JP3389984B2 - Progressive scan conversion device and method - Google Patents

Progressive scan conversion device and method

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JP3389984B2
JP3389984B2 JP24680298A JP24680298A JP3389984B2 JP 3389984 B2 JP3389984 B2 JP 3389984B2 JP 24680298 A JP24680298 A JP 24680298A JP 24680298 A JP24680298 A JP 24680298A JP 3389984 B2 JP3389984 B2 JP 3389984B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インタレースされ
た映像信号を順次走査の映像信号に変換する順次走査変
換装置及び方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a progressive scan conversion apparatus and method for converting an interlaced video signal into a progressive scan video signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】NTSC信号やハイビジョン信号等の標
準的なテレビジョン信号はインタレース(飛び越し走
査)信号である。図5は走査線構造を示す図であり、
(a)はインタレース信号、(b)はプログレッシブ
(順次走査)信号、(c)は走査線補間によってインタ
レース信号をプログレッシブ信号に変換した信号を示し
ている。なお、プログレッシブ信号はノンインタレース
信号と称されることもある。図5中の○は走査線を示
し、×は補間された走査線を示している。
2. Description of the Related Art Standard television signals such as NTSC signals and high-definition signals are interlaced (interlaced scan) signals. FIG. 5 is a diagram showing a scanning line structure,
(A) shows an interlaced signal, (b) shows a progressive (sequential scanning) signal, and (c) shows a signal obtained by converting the interlaced signal into a progressive signal by scanning line interpolation. The progressive signal may also be referred to as a non-interlaced signal. In FIG. 5, a circle indicates a scanning line, and a cross indicates an interpolated scanning line.

【0003】この図5において、垂直方向Vは画面の垂
直方向であり、水平方向tは時間方向である。インタレ
ース信号は、図5(a)に示すように、1つのフレーム
が時間及び垂直方向にずれた2つのフィールドで構成さ
れる。これに対し、プログレッシブ信号は、図5(b)
に示すように、走査線構造にずれがない。インタレース
信号においては、画像の垂直方向の高い周波数成分が多
くなると、ラインフリッカを生じる等のインタレース妨
害が存在する。一方、プログレッシブ信号では、インタ
レース妨害は存在しない。
In FIG. 5, the vertical direction V is the vertical direction of the screen, and the horizontal direction t is the time direction. As shown in FIG. 5A, the interlaced signal is composed of two fields in which one frame is shifted in the time and vertical directions. On the other hand, the progressive signal is shown in FIG.
As shown in, there is no deviation in the scanning line structure. In the interlaced signal, when the number of high frequency components in the vertical direction of the image increases, there is interlaced interference such as line flicker. On the other hand, with progressive signals, there is no interlace interference.

【0004】そこで、図5(c)に示すように、インタ
レースで間引かれている部分の走査線を周辺の走査線で
補間し、プログレッシブ信号に変換することによって、
インタレース妨害を除去する処理方法がある。このよう
な処理方法は、順次走査変換もしくは倍密変換と称され
る。
Therefore, as shown in FIG. 5C, by interpolating the scanning lines of the portion thinned by the interlacing with the peripheral scanning lines and converting them into a progressive signal,
There are processing methods to remove interlace interference. Such a processing method is called progressive scanning conversion or double-density conversion.

【0005】従来においては、順次走査変換や倍密変換
のための走査線補間は、動き適応処理で行われる。即
ち、図6に示すように、画像が静止している場合は、前
後フィールドの画素A,Bの平均値を×で示す新しい画
素Qとするフィールド間補間を行うことによって、新し
い走査線を生成する。画像が動いている場合は、上下の
画素C,Dの平均値を×で示す新しい画素Qとするフィ
ールド内補間を行うことによって、新しい走査線を生成
する。そのため、画像が静止している場合は折り返し歪
みが少なく解像度も高い良好な変換画質が得られるが、
画像が動いている場合は折り返し歪みが多く解像度も低
い劣化した変換画質となる。
Conventionally, scanning line interpolation for progressive scanning conversion and double-dense conversion is performed by motion adaptive processing. That is, as shown in FIG. 6, when the image is stationary, a new scanning line is generated by performing inter-field interpolation using the average value of the pixels A and B in the preceding and following fields as a new pixel Q indicated by x. To do. When the image is moving, a new scanning line is generated by performing in-field interpolation using the average value of the upper and lower pixels C and D as a new pixel Q indicated by x. Therefore, when the image is still, good conversion image quality with less aliasing distortion and high resolution can be obtained.
When the image is moving, the converted image quality is deteriorated due to many aliasing distortion and low resolution.

【0006】ところで、順次走査信号に変換すべき入力
信号が3−2プルダウンによってインタレースに変換さ
れた信号の場合は、動き適応処理とは異なる方法を採用
することによって、画像が動いた場合でも良好な変換画
質を得ることができる。3−2プルダウンとは、図7に
示すようなフレームレート変換のことである。具体的に
は、24フレーム/秒の映画等のフィルムデータ(順次
走査信号)A,B,C,D…を60フィールド/秒のN
TSC方式等のインタレース信号a,a',a,b',
b,c',c…に変換するための方法として用いられ
る。なお、2−2プルダウンと称されるフレームレート
変換もあるが、ここでは代表して3−2プルダウンにつ
いて説明する。
By the way, when the input signal to be converted into the progressive scanning signal is the signal converted into the interlace by the 3-2 pull-down, a method different from the motion adaptive processing is adopted to make the image even when the image moves. A good converted image quality can be obtained. The 3-2 pulldown is a frame rate conversion as shown in FIG. Specifically, film data (sequential scanning signals) A, B, C, D, etc. of a movie of 24 frames / sec.
Interlaced signals a, a ', a, b', such as TSC system
It is used as a method for converting into b, c ', c ... Although there is also a frame rate conversion called 2-2 pulldown, here, 3-2 pulldown will be described as a representative.

【0007】図7に示すように、3−2プルダウンは、
元々1フレームであった画像が3もしくは2フィールド
に振り分けられている。従って、3−2プルダウンによ
ってインタレースに変換された入力信号の3−2パター
ンが分かれば、同じ1フレームの画像から生成された隣
接フィールドで、画像の静止・動きに関係なく、フィー
ルド内挿を行って順次走査に変換することができる。6
0フィールド/秒のインタレース信号を順次走査に変換
すると、60フレーム/秒の順次走査信号A,A,A,
B,B,C,C,C…となる。
As shown in FIG. 7, 3-2 pulldown is
The image that was originally one frame is distributed to three or two fields. Therefore, if the 3-2 pattern of the input signal converted into the interlace by the 3-2 pulldown is known, the field interpolation can be performed with the adjacent field generated from the image of the same one frame regardless of the stillness or motion of the image. It can be done and converted to progressive scan. 6
When an interlace signal of 0 field / sec is converted into progressive scan, 60 frame / sec of progressive scan signals A, A, A,
B, B, C, C, C ...

【0008】なお、インタレース信号a,a',a,
b',b,c',c…において、符号「'」の有無は奇数
フィールドと偶数フィールドとの違いを示しており、例
えば、符号「'」を付していないフィールドが奇数フィ
ールドであり、符号「'」を付したフィールドが偶数フ
ィールドである。従って、例えばフィールドaとフィー
ルドa'とは同一の映像であるが、互いの走査線がずれ
た状態となっている。
The interlaced signals a, a ', a,
In b ′, b, c ′, c, the presence or absence of the code “′” indicates the difference between the odd field and the even field. For example, the field without the code “′” is the odd field, The field with the symbol "'" is an even field. Therefore, for example, the field a and the field a ′ are the same image, but their scanning lines are deviated from each other.

【0009】フィールド内挿は、図6に示すフィールド
間補間と同じように、前フィールドの画素Aまたは後フ
ィールドの画素Bを新しい画素Qとすることによって新
しい走査線を生成するので、折り返し歪みが少なく解像
度も高い良好な変換画質が得られる。
Similar to the inter-field interpolation shown in FIG. 6, the field interpolation generates a new scan line by setting the pixel A in the previous field or the pixel B in the subsequent field as a new pixel Q, so that aliasing distortion is generated. Good conversion image quality with less resolution and higher resolution can be obtained.

