JP4019947B2 - 映像信号変換装置および映像信号変換方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力されたフィールド画像をフレーム画像に変換して出力する映像信号変換装置および映像信号変換方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタル映像信号の分野において、現行のテレビ方式であるＮＴＳＣ方式の映像信号を通常のテレビだけでなくパーソナルコンピュータ用モニタ画面など走査方式の異なる表示装置でも表示しようとする動きが盛んになっており、入力された映像信号を変換する映像信号変換処理が不可欠となっている。特に、インターレース走査（飛び越し走査）の映像信号をプログレッシブ走査（ノンインターレース走査、順次走査）対応表示器で表示するためには、フィールド画像を構成するラインとそれら各ライン間を補間する補間ラインとを組み合わせて１枚のフレーム画像を得る必要があり、様々な走査線変換方法が提案されている。
【０００３】
このような走査線変換の方法としては、例えば特開２００２−１８５９３４号公報（松下電器産業）に記載されたものが知られている。まず、補間する画素の位置に対して垂直方向の上下に位置する画素を用いて、垂直方向補間値を算出する。次に、補間する画素の位置に対して斜め方向に位置する画素の組の中から、差分の絶対値から求められる斜めエッジの角度に基づいて選択された組に対して、斜め方向平均値を算出する。最後に、垂直方向補間値と斜め方向平均値を、斜め方向差分絶対値に応じた比率で混合した混合値を、補間画素値とする。つまり、補間する画素の位置に対して空間的に関連の強い入力映像信号内の画素を用いて補間ラインを作成することにより、走査線変換を行うことができる。
【０００４】
また、特開平８−１３０７１６号公報（日本ビクター）にあるように、まず、補間する走査線の空間的に上下の走査線から作られる画像内補間信号を作成する。次に、補間する走査線の時間的に前後する画像から作られる画像間補間信号を作成する。最後に、画像内補間信号と画像間補間信号を、画像の状態に応じた比率で適応混合させて補間信号を得る。動きのある画像の場合は画像内補間信号から、動きのない画像の場合は画像間補間信号から補間信号が作られる。つまり、補間する画素の位置に対して時間的に関連の強い入力映像信号内の画素を用いて補間ラインを作成することにより、走査線変換を行うことができる。
【０００５】
以上のような方法で、現行のＮＴＳＣ方式の映像信号を走査方式の異なる表示装置で表示することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１８５９３４号公報 記載頁１［解決手段］
【特許文献２】
特開平８−１３０７１６号公報 記載頁１
［構成］
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の走査線変換処理において、補間ラインから構成される補間フィールド画像は、入力されたフィールド画像に比べて高域成分が低減される。
【０００８】
また、時間的に連続してみた場合、図１６に示すように、出力フレーム画像ごとに補間ラインの位置は１ラインずつ交互にずれることになる。すなわち、連続する出力フレーム画像上の１本のラインに注目すると、高域成分を持つラインと高域成分が低減されたラインとが交互に出力される。この状況が出力フレーム画像上の全ラインで起こるため、結果として画面全体にちらつき（ラインフリッカ）が発生するという問題があった。
【０００９】
また、ＮＴＳＣ方式の映像信号を携帯端末等で表示する場合は伝送効率を上げるため、高能率符号化方式であるＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）などを用いて映像信号を圧縮符号化して伝送し、携帯端末側では圧縮符号化された映像信号を復号化して表示する。すなわち、入力される映像信号から走査方式を変換処理した画像に対して、さらに高能率符号化処理などの後処理を行うことが考えられる。高能率に圧縮符号化するための１つの方法としては、符号化前の映像信号の高域成分を低減させればよい。しかし、従来の走査線変換処理は、変換後の映像を高画質化することのみを目的としていたため、後の処理で能率よく符号化する場合については考慮されていなかった。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、走査線変換時に元のフィールド画像の高域成分を低減することで、ラインフリッカを抑制すると同時に高能率な符号化に適したフレーム画像を得ることができる映像信号変換装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明の映像信号変換装置は、入力された奇フィールド画像または偶フィールド画像の何れかをフレーム画像に変換して出力する装置であって、入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、基準フィールド画像を空間的に配置した第１フレーム画像における無画素ラインの上下に存在する有画素ラインを構成する画素から、無画素ラインの画素を補間した第１補間画素を有画素ラインとする第１補間フィールド画像を作成する第１補間フィールド画像作成手段と、第１補間フィールド画像を空間的に配置した第２フレーム画像における無画素ラインの上下に存在する有画素ラインを構成する画素から、前記無画素ラインの画素を補間した第２補間画素を有画素ラインとする第２補間フィールド画像を作成する第２補間フィールド画像作成手段と、基準フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記画素と第２補間フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記第２補間画素とを混合させた混合補間画素を有画素ラインとする混合フィールド画像を作成する混合フィールド画像作成手段と、混合フィールド画像と第１補間フィールド画像とからフレーム画像を作成するフレーム画像作成手段とを備える構成を有している。
