JP3242164B2 - Scanning line number converter for image signals - Google Patents

Scanning line number converter for image signals

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JP3242164B2
JP3242164B2 JP28615492A JP28615492A JP3242164B2 JP 3242164 B2 JP3242164 B2 JP 3242164B2 JP 28615492 A JP28615492 A JP 28615492A JP 28615492 A JP28615492 A JP 28615492A JP 3242164 B2 JP3242164 B2 JP 3242164B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は画像信号の走査線数変換
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for converting the number of scanning lines of an image signal.

【0002】[0002]

【発明の概要】この発明は、例えば2:1インタレース
走査のテレビジョン画像信号を走査変換し、走査線数の
異なるテレビジョン画像信号を出力する走査線数変換装
置において、仮想的に動き補償型の順次走査変換を行っ
てから走査線数を変換することにより、動画における不
要な折り返し妨害を除去して、動画に対する変換画質を
向上させるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a scanning line number conversion apparatus for converting a television image signal of, for example, 2: 1 interlaced scanning and outputting television image signals having different numbers of scanning lines. By converting the number of scanning lines after performing progressive scanning conversion of a pattern, unnecessary aliasing disturbance in a moving image is removed, and the converted image quality of the moving image is improved.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来の走査線数変換装置としては、例え
ば以下に記す(1)、および(1)の装置を動き適応型
にした(2)がある。
2. Description of the Related Art As conventional scanning line number conversion devices, there are, for example, the following (1) and (2) in which the device of (1) is adapted to be motion adaptive.

【0004】(1)「走査線数変換方式」 特願昭58
−174325号 (出願人:日本放送協会,発明者:田中,西澤) (2)「走査線数・順次走査変換方式」 特願昭61−
71225号 (出願人:日本放送協会,発明者:田中,大村,栗田,
二宮,西澤)
(1) "Scanning line number conversion system"
No. 174325 (Applicant: Japan Broadcasting Corporation, Inventors: Tanaka, Nishizawa) (2) “Number of Scanning Lines / Sequential Scan Conversion Method”
No. 71225 (Applicant: Japan Broadcasting Corporation, Inventors: Tanaka, Omura, Kurita,
Ninomiya, Nishizawa)

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の走査線数変換装
置においては、静止画に対しては充分な変換画質を有す
るが、後に詳しく述べるように、入力信号の2:1イン
タレース走査に基づく折り返しが原因となって、動画に
対しては不自然な折り返し信号成分を発生してしまう。
そのため動画に対する変換画質は必ずしも充分とは言え
なかった。
The conventional scanning line number conversion apparatus has a sufficient conversion image quality for a still image, but is based on 2: 1 interlaced scanning of an input signal, as will be described in detail later. The aliasing causes an unnatural aliasing signal component for the moving image.
Therefore, the conversion image quality for moving images has not always been sufficient.

【0006】すなわち、図2に従来の走査線数変換法の
原理を説明する。図2は時間(t)−垂直(y)の座標
系で画像の走査の状況を見たものである。図2中の白丸
が走査線の存在する位置を示している。走査線に付され
た1,2,3,…の番号は入力信号における走査線番号
であり、1′,2′,3′,…の番号は出力信号におけ
る走査線番号である。またD.C.(=Don’t C
are)はその走査線の信号内容は無効であることを示
している。なお、走査線数の変換比は5:3であるとし
ている(例えば1125本から675本への変換)。
FIG. 2 illustrates the principle of the conventional scanning line number conversion method. FIG. 2 shows an image scanning situation in a time (t) -vertical (y) coordinate system. White circles in FIG. 2 indicate positions where the scanning lines exist. .. Assigned to the scanning lines are the scanning line numbers in the input signal, and the numbers 1 ', 2', 3 ',... Are the scanning line numbers in the output signal. D. C. (= Don't C
are) indicates that the signal content of the scanning line is invalid. It is assumed that the conversion ratio of the number of scanning lines is 5: 3 (for example, conversion from 1125 lines to 675 lines).