【0010】3−2プルダウンによってインタレースに
変換された信号を順次走査信号へ再変換する方法は、例
えば、米国特許第4,876,596号明細書や米国特許第4,98
2,280号明細書に記載されている。米国特許第4,876,596
号明細書によれば、予め送信側でどのフィールドが3フ
ィールドに振り分けられたものであるか、さらにどのフ
ィールドが2フィールドに振り分けられたものであるか
をコードとして送信すれば、このコードを受信側で読み
出し、適切なフィールドを使用することによって、60
フレーム/秒の順次走査で元のフィルムデータを再生す
ることができる。
A method for reconverting a signal converted into interlace by 3-2 pulldown into a progressive scanning signal is described in, for example, US Pat. No. 4,876,596 and US Pat. No. 4,98.
2,280. U.S. Pat.No. 4,876,596
According to the specification, if the transmitting side sends in advance as a code which field is allocated to 3 fields and which field is allocated to 2 fields, this code will be received. By reading on the side and using the appropriate field, 60
The original film data can be reproduced by progressive scanning of frames / second.

【0011】また、米国特許第4,982,280号明細書によ
れば、受信側に3−2プルダウンの3−2パターンを検
出するパターン検出器を設け、適切なフィールドを使用
することによって、60フレーム/秒の順次走査で元の
フィルムデータを再生することができる。これら方法は
3−2プルダウンの明瞭な仕様またはこのパターンを検
出する能力のいずれかを必要とする。
According to US Pat. No. 4,982,280, a pattern detector for detecting a 3-2 pattern of 3-2 pulldown is provided on the receiving side, and by using an appropriate field, 60 frames / sec. The original film data can be reproduced by the sequential scanning of. These methods require either a clear specification of 3-2 pulldown or the ability to detect this pattern.

【0012】3−2プルダウンによってインタレースに
変換された信号を順次走査へ再変換するための他の方法
として、特開平8-307837号公報に記載されているものが
ある。特開平8-307837号公報によれば、入力信号が3−
2プルダウンによってインタレースに変換された信号で
ある場合、各フィールドは、図7に示すように、同じ1
フレームの画像から生成されたフィールドが隣接フィー
ルドに必ず存在するので、フィールド間の動きの有無を
検出することによって、同じ1フレームの画像から生成
されたフィールドを検出し、60フレーム/秒の順次走
査で元のフィルムデータを再生することができる。
Another method for reconverting a signal converted into interlace by 3-2 pulldown into progressive scanning is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-307837. According to JP-A-8-307837, the input signal is 3-
When the signal is converted into interlace by 2 pulldown, each field has the same 1 as shown in FIG.
Since the field generated from the image of the frame always exists in the adjacent field, the field generated from the image of the same one frame is detected by detecting the movement between the fields, and the sequential scanning of 60 frames / second is performed. The original film data can be played with.

【0013】この方法は、送信側で3−2プルダウンを
識別するためのコードを挿入する必要がなく、また、受
信側でも、そのコードをデコードするデコーダを設けた
り、パターン検出器を用いて3−2パターンをフィール
ドレベルで検出する必要がない。
According to this method, it is not necessary to insert a code for identifying the 3-2 pulldown on the transmitting side, and also on the receiving side, a decoder for decoding the code is provided or a pattern detector is used to detect the 3-2 pulldown. -No need to detect -2 patterns at the field level.

【0014】ここで、特開平8-307837号公報に記載され
ている順次走査変換装置の概要について、図8を用いて
説明する。図8に示すように、順次走査変換装置は、2
つのフィールド遅延器(フィールドディレイ)102,
103と、プロセッサ104とよりなる。入力端子10
1より入力された映像信号は、フィールド遅延器102
及びプロセッサ104に入力される。フィールド遅延器
102の出力はフィールド遅延器103及びプロセッサ
104に入力される。フィールド遅延器103の出力は
プロセッサ104に入力される。プロセッサ104によ
って順次走査に変換された映像信号は出力端子105よ
り出力される。
Here, an outline of the progressive scan conversion device described in Japanese Patent Laid-Open No. 8-307837 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, the progressive scan conversion device has two
Two field delays (field delays) 102,
103 and a processor 104. Input terminal 10
The video signal input from the 1 is a field delay unit 102.
And to the processor 104. The output of the field delay device 102 is input to the field delay device 103 and the processor 104. The output of the field delay device 103 is input to the processor 104. The video signal converted into progressive scanning by the processor 104 is output from the output terminal 105.

【0015】図8において、フィールド遅延器102に
保持されていたフィールドを現フィールドとすると、入
力端子101より入力されるフィールドは現フィールド
に対して時間的に後ろに位置するので後フィールドと
し、フィールド遅延器103に保持されていたフィール
ドは現フィールドに対して時間的に前に位置するので前
フィールドとする。
In FIG. 8, assuming that the field held in the field delay unit 102 is the current field, the field input from the input terminal 101 is located after the current field in time, so it is set as the rear field. The field held in the delay device 103 is located in front of the current field in time, and thus is set as the previous field.

【0016】この図8に示す順次走査変換装置を用い、
3−2プルダウンによってインタレースに変換された信
号を順次走査に再変換する場合、プロセッサ104によ
って、現フィールドと前フィールドとの比較から第1の
動き信号M1を生成し、現フィールドと後フィールドと
の比較から第2の動き信号M2を生成する。このとき、
入力信号はインタレースであるので、画素配列は図9に
示すようになっている。画素cに対応する第1の動き信
号M1は、値(画素c−画素a)と値(画素c−画素
b)の絶対値の最小値を使用することによって検出され
る。即ち、 M1=MIN(|画素c−画素a|,|画素c−画素b
|) であり、動き信号M1は値|画素c−画素a|と値|画
素c−画素b|の内のいずれか小さい方の値となる。
Using the progressive scan conversion device shown in FIG.
When the signal converted into interlace by the 3-2 pulldown is converted back into the progressive scan, the processor 104 generates the first motion signal M1 from the comparison between the current field and the previous field, and the current field and the next field. To generate a second motion signal M2. At this time,
Since the input signal is interlaced, the pixel array is as shown in FIG. The first motion signal M1 corresponding to the pixel c is detected by using the minimum absolute value of the value (pixel c-pixel a) and the value (pixel c-pixel b). That is, M1 = MIN (| pixel c-pixel a |, | pixel c-pixel b
|), And the motion signal M1 is the smaller value of the value | pixel c-pixel a | and the value | pixel c-pixel b |.

【0017】同様に、第2の動き信号M2は、値(画素
c−画素d)及び(画素c−画素e)の絶対値の最小値
を使用することによって検出される。即ち、 M2=MIN(|画素c−画素d|,|画素c−画素e
|) であり、動き信号M2は値|画素c−画素d|と値|画
素c−画素e|の内のいずれか小さい方の値となる。
Similarly, the second motion signal M2 is detected by using the minimum absolute value of the values (pixel c-pixel d) and (pixel c-pixel e). That is, M2 = MIN (| pixel c-pixel d |, | pixel c-pixel e
|), And the motion signal M2 is a smaller one of the value | pixel c-pixel d | and the value | pixel c-pixel e |.

【0018】入力信号が3−2プルダウンによってイン
タレースに変換された信号である場合、各フィールド
は、図7に示すように、同じ1フレームの画像から生成
されたフィールドが隣接フィールドに必ず存在する。そ
のため、少なくとも一方の動き信号は高空間周波数パタ
ーンを除けば零となる。即ち、第1の動き信号M1及び
第2の動き信号M2の最小値である動き信号k=MIN
(M1,M2)は、零に近くなる。
When the input signal is a signal converted into interlace by 3-2 pulldown, as shown in FIG. 7, in each field, a field generated from an image of the same one frame always exists in an adjacent field. . Therefore, at least one of the motion signals becomes zero except for the high spatial frequency pattern. That is, the motion signal k = MIN, which is the minimum value of the first motion signal M1 and the second motion signal M2.
(M1, M2) becomes close to zero.