【００１２】
この構成によって、走査線変換時に元のフィールド画像の高域成分を低減することで、ラインフリッカを抑制すると同時に高能率な符号化に適したフレーム画像を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の映像信号変換装置は、入力された奇フィールド画像または偶フィールド画像の何れかをフレーム画像に変換して出力する装置であって、入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、前記基準フィールド画像を空間的に配置した第１フレーム画像における無画素ラインの上下に存在する有画素ラインを構成する画素から、前記無画素ラインの画素を補間した第１補間画素を有画素ラインとする第１補間フィールド画像を作成する第１補間フィールド画像作成手段と、前記第１補間フィールド画像を空間的に配置した第２フレーム画像における無画素ラインの上下に存在する有画素ラインを構成する画素から、前記無画素ラインの画素を補間した第２補間画素を有画素ラインとする第２補間フィールド画像を作成する第２補間フィールド画像作成手段と、前記基準フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記画素と前記第２補間フィールド画像の前記有 画素ラインを構成する前記第２補間画素とを混合させた混合補間画素を有画素ラインとする混合フィールド画像を作成する混合フィールド画像作成手段と、前記混合フィールド画像と前記第１補間フィールド画像とから前記フレーム画像に変換するフレーム画像作成手段とを備えており、この構成によって、走査線変換時に元のフィールド画像の高域成分を低減することで、ラインフリッカを抑制すると同時に高能率な符号化に適したフレーム画像を得ることができるという作用を有する。
【００１４】
また、本発明の映像信号変換装置は、入力された奇フィールド画像または偶フィールド画像の何れかをフレーム画像に変換して出力する装置であって、入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、前記基準フィールド画像を空間的に配置したフレーム画像における無画素ラインの画素を、前記基準フィールド画像に対して時間的に前後にある｛２（ｎ−１）＋１｝フィールド分（ｎは１以上の整数）の参照基準フィールド画像を空間的に配置した複数の参照基準フレーム画像における有画素ラインの画素から前記無画素ラインの画素を補間した第１補間画素を有画素ラインとする第１補間フィールド画像を作成する第１補間フィールド画像作成手段と、前記第１補間フィールド画像を空間的に配置した第１補間フレーム画像における無画素ラインの画素を、前記第１補間フィールド画像に対して時間的に前後にある｛２（ｍ−１）＋１｝フィールド分（ｍは１以上の整数）の参照第１補間フィールド画像を空間的に配置した複数の参照第１補間フレーム画像における有画素ラインの画素から前記第１補間フレーム画像における無画素ラインの画素を補間した第２補間画素を有画素ラインとする第２補間フィールド画像を作成する第２補間フィールド画像作成手段と、前記基準フィールド画像の有画素ラインを構成する画素と前記第２補間フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記第２補間画素とを混合させた混合補間画素を有画素ラインとする混合フィールド画像を作成する混合フィールド画像作成手段と、前記混合フィールド画像と前記第１補間フィールド画像の画素とから前記フレーム画像に変換するフレーム画像作成手段とを備える構成であり、この構成と動作によって、上述の構成における作用に加えて、動きのある画像と動きのない画像に応じて高域成分を削減することができるという作用を有する。
【００１５】
なお、上記何れかに記載の映像信号変換装置における第１補間フィールド画像作成手段と第２補間フィールド画像作成手段が、同一処理内容で実現される構成を採用すると、上述の何れかに記載した作用に加えて、処理の一部をパイプライン化することができるため、処理に必要なデータを保持するメモリを削減することができるという作用を有する。
【００１６】
また、本発明の映像信号変換装置は、入力された奇フィールド画像または偶フィールド画像の何れかをフレーム画像に変換して出力する装置であって、入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、前記基準フィールド画像を空間的に配置した第１フレーム画像における有画素ラインを構成する画素から、無画素ラインの画素を補間した第１補間フィールド画像を作成すると共に、更新情報を付与する補間フィールド作成手段と、前記補間フィールド画像作成手段が出力に付与された前記更新情報を検知し、当該補間フィールド画像作成手段で当該第１補間フィールド画像を空間的に配置した第２フレーム画像における有画素ラインを構成する画素から無画素ラインの画素を補間した第２補間フィールド画像を作成するか、前記基準フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記画素と前記第２補間フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記画素とを混合させた混合補間画素を有画素ラインとする混合フィールド画像を混合フィールド画像作成手段で作成するかを判定する作成画像判定手段と、前記混合フィールド画像と前記第１補間フィールド画像とから前記フレーム画像に変換するフレーム画像作成手段とを備えるものであり、この構成によって、上述の何れかに記載の映像信号変換装置における作用に加えて、補間フィールド画像を作成する回路規模を削減することができるという作用を有する。
