと後フィールドとの間
の動きを検出して第２の動き検出信号を出力する第２の
動き検出手段と、これら第１の動き検出信号及び第２の
動き検出信号を受信し、前記第１の動き検出信号と第２
の動き検出信号とを比較して、現フィールドに対して
前、後どちらのフィールドが静止画的であるかを示す第
１制御信号を出力し、前記第１の動き検出信号及び第２
の動き検出信号のいずれもが静止画レベルより低い場合
に現フィールドに対して前、後フィールドが完全に静止
画であることを示す第２制御信号を出力し、かつ、現フ
ィールドと前記第１の制御信号が示すフィールドとの間
の動き量を表す第３制御信号とを出力する比較手段と、
これら第１〜第３制御信号を受信し、前記第２制御信号
によって現フィールドに対して前、後フィールドが完全
に静止画であることを示す場合、前フィールドと後フィ
ールドのラインの画素を平均値化したものを内挿し、そ
れ以外の場合、前記第１制御信号に応じて前フィールド
又は後フィールドを選択し、その選択したフィールドの
ラインの画素及び現フィールドの順次の２ラインの画素
の平均値を、前記第３制御信号によって加重平均したも
のを内挿し、又は前記第３制御信号によって完全に動画
であることを示すときには前記第１制御信号に関係なく
現フィールドの２ラインの平均値を内挿する内挿手段と
を具え、前記第１及び第２の動き検出手段の各々が、現
フィールドとその１フィールド前又は１フィールド後の
フィールドの２フィールドで１枚のフレームを構成した
ときの垂直方向の高周波成分の絶対値を、フィールド間
の動き信号として検出するフィールド間動き検出回路
と、現フィールドとその１フレーム前のフィールドとの
信号の差の絶対値と、前フィールドと後フィールドとの
信号の差の絶対値のうちの大きい方を、フレーム間の動
き信号として出力するフレーム間動き検出回路と、前記
高周波成分及びフレーム間動き信号の乗算結果を前記第
１又は第２の動き検出信号として出力する乗算器とを有
することを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】このような本発明の映像信号の方式変換装置に
よれば、現フィールドと前フィールドとの間での動きを
検出するとともに現フィールドと後フィールドとの間で
の動きを検出し、動きが少ない方のフィールドから内挿
するラインの画素を選択するように構成したので、変換
されたノンインターレース方式の映像信号において、図
４に示すように動きが重なることは少なくなるとともに
垂直解像度を改善することができる。つまり、図２に示
すように２フィールド毎に映像が変化する動きがある場
合、インターレースの映像信号をノンインターレース方
式の映像信号に変換することを考えると、図９に示すよ
うに、第１フレームは第１フィールドに第２フィールド
の各ラインを内挿し、第２フレームは第２フィールドに
第１フィールドの各ラインを内挿し、第３フレームは第
３フィールドに第４フィールドの各ラインを内挿し、第
４フレームは第４フィールドに第３フィールドの各ライ
ンを内挿すれば、垂直解像度の劣化はなくなることにな
る。なお、図９では図２〜８と同様に各ラインが１本の
走査線を表している。次に第４フィールドの映像信号を
ノンインターレース方式の映像信号に変換する場合に
は、第３フィールドの映像信号から選択したラインを内
挿することによって同様に動きの重なりはなく、垂直解
像度の劣化のないノンインターレース方式の映像信号を
得ることができる。

【００１３】また、動画なのか静止画なのかの判断が微
妙なゆっくりした動きの場合には、現フィールドの順次
の２ラインの平均値と、静止画に近い方のフィールドの
ラインとを動き量に応じて加重平均した結果を内挿する
ので、現フィールドの画像と隣のフィールドの画像とが
重なったものとなるが、前後のフィールドのうち現フィ
ールドとの間で動き量が小さい方のフィールドで加重平
均したものとなるので、（１）式で示した従来の方式に
比べてフィールドが重なっていると云う違和感は少なく
なる。さらに、現フィールドと前フィールドとの間の動
き量と、現フィールドと後フィールドとの間の動き量と
が共に静止画を示している場合には、前フィールドと後
フィールドの同じラインの平均値を求めて内挿すること
によって挿入するラインのＳ／Ｎを向上することができ
る。