【0019】画像におけるノイズによる誤判定を減少す
るように、動き信号kに対するスレッショルド値Tを設
定する。動き信号kがスレッショルド値Tより小(k<
T)であれば、プロセッサ104は3−2プルダウンに
よって変換された信号であると判定し、フィールド内挿
によって順次走査に変換した信号を出力端子105より
出力する。このとき、前フィールドを選択するか、また
は後フィールドを選択するかは、動き信号M1またはM
2のいずれが小さいかによって決まる。例えばM1<M
2であれば、前フィールドを用いてフィールド内挿が実
行される。一方、動き信号kがスレッショルド値Tより
大(k>T)であれば、プロセッサ104は3−2プル
ダウンによって変換された信号ではないと判定し、動き
信号kを用いた他の方法(例えば動き適応処理等)によ
って順次走査信号に変換する。
The threshold value T for the motion signal k is set so as to reduce erroneous determination due to noise in the image. The motion signal k is smaller than the threshold value T (k <
If T), the processor 104 determines that the signal has been converted by 3-2 pulldown, and outputs the signal converted into progressive scanning by field interpolation from the output terminal 105. At this time, whether to select the previous field or the subsequent field depends on whether the motion signal M1 or M is selected.
It depends on which of the two is smaller. For example, M1 <M
If 2, field interpolation is performed using the previous field. On the other hand, if the motion signal k is larger than the threshold value T (k> T), the processor 104 determines that the signal is not a signal converted by the 3-2 pulldown, and another method using the motion signal k (for example, motion It is converted into a progressive scanning signal by an adaptive process or the like).

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】図9に示すように、入
力信号がインタレース信号であるので、現フィールドの
画素と同じ位置に前後フィールドの画素は存在しない。
そのため、動き信号M1,M2の検出には、その上下の
ラインが使われる。この動き検出においては、比較する
2つのフィールドが同じフレームから生成された画像で
あった場合は、上下の画素との差分、即ち、垂直ハイパ
スフィルタの出力結果となる。従って、現フィールドに
対して前フィールドが同じフレームから生成された画像
であっても、垂直高域成分の大きいパターンであれば、
後フィールドが異なるフレームから生成された画像で
も、M1>M2となることがある。
As shown in FIG. 9, since the input signal is an interlaced signal, there is no pixel in the preceding and following fields at the same position as the pixel in the current field.
Therefore, the upper and lower lines are used to detect the motion signals M1 and M2. In this motion detection, when the two fields to be compared are images generated from the same frame, the difference between the upper and lower pixels, that is, the output result of the vertical high-pass filter is obtained. Therefore, even if the image is generated from the same frame in the previous field with respect to the current field, if the pattern has a large vertical high frequency component,
Even images generated from frames in which the subsequent fields are different may satisfy M1> M2.

【0021】同じように、現フィールドに対して前後フ
ィールドの2つが同じフレームから生成された画像であ
っても、垂直高域成分の大きい水平エッジ部であれば、
動き信号M1,M2が零にならず、動き信号kがスレッ
ショルド値Tより大きくなることがある。特に、文字部
分では垂直高域成分が大きく、動き信号kが大きくなり
やすい。
Similarly, even if an image generated from the same frame in two fields before and after the current field is a horizontal edge portion having a large vertical high frequency component,
The motion signals M1 and M2 do not become zero, and the motion signal k may become larger than the threshold value T. In particular, the vertical high-frequency component is large in the character portion, and the motion signal k tends to be large.

【0022】このように、値(画素c−画素a)と(画
素c−画素b)の絶対値の最小値を使用する動き信号M
1と、値(画素c−画素d)と(画素c−画素e)の絶
対値の最小値を使用する動き信号M2との2つの動き信
号の比較では、隣接フィールドに存在する同じ1フレー
ムの画像から生成されたフィールドを正しく判定するこ
とができない。このため、従来の順次走査変換装置で
は、間違ったフィールドでフィールド内挿を行ったり、
動き適応処理を行ったりして、画質を劣化させるという
問題点があった。
As described above, the motion signal M using the minimum absolute value of the values (pixel c-pixel a) and (pixel c-pixel b).
In the comparison of two motion signals of 1 and the motion signal M2 using the minimum absolute value of the values (pixel c-pixel d) and (pixel c-pixel e), the same one frame existing in the adjacent field is compared. The field generated from the image cannot be correctly determined. Therefore, in the conventional progressive scan conversion device, field interpolation is performed in the wrong field,
There is a problem that the image quality is deteriorated by performing motion adaptive processing.

【0023】さらに、従来の順次走査変換装置では、映
画の日本語字幕等、垂直高域成分の大きい水平エッジ部
が多く含まれる映像信号の場合や、3−2プルダウンや
2−2プルダウンによってインタレースに変換された画
像と通常の60フィールド/秒の画像とが混在した映像
信号の場合にも、画質を劣化させることがあるという問
題点があった。
Further, in the conventional progressive scan conversion apparatus, in the case of a video signal including many horizontal edge portions having a large vertical high frequency component such as Japanese subtitles of a movie, or by the 3-2 pulldown or 2-2 pulldown, There is a problem that the image quality may be deteriorated even in the case of a video signal in which an image converted into a race and a normal 60 field / sec image are mixed.

【0024】本発明はこのような問題点に鑑みなされた
ものであり、3−2プルダウンや2−2プルダウンによ
ってインタレースに変換された映像信号を画質劣化なく
順次走査に変換することができる順次走査変換装置及び
方法を提供することを目的とする。また、映画の日本語
字幕等、垂直高域成分の大きい水平エッジ部が多く含ま
れる映像信号の場合や、3−2プルダウンや2−2プル
ダウンによってインタレースに変換された画像と通常の
60フィールド/秒の画像とが混在した映像信号の場合
でも、画質劣化なく良好に順次走査に変換することがで
きる順次走査変換装置及び方法を提供することを目的と
する。
The present invention has been made in view of the above problems, and a video signal converted into interlace by 3-2 pulldown or 2-2 pulldown can be converted into progressive scan without deterioration of image quality. It is an object to provide a scan conversion device and method. Also, in the case of a video signal including many horizontal edge parts with large vertical high frequency components such as Japanese subtitles of movies, images converted to interlace by 3-2 pulldown or 2-2 pulldown and normal 60 fields It is an object of the present invention to provide a progressive scan conversion apparatus and method capable of satisfactorily converting to progressive scan without deterioration in image quality even in the case of a video signal in which images of 1 / second are mixed.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の技術の課題を解決するため、(1)インタレースされ
た映像信号を順次走査の映像信号に変換する順次走査変
換装置において、現フィールド内の被補間走査線の空間
的に上下に位置する走査線からフィールド内補間信号を
生成するフィールド内補間回路(4)と、前記フィール
ド内補間信号と、現フィールドに対して時間的に後ろに
位置し、前記被補間走査線と同一位置の走査線である後
フィールド信号との垂直方向に低い周波数成分の差分を
生成することによって、現フィールドと後フィールドと
のマッチングを表す第1のマッチング信号を生成する手
段(601,604,606)と、前記フィールド内補
間信号と、現フィールドに対して時間的に前に位置し、
前記被補間走査線と同一位置の走査線である前フィール
ド信号との垂直方向に低い周波数成分の差分を生成する
ことによって、現フィールドと前フィールドとのマッチ
ングを表す第2のマッチング信号を生成する手段(60
2,605,608)と、前記第1のマッチング信号と
前記第2のマッチング信号との差分を生成することによ
って、前記後フィールド信号と前記前フィールド信号と
の第1の混合係数を生成する手段(609)と、前記第
1の混合係数に応じて、前記後フィールド信号と前記前
フィールド信号とを混合してフィールド内挿補間信号を
生成する第1の混合回路(5)とを備えて構成したこと
を特徴とする順次走査変換装置を提供し、(2)インタ
レースされた映像信号を順次走査の映像信号に変換する
順次走査変換方法において、現フィールド内の被補間走
査線の空間的に上下に位置する走査線からフィールド内
補間信号を生成するステップと、前記フィールド内補間
信号と、現フィールドに対して時間的に後ろに位置し、
前記被補間走査線と同一位置の走査線である後フィール
ド信号との垂直方向に低い周波数成分の差分を生成する
ことによって、現フィールドと後フィールドとのマッチ
ングを表す第1のマッチング信号を生成するステップ
と、前記フィールド内補間信号と、現フィールドに対し
て時間的に前に位置し、前記被補間走査線と同一位置の
走査線である前フィールド信号との垂直方向に低い周波
数成分の差分を生成することによって、現フィールドと
前フィールドとのマッチングを表す第2のマッチング信
号を生成するステップと、前記第1のマッチング信号と
前記第2のマッチング信号との差分を生成することによ
って、前記後フィールド信号と前記前フィールド信号と
の第1の混合係数を生成するステップと、前記第1の混
合係数に応じて、前記後フィールド信号と前記前フィー
ルド信号とを混合してフィールド内挿補間信号を生成す
るステップとを含むことを特徴とする順次走査変換方法
を提供するものである。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the present invention provides (1) a progressive scan conversion device for converting an interlaced video signal into a progressive scan video signal. An in-field interpolating circuit (4) for generating an in-field interpolating signal from scanning lines spatially positioned above and below the interpolated scanning line in the field, the in-field interpolating signal, and the current field in time. The first matching representing the matching between the current field and the subsequent field is generated by generating the difference of the low frequency component in the vertical direction with respect to the subsequent field signal, which is the scanning line at the same position as the interpolated scanning line. Means (601, 604, 606) for generating a signal, the inter-field interpolated signal, and the current field, which is positioned before in time.
A second matching signal representing the matching between the current field and the previous field is generated by generating a difference of a low frequency component in the vertical direction with respect to the preceding field signal which is a scanning line at the same position as the interpolation scanning line. Means (60
2, 605, 608) and a difference between the first matching signal and the second matching signal to generate a first mixing coefficient of the rear field signal and the front field signal. (609) and a first mixing circuit (5) for mixing the rear field signal and the front field signal to generate a field interpolation signal according to the first mixing coefficient. (2) In a progressive scan conversion method for converting an interlaced video signal into a progressive scan video signal, a progressive scan converter characterized in that A step of generating an intra-field interpolation signal from scan lines located above and below, the intra-field interpolation signal, and the temporal position behind the current field,
A first matching signal representing matching between the current field and the subsequent field is generated by generating a difference of a low frequency component in the vertical direction with respect to the subsequent field signal which is a scanning line at the same position as the interpolation scanning line. Step, the intra-field interpolated signal, and the difference in the low frequency component in the vertical direction between the previous field signal which is a scanning line located temporally before the current field and located at the same position as the interpolated scanning line, Generating a second matching signal representing the matching of the current field and the previous field, and generating the difference between the first matching signal and the second matching signal, Generating a first mixing coefficient of the field signal and the previous field signal; There is provided a progressive scanning conversion method characterized by comprising the steps of generating a field interpolated signal by mixing the subsequent field signal and the previous field signal.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の順次走査変換装置
及び方法について、添付図面を参照して説明する。図1
は本発明の順次走査変換装置の一実施例を示すブロック
図、図2は本発明の順次走査変換装置及び方法を説明す
るための図、図3は図1中のマッチング検出回路6の具
体的構成の一例を示すブロック図、図4は図1中の混合
回路5,7の混合特性を示す図である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A progressive scan conversion apparatus and method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Figure 1
1 is a block diagram showing an embodiment of a progressive scan conversion device of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining a progressive scan conversion device and method of the present invention, and FIG. 3 is a concrete example of the matching detection circuit 6 in FIG. FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration, and FIG. 4 is a diagram showing mixing characteristics of the mixing circuits 5 and 7 in FIG.