【0007】走査線数変換は以下のようにして行われ
る。まず図2の左側の入力信号から垂直方向の補間フィ
ルタにより走査線を補間し、出力信号用の走査線
(1′,2′,3′,4′)を作成する。このとき走査
線1′,2′,3′を作成するフィルタは各々周波数特
性は同一であるが標本化位相の異なるフィルタであり、
それを実現する回路は従来例である文献(1),(2)
に詳しく述べられている。さて、図2において、出力信
号用の走査線1′,2′,3′,4′ではまだ走査その
ものは入力信号と同一であるため、バッファメモリ等に
より走査線の間引きと垂直走査の変換を行い、出力信号
を作成している。このとき、文献(2)からも明らかな
ように、出力信号は2:1インタレース走査であっても
順次走査であっても以上の動作に大きな変更はない。
The conversion of the number of scanning lines is performed as follows. First, a scanning line is interpolated from the input signal on the left side of FIG. 2 by a vertical interpolation filter to create a scanning line (1 ', 2', 3 ', 4') for an output signal. At this time, the filters for forming the scanning lines 1 ', 2', 3 'have the same frequency characteristics but different sampling phases.
Circuits to realize this are conventional examples (1), (2)
Is described in detail. In FIG. 2, the scanning itself is still the same as that of the input signal in the scanning lines 1 ', 2', 3 ', and 4' for the output signal. To create an output signal. At this time, as is clear from the literature (2), the above operation does not significantly change regardless of whether the output signal is 2: 1 interlace scanning or sequential scanning.

【0008】従来の走査線数変換では、上記の補間を行
う際に、動画についてはフィールド内の走査線(図2で
は図左側のt=0のフィールド内の走査線)から行って
いた。しかし、入力信号が2:1インタレース走査であ
り、垂直方向の情報がフレーム画像の1/2しかなく、
このため、このフィールド内補間では垂直解像度の高い
補間が行えず、静止画においてのみ図2中の点線に示す
ようにフィールドメモリにより前フィールドの走査線を
用いて仮想的に順次走査に変換してから走査線数のため
の補間を行っていた。しかし、これはあくまで静止画に
限られていた。
In the conventional conversion of the number of scanning lines, when performing the above-described interpolation, the moving image is performed from the scanning lines in the field (the scanning line in the field at t = 0 on the left side in FIG. 2). However, the input signal is a 2: 1 interlaced scan, and the information in the vertical direction is only half of the frame image.
For this reason, in the intra-field interpolation, interpolation with high vertical resolution cannot be performed. For a still image only, as shown by a dotted line in FIG. , The interpolation for the number of scanning lines was performed. However, this was limited to still images.

【0009】そこで本発明はこの点を改善し、動画に対
しても充分な変換画質が得られる画像信号の走査線数変
換装置を提供することを目的とする。
Accordingly, it is an object of the present invention to improve this point and to provide an image signal scanning line number conversion apparatus capable of obtaining a sufficient conversion image quality even for a moving image.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明はインタレース走査の入力画像信号における画像
の動き量を動ベクトルとして出力する動ベクトル発生回
路と、前記入力画像信号の遅延量を、前記動ベクトルに
従い動き補償した動き補償フィールド遅延回路と、前記
入力画像信号を遅延する遅延回路と、該遅延回路の出力
信号と前記動き補償フィールド遅延回路の出力信号とに
対し加重平均を行う加重平均回路と、前記動ベクトルに
従い遅延量を動き補償した動き補償フレーム間差信号に
基づいて前記加重平均回路内の重みを決定する回路と、
前記加重平均回路から走査線数を変換して画像信号を取
り出す回路とを具えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a motion vector generating circuit for outputting a motion amount of an image in an input image signal of interlaced scanning as a motion vector, and a delay amount of the input image signal. A motion compensation field delay circuit that performs motion compensation according to the motion vector, a delay circuit that delays the input image signal, and a weight that performs a weighted average on an output signal of the delay circuit and an output signal of the motion compensation field delay circuit. An averaging circuit, and a circuit that determines a weight in the weighted averaging circuit based on a motion compensated inter-frame difference signal obtained by motion-compensating the delay amount according to the motion vector;
A circuit for converting the number of scanning lines from the weighted averaging circuit to extract an image signal.

【0011】[0011]

【作用】本発明によれば、インタレース走査の入力画像
に対して仮想的に動き補償型の順次走査変換を行ってか
ら走査線数を変換する。これによって、動画における不
要な折り返し妨害を除去して、動画に対する変換画質を
向上させることができる。
According to the present invention, the number of scanning lines is converted after virtually performing motion-compensated sequential scan conversion on an interlaced scan input image. As a result, unnecessary aliasing disturbance in the moving image can be removed, and the converted image quality of the moving image can be improved.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0013】図1に本発明の実施例である走査線数変換
装置の構成を示す。
FIG. 1 shows the configuration of a scanning line number conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.