【００１４】また、後述する実施例のフィールド間の動
き検出回路においては、フィールド間の差を利用した動
きを検出するとともにフレーム間の動きをも検出し、フ
レーム間での動きが検出されない場合には、フィールド
間で動きが検出されても、それをフィールド間動き検出
信号として出力しないようにしたため、静止画像のよう
にフレーム間での動きが検出されないような映像信号に
対しては、インターレースのためにたとえフィールド間
で動きが検出されたとしてもこれがフィールド間動き検
出信号として出力されるようなことはなくなる。

【００１５】

【実施例】図10は本発明によるインターレース方式の映
像信号をノンインターレース方式の映像信号に変換する
装置の基本的構成を示すブロック図である。入力端子11
には、インターレース方式の映像信号が与えられ、この
映像信号は現フィールドと前フィールドとの間の動きを
検出して第１の動き検出信号を出力する第１のフィール
ド間動き検出回路12と、現フィールドと後フィールドと
の間の動きを検出して第２の動き検出信号を出力する第
２のフィールド間動き検出回路13とに供給する。これら
第１および第２のフィールド間動き検出回路12および13
から出力される第１および第２の動き検出信号を比較手
段14に供給する。この比較手段14においては、第１およ
び第２の動き検出信号を相互に比較するとともに予め決
めた動画レベルおよび静止画レベルと比較して次のよう
な判断を行う。

【００１６】今、第１および第２の動き検出信号をそれ
ぞれQ1およびQ2とし、動画レベルをＤとし、静止画レベ
ルをＳとすると、 (1) Q1＞D, Q2 ＞D のときは、完全に動画と判断する。 (2) Q1＜Q2のときは、前フィールドとの間の方が動きが
少ないと判断する。 (3) Q1＞Q2のときは、後フィールドとの間の方が動きが
少ないと判断する。 (4) Q1＝Q2のときは、両フィールドとの間での動きが同
一であると判断する。 (5) Q1＜S, Q2＜S のときは、完全に静止画と判断す
る。 このような判断に基づいて、比較手段14は次のようにし
て制御信号を作成する。 (1) 制御信号m: 現フィールドに対して前、後どちらの
フィールドが静止画的であるかを示す信号。例えばQ1≦
Q2のときはm=0,Q1＞Q2のときはm=1 とする。 (2) 制御信号a: 現フィールドに対して前、後フィール
ドが完全に静止画であることを示す信号。例えば Q1 ＜
S, Q2 ＜S のときはa=0 とし、Q1≠0, Q2 ≠0 のときは
a=1 とする。 (3) 制御信号q: 現フィールドと動き信号m が示すフィ
ールドとの間の動き量を表す信号。0%≦q ≦100%で、静
止画のときはq=0, 動画のときはq=100%となる。また、
m=0 のときはq=Q1となり、m=1 のときはq=Q2となる。

【００１７】このようにして比較手段14から出力される
制御信号を内挿手段15に供給する。この内挿手段15に
は、入力端子11に与えられるインターレース方式の映像
信号をも供給し、上述した制御信号の制御の下で次のよ
うな内挿を行ってノンインターレース方式の映像信号を
作成する。完全に静止画の場合には、制御信号a=0 とな
り、この場合には前フィールドの画像と後フィールドの
画像とは完全に同じものとなり、この場合には前フィー
ルドと後フィールドとの平均値化したラインを内挿す
る。このように平均化することによってＳ／Ｎを向上す
ることができる。制御信号a=1 となって完全に静止画で
あることを示さない場合には、制御信号m によって前フ
ィールドか後フィールドのどちらかを選択する。すなわ
ち、m=0のときは前フィールドを選択し、m=1 のときは
後フィールドを選択し、その選択したフィールドのライ
ンと現フィールドの順次の２ラインの平均値とを動き量
を表す制御信号q により加重平均したものを内挿する。
さらに、m=0 でもm=1 でも、q=1 の場合には完全に動き
があるとして現フィールドの２ラインの平均値を求めて
これを内挿する。

