JP4152377B2 - 画質改善方法および画質改善装置 - Google Patents

Description

本発明は、フレア補正に関する。

テレビジョン受像機やビデオプロジェクタなどの画像表示装置では、フレアの発生により画質が低下することが知られている。フレアとは、受像管や投射管のレンズや照射面における光の反射や散乱のために、明るいところの光が暗いところへ漏れ込み、表示画像の輝度差の大きいエッジ（例えば、白領域と黒領域の境界）がぼける現象をいう。

このようなフレアを補正するために、表示画像の輝度差の大きいエッジを強調する画像処理が行われている。図４を参照すると、エッジを強調する画像処理によりフレア補正を行う画質改善装置の従来例（特開平１−２４６９８４号公報（特許文献１）または特開平１−２４６９８５号公報（特許文献２）を参照）の構成を示したブロック図が示されている。図４では、輝度（Ｙ）色差（Ｃ）信号のうち、Ｙ信号についてエッジを強調する画像処理を行っている。

図４において、Ｙ入力信号（Ｙ_in）は、遅延補償回路４１と２次元ローパスフィルタ（ＬＰＦ）回路４２に入力される。遅延補償回路４１は、２次元ＬＰＦ回路４２の処理にかかる時間だけ入力信号を遅延させる回路である。２次元ＬＰＦ回路４２は、入力信号に対して、所定の周波数よりも高い周波数成分（エッジ成分）を除去するフィルタである。２次元ＬＰＦ回路４２は、単位遅延回路、増幅回路、加算回路などから構成され、ある画素のデータを近隣の複数の画素のデータの荷重平均で置き換えることにより、入力信号の高周波数成分を除去する（特許文献２を参照）。

２次元ＬＰＦ回路４２に入力されたＹ入力信号はその高周波数成分が除去されるため、２次元ＬＰＦ回路４２からはエッジのなまった信号が出力される（図４中に示された波形を参照）。減算回路４４には、遅延補償回路４１により２次元ＬＰＦ回路４２の処理時間だけ遅延されたＹ入力信号と、２次元ＬＰＦ回路４２から出力されたエッジのなまった信号が入力される。減算回路４４は、前者の信号から後者の信号を引いた信号を出力する。したがって、減算回路４４は、２次元ＬＰＦ回路４２が除去した高周波数成分（エッジ成分）を抽出した信号を出力する（図４中に示された波形を参照）。増幅回路４５は、減算回路４４が出力した、高周波数成分を抽出した信号を所定数倍し、これを加算回路４６に出力する（図４中に示された波形を参照）。加算回路４６は、遅延補償回路４１により出力されたＹ入力信号に、増幅回路４５が出力した、高周波数成分を抽出した信号を所定数倍した信号を加える。その結果、Ｙ出力信号（Ｙ_out）は、Ｙ入力信号のエッジ成分が強調された信号となる（図４中に示された波形を参照）。以上により、フレア補正が行われる。なお、Ｃ入力信号（Ｃ_in）は、遅延補償回路４３により、２次元ＬＰＦ回路４２と、減算回路４４と、増幅回路４５と、加算回路４６の処理時間だけ遅延処理がなされる。そして、Ｃ出力信号（Ｃ_out）としてそのまま出力される。

このようなフレア補正を行う画質改善装置において中核となる素子は、２次元ＬＰＦ回路である。そして、２次元ＬＰＦ回路の中核となる素子としては、巡回型フィルタ回路が挙げられる。図５Ａを参照すると、巡回型フィルタ回路の一例（特許文献２の第３図を参照）の構成を示すブロック図が示されている。ただし、図５Ａでは、簡単のため、１次元のものが示されている。

図５Ａの巡回型フィルタ回路４２１において、４２１１、４２１５、４２１６は、増幅回路である。４２１２、４２１７は、加算回路である。４２１３、４２１４は、単位遅延回路である。巡回型フィルタ回路４２１では、増幅回路４２１１に入力されたデータは、単位遅延回路４２１３、４２１４により遅延される、直前に入力されていた２つのデータとの加重平均を取られ、この加重平均値で置き換えられることになる。これにより、入力信号の高周波数成分（エッジ成分）が除去される。

