JP3875430B2

JP3875430B2 - 走査線補間装置

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Publication number: JP3875430B2
Application number: JP14861099A
Authority: JP
Inventors: 広史本田
Original assignee: Pioneer Corp
Current assignee: Pioneer Corp
Priority date: 1999-05-27
Filing date: 1999-05-27
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2019-05-27
Also published as: JP2000341649A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走査線補間装置に関し、例えばＮＴＳＣテレビジョン信号やＰＡＬテレビジョン信号等の飛越し走査された映像信号を順次走査の映像信号に変換する走査線補間装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
飛越し走査された映像信号を順次走査された映像信号に変換する際、飛越し走査された映像信号のフィールドは、飛越し走査によって走査信号が１本おきに間引かれているため、この間引かれた部分を補間走査信号で補間する必要がある。
【０００３】
この補間を行う場合、静止画像に対してはフィールド間処理により、例えば時間的に隣接するフィールド内における、互いに対応する走査線の画素信号の平均値を補間走査信号として内挿し、動画像に対してはフィールド内処理により、例えば同一のフィールド内において互いに上下に隣接する走査線の画素信号の平均値を補間走査信号として間挿するいわゆる平均値補間方法が知られている。
【０００４】
より具体的には、図９に示すように、階調レベルがＸ₁〜Ｘ₆となっている画素単位の実走査信号（○印で示す）に基づいて、階調レベルがｙ₁₂〜ｙ₅₆の補間走査信号（●印で示す）を生成する場合には、まず、各実走査信号の１／２の階調レベルとなる上側補間成分（△印で示す）と、各実走査信号の１／２の階調レベルとなる下側補間成分（□印で示す）を生成する。そして、図中、互いに隣接関係にある上側補間成分と下側補間成分とを加算することにより、階調レベルｙ₁₂〜ｙ₅₆となる各補間走査信号を生成し、実走査信号間に間挿している。
【０００５】
例えば、実走査信号Ｘ₂とＸ₃との間に間挿すべき補間走査信号ｙ₂₃は、実走査信号Ｘ₂から算出される□印の下側補間成分Ｘ₂／２と、実走査信号Ｘ₃から算出される△印の上側補間成分Ｘ₃／２とを加算、すなわち、（Ｘ₂／２）＋（Ｘ₃／２）によって生成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の平均値補間方法では、映像信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する際に失われたピーク値の再現が困難であり、このため、シャープネスが失われて変換画質が低下するという問題があった。また、補間処理によってピークエッジの再現処理を行うと、特定の絵柄の画像に対しては、補間画素のレベルが実画素のレベル変化に対して突出する櫛歯状妨害が生じる問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、例えばディジタルサンプリングの際に失われた映像信号のピーク値を再現し、良好な変換画像を効果的に実現可能とする映像信号の順次走査変換装置を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため本発明は、ディジタル化された飛越し走査の映像信号を順次走査の映像信号に変換するために、垂直方向及び水平方向の