【００１８】上述した本発明によるインターレース方式
からノンインターレース方式への変換方法を数式で表す
と、次のようになる。 Xn=q×Xl＋(1-q) × (1-a)/2×Xfa+Xfb)+a×｛(1-m) ×Xfa+m ×Xfb ｝ ---(2) ここで、 Xfa: 前フィールドの内挿すべきライン Xfb: 後フィールドの内挿すべきライン Xl: 現フィールドの２ラインの平均値 Xn: 内挿したライン 上述したように、比較手段14において３種類の制御信号
m, a, q を作成し、これによって内挿手段15での内挿を
制御することによって常に最適の内挿を行うことがで
き、垂直方向の解像度およびＳ／Ｎを改善することがで
きるとともに動きが重なることによる違和感も少なくな
る。

【００１９】図11はインターレース方式の映像信号をノ
ンインターレース方式の映像信号に変換する本発明の装
置の一実施例の構成を示すブロック図である。説明を簡
単とするために、走査線本数525 本のモノクロームテレ
ビジョン信号を同じ走査線本数のノンインターレース方
式のテレビジョン信号に変換するものとする。本発明は
このようなモノクロームテレビジョン信号にのみ限定さ
れるものではなく、例えばR, G, B チャネルを有するカ
ラーテレビジョン信号にも適用することができる。この
場合には、モノクロームテレビジョン信号を処理する回
路が三つ必要となる。さらに、NTSC方式のカラーテレビ
ジョン信号にも適用でき、この場合には複合カラー信号
を予めY, I, Q またはR, G, B に分離した信号を作成し
ておく必要がある。勿論、走査線本数も525 本に限られ
るものではない。

【００２０】入力端子21に与えられるインターレース方
式の映像信号を、262H(Hは１走査線の長さ）に相当する
長さの時間に亘って映像信号を格納できる第１のフィー
ルドメモリ22、263Hの時間に亘って格納する第２のフィ
ールドメモリ23および262Hの時間に亘って格納する第３
のフィールドメモリ24とに順次に供給する。すなわち、
これら第１〜第３のフィールドメモリ22〜24はそれぞれ
262H,263H および262Hの遅延時間を有する遅延回路とし
て作用することになる。これらのメモリによる遅延時間
は正確には１フィールド(262.5H)になっていないが、ほ
ぼこれに等しいのでフィールドメモリと称することにす
る。第１〜第３のフィールドメモリ22〜24による遅延時
間を上述したように設定することによって第２のフィー
ルドメモリ23からの出力信号と、入力端子21に供給され
る映像信号とは丁度１フレームに相当する期間だけずれ
たものとなり、同様に第３のフィールドメモリ24の出力
信号と、第１のフィールドメモリ22の出力信号との間も
丁度１フレームだけ時間がずれたものとなる。本例で
は、第１のフィールドメモリ２２から出力される映像信
号を後フィールドの映像信号とし、第２のフィールドメ
モリ２３から出力される映像信号を現フィールドの映像
信号とし、第３のフィールドメモリ２４から出力される
映像信号を前フィールドの映像信号とし、現フィールド
の順次の２ラインの間に挿入すべき補間信号を求めるこ
とによって、インターレース信号をノンインターレース
信号に変換する。

