JP3962938B2 - 信号変換装置および方法、並びに学習装置および方法 - Google Patents
信号変換装置および方法、並びに学習装置および方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号変換装置および方法、並びに学習装置および方法に関し、特に、例えば、NTSC(National Television System Committee)方式のテレビジョン信号などのコンポジット信号を、RGB(Red/Green/Blue)信号などのコンポーネント信号に変換する信号変換装置および方法、並びに学習装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、NTSC方式のテレビジョン信号は、輝度信号(Y)に、色信号(C)（Ｉ成分およびＱ成分）を直交変調して多重化したものとなっており、したがって、テレビジョン信号を受信して画像を表示する場合には、テレビジョン信号から輝度信号と色信号とを分離し（Y/C分離し）、さらに、マトリクス変換して、RGB信号などのコンポーネント信号にする必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のY/C分離では、例えば、注目画素の輝度信号や色信号を、その注目画素の近傍に位置する画素（注目画素も含む）のコンポジット信号と、固定の係数とを用いた演算を行うことにより求めていた。このため、注目画素にとって、係数が適切でない場合には、ドット妨害やクロスカラーなどが生じ、画質が劣化する課題があった。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ドッド妨害やクロスカラーなどによる画質の劣化を低減した画像を得ることができるようにするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の信号変換装置は、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出手段と、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出手段と、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出する相関算出手段と、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類手段と、クラスに対応する所定の係数を記憶する記憶手段と、記憶手段が記憶する係数のうちの注目画素のクラスに対応するものを用いて注目画素のコンポーネント信号を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項６に記載の信号変換方法は、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出ステップと、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出ステップと、第１の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号と第２の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号との相関を算出する相関算出ステップと、相関算出ステップで算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類ステップと、クラスに対応する所定の係数を記憶する記憶ステップと、記憶ステップで記憶する係数のうちの注目画素のクラスに対応するものを用いて注目画素のコンポーネント信号を演算する演算ステップとを含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項７に記載の学習装置は、学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換する変換手段と、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出手段と、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出手段と、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出する相関算出手段と、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類手段と、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数を、クラス毎に求めるための演算を行う演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１２に記載の学習方法は、学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換する変換ステップと、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出ステップと、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出ステップと、第１の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号と第２の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号との相関を算出する相関算出ステップと、相関算出ステップで算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類ステップと、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数を、クラス毎に求めるための演算を行う演算ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の信号変換装置においては、第１の輝度信号算出手段が、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、第２の輝度信号算出手段が、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、相関算出手段が、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出し、クラス分類手段が、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類し、記憶手段が、クラスに対応する所定の係数を記憶し、演算手段が、記憶手段が記憶する係数のうちの注目画素のクラスに対応するものを用いて注目画素のコンポーネント信号を演算する。
【００１０】
請求項６に記載の信号変換方法においては、第１の輝度算出ステップで、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、第２の輝度算出ステップで、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、相関算出ステップで、第１の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号と第２の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号との相関を求め、クラス分類ステップで、相関算出ステップで算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類し、記憶ステップで、クラスに対応する所定の係数を記憶し、演算ステップで、記憶ステップで記憶する係数のうちの注目画素のクラスに対応するものを用いて注目画素のコンポーネント信号を演算する。
【００１１】
請求項７に記載の学習装置においては、変換手段が、学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換し、第１の輝度信号算出手段が、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、第２の輝度信号算出手段が、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、相関算出手段が、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出し、クラス分類手段が、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類し、演算手段が、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数を、クラス毎に求めるための演算を行う。
【００１２】
請求項１２に記載の学習方法においては、変換ステップで、学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換し、第１の輝度信号算出ステップで、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、第２の輝度信号算出ステップで、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、相関算出ステップで、第１の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号と第２の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号との相関を算出し、クラス分類ステップで、相関算出ステップで算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類し、演算ステップで、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数を、クラス毎に求めるための演算を行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明するが、その前に、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し、一例）を付加して、本発明の特徴を記述すると、次のようになる。
【００１４】
すなわち、請求項１に記載の信号変換装置は、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出手段（例えば、図２の簡易Y/C分離回路１２）と、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出手段（例えば、図２の簡易Y/C分離回路１２）と、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出する相関算出手段（例えば、図２の差分回路１３）と、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類手段（例えば、図２のクラス分類回路１５）と、クラスに対応する所定の係数を記憶する記憶手段（例えば、図２の予測係数メモリ部１６）と、記憶手段が記憶する係数のうちの注目画素のクラスに対応するものを用いて注目画素のコンポーネント信号を演算する演算手段（例えば、図２の演算回路１９）とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の学習装置は、学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換する変換手段（例えば、図８のRGB/NTSCエンコーダ２２）と、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出手段（例えば、図８の簡易Y/C分離回路２３）と、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出手段（例えば、図８の簡易Y/C分離回路２３）と、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出する相関算出手段（例えば、図８の差分回路２４）と、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類手段（例えば、図８のクラス分類回路２６）と、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数を、クラス毎に求めるための演算を行う演算手段（例えば、図８の演算回路２９）とを備えることを特徴とする。
【００１６】
なお、勿論この記載は、各手段を上記したものに限定することを意味するものではない。
【００１７】
図１は、本発明を適用したテレビジョン受像機の一実施の形態の構成例を示している。チューナ１は、図示せぬアンテナで受信されたNTSC方式のテレビジョン信号を、検波、復調し、コンポジット信号としての画像信号（以下、適宜、NTSC信号という）を、A/D変換器２に供給するとともに、音声信号を、増幅器５に供給するようになされている。A/D変換器２は、チューナ１から入力されたNTSC信号を、所定のタイミングでサンプリングし、これにより、いわゆるＹ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号を、順次出力するようになされている。A/D変換器２が出力するディジタルのNTSC信号（Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号）は、クラス分類適応処理回路３に供給されるようになされている。ここで、例えば、Ｙ−Ｉ信号の位相を０度とすると、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号は、位相が、それぞれ９０度、１８０度、２７０度の信号となる。
【００１８】
クラス分類適応処理回路３は、そこに入力されるNTSC信号のうち、注目画素のNTSC信号と、その注目画素と空間的または時間的に近接する画素のNTSC信号とを用いて、注目画素について、複数の輝度信号を算出し、その複数の輝度信号どうしの相関を算出するようになされている。さらに、クラス分類適応処理回路３は、複数の輝度信号どうしの相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類を行い、その注目画素のクラスに対応する予測係数（後述）を用いて演算を行うことにより、注目画素のコンポーネント信号としての、例えば、RGB信号を求めるようになされている。クラス分類適応処理回路３で求められたＲ，Ｇ，Ｂの各信号は、CRT(Cathode Ray Tube)４に供給されるようになされている。CRT４は、クラス分類適応処理回路３から入力されたRGB信号に対応した画像を表示するようになされている。
【００１９】
増幅器５は、チューナ１から入力された音声信号を増幅し、スピーカ６に供給するようになされている。スピーカ６は、増幅器５から入力された音声信号を再生するようになされている。
【００２０】
以上のように構成されるテレビジョン受像機では、ユーザが図示せぬリモートコマンダを操作して、所定のチャンネルを選択すると、チューナ１において、そのチャンネルに対応するテレビジョン信号が、検波、復調され、そのうちの画像信号であるNTSC信号がA/D変換器２に、音声信号が増幅器５に、それぞれ供給される。
【００２１】
A/D変換器２では、チューナ１から入力されたNTSC信号がA/D変換され、クラス分類適応処理回路３に供給される。クラス分類適応処理回路３では、A/D変換器２から入力されたNTSC信号が、上述したようにしてRGB信号に変換され、CRT４に供給されて表示される。一方、増幅器５では、チューナ１から入力された音声信号が増幅され、スピーカ６に供給されて出力される。
【００２２】
図２は、図１のクラス分類適応処理回路３の第１の構成例を示している。A/D変換器２から入力されたNTSC信号は、フィールドメモリ１１に供給されるようになされている。フィールドメモリ１１は、ここでは、例えば、少なくとも３フィールド以上のNTSC信号の記憶が可能なもので、制御回路１７の制御にしたがい、供給されたNTSC信号を記憶し、また、記憶したNTSC信号を読み出し、簡易Y/C分離回路１２および予測タップ形成回路１８に供給するようになされている。
【００２３】
簡易Y/C分離回路１２は、簡易Y/C分離を行うことで、フィールドメモリ１１に記憶されたNTSC信号のうちの所定の注目画素のNTSC信号と、その注目画素と空間的または時間的に近接する画素のNTSC信号とを用いて、注目画素についての複数の輝度信号を算出するようになされている。
【００２４】
すなわち、簡易Y/C分離回路１２は、例えば、図３(A)に示すように、注目フィールドの注目画素をＰ1とするととともに、その注目画素Ｐ1の上または下にそれぞれ隣接する画素を、Ｐ2またはＰ3とするとき、例えば、式Ｙ１＝０．５Ｐ1＋０．２５Ｐ2＋０．２５Ｐ3で表される輝度信号Ｙ１を、注目画素Ｐ1の輝度として求める。
【００２５】
さらに、簡易Y/C分離回路１２は、例えば、図３(B)に示すように、注目フィールドの注目画素をＰ1とするとともに、その注目画素Ｐ1の左または右に隣接する画素のさらに左または右に隣接する画素それぞれを、Ｐ2またはＰ3とするとき、例えば、式Ｙ２＝０．５Ｐ1＋０．２５Ｐ2＋０．２５Ｐ3で表される輝度信号Ｙ２を、注目画素Ｐ1の輝度として求める。
【００２６】
また、簡易Y/C分離回路１２は、例えば、図３(C)に示すように、注目フィールドの注目画素をＰ1とするとともに、その注目画素Ｐ1と同一の位置にある、注目フィールドの２フィールド（１フレーム）前のフィールドの画素をＰ2とするとき、例えば、式Ｙ３＝０．５Ｐ1＋０．５Ｐ2で表される輝度信号Ｙ３を、注目画素Ｐ1の輝度として求める。
【００２７】
簡易Y/C分離回路１２は、輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３を、注目画素の輝度信号として、差分回路１３に出力するようになされている。
【００２８】
差分回路１３および比較回路１４は、簡易Y/C分離回路１２から供給される輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３それぞれの間の相関を求めるようになされている。すなわち、差分回路１３は、例えば、次式で表される差分絶対値Ｄ１乃至Ｄ３を求め、比較回路１４に供給するようになされている。
Ｄ１＝｜Ｙ１−Ｙ２｜
Ｄ２＝｜Ｙ２−Ｙ３｜
Ｄ３＝｜Ｙ３−Ｙ１｜
【００２９】
比較回路１４は、差分回路１３からの差分絶対値Ｄ１乃至Ｄ３を、所定の閾値と比較し、それぞれの比較結果を表すフラグＦ１乃至Ｆ３を、輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３それぞれの間の相関値として、クラス分類回路１５に供給するようになされている。
【００３０】
ここで、比較回路１４は、差分絶対値Ｄ１乃至Ｄ３が所定の閾値より大きい場合、例えば１を、所定の閾値以下の場合、０を、フラグＦ１乃至Ｆ３として、それぞれ出力するようになされている。
【００３１】
例えば、フラグＦ１が１の場合は、Ｙ１とＹ２との差が大きく、両者の相関が小さい場合であり、これは、Ｙ１を求めたときに用いた注目画素を含む垂直方向に並ぶ３画素（図３(A)）か、またはＹ２を求めたときに用いた注目画素を含む水平方向に並ぶ３画素（図３(B)）の中に、Y/C分離の劣化の原因となる信号が存在することを表す。具体的には、例えば、垂直方向と交わる方向か、水平方向と交わる方向に、輝度のエッジが存在する場合に、フラグＦ１は１となる。
【００３２】
一方、フラグＦ１が０の場合は、Ｙ１とＹ２との差が小さく、両者の相関が大きい場合であり、これは、Ｙ１を求めたときに用いた注目画素を含む垂直方向に並ぶ３画素（図３(A)）や、Ｙ２を求めたときに用いた注目画素を含む水平方向に並ぶ３画素（図３(B)）の中に、Y/C分離の劣化の原因となる信号が存在しないことを表す。
【００３３】
また、フラグＦ２が１の場合は、Ｙ２とＹ３との差が大きく、両者の相関が小さい場合であり、これは、Ｙ２を求めたときに用いた注目画素を含む水平方向に並ぶ３画素（図３(B)）か、またはＹ３を求めたときに用いた注目画素を含む時間方向に並ぶ２画素（図３(C)）の中に、Y/C分離の劣化の原因となる信号が存在することを表す。具体的には、例えば、垂直方向と交わる方向に、輝度のエッジが存在したり、注目画素に動きがある場合に、フラグＦ２は１となる。
【００３４】
一方、フラグＦ２が０の場合は、Ｙ２とＹ３との差が小さく、両者の相関が大きい場合であり、これは、Ｙ２を求めたときに用いた注目画素を含む水平方向に並ぶ３画素（図３(B)）や、Ｙ３を求めたときに用いた注目画素を含む時間方向に並ぶ２画素（図３(C)）の中に、Y/C分離の劣化の原因となる信号が存在しないことを表す。
【００３５】
フラグＦ３については、Ｙ２がＹ１に、水平方向が垂直方向に、それぞれ替われるだけで、フラグＦ２における説明と同様であるため、説明を省略する。
【００３６】
クラス分類回路１５は、比較回路１４からのフラグＦ１乃至Ｆ３に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類を行い、その注目画素のクラスを、アドレスとして、予測係数メモリ部１６に供給するようになされている。すなわち、クラス分類回路１５は、比較回路１４から入力されたフラグＦ１乃至Ｆ３に対応して、例えば、図４に示すような０乃至７の８つの値のうちのいずれかを、注目画素のクラスとし、予測係数メモリ部１６に、アドレスとして与えるようになされている。
【００３７】
予測係数メモリ部１６は、Ｙ−Ｉメモリ１６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ１６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ１６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ１６Ｄから構成されており、それぞれには、クラス分類回路１５が出力する注目画素のクラスが、アドレスとして供給されるとともに、制御回路１７が出力するCS(Chip Select)信号が供給されるようになされている。Ｙ−Ｉメモリ１６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ１６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ１６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ１６Ｄは、注目画素のNTSC信号をRGB信号に変換するために用いるクラスごとの予測係数を、NTSC信号の位相ごとに記憶している。