２次元ＬＰＦ回路にこのような巡回型フィルタ回路を用いた場合、２次元ローパスフィルタ処理の精度を上げるために、時間軸反転処理が行われることが多い。図５Ｂを参照すると、巡回型フィルタ回路と時間軸反転回路により構成した２次元ＬＰＦ回路の一例を示すブロック図が示されている。図５Ｂの２次元ＬＰＦ回路４２では、まず、巡回型フィルタ回路４２１において入力信号を２次元ローパスフィルタ処理した後、時間軸反転回路４２２においてこの２次元ローパスフィルタ処理された入力信号を時間軸反転する。そして、巡回型フィルタ回路４２３においてこの時間軸反転された信号をさらに２次元ローパスフィルタ処理し、時間軸反転回路４２４においてこれをさらに時間軸反転する（これにより、入力信号の時間方向に戻る）。

このように時間軸反転処理を行うのは、以下の理由による。すなわち、巡回型フィルタでは、前述したように、入力されたデータを、時間的に先に入力されていたデータとの荷重平均値で置き換えることにより、入力信号の高周波数成分を除去する。つまり、時間的に後に入力されるデータを用いることができない。このため、２次元ローパスフィルタ処理の精度が向上しない。そこで、２次元ローパスフィルタ処理された入力信号を時間軸反転し、各データを、時間的に後に入力されるデータとの荷重平均値で置き換えることにより、入力信号の高周波数成分を除去する。これにより、時間的に先に入力されるデータおよび後に入力されるデータの双方を２次元ローパスフィルタ処理に利用できるので、２次元ローパスフィルタ処理の精度が向上する。以上が、時間軸反転処理を行う理由である。

ところで、入力信号である輝度色差信号などの信号は、例えばＮＴＳＣ方式（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｅｅ ｓｔａｎｄａｒｄ）などでは、インターレース信号として伝送されることが多い。図６を参照すると、インターレース信号（ｂ）の対概念である（ａ）プログレッシブ信号と比較しつつ、インターレース信号を説明するための模式図が示されている。インターレース信号では、プログレッシブ信号とは異なり、図６の行方向（ｙ方向）において奇数行に該当する映像信号をまず伝送し、続いて偶数行に該当する映像信号を伝送する。奇数行に該当する映像信号（Ｆ１）、偶数行に該当する映像信号（Ｆ２）はフィールド信号と呼ばれ、２つのフィールド信号により１フレームを構成する。

このようなインターレース信号として伝送される入力信号のフレア補正を行う場合、奇数行に該当する映像信号（Ｆ１）と偶数行に該当する映像信号（Ｆ２）を時間ごとに別個に図４の画質改善装置でフレア補正し、その後映像化する段階でこれらを合成する。そして、巡回型フィルタ回路を用いた２次元ＬＰＦ回路で２次元ローパスフィルタ処理を行う場合、時間軸反転処理も行う。

図７を参照すると、巡回型フィルタ回路を含む２次元ＬＰＦ回路を用いた画質改善装置に、インターレース信号が入力された場合の時間軸反転処理を説明するための図が示されている。（ａ）は入力信号、（ｂ）は１回目の時間軸反転後の信号、（ｃ）は２回目の時間軸反転後の信号を示している。

図７において、各フィールドの期間は、垂直同期信号によって区分され、垂直同期信号の立ち上がり時に、次のフィールドの期間が開始される。のみならず、時間軸反転も、垂直同期信号によって行われ、垂直同期信号の立ち上がり時に、時間軸反転処理が開始される。図７では、第１フィールドの信号は、同一フレームの第２フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされ、次のフレームの第１フィールドの期間において２回目の時間軸反転がなされる。同様に、第２フィールドの信号は、次のフレームの第１フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされ、次のフレームの第２フィールドの期間において２回目の時間軸反転がなされる。

ＶＴＲの通常再生時などでは、第１フィールドの期間の長さと第２フィールドの期間の長さが一致しているのが通常である。したがって、第１フィールドの信号が第２フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされても、第１フィールドの期間の長さと第２フィールドの期間の長さが等しいので、（ｃ）の２回目の時間軸反転後の信号における映像（図７では「Ｆ１」の文字）の第１フィールドに対する相対位置は、（ａ）の入力信号における「Ｆ１」の文字の第１フィールドに対する相対位置と同じになる。つまり、映像の位置ずれは生じない。同様に、第２フィールドの信号が第１フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされても、第１フィールドの期間の長さと第２フィールドの期間の長さが等しいので、（ｃ）の２回目の時間軸反転後の信号における映像（図７では「Ｆ２」の文字）の第２フィールドに対する相対位置は、（ａ）の入力信号における「Ｆ２」の文字の第２フィールドに対する相対位置と同じになる。つまり、映像の位置ずれは生じない。
特開平１−２４６９８４号公報 特開平１−２４６９８５号公報