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における映像信号変換装置の構成を示すブロック図である。図１に示す映像信号変換装置は、第１補間フィールド画像作成手段１０１と、第２補間フィールド画像作成手段１０２と、混合フィールド画像作成手段１０３と、フレーム画像作成手段１０４とを備えている。
【００１９】
図９は本発明の実施の形態１の第１補間フィールド画像作成手段１０１での手順を示すフローチャートである。
【００２０】
また、図１０は本発明の実施の形態１の第２補間フィールド画像作成手段１０２での手順を示すフローチャートである。
【００２１】
以上のように構成された映像信号変換装置について、以下、その動作を説明する。
【００２２】
映像信号変換装置の第１補間フィールド画像作成手段１０１に、ＮＴＳＣ方式（走査線数５２５本／毎秒６０フィールド、インターレース走査）の映像信号が入力される。図９を用いて、映像信号変換装置の第１補間フィールド画像作成手段１０１における動作のアルゴリズムを説明する。まず、Ｓ９０１で、１フィールド分（水平７２０画素×垂直２４０ライン）の映像信号を入力する。このフィールド画像を、基準フィールド画像と呼ぶこととする。この基準フィールド画像を構成するラインは、実際の出力画像として見た場合、図２に示すように、１ラインおきに配置される。この出力画像内で、ラインが配置される部分を有画素ライン、配置されない部分を無画素ラインと呼ぶこととする。この無画素ライン上に補間画素を補うことで、出力画像内すべてのラインにデータを有するフレーム画像を作成する。次に、Ｓ９０２で、この無画素ライン上に補う補間画素を生成する。この例では図３に示すように、補間画素を作成する位置の上下にある有画素ラインの画素成分の平均値で作成するものとする。この補間されてできたラインから構成されるフィールド画像を、第１補間フィールド画像と呼ぶ。この第１補間フィールド画像を、Ｓ９０３で出力する。
【００２３】
第１補間フィールド画像作成手段１０１から出力された第１補間フィールド画像は、第２補間フィールド画像作成手段１０２に入力される。図１０を用いて、映像信号変換装置の第２補間フィールド画像作成手段１０２における動作のアルゴリズムを説明する。まず、Ｓ１００１で、１フィールド分の第１補間フィールド画像を入力する。この第１補間フィールド画像を構成するラインは、実際の出力画像として見た場合、図４に示すように、１ラインおきに配置される。次にＳ１００２で、この第１補間フィールド画像の無画素ライン上に補う補間画素を生成する。この例では図５に示すように、補間画素を作成する位置の近傍にある有画素ラインの画素成分の組で差の絶対値が最小となる組の画素値の平均値で作成するものとする。この補間されてできたラインから構成されるフィールド画像を、第２補間フィールド画像と呼ぶ。この第２補間フィールド画像を、Ｓ１００３で出力する。
【００２４】
第２補間フィールド画像作成手段１０２から出力された第２補間フィールド画像は、基準フィールドとともに、混合フィールド画像作成手段１０３に入力される。この例では図６に示すように、図６（ａ）の基準フィールド画像と図６（ｂ）の第２補間フィールド画像の同位置にある画素成分の平均値を用いて図６（ｃ）の混合フィールド画像を作成し出力する。
【００２５】
混合フィールド画像作成手段１０３から出力された混合フィールド画像は、補間フィールド画像とともにフレーム画像作成手段１０４に入力される。この例では図７に示すように、図７（ａ）の混合フィールド画像と図７（ｂ）の補間フィールド画像内のラインをフレーム画像内で交互に配置することで、すべてのラインのデータを持ち、かつ、すべてのラインが補間画素によって構成された図７（ｃ）のフレーム画像を作成し出力する。このフレーム画像は、画像サイズが水平７２０画素×垂直４８０ラインの映像信号となる。
【００２６】
以上の処理を、時間的に連続した基準フィールド画像に対して行うことにより、毎秒６０フレームのプログレッシブ走査方式の映像信号を出力することができる。
【００２７】
以上のように本実施の形態によれば、入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、この基準フィールド画像を用いて第１補間フィールド画像を作成する第１補間フィールド画像作成手段と、第１補間フィールド画像を用いて第２補間フィールド画像を作成する第２補間フィールド画像作成手段と、基準フィールド画像と第２補間フィールド画像の画素成分を混合させて混合フィールド画像を作成する混合フィールド画像作成手段と、混合フィールド画像と第１補間フィールド画像の画素成分を併せてフレーム画像を作成するフレーム画像作成手段とを設けることにより、走査線変換時に元のフィールド画像の高域成分を低減することで、ラインフリッカを抑制すると同時に高能率な符号化に適したフレーム画像を得ることができる。
【００２８】
なお、以上の説明では、入力信号をカラーテレビ放送の方式であるＮＴＳＣ方式（走査線数５２５本／毎秒６０フィールド、インターレース走査）、１フィールド分の画像サイズが水平７２０画素×垂直２４０ラインである映像信号としたが、インターレース走査方式の信号であれば走査線数やフィールド数、画像サイズは任意のものでよい。
【００２９】
また、第１補間フィールド画像作成手段１０１で作成される第１補間フィールド画像の画素値は、補間画素を作成する位置の上下にある有画素ラインの画素成分の平均値としたが、補間画素を作成する位置の近傍にある有画素ラインの画素成分の組で差の絶対値が最小となる組の画素値の平均値としたり、従来のインターレース・プログレッシブ変換装置や方法を用いて作成したりするなど、同様の効果が得られるものであれば他の方法であってもかまわない。