【0014】図1において、本装置の入力信号は走査線
数1125本/フィールド周波数60Hz/インタレー
ス比2:1の画像信号であり、出力信号は525本/フ
ィールド周波数60Hz/インタレース比2:1の画像
信号である。すなわち、本装置は画像信号の基本的な走
査パラメータのうち走査線数のみを変換するものであ
り、その変換比は1125:525=15:7である。
In FIG. 1, an input signal of this apparatus is an image signal having 1125 scanning lines / field frequency 60 Hz / interlace ratio 2: 1, and an output signal is 525 lines / field frequency 60 Hz / interlace ratio 2: 1 is an image signal. That is, the present apparatus converts only the number of scanning lines among the basic scanning parameters of an image signal, and the conversion ratio is 1125: 525 = 15: 7.

【0015】本装置の入力信号は、まず動ベクトル検出
回路1に入力させる。この動ベクトル検出回路1では入
力信号の画像の動き量を動ベクトルV0 として検出す
る。この検出にはすでに種々提案されている動ベクトル
検出技術をそのまま使用できる。また、動ベクトルが外
部から与えられる場合はそれを受信してもよい。V0
動ベクトル値修正回路2に入力され、その値が若干修正
されて、図1の他の回路で使用される動ベクトルV(V
x ,Vy )として出力される。修正の内容および意味に
ついては後に述べる。ここでVは実際はVx ,Vy の2
つの信号からなる。Vx は動きの水平方向の成分を表わ
し、単位は(画素/フィールド)とする。Vy は動きの
垂直方向の成分を表わし、単位は((フレーム内)走査
線/フィールド)とする。Vは画素毎、あるいはある大
きさの画素ブロック毎、あるいはフィールド毎のいずれ
の単位でその値が更新されても本装置は動作可能であ
る。これら回路1,2が全体として動ベクトル発生回路
3を構成している。
An input signal of the present apparatus is first input to a motion vector detection circuit 1. A motion amount of the image of the motion vector detection circuit 1, the input signal is detected as a motion vector V 0. For this detection, various motion vector detection techniques already proposed can be used as they are. When a motion vector is provided from outside, it may be received. V 0 is input to the motion vector value correction circuit 2, the value of which is slightly corrected, and the motion vector V (V) used in the other circuits in FIG.
x , V y ). The content and meaning of the correction will be described later. Here, V is actually 2 of V x and V y
Consists of two signals. V x represents the horizontal component of the motion, the unit is set to (pixels / field). V y represents the vertical component of the motion, and the unit is ((in a frame) scan line / field). The present apparatus can operate regardless of whether the value of V is updated for each pixel, for each pixel block of a certain size, or for each field. These circuits 1 and 2 constitute a motion vector generating circuit 3 as a whole.

【0016】入力信号はまた、各々(565H+V),
(564H+V),(563H+V)のディレイ量を持
つ動き補償メモリ10,11,12に入力される。ここ
でHはフィールド内の1ラインを表わす。またVは前記
動ベクトルである。例えば(563H+V)のディレイ
量は画素数で表わすと以下のようになる。1ラインの画
素数をNとして
The input signals are also (565H + V),
The signals are input to the motion compensation memories 10, 11, and 12 having delay amounts of (564H + V) and (563H + V). Here, H represents one line in the field. V is the motion vector. For example, the delay amount of (563H + V) is represented by the number of pixels as follows. Let N be the number of pixels in one line

【0017】[0017]

【数1】 (Equation 1)

【0018】となる。他のディレイ量についても同様に
求められる。ここでVx ,Vy の極性は、時間とともに
画像が右上に移動するときVx >0,Vy >0としてい
る。メモリ10の出力を信号x-2 、メモリ11の出力
をx0 、メモリ12の出力をx2 とする。これらは加重
平均回路16に入力される。
## EQU1 ## The other delay amounts can be similarly obtained. Here, the polarities of V x and V y are set to V x > 0 and V y > 0 when the image moves to the upper right with time. The output of the memory 10 is a signal x -2 , the output of the memory 11 is x 0 , and the output of the memory 12 is x 2 . These are input to the weighted average circuit 16.

【0019】入力信号はまた、1Hディレイ13,1
4,15の縦続接続回路に入力される。ここでは装置の
入力信号をx-3 、ディレイ13の出力をx-1 、ディ
レイ14の出力をx1 、ディレイ15の出力をx3 とす
る。これらも加重平均回路16に入力される。
The input signal also includes a 1H delay 13, 1
The signals are input to the cascade connection circuits 4 and 15. Here, the input signal of the apparatus is x -3 , the output of the delay 13 is x -1 , the output of the delay 14 is x 1 , and the output of the delay 15 is x 3 . These are also input to the weighted average circuit 16.