確かに、ＶＴＲの通常再生時などでは、第１フィールドの期間の長さと第２フィールドの期間の長さが等しい。しかしながら、早送りまたは巻き戻ししながらの再生など、ＶＴＲの特殊再生時などの場合には、第１フィールドの期間の長さと第２フィールドの期間の長さが等しくならない場合がある。この場合に、フィールドを区切るための垂直同期信号を利用して時間軸反転処理を行うと、映像の位置ずれが起きるという問題が生じる。以下、この問題を説明する。

図８を参照すると、巡回型フィルタを含む２次元ＬＰＦ回路を用いた画質改善装置に、第１フィールドの期間が第２フィールドの期間よりも長いインターレース信号が入力された場合の時間軸反転処理を説明するための図が示されている。（ａ）は入力信号、（ｂ）は１回目の時間軸反転後の信号、（ｃ）は２回目の時間軸反転後の信号を示している。

図８でも、図７と同様に、各フィールドの期間は、垂直同期信号によって区分され、垂直同期信号の立ち上がり時に、次のフィールドの期間が開始される。のみならず、時間軸反転も、垂直同期信号によって行われ、垂直同期信号の立ち上がり時に、時間軸反転処理が開始される。第１フィールドの信号は、同一フレームの第２フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされ、次のフレームの第１フィールドの期間において２回目の時間軸反転がなされる。同様に、第２フィールドの信号は、次のフレームの第１フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされ、次のフレームの第２フィールドの期間において２回目の時間軸反転がなされる。

図８の場合、第１フィールドの期間が第２フィールドの期間よりも長い。したがって、第１フィールドの信号について、次のフレームの第２フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされると、第２フィールドの期間は短いので、完全に時間軸反転処理が終わる前に、次のフレームの第１フィールドにおける２回目の時間軸反転処理が開始されてしまう。その結果、（ｃ）の２回目の時間軸反転後の信号における映像（図８では「Ｆ１」の文字）の第１フィールドに対する相対位置は、（ａ）の入力信号における「Ｆ１」の文字の第１フィールドに対する相対位置と同じにならず、上の方へ移動している。つまり、映像の位置ずれが生じている。

同様に、第２フィールドの信号について、次のフレームの第１フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされると、第１フィールドの期間は長いので、時間軸反転処理が終わったあともブランク領域が続くことになる。そして、次のフレームの第２フィールドの期間における２回目の時間軸反転処理は、このブランク領域から開始される。また、第２フィールドの期間は短い。したがって、（ｃ）の２回目の時間軸反転後の信号における映像（図８では「Ｆ２」の文字）の第２フィールドに対する相対位置は、（ａ）の入力信号における「Ｆ２」の文字の第２フィールドに対する相対位置と同じにならず、下の方へ移動している。つまり、映像の位置ずれが生じている。

図９を参照すると、巡回型フィルタを含む２次元ＬＰＦ回路を用いた画質改善装置に、第１フィールドの期間が第２フィールドの期間よりも短いインターレース信号が入力された場合の時間軸反転処理を説明するための図が示されている。（ａ）は入力信号、（ｂ）は１回目の時間軸反転後の信号、（ｃ）は２回目の時間軸反転後の信号を示している。

図９でも、図７と同様に、各フィールドの期間は、垂直同期信号によって区分され、垂直同期信号の立ち上がり時に、次のフィールドの期間が開始される。のみならず、時間軸反転も、垂直同期信号によって行われ、垂直同期信号の立ち上がり時に、時間軸反転処理が開始される。第１フィールドの信号は、同一フレームの第２フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされ、次のフレームの第１フィールドの期間において２回目の時間軸反転がなされる。同様に、第２フィールドの信号は、次のフレームの第１フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされ、次のフレームの第２フィールドの期間において２回目の時間軸反転がなされる。