【００３８】
図５は、NTSC信号の所定のフィールドを構成する画素を示している。図５において、○印は位相が０度の信号であるＹ−Ｉ信号を、□印は位相が９０度の信号であるＹ−Ｑ信号を、●印は位相が１８０度の信号であるＹ＋Ｉ信号を、■印は位相が２７０度の信号であるＹ＋Ｑ信号を、それぞれ示している。図５では、水平方向には、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号が繰り返し配置され、垂直方向には、Ｙ−Ｉ信号とＹ＋Ｉ信号とが交互に配置された列と、Ｙ−Ｑ信号とＹ＋Ｑ信号とが交互に配置された列が、交互に配置されている。
【００３９】
図２に戻り、Ｙ−Ｉメモリ１６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ１６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ１６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ１６Ｄ（以下、適宜、全てをまとめて、メモリ１６Ａ乃至１６Ｄとも記述する）は、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、およびＹ＋Ｑ信号をRGB信号に変換するために用いるクラスごとの予測係数を、それぞれ記憶している。そして、メモリ１６Ａ乃至１６Ｄのうちの制御回路１７から入力されたCS信号によって選択されるものが記憶しているクラスごとの予測係数の中の、クラス分類回路１５から入力された注目画素のクラスに対応するものが、そこから読み出され、演算回路１９に供給されるようになされている。
【００４０】
なお、メモリ１６Ａ乃至１６Ｄそれぞれにおいては、クラスごとの予測係数として、NTSC信号をＲ，Ｇ，Ｂの各信号に変換するために用いる、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットが記憶されている。
【００４１】
制御回路１７は、フィールドメモリ１１に対する読み書きを制御するようになされている。すなわち、制御回路１７は、フィールドメモリ１１に既に記憶されているフィールドを注目フィールドとして各種の制御を行い、その注目フィールドに対する処理が終了すると、その次のフィールドを、新たに注目フィールドとする。さらに、いままで注目フィールドとされていたフィールドに替えて、フィールドメモリ１１に新たに供給されるフィールドを記憶させる。さらに、制御回路１７は、注目フィールドを構成する画素を、例えば、ラインスキャン順に、順次、注目画素とし、その注目画素の処理に必要な画素を、フィールドメモリ１１から読み出させ、簡易Y/C分離回路１２や予測タップ形成回路１８に供給する。
【００４２】
また、制御回路１７は、メモリ１６Ａ乃至１６Ｄのうちの注目画素の位相に対応するものを選択するためのCS信号を出力するようにもなされている。すなわち、制御回路１７は、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号のとき、Ｙ−Ｉメモリ１６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ１６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ１６Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ１６Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、予測係数メモリ部１６に供給するようになされている。
【００４３】
予測タップ形成回路１８には、フィールドメモリ１１から読み出された画素が供給されるようになされており、予測タップ形成回路１８は、その画素から、注目画素のNTSC信号を、RGB信号に変換するために用いる予測タップを形成し、演算回路１９に供給するようになされている。
【００４４】
すなわち、例えば、予測タップ形成回路１８は、図６(A)に示す注目フィールドの画素ａが注目画素のとき、注目フィールドの注目画素ａの上下左右にそれぞれ隣接する画素ｂ乃至ｅ、注目画素の左上、右上、左下、右下にそれぞれ隣接する画素ｆ乃至ｉ、注目画素の左隣の画素ｄの左隣の画素ｊ、および注目画素の右隣の画素ｅの右隣の画素ｋ、並びに図５(B)に示す注目フィールドの２フィールド前のフィールドにおいて、画素ａ乃至ｋと対応する位置にある画素ａ’乃至ｋ’を予測タップとし、演算回路１９に供給するようになされている。
【００４５】
演算回路１９は、予測係数メモリ部１６から供給される予測係数と、予測タップ形成回路１８から供給される予測タップとを用いて演算を行うことにより、注目画素のRGB信号を算出するようになされている。すなわち、上述したように、演算回路１９に対しては、予測係数メモリ１６部から、注目画素のNTSC信号を、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号に変換するために用いる、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットが供給されるとともに、予測タップ形成回路１８から、注目画素について形成された予測タップ（図６）が供給されるようになされている。そして、予測タップを構成する画素を、図５で説明したように、画素ａ乃至ｋおよび画素ａ’乃至ｋ’とするとともに、Ｒ用の予測係数を、ｗRa乃至ｗRkおよびｗRA乃至ｗRKとし、Ｇ用の予測係数を、ｗGa乃至ｗGkおよびｗGA乃至ｗGKとし、Ｂ用の予測係数を、ｗBa乃至ｗBkおよびｗBA乃至ｗBKとして、演算回路１９は、次のような線形一次式にしたがって、注目画素のＲ，Ｇ，Ｂの各信号を算出する。
【００４６】
【００４７】
なお、ｗRoffset、ｗGoffset、およびｗBoffsetは、NTSC信号とRGB信号との間のバイアスの違いを補正するためのオフセット値（定数項）であり、この定数項ｗRoffset、ｗGoffset、およびｗBoffsetも、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットに含まれる。
【００４８】
ここで、上述のように、演算回路１９において、注目画素のクラスに対応した係数（予測係数）を用いて行う処理、すなわち、注目画素の性質（特性）に応じた予測係数を適応的に用いて行う処理は、適応処理と呼ばれる。以下、この適応処理について、簡単に説明する。
【００４９】
例えば、いま、注目画素のコンポーネント信号ｙの予測値Ｅ［ｙ］を、その注目画素と空間的または時間的に近接する位置にある画素（注目画素も含む）のコンポジット信号（以下、適宜、学習データという）ｘ1，ｘ2，・・・と、所定の予測係数ｗ1，ｗ2，・・・の線形結合により規定される線形１次結合モデルにより求めることを考える。この場合、予測値Ｅ［ｙ］は、次式で表すことができる。
【００５０】
【００５１】
そこで、一般化するために、予測係数ｗの集合でなる行列Ｗ、学習データの集合でなる行列Ｘ、および予測値Ｅ［ｙ］の集合でなる行列Ｙ’を、
【数１】
で定義すると、次のような観測方程式が成立する。
【００５２】
【００５３】
そして、この観測方程式に最小自乗法を適用して、注目画素のコンポーネント信号ｙに近い予測値Ｅ［ｙ］を求めることを考える。この場合、教師データとなる注目画素の真のコンポーネント信号ｙの集合でなる行列Ｙ、およびコンポーネント信号ｙに対する予測値Ｅ［ｙ］の残差ｅの集合でなる行列Ｅを、
【数２】
で定義すると、式（３）から、次のような残差方程式が成立する。
【００５４】
【００５５】
この場合、コンポーネント信号ｙに近い予測値Ｅ［ｙ］を求めるための予測係数ｗiは、自乗誤差
【数３】
を最小にすることで求めることができる。
【００５６】
したがって、上述の自乗誤差を予測係数ｗiで微分したものが０になる場合、すなわち、次式を満たす予測係数ｗiが、コンポーネント信号ｙに近い予測値Ｅ［ｙ］を求めるため最適値ということになる。
【００５７】
【数４】
【００５８】
そこで、まず、式（４）を、予測係数ｗiで微分することにより、次式が成立する。
【００５９】
【数５】
【００６０】
式（５）および式（６）より、式（７）が得られる。
【００６１】
【数６】
【００６２】
さらに、式（４）の残差方程式における学習データｘ、予測係数ｗ、教師データｙ、および残差ｅの関係を考慮すると、式（７）から、次のような正規方程式を得ることができる。
【００６３】
【数７】
【００６４】
式（８）の正規方程式は、求めるべき予測係数ｗの数と同じ数だけたてることができ、したがって、式（８）を解くことで（但し、式（８）を解くには、式（８）において、予測係数ｗにかかる係数で構成される行列が正則である必要がある）、最適な予測係数ｗを求めることができる。なお、式（８）を解くにあたっては、例えば、掃き出し法(Gauss-Jordanの消去法)などを適用することが可能である。
【００６５】
以上のようにして、最適な予測係数ｗを求め、さらに、その予測係数ｗを用い、式（２）により、コンポーネント信号ｙに近い予測値Ｅ［ｙ］を求める処理が適応処理である（但し、あらかじめ予測係数ｗを求めておき、その予測係数ｗから、予測値を求める処理も、適応処理に含まれる）。
【００６６】
図２の予測係数メモリ部１６には、後述するような学習によって、式（８）の正規方程式をたてて解くことにより求められるクラスごとの予測係数であって、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用のものが、NTSC信号の位相ごとに記憶されている。
【００６７】
なお、本実施の形態においては、上述したように、予測係数の中に、定数項ｗRoffset、ｗGoffset、およびｗBoffsetが含まれるが、この定数項は、上述の手法を拡張し、式（８）に対応する正規方程式を解くことで求めることができる。
【００６８】
次に、図２に示したクラス分類適応処理回路３の第１の構成例の処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００６９】
フィールドメモリ１１に、NTSC信号が記憶され、制御回路１７において、所定のフィールドが注目フィールドとして選択されると、ステップＳ１において、制御回路１７は、注目フィールドの所定の画素を注目画素として選択する。そして、制御回路１７は、その注目画素について、図３で説明したような輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３を計算するために必要な画素を、フィールドメモリ１１から読み出させ、簡易Y/C分離回路１２に供給させる。
【００７０】
簡易Y/C分離回路１２では、ステップＳ２において、フィールドメモリ１１から入力された画素を用いて簡易Y/C分離が行われ、これにより、上述したように、注目画素について、輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３が求められ、差分回路１３に供給される。差分回路１３では、ステップＳ３において、簡易Y/C分離回路１２から入力された輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３の差分絶対値Ｄ１乃至Ｄ３が、上述したように計算され、比較回路１４に供給される。比較回路１４では、ステップＳ４において、差分回路１３から入力された差分絶対値Ｄ１乃至Ｄ３それぞれが、所定の閾値と比較され、その閾値との大小関係を表す、上述したようなフラグＦ１乃至Ｆ３が、クラス分類回路１５に供給される。
【００７１】
クラス分類回路１５では、ステップＳ５において、比較回路１４から入力されたフラグＦ１乃至Ｆ３に対応して、注目画素のクラス分類が行われ、その結果得られる注目画素のクラスが、アドレスとして、予測係数メモリ部１６に与えられる。また、この場合、制御回路１７は、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号のとき、Ｙ−Ｉメモリ１６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ１６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ１６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ１６Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、予測係数メモリ部１６に供給する。
【００７２】
予測係数メモリ部１６では、ステップＳ６において、メモリ１６Ａ乃至１６Ｄのうちの制御回路１７から入力されたCS信号によって選択されたメモリのアドレス（クラス分類回路１５から入力された注目画素のクラスに対応するアドレス）から、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットが読み出され、演算回路１９に供給される。
【００７３】
ステップＳ７において、予測タップ形成回路１８は、フィールドメモリ１１から画素を読み出し、いま注目画素とされている画素について、図６で説明した予測タップを形成する。この予測タップは、演算回路１９に供給される。
【００７４】
ここで、ステップＳ７の処理は、ステップＳ２乃至Ｓ６の処理と並列に行うようにすることも可能である。
【００７５】
演算回路１９は、予測係数メモリ部１６から予測係数を受信するとともに、予測タップ形成回路１８から予測タップを受信すると、ステップＳ８において、その予測係数および予測タップを用いた適応処理を行う。すなわち、具体的には、式（１）に示した線形一次式を演算し、これにより、注目画素のＲ，Ｇ，Ｂの各信号を求めて出力する。
【００７６】
その後、ステップＳ９に進み、制御回路１７において、フィールドメモリ１１に記憶された注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理したか否かが判定される。ステップＳ９において、まだ、注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理していないと判定された場合、ステップＳ１に戻り、注目フィールドを構成する画素のうち、まだ注目画素とされていない画素が、新たに注目画素とされ、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。また、ステップＳ９において、注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理したと判定された場合、処理を終了する。
【００７７】
なお、図７のフローチャートに示すステップＳ１乃至Ｓ９の処理は、新たなフィールドが、注目フィールドとされるごとに繰り返し行われる。
【００７８】
図８は、図２の予測係数メモリ部１６に記憶させる予測係数を求める学習を行う学習装置の一実施の形態の構成例を示している。
【００７９】
フィールドメモリ２１には、学習用のRGB信号（学習用のコンポーネント信号）の画像が、所定数のフィールドだけ供給されて記憶されるようになされている。また、フィールドメモリ２１に記憶された学習用の画像を構成する画素のRGB信号は、制御回路２７の制御にしたがって読み出され、RGB/NTSCエンコーダ２２や制御回路２７に供給されるようになされている。
【００８０】
RGB/NTSCエンコーダ２２は、フィールドメモリ２１から入力された各画素のRGB信号を、NTSC信号にエンコード（変換）し、簡易Y/C分離回路２３や制御回路２７に供給するようになされている。
【００８１】
簡易Y/C分離回路２３、差分回路２４、比較回路２５、およびクラス分類回路２６は、図２の簡易Y/C分離回路１２、差分回路１３、比較回路１４、およびクラス分類回路１５とそれぞれ同様に構成されており、クラス分類回路２６が出力する注目画素のクラスは、アドレスとして、学習用データメモリ部２８に供給されるようになされている。
【００８２】
制御回路２７は、フィールドメモリ２１に既に記憶されている１以上のフィールドを、順次、注目フィールドとし、さらに、注目フィールドを構成する画素を、例えば、ラインスキャン順に、順次、注目画素として、その注目画素の処理に必要な画素のＲＧＢ信号を、フィールドメモリ２１から読み出させ、簡易Y/C分離回路１２や自身に供給させるようになされている。
【００８３】
具体的には、制御回路２７は、注目画素について、図３で説明したような簡易Y/C分離を行うために必要な画素のRGB信号を読み出させ、RGB/NTSCエンコーダ２２に供給させる。これにより、簡易Y/C分離を行うのに必要な画素のRGB信号は、RGB/NTSCエンコーダ２２において、NTSC信号に変換され、簡易Y/C分離回路２３に供給される。
【００８４】
さらに、制御回路２７は、注目画素のRGB信号と、その注目画素について、予測タップを構成する画素のRGB信号とを、フィールドメモリ２１から読み出させ、注目画素のRGB信号は自身に供給させ、予測タップを構成する画素のRGB信号はRGB/NTSCエンコーダ２２に供給させる。これにより、予測タップを構成する画素のRGB信号は、RGB/NTSCエンコーダ２２において、NTSC信号（学習用のコンポジット信号）に変換され、制御回路２７に供給される。
【００８５】
また、制御回路２７は、上述のようにして、RGB/NTSCエンコーダ２２から、予測タップを構成する画素のNTSC信号を受信すると、それを学習データとし、フィールドメモリ２１から読み出させた注目画素のRGB信号を教師データとして、その学習データと教師データとを組み合わせて、学習用データメモリ部２８に供給するようになされている。すなわち、注目画素のRGB信号と、その注目画素に対して、図５で説明したような位置関係にある画素のNTSC信号とが組み合わされて、学習用データメモリ部２８に供給されるようになされている。
【００８６】
さらに、制御回路２７は、学習用データメモリ部２８を構成するＹ−Ｉメモリ２８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ２８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ２８Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ２８Ｄ（以下、適宜、全てをまとめて、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄとも記述する）のうちの注目画素の位相に対応するものを選択するCS信号を出力するようにもなされている。すなわち、制御回路２７は、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号のとき、Ｙ−Ｉメモリ２８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ２８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ２８Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ２８Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、学習用データメモリ部２８に供給するようになされている。
【００８７】
学習用データメモリ部２８は、Ｙ−Ｉメモリ２８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ２８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ２８Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ２８Ｄから構成されており、それぞれには、クラス分類回路２６が出力する注目画素のクラスが、アドレスとして供給されるとともに、制御回路２７が出力するCS信号が供給されるようになされている。さらに、学習用データメモリ部２８には、制御回路２７が出力する、上述の教師データと学習データとの組合せが供給されるようになされている。そして、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄのうち、制御回路２７から入力されたCS信号によって選択されたものの、クラス分類回路２６が出力する注目画素のクラスに対応するアドレスには、制御回路２７が出力する教師データと学習データとの組合せが記憶されるようになされている。
【００８８】
したがって、Ｙ−Ｉメモリ２８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ２８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ２８Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ２８Ｄそれぞれには、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号である場合における、その注目画素のRGB信号（教師データ）と、その注目画素について形成される予測タップを構成する画素のNTSC信号との組合せが記憶される。すなわち、学習用データメモリ部２８には、注目画素のNTSC信号の位相別に、教師データと学習データとの組合せが記憶される。
【００８９】
なお、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄそれぞれにおいては、同一アドレスに複数の情報を記憶することができるようになされており、これにより、同一アドレスには、同一のクラスに分類される画素の学習データと教師データとの組合せを複数記憶することができるようになされている。
【００９０】