走査線上に画素単位で配列された実走査信号に基づいて、垂直方向の各画素間に間挿される補間画素の補間走査信号を生成する走査線補間装置であって、前記実走査信号に基づいて、隣接する実走査信号のレベルを平均化する補間を行うための係数を各実走査信号のレベルに乗じて各実走査信号に対応した基準補間成分値を求める基準補間成分値演算手段と、上下垂直方向の走査線上で、一つの画素とその上下両側に配列された複数の画素の各実走査信号のレベルに基づいて求めたレベル値に、前記一つの画素の上側に隣接する画素のレベルが前記一つの画素の下側に隣接する画素のレベルより大きい場合は正の符号を付け、前記一つの画素の上側に隣接する画素のレベルが前記一つの画素の下側に隣接する画素のレベル以下の場合は負の符号を付けて、前記実走査信号毎に上側補間成分補正値を求め、該上側補間成分補正値にそれとは正負逆の符号を付けて、当該実走査信号毎に下側補間成分補正値を求める補間成分生成手段と、上下垂直方向の走査線上に配列される隣接する２つの画素で、前記２つの画素のうち上側の画素の実走査信号における前記下側補間成分補正値に係数値を乗じて第１補間成分補正値を求めると共に、前記２つの画素のうち下側の画素の実走査信号における前記上側補間成分補正値に前記係数値を乗じて第２補間成分補正値を求め、前記第１補間成分補正値に前記上側の画素の実走査信号における基準補間成分値を加えて第１補間成分信号を生成し、前記第２補間成分補正値に前記下側の画素の実走査信号における基準補間成分値を加えて第２補間成分信号を生成し、前記第１補間成分信号に前記第２補間成分信号を加えて前記隣接する２つの画素間の前記補間走査信号を生成する補間走査信号生成手段と、前記隣接する２つの画素とそれらの上下両側の画素の各実走査信号のレベル変化が、走査方向に沿って減少から増加に変化するか、又は増加から減少に変化する場合を第１の条件とし、前記隣接する２つの画素とその間に対して水平方向斜めに配置された画素の各実走査信号のレベルによって、画像中に水平に近い斜線が存在していることを検出した場合を第２の条件として、前記第１の条件と前記第２の条件が共に満足された場合に、前記係数値のレベルを抑制調整する櫛歯状妨害検出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明は、前述の特徴に加えて、前記補間成分生成手段は、前記一つの画素から走査方向上側に配列される２つの画素における隣接する画素間のレベル差の和を出力する第１加算手段と、前記一つの画素から走査方向下側に配列される２つの画素における隣接する画素間のレベル差の和を出力する第２加算手段と、前記一つの画素の走査方向両側に配列される２つの画素間のレベル差を出力するレベル差出力手段とを備え、前記第１加算手段の出力，前記第２加算手段の出力，前記レベル差出力手段の出力の中で最小の値をレベル調整して前記レベル値を出力することを特徴とする。
【００１０】
このような特徴によると、補間画素の間挿によって、映像信号をサンプリングしてデジタル信号に変換する際に失われたピーク値の再現性を向上させ、画像の輪郭部でのピークエッジコントラストを明確に再生することができる。
【００１１】
また、このようなピークエッジの再生処理を行うと、特定の絵柄の画像に対して櫛歯状妨害が生じるが、櫛歯状妨害が発生する場合の判断条件を設定して、この判断時に補間画素の補間走査信号を求める補正値のレベルを抑制するように調整するので、補間画素のピーク値を抑えて櫛歯状妨害を低減することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、図１は本実施形態に係る走査線補間装置の構成を示すブロック図である。
【００１３】
同図において、この走査線補間装置は、ディジタル化された飛越し走査（インターレス）の入力映像信号Ｓinを順次走査（ノンインターレース）の映像信号Ｓoutに変換して出力する構成となっており、複数の遅延回路１〜１４と、演算器１５〜２４、絶対値回路２５〜２９、符号発生回路３０、最小値セレクタ回路３１、補間成分生成回路３２、櫛歯状妨害検出回路３３、時間軸変換回路３４、及び係数回路３５〜３９を備えて構成されている。
