JP4371907B2 - Pixel feature determination device, pixel interpolation device, and video signal processing device - Google Patents

Pixel feature determination device, pixel interpolation device, and video signal processing device Download PDF

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Description

本発明は、画素特徴判定装置、画素補間装置、及び映像信号処理装置に関し、より詳細には、インタレース走査の映像信号をフィールド内補間するために、補間したい画素のもつべき特徴を判定するための画素特徴判定装置、該装置を備え画素を補間する画素補間装置、及び、該装置を備えインタレース画像から高画質なプログレッシブ画像を得るのに好適なテレビジョン受像機等の映像信号処理装置に関する。   The present invention relates to a pixel feature determination device, a pixel interpolation device, and a video signal processing device, and more particularly, to determine a characteristic of a pixel to be interpolated in order to interpolate an interlaced video signal in a field. And a video signal processing apparatus such as a television receiver suitable for obtaining a high-quality progressive image from an interlaced image provided with the apparatus. .

映像信号の多くは、走査の形態に飛び越し走査(インタレース走査)が用いられている。しかし、この映像信号を飛び越し走査の画像表示部に表示すると、ラインフリッカなどのインタレース妨害が発生し、画質が劣化する。このインタレース妨害は、IP変換、すなわちインタレース映像をプログレッシブ映像へ変換し、順次走査の形態で表示することで除去する。IP変換は、走査線数が異なるテレビジョン方式のアップコンバートや画像の高細精化のためにも施される。   In many video signals, interlaced scanning is used as the scanning mode. However, when this video signal is displayed on the interlaced scanning image display unit, interlace interference such as line flickering occurs and the image quality deteriorates. This interlace interference is eliminated by IP conversion, that is, by converting an interlaced video to a progressive video and displaying it in the form of progressive scanning. The IP conversion is also performed for up-conversion of a television system having a different number of scanning lines and for high-resolution images.

IP変換を行う際の走査線補間方法としては、静止画素に対してはフレーム内補間が行われ、動画素に対しては、フレーム相関が崩れフレーム内補間では動きのある縦線がギザギザに誤変換される等の不具合が発生するため、フィールド内補間が行われている。   As the scanning line interpolation method when performing IP conversion, intra-frame interpolation is performed for still pixels, and for moving pixels, the frame correlation is broken, and the vertical line with motion is erroneously jagged in intra-frame interpolation. In-field interpolation is performed because of problems such as conversion.

フィールド内補間の方法としては、簡便な方法として、補間すべきラインとして上ラインをそのまま用いるライン補間方法や、上下のラインの平均値を用いるライン補間方法がある。前者の補間方法では、斜線等のような垂直方向に相関の無い画像では画像の輪郭線にギザギザが生じ、また、後者の補間方法では画像にボケが生じるといった画像の劣化を伴う。   As a method of intra-field interpolation, a simple method includes a line interpolation method using the upper line as it is as a line to be interpolated, and a line interpolation method using the average value of the upper and lower lines. In the former interpolation method, an image having no correlation in the vertical direction such as a slanted line is accompanied by image deterioration such as a jagged edge in the image outline, and the latter interpolation method is blurred in the image.

これらの欠点を解決する手法として、様々なフィールド内補間の方法が提案されている(例えば、特許文献1,2を参照)。特許文献1に記載の補間方法は、補間すべきラインの各画素を、その画素の周辺において最も相関の強い方向の画素情報を用いて補間するものである。まず、補間画素から放射状に延びるどの方向の画素信号が最も相関が強いかを知るために、垂直方向、右斜め方向,左斜め方向の隣接画素の差分絶対値を求める。この差分絶対値が最小となる方向が最も相関が強い方向であると判断して、その方向にある各画素の平均値を求め、それを補間画素の値とする。   As methods for solving these drawbacks, various intra-field interpolation methods have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The interpolation method described in Patent Document 1 interpolates each pixel of a line to be interpolated using pixel information in a direction having the strongest correlation around the pixel. First, in order to know in which direction the pixel signal extending radially from the interpolated pixel has the strongest correlation, the absolute value of the difference between adjacent pixels in the vertical direction, right diagonal direction, and left diagonal direction is obtained. It is determined that the direction in which the absolute value of the difference is minimum is the direction having the strongest correlation, and an average value of each pixel in the direction is obtained and used as the value of the interpolation pixel.