【0027】図1において、入力端子1より入力された
インタレースの映像信号は、フィールド遅延器2,混合
回路5,マッチング検出回路6に入力される。フィール
ド遅延器2は、入力された信号を1フィールド分の時間
だけ遅延し、その遅延した信号をフィールド遅延器3,
フィールド内補間回路4,倍速変換回路8に入力する。
フィールド遅延器3は、フィールド遅延器2と同様、入
力された信号を1フィールド分の時間だけ遅延し、その
遅延した信号を混合回路5とマッチング検出回路6に入
力する。
In FIG. 1, the interlaced video signal input from the input terminal 1 is input to the field delay device 2, the mixing circuit 5, and the matching detection circuit 6. The field delay unit 2 delays the input signal by a time corresponding to one field, and the delayed signal is delayed by the field delay unit 3,
Input to the inter-field interpolation circuit 4 and the double speed conversion circuit 8.
Like the field delay device 2, the field delay device 3 delays the input signal by a time corresponding to one field, and inputs the delayed signal to the mixing circuit 5 and the matching detection circuit 6.

【0028】フィールド内補間回路4は、入力されたフ
ィールドには存在しない走査線を補間するため、被補間
走査線の上下の走査線を加算することによってフィール
ド内補間信号を生成し、そのフィールド内補間信号をマ
ッチング検出回路6と混合回路7に入力する。
The inter-field interpolating circuit 4 interpolates a scanning line which does not exist in the input field. Therefore, the intra-field interpolating signal is generated by adding the scanning lines above and below the interpolated scanning line, and the intra-field interpolation signal is generated. The interpolation signal is input to the matching detection circuit 6 and the mixing circuit 7.

【0029】フィールド内補間回路4からマッチング検
出回路6に与えられる信号を、現フィールド内の被補間
走査線の空間的に上下に位置する走査線から生成される
現フィールド内補間信号とする。入力端子1からマッチ
ング検出回路6に与えられる信号は、現フィールドに対
して時間的に後ろに位置するフィールドである。このフ
ィールドの被補間走査線と同一位置の走査線信号が走査
線補間のために用いられたとすると、この信号は現フィ
ールド内補間信号よりも後フィールドの内挿補間信号と
なるので、便宜上、後フィールド内挿補間信号と称する
こととする。
The signal supplied from the intra-field interpolation circuit 4 to the matching detection circuit 6 is the current intra-field interpolation signal generated from the scanning lines spatially above and below the interpolated scanning line in the current field. The signal supplied from the input terminal 1 to the matching detection circuit 6 is a field located temporally behind the current field. If a scan line signal at the same position as the interpolated scan line of this field is used for scan line interpolation, this signal becomes an interpolated interpolation signal of a field after the interpolated signal of the current field. It is called a field interpolation signal.

【0030】同様に、フィールド遅延器3からマッチン
グ検出回路6に与えられる信号は、現フィールドに対し
て時間的に前に位置するフィールドである。このフィー
ルドの被補間走査線と同一位置の走査線信号が走査線補
間のために用いられたとすると、この信号は現フィール
ド内補間信号よりも前フィールドの内挿補間信号となる
ので、便宜上、前フィールド内挿補間信号と称すること
とする。
Similarly, the signal supplied from the field delay unit 3 to the matching detection circuit 6 is a field located temporally before the current field. If a scanning line signal at the same position as the interpolated scanning line in this field is used for scanning line interpolation, this signal becomes an interpolation interpolation signal in the previous field rather than the interpolation signal in the current field. It is called a field interpolation signal.

【0031】以上の現フィールド内補間信号,後フィー
ルド内挿補間信号,前フィールド内挿補間信号よりなる
3つの補間信号により、仮想的に3つのフレーム画像を
得ることができる。
Virtually three frame images can be obtained by the above three interpolation signals including the current field interpolation signal, the rear field interpolation signal, and the front field interpolation signal.

【0032】その3つのフレーム画像の内、第1のフレ
ーム画像は現フィールドの情報のみで補間したフレーム
画像である。第2のフレーム画像は、後フィールドの情
報で補間したフレーム画像である。第3のフレーム画像
は、前フィールドの情報で補間したフレーム画像であ
る。入力信号が3−2プルダウンによってインタレース
に変換された信号である場合、第2のフレーム画像か第
3のフレーム画像のいずれかは、元々のフレーム画像が
再現されている。
Of the three frame images, the first frame image is a frame image interpolated only with the information of the current field. The second frame image is a frame image interpolated by the information of the subsequent field. The third frame image is a frame image interpolated with the information of the previous field. When the input signal is a signal converted into interlace by 3-2 pulldown, the original frame image is reproduced in either the second frame image or the third frame image.

【0033】図2(a)は図7と同様の3−2プルダウ
ンによるフレームレート変換を示している。例えば、図
2(a)にで示すフィールドを現フィールドとする。
このとき、第2のフレーム画像はb+c'≠Bとなり、
第3のフレーム画像はb'+b=Bとなる。そこで、第
2のフレーム画像の垂直低域成分と第3のフレーム画像
の垂直低域成分をそれぞれ第1のフレーム画像の垂直低
域成分と比較する。垂直低域成分で2つの画像を比較す
ると、垂直高域成分の大きいパターンであっても、垂直
高域成分の影響を低減することができる。そして、その
マッチングの程度を調べれば、第2のフレーム画像と第
3のフレーム画像のどちらが元々のフレーム画像を再現
しているかを判定することできる。
FIG. 2A shows frame rate conversion by 3-2 pulldown similar to FIG. For example, the field shown in FIG. 2A is the current field.
At this time, the second frame image is b + c '≠ B,
The third frame image is b '+ b = B. Therefore, the vertical low band component of the second frame image and the vertical low band component of the third frame image are compared with the vertical low band component of the first frame image, respectively. Comparing the two images with the vertical low-frequency components, the influence of the vertical high-frequency components can be reduced even if the pattern has a large vertical high-frequency component. Then, by checking the degree of matching, it is possible to determine which of the second frame image and the third frame image reproduces the original frame image.