【0020】なお、図1の装置では、動ベクトルVに従
ってメモリ10〜12におけるフィールドディレイ量を
動き補償することにより仮想的な順次走査変換の際の動
画における画質劣化を解決している。例えば画像の垂直
方向の動きがVy =2である場合は、図1の動き補償メ
モリ10〜12により図3のa,b,cの走査線をディ
レイさせてx2 ,x0 ,x-2を出力し、加重平均回路1
6に順次走査信号x3〜x-3を入力する。図3の表示法
は図2と同様であり、また、補間以後の動作は従来法と
同様である(詳細は後述)。このように図1の装置では
画像に動きがある場合でも垂直フィルタを用いることな
く順次走査に変換できるので、動画の変換画質が良好で
ある。すなわち、高解像度、高画質が得られる。この状
況は水平方向の動き成分についても同様である。なお、
静止画においてはVx =Vy =0であるので、従来の静
止画に対するフィールド間補間も上記動き補償補間の動
作に含まれている。
In the apparatus shown in FIG. 1, the image quality deterioration in a moving image at the time of virtual progressive scan conversion is solved by motion-compensating the field delay amount in the memories 10 to 12 according to the motion vector V. For example, when the vertical motion of the image is V y = 2, the scanning lines a, b, and c in FIG. 3 are delayed by the motion compensation memories 10 to 12 in FIG. 1 to obtain x 2 , x 0 , and x −. 2 is output and the weighted average circuit 1
Sequentially inputting a scan signal x 3 ~x -3 to 6. The display method of FIG. 3 is the same as that of FIG. 2, and the operation after interpolation is the same as that of the conventional method (details will be described later). As described above, in the apparatus shown in FIG. 1, even when there is a motion in the image, the image can be converted into the sequential scanning without using the vertical filter, so that the converted image quality of the moving image is good. That is, high resolution and high image quality can be obtained. This situation is the same for the horizontal motion component. In addition,
Since V x = V y = 0 in a still image, the inter-field interpolation for a conventional still image is also included in the motion compensation interpolation operation.

【0021】ところで、図3にはVy が偶数の場合のみ
示したが、Vy が奇数の場合は1フィールド前に順次走
査に該当する走査線が存在しないため動き補償補間を行
うことができない。従って、図1の動ベクトル値修正回
路2では以下のアルゴリズムにより垂直方向の動ベクト
ル値を修正する。動ベクトル検出回路で検出された垂
直,水平の動ベクトルを各々Vy0,Vx0とすると、
FIG. 3 shows only the case where V y is an even number. However, when V y is an odd number, motion compensation interpolation cannot be performed because there is no scanning line corresponding to sequential scanning one field before. . Accordingly, the motion vector value correction circuit 2 in FIG. 1 corrects the vertical motion vector value by the following algorithm. Assuming that the vertical and horizontal motion vectors detected by the motion vector detection circuit are V y0 and V x0 respectively,

【0022】[0022]

【数2】 (Equation 2)

【0023】[0023]

【数3】 Vx=Vx0 …(3) すなわち、Vy0についてはVy0が奇数の場合はVy0をよ
り絶対値の小さい偶数に丸めている。これは、動き補償
が正確でない場合は、過補償の状態よりも補償不足の状
態の方が一般的に画質が良好であることによるものであ
る。水平方向の動き成分については以上のようなインタ
レース走査に基づく特殊事情がないためVx0を修正する
必要はない。
Equation 3] V x = V x0 ... (3 ) i.e., for V y0 are if V y0 is odd are rounded to a small even number of more absolute value V y0. This is because when the motion compensation is not accurate, the image quality is generally better in the under-compensated state than in the over-compensated state. Since there is no special situation based on the interlaced scanning as described above for the horizontal motion component, it is not necessary to correct Vx0 .

【0024】加重平均回路16は、7次の補間フィルタ
を構成し、上で述べたxi (iは整数かつ、−3≦i≦
3)に対し、各々に重み(係数)αi を乗じたのち、加
算して出力する。すなわち
The weighted averaging circuit 16 forms a seventh-order interpolation filter, and the above-mentioned x i (i is an integer and -3 ≦ i ≦
3) is multiplied by a weight (coefficient) α i, and then added and output. Ie

【0025】[0025]

【外1】 [Outside 1]

【0026】このとき、係数αi の値は後に述べる信号
K、およびフレーム内あるいはフィールド内での走査線
番号によって変化する。加重平均回路16の出力はバッ
ファメモリ17に入力される。ここでは前記図2の走査
線番号に従って信号をリード/ライトすることにより、
画像における垂直走査の変換を行い、525/60/
2:1の本装置の出力信号を作成する。
At this time, the value of the coefficient α i changes depending on the signal K described later and the scanning line number in a frame or a field. The output of the weighted average circuit 16 is input to the buffer memory 17. Here, by reading / writing signals according to the scanning line numbers in FIG.
Conversion of vertical scanning in the image is performed, and 525/60 /
A 2: 1 output signal of the device is created.