特許文献2に記載の補間方法は、画素列による補間を取り入れ、一般的に行われている画素単位による補間方法に比べ処理速度を向上させるものである。同公報に記載の補間方法は、2次元画像の隣接するラインの各画素を比較してエッジ箇所を検出し、エッジ箇所以外では隣接するいずれかの画素を用いて補間し、エッジ箇所では隣接するいずれか一方のライン上の注目画素を中心とした近傍画素列を設定して、これと相関のある画素列を隣接するラインの中から選出し、選出した画素列と前記近傍画素列との位置ズレ量に相当する画素数を求め、求めた画素数の半数だけ、選出した画素列又は近傍画素列を位置ズレ方向とは逆の方向にシフトした画素列を用いて補間する。この補間方法は、画像の輪郭を滑らかにする方法であり、水平に近い細線画像のように、ライン間で画像が途切れた場合の修復ができないという問題も有している。   The interpolation method described in Patent Document 2 incorporates interpolation by pixel rows and improves the processing speed as compared with the interpolation method by pixel unit that is generally performed. In the interpolation method described in the publication, each pixel of adjacent lines of a two-dimensional image is compared to detect an edge portion, and interpolation is performed using any adjacent pixel other than the edge portion, and the edge portion is adjacent. A neighboring pixel column centered on the pixel of interest on one of the lines is set, and a pixel column having a correlation therewith is selected from adjacent lines, and the position of the selected pixel column and the neighboring pixel column is selected. The number of pixels corresponding to the amount of deviation is obtained, and interpolation is performed using a pixel row obtained by shifting the selected pixel row or the neighboring pixel row in the direction opposite to the positional deviation direction by half of the obtained number of pixels. This interpolation method is a method of smoothing the contour of an image, and has a problem that it cannot be repaired when an image is interrupted between lines, as in a thin line image close to horizontal.

図22は、従来技術によるフィールド内補間によって得られる映像信号の例を説明するための図で、図22(A)は映像信号が表す画像例を、図22(B)は図22(A)の画像のうち斜め線部分を示す拡大図、図22(C)は図22(A)の画像のうち円弧状のエッジの部分を示す拡大図である。また、図23は、図22の映像信号の典型的な画素値の例を示す図である。   FIG. 22 is a diagram for explaining an example of a video signal obtained by intra-field interpolation according to the prior art, FIG. 22A is an example of an image represented by the video signal, and FIG. 22B is an example of FIG. FIG. 22C is an enlarged view showing an arcuate edge portion in the image of FIG. 22A. FIG. 23 is a diagram illustrating an example of typical pixel values of the video signal in FIG.

図22(B),(C)に示すように、斜め線や斜め方向のエッジが存在すると、その補間はギザギザになりボケる。図22(B)の例を、その典型的な輝度値の配列例として図23(A)挙げて説明すると、図22(B)のごとき斜め線が存在した場合、インタレース画像では、図23(A)で*で表す実画素ラインに示すような輝度値の並びになる。図23(A)はインタレース画像を上下画素平均値で補間した例を示しているが、×で表す注目画素の値はその上下の値が共に50であるので50となっている。   As shown in FIGS. 22B and 22C, if there is an oblique line or an edge in the oblique direction, the interpolation becomes jagged and blurred. The example of FIG. 22B will be described with reference to FIG. 23A as a typical luminance value arrangement example. When an oblique line as shown in FIG. 22B exists, in an interlaced image, FIG. In (A), the luminance values are arranged as shown in the actual pixel line represented by *. FIG. 23A shows an example in which an interlaced image is interpolated with an average value of upper and lower pixels, but the value of the pixel of interest represented by x is 50 because both the upper and lower values are 50.