【００３０】
また、第２補間フィールド画像作成手段１０２で作成される第２補間フィールド画像の画素値は、補間画素を作成する位置の近傍にある有画素ラインの画素成分の組で差の絶対値が最小となる組の画素値の平均値としたが、補間画素を作成する位置の上下にある有画素ラインの画素成分の平均値としたり、従来のインターレース・プログレッシブ変換装置や方法を用いて作成したりするなど、同様の効果が得られるものであれば他の方法であってもかまわない。
【００３１】
また、混合フィールド画像作成手段１０３で基準フィールドと第２補間フィールドの同位置にある画素成分の混合比を平均値としたが、同位置にある画素に限らず近傍の画素を用いたり、適切な混合比や各近傍画素へのフィルタ係数を与えたりするなど、同様の効果が得られるものであれば他の方法であってもかまわない。
【００３２】
また、フレーム画像作成手段１０４で混合フィールド画像と補間フィールド画像内のラインをフレーム画像内で交互に配置したが、フレーム画像作成手段１０４に入力されたフィールド画像をそのまま用いずに、適切なフィルタを用いてフレーム画像内の画素値を作成したりするなど、同様の効果が得られるものであれば他の方法であってもかまわない。
【００３３】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２における映像信号変換装置の構成を示すブロック図は、図１の構成と同様とする。
【００３４】
図１１は本発明の実施の形態２の第１補間フィールド画像作成手段１０１における処理を示すフローチャートである。
【００３５】
また、図１２は本発明の実施の形態２の第２補間フィールド画像作成手段１０２における処理を示すフローチャートである。
【００３６】
前述の実施の形態１と異なるのは、基準フィールド画像を入力して対応する第１補間フィールド画像を出力する第１補間フィールド画像作成手段１０１において、基準フィールド画像と基準フィールド画像に対して時間的に前後にあるｎフィールド分（ｎは１以上の整数）の参照基準フィールド画像とを入力して第１補間フィールド画像を出力するよう動作した点と、第１補間フィールド画像を入力して対応する第２補間フィールド画像を出力する第２補間フィールド画像作成手段１０２において、第１補間フィールド画像と第１補間フィールド画像に対して時間的に前後にあるｍフィールド分（ｍは１以上の整数）の参照第１補間フィールド画像とを入力して第２補間フィールド画像を出力するよう動作した点である。
【００３７】
よって、以上の点について、図１１および図１２のフローチャートを参照しながらその動作を説明する。
【００３８】
映像信号変換装置の第１補間フィールド画像作成手段１０１に、実施の形態１と同様にＮＴＳＣ方式の映像信号が入力される。図１１を用いて、映像信号変換装置の第１補間フィールド画像作成手段１０１における動作のアルゴリズムを説明する。まず、Ｓ１１０１とＳ１１０２で、第１補間フィールド画像の作成対象となるフィールド画像を基準フィールド画像としたとき、この基準フィールド画像と、基準フィールド画像に対して時間的に前後にある参照基準フィールド画像を、この例では連続した指定枚数３フィールド分となるまで入力する。入力された基準フィールド画像と参照基準フィールド画像を構成する有画素ラインと無画素ラインの位置関係は、図１４のように空間的にも時間的にも交互になっている。次に、Ｓ１１０３で、基準フィールド画像の無画素ライン上に補う補間画素を生成する。この例では図１４に示すように、補間画素を作成する位置の上下にある有画素ラインの画素成分の組と、作成する補間画素と同位置にある前後参照基準フィールド画像の有画素ラインの画素成分の組とのうち、差の絶対値が最小となる組の画素値の平均値で作成するものとする。この補間されてできたラインから構成される第１補間フィールド画像を、Ｓ１１０４で出力する。
【００３９】
第１補間フィールド画像作成手段１０１から出力された第１補間フィールド画像は、第２補間フィールド画像作成手段１０２に入力される。図１２を用いて、映像信号変換装置の第２補間フィールド画像作成手段１０２における動作のアルゴリズムを説明する。まず、Ｓ１２０１とＳ１２０２で、第２補間フィールド画像の作成対象となる第１補間フィールド画像を基準第１補間フィールド画像としたとき、この基準第１補間フィールド画像と、基準第１補間フィールド画像に対して時間的に前後にある参照第１補間フィールド画像を、この例では連続した指定枚数３フィールド分となるまで入力する。入力された基準第１補間フィールド画像と参照第１補間フィールド画像を構成する有画素ラインと無画素ラインの位置関係は、図１５のように空間的にも時間的にも交互になっている。次に、Ｓ１２０３で、基準フィールド画像の無画素ライン上に補う補間画素を生成する。この例では図１５に示すように、補間画素を作成する位置の上下近傍にある有画素ラインの画素成分の組と、作成する補間画素と同位置にある前後参照基準フィールド画像の有画素ラインの画素成分の組とを用いて平均値を算出し、これらの各画素成分と算出した平均値との差の絶対値が最小となる画素値を選択して作成するものとする。この補間されてできたラインから構成される第２補間フィールド画像を、Ｓ１２０４で出力する。
【００４０】
以降の動作は、実施の形態１と同様とする。
【００４１】
以上のように本実施の形態によれば、入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、基準フィールド画像と基準フィールド画像に対して時間的に前後にあるｎフィールド分（ｎは１以上の整数）の参照基準フィールド画像とを用いて第１補間フィールド画像を作成する第１補間フィールド画像作成手段と、第１補間フィールド画像と第１補間フィールド画像に対して時間的に前後にあるｍフィールド分（ｍは１以上の整数）の参照第１補間フィールド画像とを用いて第２補間フィールド画像を作成する第２補間フィールド画像作成手段と、基準フィールド画像と第２補間フィールド画像の画素成分を混合させて混合フィールド画像を作成する混合フィールド画像作成手段と、混合フィールド画像と第１補間フィールド画像の画素成分を併せてフレーム画像を作成するフレーム画像作成手段とを設けることにより、実施の形態１における効果に加えて、動きのある画像と動きのない画像に応じて高域成分を削減することができる。