【００２１】入力端子21に与えられる入力映像信号はさ
らに第１の1H(1ライン) 遅延線25を介して加算器26に供
給するとともに直接この加算器に供給する。また、第２
のフィールドメモリ23の出力信号を第２の1H遅延線27を
介して第２の加算器28に供給するとともに直接これに供
給する。これら第１および第２の1H遅延線26および28の
出力信号はそれぞれ第１および第２の平均化回路29およ
び30に供給してそれぞれの出力のレベルを1/2 とする。
このようにして順次の２ラインの平均値を得ることがで
きる。入力映像信号はインターレース方式となっている
ので、第１および第２の1H遅延線25および27に通した信
号は、これを通さない信号に対して画面上で垂直方向に
２ラインだけ上方に離れたものとなる。したがって、第
１および第２の平均化回路29および30の出力信号はこれ
ら２ラインの中間の位置にあるラインの映像信号を表す
ものとなる。このようにして、第１および第２の平均化
回路29および30の出力側に現れる映像信号のラインと、
第１および第３のフィールドメモリ22および24の出力映
像信号のラインとは、画面上で同じ位置に現れるものと
なる。

【００２２】本例では、これら画面上で同一位置になっ
た第１及び第２の平均化回路２９，３０並びに第１及び
第３のフィールドメモリの各出力を、第１及び第２の動
き検出回路３１，３２に供給することによって、現フィ
ールドと前フィールドとの間及び現フィールドと後フィ
ールドとの間の動きを検出する。図１２は、これら第１
及び第２の動き検出回路３１，３２の詳細な構成を示す
ものであるが、説明のために第１〜第３のフィールドメ
モリ２２〜２４や順次ラインの平均値を求める回路２５
〜３０も示してある。先ず、第１の動き検出回路におい
て、どのように現フィールドと前フィールドとの間の動
きを検出しているのかを説明する。第３のフィールドメ
モリ２４の出力と第２の平均化回路３０の出力を、第１
の減算器３３に供給し、これらの差を求める。上述した
ように、第３のフィールドメモリ２４の出力と第２の平
均化回路３０の出力とは１フィールドだけ時間がずれて
いるが、画面上は同一のラインに位置する信号であるの
で、このように差を求めることができる。また、この構
成により、現フィールドと前フィールドの２フィールド
で１フレームの映像を構成したときに、そのフレームで
の垂直方向の高域成分を求めたことに等しい。その理由
は、第３のフィールドメモリ２４の出力をｆ１とし、１
Ｈ遅延線２７の出力をｆ０とし、フィールドメモリ２３
の出力をｆ２とすると、画面上では上方からｆ０，ｆ
１，ｆ２の順で走査され、垂直方向の高域成分は、ｆ１
−（ｆ０＋ｆ２）＊０．５の計算を実行すればよいから
である。このうちの（ｆ０＋ｆ２）＊０．５は、第２の
平均化回路３０の出力そのものである。この高域成分の
絶対値を絶対値回路３４で求めたものをｆｈとする。こ
の高周波成分の絶対値ｆｈは、フィールド間の差の絶対
値を求めたものであるので、フィールド間の動きを検出
したことにもなる。

【００２３】さらに、フレームの動きを検出するため
に、素子３５〜４０によってフレーム間動き検出回路を
構成する。第１及び第３のフレームメモリ２２，２４の
出力信号は正確に１フレーム遅延しており、これらを第
２の減算器３５に供給し、第１及び第２の平均化回路２
９，３０の出力信号も正確に１フレーム遅延しており、
これらを第３の減算器３６に供給することによって、現
フィールドとその１フレーム前との間及び前フィールド
と後フィールドとの間の二つのフレーム間の映像のレベ
ル差を検出することができる。これら第２及び第３の減
算器３５，３６の出力信号をそれぞれ第１及び第３の絶
対値回路３７及び３８に供給してこれらの信号の絶対値
を求めることによって、各フレーム間の映像のレベル差
の絶対値がわかる。さらに、これらの絶対値を比較器３
９及び切替器４０に供給する。比較器３９において、第
１及び第２の絶対値回路３７，３８から供給される絶対
値を比較し、これら絶対値のうちの大きい方が切替器４
０によって選択され、それがフレーム間動き検出信号ｆ
ｒとして出力されるように構成する。このように、二つ
のフレーム間動き検出信号を取り出し、そのうちの大き
い方を選択することによって、フレーム間の動きを一層
正確に検出することができる。