なお、動き情報を1フレーム間差分信号の大小で検出し、検出した画像の動き情報に応じて、静止画領域に適したフレーム内補間と動画領域に適したフィールド内補間との混合比率を変化させる動き適応型の補間処理も提案されている。また、画像の動きにほぼ合致した補間を目的として、動き補償型の補間処理も提案されている。この動き補償型の補間処理では、画像の動きを動きベクトル情報として検出し、この動きベクトル情報で、前後のフィールドの信号に対して、動き補償の信号処理を行い、補間走査線の信号を生成する。
特開昭63−187785号公報 特開平5−30487号公報
Note that the motion information is detected by the magnitude of the difference signal between frames, and the mixing ratio between the intra-frame interpolation suitable for the still image region and the intra-field interpolation suitable for the moving image region is changed according to the detected motion information of the image. A motion adaptive interpolation process has also been proposed. A motion compensation type interpolation process has also been proposed for the purpose of interpolation that substantially matches the motion of the image. In this motion compensation type interpolation processing, the motion of an image is detected as motion vector information, and signal processing for motion compensation is performed on the signals of the preceding and following fields using this motion vector information to generate an interpolation scanning line signal. To do.
JP-A-63-187785 JP-A-5-30487

しかしながら、上述のごとき従来技術によるフィールド内補間処理では、相関の強い画素を検出する際に、画素単位で行うか、或いはライン単位であっても画素単位毎に行っているため、正確な補間方向が検出されているとはいえず、従って、補間値も特に斜め線(さらに特に角度の浅い斜め線)や斜めエッジをもつ絵柄の部分に対し誤ったものが算出されることとなる。例えば、図23(A)の例では、実際には左下がりの45度方向の斜め線をもっており、理想としては注目画素×は0で補間したいところであるが、上下画素平均値による補間では輝度値は50で補間されてしまう。さらに、上下画素平均値による補間でなくとも、図23(B)において矢印で示す各方向においては、実画素間の輝度値の差分を実行しても各方向で差が生じず、どの方向の実画素で補間を実行していいのかが定まらない。結果として、上下画素平均値や上又は下の実画素で補間を実行することとなってしまう。   However, in the intra-field interpolation processing according to the prior art as described above, when a highly correlated pixel is detected, it is performed in units of pixels or even in units of lines, so that an accurate interpolation direction is obtained. Therefore, an erroneous interpolation value is calculated especially for an oblique line (in particular, an oblique line with a shallower angle) or an image portion having an oblique edge. For example, the example of FIG. 23A actually has a slanting line in the 45 degree direction that is descending to the left. Ideally, the pixel of interest x is to be interpolated with 0, but the luminance value is determined by interpolation with the upper and lower pixel average values. Will be interpolated at 50. Further, even if the interpolation is not performed by the upper and lower pixel average values, in each direction indicated by the arrow in FIG. 23B, even if the luminance value difference between the actual pixels is executed, no difference occurs in each direction. It is not determined whether interpolation can be performed on actual pixels. As a result, interpolation is performed with the upper and lower pixel average values and the upper or lower actual pixels.

上述のごとき斜め方向のエッジを検出してその部分の補間を行っても、また更に改良された斜め方向エッジ検出手法を用いて補間を行っても、結局、斜め方向のエッジの検出が難しいために、例えば縦線や角の絵柄との区別がつかず、誤った補正となり絵柄が余計にボヤけてしまう。従って、予め斜め方向エッジ以外の絵柄を正確に判定しておくことが望まれる。   Even if an oblique edge is detected and the portion is interpolated as described above, or even if interpolation is performed using a further improved oblique edge detection method, it is difficult to detect an oblique edge. In addition, for example, it cannot be distinguished from a vertical line or a corner pattern, resulting in an erroneous correction, resulting in an excessive blur of the pattern. Therefore, it is desirable to accurately determine a pattern other than the diagonal edge in advance.

また、動き適応型の補間処理では、動き情報を1フレーム間差分信号の大小で検出するので、必ずしも画像の正確な動きとの対応がとれず、動画領域では、インタレース妨害の除去が不完全となり画質の改善効果が少ない。また、動き補償型の補間処理では、正確な動き補償の信号処理を行うために、精度の高い動きベクトルの検出が不可欠となり、このため、膨大な信号処理が必要となる。   In addition, in motion adaptive interpolation processing, motion information is detected based on the magnitude of the difference signal between frames, so that it is not always possible to correspond to the exact motion of the image, and in the moving image area, the removal of interlace interference is incomplete. The image quality improvement effect is small. In addition, in motion compensation type interpolation processing, in order to perform accurate motion compensation signal processing, it is indispensable to detect motion vectors with high accuracy. Therefore, enormous signal processing is required.