【００１４】
尚、輝度信号Ｙ、色差信号Ｐ_B，Ｐ_Rについて夫々順次走査の映像信号を生成するために、本走査線補間装置は、図１に示す回路が複数組並列に設けられている。
【００１５】
ここで、遅延回路１〜６，８〜１２は、入力信号を１水平期間（１Ｈ期間）遅延して順次に出力するＦＩＦＯ（first in first out)メモリ等で形成されている。遅延回路７は、入力信号を２水平期間（２Ｈ期間）遅延して順次に出力するＦＩＦＯメモリ等で形成されている。
【００１６】
遅延回路１３，１４は、入力信号を水平方向（水平ライン方向）における１画素分走査する時間（以下、１ドット期間という）だけ遅延させて出力する遅延素子等で形成されている。
【００１７】
演算器１５〜１９は、２つの入力信号の差分を演算してその差分信号を出力する減算器で形成されている。演算器２０〜２４は、２つの入力信号を加算しその加算信号を出力する加算器で形成されている。
【００１８】
絶対値回路２５〜２９は、入力信号の絶対値を求めてその絶対値信号を出力する。
【００１９】
符号発生回路３０は、２つの入力信号の大小を比較し、予め決められた一方の信号に比して他方の信号が小さいときには、プラス（正）の符号を表す符号信号Ｓｐ、上記一方の信号に比して他方の信号が大きいとき又は等しいときには、マイナス（負）の符号を表す符号信号Ｓｐを生成して補間成分生成回路３２へ供給する。
【００２０】
最小値セレクタ回路３１は、演算器２０，２１と絶対値回路２７から出力される信号ｍ１，ｍ２，ｍ３の大小を比較し、そのうち最小値となる信号（以下、最小値信号という）Ｍを出力する。更に、係数回路３５が、最小値信号Ｍをｋ１倍することによってレベル調整し、そのレベル調整された調整最小値信号Ｍ’を補間成分生成回路３２へ供給する。尚、本実施形態では、係数ｋ１は、ｋ１＝１／４に設定されている。
【００２１】
補間成分生成回路３２は、符号信号Ｓｐと調整最小値信号Ｍ’に基づいて、後述の上側補間成分補正値Ｓｕと下側補間成分補正値Ｓｄを生成して出力する。
【００２２】
係数回路３８，３９は、遅延回路１２により１Ｈ期間遅延された下側補間成分補正値Ｓｄと上側補間成分補正値ＳｕとをＧ倍することによりレベル調整し、そのレベル調整された第１補間成分補正値Ｓdg（＝Ｇ×Ｓｄ）と第２補間成分補正値Ｓug（＝Ｇ×Ｓｕ）を出力する。尚、係数回路３８，３９は、櫛歯状妨害検出回路３３からの検出信号ＣＮＴに従って係数Ｇの値を自動的に変化させる可変乗算器等で形成されている。
【００２３】
係数回路３６，３７は、遅延回路９，１０から画素単位で供給される実走査信号Ｓ７，Ｓ８をそれぞれｋ２倍することによってレベル調整し、そのレベル調整された基準補間成分値Ｓａ，Ｓｂを出力する。尚、本実施形態では、係数ｋ２は、ｋ２＝１／２に設定されている。
【００２４】
演算器２２は、第１補間成分補正値Ｓdgと基準補間成分値Ｓｂを加算し、それによって生成される第１補間成分信号Ｓdbを演算器２４に送出する。演算器２３は、第２補間成分値Ｓugと基準補間成分値Ｓａを加算し、それによって生成される第２補間成分信号Ｓuaを演算器２４に送出する。演算器２４は、第１及び第２補間成分信号ＳdbとＳuaを加算し、その加算結果を補間走査信号Ｓｃとして時間軸変換回路３４に供給する。
【００２５】
時間軸変換回路３４は、遅延回路７から供給される実走査信号Ｓｎと補間走査信号Ｓｃとを互いに間挿処理することにより、順次走査の映像信号Ｓoutを生成する。
【００２６】
櫛歯状妨害検出回路３３は、遅延回路２，３，５，６，８，９，１０，１１及び遅延回路１３よりの実走査信号Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ６〜Ｓ９に基づいて、画像の性状を検出し、その検出結果に応じて過度な補間を制限するための検出信号ＣＮＴを出力する。