演算回路２９Ａ乃至２９Ｄは、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄの各アドレスに記憶されている学習データとしての予測タップを構成する画素のNTSC信号と、教師データとしてのRGB信号との組合せを読み出し、それらを用いて、最小自乗法により、RGB信号の予測値と教師データとの間の誤差を最小にする予測係数をそれぞれ算出するようになされている。すなわち、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄでは、クラスごとに、かつ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号について、式（８）に対応する正規方程式がたてられ、これを解くことにより、クラスごとの、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の予測係数（Ｒ用の予測係数ｗRa乃至ｗRk、予測係数ｗRA乃至ｗRK、およびｗRoffset，Ｇ用の予測係数ｗGa乃至ｗGk、予測係数ｗGA乃至ｗGK、およびｗGoffset、並びにＢ用の予測係数ｗBa乃至ｗBk、予測係数ｗBA乃至ｗBK、およびｗBoffset）が、それぞれ求められる。
【００９１】
ここで、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄでは、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄに記憶されたデータを用いてそれぞれ処理が行われるため、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄそれぞれにおいて得られる予測係数は、NTSC信号の位相別のもの、すなわち、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号を、それぞれ、RGB信号に変換するためのものになる。
【００９２】
Ｙ−Ｉメモリ３０Ａ、Ｙ−Ｑメモリ３０Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ３０Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ３０Ｄ（以下、適宜、全てをまとめて、メモリ３０Ａ乃至３０Ｄとも記述する）は、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄにおいて求められる、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号をＲＧＢ信号に変換するのに用いるＲ，Ｇ，Ｂ用の予測係数のセットを、各クラスに対応したアドレスに、それぞれ記憶するようになされている。
【００９３】
次に、この学習装置において行われる学習処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。
【００９４】
フィールドメモリ２１に、学習用の画像のRGB信号が記憶されると、ステップＳ１１において、制御回路２７は、学習用の画像を構成する所定の画素を注目画素として選択し、その注目画素について、簡易Y/C分離を行うのに必要な画素を、フィールドメモリ２１から読み出させ、RGB/NTSCエンコーダ２２に供給させる。RGB/NTSCエンコーダ２２では、フィールドメモリ２１から入力された画素のRGB信号がNTSC信号に変換され、簡易Y/C分離回路２３に供給される。
【００９５】
簡易Y/C分離回路２３では、ステップＳ１２において、RGB/NTSCエンコーダ２２から入力された画素を用いて簡易Y/C分離が行われ、これにより、図２における場合と同様に、注目画素について、輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３が求められ、差分回路２４に供給される。以下、差分回路２４、比較回路２５、またはクラス分類回路２６では、ステップＳ１３乃至Ｓ１５において、図７のステップＳ３乃至Ｓ５それぞれにおける場合と同様の処理が行われ、これにより、クラス分類回路２６からは、注目画素のクラスが出力される。この注目画素のクラスは、アドレスとして、学習用データメモリ部２８に与えられる。
【００９６】
そして、制御回路２７は、ステップＳ１６において、注目画素に割り当てられるNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号であるとき、Ｙ−Ｉメモリ２８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ２８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ２８Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ２８Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、学習用データメモリ部２８に供給する。
【００９７】
さらに、制御回路２７は、ステップＳ１６において、注目画素のRGB信号と、その注目画素について、予測タップを構成する画素のRGB信号とを、フィールドメモリ２１から読み出させ、注目画素のRGB信号は自身に供給させ、予測タップを構成する画素のRGB信号はRGB/NTSCエンコーダ２２に供給させる。この場合、RGB/NTSCエンコーダ２２では、フィールドメモリ２１から入力された予測タップを構成する画素のRGB信号がNTSC信号に変換され、制御回路２７に供給される。
【００９８】
そして、制御回路２７は、RGB/NTSCエンコーダ２２から入力された予測タップを構成する画素のNTSC信号を学習データとするとともに、フィールドメモリ２１から入力された注目画素のRGB信号を教師データとし、その学習データと教師データとの組み合わせを、学習用データメモリ部２８に供給する。
【００９９】
なお、ステップＳ１６の処理は、ステップＳ１２乃至Ｓ１５の処理と並列に行うことが可能である。
【０１００】
学習用データメモリ部２８では、ステップＳ１７において、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄのうちの制御回路２７から入力されたCS信号によって選択されたものの、クラス分類回路２６が出力する注目画素のクラスに対応するアドレスに、制御回路２７が出力する教師データと学習データとの組合せが記憶される。
【０１０１】
ステップＳ１８において、制御回路２７において、フィールドメモリ２１に記憶された学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理したか否かが判定される。ステップＳ１８において、まだ、学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理していないと判定された場合、ステップＳ１１に戻り、まだ注目画素とされていない画素を、新たに注目画素として、ステップＳ１２以下の処理が繰り返される。
【０１０２】
また、ステップＳ１８において、学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理したと判定された場合、ステップＳ１９に進み、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄそれぞれにおいて、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄに記憶された学習データと教師データとの組合せが、各アドレスごとに読み出され、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号別に、式（８）に対応する正規方程式がたてられる。さらに、ステップＳ１９では、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄそれぞれにおいて、たてられた正規方程式が解かれ、これにより、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号それぞれをRGB信号に変換するのに用いるＲ，Ｇ，Ｂ用の予測係数のセットが、クラスごとに求められる。そして、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号に対応するクラスごとの予測係数のセットは、メモリ３０Ａ乃至３０Ｄにそれぞれ供給されて記憶され、処理を終了する。
【０１０３】
以上のような学習処理により、メモリ３０Ａ乃至３０Ｄに記憶された予測係数のセットが、図２のメモリ１６Ａ乃至１６Ｄにそれぞれ記憶される。
【０１０４】
なお、学習処理において、予測係数を求めるために必要な数の正規方程式が得られないクラスが生じる場合があるが、そのようなクラスについては、例えば、クラスを無視して正規方程式をたてて解くことにより得られる予測係数などを、いわばデフォルトの予測係数として用いることができる。
【０１０５】
以上のように、注目画素を、その注目画素について求めた複数の輝度信号どうしの相関に基づいてクラス分類し、それにより得られるクラスに対応した予測係数、すなわち、注目画素に適した予測係数を用いて、注目画素のNTSC信号を、RGB信号に変換するようにしたので、特に、輝度によるエッジに起因するドット妨害や、輝度に伴って色が変化しているクロスカラーなどを軽減することが可能となる。
【０１０６】
図１０は、図１のクラス分類適応処理回路３の第２の構成例を示している。A/D変換器２から入力されたNTSC信号は、フィールドメモリ４１に供給されるようになされている。フィールドメモリ４１は、ここでは、例えば、少なくとも３フィールド以上のNTSC信号の記憶が可能なもので、制御回路４７の制御により、そこに供給されるNTSC信号を記憶し、また、記憶したNTSC信号を読み出し、簡易Y/C分離回路４２および予測タップ形成回路４８に供給するようになされている。
【０１０７】
簡易Y/C分離回路４２は、簡易Y/C分離を行うことで、フィールドメモリ４１に記憶されたNTSC信号のうち、所定の注目画素のNTSC信号と、その注目画素と空間的または時間的に近接する画素のNTSC信号とを用いて、注目画素について、複数の輝度信号を算出するようになされている。
【０１０８】
すなわち、簡易Y/C分離回路４２は、例えば、図１１(A)に示すように、注目フィールド（０フィールド）の注目画素（またはそのNTSC信号）をａとして、その注目画素ａの上または下にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｂ、またはｃとした場合、（ａ＋ｂ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ０とし、（ａ＋ｃ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ１として計算する。
【０１０９】
また、簡易Y/C分離回路４２は、注目画素ａの左に連続して隣接する画素のNTSC信号をｄ、またはｊとし、注目画素ａの右に連続して隣接する画素のNTSC信号をｅ、またはｋとした場合、（ａ＋ｊ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ２とし、（ａ＋ｋ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ３とし、（ｄ＋ｅ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ４として計算する。
【０１１０】
さらに、簡易Y/C分離回路４２は、注目画素ａの左上または右下にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｆ、またはｉとし、注目画素ａの左下または右上にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｈ、またはｇとした場合、（ｆ＋ｉ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ５とし、（ｈ＋ｇ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ６として計算する。
【０１１１】
さらに、簡易Ｙ／Ｃ分離回路４２は、例えば、図１１(B)に示すように、注目フィールド（０フィールド）の注目画素ａと対応する位置にある、注目フィールド（０フィールド）の２フィールド（１フレーム）前のフィールド（−２フィールド）の画素（またはそのNTSC信号）をａ’として、その画素ａ’の上または下にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｂ’、またはｃ’とした場合、（ａ’＋ｂ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ０’とし、（ａ’＋ｃ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ１’として計算する。
【０１１２】
また、簡易Y/C分離回路４２は、画素ａ’の左に連続して隣接する画素のNTSC信号をｄ’、またはｊ’とし、画素ａ’の右に連続して隣接する画素のNTSC信号をｅ’、またはｋ’とした場合、（ａ’＋ｊ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ２’とし、（ａ’＋ｋ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ３’とし、（ｄ’＋ｅ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ４’として計算する。
【０１１３】
さらに、簡易Y/C分離回路４２は、画素ａ’の左上または右下にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｆ’、またはｉ’とし、注目画素ａ’の左下または右上にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｈ’、またはｇ’とした場合、（ｆ’＋ｉ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ５’とし、（ｈ’＋ｇ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ６’として計算する。
【０１１４】
簡易Y/C分離回路４２は、上述した輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’を、注目画素の輝度信号として、差分回路４３に出力するようになされている。
【０１１５】
差分回路４３および比較回路４４は、簡易Y/C分離回路４２から供給された輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’の相関を求めるようになされている。すなわち、差分回路４３は、次式で表されるフレーム間の差分の絶対値Ｄ０乃至Ｄ６を求め、比較回路４４に供給するようになされている。
Ｄ０＝｜Ｙ０−Ｙ０’｜
Ｄ１＝｜Ｙ１−Ｙ１’｜
Ｄ２＝｜Ｙ２−Ｙ２’｜
Ｄ３＝｜Ｙ３−Ｙ３’｜
Ｄ４＝｜Ｙ４−Ｙ４’｜
Ｄ５＝｜Ｙ５−Ｙ５’｜
Ｄ６＝｜Ｙ６−Ｙ６’｜
【０１１６】
比較回路４４は、差分回路４３から入力されたフレーム間の差分絶対値Ｄ０乃至Ｄ６を、所定の閾値と比較し、それぞれの比較結果を表すフラグＦ０乃至Ｆ６を、クラス分類回路４５に供給するようになされている。
【０１１７】
ここで、比較回路４４は、差分絶対値Ｄ０乃至Ｄ６がそれぞれ所定の閾値より大きい場合、フラグを１とし、所定の閾値以下の場合、フラグを０として、クラス分類回路４５に出力するようになされている。
【０１１８】
例えば、差分絶対値Ｄ０が所定の閾値よりも大きい（フラグ０が１である）場合、輝度信号Ｙ０を演算するタップ（垂直方向のタップ）である画素ａと画素ｂ、または輝度信号Ｙ０’を演算するタップである画素ａ’と画素ｂ’を横切るようなエッジ（水平方向のエッジ）が存在するか、もしくは、注目画素ａの周辺がフレーム間で動きのある部分であると考えることができる。逆に、差分絶対値Ｄ０が所定の閾値よりも小さい（フラグ０が０である）場合、輝度信号Ｙ０、および輝度信号Ｙ０’には、Y/C分離の劣化の原因となる信号が含まれていないと考えることができる。例えば、差分絶対値Ｄ２が所定の閾値よりも大きい（フラグ２が１である）場合、輝度信号Ｙ２を演算するタップ（水平方向のタップ）である画素ａと画素ｊ、または輝度信号Ｙ２’を演算するタップである画素ａ’と画素ｊ’を分けるようなエッジ（垂直方向のエッジ）が存在するか、もしくは、注目画素ａの周辺がフレーム間で動きのある部分であると考えることができる。逆に、差分絶対値Ｄ２が所定の閾値よりも小さい（フラグ２が０である）場合、輝度信号Ｙ２、および輝度信号Ｙ２’には、Y/C分離の劣化の原因となる信号が含まれていないと考えることができる。
【０１１９】
クラス分類回路４５は、比較回路４４から入力されたフラグＦ０乃至Ｆ６に対応して、注目画素を、７ビットで表される１２８種類のクラスのうちの１つのクラスに分類し、その注目画素のクラスを、アドレスとして、予測係数メモリ部４６に供給するようになされている。
【０１２０】
予測係数メモリ部４６は、Ｙ−Ｉメモリ４６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ４６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ４６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ４６Ｄから構成されており、それぞれには、クラス分類回路４５が出力する注目画素のクラスが、アドレスとして供給されるとともに、制御回路４７が出力するCS(Chip Select)信号が供給されるようになされている。Ｙ−Ｉメモリ４６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ４６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ４６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ４６Ｄは、注目画素のNTSC信号をRGB信号に変換するために用いるクラスごとの予測係数を、NTSC信号の位相ごとに記憶している。
【０１２１】
Ｙ−Ｉメモリ４６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ４６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ４６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ４６Ｄ（以下、適宜、全てをまとめて、メモリ４６Ａ乃至４６Ｄとも記述する）は、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、およびＹ＋Ｑ信号をRGB信号に変換するために用いるクラスごとの予測係数を、それぞれ記憶している。そして、メモリ４６Ａ乃至４６Ｄのうちの制御回路４７から入力されたCS信号によって選択されるものが記憶しているクラスごとの予測係数の中の、クラス分類回路４５から入力された注目画素のクラスに対応するものが、そこから読み出され、演算回路４９に供給されるようになされている。
【０１２２】
なお、メモリ４６Ａ乃至４６Ｄそれぞれにおいては、クラスごとの予測係数として、NTSC信号をＲ，Ｇ，Ｂの各信号に変換するために用いる、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットが記憶されている。
【０１２３】
制御回路４７は、フィールドメモリ４１に対する読み書きを制御するようになされている。すなわち、制御回路４７は、フィールドメモリ４１に既に記憶されているフィールドを注目フィールドとして各種の制御を行い、その注目フィールドに対する処理が終了すると、その次のフィールドを、新たに注目フィールドとする。さらに、いままで注目フィールドとされていたフィールドに替えて、フィールドメモリ４１に新たに供給されるフィールドを記憶させる。さらに、制御回路４７は、注目フィールドを構成する画素を、例えば、ラインスキャン順に、順次、注目画素とし、その注目画素の処理に必要な画素を、フィールドメモリ４１から読み出させ、簡易Y/C分離回路４２や予測タップ形成回路４８に供給する。
【０１２４】
また、制御回路４７は、メモリ４６Ａ乃至４６Ｄのうちの注目画素の位相に対応するものを選択するためのCS信号を出力するようにもなされている。すなわち、制御回路４７は、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号のとき、Ｙ−Ｉメモリ４６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ４６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ４６Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ４６Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、予測係数メモリ部４６に供給するようになされている。
【０１２５】
予測タップ形成回路４８には、フィールドメモリ４１から読み出された画素が供給されるようになされており、予測タップ形成回路４８は、その画素から、注目画素のNTSC信号を、RGB信号に変換するために用いる予測タップを形成し、演算回路４９に供給するようになされている。
【０１２６】
すなわち、予測タップ形成回路４８は、例えば図６(A)に示す注目フィールドの画素ａが注目画素のとき、注目フィールドの画素ａ乃至ｋ、および図６(B)に示す注目フィールドの２フィールド前のフィールドの画素ａ’乃至ｋ’を予測タップとし、演算回路４９に供給するようになされている
【０１２７】
演算回路４９は、予測係数メモリ部４６から供給される予測係数と、予測タップ形成回路４８から供給される予測タップとを用いて演算を行うことにより、注目画素のRGB信号を算出するようになされている。すなわち、演算回路４９は、図２の演算回路１９と同様に、上述した適応処理を実行するようになされている。
【０１２８】
次に、図１０に示したクラス分類適応処理回路３の第２の構成例の処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【０１２９】
フィールドメモリ４１に、NTSC信号が記憶され、制御回路４７において、所定のフィールドが注目フィールドとして選択されると、ステップＳ１において、制御回路４７は、注目フィールドの所定の画素を注目画素として選択する。そして、制御回路４７は、その注目画素について、図１１で説明したような輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６、および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’を計算するために必要な画素を、フィールドメモリ４１から読み出させ、簡易Y/C分離回路４２に供給させる。