本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、インタレース走査の映像信号をフィールド内補間する際に、各補間画素に対し、その特徴を、斜め線やその他の斜め方向エッジと区別できるように、周辺の実画素の特徴から正確に判定することが可能な画素特徴判定装置、該装置を備え画素を最適な実画素で補間し斜め方向エッジが存在してもガタつくことなく最適な補間を行うことが可能な画素補間装置、及び該装置を備え画素を補間してインタレース映像信号から高画質のプログレッシブ映像信号に変換することが可能な映像信号処理装置を提供することをその目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances described above, when the field interpolation video signal of interlaced scanning, for each interpolated pixel, the features of its diagonal line and other oblique direction A pixel feature determination device that can accurately determine from the characteristics of the surrounding real pixels so that it can be distinguished from the edges. Provided are a pixel interpolation device capable of performing optimal interpolation without any change, and a video signal processing device including the device and capable of interpolating pixels to convert an interlaced video signal into a high-quality progressive video signal. That is the purpose.

本発明は、上述のごとき課題を解決するために、以下の各技術手段により構成される In order to solve the above-described problems, the present invention is constituted by the following technical means .

第1の技術手段は、インタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換するIP変換を行うに際し、フィールド内で補間する対象である注目画素に対し、該注目画素の特徴を周辺の実画素の特徴から判定する画素特徴判定装置であって、前記フィールド内の水平方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を算出する水平方向差分手段と、補間対象となる画素である注目画素に対し、該注目画素を中心とする所定範囲の実画素領域を指定する領域指定手段と、前記水平方向差分手段で算出された実画素の水平方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の水平方向の差分値に基づいて、実画素ライン毎の水平方向の複雑さを判定する水平方向複雑さ判定手段と、該水平方向複雑さ判定手段で判定された、前記注目画素の上ライン及び下ラインの水平方向複雑さに基づいて、前記注目画素が複雑な絵柄の一部の画素であるか否かを判定する複雑判定手段とを備え、前記水平方向複雑さ判定手段は、水平方向に隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を、絶対値を同じくする2つの閾値と比較する手段と、該比較の結果に基づいて前記差分値を負値,ゼロ値,正値に符号化する手段と、該符号化した値に基づいて、前記差分値が隣同士の符号が同符号であるか異符号であるかを判定する手段と、該判定した結果、ライン毎に同符号又は異符号の数をカウントする手段と、該カウントした結果の数に基づいて、ライン毎に、ラインの複雑さを所定の複数段階の複雑さの中から選定する手段を有し、前記複雑判定手段は、前記水平方向複雑さ判定手段における判定結果において、前記注目画素の上ライン又は下ラインのいずれかが、所定の複雑さ以上の複雑さをもつ場合、前記注目画素が複雑な絵柄の一部の画素であると判定することを特徴としたものである。 The first technical means, when performing IP conversion for converting an interlaced scanning video signal into a progressive scanning video signal, assigns the feature of the target pixel to a peripheral actual target for the target pixel to be interpolated in the field. A pixel feature determination apparatus for determining from a feature of a pixel, wherein a horizontal direction difference unit that calculates a difference value of pixel information between respective real pixels adjacent in the horizontal direction in the field, and a pixel to be interpolated Out of the difference values in the horizontal direction of the real pixels calculated by the horizontal direction difference means, the area specification means for specifying a predetermined range of real pixel areas centered on the target pixel for the pixel, the area specification means Based on the horizontal difference value in the designated real pixel area, the horizontal complexity judgment means for judging the horizontal complexity for each real pixel line and the horizontal complexity judgment means , Based on the horizontal complexity of the upper line and the lower line of the pixel of interest, and a complex determination means for the pixel of interest to determine whether a part of a pixel of complicated pattern, the horizontal complexity Means for comparing the difference value of the pixel information between the respective real pixels adjacent in the horizontal direction with two threshold values having the same absolute value; and, based on the result of the comparison, the difference value is a negative value, Means for encoding to zero value and positive value; means for determining whether the difference value is the same or different code based on the encoded value; and the result of the determination Means for counting the number of the same or different codes for each line, and means for selecting the complexity of the line from a plurality of predetermined complexity levels for each line based on the number of the counted results. And the complexity determination means includes the horizontal complexity determination means. In the determination result in, either on line or below the line of the pixel of interest, if having a predetermined complexity or complexity, it is determined that the pixel of interest is part of a pixel of complicated pattern It is a feature.