【００２７】
尚、詳細については後述するが、櫛歯状妨害検出回路３３は、一の実走査線とそれに隣接する実走査線とにおける実走査信号を含む２以上の実走査信号に基づいて、垂直方向の幅が複数水平ライン（３水平ライン程度）の水平に近い斜め線の絵柄、すなわち、画像の斜向情報（傾斜方向と階調レベルの変化分布）を検出する。そして、その斜向情報を有する検出信号ＣＮＴに基づいて、係数回路３８，３９の係数Ｇを調整して、第１補間成分補正値Ｓdgと第２補間成分補正値Ｓugのレベル（階調）を制限する。
【００２８】
上述のように、上側及び下側補間成分補正値Ｓｕ，Ｓｄを生成して、ピークまたはエッジを強調した補間走査信号Ｓｃを生成して順次走査の映像信号に変換すると、過度にシャープネスが強調されて特に垂直方向に２ないし３水平ライン程度の幅を有する水平に近い斜線に対して櫛歯状妨害が発生するが、そのような斜線部分に対しては、上述のように第１及び第２補間成分補正値Ｓdg，Ｓugのレベルを制限することにより、上記妨害の発生が抑制される。
【００２９】
次に、かかる構成を有する本走査線補間装置の機能及び動作について図２〜図８を参照して説明する。
【００３０】
図２は、各フィールド内における映像信号（実走査信号）の時間・空間的な画素単位での配列の一例を示す説明図であり、実走査信号（実画素データ）を○印で示している。また、各画素単位の実走査信号（画素データ）は、水平方向と垂直方向にマトリックス配列されているものとして、行番号（水平ライン番号）ｉと列番号ｊで夫々の配列位置が示されている。また、垂直方向に互いに隣接する実走査信号（画素データ）間の時間が１Ｈ期間となり、水平方向に互いに隣接する実走査信号（画素データ）間が１ドット期間（１Ｄ）となっている。
【００３１】
そして、垂直方向に互いに隣接する実走査信号の間に、補間走査信号（補間画素データ）を間挿することで、順次走査の映像信号Ｓoutを生成するようになっている。
【００３２】
図１及び図２において、一例として、入力された映像信号（実画素データ）Ｓinが１フィールドの画面上で図２中のｉ＋３行ｊ＋２列の位置に該当するものとすると、遅延回路２から出力される実走査信号（実画素データ）Ｓ１は、２Ｈ期間前のｉ＋１行ｊ＋２列に位置し、遅延回路３から出力される実走査信号（実画素データ）Ｓ２は、３Ｈ期間前のｉ行ｊ＋２列に位置することになる。
【００３３】
遅延回路１３，１４は、入力映像信号Ｓinを１Ｄ期間ずつ遅延し、遅延回路４，５，６は１Ｈ期間ずつ遅延するので、遅延回路５から出力される実走査信号（実画素データ）Ｓ３は、ｉ＋１行ｊ列に位置し、遅延回路６から出力される実走査信号（実画素データ）Ｓ４は、ｉ行ｊ＋３列に位置することになる。更に、遅延回路１３から出力される実走査信号（実画素データ）Ｓ５は、ｉ＋３行ｊ＋１列に位置することになる。
【００３４】
遅延回路８〜１１は、実走査信号（実画素データ）Ｓ５を１Ｈ期間ずつ遅延するので、各遅延回路８〜１１から出力される実走査信号（実画素データ）Ｓ６〜Ｓ９は、図示の如く、ｊ＋１列を共通にして、夫々ｉ＋２行、ｉ＋１行、ｉ行、ｉ−１行の位置に存在することになる。
【００３５】
遅延回路７は、実走査信号Ｓ５を２Ｈ期間遅延させるので、実走査信号Ｓｎは、実走査信号Ｓ７と同位置となる。そして、図２の場合には、実走査信号Ｓ７を基準として、実走査信号Ｓ７とその１Ｈ期間前の実走査信号Ｓ８との間に間挿すべき補間走査信号（図中、□で示す）Ｓ78（Ｓｃ）とが生成されるようになっている。
【００３６】
演算器１５では、実走査信号Ｓ５とＳ６の差分（Ｓ５−Ｓ６）が算出され、絶対値回路２５がこの差分（Ｓ５−Ｓ６）の絶対値｜Ｓ５−Ｓ６｜を求める。
【００３７】
演算器１６では、実走査信号Ｓ６とＳ７の差分（Ｓ６−Ｓ７）が算出され、絶対値回路２６がこの差分（Ｓ６−Ｓ７）の絶対値｜Ｓ６−Ｓ７｜を求める。
【００３８】