【0027】本装置の入力信号はまた、(525H+2
V)のディレイ量の持つ動き補償メモリ4に入力され
る。4の動作は動き補償量が動ベクトルVの2倍となっ
ている他はメモリ10〜12と同様であり、そのディレ
イ量は(1)式と同様にして求められる。減算器5は本
装置の入力信号とメモリ4の出力との差分をとって出力
する。減算器5の出力が動き補償フレーム間差信号であ
る。絶対値回路6は減算器5の出力の絶対値を出力す
る。K決定回路7は絶対値回路6の出力をもとに前記の
信号Kを決定する。ここでKの値は例えば0≦K≦1と
する。また、この範囲内でKの取り得る値の数は前記の
加重平均回路16の条件に依存する。例えば、係数αi
が、Kに対して3種類変化できるものとすれば、Kの取
り得る値は3種であり、例えばKは0または0.5また
は1である。K決定回路7の内容は、単純に絶対値回路
6の出力値が大きければKを大きな値にするという量子
化器のみでも良いし、従来の画像の動き検出法の中に見
られる様々な手法を盛り込んでもよい。K決定回路7の
出力はxi との位相合わせのための1Hディレイ8を経
て、信号Kとして加重平均回路16に入力される。な
お、信号Kの位相は信号x-1に合わせられている。これ
ら各構成4〜8が全体として補間選択判定回路9を構成
している。
The input signal of this device is also (525H + 2
V) is input to the motion compensation memory 4 having the delay amount. The operation of No. 4 is the same as that of the memories 10 to 12 except that the motion compensation amount is twice the motion vector V, and the delay amount is obtained in the same manner as the equation (1). The subtracter 5 calculates the difference between the input signal of the present apparatus and the output of the memory 4 and outputs the result. The output of the subtracter 5 is a motion compensation frame difference signal. The absolute value circuit 6 outputs the absolute value of the output of the subtracter 5. The K determination circuit 7 determines the signal K based on the output of the absolute value circuit 6. Here, the value of K is, for example, 0 ≦ K ≦ 1. The number of possible values of K within this range depends on the conditions of the weighted average circuit 16 described above. For example, the coefficient α i
However, if three types can be changed with respect to K, there are three possible values of K, for example, K is 0, 0.5, or 1. The content of the K decision circuit 7 may be simply a quantizer that simply increases K if the output value of the absolute value circuit 6 is large, or various methods used in the conventional image motion detection method. May be included. The output of the K determination circuit 7 via the 1H delay 8 for phase adjustment between x i, is input to the weighted average circuit 16 as a signal K. Note that the phase of the signal K is adjusted to the signal x- 1 . Each of these components 4 to 8 constitutes an interpolation selection determination circuit 9 as a whole.

【0028】本実施例による走査線数変換は、前述した
ようにメモリ10〜12,1Hディレイ13〜15,動
ベクトル発生回路3,補間選択判定回路9,加重平均回
路16,バッファメモリ17を用いて2:1インタレー
ス走査信号に対して仮想的に動き補償型の順次走査変換
を行ってから走査線数の変換のための補間を行うもので
あるから、動画に対しても高解像度,高画質な変換を行
うことが可能である。
The conversion of the number of scanning lines according to the present embodiment uses the memories 10 to 12, the 1H delays 13 to 15, the motion vector generating circuit 3, the interpolation selection judging circuit 9, the weighted averaging circuit 16, and the buffer memory 17 as described above. Since the motion compensation type progressive scan conversion is performed on the 2: 1 interlaced scan signal virtually and then interpolation for converting the number of scanning lines is performed, high resolution and high resolution can be applied to moving images. It is possible to perform high quality conversion.

【0029】図1の実施例を含む走査線数変換の時間−
垂直スペクトルを図4および図5に示す。図4および図
5において、横軸はいずれも時間周波数f(Hz)であ
り、縦軸はいずれも垂直空間周波数ν(cph)であ
る。図4(a)は以下で検討する画像のスペクトルであ
り、
Scanning line number conversion time including the embodiment of FIG. 1—
The vertical spectrum is shown in FIGS. 4 and 5, the horizontal axis represents the time frequency f (Hz), and the vertical axis represents the vertical spatial frequency ν (cph). FIG. 4 (a) is the spectrum of the image discussed below,

【0030】[0030]

【外2】 [Outside 2]

【0031】[0031]

【外3】 [Outside 3]