の技術手段は、第1の技術手段において、前記領域指定手段は、前記複雑判定手段での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有し、前記複雑判定手段は、前記指定された実画素領域で判定を行うことを特徴としたものである。 According to a second technical means, in the first technical means, the area designating unit further includes means for designating a predetermined range of actual pixel regions suitable for determination by the complex determination unit, and the complex determination unit includes: The determination is performed in the designated actual pixel region.

の技術手段は、第1又は2の技術手段において、前記フィールド内の垂直方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を算出する垂直方向差分手段と、前記注目画素の1ライン上で前記注目画素から等距離離れた実画素間の画素情報の差分値と、前記注目画素の1ライン下で前記注目画素から等距離離れた実画素間の画素情報の差分値とを、算出する離間画素差分手段と、前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値と、前記離間画素差分手段で算出された差分値とに基づいて、前記注目画素が角の絵柄の一部の画素であるか否かを判定する角判定手段とをさらに備え、該角判定手段は、前記垂直方向差分手段で算出された前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素の2つ上の実画素ラインと1つ上の実画素ラインとの差分値及び前記注目画素の1つ下の実画素ラインと2つ下の実画素ラインとの差分値が、全て所定の閾値より小さい場合、且つ、前記離間画素差分手段で算出された差分値のうち、前記注目画素の上ライン又は下ラインのいずれかに対応する差分値が、所定の閾値より大きい場合に、前記注目画素が角絵柄の一部の画素であると判定することを特徴としたものである。 A third technical means includes a vertical direction difference means for calculating a difference value of pixel information between respective real pixels adjacent in the vertical direction in the field in the first or second technical means, and one line of the target pixel. The difference value of the pixel information between the real pixels that are equidistant from the target pixel and the difference value of the pixel information between the real pixels that are equidistant from the target pixel under one line of the target pixel are calculated. The difference value in the vertical direction within the actual pixel area designated by the area designating means among the difference values in the vertical direction of the real pixels calculated by the vertical direction difference means, and the separated pixel difference means based on the difference value calculated by the difference means, the pixel of interest is further a determining angle determining means for determining whether or not a part of the pixels of the picture corners, angular determining means, said vertical direction In the area designation means calculated by the difference means Among the determined difference values, the difference value between the real pixel line two above the target pixel and the real pixel line one above, and the real pixel line one below and the real pixel two below the target pixel When the difference values with the line are all smaller than a predetermined threshold, and the difference value calculated by the separated pixel difference means, the difference value corresponding to either the upper line or the lower line of the target pixel is When larger than a predetermined threshold value, it is determined that the pixel of interest is a partial pixel of a corner picture .

の技術手段は、第の技術手段において、前記領域指定手段は、前記角判定手段での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有し、前記角判定手段は、前記指定された実画素領域で判定を行うことを特徴としたものである。 According to a fourth technical means, in the third technical means, the area designating means further includes means for designating a predetermined range of actual pixel areas suitable for determination by the angle determining means, wherein the corner determining means is The determination is performed in the designated actual pixel region.