演算器１７では、実走査信号Ｓ７とＳ８の差分（Ｓ７−Ｓ８）が算出され、絶対値回路２８がこの差分（Ｓ７−Ｓ８）の絶対値｜Ｓ７−Ｓ８｜を求める。
【００３９】
演算器１８では、実走査信号Ｓ８とＳ９の差分（Ｓ８−Ｓ９）が算出され、絶対値回路２９がこの差分（Ｓ８−Ｓ９）の絶対値｜Ｓ８−Ｓ９｜を求める。
【００４０】
演算器１９では、実走査信号Ｓ６とＳ８の差分（Ｓ６−Ｓ８）が算出され、絶対値回路２７がこの差分（Ｓ６−Ｓ８）の絶対値｜Ｓ６−Ｓ８｜を求めて、その絶対値の信号ｍ２（＝｜Ｓ６−Ｓ８｜）を最小セレクタ回路３１へ供給する。
【００４１】
演算器２０は、絶対値回路２５，２６からの絶対値の信号｜Ｓ５−Ｓ６｜と｜Ｓ６−Ｓ７｜を加算して、その加算信号ｍ１（＝｜Ｓ５−Ｓ６｜＋｜Ｓ６−Ｓ７｜）を最小セレクタ回路３１へ供給する。
【００４２】
更に、演算器２１は、絶対値回路２８，２９からの絶対値の信号｜Ｓ７−Ｓ８｜と｜Ｓ８−Ｓ９｜を加算して、その加算信号ｍ３（＝｜Ｓ７−Ｓ８｜＋｜Ｓ８−Ｓ９｜）を最小セレクタ回路３１へ供給する。
【００４３】
こうして求められた信号ｍ１〜ｍ３のうち、最小値の信号を最小セレクタ回路３１が検出し、その最小値の信号を最小値信号Ｍとして出力する。また、係数回路３５が、最小値信号Ｍをｋ１（＝１／４）倍することにより、レベル調整された調整最小値信号Ｍ’（＝ｋ１×Ｍ）が生成される。
【００４４】
尚、本実施形態では、実験に基づいてｋ１＝１／４としたが、この係数ｋ１を適宜の定数値に微調整してもよい。
【００４５】
符号発生回路３０では、実走査信号Ｓ６とＳ８との差分（Ｓ８−Ｓ６）が算出され、Ｓ８−Ｓ６＞０の場合には、プラス（正）の符号を表す符号信号Ｓｐが出力され、Ｓ８−Ｓ６≦０の場合には、マイナス（負）の符号を表す符号信号Ｓｐが出力される。
【００４６】
すなわち、符号発生回路３０は、図２において基準となる実走査信号Ｓ７の上側と下側に位置する実走査信号Ｓ６，Ｓ８の階調レベルの大小関係を調べることによって画像の階調変化の傾向を調べ、この変化傾向を符号信号Ｓｐで表すことにしている。
【００４７】
補間成分生成回路３２では、符号信号Ｓｐがプラス（正）の場合には、正値の上側補間成分補正値Ｓｕ（＝＋Ｍ’）と、負値の下側補間成分補正値Ｓｄ（＝−Ｍ’）が出力され、また、符号信号Ｓｐがマイナス（負）の場合には、負値の上側補間成分補正値Ｓｕ（＝−Ｍ’）と、正値の下側補間成分補正値Ｓｄ（＝＋Ｍ’）が出力される。
【００４８】
すなわち、図２の場合には、実走査信号Ｓ７とＳ８間に間挿すべき補間走査信号Ｓｃ（＝Ｓ78）を微調整するための実走査信号Ｓ７の上側補間成分補正値Ｓｕが、上記階調変化の傾向に応じてプラス又はマイナスの符号を付けて生成されると共に、実走査信号Ｓ７とＳ６間に間挿すべき補間走査信号Ｓｃ（＝Ｓ67）を微調整するための実走査信号Ｓ７の下側補間成分補正値Ｓｄが、上記階調変化の傾向に応じてプラス又はマイナスの符号を付けて生成される。
【００４９】
係数回路３８には、遅延回路１２により１Ｈ遅延された実走査信号（実画素データ）Ｓ８の下側補間成分補正値Ｓｄが供給され、係数回路３９には、実走査信号（実画素データ）Ｓ７の上側補間成分補正値Ｓｕが供給される。
【００５０】
ここで、図３（ａ）に示すように、例えば実走査信号Ｓ６，Ｓ８が、Ｓ６＜Ｓ８であれば、実走査信号Ｓ７の上側補間成分補正値Ｓｕと下側補間成分補正値Ｓｄは、０を基準としてそれぞれ、Ｓｕ＝Ｍ’、Ｓｄ＝−Ｍ’となる。一方、図３（ｂ）に示すように、例えば実走査信号Ｓ７，Ｓ９が、Ｓ７＞Ｓ９であれば、実走査信号Ｓ８の上側補間成分補正値Ｓｕと下側補間成分補正値Ｓｄは、０を基準としてそれぞれ、Ｓｕ＝−Ｍ’、Ｓｄ＝Ｍ’となる。
【００５１】
これらの実走査信号Ｓ８の下側補間成分補正値Ｓｄと実走査信号Ｓ７の上側補間成分補正値Ｓｕは、係数回路３８，３９により、係数Ｇの乗算された第１補間成分補正値（実走査信号Ｓ８の下側補間成分補正値）Ｓdgと第２補間成分補正値（実走査信号Ｓ７の上側補間成分補正値）Ｓugとなる。
【００５２】