【0034】また、この判定は、同じ1フレームの画像
から生成されたフィールドが隣接フィールドに必ず存在
していれば有効である。従って、図2(b)に示す30
フレーム/秒のフィルムデータ等の順次走査信号を60
フィールド/秒のNTSC方式等のインタレース信号に
変換するための方法として用いられる2−2プルダウン
によって、インタレースに変換された信号であっても、
同じ方法でマッチングの程度を調べることができる。例
えば、図2(b)にで示すフィールドを現フィールド
とすると、第2のフレーム画像はc+c'=Cとなり、
第3のフレーム画像はb'+c≠Cとなる。
This determination is effective if the field generated from the same one-frame image always exists in the adjacent field. Therefore, 30 shown in FIG.
60 sequential scanning signals such as film data at frame / second
Even a signal converted into interlace by 2-2 pulldown used as a method for converting into an interlaced signal such as field / second NTSC system,
You can check the degree of matching in the same way. For example, if the field shown in FIG. 2B is the current field, the second frame image is c + c ′ = C,
The third frame image has b ′ + c ≠ C.

【0035】ここで、上述した3つのフレーム画像を比
較する図1中のマッチング検出回路6の具体的構成の一
例を図3を用いて説明する。図3において、入力端子1
より入力される入力信号である後フィールド内挿補間信
号は、減算回路601,603に入力される。フィール
ド内補間回路4からの現フィールド内補間信号は、減算
回路601,602に入力される。フィールド遅延器3
からの前フィールド内挿補間信号は、減算回路602,
603に入力される。
Here, an example of a specific configuration of the matching detection circuit 6 in FIG. 1 for comparing the above-mentioned three frame images will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the input terminal 1
The post-field interpolation signal, which is the input signal that is input more, is input to the subtraction circuits 601 and 603. The current intra-field interpolation signal from the intra-field interpolation circuit 4 is input to the subtraction circuits 601 and 602. Field delay device 3
The previous field interpolation signal from
603 is input.

【0036】減算回路601は、現フィールド内補間信
号と後フィールド内挿補間信号との差信号を生成し、そ
の差信号を垂直ローパスフィルタ(以下、垂直LPF)
604に入力する。減算回路602は、現フィールド内
補間信号と前フィールド内挿補間信号との差信号を生成
し、その差信号を垂直LPF605に入力する。垂直L
PF604,605はそれぞれ、入力された差信号の垂
直方向の高い周波数成分を抑圧する。
The subtraction circuit 601 generates a difference signal between the current field interpolated signal and the post field interpolated signal, and the difference signal is a vertical low pass filter (hereinafter, vertical LPF).
Input to 604. The subtraction circuit 602 generates a difference signal between the current field interpolation signal and the previous field interpolation signal, and inputs the difference signal to the vertical LPF 605. Vertical L
The PFs 604 and 605 suppress high frequency components in the vertical direction of the input difference signal.

【0037】垂直LPF604の出力は絶対値化回路6
06に入力されて絶対値化され、後フィールド間マッチ
ング信号(第1のマッチング信号)として、減算回路6
09及び最小値選択回路610に入力される。垂直LP
F605の出力は絶対値化回路608に入力されて絶対
値化され、前フィールド間マッチング信号(第2のマッ
チング信号)として、減算回路609及び最小値選択回
路610に入力される。減算回路601と垂直LPF6
04と絶対値化回路606は、現フィールド(第1のフ
レーム画像)と後フィールド(第2のフレーム画像)と
のマッチングを表す第1のマッチング信号を生成する手
段を構成している。また、減算回路602と垂直LPF
605と絶対値化回路608は、現フィールド(第1の
フレーム画像)と前フィールド(第3のフレーム画像)
とのマッチングを表す第2のマッチング信号を生成する
手段を構成している。
The output of the vertical LPF 604 is an absolute value conversion circuit 6.
06, the absolute value is converted to an absolute value, and the subtraction circuit 6 is used as a post-field matching signal (first matching signal).
09 and the minimum value selection circuit 610. Vertical LP
The output of F605 is input to the absolute value conversion circuit 608 and converted into an absolute value, and is input to the subtraction circuit 609 and the minimum value selection circuit 610 as a previous inter-field matching signal (second matching signal). Subtraction circuit 601 and vertical LPF 6
04 and the absolute value conversion circuit 606 constitute means for generating a first matching signal indicating matching between the current field (first frame image) and the subsequent field (second frame image). In addition, the subtraction circuit 602 and the vertical LPF
605 and the absolute value conversion circuit 608 determine the current field (first frame image) and the previous field (third frame image).
It constitutes a means for generating a second matching signal representing the matching with.

【0038】減算回路609は、前フィールド間マッチ
ング信号から後フィールド間マッチング信号を減算し、
マッチング信号Mを出力端子611より出力する。この
マッチング信号Mは、図1中の混合回路5に混合係数と
して入力される。
The subtraction circuit 609 subtracts the rear inter-field matching signal from the front inter-field matching signal,
The matching signal M is output from the output terminal 611. This matching signal M is input to the mixing circuit 5 in FIG. 1 as a mixing coefficient.

【0039】混合回路5は、図4(a)に示すように、
入力されたマッチング信号Mの大きさに応じて、入力端
子1より入力された後フィールド内挿補間信号とフィー
ルド遅延器3より入力された前フィールド内挿補間信号
とを適応的に混合する。マッチング信号M=0のとき、
混合比率は0.5(50:50)である。即ち、混合回
路5は、後フィールド内挿補間信号と前フィールド内挿
補間信号とを均等に混合する。
The mixing circuit 5 is, as shown in FIG.
According to the magnitude of the input matching signal M, the rear field interpolation signal input from the input terminal 1 and the front field interpolation signal input from the field delay unit 3 are adaptively mixed. When the matching signal M = 0,
The mixing ratio is 0.5 (50:50). That is, the mixing circuit 5 uniformly mixes the rear field interpolation signal and the front field interpolation signal.

【0040】マッチング信号Mが正であれば、マッチン
グ信号Mの絶対値が大きくなるに従って後フィールド内
挿補間信号を多くし、マッチング信号Mが負であれば、
マッチング信号Mがの絶対値が大きくなるに従って前フ
ィールド内挿補間信号を多くする。マッチング信号Mが
所定の絶対値を超えれば、後フィールド内挿補間信号も
しくは前フィールド内挿補間信号の一方のみとする。
If the matching signal M is positive, the number of post-field interpolation signals is increased as the absolute value of the matching signal M increases, and if the matching signal M is negative,
As the absolute value of the matching signal M increases, the number of previous field interpolation signals increases. If the matching signal M exceeds a predetermined absolute value, only one of the rear field interpolation signal and the front field interpolation signal is used.

【0041】例えば、図2(a)に示すフィールド,
はマッチング信号Mが常に零となる。24フレーム/
秒の映画等のフィルムデータ上で動きが小さい(フレー
ムA,B,C,Dが同じ画像である)ときは、前フィー
ルド間マッチング信号と後フィールド間マッチング信号
は同じ値となるので、フィールド,以外のフィール
ドでもマッチング信号Mが零に近くなる。フィールド
,以外のフィールドを順次走査に変換するときは、
従来技術では3−2パターンに従って前フィールド内挿
補間信号と後フィールド内挿補間信号のいずれかを選択
していた。例えば、図2(a)のフィールドを順次走
査に変換するときは、フィールドをフィールド内挿し
ていた。
For example, the fields shown in FIG.
The matching signal M is always zero. 24 frames /
When the motion is small on the film data of the second movie or the like (frames A, B, C, and D are the same image), the front-field matching signal and the rear-field matching signal have the same value. The matching signal M is close to zero in other fields. When converting fields other than fields to progressive scan,
In the conventional technique, either the front field interpolation signal or the rear field interpolation signal is selected according to the 3-2 pattern. For example, when converting the field of FIG. 2A to progressive scanning, the field was interpolated.