【００２４】絶対値回路３４から出力される高周波成分
の絶対値ｆｈと、切替器４０から出力されるフレーム間
動き検出信号ｆｒとを乗算器４１に供給してこれらの信
号を乗算し、その積を、現フィールドと前フィールドと
の動き検出信号Ｑ１として出力端子４２に出力する。す
なわち、Ｑ１＝ｆｈ×ｆｒとなる。ここでの技術的意味
を説明すると、静止画像のようにフレーム間で動きがな
い映像信号が入力される場合には、ｆｈは単に現フィー
ルドと前フィールドとの二つのフィールドで構成するフ
レームの垂直方向の高域成分を求めただけであるので垂
直方向に変化のある映像では、高周波成分の絶対値ｆｈ
には何らかのレベルが生じる。すなわち、静止画が入力
されている場合には、高周波成分の絶対値ｆｈを動き信
号として使用することができない。但し、静止画である
場合、現フィールドとその１フレーム前との間及び前フ
ィールドと後フィールドとの間の二つのフレーム間とも
同一のレベルであるので、フレーム間動き検出信号ｆｒ
は０となる。静止画のようにフレーム間で動きがない映
像信号が入力される場合には、高周波成分の絶対値ｆｈ
にレベルが生じているとしても、フレーム間動き検出信
号ｆｒが０であるので、Ｑ１＝０となり、誤って動きと
検出されることはない。

【００２５】第２の動き検出回路においては、第１の動
き検出回路の減算器３３において第３のフィールドメモ
リ２４の出力を供給していた部分を、第１のフィールド
メモリ２２の出力部に接続することによって、現フィー
ルドと後フィールドとの二つのフィールドで１フレーム
の映像を構成したときの垂直方向の高周波成分を求める
部分が第１の動き検出回路と異なり、現フィールドと後
フィールドとの動き検出信号Ｑ２を出力する。なお、フ
レーム動き検出回路を構成する素子３５〜４０は、第２
の動き検出回路においても同一であるので、第２の動き
検出回路においては図１２に示すように省略することが
できるが、同一回路を別個に設けることもできる。

【００２６】図11に示すように第１および第２の動き検
出回路31および32から出力される第１および第２の動き
検出信号Q1およびQ2を第１および第２の減算回路45およ
び46の正入力端子に与え、これらの減算回路の負入力端
子には第１の基準レベル47から予め決めた静止画レベル
の値を与える。これら第１および第２の減算回路45およ
び46の出力値をさらに第１および第２の比較器48および
49の正入力端子に与え、これら比較器の負入力端子には
第２の基準レベル50から０値の基準値を与える。例え
ば、第１の動き検出信号Q1が静止画レベルよりも小さい
ときは、第１の減算回路45の出力値は負となり、したが
って第１の比較器48の出力値は零となる。同様に、第２
の動き検出信号Q2が静止画レベルよりも小さいときは、
第２の減算回路46の出力値は負となり、したがって第２
の比較器49の出力値は零となる。一方、第１および第２
の動き検出信号Q1およびQ2のレベルが静止画レベルより
も高い場合には、第１および第２の比較器48および49は
正となり、入力値の差の値を出力する。したがって、第
１および第２の比較器48および49の出力をオア回路51に
供給することによって、このオア回路から制御信号a が
得られることになる。すなわち、第１および第２の動き
検出信号Q1およびQ2がともに静止画レベルよりも小さい
場合にのみa=0 の制御信号がオア回路51から得られるこ
とになる。それ以外の場合にはオア回路51の出力はa=1
となる。