尚、この係数Ｇは櫛歯状妨害検出回路３３からの検出信号ＣＮＴにより調整される。
【００５３】
櫛歯状妨害検出回路３３は、次の第１及び第２の条件を調べることにより、櫛歯状妨害を生じさせる絵柄の画像、すなわち垂直方向の幅が３水平ライン程度で水平に近い斜線が存在しているか否か判断する。
【００５４】
まず、第１の条件として、垂直方向に連なっている実走査信号（実画素データ）Ｓ６〜Ｓ９の階調レベルを調べることにより、画像の特徴を検出する。すなわち、差分（Ｓ６−Ｓ７）と（Ｓ８−Ｓ９）及び（Ｓ７−Ｓ８）と、これらの絶対値｜Ｓ６−Ｓ７｜と｜Ｓ８−Ｓ９｜及び｜Ｓ７−Ｓ８｜を算出する。
【００５５】
ここで、｜Ｓ６−Ｓ７｜＞Ｋ、｜Ｓ８−Ｓ９｜＞Ｋ、｜Ｓ７−Ｓ８｜＜Ｋであって、（Ｓ６−Ｓ７）と（Ｓ８−Ｓ９）の符号（傾き）が逆であることの全条件を満足すれば、図７（ａ）（ｂ）に示すように、実走査信号Ｓ６〜Ｓ９の階調レベルが変化していると判定する。
【００５６】
ここで、差分が（Ｓ６−Ｓ７）＞０且つ（Ｓ８−Ｓ９）＜０であれば、その階調レベルの変化は、同図（ａ）のように、Ｓ６＞Ｓ７≒Ｓ８＜Ｓ９の関係で変化していると判定し、差分が（Ｓ６−Ｓ７）＜０且つ（Ｓ８−Ｓ９）＞０であれば、同図（ｂ）のように、その階調レベルの変化は、Ｓ６＜Ｓ７≒Ｓ８＞Ｓ９の関係で変化していると判定する。
【００５７】
そして、これらの判定の結果、同図（ａ）又は同図（ｂ）に示すような階調レベルの変化があった場合には、櫛歯状妨害の要件となる第１の条件を満足している判断する。
【００５８】
次に、第２の条件として、水平方向及び垂直方向に対して斜めに位置する実走査信号（実画素データ）Ｓ１〜Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８の階調レベルを調べることにより、画像中に水平に近い斜線（斜向情報）が存在しているか否か検出する。まず、差分（Ｓ８−Ｓ２）と（Ｓ３−Ｓ７）と、これらの絶対値｜Ｓ８−Ｓ２｜と｜Ｓ３−Ｓ７｜、及び差分（Ｓ４−Ｓ８）と（Ｓ７−Ｓ１）と、これらの絶対値｜Ｓ４−Ｓ８｜と｜Ｓ７−Ｓ１｜を算出する。
【００５９】
ここで、｜Ｓ８−Ｓ２｜＞Ｋ、｜Ｓ３−Ｓ７｜＞Ｋの条件を満足し、且つ差分（Ｓ８−Ｓ２）と（Ｓ３−Ｓ８）の極性が互いに逆でない場合、図８（ａ）に示すように、実走査信号Ｓ２，Ｓ３の方向に斜向情報が存在していると判定する。
【００６０】
または、｜Ｓ４−Ｓ８｜＞Ｋ、｜Ｓ７−Ｓ１｜＞Ｋの条件を満足し、且つ差分（Ｓ４−Ｓ８）と（Ｓ７−Ｓ１）の極性が互いに逆でない場合、図８（ｂ）に示すように、実走査信号Ｓ１，Ｓ４の方向に斜向情報が存在していると判定し、その判定結果に基づいて、櫛歯状妨害の要件となる第２の条件を満足していると判断する。
【００６１】
そして、上記第１の条件及び第２の条件を満足する場合には、実走査信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ７，Ｓ８で形成される画像中に櫛歯状障害を発生させる要因となる斜向情報が含まれていると判断して、検出信号ＣＮＴにより係数回路３８，３９の係数値Ｇを調整する。すなわち、斜向情報を検出するとそれに応答して、図４（ａ）（ｂ）に示したように、上側実走査信号の下側補間成分補正値Ｓｄと下側実走査信号の上側補間成分補正値Ｓｕのレベルを抑制して、順次走査の映像信号Ｓout中に櫛歯状障害を生じさせないようにしている。
【００６２】
尚、図４においては、計数値Ｇは、櫛歯状妨害発生時には０に設定される。
【００６３】
すなわち、第１補間成分補正値Ｓdgは、図４（ｂ）に示すようにレベル調整されて、Ｓdg＝Ｇ×Ｓｄとなる。一方、第２補間成分補正値Ｓugは、図４（ａ）に示すようにレベル調整されて、Ｓug＝Ｇ×Ｓｕとなる。
【００６４】
ここで、斜向情報が検出された時には、例えば、Ｓdg＝０、Ｓug＝０に抑制される。
【００６５】
次に、これらの第１補間成分補正値Ｓdgと第２補間成分補正値Ｓugが演算器２２，２３に夫々供給されて、基準補間成分補正値Ｓｂ，Ｓａと加算されることにより、次式（１−ａ）及び（１−ｂ）で表される第１及び第２補間成分信号Ｓdb，Ｓuaが生成される。