【００４２】
なお、第１補間フィールド画像作成手段１０１および第２補間フィールド画像作成手段１０２に入力するフィールド画像を、連続した指定枚数３フィールド分としたが、連続せずともよく、また、任意の枚数を用いてもよい。
【００４３】
また、第１補間フィールド画像作成手段１０１で作成される第１補間フィールド画像の画素値は、補間画素を作成する位置の上下にある有画素ラインの画素成分の組と、作成する補間画素と同位置にある前後参照基準フィールド画像の有画素ラインの画素成分の組とのうち、差の絶対値が最小となる組の画素値の平均値で作成したが、補間画素を作成する位置の上下近傍にある有画素ラインの画素成分の組と、作成する補間画素と同位置にある前後参照基準フィールド画像の有画素ラインの画素成分の組とを用いて平均値を算出し、これらの各画素成分と算出した平均値との差の絶対値が最小となる画素値を選択して作成するなど、同様の効果が得られるものであれば他の方法であってもかまわない。
【００４４】
また、第２補間フィールド画像作成手段１０２で作成される第２補間フィールド画像の画素値は、補間画素を作成する位置の上下近傍にある有画素ラインの画素成分の組と、作成する補間画素と同位置にある前後参照基準フィールド画像の有画素ラインの画素成分の組とを用いて平均値を算出し、これらの各画素成分と算出した平均値との差の絶対値が最小となる画素値を選択して作成したが、補間画素を作成する位置の上下にある有画素ラインの画素成分の組と、作成する補間画素と同位置にある前後参照基準フィールド画像の有画素ラインの画素成分の組とのうち、差の絶対値が最小となる組の画素値の平均値で作成するなど、同様の効果が得られるものであれば他の方法であってもかまわない。
【００４５】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３における映像信号変換装置の構成を示すブロック図は、図１の構成と同様とする。
【００４６】
本発明の実施の形態３の第１補間フィールド画像作成手段１０１および第２補間フィールド画像作成手段１０２における処理を示すフローチャートは、図９と同様とする。
【００４７】
また、図８（ａ）は本発明の実施の形態１の第１補間フィールド画像作成手段１０１および第２補間フィールド画像作成手段１０２における処理時間を示すタイムチャートである。図８（ｂ）は本発明の実施の形態３の第１補間フィールド画像作成手段１０１および第２補間フィールド画像作成手段１０２における処理時間を示すタイムチャートである。
【００４８】
前述の実施の形態１および実施の形態２と異なるのは、基準フィールド画像を入力して対応する第１補間フィールド画像を出力する第１補間フィールド画像作成手段１０１と、第１補間フィールド画像を入力して対応する第２補間フィールド画像を出力する第２補間フィールド画像作成手段１０２とを、同様の処理となるようにした点である。
【００４９】
よって、以上の点について、図９のフローチャートと図８のタイムチャートを参照しながらその動作を説明する。
【００５０】
映像信号変換装置の第１補間フィールド画像作成手段１０１に、実施の形態１と同様にＮＴＳＣ方式の映像信号が入力される。図９を用いて、映像信号変換装置の第１補間フィールド画像作成手段１０１における動作のアルゴリズムを説明する。まず、Ｓ９０１で、第１補間フィールド画像の作成対象となるフィールド画像を基準フィールド画像としたとき、この基準フィールド画像１フィールド分の映像信号を入力する。次に、Ｓ９０２で、基準フィールド画像の無画素ライン上に補う補間画素を、この例では図３に示すように、補間画素を作成する位置の上下にある有画素ラインの画素成分の平均値で作成する。この補間されてできたラインから構成される第１補間フィールド画像を、Ｓ９０３で出力する。
【００５１】
第１補間フィールド画像作成手段１０１から出力された第１補間フィールド画像は、第２補間フィールド画像作成手段１０２に入力される。第２補間フィールド画像作成手段１０２の動作も、前記第１補間フィールド画像作成手段１０１と同様とする。
【００５２】
以降の動作は、実施の形態１と同様とする。
【００５３】
ここで、図８のタイムチャートを用いて、本発明の実施の形態１と実施の形態３における、第１補間フィールド画像作成手段１０１および第２補間フィールド画像作成手段１０２の処理の違いについて説明する。チャート内の数字は処理中のフィールド番号を示している。本発明の実施の形態１では、図８（ａ）に示すように、第１補間フィールド画像作成手段１０１の第１補間フィールド画像作成工程と、第２補間フィールド画像作成手段１０２の第２補間フィールド画像作成工程とで、１フィールド分の補間画素を作成する処理時間が異なる。このため、第２補間フィールド画像作成工程が完了していないところで次の処理すべきフィールド画像が送られてきた場合、現在の処理が完了するまで送られてきたフィールド画像をメモリに保持しておく必要がある。
【００５４】
これに対して、本発明の実施の形態３では、図８（ｂ）に示すように、第１補間フィールド画像作成手段１０１の第１補間フィールド画像作成工程と、第２補間フィールド画像作成手段１０２の第２補間フィールド画像作成工程とで、１フィールド分の補間画素を作成する処理時間が等しくなっている。そのため、送られてきたフィールド画像をメモリに保持しておく必要がなく、パイプライン化で処理することができる。
【００５５】