【００２７】さらに、第１および第２の減算回路45およ
び46の出力値および第２の基準レベル50からの０値を第
１および第２の切換器52および53に与え、これらの切換
器には第１および第２の比較器48および49の出力を切換
制御信号として供給する。第１および第２の比較器48お
よび49の出力値が０値のときは０値が第１および第２の
切換器から出力され、０値でない場合には、第１および
第２の減算器の出力値を出力するようにする。第１およ
び第２の切換器52および53の出力値をさらに第３および
第４の比較器54および55の正入力端子に与え、これら比
較器の負入力端子には第３の基準レベル56から予め決め
られた動画レベルの値を与える。さらに、第１の切換器
52の出力値および第３の基準レベル56の動画レベルの基
準値は第３の切換器57にも与えるとともに第２の切換器
53の出力値および第３の基準レベル56の動画レベルの基
準値は第４の切換器58にも与える。また、第３の比較器
54の出力信号および第４の比較器55の出力信号をそれぞ
れ第３および第４の切換器57および58に切換制御信号と
して供給する。

【００２８】第１および第２の切換器52および53の出力
値が動画レベルよりも大きい場合には、第３および第４
の比較器からは第３および第４の切換器57および58にお
いて動画レベルの基準値が選択されるような制御信号が
出力され、それ以外の場合には、第１および第２の切換
器52および53からの出力値が第３および第４の切換器57
および58で選択されるような制御信号が出力される。こ
れら第３および第４の切換器57および58の出力値は第５
の比較器59に与えられる。この第５の比較器59の出力値
は第３の切換器57の出力値が第４の切換器58の出力値よ
りも大きいときは１となり、第３の切換器57の出力値が
第４の切換器58の出力値以下のときは０となる。すなわ
ち、第５の比較器59の出力値は上述した制御信号m とな
る。

【００２９】第３および第４の切換器57および58の出力
値はさらに第５の切換器60にも与えられ、第５の比較器
59の出力値を制御信号として第５の切換器60に与え、m=
1 のときには第４の切換器58の出力値を選択し、m=0 の
ときは第３の切換器57の出力値を選択するようにする。
さらに、この第５の切換器60の出力値を補正器61に供給
し、入力値を動画レベルの基準値(56)で除算した信号を
作成する。このように動画レベルで除算することによっ
て、動画レベルと判断された場合には完全な動きである
ので、100%の値を出力するようにする。したがって、こ
の補正器61の出力値は上述した制御信号q となる。

【００３０】以上のようにして、比較手段14は現フィー
ルドと前フィールドとの間の動き検出信号Q1と、現フィ
ールドと後フィールドとの間の動き検出信号Q2とに基づ
いて上述した３種類の制御信号a, m, q を作成すること
ができ、これらの制御信号は現フィールド、前フィール
ドおよび後フィールドの映像信号と共に内挿手段15に供
給する。内挿手段15には第１〜第３の遅延器71〜73を設
け、現フィールド、前フィールドおよび後フィールドの
映像信号をそれぞれ遅延する。これらの遅延器71〜73の
遅延時間はこれらのフィールドの処理による時間遅れの
ばらつきを補償できるような遅延時間を与えるものであ
る。第１遅延器71で遅延された現フィールドの映像信号
は第１の乗算器74に供給する。また、第２の遅延器72で
遅延された前フィールドの映像信号および第３の遅延器
73で遅延された後フィールドの映像信号は第１の加算器
75に供給し、その和を平均化回路77で1/2 として前フィ
ールドと後フィールドとを平均した値を求める。され
に、第１および第２の遅延器72および73の出力した前フ
ィールドおよび後フィールドの映像信号を第１の切換器
76にも供給する。平均化回路77の出力信号と、第１の切
換器76の出力信号を第２の切換器78に入力する。