【0032】インタレース走査による時空間標本化のキ
ャリアである。図では原スペクトル、およびフィールド
による時間標本化の折り返しスペクトルを実線で、イン
タレース走査による折り返しを点線で示してある。ま
た、同図(b)は同じ画像を走査線525本システムの
カメラで撮像した場合の信号スペクトルである。同図
(a)ではVy =2(1125走査線/フィールド)で
あったが、同図(b)では
A carrier for spatiotemporal sampling by interlaced scanning. In the figure, the original spectrum and the folded spectrum of the time sampling by the field are shown by solid lines, and the folded spectrum by interlaced scanning is shown by a dotted line. FIG. 3B shows a signal spectrum when the same image is captured by a camera having 525 scanning lines. In FIG. 10A, V y = 2 (1125 scanning lines / field), but in FIG.

【0033】[0033]

【数4】 (Equation 4)

【0034】と考えることができる。It can be considered that

【0035】同図(c)は図2で述べた従来例の静止画
用補間の補間特性である。同図(c)の斜線部は補間フ
ィルタの阻止域であり、この部分の信号スペクトルはカ
ットされる。通過域に残った信号を525/2:1に走
査変換することにより同図(d)のスペクトルが得られ
る。同図(d)を見ると、長さが短くなった(解像度が
低下した)原スペクトル(実線)、およびインタレース
キャリアXからのスペクトル(点線)の他に、−60≦
f≦−30,0≦f≦30の領域に不自然なスペクトル
を生じていることがわかる。これは、同図(c)の通過
域内に残ったインタレースの折り返しスペクトルにより
生じるものである。また、このスペクトルは原画像のν
に関する中域成分が原因で生じている。このスペクトル
のため、従来の変換では画像の垂直解像度が低下するこ
とに加えて、不自然な画質妨害、たとえば画像の水平エ
ッジ等における不自然で目立ちやすいインタラインフリ
ッカ等を生じていた。
FIG. 4C shows the interpolation characteristics of the conventional still image interpolation described in FIG. The hatched portion in FIG. 3C is a stop band of the interpolation filter, and the signal spectrum of this portion is cut. By subjecting the signal remaining in the pass band to scan conversion at 525/2: 1, the spectrum shown in FIG. Referring to FIG. 9D, in addition to the original spectrum (solid line) whose length is shortened (decreased in resolution) and the spectrum (dotted line) from the interlace carrier X, −60 ≦
It can be seen that an unnatural spectrum is generated in the region of f ≦ −30 and 0 ≦ f ≦ 30. This is caused by the folded spectrum of the interlace remaining in the pass band in FIG. Also, this spectrum is ν of the original image.
Caused by the mid-range components. Because of this spectrum, the conventional conversion not only reduces the vertical resolution of the image, but also causes unnatural image quality interference, such as unnatural and noticeable interline flicker at the horizontal edge of the image.

【0036】同様に、従来の動画用の補間特性を同図
(e)、それによる走査線数変換の結果を同図(f)に
示す。この場合も、原スペクトルの解像度が低下するこ
とに加えて、やはり不自然な折り返しスペクトルを生じ
ている。ただしこの場合、この不自然なスペクトルは原
画像のν高域成分が原因となっている。すなわち原画像
のν高域成分はνの値が変換されて出力されている。し
かし画質に関しては、解像度の低下とともにやはり不自
然なインタレース妨害を生じ、同様に画質が劣化してい
た。
Similarly, FIG. 11E shows the conventional interpolation characteristics for moving images, and FIG. 10F shows the result of the conversion of the number of scanning lines based on the interpolation characteristics. Also in this case, in addition to the decrease in the resolution of the original spectrum, an unnatural folded spectrum is also generated. However, in this case, this unnatural spectrum is caused by the ν high frequency component of the original image. That is, the ν high-frequency component of the original image is output after the value of ν is converted. However, with respect to the image quality, unnatural interlace interference also occurred with the decrease in the resolution, and the image quality similarly deteriorated.

【0037】これに対し、図1の装置によれば、図5
(g)のような補間特性を実現することができ、同図
(h)に示すような、走査線525システムで直接撮像
した図4(b)と等価な出力信号スペクトルを得ること
が可能である。さらに、図4(b)や図5(h)の画像
でインタレース妨害が目立つ場合は、図5(i)に示す
ように補間特性をνに関して意識的に狭帯域にすること
により、図5(j)に示すように視覚的に目立つν低域
への妨害のない画像を得ることもできる。このように、
本装置によれば、不自然な妨害のない高画質な走査変換
出力を得られることに加えて、特性の選択によっては通
常の走査線525本のカメラよりもさらに妨害の少ない
極めて高画質な画像を得ることも可能である。
On the other hand, according to the apparatus shown in FIG.
(G), and an output signal spectrum equivalent to that shown in FIG. 4B directly captured by the scanning line 525 system can be obtained as shown in FIG. is there. Further, when the interlace interference is conspicuous in the images of FIGS. 4B and 5H, the interpolation characteristic is intentionally narrowed with respect to ν as shown in FIG. As shown in (j), it is also possible to obtain an image that is visually noticeable and has no interference with the low ν band. in this way,
According to this apparatus, in addition to obtaining a high-quality scan conversion output free from unnatural interference, an extremely high-quality image with less interference than a normal 525-line camera may be obtained depending on the selection of characteristics. It is also possible to get