【０１３０】
簡易Y/C分離回路４２では、ステップＳ２において、フィールドメモリ４１から入力された画素を用いて簡易Y/C分離が行われ、これにより、上述したように、注目画素について、輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６、および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’が求められ、差分回路４３に供給される。差分回路４３では、ステップＳ３において、簡易Y/C分離回路４２から入力された輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６、および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’のフレーム間の差分の絶対値Ｄ０乃至Ｄ６が計算され、比較回路４４に供給される。比較回路４４では、ステップＳ４において、差分回路４３から入力された差分絶対値Ｄ０乃至Ｄ６それぞれが、所定の閾値と比較され、その閾値との大小関係を示すフラグＦ０乃至Ｆ６が、クラス分類回路４５に供給される。
【０１３１】
クラス分類回路４５では、ステップＳ５において、比較回路４４から入力されたフラグＦ０乃至Ｆ６に対応して、注目画素のクラス分類が行われ、その結果得られる注目画素のクラスが、アドレスとして、予測係数メモリ部４６に与えられる。また、この場合、制御回路４７は、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号のとき、Ｙ−Ｉメモリ４６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ４６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ４６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ４６Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、予測係数メモリ部４６に供給する。
【０１３２】
予測係数メモリ部４６では、ステップＳ６において、メモリ４６Ａ乃至４６Ｄのうちの制御回路４７から入力されたCS信号によって選択されたメモリのアドレス（クラス分類回路４５から入力された注目画素のクラスに対応するアドレス）から、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットが読み出され、演算回路４９に供給される。
【０１３３】
ステップＳ７において、予測タップ形成回路４８は、フィールドメモリ４１から画素を読み出し、いま注目画素とされている画素について、図６で説明した予測タップを形成する。この予測タップは、演算回路４９に供給される。
【０１３４】
ここで、ステップＳ７の処理は、ステップＳ２乃至Ｓ６の処理と並列に行うようにすることも可能である。
【０１３５】
演算回路４９は、予測係数メモリ部４６から予測係数を受信するとともに、予測タップ形成回路４８から予測タップを受信すると、ステップＳ８において、その予測係数および予測タップを用いた適応処理を行う。すなわち、演算回路４９は、式（１）に示した線形一次式を演算し、これにより、注目画素のＲ，Ｇ，Ｂの各信号を求めて出力する。
【０１３６】
その後、ステップＳ９に進み、制御回路４７において、フィールドメモリ４１に記憶された注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理したか否かが判定される。ステップＳ９において、まだ、注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理していないと判定された場合、ステップＳ１に戻り、注目フィールドを構成する画素のうちのまだ注目画素とされていない画素が、新たに注目画素とされ、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。また、ステップＳ９において、注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理したと判定された場合、処理を終了する。
【０１３７】
図１２は、図１０の予測係数メモリ部４６に記憶させる予測係数を求める学習を行う学習装置の一実施の形態の構成例を示している。
【０１３８】
この学習装置を構成するフィールドメモリ５１、RGB/NTSCエンコーダ５２、制御回路５７、学習用データメモリ部５８、演算回路５９Ａ乃至５９Ｄ、およびメモリ６０Ａ乃至６０Ｄは、図８に示した学習装置のフィールドメモリ２１、RGB/NTSCエンコーダ２２、制御回路２７、学習用データメモリ部２８、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄ、およびメモリ３０Ａ乃至３０Ｄと同様に構成されているので、その説明は省略する。また、簡易Y/C分離回路５３、差分回路５４、比較回路５５、およびクラス分類回路５６は、図１０の簡易Y/C分離回路４２、差分回路４３、比較回路４４、およびクラス分類回路４５とそれぞれ同様に構成されており、クラス分類回路５６が出力する注目画素のクラスは、アドレスとして、学習用データメモリ部５８に供給されるようになされている。
【０１３９】
次に、図１２に示した学習装置の学習処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。
【０１４０】
フィールドメモリ５１に、学習用の画像のRGB信号が記憶されると、ステップＳ１１において、制御回路５７は、学習用の画像を構成する所定の画素を注目画素として選択し、その注目画素について、簡易Y/C分離を行うために必要な画素を、フィールドメモリ５１から読み出させ、RGB/NTSCエンコーダ５２に供給させる。RGB/NTSCエンコーダ５２では、フィールドメモリ５１から入力された画素のRGB信号がNTSC信号に変換され、簡易Y/C分離回路５３に供給される。
【０１４１】
簡易Y/C分離回路５３では、ステップＳ１２において、RGB/NTSCエンコーダ５２から入力された画素を用いて簡易Y/C分離が行われ、これにより、図１０における場合と同様に、注目画素について、輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６、および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’が求められ、差分回路５４に供給される。以下、差分回路５４、比較回路５５、またはクラス分類回路５６では、ステップＳ１３乃至Ｓ１５において、図１０の差分回路４３、比較回路４４、またはクラス分類回路４５と同様の処理が行われ、これにより、クラス分類回路５６からは、注目画素のクラスが出力される。この注目画素のクラスは、アドレスとして、学習用データメモリ部５８に与えられる。
【０１４２】
そして、制御回路５７は、ステップＳ１６において、注目画素に割り当てられるNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号であるとき、Ｙ−Ｉメモリ５８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ５８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ５８Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ５８Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、学習用データメモリ部５８に供給する。
【０１４３】
さらに、制御回路５７は、ステップＳ１６において、注目画素のRGB信号と、その注目画素について、予測タップを構成する画素のRGB信号とを、フィールドメモリ５１から読み出させ、注目画素のRGB信号は自身に供給させ、予測タップを構成する画素のRGB信号はRGB/NTSCエンコーダ５２に供給させる。この場合、RGB/NTSCエンコーダ２２では、フィールドメモリ５１から入力された予測タップを構成する画素のRGB信号がNTSC信号に変換され、制御回路５７に供給される。
【０１４４】
そして、制御回路５７は、RGB/NTSCエンコーダ５２から入力された予測タップを構成する画素のNTSC信号を学習データとするとともに、フィールドメモリ５１から入力された注目画素のRGB信号を教師データとし、その学習データと教師データとの組み合わせを、学習用データメモリ部５８に供給する。
【０１４５】
なお、ステップＳ１６の処理は、ステップＳ１２乃至Ｓ１５の処理と並列に行うことが可能である。
【０１４６】
学習用データメモリ部５８では、ステップＳ１７において、メモリ５８Ａ乃至５８Ｄのうちの制御回路５７から入力されたCS信号によって選択されたものの、クラス分類回路５６が出力する注目画素のクラスに対応するアドレスに、制御回路５７が出力する教師データと学習データとの組合せが記憶される。
【０１４７】
ステップＳ１８において、制御回路５７において、フィールドメモリ５１に記憶された学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理したか否かが判定される。ステップＳ１８において、まだ、学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理していないと判定された場合、ステップＳ１１に戻り、まだ注目画素とされていない画素を、新たに注目画素として、ステップＳ１２以下の処理が繰り返される。
【０１４８】
また、ステップＳ１８において、学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理したと判定された場合、ステップＳ１９に進み、演算回路５９Ａ乃至５９Ｄそれぞれにおいて、メモリ５８Ａ乃至５８Ｄに記憶された学習データと教師データとの組合せが、各アドレスごとに読み出され、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号別に、式（８）に対応する正規方程式がたてられる。さらに、ステップＳ１９では、演算回路５９Ａ乃至５９Ｄそれぞれにおいて、たてられた正規方程式が解かれ、これにより、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号それぞれをRGB信号に変換するのに用いるＲ，Ｇ，Ｂ用の予測係数のセットが、クラスごとに求められる。そして、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号に対応するクラスごとの予測係数のセットは、メモリ６０Ａ乃至６０Ｄにそれぞれ供給されて記憶され、処理を終了する。
【０１４９】
以上のような学習処理により、メモリ６０Ａ乃至６０Ｄに記憶された予測係数のセットが、図１０のメモリ４６Ａ乃至４６Ｄにそれぞれ記憶される。
【０１５０】
なお、学習処理において、予測係数を求めるために必要な数の正規方程式が得られないクラスが生じる場合があるが、そのようなクラスについては、例えば、クラスを無視して正規方程式をたてて解くことにより得られる予測係数などを、いわばデフォルトの予測係数として用いることができる。
【０１５１】
以上のように、注目画素を、その注目画素について求めた複数の輝度信号どうしのフレーム間の相関に基づいてクラス分類し、それにより得られるクラスに対応した予測係数、すなわち、注目画素に適した予測係数を用いて、注目画素のNTSC信号を、RGB信号に変換するようにしたので、特に、静止画部分のエッジに起因するドット妨害を軽減することが可能となる。
【０１５２】
また、本実施の形態では、NTSC信号を、いわば直接、RGB信号に変換するようにしたので（そのような変換を行うための予測係数を学習するようにしたので）、従来のように、NTSC信号をY/C分離し、その結果得られるYIQ信号をマトリクス変換して、RGB信号を求める場合に比較して、装置の小規模化を図ることが可能となる。すなわち、例えば、NTSC信号をY/C分離し、その結果得られるYIQ信号をマトリクス変換して、RGB信号を求める場合には、Y/C分離を行うチップと、マトリクス変換を行うチップとが必要となるのに対し、図２、および図１０に示したクラス分類適応処理回路３は、１チップで構成可能である。
【０１５３】
なお、本実施の形態においては、予測係数との線形一次式を計算することにより、NTSC信号をRGB信号に変換するようにしたが、その他、例えば、非線形な演算式などを計算することにより、NTSC信号をRGB信号に変換するようにすることも可能である。
【０１５４】
また、本実施の形態では、図５で説明した画素から、予測タップを構成するようにしたが、予測タップは、その他の画素から構成することも可能である。
【０１５５】
さらに、本実施の形態では、NTSC信号の位相別に、適応処理および学習処理を行うようにしたが、適応処理および学習処理は、NTSC信号の位相に関係なく行うことも可能である。ただし、NTSC信号の位相別に、適応処理および学習処理を行う方が、精度の高いRGB信号および予測係数を得ることができる。
【０１５６】
また、本実施の形態においては、NTSC信号をRGB信号（３原色の信号）に変換するようにしたが、その他、例えば、PAL方式などの信号をRGB信号に変換したり、また、NTSC信号を、YUV（輝度Ｙと色差Ｕ，Ｖとでなる信号）やYIQなどの信号に変換することなども可能である。すなわち、変換前のコンポジット信号および変換後のコンポーネント信号は、特に限定されるものではない。
【０１５７】
さらに、本実施の形態では、注目画素について求めた複数の輝度信号どうしの相関値として、それらの差分絶対値と所定の閾値との大小関係を表すフラグを用いるようにしたが、その他の物理量を用いることも可能である。
【０１５８】
また、本実施の形態では、フィールド単位で処理を行うようにしたが、その他、例えば、フレーム単位で処理を行うことも可能である。
【０１５９】
さらに、本発明は、テレビジョン受像機以外の、例えば、VTR(Video Tape Recorder)その他の画像を扱う機器に適用可能である。また、本発明は、動画および静止画のいずれにも適用可能である。
【０１６０】
さらに、本実施の形態では、NTSC信号をサンプリングすることにより、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、およびＹ＋Ｑ信号とするようにしたが、NTSC信号のサンプリングは、４サンプリングごとに、同位相の信号が得られれば、どのようなタイミングで行ってもよい。ただし、この場合、学習においても、同一位相の信号を用いる必要がある。
【０１６１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の信号変換装置、および請求項６に記載の信号変換方法によれば、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号が算出され、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号が算出されて、それらの輝度信号の相関が算出される。さらに、算出された相関に基づいて、注目画素がクラス分類され、分類されたクラスに対応する係数を用いて注目画素のコンポーネント信号が演算されるようにしたので、画質が良いコンポーネント信号の画像を得ることが可能となる。
【０１６２】
また、請求項７に記載の学習装置、および請求項１２に記載の学習方法によれば、学習用のコンポーネント信号が、学習用のコンポジット信号に変換され、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号が算出され、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号が算出されて、それらの輝度信号の相関が算出される。さらに、算出された相関に基づいて、注目画素がクラス分類される。そして、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数をクラス毎に求めるための演算が行われるようにしたので、画質が良いコンポーネント信号の画像を得るための係数を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したテレビジョン受像機の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のクラス分類適応処理回路３の第１の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の簡易Y/C分離回路１２の処理を説明する図である。
【図４】図２のクラス分類回路１５の処理を説明する図である。
【図５】 NTSC信号のフィールドの構成例を示す図である。
【図６】図２の予測タップ形成回路１８の処理を説明する図である。
【図７】図２のクラス分類適応処理回路３の処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明を適用した学習装置の一実施の形態の第１の構成例を示すブロック図である。
【図９】図８の学習装置による学習処理を説明するフローチャートである。
【図１０】図１のクラス分類適応処理回路３の第２の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の簡易Y/C分離回路４２の処理を説明する図である。
【図１２】本発明を適用した学習装置の一実施の形態の第２の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ チューナ， ２ A/D変換器， ３ クラス分類適応処理回路， ４ CRT， ５ 増幅器， ６ スピーカ， １１ フィールドメモリ， １２ 簡易Y/C分離回路， １３ 差分回路， １４ 比較回路， １５ クラス分類回路，１６ 予測係数メモリ部， １６Ａ乃至１６Ｄ メモリ， １７ 制御回路，１８ 予測タップ形成回路， １９ 演算回路， ２１ フィールドメモリ，２２ RGB/NTSCエンコーダ， ２３ 簡易Y/C分離回路， ２４ 差分回路，２５ 比較回路， ２６ クラス分類回路， ２７ 制御回路， ２８ 学習用データメモリ部， ２８Ａ乃至２８Ｄ メモリ， ２９Ａ乃至２９Ｄ 演算回路， ３０Ａ乃至３０Ｄ メモリ， ４１ フィールドメモリ， ４２ 簡易Y/C分離回路， ４３ 差分回路， ４４ 比較回路， ４５ クラス分類回路，４６ 予測係数メモリ部， ４６Ａ乃至４６Ｄ メモリ， ４７ 制御回路，４８ 予測タップ形成回路， ４９ 演算回路， ５１ フィールドメモリ，５２ RGB/NTSCエンコーダ， ５３ 簡易Y/C分離回路， ５４ 差分回路，５５ 比較回路， ５６ クラス分類回路， ５７ 制御回路， ５８ 学習用データメモリ部， ５８Ａ乃至５８Ｄ メモリ， ５９Ａ乃至５９Ｄ 演算回路， ６０Ａ乃至６０Ｄ メモリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号変換装置および方法、並びに学習装置および方法に関し、特に、例えば、NTSC(National Television System Committee)方式のテレビジョン信号などのコンポジット信号を、RGB(Red/Green/Blue)信号などのコンポーネント信号に変換する信号変換装置および方法、並びに学習装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、NTSC方式のテレビジョン信号は、輝度信号(Y)に、色信号(C)（Ｉ成分およびＱ成分）を直交変調して多重化したものとなっており、したがって、テレビジョン信号を受信して画像を表示する場合には、テレビジョン信号から輝度信号と色信号とを分離し（Y/C分離し）、さらに、マトリクス変換して、RGB信号などのコンポーネント信号にする必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のY/C分離では、例えば、注目画素の輝度信号や色信号を、その注目画素の近傍に位置する画素（注目画素も含む）のコンポジット信号と、固定の係数とを用いた演算を行うことにより求めていた。このため、注目画素にとって、係数が適切でない場合には、ドット妨害やクロスカラーなどが生じ、画質が劣化する課題があった。
【０００４】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ドッド妨害やクロスカラーなどによる画質の劣化を低減した画像を得ることができるようにするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の信号変換装置は、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出手段と、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出手段と、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出する相関算出手段と、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類手段と、クラスに対応する所定の係数を記憶する記憶手段と、記憶手段が記憶する係数のうちの注目画素のクラスに対応するものを用いて注目画素のコンポーネント信号を演算する演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項６に記載の信号変換方法は、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出ステップと、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出ステップと、第１の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号と第２の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号との相関を算出する相関算出ステップと、相関算出ステップで算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類ステップと、クラスに対応する所定の係数を記憶する記憶ステップと、記憶ステップで記憶する係数のうちの注目画素のクラスに対応するものを用いて注目画素のコンポーネント信号を演算する演算ステップとを含むことを特徴とする。