【0042】これに対し、本発明では、図4(a)に示
すように、マッチング信号Mの大きさによって2つの補
間信号を混合するので、元々異なるフレームであった前
フィールド内挿補間信号と後フィールド内挿補間信号と
の平均がとられ、時間方向のノイズが低減される。例え
ば、図2(a)のフィールドを順次走査に変換すると
きは、フィールドとフィールドの平均、即ち、フレ
ーム間補間が行われる。
On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 4 (a), since the two interpolation signals are mixed according to the size of the matching signal M, it is different from the previous field interpolation signal which is originally a different frame. The noise with respect to the time direction is reduced by taking the average with the post-field interpolation signal. For example, when converting the fields of FIG. 2A to progressive scan, field-to-field averaging, or interframe interpolation, is performed.

【0043】入力信号が図2(a)に示す3−2プルダ
ウンや図2(b)に示す2−2プルダウンによってイン
タレースに変換された信号であれば、混合回路5から
は、入力信号を順次走査に変換するために最適なフィー
ルド内挿補間信号を得ることができる。
If the input signal is a signal converted into an interlace by the 3-2 pulldown shown in FIG. 2A or the 2-2 pulldown shown in FIG. 2B, the input signal is output from the mixing circuit 5. It is possible to obtain the optimum field interpolation signal for conversion into progressive scanning.

【0044】しかしながら、画面合成などにより3−2
プルダウンや2−2プルダウンによってインタレースに
変換された信号と通常の60フィールド/秒の信号が混
在した信号が入力された場合には、通常の60フィール
ド/秒の画像部分、特に動画像に対しては、最適なフィ
ールド内挿補間信号を得ることができない。これは、3
−2プルダウンや2−2プルダウンによってインタレー
スに変換された信号を順次走査変換するためのマッチン
グ検出の前提条件である、同じ1フレームの画像から生
成されたフィールドが隣接フィールドに存在するという
条件が、通常の60フィールド/秒の動画像部分では当
てはまらないためである。
However, due to screen composition, etc., 3-2
When a signal in which a signal converted into interlace by pull-down or 2-2 pull-down and a normal 60 field / second signal are mixed is input, the normal 60 field / second image part, especially moving image Therefore, the optimum field interpolation signal cannot be obtained. This is 3
-2 pulldown or 2-2 pulldown is a prerequisite for matching detection for progressive scan conversion of a signal converted to interlace, a condition that a field generated from an image of the same one frame exists in an adjacent field. This is because it does not apply to a normal moving image portion of 60 fields / second.

【0045】そこで、本発明では次のように構成してい
る。再び図3に戻り、減算回路603は、入力端子1よ
り入力された後フィールド内挿補間信号とフィールド遅
延器3より入力された前フィールド内挿補間信号との差
信号を生成する。これは、通常の60フィールド/秒の
動画像部分を検出するためである。減算回路603の出
力は絶対値化回路607に入力されて絶対値化され、フ
レーム間マッチング信号(第3のマッチング信号)とし
て、最小値選択回路610に入力される。減算回路60
3と絶対値化回路607は、後フィールド(第2のフレ
ーム画像)と前フィールド(第3のフレーム画像)との
マッチングを表す第3のマッチング信号を生成する手段
を構成している。
Therefore, the present invention is configured as follows. Returning to FIG. 3 again, the subtraction circuit 603 generates a difference signal between the post-field interpolation signal input from the input terminal 1 and the front-field interpolation signal input from the field delay unit 3. This is to detect a normal 60 field / sec moving image portion. The output of the subtraction circuit 603 is input to the absolute value conversion circuit 607, converted into an absolute value, and input to the minimum value selection circuit 610 as an inter-frame matching signal (third matching signal). Subtraction circuit 60
3 and the absolute value conversion circuit 607 constitute means for generating a third matching signal representing matching between the rear field (second frame image) and the front field (third frame image).

【0046】最小値選択回路610は、入力された第3
のマッチング信号であるフレーム間マッチング信号と、
第1のマッチング信号である後フィールド間マッチング
信号と、第2のマッチング信号である前フィールド間マ
ッチング信号の中から最小の値を示す信号を選択し、動
き信号Kを出力端子612より出力する。この動き信号
Kは、図1中の混合回路7に混合係数として入力され
る。
The minimum value selection circuit 610 receives the input third signal.
Inter-frame matching signal which is the matching signal of
The signal showing the minimum value is selected from the rear inter-field matching signal which is the first matching signal and the front inter-field matching signal which is the second matching signal, and the motion signal K is output from the output terminal 612. This motion signal K is input to the mixing circuit 7 in FIG. 1 as a mixing coefficient.

【0047】混合回路7は、図4(b)に示すように、
入力された動き信号Kの大きさに応じて、混合回路5よ
り入力されたフィールド内挿補間信号とフィールド内補
間回路4より入力された現フィールド内補間信号とを適
応的に混合する。動き信号Kが大きいほど現フィールド
内補間信号を多くし、フィールド内挿補間信号を小さく
する。動き信号Kが零であれば、フィールド内挿補間信
号のみ、即ち、現フィールド内補間信号とフィールド内
挿補間信号との混合比率を0:100とする。動き信号
Kが所定の値を超えれば、現フィールド内補間信号の
み、即ち、現フィールド内補間信号とフィールド内挿補
間信号との混合比率を100:0とする。
The mixing circuit 7, as shown in FIG.
The field interpolation signal input from the mixing circuit 5 and the current field interpolation signal input from the field interpolation circuit 4 are adaptively mixed according to the magnitude of the input motion signal K. The larger the motion signal K, the more the current field interpolation signal and the smaller the field interpolation signal. If the motion signal K is zero, only the field interpolation signal, that is, the mixing ratio of the current field interpolation signal and the field interpolation signal is set to 0: 100. If the motion signal K exceeds a predetermined value, only the current intrafield interpolation signal, that is, the mixing ratio of the current intrafield interpolation signal and the field interpolation signal is set to 100: 0.

【0048】最小値選択回路610において、フレーム
間マッチング信号と後フィール間マッチング信号と前フ
ィールド間マッチング信号の3つのマッチング信号を比
較する理由は、動き信号Kを正しく求めるためである。
自然画においては、後フィールド間マッチング信号と前
フィールド間マッチング信号の2つのマッチング信号を
比較すれば動き信号Kを求めることはできる。60フィ
ールド/秒の動画像では、毎フィールド画像が異なるた
め、後フィールド間マッチング信号も前フィールド間マ
ッチング信号も値が大きくなる。60フィールド/秒の
静止画像では、毎フィールド画像が同じであるため、後
フィールド間マッチング信号も前フィールド間マッチン
グ信号も値が零となる。
The reason for comparing the three matching signals of the inter-frame matching signal, the post-field matching signal and the front inter-field matching signal in the minimum value selection circuit 610 is to obtain the motion signal K correctly.
In a natural image, the motion signal K can be obtained by comparing two matching signals of a rear inter-field matching signal and a front inter-field matching signal. In a moving image of 60 fields / sec, since each field image is different, the values of the post-field matching signal and the front-field matching signal are large. In a still image of 60 fields / sec, since each field image is the same, the value of both the post-field matching signal and the front-field matching signal becomes zero.

【0049】しかし、映画の日本語字幕等の垂直高域成
分の大きい水平エッジ部が多く含まれる文字画像部分で
は、静止画であっても後フィールド間マッチング信号と
前フィールド間マッチング信号の値が完全には零になら
ない。動き検出信号Kに対して所定のスレッショルド値
Tを設けて文字画像部分の影響を低減する方法もある
が、スレッショルド値Tをあまり大きくすると、真の動
き情報も失ってしまうので効果的ではない。
However, in a character image portion such as a Japanese subtitle of a movie, which includes many horizontal edge portions with large vertical high frequency components, the values of the rear-field inter-field matching signal and the front-field inter-field matching signal are still even in a still image. It is not completely zero. There is also a method of reducing the influence of the character image portion by providing a predetermined threshold value T for the motion detection signal K, but if the threshold value T is made too large, true motion information will be lost, which is not effective.