以上のように本実施の形態によれば、実施の形態１または２と同様の構成を備え、第１補間フィールド画像作成手段と第２補間フィールド画像作成手段を、同一処理内容で実現することにより、実施の形態１または２における効果に加えて、処理の一部をパイプライン化することができるため、処理に必要なデータを保持するメモリを削減することができる。
【００５６】
なお、第１補間フィールド画像作成手段１０１および第２補間フィールド画像作成手段１０２に入力するフィールド画像を、実施の形態１と同様の１フィールド分としたが、実施の形態２で示したように複数フィールドを用いてもよい。
【００５７】
また、第１補間フィールド画像作成手段１０１および第２補間フィールド画像作成手段１０２で作成される第１補間フィールド画像の画素値は、補間画素を作成する位置の上下にある有画素ラインの画素成分の平均値としたが、補間画素を作成する位置の近傍にある有画素ラインの画素成分の組で差の絶対値が最小となる組の画素値の平均値としたり、従来のインターレース・プログレッシブ変換装置や方法を用いて作成したりするなど、同様の効果が得られるものであれば他の方法であってもかまわない。
【００５８】
（実施の形態４）
図１３は、本発明の実施の形態４における映像信号変換装置の構成を示すブロック図である。図１３に示す映像信号変換装置は、補間フィールド画像作成手段１３０１と、作成画像判定手段１３０２と、混合フィールド画像作成手段１３０３と、フレーム画像作成手段１３０４とを備えている。
【００５９】
本発明の実施の形態４の補間フィールド画像作成手段１３０２での手順を示すフローチャートは、図９と同様とする。
【００６０】
前述の実施の形態１および実施の形態２および実施の形態３と異なるのは、基準フィールド画像を入力して対応する第１補間フィールド画像を出力する手段と、第１補間フィールド画像を入力して対応する第２補間フィールド画像を出力する手段とを、同一の補間フィールド画像作成手段１３０１とし、作成画像判定手段１３０２を備えた点である。
【００６１】
以上のように構成された映像信号変換装置について、以下、その動作を説明する。
【００６２】
映像信号変換装置の補間フィールド画像作成手段１３０１に、実施の形態１と同様にＮＴＳＣ方式の映像信号が入力される。図９を用いて、映像信号変換装置の補間フィールド画像作成手段１３０１における動作のアルゴリズムを説明する。まず、Ｓ９０１で、第１補間フィールド画像の作成対象となるフィールド画像を基準フィールド画像としたとき、この基準フィールド画像１フィールド分の映像信号を入力する。次に、Ｓ９０２で、基準フィールド画像の無画素ライン上に補う補間画素を、この例では図３に示すように、補間画素を作成する位置の上下にある有画素ラインの画素成分の平均値で作成する。この補間されてできたラインから構成される第１補間フィールド画像を、Ｓ９０３で出力する。
【００６３】
補間フィールド画像作成手段１３０１から出力された第１補間フィールド画像は、作成画像判定手段１３０２内にあるフラグを立てて、再び補間フィールド画像作成手段１３０１に入力される。
【００６４】
補間フィールド画像作成手段１３０１から出力された第２補間フィールド画像は、次に、作成画像判定手段１３０２内にあるフラグが立っていることを確認して混合フィールド画像作成手段１３０３に送られ、フラグを下ろす。
【００６５】
以降の動作は、実施の形態１と同様とする。
【００６６】
以上のように本実施の形態によれば、任意のフィールド画像を入力して対応する補間フィールド画像を出力する補間フィールド画像作成手段と、補間フィールド画像作成手段の処理回数により補間フィールド画像の出力先を判定する作成画像判定手段と、同じ位相を持つ２枚のフィールド画像の画素成分を混合させて同じ位相を持つ１枚の混合フィールド画像を出力する混合フィールド画像作成手段と、異なる位相を持つ２枚のフィールド画像の画素成分を併せて１枚のフレーム画像を出力するフレーム画像作成手段とを設け、入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、基準フィールド画像を用いて補間フィールド画像作成手段で第１補間フィールド画像を作成し、作成画像判定手段で前記第１補間フィールド画像を再び補間フィールド画像作成手段とフレーム画像作成手段に入力し、第１補間フィールド画像を用いて補間フィールド画像作成手段で第２補間フィールド画像を作成し、作成画像判定手段で前記第２補間フィールド画像を前記混合フィールド画像作成手段に入力し、基準フィールド画像と第２補間フィールド画像の画素成分を混合フィールド画像作成手段で混合させて混合フィールド画像を作成し、混合フィールド画像と第１補間フィールド画像の画素成分をフレーム画像作成手段で併せてフレーム画像を作成することにより、実施の形態１または実施の形態２または実施の形態３における効果に加えて、補間フィールド画像を作成する回路規模を削減することができる。
【００６７】
なお、作成画像判定手段１３０２では、処理回数を示すためにフラグを用いたが、処理回数を示すカウンタを用いるなど、同様の効果が得られるものであれば他の方法であってもかまわない。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、走査線変換時に元のフィールド画像の高域成分を低減することで、ラインフリッカを抑制すると同時に高能率な符号化に適したフレーム画像を得ることができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１および実施の形態２および実施の形態３における映像信号変換装置の構成を示すブロック図
【図２】 本発明の実施の形態１における基準フィールド画像を構成するラインを出力画像に配置して示した説明図
【図３】 本発明の実施の形態１における第１補間フィールド画像作成手段１０１で無画素ライン上に補う補間画素を作成する際に用いる画素の位置を示す説明図