の技術手段は、第1又は2の技術手段において、前記フィールド内の垂直方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を算出する垂直方向差分手段と、前記水平方向複雑さ判定手段で判定された、前記注目画素の上ライン及び下ラインの水平方向複雑さと、前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値とに基づいて、前記注目画素が縦線絵柄の一部の画素であるか否かを判定する縦線判定手段とをさらに備え、該縦線判定手段は、前記水平方向複雑さ判定手段における判定結果において、前記注目画素の上ライン又は下ラインのいずれかが、所定の複雑さ以上の複雑さをもつ場合、且つ、前記垂直方向差分手段で算出され前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素から左右共に数画素以内に位置する垂直ライン上の実画素全ての差分値において、前記注目画素の1つ上のラインと1つ下のラインとの差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは前記注目画素を通る垂直ラインの差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは前記注目画素の2つ上の実画素ラインと1つ上の実画素ラインとの差分値及び前記注目画素の1つ下の実画素ラインと2つ下の実画素ラインとの差分値が全て所定の閾値より小さい場合に、前記注目画素が縦線絵柄の一部の画素であると判定することを特徴としたものである。 According to a fifth technical means, in the first or second technical means, a vertical direction difference means for calculating a difference value of pixel information between respective real pixels adjacent in the vertical direction in the field, and the horizontal complexity determination Of the horizontal complexity of the upper and lower lines of the target pixel determined by the means and the vertical difference value of the actual pixel calculated by the vertical direction difference means. on the basis of the difference value in the vertical direction in the pixel area, the pixel of interest further feature a vertical line determining means for determining whether a part of the pixels of the vertical line pattern, said longitudinal line determining means, In the determination result in the horizontal complexity determination means, when either the upper line or the lower line of the target pixel has a complexity equal to or higher than a predetermined complexity, the area calculated by the vertical direction difference means Finger with designation means In the difference values of all the real pixels on the vertical line located within several pixels on both the left and right sides of the target pixel, the difference value between the line one above and the line below the target pixel Are all smaller than a predetermined threshold, or the difference values of the vertical lines passing through the target pixel are all smaller than a predetermined threshold, or an actual pixel line two above and one actual pixel line above the target pixel And the difference value between the actual pixel line one lower than the target pixel and the actual pixel line two lower than the target pixel are all smaller than a predetermined threshold, the target pixel is a part of a vertical line pattern pixel. It is characterized by determining that there is.

の技術手段は、第の技術手段において、前記領域指定手段は、前記縦線判定手段での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有し、前記縦線判定手段は、前記指定された実画素領域で判定を行うことを特徴としたものである。 A sixth technical means is the fifth technical means, wherein the area designating means further comprises means for designating a predetermined range of actual pixel areas suitable for determination by the vertical line determination means, and the vertical line determination The means is characterized in that the determination is performed in the designated actual pixel region.

第7の技術手段は、第1又は2の技術手段において、前記フィールド内の垂直方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を算出する垂直方向差分手段と、前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値とに基づいて、前記注目画素がフラットな絵柄の一部の画素であるか否かを判定するフラット判定手段とをさらに備え、該フラット判定手段は、前記垂直方向差分手段で算出され前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素から左右共に数画素以内に位置する垂直ライン上の実画素全ての差分値において、前記注目画素の1つ上のラインと1つ下のラインとの差分値が全て所定の閾値より小さい場合に、前記注目画素がフラットな絵柄の一部の画素であると判定することを特徴としたものである。 A seventh technical means includes the vertical direction difference means for calculating a difference value of pixel information between each real pixel adjacent in the vertical direction in the field in the first or second technical means, and the vertical direction difference means. Based on the calculated vertical difference value of the real pixel and the vertical difference value in the real pixel area specified by the area specifying means, the target pixel is a part of a flat picture. anda flat determination means for determining whether or not, the flat determination unit, wherein among the specified difference value by the area designating means are calculated in the vertical direction differentiating means, both the number of pixels left from the pixel of interest In the difference values of all the actual pixels on the vertical line located within, if the difference values between the line immediately above and the line below the pixel of interest are all smaller than a predetermined threshold, the pixel of interest is flat Picture Is obtained by the determining means determines that a part of the pixels.