図９の場合、第１フィールドの期間が第２フィールドの期間よりも短い。したがって、第１フィールドの信号について、同一フレームの第２フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされると、第２フィールドの期間が長いので、時間軸反転処理が終わったあともブランク領域が続くことになる。そして、次のフレームの第１フィールドの期間における２回目の時間軸反転処理は、このブランク領域から開始される。また、第１フィールドの期間は短い。したがって、（ｃ）の２回目の時間軸反転後の信号における映像（図９では「Ｆ１」の文字）の第１フィールドに対する相対位置は、（ａ）の入力信号における「Ｆ１」の文字の第１フィールドに対する相対位置と同じにならず、下の方へ移動している。つまり、映像の位置ずれが生じている。

同様に、第２フィールドの信号について、次のフレームの第１フィールドの期間において１回目の時間軸反転がなされると、第１フィールドの期間は短いので、完全に時間軸反転処理が終わる前に、次のフレームの第２フィールドの期間における２回目の時間軸反転処理が開始される。その結果、（ｃ）の２回目の時間軸反転後の信号における映像（図９では「Ｆ２」の文字）の第２フィールドに対する相対位置は、（ａ）の入力信号における「Ｆ２」の文字の第２フィールドに対する相対位置と同じにはならず、上の方へ移動している。つまり、映像の位置ずれが生じている。

このように、第１フィールドの期間の長さと第２フィールドの長さが異なるインターレース信号において、フィールドを区切るための垂直同期信号を利用して時間軸反転処理を行うと、映像の位置ずれが生じる。

本発明の目的は、巡回型フィルタを含む２次元ＬＰＦ回路を用いているため、時間軸反転処理を行いながらフレア補正を行う画質改善装置において、ＶＴＲの特殊再生時のように第１フィールドの期間の長さと第２フィールドの期間の長さが異なるインターレース信号が入力された場合でも、映像の位置ずれを生じさせないことにある。

上記目的を達成するために、本発明の画質改善装置では、フィールドを区切る垂直同期信号を用いて時間軸反転処理を行うのではなく、別途生成する時間軸反転用垂直タイミング信号を用いて時間軸反転処理を行う。この時間軸反転用垂直タイミング信号により、たとえ第１フィールドの期間の長さと第２フィールドの期間の長さが異なる場合であっても、フレームの開始およびフレームの中心で、時間軸反転を行うためのタイミングが与えられる。

このような時間軸反転用垂直タイミング信号は、次のように実現する。まず、垂直同期信号およびフィールド判別信号（第１フィールドと第２フィールドを区別するための信号）を用いて、第１フィールドが開始する時刻（フレームの開始時刻）にパルスを発するようにする。次に、あらかじめ１フレームに対応する時間の半分の時間を記憶しておき、フレームの開始時刻からこの記憶された時間が経過したとき（フレームの中心時刻）に、パルスを発するようにする。

フレームの長さ自体が変化する場合がある。このような場合、フレームの長さが急激な変化をしないならば、直前のフレームに対応する時間を計測し、これを用いて１フレームに対応する時間の半分の時間を求めるのが好ましい。

以上説明したように、本発明によれば、巡回型フィルタを含む２次元ＬＰＦ回路を用いているため、時間軸反転処理を行いながらフレア補正を行う画質改善装置において、フィールドを区切る垂直同期信号ではなく、フレームの開始およびフレームの中心でパルスを発するように別途生成される時間軸反転用垂直タイミング信号を用いて時間軸反転処理が行われるので、ＶＴＲの特殊再生時のように第１フィールドの期間の長さと第２フィールドの期間の長さが異なるインターレース信号が入力された場合でも、映像の位置ずれを生じないという効果がある。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１Ａを参照すると、本発明の画質改善装置における２次元ＬＰＦ回路の構成を示したブロック図が示されている。本発明の画質改善装置は、２次元ＬＰＦ回路以外は、図４の従来の画質改善装置と基本的に同じである。２次元ＬＰＦ回路１は、巡回型フィルタ回路１１と、時間軸反転用垂直タイミング信号生成回路１２と、時間軸反転回路１３と、巡回型フィルタ回路１４と、時間軸反転回路１５を含む。図５Ｂの従来の２次元ＬＰＦ回路４２との違いは、時間軸反転用垂直タイミング信号生成回路１２が新たに設けられていること、および、時間軸反転用垂直タイミング信号生成回路１２から時間軸反転回路１３と時間軸反転回路１５に、時間軸反転用垂直タイミング信号が出力されることである。時間軸反転用垂直タイミング信号生成回路１２は、フレームの開始およびフレームの中心でパルスを発する時間軸反転用垂直タイミング信号を生成し、これを時間軸反転回路１３と時間軸反転回路１５に出力する。時間軸反転回路１３と時間軸反転回路１５は、この時間軸反転用垂直タイミング信号を用いて時間軸反転処理を行う。これにより、ＶＴＲの特殊再生時のように第１フィールドの期間の長さと第２フィールドの期間の長さが異なるインターレース信号が画質改善装置に入力された場合でも、映像の位置ずれを防止する。巡回型フィルタ回路１１と巡回型フィルタ回路１３については、図５Ｂのものと基本的に同じである。