【００３１】第１の切換器76には比較手段14から制御信
号m を供給し、第２の切換器78には制御信号a を供給
し、第２の切換器78には比較手段14から制御信号a を供
給する。先ず、第１の切換器76においては制御信号m が
１のとき、すなわち現フィールドと前フィールドとの間
の動き(Q1)の方が現フィールドと後フィールドとの間の
動き(Q2)よりも大きい場合には、第３の遅延器73から出
力される後フィールドの映像信号を選択し、制御信号m
が０の場合(Q1 ≦Q2) には、第２遅延器72で遅延された
前フィールドの映像信号を選択するようにする。さら
に、第２の切換器78においては、制御信号a が０の場
合、すなわちQ1=Q2=０の場合には、平均化回路77から出
力される前フィールドと後フィールドとの平均値を選択
し、a=1 の場合には第１の切換器76から出力される前フ
ィールドまたは後フィールドの映像信号を選択するよう
にする。

【００３２】さらに、上述したようにして選択された第
２の切換器78の出力信号を第２の乗算器79に供給する。
第１の乗算器79には比較手段14から出力される制御信号
q をそのまま供給して現フィールドと制御信号q との積
を求める。また、第２の乗算器79には、基準レベル80か
ら出力される100%動きを表す基準値と制御信号q との差
(1-q) を減算器81で求め、この差を供給する。第１およ
び第２の乗算器74および79の出力信号を第２の加算器82
に供給してこれらの和を求める。したがって、第２の加
算器82からは上述した(2) 式で示すような補間信号が得
られることになる。すなわち、動き量を表す制御信号q
によって動画の場合には現フィールドの２ラインの平均
値に重み付けされたものが、完全な静止画の場合には前
フィールドと後フィールドとの平均値が、完全な静止画
ではない場合には現フィールドの各ラインの間に前また
は後フィールドを挿入したときに静止画に近いフレーム
を構成する方のフィールドのラインと現フィールドの順
次の２ラインの平均値とを動き量に応じて加重加算した
ものを補間信号として出力されるようになる。

【００３３】

【発明の効果】上述した本発明による方式変換装置によ
れば、インターレース方式の映像信号をノンインターレ
ース方式の映像信号に的確に変換することができる。こ
れは特に、動画の場合や静止画では勿論のこと静止画に
近いゆっくりとした動きの場合や、動き始めや動きの終
わりにおいても顕著な効果がある。さらに、現フィール
ドと前フィールドとで構成されるフレームと、現フィー
ルドと後フィールドとで構成されるフレームとの双方が
静止画と判断された場合には、前フィールドと後フィー
ルドとを平均化した信号を内挿するのでＳ／Ｎを向上す
ることができる。さらに、フィールド間の動き検出装置
として単に順次のフィールドの映像信号の差としてフィ
ールド間の動き検出信号を取り出すのではなく、フレー
ム間の動きをも検出し、フレーム間に動きがない場合に
は、フィールド間動き検出信号を零とするようなものを
用いる場合には、静止画像を表すインターレース方式の
映像信号の場合には、フィールド間動き検出信号が誤っ
て出力されることがなく、したがって垂直解像度を改善
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１ＡおよびＢは、従来のフレーム間動き検出
回路およびフィールド間動き検出回路の構成を示す回路
図である。

【図２】図２は、フレーム間で動きのあるインターレー
ス方式の映像信号を示す線図である。

【図３】図３は、従来の変換装置において順次の２ライ
ンの平均値を内挿したノンインターレース方式の映像信
号を示す線図である。

【図４】図４は、従来の変換装置において前フィールド
のラインと順次の２ラインの平均値とを加重平均して内
挿したノンインターレース方式の映像信号を示す線図で
ある。