【０００７】
請求項７に記載の学習装置は、学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換する変換手段と、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出手段と、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出手段と、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出する相関算出手段と、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類手段と、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数を、クラス毎に求めるための演算を行う演算手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１２に記載の学習方法は、学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換する変換ステップと、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出ステップと、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出ステップと、第１の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号と第２の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号との相関を算出する相関算出ステップと、相関算出ステップで算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類ステップと、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数を、クラス毎に求めるための演算を行う演算ステップとを含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の信号変換装置においては、第１の輝度信号算出手段が、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、第２の輝度信号算出手段が、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、相関算出手段が、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出し、クラス分類手段が、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類し、記憶手段が、クラスに対応する所定の係数を記憶し、演算手段が、記憶手段が記憶する係数のうちの注目画素のクラスに対応するものを用いて注目画素のコンポーネント信号を演算する。
【００１０】
請求項６に記載の信号変換方法においては、第１の輝度算出ステップで、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、第２の輝度算出ステップで、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、相関算出ステップで、第１の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号と第２の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号との相関を求め、クラス分類ステップで、相関算出ステップで算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類し、記憶ステップで、クラスに対応する所定の係数を記憶し、演算ステップで、記憶ステップで記憶する係数のうちの注目画素のクラスに対応するものを用いて注目画素のコンポーネント信号を演算する。
【００１１】
請求項７に記載の学習装置においては、変換手段が、学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換し、第１の輝度信号算出手段が、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、第２の輝度信号算出手段が、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、相関算出手段が、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出し、クラス分類手段が、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類し、演算手段が、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数を、クラス毎に求めるための演算を行う。
【００１２】
請求項１２に記載の学習方法においては、変換ステップで、学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換し、第１の輝度信号算出ステップで、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、第２の輝度信号算出ステップで、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出し、相関算出ステップで、第１の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号と第２の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号との相関を算出し、クラス分類ステップで、相関算出ステップで算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類し、演算ステップで、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数を、クラス毎に求めるための演算を行う。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を説明するが、その前に、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段の後の括弧内に、対応する実施の形態（但し、一例）を付加して、本発明の特徴を記述すると、次のようになる。
【００１４】
すなわち、請求項１に記載の信号変換装置は、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出手段（例えば、図２の簡易Y/C分離回路１２）と、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出手段（例えば、図２の簡易Y/C分離回路１２）と、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出する相関算出手段（例えば、図２の差分回路１３）と、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類手段（例えば、図２のクラス分類回路１５）と、クラスに対応する所定の係数を記憶する記憶手段（例えば、図２の予測係数メモリ部１６）と、記憶手段が記憶する係数のうちの注目画素のクラスに対応するものを用いて注目画素のコンポーネント信号を演算する演算手段（例えば、図２の演算回路１９）とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の学習装置は、学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換する変換手段（例えば、図８のRGB/NTSCエンコーダ２２）と、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出手段（例えば、図８の簡易Y/C分離回路２３）と、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出手段（例えば、図８の簡易Y/C分離回路２３）と、第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出する相関算出手段（例えば、図８の差分回路２４）と、相関算出手段が算出した相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類手段（例えば、図８のクラス分類回路２６）と、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数を、クラス毎に求めるための演算を行う演算手段（例えば、図８の演算回路２９）とを備えることを特徴とする。
【００１６】
なお、勿論この記載は、各手段を上記したものに限定することを意味するものではない。
【００１７】
図１は、本発明を適用したテレビジョン受像機の一実施の形態の構成例を示している。チューナ１は、図示せぬアンテナで受信されたNTSC方式のテレビジョン信号を、検波、復調し、コンポジット信号としての画像信号（以下、適宜、NTSC信号という）を、A/D変換器２に供給するとともに、音声信号を、増幅器５に供給するようになされている。A/D変換器２は、チューナ１から入力されたNTSC信号を、所定のタイミングでサンプリングし、これにより、いわゆるＹ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号を、順次出力するようになされている。A/D変換器２が出力するディジタルのNTSC信号（Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号）は、クラス分類適応処理回路３に供給されるようになされている。ここで、例えば、Ｙ−Ｉ信号の位相を０度とすると、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号は、位相が、それぞれ９０度、１８０度、２７０度の信号となる。
【００１８】
クラス分類適応処理回路３は、そこに入力されるNTSC信号のうち、注目画素のNTSC信号と、その注目画素と空間的または時間的に近接する画素のNTSC信号とを用いて、注目画素について、複数の輝度信号を算出し、その複数の輝度信号どうしの相関を算出するようになされている。さらに、クラス分類適応処理回路３は、複数の輝度信号どうしの相関に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類を行い、その注目画素のクラスに対応する予測係数（後述）を用いて演算を行うことにより、注目画素のコンポーネント信号としての、例えば、RGB信号を求めるようになされている。クラス分類適応処理回路３で求められたＲ，Ｇ，Ｂの各信号は、CRT(Cathode Ray Tube)４に供給されるようになされている。CRT４は、クラス分類適応処理回路３から入力されたRGB信号に対応した画像を表示するようになされている。
【００１９】
増幅器５は、チューナ１から入力された音声信号を増幅し、スピーカ６に供給するようになされている。スピーカ６は、増幅器５から入力された音声信号を再生するようになされている。
【００２０】
以上のように構成されるテレビジョン受像機では、ユーザが図示せぬリモートコマンダを操作して、所定のチャンネルを選択すると、チューナ１において、そのチャンネルに対応するテレビジョン信号が、検波、復調され、そのうちの画像信号であるNTSC信号がA/D変換器２に、音声信号が増幅器５に、それぞれ供給される。
【００２１】
A/D変換器２では、チューナ１から入力されたNTSC信号がA/D変換され、クラス分類適応処理回路３に供給される。クラス分類適応処理回路３では、A/D変換器２から入力されたNTSC信号が、上述したようにしてRGB信号に変換され、CRT４に供給されて表示される。一方、増幅器５では、チューナ１から入力された音声信号が増幅され、スピーカ６に供給されて出力される。
【００２２】
図２は、図１のクラス分類適応処理回路３の第１の構成例を示している。A/D変換器２から入力されたNTSC信号は、フィールドメモリ１１に供給されるようになされている。フィールドメモリ１１は、ここでは、例えば、少なくとも３フィールド以上のNTSC信号の記憶が可能なもので、制御回路１７の制御にしたがい、供給されたNTSC信号を記憶し、また、記憶したNTSC信号を読み出し、簡易Y/C分離回路１２および予測タップ形成回路１８に供給するようになされている。
【００２３】
簡易Y/C分離回路１２は、簡易Y/C分離を行うことで、フィールドメモリ１１に記憶されたNTSC信号のうちの所定の注目画素のNTSC信号と、その注目画素と空間的または時間的に近接する画素のNTSC信号とを用いて、注目画素についての複数の輝度信号を算出するようになされている。
【００２４】
すなわち、簡易Y/C分離回路１２は、例えば、図３(A)に示すように、注目フィールドの注目画素をＰ1とするととともに、その注目画素Ｐ1の上または下にそれぞれ隣接する画素を、Ｐ2またはＰ3とするとき、例えば、式Ｙ１＝０．５Ｐ1＋０．２５Ｐ2＋０．２５Ｐ3で表される輝度信号Ｙ１を、注目画素Ｐ1の輝度として求める。
【００２５】
さらに、簡易Y/C分離回路１２は、例えば、図３(B)に示すように、注目フィールドの注目画素をＰ1とするとともに、その注目画素Ｐ1の左または右に隣接する画素のさらに左または右に隣接する画素それぞれを、Ｐ2またはＰ3とするとき、例えば、式Ｙ２＝０．５Ｐ1＋０．２５Ｐ2＋０．２５Ｐ3で表される輝度信号Ｙ２を、注目画素Ｐ1の輝度として求める。
【００２６】
また、簡易Y/C分離回路１２は、例えば、図３(C)に示すように、注目フィールドの注目画素をＰ1とするとともに、その注目画素Ｐ1と同一の位置にある、注目フィールドの２フィールド（１フレーム）前のフィールドの画素をＰ2とするとき、例えば、式Ｙ３＝０．５Ｐ1＋０．５Ｐ2で表される輝度信号Ｙ３を、注目画素Ｐ1の輝度として求める。
【００２７】
簡易Y/C分離回路１２は、輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３を、注目画素の輝度信号として、差分回路１３に出力するようになされている。
【００２８】
差分回路１３および比較回路１４は、簡易Y/C分離回路１２から供給される輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３それぞれの間の相関を求めるようになされている。すなわち、差分回路１３は、例えば、次式で表される差分絶対値Ｄ１乃至Ｄ３を求め、比較回路１４に供給するようになされている。
Ｄ１＝｜Ｙ１−Ｙ２｜
Ｄ２＝｜Ｙ２−Ｙ３｜
Ｄ３＝｜Ｙ３−Ｙ１｜
【００２９】
比較回路１４は、差分回路１３からの差分絶対値Ｄ１乃至Ｄ３を、所定の閾値と比較し、それぞれの比較結果を表すフラグＦ１乃至Ｆ３を、輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３それぞれの間の相関値として、クラス分類回路１５に供給するようになされている。
【００３０】
ここで、比較回路１４は、差分絶対値Ｄ１乃至Ｄ３が所定の閾値より大きい場合、例えば１を、所定の閾値以下の場合、０を、フラグＦ１乃至Ｆ３として、それぞれ出力するようになされている。
【００３１】
例えば、フラグＦ１が１の場合は、Ｙ１とＹ２との差が大きく、両者の相関が小さい場合であり、これは、Ｙ１を求めたときに用いた注目画素を含む垂直方向に並ぶ３画素（図３(A)）か、またはＹ２を求めたときに用いた注目画素を含む水平方向に並ぶ３画素（図３(B)）の中に、Y/C分離の劣化の原因となる信号が存在することを表す。具体的には、例えば、垂直方向と交わる方向か、水平方向と交わる方向に、輝度のエッジが存在する場合に、フラグＦ１は１となる。
【００３２】
一方、フラグＦ１が０の場合は、Ｙ１とＹ２との差が小さく、両者の相関が大きい場合であり、これは、Ｙ１を求めたときに用いた注目画素を含む垂直方向に並ぶ３画素（図３(A)）や、Ｙ２を求めたときに用いた注目画素を含む水平方向に並ぶ３画素（図３(B)）の中に、Y/C分離の劣化の原因となる信号が存在しないことを表す。
【００３３】
また、フラグＦ２が１の場合は、Ｙ２とＹ３との差が大きく、両者の相関が小さい場合であり、これは、Ｙ２を求めたときに用いた注目画素を含む水平方向に並ぶ３画素（図３(B)）か、またはＹ３を求めたときに用いた注目画素を含む時間方向に並ぶ２画素（図３(C)）の中に、Y/C分離の劣化の原因となる信号が存在することを表す。具体的には、例えば、垂直方向と交わる方向に、輝度のエッジが存在したり、注目画素に動きがある場合に、フラグＦ２は１となる。
【００３４】
一方、フラグＦ２が０の場合は、Ｙ２とＹ３との差が小さく、両者の相関が大きい場合であり、これは、Ｙ２を求めたときに用いた注目画素を含む水平方向に並ぶ３画素（図３(B)）や、Ｙ３を求めたときに用いた注目画素を含む時間方向に並ぶ２画素（図３(C)）の中に、Y/C分離の劣化の原因となる信号が存在しないことを表す。
【００３５】
フラグＦ３については、Ｙ２がＹ１に、水平方向が垂直方向に、それぞれ替われるだけで、フラグＦ２における説明と同様であるため、説明を省略する。
【００３６】
クラス分類回路１５は、比較回路１４からのフラグＦ１乃至Ｆ３に基づいて、注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類を行い、その注目画素のクラスを、アドレスとして、予測係数メモリ部１６に供給するようになされている。すなわち、クラス分類回路１５は、比較回路１４から入力されたフラグＦ１乃至Ｆ３に対応して、例えば、図４に示すような０乃至７の８つの値のうちのいずれかを、注目画素のクラスとし、予測係数メモリ部１６に、アドレスとして与えるようになされている。
【００３７】
予測係数メモリ部１６は、Ｙ−Ｉメモリ１６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ１６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ１６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ１６Ｄから構成されており、それぞれには、クラス分類回路１５が出力する注目画素のクラスが、アドレスとして供給されるとともに、制御回路１７が出力するCS(Chip Select)信号が供給されるようになされている。Ｙ−Ｉメモリ１６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ１６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ１６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ１６Ｄは、注目画素のNTSC信号をRGB信号に変換するために用いるクラスごとの予測係数を、NTSC信号の位相ごとに記憶している。
【００３８】
図５は、NTSC信号の所定のフィールドを構成する画素を示している。図５において、○印は位相が０度の信号であるＹ−Ｉ信号を、□印は位相が９０度の信号であるＹ−Ｑ信号を、●印は位相が１８０度の信号であるＹ＋Ｉ信号を、■印は位相が２７０度の信号であるＹ＋Ｑ信号を、それぞれ示している。図５では、水平方向には、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号が繰り返し配置され、垂直方向には、Ｙ−Ｉ信号とＹ＋Ｉ信号とが交互に配置された列と、Ｙ−Ｑ信号とＹ＋Ｑ信号とが交互に配置された列が、交互に配置されている。
【００３９】
図２に戻り、Ｙ−Ｉメモリ１６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ１６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ１６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ１６Ｄ（以下、適宜、全てをまとめて、メモリ１６Ａ乃至１６Ｄとも記述する）は、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、およびＹ＋Ｑ信号をRGB信号に変換するために用いるクラスごとの予測係数を、それぞれ記憶している。そして、メモリ１６Ａ乃至１６Ｄのうちの制御回路１７から入力されたCS信号によって選択されるものが記憶しているクラスごとの予測係数の中の、クラス分類回路１５から入力された注目画素のクラスに対応するものが、そこから読み出され、演算回路１９に供給されるようになされている。
【００４０】
なお、メモリ１６Ａ乃至１６Ｄそれぞれにおいては、クラスごとの予測係数として、NTSC信号をＲ，Ｇ，Ｂの各信号に変換するために用いる、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットが記憶されている。
【００４１】
制御回路１７は、フィールドメモリ１１に対する読み書きを制御するようになされている。すなわち、制御回路１７は、フィールドメモリ１１に既に記憶されているフィールドを注目フィールドとして各種の制御を行い、その注目フィールドに対する処理が終了すると、その次のフィールドを、新たに注目フィールドとする。さらに、いままで注目フィールドとされていたフィールドに替えて、フィールドメモリ１１に新たに供給されるフィールドを記憶させる。さらに、制御回路１７は、注目フィールドを構成する画素を、例えば、ラインスキャン順に、順次、注目画素とし、その注目画素の処理に必要な画素を、フィールドメモリ１１から読み出させ、簡易Y/C分離回路１２や予測タップ形成回路１８に供給する。
【００４２】