の技術手段は、第の技術手段において、前記領域指定手段は、前記フラット判定手段での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有し、前記フラット判定手段は、前記指定された実画素領域で判定を行うことを特徴としたものである。
の技術手段は、第1又は2の技術手段において、前記フィールド内の垂直方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を算出する垂直方向差分手段と、前記注目画素の1ライン上で前記注目画素から等距離離れた実画素間の画素情報の差分値と、前記注目画素の1ライン下で前記注目画素から等距離離れた実画素間の画素情報の差分値とを、算出する離間画素差分手段と、前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値と、前記離間画素差分手段で算出された差分値とに基づいて、前記注目画素が角の絵柄の一部の画素であるか否かを判定する角判定手段と、前記水平方向複雑さ判定手段で判定された、前記注目画素の上ライン及び下ラインの水平方向複雑さと、前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値とに基づいて、前記注目画素が縦線絵柄の一部の画素であるか否かを判定する縦線判定手段と、前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値とに基づいて、前記注目画素がフラットな絵柄の一部の画素であるか否かを判定するフラット判定手段とをさらに備え、前記角判定手段は、前記垂直方向差分手段で算出された前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素の2つ上の実画素ラインと1つ上の実画素ラインとの差分値及び前記注目画素の1つ下の実画素ラインと2つ下の実画素ラインとの差分値が、全て所定の閾値より小さい場合、且つ、前記離間画素差分手段で算出された差分値のうち、前記注目画素の上ライン又は下ラインのいずれかに対応する差分値が、所定の閾値より大きい場合に、前記注目画素が角絵柄の一部の画素であると判定し、前記縦線判定手段は、前記水平方向複雑さ判定手段における判定結果において、前記注目画素の上ライン又は下ラインのいずれかが、所定の複雑さ以上の複雑さをもつ場合、且つ、前記垂直方向差分手段で算出され前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素から左右共に数画素以内に位置する垂直ライン上の実画素全ての差分値において、前記注目画素の1つ上のラインと1つ下のラインとの差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは前記注目画素を通る垂直ラインの差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは前記注目画素の2つ上の実画素ラインと1つ上の実画素ラインとの差分値及び前記注目画素の1つ下の実画素ラインと2つ下の実画素ラインとの差分値が全て所定の閾値より小さい場合に、前記注目画素が縦線絵柄の一部の画素であると判定し、前記フラット判定手段は、前記垂直方向差分手段で算出され前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素から左右共に数画素以内に位置する垂直ライン上の実画素全ての差分値において、前記注目画素の1つ上のラインと1つ下のラインとの差分値が全て所定の閾値より小さい場合に、前記注目画素がフラットな絵柄の一部の画素であると判定することによって、前記注目画素が、複雑な絵柄、角の絵柄、縦線絵柄、フラットな絵柄、或いはそれら以外の絵柄のうち、いずれの特徴の絵柄の画素に該当するかを判定することを特徴としたものである。
10の技術手段は、第の技術手段において、前記領域指定手段は、前記注目画素に対し、前記水平方向の差分値については前記所定範囲の実画素領域を指定し、前記垂直方向の差分値については前記所定範囲の実画素領域のうち適切な数の差分値が指定されるように実画素領域を指定することを特徴としたものである。
According to an eighth technical means, in the seventh technical means, the area designating means further comprises means for designating a predetermined range of actual pixel areas suitable for judgment by the flat judgment means, and the flat judgment means comprises The determination is performed in the designated actual pixel region.
According to a ninth technical means, in the first or second technical means, a vertical direction difference means for calculating a difference value of pixel information between respective real pixels adjacent in the vertical direction in the field, and one line of the target pixel The difference value of the pixel information between the real pixels that are equidistant from the target pixel and the difference value of the pixel information between the real pixels that are equidistant from the target pixel under one line of the target pixel are calculated. The difference value in the vertical direction within the actual pixel area designated by the area designating means among the difference values in the vertical direction of the real pixels calculated by the vertical direction difference means, and the separated pixel difference means Based on the difference value calculated by the difference means, the angle determination means for determining whether or not the pixel of interest is a part of the corner picture, and the horizontal complexity determination means, Water on the upper and lower lines of the pixel of interest Based on the direction complexity and the vertical difference value of the actual pixel calculated by the vertical direction difference means, the difference value in the vertical direction within the actual pixel area designated by the area designation means, the target pixel Of the vertical line difference means calculated by the vertical direction difference means, the vertical line determination means for determining whether or not is a partial pixel of the vertical line picture, and is specified by the area specifying means was based on the difference value in the vertical direction of the actual pixel region, the pixel of interest is further a flat determination unit that determines whether a part of the pixels of the flat pattern, the angle determining means, Of the difference values specified by the region specifying means calculated by the vertical direction difference means, the difference value between the real pixel line two above the target pixel and the real pixel line one above and the pixel of interest One lower real pixel line and two lower real pixels When the difference values with the in are all smaller than a predetermined threshold, and among the difference values calculated by the separated pixel difference means, the difference value corresponding to either the upper line or the lower line of the target pixel is When the pixel of interest is larger than a predetermined threshold, it is determined that the pixel of interest is a partial pixel of a corner picture, and the vertical line determination unit determines whether the upper line of the pixel of interest is the result of determination by the horizontal complexity determination unit. Or, if any of the lower lines has a complexity greater than or equal to a predetermined complexity, and the difference value calculated by the vertical direction difference means and specified by the area specifying means, both the left and right sides from the target pixel Among the difference values of all the actual pixels on the vertical line located within the pixels, the difference values between the line one above and the line below the pixel of interest are all smaller than a predetermined threshold, or the pixel of interest is Through Or the difference value between the actual pixel line two above the target pixel and the actual pixel line one above and the actual pixel one below the target pixel. When the difference values between the line and the next lower real pixel line are all smaller than a predetermined threshold, it is determined that the target pixel is a part of the vertical line pattern, and the flat determination unit Among the difference values calculated by the difference means and specified by the area specifying means, the difference values of all the real pixels on the vertical line located within several pixels on both the left and right sides of the target pixel are one above the target pixel. When the difference values between the line and the next lower line are all smaller than a predetermined threshold value, it is determined that the target pixel is a part of a flat pattern, so that the target pixel is a complex pattern, Corner pattern, vertical line pattern, font Tsu bets a picture, or of those other than the picture is obtained by said determining whether corresponds to the pattern of pixels of any feature.
According to a tenth technical means, in the ninth technical means, the area designating means designates an actual pixel area in the predetermined range for the difference value in the horizontal direction for the target pixel, and the difference in the vertical direction. With respect to the value, the actual pixel region is specified so that an appropriate number of difference values are specified from the predetermined range of the actual pixel region.