【図５】図５は、従来のフィールド間動き検出回路の構
成を示すブロック図である。

【図６】図６は、インターレース方式の１フレームの映
像信号を示す線図である。

【図７】図７は、同じくその第１フィールドと第２フィ
ールドを示す線図である。

【図８】図８ＡおよびＢは、従来のフィールド間の動き
検出出力を示す線図である。

【図９】図９は、本発明による変換装置によって得られ
るノンインターレース方式の映像信号の順次のフィール
ドを示す線図である。

【図１０】図１０は、本発明による変換装置の基本的構
成を示すブロック図である。

【図１１】図１１は、同じく本発明による変換装置の１
実施例の詳細な構成を示す回路図である。

【図１２】図１２は、同じくそのフィールド間の動き検
出回路を示す回路図ある。

【符号の説明】

11 入力端子 12 第１フィールド間動き検出回路 13 第２フィールド間動き検出回路 14 比較手段 15 内挿手段 16 出力端子 21 入力端子 22 262Hフィールドメモリ 23 263Hフィールドメモリ 24 262Hフィールドメモリ 25, 27 1H遅延線 26, 28 加算器 29, 30 平均化回路 31 第１フィールド間動き検出回路 32 第２フィールド間動き検出回路 33,35,36 減算器 34,37,38 絶対値回路 39 比較器 40 切換器 41 乗算器 42 出力端子 45, 46 減算器 47,50,56 基準レベル 48,49,54,55,59 比較器 51 オア回路 52,53,57,58,60 切換器 61 補正器 71,72,73 遅延器 74,79 乗算器 75,82 加算器 76 切換器 77 平均化回路 80 基準レベル 81 減算器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インタレース方式の映像信号をノンイン
   タレース方式の映像信号に変換する装置において、 現フィールドと前フィールドとの間の動きを検出して第
   １の動き検出信号を出力する第１の動き検出手段と、 現フィールドと後フィールドとの間の動きを検出して第
   ２の動き検出信号を出力する第２の動き検出手段と、 これら第１の動き検出信号及び第２の動き検出信号を受
   信し、前記第１の動き検出信号と第２の動き検出信号と
   を比較して、現フィールドに対して前、後どちらのフィ
   ールドが静止画的であるかを示す第１制御信号を出力
   し、前記第１の動き検出信号及び第２の動き検出信号の
   いずれもが静止画レベルより低い場合に現フィールドに
   対して前、後フィールドが完全に静止画であることを示
   す第２制御信号を出力し、かつ、現フィールドと前記第
   １の制御信号が示すフィールドとの間の動き量を表す第
   ３制御信号とを出力する比較手段と、 これら第１〜第３制御信号を受信し、前記第２制御信号
   によって現フィールドに対して前、後フィールドが完全
   に静止画であることを示す場合、前フィールドと後フィ
   ールドのラインの画素を平均値化したものを内挿し、そ
   れ以外の場合、前記第１制御信号に応じて前フィールド
   又は後フィールドを選択し、その選択したフィールドの
   ラインの画素及び現フィールドの順次の２ラインの画素
   の平均値を、前記第３制御信号によって加重平均したも
   のを内挿し、又は前記第３制御信号によって完全に動画
   であることを示すときには前記第１制御信号に関係なく
   現フィールドの２ラインの平均値を内挿する内挿手段と
   を具え、 前記第１及び第２の動き検出手段の各々が、 現フィールドとその１フィールド前又は１フィールド後
   のフィールドの２フィールドで１枚のフレームを構成し
   たときの垂直方向の高周波成分の絶対値を、フィールド
   間の動き信号として検出するフィールド間動き検出回路
   と、 現フィールドとその１フレーム前のフィールドとの信号
   の差の絶対値と、前フィールドと後フィールドとの信号
   の差の絶対値のうちの大きい方を、フレーム間の動き信
   号として出力するフレーム間動き検出回路と、 前記高周波成分及びフレーム間動き信号の乗算結果を前
   記第１又は第２の動き検出信号として出力する乗算器と
   を有することを特徴とする映像信号の方式変換装置。