また、制御回路１７は、メモリ１６Ａ乃至１６Ｄのうちの注目画素の位相に対応するものを選択するためのCS信号を出力するようにもなされている。すなわち、制御回路１７は、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号のとき、Ｙ−Ｉメモリ１６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ１６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ１６Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ１６Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、予測係数メモリ部１６に供給するようになされている。
【００４３】
予測タップ形成回路１８には、フィールドメモリ１１から読み出された画素が供給されるようになされており、予測タップ形成回路１８は、その画素から、注目画素のNTSC信号を、RGB信号に変換するために用いる予測タップを形成し、演算回路１９に供給するようになされている。
【００４４】
すなわち、例えば、予測タップ形成回路１８は、図６(A)に示す注目フィールドの画素ａが注目画素のとき、注目フィールドの注目画素ａの上下左右にそれぞれ隣接する画素ｂ乃至ｅ、注目画素の左上、右上、左下、右下にそれぞれ隣接する画素ｆ乃至ｉ、注目画素の左隣の画素ｄの左隣の画素ｊ、および注目画素の右隣の画素ｅの右隣の画素ｋ、並びに図５(B)に示す注目フィールドの２フィールド前のフィールドにおいて、画素ａ乃至ｋと対応する位置にある画素ａ’乃至ｋ’を予測タップとし、演算回路１９に供給するようになされている。
【００４５】
演算回路１９は、予測係数メモリ部１６から供給される予測係数と、予測タップ形成回路１８から供給される予測タップとを用いて演算を行うことにより、注目画素のRGB信号を算出するようになされている。すなわち、上述したように、演算回路１９に対しては、予測係数メモリ１６部から、注目画素のNTSC信号を、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号に変換するために用いる、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットが供給されるとともに、予測タップ形成回路１８から、注目画素について形成された予測タップ（図６）が供給されるようになされている。そして、予測タップを構成する画素を、図５で説明したように、画素ａ乃至ｋおよび画素ａ’乃至ｋ’とするとともに、Ｒ用の予測係数を、ｗRa乃至ｗRkおよびｗRA乃至ｗRKとし、Ｇ用の予測係数を、ｗGa乃至ｗGkおよびｗGA乃至ｗGKとし、Ｂ用の予測係数を、ｗBa乃至ｗBkおよびｗBA乃至ｗBKとして、演算回路１９は、次のような線形一次式にしたがって、注目画素のＲ，Ｇ，Ｂの各信号を算出する。
【００４６】
なお、ｗRoffset、ｗGoffset、およびｗBoffsetは、NTSC信号とRGB信号との間のバイアスの違いを補正するためのオフセット値（定数項）であり、この定数項ｗRoffset、ｗGoffset、およびｗBoffsetも、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットに含まれる。
【００４８】
ここで、上述のように、演算回路１９において、注目画素のクラスに対応した係数（予測係数）を用いて行う処理、すなわち、注目画素の性質（特性）に応じた予測係数を適応的に用いて行う処理は、適応処理と呼ばれる。以下、この適応処理について、簡単に説明する。
【００４９】
例えば、いま、注目画素のコンポーネント信号ｙの予測値Ｅ［ｙ］を、その注目画素と空間的または時間的に近接する位置にある画素（注目画素も含む）のコンポジット信号（以下、適宜、学習データという）ｘ1，ｘ2，・・・と、所定の予測係数ｗ1，ｗ2，・・・の線形結合により規定される線形１次結合モデルにより求めることを考える。この場合、予測値Ｅ［ｙ］は、次式で表すことができる。
【００５０】
そこで、一般化するために、予測係数ｗの集合でなる行列Ｗ、学習データの集合でなる行列Ｘ、および予測値Ｅ［ｙ］の集合でなる行列Ｙ’を、
【数１】
【００５２】
そして、この観測方程式に最小自乗法を適用して、注目画素のコンポーネント信号ｙに近い予測値Ｅ［ｙ］を求めることを考える。この場合、教師データとなる注目画素の真のコンポーネント信号ｙの集合でなる行列Ｙ、およびコンポーネント信号ｙに対する予測値Ｅ［ｙ］の残差ｅの集合でなる行列Ｅを、
【数２】
【００５４】
この場合、コンポーネント信号ｙに近い予測値Ｅ［ｙ］を求めるための予測係数ｗiは、自乗誤差
【数３】
【００５６】
したがって、上述の自乗誤差を予測係数ｗiで微分したものが０になる場合、すなわち、次式を満たす予測係数ｗiが、コンポーネント信号ｙに近い予測値Ｅ［ｙ］を求めるため最適値ということになる。
【００５７】
【数４】
そこで、まず、式（４）を、予測係数ｗiで微分することにより、次式が成立する。
【００５９】
【数５】
式（５）および式（６）より、式（７）が得られる。
【００６１】
【数６】
さらに、式（４）の残差方程式における学習データｘ、予測係数ｗ、教師データｙ、および残差ｅの関係を考慮すると、式（７）から、次のような正規方程式を得ることができる。
【００６３】
【数７】
式（８）の正規方程式は、求めるべき予測係数ｗの数と同じ数だけたてることができ、したがって、式（８）を解くことで（但し、式（８）を解くには、式（８）において、予測係数ｗにかかる係数で構成される行列が正則である必要がある）、最適な予測係数ｗを求めることができる。なお、式（８）を解くにあたっては、例えば、掃き出し法(Gauss-Jordanの消去法)などを適用することが可能である。
【００６５】
以上のようにして、最適な予測係数ｗを求め、さらに、その予測係数ｗを用い、式（２）により、コンポーネント信号ｙに近い予測値Ｅ［ｙ］を求める処理が適応処理である（但し、あらかじめ予測係数ｗを求めておき、その予測係数ｗから、予測値を求める処理も、適応処理に含まれる）。
【００６６】
図２の予測係数メモリ部１６には、後述するような学習によって、式（８）の正規方程式をたてて解くことにより求められるクラスごとの予測係数であって、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用のものが、NTSC信号の位相ごとに記憶されている。
【００６７】
なお、本実施の形態においては、上述したように、予測係数の中に、定数項ｗRoffset、ｗGoffset、およびｗBoffsetが含まれるが、この定数項は、上述の手法を拡張し、式（８）に対応する正規方程式を解くことで求めることができる。
【００６８】
次に、図２に示したクラス分類適応処理回路３の第１の構成例の処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【００６９】
フィールドメモリ１１に、NTSC信号が記憶され、制御回路１７において、所定のフィールドが注目フィールドとして選択されると、ステップＳ１において、制御回路１７は、注目フィールドの所定の画素を注目画素として選択する。そして、制御回路１７は、その注目画素について、図３で説明したような輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３を計算するために必要な画素を、フィールドメモリ１１から読み出させ、簡易Y/C分離回路１２に供給させる。
【００７０】
簡易Y/C分離回路１２では、ステップＳ２において、フィールドメモリ１１から入力された画素を用いて簡易Y/C分離が行われ、これにより、上述したように、注目画素について、輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３が求められ、差分回路１３に供給される。差分回路１３では、ステップＳ３において、簡易Y/C分離回路１２から入力された輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３の差分絶対値Ｄ１乃至Ｄ３が、上述したように計算され、比較回路１４に供給される。比較回路１４では、ステップＳ４において、差分回路１３から入力された差分絶対値Ｄ１乃至Ｄ３それぞれが、所定の閾値と比較され、その閾値との大小関係を表す、上述したようなフラグＦ１乃至Ｆ３が、クラス分類回路１５に供給される。
【００７１】
クラス分類回路１５では、ステップＳ５において、比較回路１４から入力されたフラグＦ１乃至Ｆ３に対応して、注目画素のクラス分類が行われ、その結果得られる注目画素のクラスが、アドレスとして、予測係数メモリ部１６に与えられる。また、この場合、制御回路１７は、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号のとき、Ｙ−Ｉメモリ１６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ１６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ１６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ１６Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、予測係数メモリ部１６に供給する。
【００７２】
予測係数メモリ部１６では、ステップＳ６において、メモリ１６Ａ乃至１６Ｄのうちの制御回路１７から入力されたCS信号によって選択されたメモリのアドレス（クラス分類回路１５から入力された注目画素のクラスに対応するアドレス）から、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットが読み出され、演算回路１９に供給される。
【００７３】
ステップＳ７において、予測タップ形成回路１８は、フィールドメモリ１１から画素を読み出し、いま注目画素とされている画素について、図６で説明した予測タップを形成する。この予測タップは、演算回路１９に供給される。
【００７４】
ここで、ステップＳ７の処理は、ステップＳ２乃至Ｓ６の処理と並列に行うようにすることも可能である。
【００７５】
演算回路１９は、予測係数メモリ部１６から予測係数を受信するとともに、予測タップ形成回路１８から予測タップを受信すると、ステップＳ８において、その予測係数および予測タップを用いた適応処理を行う。すなわち、具体的には、式（１）に示した線形一次式を演算し、これにより、注目画素のＲ，Ｇ，Ｂの各信号を求めて出力する。
【００７６】
その後、ステップＳ９に進み、制御回路１７において、フィールドメモリ１１に記憶された注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理したか否かが判定される。ステップＳ９において、まだ、注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理していないと判定された場合、ステップＳ１に戻り、注目フィールドを構成する画素のうち、まだ注目画素とされていない画素が、新たに注目画素とされ、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。また、ステップＳ９において、注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理したと判定された場合、処理を終了する。
【００７７】
なお、図７のフローチャートに示すステップＳ１乃至Ｓ９の処理は、新たなフィールドが、注目フィールドとされるごとに繰り返し行われる。
【００７８】
図８は、図２の予測係数メモリ部１６に記憶させる予測係数を求める学習を行う学習装置の一実施の形態の構成例を示している。
【００７９】
フィールドメモリ２１には、学習用のRGB信号（学習用のコンポーネント信号）の画像が、所定数のフィールドだけ供給されて記憶されるようになされている。また、フィールドメモリ２１に記憶された学習用の画像を構成する画素のRGB信号は、制御回路２７の制御にしたがって読み出され、RGB/NTSCエンコーダ２２や制御回路２７に供給されるようになされている。
【００８０】
RGB/NTSCエンコーダ２２は、フィールドメモリ２１から入力された各画素のRGB信号を、NTSC信号にエンコード（変換）し、簡易Y/C分離回路２３や制御回路２７に供給するようになされている。
【００８１】
簡易Y/C分離回路２３、差分回路２４、比較回路２５、およびクラス分類回路２６は、図２の簡易Y/C分離回路１２、差分回路１３、比較回路１４、およびクラス分類回路１５とそれぞれ同様に構成されており、クラス分類回路２６が出力する注目画素のクラスは、アドレスとして、学習用データメモリ部２８に供給されるようになされている。
【００８２】
制御回路２７は、フィールドメモリ２１に既に記憶されている１以上のフィールドを、順次、注目フィールドとし、さらに、注目フィールドを構成する画素を、例えば、ラインスキャン順に、順次、注目画素として、その注目画素の処理に必要な画素のＲＧＢ信号を、フィールドメモリ２１から読み出させ、簡易Y/C分離回路１２や自身に供給させるようになされている。
【００８３】
具体的には、制御回路２７は、注目画素について、図３で説明したような簡易Y/C分離を行うために必要な画素のRGB信号を読み出させ、RGB/NTSCエンコーダ２２に供給させる。これにより、簡易Y/C分離を行うのに必要な画素のRGB信号は、RGB/NTSCエンコーダ２２において、NTSC信号に変換され、簡易Y/C分離回路２３に供給される。
【００８４】
さらに、制御回路２７は、注目画素のRGB信号と、その注目画素について、予測タップを構成する画素のRGB信号とを、フィールドメモリ２１から読み出させ、注目画素のRGB信号は自身に供給させ、予測タップを構成する画素のRGB信号はRGB/NTSCエンコーダ２２に供給させる。これにより、予測タップを構成する画素のRGB信号は、RGB/NTSCエンコーダ２２において、NTSC信号（学習用のコンポジット信号）に変換され、制御回路２７に供給される。
【００８５】
また、制御回路２７は、上述のようにして、RGB/NTSCエンコーダ２２から、予測タップを構成する画素のNTSC信号を受信すると、それを学習データとし、フィールドメモリ２１から読み出させた注目画素のRGB信号を教師データとして、その学習データと教師データとを組み合わせて、学習用データメモリ部２８に供給するようになされている。すなわち、注目画素のRGB信号と、その注目画素に対して、図５で説明したような位置関係にある画素のNTSC信号とが組み合わされて、学習用データメモリ部２８に供給されるようになされている。
【００８６】
さらに、制御回路２７は、学習用データメモリ部２８を構成するＹ−Ｉメモリ２８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ２８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ２８Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ２８Ｄ（以下、適宜、全てをまとめて、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄとも記述する）のうちの注目画素の位相に対応するものを選択するCS信号を出力するようにもなされている。すなわち、制御回路２７は、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号のとき、Ｙ−Ｉメモリ２８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ２８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ２８Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ２８Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、学習用データメモリ部２８に供給するようになされている。
【００８７】
学習用データメモリ部２８は、Ｙ−Ｉメモリ２８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ２８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ２８Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ２８Ｄから構成されており、それぞれには、クラス分類回路２６が出力する注目画素のクラスが、アドレスとして供給されるとともに、制御回路２７が出力するCS信号が供給されるようになされている。さらに、学習用データメモリ部２８には、制御回路２７が出力する、上述の教師データと学習データとの組合せが供給されるようになされている。そして、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄのうち、制御回路２７から入力されたCS信号によって選択されたものの、クラス分類回路２６が出力する注目画素のクラスに対応するアドレスには、制御回路２７が出力する教師データと学習データとの組合せが記憶されるようになされている。
【００８８】
したがって、Ｙ−Ｉメモリ２８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ２８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ２８Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ２８Ｄそれぞれには、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号である場合における、その注目画素のRGB信号（教師データ）と、その注目画素について形成される予測タップを構成する画素のNTSC信号との組合せが記憶される。すなわち、学習用データメモリ部２８には、注目画素のNTSC信号の位相別に、教師データと学習データとの組合せが記憶される。
【００８９】
なお、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄそれぞれにおいては、同一アドレスに複数の情報を記憶することができるようになされており、これにより、同一アドレスには、同一のクラスに分類される画素の学習データと教師データとの組合せを複数記憶することができるようになされている。
【００９０】
演算回路２９Ａ乃至２９Ｄは、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄの各アドレスに記憶されている学習データとしての予測タップを構成する画素のNTSC信号と、教師データとしてのRGB信号との組合せを読み出し、それらを用いて、最小自乗法により、RGB信号の予測値と教師データとの間の誤差を最小にする予測係数をそれぞれ算出するようになされている。すなわち、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄでは、クラスごとに、かつ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号について、式（８）に対応する正規方程式がたてられ、これを解くことにより、クラスごとの、Ｒ，Ｇ，Ｂ用の予測係数（Ｒ用の予測係数ｗRa乃至ｗRk、予測係数ｗRA乃至ｗRK、およびｗRoffset，Ｇ用の予測係数ｗGa乃至ｗGk、予測係数ｗGA乃至ｗGK、およびｗGoffset、並びにＢ用の予測係数ｗBa乃至ｗBk、予測係数ｗBA乃至ｗBK、およびｗBoffset）が、それぞれ求められる。
【００９１】
ここで、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄでは、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄに記憶されたデータを用いてそれぞれ処理が行われるため、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄそれぞれにおいて得られる予測係数は、NTSC信号の位相別のもの、すなわち、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号を、それぞれ、RGB信号に変換するためのものになる。
【００９２】
Ｙ−Ｉメモリ３０Ａ、Ｙ−Ｑメモリ３０Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ３０Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ３０Ｄ（以下、適宜、全てをまとめて、メモリ３０Ａ乃至３０Ｄとも記述する）は、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄにおいて求められる、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号をＲＧＢ信号に変換するのに用いるＲ，Ｇ，Ｂ用の予測係数のセットを、各クラスに対応したアドレスに、それぞれ記憶するようになされている。
【００９３】
次に、この学習装置において行われる学習処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。
【００９４】
フィールドメモリ２１に、学習用の画像のRGB信号が記憶されると、ステップＳ１１において、制御回路２７は、学習用の画像を構成する所定の画素を注目画素として選択し、その注目画素について、簡易Y/C分離を行うのに必要な画素を、フィールドメモリ２１から読み出させ、RGB/NTSCエンコーダ２２に供給させる。RGB/NTSCエンコーダ２２では、フィールドメモリ２１から入力された画素のRGB信号がNTSC信号に変換され、簡易Y/C分離回路２３に供給される。
【００９５】
簡易Y/C分離回路２３では、ステップＳ１２において、RGB/NTSCエンコーダ２２から入力された画素を用いて簡易Y/C分離が行われ、これにより、図２における場合と同様に、注目画素について、輝度信号Ｙ１乃至Ｙ３が求められ、差分回路２４に供給される。以下、差分回路２４、比較回路２５、またはクラス分類回路２６では、ステップＳ１３乃至Ｓ１５において、図７のステップＳ３乃至Ｓ５それぞれにおける場合と同様の処理が行われ、これにより、クラス分類回路２６からは、注目画素のクラスが出力される。この注目画素のクラスは、アドレスとして、学習用データメモリ部２８に与えられる。
【００９６】