【図４】 本発明の実施の形態１における第１補間フィールド画像を構成するラインを出力画像に配置して示した説明図
【図５】 本発明の実施の形態１における第２補間フィールド画像作成手段１０２で無画素ライン上に補う補間画素を作成する際に用いる画素の位置を示す説明図
【図６】 本発明の実施の形態１における混合フィールド画像作成手段１０３で基準フィールド画像と第２補間フィールド画像と混合フィールド画像において対応する画素の位置を示す説明図
【図７】 本発明の実施の形態１におけるフレーム画像作成手段１０４で混合フィールド画像と第１補間フィールド画像とフレーム画像において対応する画素の位置を示す説明図
【図８】 本発明の実施の形態１および実施の形態３における第１補間フィールド画像作成手段１０１および第２補間フィールド画像作成手段１０２の処理時間を示すタイムチャート
【図９】 本発明の実施の形態１および実施の形態３および実施の形態４における第１補間フィールド画像作成手段１０１もしくは第２補間フィールド画像作成手段１０２での手順を示すフローチャート
【図１０】 本発明の実施の形態１における第２補間フィールド画像作成手段１０２での手順を示すフローチャート
【図１１】 本発明の実施の形態２における第１補間フィールド画像作成手段１０１での手順を示すフローチャート
【図１２】 本発明の実施の形態２における第２補間フィールド画像作成手段１０２での手順を示すフローチャート
【図１３】 本発明の実施の形態４における映像信号変換装置の構成を示すブロック図
【図１４】 本発明の実施の形態２における入力された基準フィールド画像と参照基準フィールド画像を構成する有画素ラインと無画素ラインの位置関係と補間に用いる画素の位置を示す説明図
【図１５】 本発明の実施の形態２における入力された基準第１補間フィールド画像と参照第１補間フィールド画像を構成する有画素ラインと無画素ラインの位置関係と補間に用いる画素の位置を示す説明図
【図１６】 本発明が解決しようとする課題における時間的に連続したフレーム画像ごとの補間ラインの位置を示す説明図
【符号の説明】
１０１ 第１補間フィールド画像作成手段
１０２ 第２補間フィールド画像作成手段
１０３ 混合フィールド画像作成手段
１０４ フレーム画像作成手段
１３０１ 補間フィールド画像作成手段
１３０２ 作成画像判定手段
１３０３ 混合フィールド画像作成手段
１３０４ フレーム画像作成手段

Claims (6)

1. 入力された奇フィールド画像または偶フィールド画像の何れかをフレーム画像に変換して出力する装置であって、
   入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、前記基準フィールド画像を空間的に配置した第１フレーム画像における無画素ラインの上下に存在する有画素ラインを構成する画素から、前記無画素ラインの画素を補間した第１補間画素を有画素ラインとする第１補間フィールド画像を作成する第１補間フィールド画像作成手段と、
   前記第１補間フィールド画像を空間的に配置した第２フレーム画像における無画素ラインの上下に存在する有画素ラインを構成する画素から、前記無画素ラインの画素を補間した第２補間画素を有画素ラインとする第２補間フィールド画像を作成する第２補間フィールド画像作成手段と、
   前記基準フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記画素と前記第２補間フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記第２補間画素とを混合させた混合補間画素を有画素ラインとする混合フィールド画像を作成する混合フィールド画像作成手段と、
   前記混合フィールド画像と前記第１補間フィールド画像とから前記フレーム画像に変換するフレーム画像作成手段とを備えることを特徴とする映像信号変換装置。
2. 入力された奇フィールド画像または偶フィールド画像の何れかをフレーム画像に変換して出力する装置であって、
   入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、前記基準フィールド画像を空間的に配置したフレーム画像における無画素ラインの画素を、前記基準フィールド画像に対して時間的に前後にある｛２（ｎ−１）＋１｝フィールド分（ｎは１以上の整数）の参照基準フィールド画像を空間的に配置した複数の参照基準フレーム画像における有画素ラインの画素から前記無画素ラインの画素を補間した第１補間画素を有画素ラインとする第１補間フィールド画像を作成する第１補間フィールド画像作成手段と、
   前記第１補間フィールド画像を空間的に配置した第１補間フレーム画像における無画素ラインの画素を、前記第１補間フィールド画像に対して時間的に前後にある｛２（ｍ−１）＋１｝フィールド分（ｍは１以上の整数）の参照第１補間フィールド画像を空間的に配置した複数の参照第１補間フレーム画像における有画素ラインの画素から前記第１補間フレーム画像における無画素ラインの画素を補間した第２補間画素を有画素ラインとする第２補間フィールド画像を作成する第２補間フィールド画像作成手段と、
   前記基準フィールド画像の有画素ラインを構成する画素と前記第２補間フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記第２補間画素とを混合させた混合補間画素を有画素ラインとする混合フィールド画像を作成する混合フィールド画像作成手段と、
   前記混合フィールド画像と前記第１補間フィールド画像の画素とから前記フレーム画像に変換するフレーム画像作成手段とを備えることを特徴とする映像信号変換装置。
3. 入力された奇フィールド画像または偶フィールド画像の何れかをフレーム画像に変換して出力する装置であって、