【0038】なお、図1の装置における信号Kによる係
数αi の制御は、動ベクトルの誤検出等により動き補償
が誤差を生じる場合に対処するためのものであり、補間
フィルタの特性を例えばK=1の場合は図5(g)の特
性に、K=0の場合は図4(e)の特性に、K=0.5
の場合は図5(g)の特性と図4(eの特性の中間の特
性(例えば両者の平均の特性)にすれば良い。
The control of the coefficient α i by the signal K in the apparatus shown in FIG. 1 is intended to cope with a case where an error occurs in motion compensation due to an erroneous detection of a motion vector or the like. = 1, K = 0.5, K = 0.5, K = 0.5
In the case of (1), the characteristic shown in FIG. 5 (g) and the characteristic shown in FIG. 4 (e) may be set to an intermediate characteristic (for example, an average characteristic of both).

【0039】本発明の別の実施例を図6に示す。入出力
信号は図1と等しい。また回路構成上図1と異なるの
は、図1の動き補償メモリ10,11,12に代えて図
5で547Hディレイ20、動き補償メモリ21、1H
ディレイ22,23が用いられていることである。他の
部分の回路は内容、動作とも図1に等しい。
Another embodiment of the present invention is shown in FIG. The input / output signals are the same as in FIG. The circuit configuration differs from FIG. 1 in that the 547H delay 20, the motion compensation memories 21, 1H in FIG.
That is, delays 22 and 23 are used. The contents and operation of the other circuits are the same as those in FIG.

【0040】入力信号は547Hディレイ20を経て、
(16H+V)のディレイ量を持つ動き補償メモリ21
で動き補償される。|V|≦16Hであれば547Hデ
ィレイ20,動き補償メモリ21を合わせて図1の動き
補償メモリ12の動作と等価である。これは通常の画像
では|V|≦16Hであることが多いので、動き補償メ
モリ12を547Hディレイ20と動き補償メモリ21
に分割することにより高価な動き補償メモリのディレイ
サイズを小さくし、装置を経済的に実現しようとするも
のである。動き補償メモリ21の出力は1Hディレイ2
2,23の縦続接続に入力される。動き補償メモリ2
1、1Hディレイ22,23の出力が各々x-2,x0
2 となる。すなわち、各構成20〜22で図1の動き
補償メモリ11を、同各構成20〜23で動き補償メモ
リ12を代用している。これも高価な動き補償メモリを
節約する1つの手段である。
The input signal passes through the 547H delay 20,
Motion compensation memory 21 having a delay amount of (16H + V)
Is motion compensated. If | V | ≦ 16H, the operation of the motion compensation memory 12 in FIG. 1 is equivalent to the operation of the 547H delay 20 and the motion compensation memory 21 together. This is often | V | ≦ 16H in a normal image, so that the motion compensation memory 12 is provided with a 547H delay 20 and a motion compensation memory 21.
The purpose of the present invention is to reduce the delay size of the expensive motion compensation memory by dividing into two, and to economically realize the device. The output of the motion compensation memory 21 is 1H delay 2
It is input to 2, 23 cascade connections. Motion compensation memory 2
The output of the 1,1H delay 22 and 23 each x -2, x 0,
the x 2. That is, the components 20 to 22 substitute the motion compensation memory 11 of FIG. 1 and the components 20 to 23 substitute the motion compensation memory 12. This is another way to save expensive motion compensation memory.