そして、制御回路２７は、ステップＳ１６において、注目画素に割り当てられるNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号であるとき、Ｙ−Ｉメモリ２８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ２８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ２８Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ２８Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、学習用データメモリ部２８に供給する。
【００９７】
さらに、制御回路２７は、ステップＳ１６において、注目画素のRGB信号と、その注目画素について、予測タップを構成する画素のRGB信号とを、フィールドメモリ２１から読み出させ、注目画素のRGB信号は自身に供給させ、予測タップを構成する画素のRGB信号はRGB/NTSCエンコーダ２２に供給させる。この場合、RGB/NTSCエンコーダ２２では、フィールドメモリ２１から入力された予測タップを構成する画素のRGB信号がNTSC信号に変換され、制御回路２７に供給される。
【００９８】
そして、制御回路２７は、RGB/NTSCエンコーダ２２から入力された予測タップを構成する画素のNTSC信号を学習データとするとともに、フィールドメモリ２１から入力された注目画素のRGB信号を教師データとし、その学習データと教師データとの組み合わせを、学習用データメモリ部２８に供給する。
【００９９】
なお、ステップＳ１６の処理は、ステップＳ１２乃至Ｓ１５の処理と並列に行うことが可能である。
【０１００】
学習用データメモリ部２８では、ステップＳ１７において、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄのうちの制御回路２７から入力されたCS信号によって選択されたものの、クラス分類回路２６が出力する注目画素のクラスに対応するアドレスに、制御回路２７が出力する教師データと学習データとの組合せが記憶される。
【０１０１】
ステップＳ１８において、制御回路２７において、フィールドメモリ２１に記憶された学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理したか否かが判定される。ステップＳ１８において、まだ、学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理していないと判定された場合、ステップＳ１１に戻り、まだ注目画素とされていない画素を、新たに注目画素として、ステップＳ１２以下の処理が繰り返される。
【０１０２】
また、ステップＳ１８において、学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理したと判定された場合、ステップＳ１９に進み、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄそれぞれにおいて、メモリ２８Ａ乃至２８Ｄに記憶された学習データと教師データとの組合せが、各アドレスごとに読み出され、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号別に、式（８）に対応する正規方程式がたてられる。さらに、ステップＳ１９では、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄそれぞれにおいて、たてられた正規方程式が解かれ、これにより、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号それぞれをRGB信号に変換するのに用いるＲ，Ｇ，Ｂ用の予測係数のセットが、クラスごとに求められる。そして、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号に対応するクラスごとの予測係数のセットは、メモリ３０Ａ乃至３０Ｄにそれぞれ供給されて記憶され、処理を終了する。
【０１０３】
以上のような学習処理により、メモリ３０Ａ乃至３０Ｄに記憶された予測係数のセットが、図２のメモリ１６Ａ乃至１６Ｄにそれぞれ記憶される。
【０１０４】
なお、学習処理において、予測係数を求めるために必要な数の正規方程式が得られないクラスが生じる場合があるが、そのようなクラスについては、例えば、クラスを無視して正規方程式をたてて解くことにより得られる予測係数などを、いわばデフォルトの予測係数として用いることができる。
【０１０５】
以上のように、注目画素を、その注目画素について求めた複数の輝度信号どうしの相関に基づいてクラス分類し、それにより得られるクラスに対応した予測係数、すなわち、注目画素に適した予測係数を用いて、注目画素のNTSC信号を、RGB信号に変換するようにしたので、特に、輝度によるエッジに起因するドット妨害や、輝度に伴って色が変化しているクロスカラーなどを軽減することが可能となる。
【０１０６】
図１０は、図１のクラス分類適応処理回路３の第２の構成例を示している。A/D変換器２から入力されたNTSC信号は、フィールドメモリ４１に供給されるようになされている。フィールドメモリ４１は、ここでは、例えば、少なくとも３フィールド以上のNTSC信号の記憶が可能なもので、制御回路４７の制御により、そこに供給されるNTSC信号を記憶し、また、記憶したNTSC信号を読み出し、簡易Y/C分離回路４２および予測タップ形成回路４８に供給するようになされている。
【０１０７】
簡易Y/C分離回路４２は、簡易Y/C分離を行うことで、フィールドメモリ４１に記憶されたNTSC信号のうち、所定の注目画素のNTSC信号と、その注目画素と空間的または時間的に近接する画素のNTSC信号とを用いて、注目画素について、複数の輝度信号を算出するようになされている。
【０１０８】
すなわち、簡易Y/C分離回路４２は、例えば、図１１(A)に示すように、注目フィールド（０フィールド）の注目画素（またはそのNTSC信号）をａとして、その注目画素ａの上または下にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｂ、またはｃとした場合、（ａ＋ｂ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ０とし、（ａ＋ｃ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ１として計算する。
【０１０９】
また、簡易Y/C分離回路４２は、注目画素ａの左に連続して隣接する画素のNTSC信号をｄ、またはｊとし、注目画素ａの右に連続して隣接する画素のNTSC信号をｅ、またはｋとした場合、（ａ＋ｊ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ２とし、（ａ＋ｋ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ３とし、（ｄ＋ｅ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ４として計算する。
【０１１０】
さらに、簡易Y/C分離回路４２は、注目画素ａの左上または右下にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｆ、またはｉとし、注目画素ａの左下または右上にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｈ、またはｇとした場合、（ｆ＋ｉ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ５とし、（ｈ＋ｇ）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ６として計算する。
【０１１１】
さらに、簡易Ｙ／Ｃ分離回路４２は、例えば、図１１(B)に示すように、注目フィールド（０フィールド）の注目画素ａと対応する位置にある、注目フィールド（０フィールド）の２フィールド（１フレーム）前のフィールド（−２フィールド）の画素（またはそのNTSC信号）をａ’として、その画素ａ’の上または下にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｂ’、またはｃ’とした場合、（ａ’＋ｂ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ０’とし、（ａ’＋ｃ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ１’として計算する。
【０１１２】
また、簡易Y/C分離回路４２は、画素ａ’の左に連続して隣接する画素のNTSC信号をｄ’、またはｊ’とし、画素ａ’の右に連続して隣接する画素のNTSC信号をｅ’、またはｋ’とした場合、（ａ’＋ｊ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ２’とし、（ａ’＋ｋ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ３’とし、（ｄ’＋ｅ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ４’として計算する。
【０１１３】
さらに、簡易Y/C分離回路４２は、画素ａ’の左上または右下にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｆ’、またはｉ’とし、注目画素ａ’の左下または右上にそれぞれ隣接する画素のNTSC信号をｈ’、またはｇ’とした場合、（ｆ’＋ｉ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ５’とし、（ｈ’＋ｇ’）／２を注目画素ａの輝度信号Ｙ６’として計算する。
【０１１４】
簡易Y/C分離回路４２は、上述した輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’を、注目画素の輝度信号として、差分回路４３に出力するようになされている。
【０１１５】
差分回路４３および比較回路４４は、簡易Y/C分離回路４２から供給された輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’の相関を求めるようになされている。すなわち、差分回路４３は、次式で表されるフレーム間の差分の絶対値Ｄ０乃至Ｄ６を求め、比較回路４４に供給するようになされている。
Ｄ０＝｜Ｙ０−Ｙ０’｜
Ｄ１＝｜Ｙ１−Ｙ１’｜
Ｄ２＝｜Ｙ２−Ｙ２’｜
Ｄ３＝｜Ｙ３−Ｙ３’｜
Ｄ４＝｜Ｙ４−Ｙ４’｜
Ｄ５＝｜Ｙ５−Ｙ５’｜
Ｄ６＝｜Ｙ６−Ｙ６’｜
【０１１６】
比較回路４４は、差分回路４３から入力されたフレーム間の差分絶対値Ｄ０乃至Ｄ６を、所定の閾値と比較し、それぞれの比較結果を表すフラグＦ０乃至Ｆ６を、クラス分類回路４５に供給するようになされている。
【０１１７】
ここで、比較回路４４は、差分絶対値Ｄ０乃至Ｄ６がそれぞれ所定の閾値より大きい場合、フラグを１とし、所定の閾値以下の場合、フラグを０として、クラス分類回路４５に出力するようになされている。
【０１１８】
例えば、差分絶対値Ｄ０が所定の閾値よりも大きい（フラグ０が１である）場合、輝度信号Ｙ０を演算するタップ（垂直方向のタップ）である画素ａと画素ｂ、または輝度信号Ｙ０’を演算するタップである画素ａ’と画素ｂ’を横切るようなエッジ（水平方向のエッジ）が存在するか、もしくは、注目画素ａの周辺がフレーム間で動きのある部分であると考えることができる。逆に、差分絶対値Ｄ０が所定の閾値よりも小さい（フラグ０が０である）場合、輝度信号Ｙ０、および輝度信号Ｙ０’には、Y/C分離の劣化の原因となる信号が含まれていないと考えることができる。例えば、差分絶対値Ｄ２が所定の閾値よりも大きい（フラグ２が１である）場合、輝度信号Ｙ２を演算するタップ（水平方向のタップ）である画素ａと画素ｊ、または輝度信号Ｙ２’を演算するタップである画素ａ’と画素ｊ’を分けるようなエッジ（垂直方向のエッジ）が存在するか、もしくは、注目画素ａの周辺がフレーム間で動きのある部分であると考えることができる。逆に、差分絶対値Ｄ２が所定の閾値よりも小さい（フラグ２が０である）場合、輝度信号Ｙ２、および輝度信号Ｙ２’には、Y/C分離の劣化の原因となる信号が含まれていないと考えることができる。
【０１１９】
クラス分類回路４５は、比較回路４４から入力されたフラグＦ０乃至Ｆ６に対応して、注目画素を、７ビットで表される１２８種類のクラスのうちの１つのクラスに分類し、その注目画素のクラスを、アドレスとして、予測係数メモリ部４６に供給するようになされている。
【０１２０】
予測係数メモリ部４６は、Ｙ−Ｉメモリ４６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ４６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ４６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ４６Ｄから構成されており、それぞれには、クラス分類回路４５が出力する注目画素のクラスが、アドレスとして供給されるとともに、制御回路４７が出力するCS(Chip Select)信号が供給されるようになされている。Ｙ−Ｉメモリ４６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ４６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ４６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ４６Ｄは、注目画素のNTSC信号をRGB信号に変換するために用いるクラスごとの予測係数を、NTSC信号の位相ごとに記憶している。
【０１２１】
Ｙ−Ｉメモリ４６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ４６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ４６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ４６Ｄ（以下、適宜、全てをまとめて、メモリ４６Ａ乃至４６Ｄとも記述する）は、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、およびＹ＋Ｑ信号をRGB信号に変換するために用いるクラスごとの予測係数を、それぞれ記憶している。そして、メモリ４６Ａ乃至４６Ｄのうちの制御回路４７から入力されたCS信号によって選択されるものが記憶しているクラスごとの予測係数の中の、クラス分類回路４５から入力された注目画素のクラスに対応するものが、そこから読み出され、演算回路４９に供給されるようになされている。
【０１２２】
なお、メモリ４６Ａ乃至４６Ｄそれぞれにおいては、クラスごとの予測係数として、NTSC信号をＲ，Ｇ，Ｂの各信号に変換するために用いる、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットが記憶されている。
【０１２３】
制御回路４７は、フィールドメモリ４１に対する読み書きを制御するようになされている。すなわち、制御回路４７は、フィールドメモリ４１に既に記憶されているフィールドを注目フィールドとして各種の制御を行い、その注目フィールドに対する処理が終了すると、その次のフィールドを、新たに注目フィールドとする。さらに、いままで注目フィールドとされていたフィールドに替えて、フィールドメモリ４１に新たに供給されるフィールドを記憶させる。さらに、制御回路４７は、注目フィールドを構成する画素を、例えば、ラインスキャン順に、順次、注目画素とし、その注目画素の処理に必要な画素を、フィールドメモリ４１から読み出させ、簡易Y/C分離回路４２や予測タップ形成回路４８に供給する。
【０１２４】
また、制御回路４７は、メモリ４６Ａ乃至４６Ｄのうちの注目画素の位相に対応するものを選択するためのCS信号を出力するようにもなされている。すなわち、制御回路４７は、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号のとき、Ｙ−Ｉメモリ４６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ４６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ４６Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ４６Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、予測係数メモリ部４６に供給するようになされている。
【０１２５】
予測タップ形成回路４８には、フィールドメモリ４１から読み出された画素が供給されるようになされており、予測タップ形成回路４８は、その画素から、注目画素のNTSC信号を、RGB信号に変換するために用いる予測タップを形成し、演算回路４９に供給するようになされている。
【０１２６】
すなわち、予測タップ形成回路４８は、例えば図６(A)に示す注目フィールドの画素ａが注目画素のとき、注目フィールドの画素ａ乃至ｋ、および図６(B)に示す注目フィールドの２フィールド前のフィールドの画素ａ’乃至ｋ’を予測タップとし、演算回路４９に供給するようになされている
【０１２７】
演算回路４９は、予測係数メモリ部４６から供給される予測係数と、予測タップ形成回路４８から供給される予測タップとを用いて演算を行うことにより、注目画素のRGB信号を算出するようになされている。すなわち、演算回路４９は、図２の演算回路１９と同様に、上述した適応処理を実行するようになされている。
【０１２８】
次に、図１０に示したクラス分類適応処理回路３の第２の構成例の処理について、図７のフローチャートを参照して説明する。
【０１２９】
フィールドメモリ４１に、NTSC信号が記憶され、制御回路４７において、所定のフィールドが注目フィールドとして選択されると、ステップＳ１において、制御回路４７は、注目フィールドの所定の画素を注目画素として選択する。そして、制御回路４７は、その注目画素について、図１１で説明したような輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６、および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’を計算するために必要な画素を、フィールドメモリ４１から読み出させ、簡易Y/C分離回路４２に供給させる。
【０１３０】
簡易Y/C分離回路４２では、ステップＳ２において、フィールドメモリ４１から入力された画素を用いて簡易Y/C分離が行われ、これにより、上述したように、注目画素について、輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６、および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’が求められ、差分回路４３に供給される。差分回路４３では、ステップＳ３において、簡易Y/C分離回路４２から入力された輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６、および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’のフレーム間の差分の絶対値Ｄ０乃至Ｄ６が計算され、比較回路４４に供給される。比較回路４４では、ステップＳ４において、差分回路４３から入力された差分絶対値Ｄ０乃至Ｄ６それぞれが、所定の閾値と比較され、その閾値との大小関係を示すフラグＦ０乃至Ｆ６が、クラス分類回路４５に供給される。
【０１３１】
クラス分類回路４５では、ステップＳ５において、比較回路４４から入力されたフラグＦ０乃至Ｆ６に対応して、注目画素のクラス分類が行われ、その結果得られる注目画素のクラスが、アドレスとして、予測係数メモリ部４６に与えられる。また、この場合、制御回路４７は、注目画素のNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、Ｙ＋Ｑ信号のとき、Ｙ−Ｉメモリ４６Ａ、Ｙ−Ｑメモリ４６Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ４６Ｃ、およびＹ＋Ｑメモリ４６Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、予測係数メモリ部４６に供給する。
【０１３２】
予測係数メモリ部４６では、ステップＳ６において、メモリ４６Ａ乃至４６Ｄのうちの制御回路４７から入力されたCS信号によって選択されたメモリのアドレス（クラス分類回路４５から入力された注目画素のクラスに対応するアドレス）から、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれ用の予測係数のセットが読み出され、演算回路４９に供給される。
【０１３３】
ステップＳ７において、予測タップ形成回路４８は、フィールドメモリ４１から画素を読み出し、いま注目画素とされている画素について、図６で説明した予測タップを形成する。この予測タップは、演算回路４９に供給される。
【０１３４】
ここで、ステップＳ７の処理は、ステップＳ２乃至Ｓ６の処理と並列に行うようにすることも可能である。
【０１３５】
演算回路４９は、予測係数メモリ部４６から予測係数を受信するとともに、予測タップ形成回路４８から予測タップを受信すると、ステップＳ８において、その予測係数および予測タップを用いた適応処理を行う。すなわち、演算回路４９は、式（１）に示した線形一次式を演算し、これにより、注目画素のＲ，Ｇ，Ｂの各信号を求めて出力する。
【０１３６】
その後、ステップＳ９に進み、制御回路４７において、フィールドメモリ４１に記憶された注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理したか否かが判定される。ステップＳ９において、まだ、注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理していないと判定された場合、ステップＳ１に戻り、注目フィールドを構成する画素のうちのまだ注目画素とされていない画素が、新たに注目画素とされ、ステップＳ２以降の処理が繰り返される。また、ステップＳ９において、注目フィールドを構成する全ての画素を、注目画素として処理したと判定された場合、処理を終了する。
【０１３７】
図１２は、図１０の予測係数メモリ部４６に記憶させる予測係数を求める学習を行う学習装置の一実施の形態の構成例を示している。