図１Ｂを参照すると、時間軸反転用垂直タイミング信号生成回路１２の構成を示したブロック図が示されている。時間軸反転用垂直タイミング信号生成回路１２は、リセット信号生成回路１２１と、ドットカウンタ１２２と、第１フィールド立ち上がり位置生成回路１２３と、ラッチ回路１２４と、第２フィールド立ち上がり位置生成回路１２５と、ＯＲ回路１２６と、タイミング信号生成回路１２７を含む。

リセット信号生成回路１２１は、垂直同期信号とフィールド判別信号を入力とする。垂直同期信号は、その立ち上がりで第１フィールドまたは第２フィールドの開始を示す信号である。フィールド判別信号は、Ｈｉｇｈレベルで第１フィールド、Ｌｏｗレベルで第２フィールドであることを示す信号である。リセット信号生成回路１２１は、垂直同期信号とフィールド判別信号がともにＨｉｇｈレベルとなるとき、すなわち、第１フィールドが開始されるときに、ドットカウンタ１２２に、そのカウント値をリセットする（すなわちカウント値を０にする）ための信号（リセット信号）を出力する。

ドットカウンタ１２２は、ドットクロックと、リセット信号生成回路１２１からのリセット信号を入力とする。ドットカウンタ１２２は、リセット信号生成回路１２１からリセット信号の入力を受けてからドットクロックのカウントを始め、リセット信号生成回路１２１から再度リセット信号の入力を受けるまでドットクロックのカウントを継続する。リセット信号は、前述のように、第１フィールドが開始されるときにリセット信号生成回路１２１から出力されるので、ドットカウンタ１２２がカウントするのは、１フレーム（第１フィールドと第２フィールドからなる）に対応するドットクロック数となる。ドットカウンタ１２２は、カウンタ値を、第１フィールド立ち上がり位置生成回路１２３、ラッチ回路１２４、第２フィールド立ち上がり位置生成回路１２５に出力する。

第１フィールド立ち上がり位置生成回路１２３は、ドットカウンタ１２２からのカウント値を入力とし、ドットカウンタ１２２のカウント値が０のときに、ＯＲ回路１２６にＨｉｇｈレベルの信号を出力する。前述のように、ドットカウンタ１２２には、第１フィールドが開始されるとき（フレームが開始されるとき）に、リセット信号生成回路１２１からリセット信号が入力される。したがって、第１フィールドが開始されるときのドットカウンタ１２２のカウント値は０である。また、タイミング信号生成回路１２７は、後述するように、ＯＲ回路１２６からＨｉｇｈレベルの信号の入力を受けたときに、所定の時間Ｈｉｇｈレベルとなるパルス信号（時間軸反転処理開始のタイミングを与える信号である）を出力する。したがって、第１フィールド立ち上がり位置生成回路１２３により、第１フィールドが開始されるときに、タイミング信号生成回路１２７において所定の時間Ｈｉｇｈレベルとなるパルス信号が生成されることになる。

ラッチ回路１２４は、ドットカウンタ１２２の最終カウント値（リセットされる直前のカウント値）の１／２の値を保持する。そして、この値を第２フィールド立ち上がり位置生成回路１２５に出力する。

第２フィールド立ち上がり位置生成回路１２５は、ドットカウンタ１２２のカウント値と、ラッチ回路１２６の保持する値（直前のフレームの長さの半分に対応するカウント数）を入力とする。そして、ドットカウンタ１２２のカウンタ値がラッチ回路１２６の保持する値に等しくなったときに、ＯＲ回路１２６にＨｉｇｈレベルの信号を出力する。また、タイミング信号生成回路１２７は、後述するように、ＯＲ回路１２６からＨｉｇｈレベルの信号の入力を受けたときに、所定の時間Ｈｉｇｈレベルとなるパルス信号（時間軸反転処理開始のタイミングを与える信号である）を出力する。したがって、第２フィールド立ち上がり位置生成回路１２５により、フレームの中心に対応する時刻（正確には、直前のフレームの長さにもとづいて計算された、現在のフレームの中心に対応する時刻であり、フレームの長さが変化している場合には、実際のフレームの中心とはずれることがある）に、タイミング信号生成回路１２７において所定の時間Ｈｉｇｈレベルとなるパルス信号が生成されることになる。