【0041】図7に図6の装置の動作例を示す。図7の
表記法は図3と同様である。図7において図3と異なる
のは、x0 ,x2 を走査線b,cから作成せず、x-2
ら作成していることである。これは、図3に示すごとく
-2,x0 ,x2 を補間するための動ベクトルが等しい
場合は図1の装置の動作と等価である。しかし、ある走
査線とそれに隣接する走査線に対する動ベクトルが異な
る場合は図6の装置の動作は図1と異なり、動き補償の
誤差により画質劣化を生じるおそれがある。しかし、動
ベクトルの発生方法や画像の種類によっては図6の装置
でも画質的に充分である可能性も大きい。そのような場
合は図6の構成により装置を経済的に実現できる。
FIG. 7 shows an example of the operation of the apparatus shown in FIG. The notation of FIG. 7 is the same as that of FIG. FIG. 7 differs from FIG. 3 in that x 0 and x 2 are not created from the scanning lines b and c, but are created from x −2 . This is equivalent to the operation of the apparatus of FIG. 1 when the motion vectors for interpolating x −2 , x 0 , and x 2 are equal as shown in FIG. However, when a motion vector for a certain scanning line and a scanning line adjacent thereto are different, the operation of the apparatus in FIG. 6 is different from that in FIG. 1, and image quality may be deteriorated due to a motion compensation error. However, depending on the method of generating a motion vector and the type of image, it is highly possible that the apparatus of FIG. In such a case, the apparatus can be economically realized by the configuration of FIG.

【0042】本発明は以上述べた例のほか、入出力とも
実施例とは異なる走査線数のシステムにも利用できる。
また、本実施例の1125→525のようにダウン変換
だけでなく、525→1125のようなアップ変換にも
利用できる。また、出力信号は順次走査であってもよ
い。さらに、動き補償は注目信号の1フィールド前後の
信号によって行ってもよいし、さらに、動き補償補間に
おいて間補間信号等の動き補償を行える動ベクトルを増
すようにすることも可能である。
The present invention can be applied to a system having a different number of scanning lines for the input and output, in addition to the examples described above.
Further, the present invention can be used not only for down conversion like 1125 → 525 in the present embodiment but also for up conversion like 525 → 1125. Further, the output signal may be a progressive scan. Further, the motion compensation may be performed using signals before and after one field of the signal of interest, and furthermore, it is possible to increase the number of motion vectors for which motion compensation such as an interpolated signal is performed in motion compensation interpolation.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、インタレース走査の入
力画像信号に仮想的に動き補償型の順次走査変換を行っ
てから走査線数の変換を行うことにより、動画における
不自然な折り返し妨害の発生を防ぎ、動画に対する変換
画質を向上させることができる。
According to the present invention, by performing virtually motion-compensated progressive scanning conversion on an interlaced scanning input image signal and then converting the number of scanning lines, unnatural aliasing interference in a moving image is obtained. Can be prevented, and the conversion image quality of a moving image can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】従来の走査線数変換装置の動作を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating an operation of a conventional scanning line number conversion device.

【図3】図1の装置の動作例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an operation example of the device of FIG. 1;

【図4】図1の装置の動作を説明する時間−垂直スペク
トルを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a time-vertical spectrum for explaining the operation of the apparatus of FIG. 1;

【図5】同じく時間−垂直スペクトルを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a time-vertical spectrum in the same manner.

【図6】本発明の別の実施例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図7】図6の装置の動作例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an operation example of the device of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 動ベクトル発生回路 9 補間選択判定回路 10,11,12 動き補償メモリ 13,14,15 1Hディレイ 16 加重平均回路 17 バッファメモリ 3 Motion vector generation circuit 9 Interpolation selection judgment circuit 10, 11, 12 Motion compensation memory 13, 14, 15 1H delay 16 Weighted average circuit 17 Buffer memory

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インタレース走査の入力画像信号におけ
る画像の動き量を動ベクトルとして出力する動ベクトル
発生回路と、 前記入力画像信号の遅延量を、前記動ベクトルに従い動
き補償した動き補償フィールド遅延回路と、 前記入力画像信号を遅延する遅延回路と、 該遅延回路の出力信号と前記動き補償フィールド遅延回
路の出力信号とに対し加重平均を行う加重平均回路と、 前記動ベクトルに従い遅延量を動き補償した動き補償フ
レーム間差信号に基づいて前記加重平均回路内の重みを
決定する回路と、 前記加重平均回路から走査線数を変換して画像信号を取
り出す回路とを具えたことを特徴とする画像信号の走査
線数変換装置。
1. A motion vector generation circuit for outputting a motion amount of an image in an input image signal of interlaced scanning as a motion vector, and a motion compensation field delay circuit for compensating a delay amount of the input image signal according to the motion vector A delay circuit for delaying the input image signal; a weighted average circuit for performing a weighted average on an output signal of the delay circuit and an output signal of the motion compensation field delay circuit; and a motion compensation for a delay amount according to the motion vector. A circuit for determining a weight in the weighted average circuit based on the obtained motion compensated inter-frame difference signal; and a circuit for converting the number of scanning lines from the weighted average circuit and extracting an image signal. Scanning line number converter for signals.
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