【0050】これに対し、フレーム間マッチング信号は
1フレーム間差分の大きさであり、垂直高域成分の大き
さに影響されず、時間変化分のみを捉えることができ
る。即ち、静止画にもかかわらず、後フィールド間マッ
チング信号と前フィールド間マッチング信号の値が零に
ならないような文字画像部分でも、フレーム間マッチン
グ信号は零になる。本発明では、フレーム間マッチング
信号を用いているので、映画の日本語字幕等、垂直高域
成分の大きい水平エッジ部が多く含まれる映像信号の場
合でも、マッチングを誤判定することがない。
On the other hand, the inter-frame matching signal has a magnitude of one-frame difference and is not affected by the magnitude of the vertical high frequency component, and can capture only the time variation. That is, the inter-frame matching signal becomes zero even in the character image portion where the values of the rear inter-field matching signal and the front inter-field matching signal do not become zero despite the still image. According to the present invention, since the inter-frame matching signal is used, matching is not erroneously determined even in the case of a video signal including many horizontal edge portions having large vertical high frequency components such as Japanese subtitles of a movie.

【0051】図1において、混合回路7の出力は、最終
的な補間信号として倍速変換回路8に入力される。倍速
変換回路8は、フィールド遅延器2より入力される現ラ
イン信号と混合回路7より入力される補間信号とを、入
力信号の2倍の速度で交互に読み出すことによって順次
走査信号に変換する。この順次走査信号は出力端子9よ
り出力される。
In FIG. 1, the output of the mixing circuit 7 is input to the double speed conversion circuit 8 as a final interpolation signal. The double speed conversion circuit 8 converts the current line signal input from the field delay device 2 and the interpolation signal input from the mixing circuit 7 alternately at a speed twice that of the input signal, thereby converting the current line signal into a sequential scanning signal. This progressive scanning signal is output from the output terminal 9.

【0052】以上の構成により、3−2プルダウンや2
−2プルダウンによってインタレースに変換された映像
信号を画質劣化なく順次走査に変換することができる。
映画の日本語字幕等、垂直高域成分の大きい水平エッジ
部が多く含まれる映像信号の場合や、3−2プルダウン
や2−2プルダウンによってインタレースに変換された
画像と通常の60フィールド/秒の画像とが混在した映
像信号の場合でも、良好に順次走査に変換することが可
能となる。
With the above configuration, 3-2 pulldown and 2
A video signal converted into interlace by -2 pulldown can be converted into progressive scanning without image quality deterioration.
In the case of a video signal that contains many horizontal edge parts with large vertical high frequency components such as Japanese subtitles of movies, images converted to interlace by 3-2 pulldown or 2-2 pulldown and normal 60 fields / second Even in the case of a video signal in which the image of (1) and (2) are mixed, it is possible to favorably convert to progressive scanning.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の順
次走査変換装置及び方法は、現フィールド内の被補間走
査線の空間的に上下に位置する走査線からフィールド内
補間信号を生成し、そのフィールド内補間信号と、現フ
ィールドに対して時間的に後ろに位置し、被補間走査線
と同一位置の走査線である後フィールド信号との垂直方
向に低い周波数成分の差分を生成することによって、現
フィールドと後フィールドとのマッチングを表す第1の
マッチング信号を生成し、フィールド内補間信号と、現
フィールドに対して時間的に前に位置し、被補間走査線
と同一位置の走査線である前フィールド信号との垂直方
向に低い周波数成分の差分を生成することによって、現
フィールドと前フィールドとのマッチングを表す第2の
マッチング信号を生成し、第1のマッチング信号と第2
のマッチング信号との差分を生成することによって、後
フィールド信号と前フィールド信号との第1の混合係数
を生成し、この第1の混合係数に応じて、後フィールド
信号と前フィールド信号とを混合してフィールド内挿補
間信号を生成するようにしたので、間違ったフィールド
でフィールド内挿を行うことがなく、3−2プルダウン
や2−2プルダウンによってインタレースに変換された
映像信号を画質劣化なく順次走査に変換することができ
る。
As described in detail above, the progressive scan conversion apparatus and method of the present invention generate the intra-field interpolation signal from the scan lines spatially above and below the interpolated scan line in the current field. , Generating a low frequency component difference in the vertical direction between the interpolated signal in the field and the rear field signal that is a scanning line located temporally behind the current field and located at the same position as the interpolated scanning line. To generate a first matching signal representing matching between the current field and the subsequent field, and to scan the inter-field interpolated signal and the scan line located temporally before the current field and at the same position as the interpolated scan line. A second matching signal representing the matching between the current field and the previous field is generated by generating the difference of the low frequency component in the vertical direction with respect to the previous field signal. Form, the first matching signal and the second
By generating a difference between the rear-field signal and the front-field signal, and generating a first mixing coefficient between the rear-field signal and the front-field signal, and mixing the rear-field signal and the front-field signal according to the first mixing coefficient. Since the field interpolation interpolation signal is generated by doing so, field interpolation is not performed in the wrong field, and the video signal converted into interlace by 3-2 pulldown or 2-2 pulldown does not deteriorate in image quality. It can be converted into progressive scan.

【0054】また、後フィールド信号と前フィールド信
号との差分を生成することによって、後フィールド信号
と前フィールド信号とマッチングを表す第3のマッチン
グ信号を生成し、第1のマッチング信号と第2のマッチ
ング信号と第3のマッチング信号とより最小値を示す信
号を選択することにより、フィールド内補間信号とフィ
ールド内挿補間信号との第2の混合係数を生成し、この
第2の混合係数に応じて、フィールド内補間信号とフィ
ールド内挿補間信号とを混合して補間信号を生成するよ
うにしたので、間違ったフィールドでフィールド内挿を
行ったり、動き適応処理を行うことがなく、映画の日本
語字幕等、垂直高域成分の大きい水平エッジ部が多く含
まれる映像信号の場合や、3−2プルダウンや2−2プ
ルダウンによってインタレースに変換された画像と通常
の60フィールド/秒の画像とが混在した映像信号の場
合でも、画質劣化なく良好に順次走査に変換することが
できる。
Further, by generating the difference between the rear field signal and the front field signal, a third matching signal representing matching between the rear field signal and the front field signal is generated, and the first matching signal and the second matching signal are generated. A second mixing coefficient of the inter-field interpolation signal and the field interpolating interpolation signal is generated by selecting the signal having the minimum value from the matching signal and the third matching signal, and the second mixing coefficient is generated according to the second mixing coefficient. The field interpolation signal and the field interpolation signal are mixed to generate the interpolation signal, so there is no need to perform field interpolation or motion adaptation processing in the wrong field, and In the case of a video signal containing many horizontal edge parts with large vertical high frequency components such as word subtitles, or by 3-2 pulldown or 2-2 pulldown Even if the converted image in Ntaresu the normal 60 fields / second image of the video signal are mixed, it can be converted into good progressive scan without image degradation.

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

【図1】本発明の一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】本発明を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the present invention.

【図3】図1中のマッチング検出回路6の具体的構成の
一例を示すブロック図である。
3 is a block diagram showing an example of a specific configuration of a matching detection circuit 6 in FIG.

【図4】図1中の混合回路5,7の混合特性を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing mixing characteristics of mixing circuits 5 and 7 in FIG.

【図5】各種走査線構造を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing various scanning line structures.

【図6】フィールド間補間及びフィールド内補間を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing inter-field interpolation and intra-field interpolation.

【図7】3−2プルダウンを説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining 3-2 pulldown.

【図8】従来例を示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a conventional example.