ＯＲ回路１２６は、第１フィールド立ち上がり位置生成回路１２３または第２フィールド立ち上がり位置生成回路１２５からＨｉｇｈレベルの信号の入力があると、タイミング信号生成回路１２７にＨｉｇｈレベルの信号を出力する。

タイミング信号生成回路１２７は、ＯＲ回路１２６からＨｉｇｈレベルの信号の入力があると、所定の時間Ｈｉｇｈレベルとなるパルス信号を出力する。タイミング信号生成回路１２７は、第１フィールド立ち上がり位置生成回路１２３と第２フィールド立ち上がり位置生成回路１２５の存在により、フレームの開始時刻とフレームの中心に対応する時刻に、所定の時間Ｈｉｇｈレベルとなるパルス信号を出力する。これが、時間軸反転用垂直タイミング信号となる。

図２を参照すると、本発明の画質改善装置に、第１フィールドの期間が第２フィールドの期間よりも長いインターレース信号が入力された場合の時間軸反転処理を説明するための図が示されている。図２では、図８と同じ垂直同期信号が入力されている。（ａ）は入力信号、（ｂ）は１回目の時間軸反転後の信号（時間軸反転回路１３の出力）、（ｃ）は２回目の時間軸反転後の信号（時間軸反転回路１５の出力）を示している。

図２においても、図８と同様に、各フィールドの期間は、垂直同期信号によって区分され、垂直同期信号の立ち上がり時に、次のフィールドの期間が開始される。しかしながら、図８とは異なり、時間軸反転は、垂直同期信号によっては行われず、時間軸反転用垂直タイミング信号によって行われる。つまり、時間軸反転用垂直タイミング信号の立ち上がり時に、時間軸反転回路１３および時間軸反転回路１５による時間軸反転処理が開始される。

したがって、第１フィールドの入力信号についての１回目の時間軸反転は、第１フィールドの期間の終了よりも速く開始される。その結果、第２フィールドの期間が短くても、完全に反転処理が終わる前に２回目の時間軸反転処理が開始されるようなことはない。その結果、（ｃ）の２回目の時間軸反転後の信号における映像（図２では「Ｆ１」の文字）の第１フィールドに対する相対位置は、（ａ）の入力信号における「Ｆ１」の文字の第１フィールドに対する相対位置と同じであり、何ら位置ずれは生じていない。

また、第２フィールドの入力信号についての１回目の時間軸反転では、第１フィールドの期間が長くても、反転処理が終わったあとのブランク領域が続かない。その結果、２回目の時間軸反転は、このブランク領域から開始されない。したがって、第２フィールドの期間が短くても、（ｃ）の２回目のフィールド反転後の信号における映像（図２では「Ｆ２」の文字）の第２フィールドに対する相対位置は、（ａ）の入力信号における「Ｆ２」の文字の第２フィールドに対する相対位置と同じであり、何ら位置ずれは生じていない。

なお、図２の斜線部からわかるように、１回目の時間軸反転時には、入力信号の第１フィールドの下側部分の映像が、第２フィールドの上側部分の映像として扱われる。しかしながら、２回目の時間軸反転後には、元の位置（第１フィールドの下側部分）に戻る。したがって、何ら問題を生じない。

また、１回目の時間軸反転後に巡回型フィルタ回路によるフィルタ処理が行われるが、１回目の時間軸反転後に第２フィールドの上側部分として扱われる第１フィールドの下側部分（斜線部）は、垂直ブランキング期間であるため、第２フィールドの映像としてフィルタ処理を行っても画質には何ら問題は生じない。

図３を参照すると、本発明の画質改善装置に、第１フィールドの期間が第２フィールドの期間よりも短いインターレース信号が入力された場合の時間軸反転処理を説明するための図が示されている。図３では、図９と同じ垂直同期信号が入力されている。（ａ）は入力信号、（ｂ）は１回目の時間軸反転後の信号（時間軸反転回路１３の出力）、（ｃ）は２回目の時間軸反転後の信号（時間軸反転回路１５の出力）を示している。