【０１３８】
この学習装置を構成するフィールドメモリ５１、RGB/NTSCエンコーダ５２、制御回路５７、学習用データメモリ部５８、演算回路５９Ａ乃至５９Ｄ、およびメモリ６０Ａ乃至６０Ｄは、図８に示した学習装置のフィールドメモリ２１、RGB/NTSCエンコーダ２２、制御回路２７、学習用データメモリ部２８、演算回路２９Ａ乃至２９Ｄ、およびメモリ３０Ａ乃至３０Ｄと同様に構成されているので、その説明は省略する。また、簡易Y/C分離回路５３、差分回路５４、比較回路５５、およびクラス分類回路５６は、図１０の簡易Y/C分離回路４２、差分回路４３、比較回路４４、およびクラス分類回路４５とそれぞれ同様に構成されており、クラス分類回路５６が出力する注目画素のクラスは、アドレスとして、学習用データメモリ部５８に供給されるようになされている。
【０１３９】
次に、図１２に示した学習装置の学習処理について、図９のフローチャートを参照して説明する。
【０１４０】
フィールドメモリ５１に、学習用の画像のRGB信号が記憶されると、ステップＳ１１において、制御回路５７は、学習用の画像を構成する所定の画素を注目画素として選択し、その注目画素について、簡易Y/C分離を行うために必要な画素を、フィールドメモリ５１から読み出させ、RGB/NTSCエンコーダ５２に供給させる。RGB/NTSCエンコーダ５２では、フィールドメモリ５１から入力された画素のRGB信号がNTSC信号に変換され、簡易Y/C分離回路５３に供給される。
【０１４１】
簡易Y/C分離回路５３では、ステップＳ１２において、RGB/NTSCエンコーダ５２から入力された画素を用いて簡易Y/C分離が行われ、これにより、図１０における場合と同様に、注目画素について、輝度信号Ｙ０乃至Ｙ６、および輝度信号Ｙ０’乃至Ｙ６’が求められ、差分回路５４に供給される。以下、差分回路５４、比較回路５５、またはクラス分類回路５６では、ステップＳ１３乃至Ｓ１５において、図１０の差分回路４３、比較回路４４、またはクラス分類回路４５と同様の処理が行われ、これにより、クラス分類回路５６からは、注目画素のクラスが出力される。この注目画素のクラスは、アドレスとして、学習用データメモリ部５８に与えられる。
【０１４２】
そして、制御回路５７は、ステップＳ１６において、注目画素に割り当てられるNTSC信号が、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号であるとき、Ｙ−Ｉメモリ５８Ａ、Ｙ−Ｑメモリ５８Ｂ、Ｙ＋Ｉメモリ５８Ｃ、またはＹ＋Ｑメモリ５８Ｄをそれぞれ選択するCS信号を、学習用データメモリ部５８に供給する。
【０１４３】
さらに、制御回路５７は、ステップＳ１６において、注目画素のRGB信号と、その注目画素について、予測タップを構成する画素のRGB信号とを、フィールドメモリ５１から読み出させ、注目画素のRGB信号は自身に供給させ、予測タップを構成する画素のRGB信号はRGB/NTSCエンコーダ５２に供給させる。この場合、RGB/NTSCエンコーダ２２では、フィールドメモリ５１から入力された予測タップを構成する画素のRGB信号がNTSC信号に変換され、制御回路５７に供給される。
【０１４４】
そして、制御回路５７は、RGB/NTSCエンコーダ５２から入力された予測タップを構成する画素のNTSC信号を学習データとするとともに、フィールドメモリ５１から入力された注目画素のRGB信号を教師データとし、その学習データと教師データとの組み合わせを、学習用データメモリ部５８に供給する。
【０１４５】
なお、ステップＳ１６の処理は、ステップＳ１２乃至Ｓ１５の処理と並列に行うことが可能である。
【０１４６】
学習用データメモリ部５８では、ステップＳ１７において、メモリ５８Ａ乃至５８Ｄのうちの制御回路５７から入力されたCS信号によって選択されたものの、クラス分類回路５６が出力する注目画素のクラスに対応するアドレスに、制御回路５７が出力する教師データと学習データとの組合せが記憶される。
【０１４７】
ステップＳ１８において、制御回路５７において、フィールドメモリ５１に記憶された学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理したか否かが判定される。ステップＳ１８において、まだ、学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理していないと判定された場合、ステップＳ１１に戻り、まだ注目画素とされていない画素を、新たに注目画素として、ステップＳ１２以下の処理が繰り返される。
【０１４８】
また、ステップＳ１８において、学習用の画像を構成する全ての画素を注目画素として処理したと判定された場合、ステップＳ１９に進み、演算回路５９Ａ乃至５９Ｄそれぞれにおいて、メモリ５８Ａ乃至５８Ｄに記憶された学習データと教師データとの組合せが、各アドレスごとに読み出され、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号別に、式（８）に対応する正規方程式がたてられる。さらに、ステップＳ１９では、演算回路５９Ａ乃至５９Ｄそれぞれにおいて、たてられた正規方程式が解かれ、これにより、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号それぞれをRGB信号に変換するのに用いるＲ，Ｇ，Ｂ用の予測係数のセットが、クラスごとに求められる。そして、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、またはＹ＋Ｑ信号に対応するクラスごとの予測係数のセットは、メモリ６０Ａ乃至６０Ｄにそれぞれ供給されて記憶され、処理を終了する。
【０１４９】
以上のような学習処理により、メモリ６０Ａ乃至６０Ｄに記憶された予測係数のセットが、図１０のメモリ４６Ａ乃至４６Ｄにそれぞれ記憶される。
【０１５０】
なお、学習処理において、予測係数を求めるために必要な数の正規方程式が得られないクラスが生じる場合があるが、そのようなクラスについては、例えば、クラスを無視して正規方程式をたてて解くことにより得られる予測係数などを、いわばデフォルトの予測係数として用いることができる。
【０１５１】
以上のように、注目画素を、その注目画素について求めた複数の輝度信号どうしのフレーム間の相関に基づいてクラス分類し、それにより得られるクラスに対応した予測係数、すなわち、注目画素に適した予測係数を用いて、注目画素のNTSC信号を、RGB信号に変換するようにしたので、特に、静止画部分のエッジに起因するドット妨害を軽減することが可能となる。
【０１５２】
また、本実施の形態では、NTSC信号を、いわば直接、RGB信号に変換するようにしたので（そのような変換を行うための予測係数を学習するようにしたので）、従来のように、NTSC信号をY/C分離し、その結果得られるYIQ信号をマトリクス変換して、RGB信号を求める場合に比較して、装置の小規模化を図ることが可能となる。すなわち、例えば、NTSC信号をY/C分離し、その結果得られるYIQ信号をマトリクス変換して、RGB信号を求める場合には、Y/C分離を行うチップと、マトリクス変換を行うチップとが必要となるのに対し、図２、および図１０に示したクラス分類適応処理回路３は、１チップで構成可能である。
【０１５３】
なお、本実施の形態においては、予測係数との線形一次式を計算することにより、NTSC信号をRGB信号に変換するようにしたが、その他、例えば、非線形な演算式などを計算することにより、NTSC信号をRGB信号に変換するようにすることも可能である。
【０１５４】
また、本実施の形態では、図５で説明した画素から、予測タップを構成するようにしたが、予測タップは、その他の画素から構成することも可能である。
【０１５５】
さらに、本実施の形態では、NTSC信号の位相別に、適応処理および学習処理を行うようにしたが、適応処理および学習処理は、NTSC信号の位相に関係なく行うことも可能である。ただし、NTSC信号の位相別に、適応処理および学習処理を行う方が、精度の高いRGB信号および予測係数を得ることができる。
【０１５６】
また、本実施の形態においては、NTSC信号をRGB信号（３原色の信号）に変換するようにしたが、その他、例えば、PAL方式などの信号をRGB信号に変換したり、また、NTSC信号を、YUV（輝度Ｙと色差Ｕ，Ｖとでなる信号）やYIQなどの信号に変換することなども可能である。すなわち、変換前のコンポジット信号および変換後のコンポーネント信号は、特に限定されるものではない。
【０１５７】
さらに、本実施の形態では、注目画素について求めた複数の輝度信号どうしの相関値として、それらの差分絶対値と所定の閾値との大小関係を表すフラグを用いるようにしたが、その他の物理量を用いることも可能である。
【０１５８】
また、本実施の形態では、フィールド単位で処理を行うようにしたが、その他、例えば、フレーム単位で処理を行うことも可能である。
【０１５９】
さらに、本発明は、テレビジョン受像機以外の、例えば、VTR(Video Tape Recorder)その他の画像を扱う機器に適用可能である。また、本発明は、動画および静止画のいずれにも適用可能である。
【０１６０】
さらに、本実施の形態では、NTSC信号をサンプリングすることにより、Ｙ−Ｉ信号、Ｙ−Ｑ信号、Ｙ＋Ｉ信号、およびＹ＋Ｑ信号とするようにしたが、NTSC信号のサンプリングは、４サンプリングごとに、同位相の信号が得られれば、どのようなタイミングで行ってもよい。ただし、この場合、学習においても、同一位相の信号を用いる必要がある。
【０１６１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の信号変換装置、および請求項６に記載の信号変換方法によれば、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号が算出され、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号が算出されて、それらの輝度信号の相関が算出される。さらに、算出された相関に基づいて、注目画素がクラス分類され、分類されたクラスに対応する係数を用いて注目画素のコンポーネント信号が演算されるようにしたので、画質が良いコンポーネント信号の画像を得ることが可能となる。
【０１６２】
また、請求項７に記載の学習装置、および請求項１２に記載の学習方法によれば、学習用のコンポーネント信号が、学習用のコンポジット信号に変換され、注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号が算出され、注目フィールドと時間的に近接するフィールドの注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、注目画素に対応する輝度信号が算出されて、それらの輝度信号の相関が算出される。さらに、算出された相関に基づいて、注目画素がクラス分類される。そして、学習用のコンポジット信号と係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする係数をクラス毎に求めるための演算が行われるようにしたので、画質が良いコンポーネント信号の画像を得るための係数を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したテレビジョン受像機の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】図１のクラス分類適応処理回路３の第１の構成例を示すブロック図である。
【図３】図２の簡易Y/C分離回路１２の処理を説明する図である。
【図４】図２のクラス分類回路１５の処理を説明する図である。
【図５】 NTSC信号のフィールドの構成例を示す図である。
【図６】図２の予測タップ形成回路１８の処理を説明する図である。
【図７】図２のクラス分類適応処理回路３の処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明を適用した学習装置の一実施の形態の第１の構成例を示すブロック図である。
【図９】図８の学習装置による学習処理を説明するフローチャートである。
【図１０】図１のクラス分類適応処理回路３の第２の構成例を示すブロック図である。
【図１１】図１０の簡易Y/C分離回路４２の処理を説明する図である。
【図１２】本発明を適用した学習装置の一実施の形態の第２の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ チューナ， ２ A/D変換器， ３ クラス分類適応処理回路， ４ CRT， ５ 増幅器， ６ スピーカ， １１ フィールドメモリ， １２ 簡易Y/C分離回路， １３ 差分回路， １４ 比較回路， １５ クラス分類回路，１６ 予測係数メモリ部， １６Ａ乃至１６Ｄ メモリ， １７ 制御回路，１８ 予測タップ形成回路， １９ 演算回路， ２１ フィールドメモリ，２２ RGB/NTSCエンコーダ， ２３ 簡易Y/C分離回路， ２４ 差分回路，２５ 比較回路， ２６ クラス分類回路， ２７ 制御回路， ２８ 学習用データメモリ部， ２８Ａ乃至２８Ｄ メモリ， ２９Ａ乃至２９Ｄ 演算回路， ３０Ａ乃至３０Ｄ メモリ， ４１ フィールドメモリ， ４２ 簡易Y/C分離回路， ４３ 差分回路， ４４ 比較回路， ４５ クラス分類回路，４６ 予測係数メモリ部， ４６Ａ乃至４６Ｄ メモリ， ４７ 制御回路，４８ 予測タップ形成回路， ４９ 演算回路， ５１ フィールドメモリ，５２ RGB/NTSCエンコーダ， ５３ 簡易Y/C分離回路， ５４ 差分回路，５５ 比較回路， ５６ クラス分類回路， ５７ 制御回路， ５８ 学習用データメモリ部， ５８Ａ乃至５８Ｄ メモリ， ５９Ａ乃至５９Ｄ 演算回路， ６０Ａ乃至６０Ｄ メモリ
Claims (12)
- コンポジット信号をコンポーネント信号に変換する信号変換装置において、
注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、前記注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、前記注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出手段と、
前記注目フィールドと時間的に近接するフィールドの前記注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、前記画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、前記注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出手段と、
前記第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と前記第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出する相関算出手段と、
前記相関算出手段が算出した相関に基づいて、前記注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類手段と、
前記クラスに対応する所定の係数を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段が記憶する係数のうちの前記注目画素のクラスに対応するものを用いて前記注目画素のコンポーネント信号を演算する演算手段と
を備えることを特徴とする信号変換装置。 - 前記相関算出手段は、前記第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と前記第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との差分と、所定の閾値との大小関係に基づいて、前記相関を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。 - 前記コンポーネント信号はRGB信号、または輝度信号および色差信号である
ことを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。 - 前記演算手段は、前記係数と、前記注目画素と空間的または時間的に近接する画素との線形一次結合により、前記注目画素のコンポーネント信号を演算する
ことを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。 - 前記記憶手段は、前記クラスに対応する係数を、前記コンポジット信号の位相ごとに記憶している
ことを特徴とする請求項１に記載の信号変換装置。 - コンポジット信号をコンポーネント信号に変換する信号変換方法において、
注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、前記注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、前記注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出ステップと、
前記注目フィールドと時間的に近接するフィールドの前記注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、前記画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、前記注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出ステップと、
前記第１の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号と前記第２の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号との相関を算出する相関算出ステップと、
前記相関算出ステップで算出した相関に基づいて、前記注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類ステップと、
前記クラスに対応する所定の係数を記憶する記憶ステップと、
前記記憶ステップで記憶する係数のうちの前記注目画素のクラスに対応するものを用いて前記注目画素のコンポーネント信号を演算する演算ステップと
を含むことを特徴とする信号変換方法。 - コンポジット信号をコンポーネント信号に変換するための演算に用いる係数を求める学習装置において、
学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換する変換手段と、
注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、前記注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、前記注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出手段と、
前記注目フィールドと時間的に近接するフィールドの前記注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、前記画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、前記注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出手段と、
前記第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と前記第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との相関を算出する相関算出手段と、
前記相関算出手段が算出した相関に基づいて、前記注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類手段と、
学習用のコンポジット信号と前記係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、前記学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする前記係数を、前記クラス毎に求めるための演算を行う演算手段と
を備えることを特徴とする学習装置。 - 前記相関算出手段は、前記第１の輝度信号算出手段が算出した輝度信号と前記第２の輝度信号算出手段が算出した輝度信号との差分と、所定の閾値との大小関係に基づいて、前記相関を算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の学習装置。 - 前記コンポーネント信号はRGB信号、または輝度信号および色差信号である
ことを特徴とする請求項７に記載の学習装置。 - 前記演算手段は、前記係数と、前記注目画素と空間的または時間的に近接する画素との線形一次結合により、前記注目画素のコンポーネント信号を演算する
ことを特徴とする請求項７に記載の学習装置。 - 前記演算手段は、前記クラスごとの係数を、学習用のコンポジット信号の位相ごとに求める
ことを特徴とする請求項７に記載の学習装置。 - コンポジット信号をコンポーネント信号に変換するための演算に用いる係数を求める学習方法において、
学習用のコンポーネント信号を、学習用のコンポジット信号に変換する変換ステップと、
注目フィールドの注目画素のコンポジット信号と、前記注目画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、前記注目画素に対応する輝度信号を算出する第１の輝度信号算出ステップと、
前記注目フィールドと時間的に近接するフィールドの前記注目画素に対応する画素のコンポジット信号と、前記画素と空間的に近接する画素のコンポジット信号とを用いて、前記注目画素に対応する輝度信号を算出する第２の輝度信号算出ステップと、
前記第１の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号と前記第２の輝度信号算出ステップで算出した輝度信号との相関を算出する相関算出ステップと、
前記相関算出ステップで算出した相関に基づいて、前記注目画素を所定のクラスに分類するクラス分類ステップと、
学習用のコンポジット信号と前記係数とを用いて演算されたコンポーネント信号と、前記学習用のコンポーネント信号との誤差を小さくする前記係数を、前記クラス毎に求めるための演算を行う演算ステップと
を含むことを特徴とする学習方法。
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