【図9】従来の問題点を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional problem.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2,3 フィールド遅延器 4 フィールド内補間回路 5,7 混合回路 6 マッチング検出回路 8 倍速変換回路 601〜603,609 減算回路 604,605 垂直ローパスフィルタ 606〜608 絶対値化回路 610 最小値選択回路 A few field delays 4 Inter-field interpolation circuit 5,7 mixed circuit 6 Matching detection circuit 8x speed conversion circuit 601-603,609 Subtraction circuit 604,605 Vertical low-pass filter 606-608 Absolute value conversion circuit 610 Minimum value selection circuit

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】インタレースされた映像信号を順次走査の
映像信号に変換する順次走査変換装置において、 現フィールド内の被補間走査線の空間的に上下に位置す
る走査線からフィールド内補間信号を生成するフィール
ド内補間回路と、 前記フィールド内補間信号と、現フィールドに対して時
間的に後ろに位置し、前記被補間走査線と同一位置の走
査線である後フィールド信号との垂直方向に低い周波数
成分の差分を生成することによって、現フィールドと後
フィールドとのマッチングを表す第1のマッチング信号
を生成する手段と、 前記フィールド内補間信号と、現フィールドに対して時
間的に前に位置し、前記被補間走査線と同一位置の走査
線である前フィールド信号との垂直方向に低い周波数成
分の差分を生成することによって、現フィールドと前フ
ィールドとのマッチングを表す第2のマッチング信号を
生成する手段と、 前記第1のマッチング信号と前記第2のマッチング信号
との差分を生成することによって、前記後フィールド信
号と前記前フィールド信号との第1の混合係数を生成す
る手段と、 前記第1の混合係数に応じて、前記後フィールド信号と
前記前フィールド信号とを混合してフィールド内挿補間
信号を生成する第1の混合回路とを備えて構成したこと
を特徴とする順次走査変換装置。
1. A progressive scan conversion device for converting an interlaced video signal into a progressive scan video signal, wherein an intrafield interpolation signal is generated from a scan line spatially above and below an interpolated scan line in a current field. The in-field interpolating circuit to be generated, the in-field interpolating signal, and the in-field interpolating signal, which is located in a temporally rearward position with respect to the current field and is lower in the vertical direction with respect to the subsequent field signal which is a scanning line at the same position as the interpolated scanning line Means for generating a first matching signal representing the matching of the current field and the subsequent field by generating the difference of the frequency component; the intra-field interpolated signal; , By generating a difference of a low frequency component in the vertical direction with respect to the preceding field signal which is a scanning line at the same position as the interpolated scanning line, Means for generating a second matching signal representing the matching between the field and the previous field; and the difference between the first matching signal and the second matching signal to generate the difference between the rear field signal and the front field. Means for generating a first mixing coefficient with the signal, and first mixing for mixing the rear field signal and the front field signal according to the first mixing coefficient to generate a field interpolation signal A progressive scan conversion device comprising: a circuit.
【請求項2】前記後フィールド信号と前記前フィールド
信号との差分を生成することによって、前記後フィール
ド信号と前記前フィールド信号とマッチングを表す第3
のマッチング信号を生成する手段と、 前記第1のマッチング信号と前記第2のマッチング信号
と前記第3のマッチング信号とより最小値を示す信号を
選択することにより、前記フィールド内補間信号と前記
フィールド内挿補間信号との第2の混合係数を生成する
手段と、 前記第2の混合係数に応じて、前記フィールド内補間信
号と前記フィールド内挿補間信号とを混合して補間信号
を生成する第2の混合回路とを備えて構成したことを特
徴とする請求項1記載の順次走査変換装置。
2. A third representing a matching between the rear field signal and the front field signal by generating a difference between the rear field signal and the front field signal.
Means for generating the matching signal, and selecting the signal showing the minimum value from the first matching signal, the second matching signal, and the third matching signal, whereby the inter-field interpolation signal and the field Means for generating a second mixing coefficient with the interpolated interpolation signal; and a means for generating an interpolation signal by mixing the intra-field interpolated signal and the field interpolated interpolated signal according to the second mixing coefficient. 2. The progressive scan conversion apparatus according to claim 1, wherein the progressive scan conversion apparatus comprises two mixing circuits.
【請求項3】前記第1の混合回路は、前記第1の混合係
数が零のとき、前記後フィールド信号と前記前フィール
ド信号とを混合比率50:50にて混合し、前記第1の
混合係数が正のとき、第1の混合係数の絶対値が大きく
なるに従って前記後フィールド信号の混合比率を大きく
し、前記第1の混合係数が負のとき、第1の混合係数の
絶対値が大きくなるに従って前記前フィールド信号の混
合比率を大きくすることを特徴とする請求項1または2
に記載の順次走査変換装置。
3. The first mixing circuit mixes the rear field signal and the front field signal at a mixing ratio of 50:50 when the first mixing coefficient is zero, and the first mixing circuit When the coefficient is positive, the mixing ratio of the rear field signal is increased as the absolute value of the first mixing coefficient is increased, and when the first mixing coefficient is negative, the absolute value of the first mixing coefficient is increased. 3. The mixing ratio of the preceding field signal is increased as it increases.
The progressive scan conversion device described in.
【請求項4】前記第2の混合回路は、前記第2の混合係
数が零のとき、前記フィールド内補間信号と前記フィー
ルド内挿補間信号とを混合比率0:100にて混合し、
前記第2の混合係数が大きくなるに従って、前記フィー
ルド内補間信号の混合比率を大きくすると共に前記フィ
ールド内挿補間信号の混合比率を小さくすることを特徴
とする請求項2記載の順次走査変換装置。
4. The second mixing circuit mixes the intra-field interpolation signal and the inter-field interpolation signal at a mixing ratio of 0: 100 when the second mixing coefficient is zero.
3. The progressive scan conversion apparatus according to claim 2, wherein as the second mixing coefficient increases, the mixing ratio of the intra-field interpolation signal is increased and the mixing ratio of the field interpolation signal is decreased.
【請求項5】インタレースされた映像信号を順次走査の
映像信号に変換する順次走査変換方法において、 現フィールド内の被補間走査線の空間的に上下に位置す
る走査線からフィールド内補間信号を生成するステップ
と、 前記フィールド内補間信号と、現フィールドに対して時
間的に後ろに位置し、前記被補間走査線と同一位置の走
査線である後フィールド信号との垂直方向に低い周波数
成分の差分を生成することによって、現フィールドと後
フィールドとのマッチングを表す第1のマッチング信号
を生成するステップと、 前記フィールド内補間信号と、現フィールドに対して時
間的に前に位置し、前記被補間走査線と同一位置の走査
線である前フィールド信号との垂直方向に低い周波数成
分の差分を生成することによって、現フィールドと前フ
ィールドとのマッチングを表す第2のマッチング信号を
生成するステップと、 前記第1のマッチング信号と前記第2のマッチング信号
との差分を生成することによって、前記後フィールド信
号と前記前フィールド信号との第1の混合係数を生成す
るステップと、 前記第1の混合係数に応じて、前記後フィールド信号と
前記前フィールド信号とを混合してフィールド内挿補間
信号を生成するステップとを含むことを特徴とする順次
走査変換方法。
5. A progressive scan conversion method for converting an interlaced video signal into a progressive scan video signal, wherein an intra-field interpolation signal is generated from a scan line spatially above and below an interpolated scan line in a current field. The step of generating, the intra-field interpolated signal, of the low frequency component in the vertical direction of the rear field signal, which is a scanning line located at the same time as the interpolated scanning line, and which is located temporally behind the current field. Generating a first matching signal representing matching between a current field and a subsequent field by generating a difference; the intra-field interpolated signal; By generating the difference in the low frequency component in the vertical direction from the previous field signal, which is a scan line at the same position as the interpolation scan line, the current field is generated. Generating a second matching signal representing matching with a previous field; and generating a difference between the first matching signal and the second matching signal to obtain the rear field signal and the previous field signal. Generating a first interpolating signal, and generating a field interpolation signal by mixing the rear field signal and the front field signal according to the first mixing coefficient. Characteristic progressive scan conversion method.
【請求項6】前記後フィールド信号と前記前フィールド
信号との差分を生成することによって、前記後フィール
ド信号と前記前フィールド信号とマッチングを表す第3
のマッチング信号を生成するステップと、 前記第1のマッチング信号と前記第2のマッチング信号
と前記第3のマッチング信号とより最小値を示す信号を
選択することにより、前記フィールド内補間信号と前記
フィールド内挿補間信号との第2の混合係数を生成する
ステップと、 前記第2の混合係数に応じて、前記フィールド内補間信
号と前記フィールド内挿補間信号とを混合して補間信号
を生成するステップとをさらに含むことを特徴とする請
求項5記載の順次走査変換方法。
6. A third representing a matching between the rear field signal and the front field signal by generating a difference between the rear field signal and the front field signal.
Generating a matching signal, and selecting the signal having the minimum value from the first matching signal, the second matching signal, and the third matching signal, thereby obtaining the intra-field interpolation signal and the field Generating a second mixing coefficient with the interpolated interpolation signal, and mixing the intrafield interpolation signal and the field interpolation signal according to the second mixing coefficient to generate an interpolation signal 6. The progressive scan conversion method according to claim 5, further comprising:
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