図３でも、図９と同様に、各フィールドの期間は、垂直同期信号によって区分され、垂直同期信号の立ち上がり時に、次のフィールドの期間が開始される。しかしながら、図９とは異なり、時間軸反転は、垂直同期信号によっては行われず、時間軸反転用垂直タイミング信号によって行われる。つまり、時間軸反転用垂直タイミング信号の立ち上がり時に、時間軸反転回路１３および時間軸反転回路１５による時間軸反転処理が開始される。

したがって、第１フィールドの入力信号についての１回目の時間軸反転では、第１フィールドの期間が終了しても、すぐに時間軸反転処理は開始されず、フレームの中心にきたときにはじめて、１回目の時間軸反転が開始される。これにより、１回目の時間軸反転が終了した後に、第２フィールドの期間が長いことによるブランク領域が続かない。その結果、２回目の時間軸反転は、このブランク領域から開始されないため、第１フィールドの期間が短くても、（ｃ）の２回目の時間軸反転後の信号における映像（図３では「Ｆ１」の文字）の第１フィールドに対する相対位置は、（ａ）の入力信号における「Ｆ１」の文字の第１フィールドに対する相対位置と同じであり、何ら位置ずれは生じていない。

また、第２フィールドの入力信号についての１回目の時間軸反転は、第１フィールドの期間が終了しても続くことになる。その結果、２回目の時間軸反転処理が開始されても、第１フィールドの期間が短いことにより、映像の上部が切り取られるようなことはない。また、第２のフィールド期間が長くても、映像の下部にブランク領域が続くことはない。その結果、（ｃ）の２回目の時間軸反転後の信号における映像（図３では「Ｆ２」の文字）の第２フィールドに対する相対位置は、（ａ）の入力信号における「Ｆ２」の文字の第２フィールドに対する相対位置と同じであり、何ら位置ずれは生じていない。

なお、図３の斜線部からわかるように、１回目の時間軸反転時には、入力信号の第２フィールドの上側部分の映像が、第１フィールドの下側部分の映像として扱われる。しかしながら、２回目の時間軸反転後には、元の位置（第２フィールドの上側部分）に戻る。したがって、何ら問題を生じない。

また、１回目の時間軸反転後に巡回型フィルタ回路によるフィルタ処理が行われるが、１回目の時間軸反転後に第１フィールドの下側部分として扱われる第２フィールドの上側部分（斜線部）は、垂直ブランキング期間であるため、第１フィールドの映像としてフィルタ処理を行っても画質には何ら問題は生じない。

本実施形態においては、簡単のため、ドットカウンタ用のリセット信号を第１フィールドの垂直同期信号の前縁位置としたが、このリセット信号の位置を垂直ブランキング期間の中心の位置に置けば、このリセット信号から前後に１０ライン程度のブランキング期間を持つことができるため、図２および図３の斜線部で説明した領域がブランキング期間となる場合がはるかに多くなる。

また、本実施形態では、ドットカウンタにより、フレームの長さを毎回計測することとしたが、フレームの長さが余り変化しないのであれば、ドットカウンタを設けるかわりに、フレームの半分の長さの時間をあらかじめ記憶しておき、フレーム開始時刻からこの記憶された時間が経過したときにパルスを発するようにしてもよい。

本発明の画質改善装置における２次元ＬＰＦ回路の構成を示したブロック図である。 時間軸反転用垂直タイミング信号生成回路の構成を示したブロック図である。 本発明の画質改善装置に、第１フィールドの期間が第２フィールドの期間よりも長いインターレース信号が入力された場合の時間軸反転処理を説明するための図であり、（ａ）は入力信号、（ｂ）は１回目の時間軸反転後の信号、（ｃ）は２回目の時間軸反転後の信号である。 本発明の画質改善装置に、第１フィールドの期間が第２フィールドの期間よりも短いインターレース信号が入力された場合の時間軸反転処理を説明するための図であり、（ａ）は入力信号、（ｂ）は１回目の時間軸反転後の信号、（ｃ）は２回目の時間軸反転後の信号である。 エッジを強調する画像処理によりフレア補正を行う画質改善装置の従来例の構成を示したブロック図である。 巡回型フィルタ回路の一例の構成を示すブロック図である。 巡回型フィルタ回路と時間軸反転回路により構成した２次元ＬＰＦ回路の一例を示すブロック図である。 インターレース信号（ｂ）の対概念である（ａ）プログレッシブ信号と比較しつつ、インターレース信号を説明するための模式図である。 巡回型フィルタ回路を含む２次元ＬＰＦ回路を用いた従来の画質改善装置に、インターレース信号が入力された場合の時間軸反転処理を説明するための図であり、（ａ）は入力信号、（ｂ）は１回目の時間軸反転後の信号、（ｃ）は２回目の時間軸反転後の信号である。 巡回型フィルタを含む２次元ＬＰＦ回路を用いた従来の画質改善装置に、第１フィールドの期間が第２フィールドの期間よりも長いインターレース信号が入力された場合の時間軸反転処理を説明するための図であり、（ａ）は入力信号、（ｂ）は１回目の時間軸反転後の信号、（ｃ）は２回目の時間軸反転後の信号である。 巡回型フィルタを含む２次元ＬＰＦ回路を用いた従来の画質改善装置に、第１フィールドの期間が第２フィールドの期間よりも短いインターレース信号が入力された場合の時間軸反転処理を説明するための図であり、（ａ）は入力信号、（ｂ）は１回目の時間軸反転後の信号、（ｃ）は２回目の時間軸反転後の信号である。