【００６６】
第１補間成分信号Ｓdbは、
Ｓdb＝Ｇ×Ｓdg＋Ｓｂ＝Ｇ×Ｓdg＋Ｓ８／２ …（１−ａ）
となり、第２補間成分信号Ｓuaは、
Ｓua＝Ｇ×Ｓug＋Ｓａ＝Ｇ×Ｓug＋Ｓ７／２ …（１−ｂ）
となる。
【００６７】
そして、第１補間成分信号（補間走査線の上側の実走査信号Ｓ８の下側補間成分）Ｓdbと、第２補間成分信号（補間走査線の下側実走査信号Ｓ７の上側補間成分）Ｓuaとが演算器２４で加算されることにより、図６に示すように、実走査信号Ｓ７，Ｓ８間に間挿される補間走査信号Ｓｃが生成される。
【００６８】
すなわち、実走査信号Ｓ７とＳ８の間に間挿される補間走査信号Ｓｃ（＝Ｓ78）は、実走査信号Ｓ７の上側の補間成分信号（図中、□で示す）Ｓuaと、実走査信号Ｓ８の下側の補間成分信号（図中、△で示す）Ｓdbとを加算することによって生成される。
【００６９】
これと同様に、垂直方向に隣接する実走査信号の間に間挿される補間走査信号Ｓｃは、下側の実走査信号の上側の補間成分信号（図中、□で示す）Ｓuaと、上側の実走査信号の下側の補間成分信号（図中、△で示す）Ｓdbとを加算することによって生成される。
【００７０】
そして、時間軸変換回路３４が、これらの補間走査信号Ｓｃと実走査信号Ｓｎを互いに間挿することで、順次走査の映像信号Ｓoutを生成している。
【００７１】
このように本実施形態によれば、実走査信号間に間挿すべき補間走査信号を画像の性状に基づいてレベル調整するようにしたので、良好な画像変換が可能となる。
【００７２】
特に、従来技術の平均値補間方法では、図９に示したように、映像信号をサンプリングしてディジタル信号に変換する際に失われたピーク値の再現が困難であったのに対し、本実施形態では、図６（ａ）に示すように、このピーク値の再現性を向上させ、画像の輪郭部でのピークエッジコントラストを明確に再生することができる。
【００７３】
このようなピークエッジの再現処理を行うと、特定の絵柄の画像に対して櫛歯状妨害が生じるが、その場合には、図６（ｂ）に示すように、上側及び下側の補間成分補正値を上述のように制限してピーク値のレベルを抑制するようにしたので、櫛歯状妨害を低減することができる。
【００７４】
尚、上述の実施形態では、一の実走査信号とそれに対して同一フィールド内で上下に位置する複数の実走査信号に基づいて一の実走査信号の上側及び下側補間成分信号を算出して補間走査信号を生成する例を示したが、これに限らず、一のフィールドの一の実走査信号とそれに対して時間的に前後するフィールドの複数の実走査信号に基づいて、一の実走査信号に対する上側（前側）及び下側（後側）補間成分信号を算出して、補間走査信号を生成するようにしても良い。この場合、図１中の遅延回路１〜６，８〜１２を１フレーム遅延させる回路とすることにより実現できる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の走査線補間装置によれば、下側補間成分生成手段及び上側補間成分生成手段により下側及び上側の補間成分を生成し、斜め検出手段により検出される画像の斜向情報に応じてこれら下側及び上側の補間成分のレベル調整を行い、そのレベル調整により得られる第１及び第２補間成分を加算することで補間走査信号を生成して、この補間走査信号を補間走査線に内挿することとしたので、画像の性状に応じた補間走査信号の生成が可能となり、且つ良好な画質を実現することが可能な画像変換を提供することができる。
【００７６】
特に、ディジタルサンプリング等の際に失われた映像信号のピーク値を再現することができるほか、櫛歯状妨害を抑えて、ピークエッジコントラストの適切な画像再現を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る走査線補間装置の構成を示すブロック図である。