   入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、前記基準フィールド画像を空間的に配置した第１フレーム画像における有画素ラインを構成する画素から、無画素ラインの画素を補間した第１補間フィールド画像を作成すると共に、更新情報を付与する補間フィールド作成手段と、
   前記補間フィールド画像作成手段が出力に付与された前記更新情報を検知し、当該補間フィールド画像作成手段で当該第１補間フィールド画像を空間的に配置した第２フレーム画像における有画素ラインを構成する画素から無画素ラインの画素を補間した第２補間フィールド画像を作成するか、前記基準フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記画素と前記第２補間フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記画素とを混合させた混合補間画素を有画素ラインとする混合フィールド画像を混合フィールド画像作成手段で作成するかを判定する作成画像判定手段と、
   前記混合フィールド画像と前記第１補間フィールド画像とから前記フレーム画像に変換するフレーム画像作成手段とを備えることを特徴とする映像信号変換装置。
4. 入力された奇フィールド画像または偶フィールド画像の何れかをフレーム画像に変換して出力する方法であって、
   入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、前記基準フィールド画像を空間的に配置した第１フレーム画像における無画素ラインの上下に存在する有画素ラインを構成する画素から、前記無画素ラインの画素を補間した第１補間画素を有画素ラインとする第１補間フィールド画像を作成する第１補間フィールド画像作成ステップと、
   前記第１補間フィールド画像を空間的に配置した第２フレーム画像における無画素ラインの上下に存在する有画素ラインを構成する画素から、前記無画素ラインの画素を補間した第２補間画素を有画素ラインとする第２補間フィールド画像を作成する第２補間フィールド画像作成ステップと、
   前記基準フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記画素と前記第２補間フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記第２補間画素とを混合させた混合補間画素を有画素ラインとする混合フィールド画像を作成する混合フィールド画像作成ステップと、
   前記混合フィールド画像と前記第１補間フィールド画像とから前記フレーム画像に変換するフレーム画像作成ステップとを有することを特徴とする映像信号変換方法。
5. 入力された奇フィールド画像または偶フィールド画像の何れかをフレーム画像に変換して出力する方法であって、
   入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、前記基準フィールド画像を空間的に配置したフレーム画像における無画素ラインの画素を、前記基準フィールド画像に対して時間的に前後にあるｎ｛２（ｎ−１）＋１｝フィールド分（ｎは１以上の整数）の参照基準フィールド画像とを用いてを空間的に配置した複数の参照基準フレーム画像における有画素ラインの画素から前記無画素ラインの画素を補間した第１補間画素を有画素ラインとする第１補間フィールド画像を作成する第１補間フィールド画像作成ステップと、
   前記第１補間フィールド画像を空間的に配置した第１補間フレーム画像における無画素ラインの画素を、前記第１補間フィールド画像に対して時間的に前後にあるｍ｛２（ｍ−１）＋１｝フィールド分（ｍは１以上の整数）の参照第１補間フィールド画像を空間的に配置した複数の参照第１補間フレーム画像における有画素ラインの画素から前記第１補間フレーム画像における無画素ラインの画素を補間した第２補間画素を有画素ラインとする第２補間フィールド画像を作成する第２補間フィールド画像作成ステップと、
   前記基準フィールド画像の有画素ラインを構成する画素と前記第２補間フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記第２補間画素とを混合させた混合補間画素を有画素ラインとする混合フィールド画像を作成する混合フィールド画像作成ステップと、
   前記混合フィールド画像と前記第１補間フィールド画像の画素とから前記フレーム画像に変換するフレーム画像作成ステップとを有することを特徴とする映像信号変換方法。
6. 入力された奇フィールド画像または偶フィールド画像の何れかをフレーム画像に変換して出力する方法であって、
   入力された１フィールド分の画像を基準フィールド画像としたとき、前記基準フィールド画像を空間的に配置した第１フレーム画像における有画素ラインを構成する画素から、無画素ラインの画素を補間した第１補間フィールド画像を作成すると共に、更新情報を付与する補間フィールド作成ステップと、
   前記補間フィールド画像作成手段が出力に付与された前記更新情報を検知し、当該補間フィールド画像作成手段で当該第１補間フィールド画像を空間的に配置した第２フレーム画像における有画素ラインを構成する画素から無画素ラインの画素を補間した第２補間フィールド画像を作成するか、前記基準フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記画素と前記第２補間フィールド画像の前記有画素ラインを構成する前記画素とを混合させた混合補間画素を有画素ラインとする混合フィールド画像を混合フィールド画像作成手段 で作成するかを判定する作成画像判定ステップと、
   前記混合フィールド画像と前記第１補間フィールド画像とから前記フレーム画像に変換するフレーム画像作成ステップとを有することを特徴とする映像信号変換方法。

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