符号の説明

１ ２次元ＬＰＦ回路
１１ 巡回型フィルタ回路
１２ 時間軸反転用垂直タイミング信号生成回路
１２１ リセット信号生成回路
１２２ ドットカウンタ
１２３ 第１フィールド立ち上がり位置生成回路
１２４ ラッチ回路
１２５ 第２フィールド立ち上がり位置生成回路
１２６ ＯＲ回路
１２７ タイミング信号生成回路
１３ 時間軸反転回路
１４ 巡回型フィルタ回路
１５ 時間軸反転回路
４１ 遅延補償回路
４２ ２次元ＬＰＦ回路
４２１ 巡回型フィルタ回路
４２１１ 増幅回路
４２１２ 加算回路
４２１３ 単位遅延回路
４２１４ 単位遅延回路
４２１５ 増幅回路
４２１６ 増幅回路
４２１７ 加算回路
４２２ 時間軸反転回路
４２３ 巡回型フィルタ回路
４２４ 時間軸反転回路
４３ 遅延補償回路
４４ 減算回路
４５ 増幅回路
４６ 加算回路

Claims (4)

1. ２次元ローパスフィルタ処理を巡回型フィルタにより行うため、時間軸反転処理を途中で挿入しながら、１つのフレームが第１フィールドと第２フィールドからなるインターレース映像信号の画質を改善する画質改善方法において、
   前記第１フィールドおよび第２フィールドのそれぞれの開始を示すための垂直同期信号と、前記第１フィールドと前記第２フィールドを判別するためのフィールド判別信号から、前記第１フィールドの開始時刻すなわちフレームの開始時刻に第１のパルスを生成するステップと、
   前記フレームの開始時刻から、あらかじめその値が記憶された１／２フレームに対応する時間が経過した時点において第２のパルスを生成するステップを有し、
   前記第１のパルスおよび前記第２のパルスをタイミング信号として、前記時間軸反転処理を開始することを特徴とする画質改善方法。
2. 直前のフレームの期間の長さを計測し、その計測時間の１／２の値を現フレームにおける前記１／２フレームに対応する時間として用いる、請求項１に記載の画質改善方法。
3. 巡回型フィルタと時間軸反転回路を含む２次元ローパスフィルタを有し、時間軸反転処理を途中で挿入しながら、１つのフレームが第１フィールドと第２フィールドからなるインターレース映像信号の画質を改善する画質改善装置において、
   前記第１フィールドおよび第２フィールドのそれぞれの開始を示すための垂直同期信号と、前記第１フィールドと前記第２フィールドを判別するためのフィールド判別信号から、前記第１フィールドの開始時刻すなわちフレームの開始時刻に第１のパルスを生成する手段と、
   前記フレームの開始時刻から、あらかじめその値が記憶された１／２フレームに対応する時間が経過した時点において第２のパルスを生成する手段を有し、
   前記時間軸反転処理の開始のタイミング信号として、前記第１のパルスおよび前記第２のパルスを前記時間軸反転回路に出力する手段を有することを特徴とする画質改善装置。
4. 直前のフレームの期間の長さを計測し、その計測時間の１／２の値を現フレームにおける前記１／２フレームに対応する時間として保持する手段をさらに有する、請求項３に記載の画質改善装置。

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