【図２】実走査信号と補間走査信号の時間・空間的一配列を示す説明図である。
【図３】補間成分生成回路で生成される上側補間成分補正値と下側補間成分補正値の階調レベルを示す説明図である。
【図４】係数回路で生成される第１補間成分補正値と第２補間成分補正値の階調レベルを示す説明図である。
【図５】補間成分信号の階調レベルを示す説明図である。
【図６】補間走査信号の生成過程を示す説明図である。
【図７】櫛歯状妨害検出回路の機能を説明するための説明図である。
【図８】櫛歯状妨害検出回路の機能を更に説明するための説明図である。
【図９】従来の平均値補間法による補間走査信号の生成過程を示す説明図である。
【符号の説明】
１〜１４…遅延回路
１５〜２４…演算器
２５〜２９…絶対値回路
３０…符号発生回路
３１…最小値セレクタ回路
３２…補間成分生成回路
３３…櫛歯状妨害検出回路
３４…時間軸変換回路
３５〜３９…係数回路

Claims

ディジタル化された飛越し走査の映像信号を順次走査の映像信号に変換するために、垂直方向及び水平方向の走査線上に画素単位で配列された実走査信号に基づいて、垂直方向の各画素間に間挿される補間画素の補間走査信号を生成する走査線補間装置であって、
前記実走査信号に基づいて、隣接する実走査信号のレベルを平均化する補間を行うための係数を各実走査信号のレベルに乗じて各実走査信号に対応した基準補間成分値を求める基準補間成分値演算手段と、
上下垂直方向の走査線上で、一つの画素とその上下両側に配列された複数の画素の各実走査信号のレベルに基づいて求めたレベル値に、前記一つの画素の上側に隣接する画素のレベルが前記一つの画素の下側に隣接する画素のレベルより大きい場合は正の符号を付け、前記一つの画素の上側に隣接する画素のレベルが前記一つの画素の下側に隣接する画素のレベル以下の場合は負の符号を付けて、前記実走査信号毎に上側補間成分補正値を求め、該上側補間成分補正値にそれとは正負逆の符号を付けて、当該実走査信号毎に下側補間成分補正値を求める補間成分生成手段と、
上下垂直方向の走査線上に配列される隣接する２つの画素で、前記２つの画素のうち上側の画素の実走査信号における前記下側補間成分補正値に係数値を乗じて第１補間成分補正値を求めると共に、前記２つの画素のうち下側の画素の実走査信号における前記上側補間成分補正値に前記係数値を乗じて第２補間成分補正値を求め、前記第１補間成分補正値に前記上側の画素の実走査信号における基準補間成分値を加えて第１補間成分信号を生成し、前記第２補間成分補正値に前記下側の画素の実走査信号における基準補間成分値を加えて第２補間成分信号を生成し、前記第１補間成分信号に前記第２補間成分信号を加えて前記隣接する２つの画素間の前記補間走査信号を生成する補間走査信号生成手段と、
前記隣接する２つの画素とそれらの上下両側の画素の各実走査信号のレベル変化が、走査方向に沿って減少から増加に変化するか、又は増加から減少に変化する場合を第１の条件とし、前記隣接する２つの画素とその間に対して水平方向斜めに配置された画素の各実走査信号のレベルによって、画像中に水平に近い斜線が存在していることを検出した場合を第２の条件として、前記第１の条件と前記第２の条件が共に満足された場合に、前記係数値のレベルを抑制調整する櫛歯状妨害検出手段と、
を備えることを特徴とする走査線補間装置。
前記補間成分生成手段は、
前記一つの画素から走査方向上側に配列される２つの画素における隣接する画素間のレベル差の和を出力する第１加算手段と、前記一つの画素から走査方向下側に配列される２つの画素における隣接する画素間のレベル差の和を出力する第２加算手段と、前記一つの画素の走査方向両側に配列される２つの画素間のレベル差を出力するレベル差出力手段とを備え、
前記第１加算手段の出力，前記第２加算手段の出力，前記レベル差出力手段の出力の中で最小の値をレベル調整して前記レベル値を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載された走査線補間装置。