11の技術手段は、第の技術手段において、前記離間画素差分手段における差分値の算出、及び、前記水平方向差分手段及び垂直方向差分手段における差分値の算出は、前記領域指定手段による指定の前に、1フィールド分実行することを特徴としたものである。 According to an eleventh technical means, in the ninth technical means, the calculation of the difference value in the separated pixel difference means and the calculation of the difference value in the horizontal direction difference means and the vertical direction difference means are specified by the area specifying means. It is characterized by executing one field before.

12の技術手段は、第の技術手段において、前記離間画素差分手段における差分値の算出、及び、前記水平方向差分手段及び垂直方向差分手段における差分値の算出は、前記領域指定手段による指定の前に、前記領域指定手段による指定で最低限必要な実画素領域分実行することを特徴としたものである。 According to a twelfth technical means, in the ninth technical means, the calculation of the difference value in the separated pixel difference means and the calculation of the difference value in the horizontal direction difference means and the vertical direction difference means are specified by the area specifying means. Before the process, the minimum required actual pixel area is executed by the designation by the area designating means.

13の技術手段は、第の技術手段において、前記離間画素差分手段における差分値の算出、或いは、該算出及び前記水平方向差分手段及び垂直方向差分手段における差分値の算出は、各注目画素に対し、前記領域指定手段で前記所定範囲の実画素領域を指定してから実行することを特徴としたものである。 According to a thirteenth technical means, in the ninth technical means, the calculation of the difference value in the separated pixel difference means, or the calculation of the difference value in the horizontal direction difference means and the vertical direction difference means is performed for each target pixel. On the other hand, the process is performed after the real pixel area in the predetermined range is designated by the area designation means.

14の技術手段は、第の技術手段における画素特徴判定装置を備えた画素補間装置であって、前記画素特徴判定装置において複雑な絵柄、角の絵柄、縦線絵柄、フラットな絵柄のいずれかの一部の画素であると判定された注目画素に対し、各絵柄に対して予め定められた位置関係にある実画素の画素情報から補間値を算出する補間値算出手段と、該補間値算出手段で算出された補間値で各注目画素を補間する補間手段と、をさらに備えたことを特徴としたものである。 A fourteenth technical means is a pixel interpolation device comprising the pixel feature determination device of the ninth technical means, wherein any one of a complex picture, a corner picture, a vertical line picture, and a flat picture in the pixel feature judgment apparatus. Kano for some of the determined pixel of interest is a pixel, the interpolation value calculating means that issues calculate the interpolated values from the pixel information of the real pixels in the predetermined positional relationship with each picture, inter該補Interpolation means for interpolating each pixel of interest with the interpolation value calculated by the value calculation means is further provided.

15の技術手段は、第14の技術手段において、フィールド内で補間する画素に対し、その補間の方向を検出する画素補間方向検出装置をさらに備え、該画素補間方向検出装置は、補間対象となる画素である注目画素に対し、該注目画素を中心とする領域であって、現フィールドに存在する複数の実画素を少なくとも含む中心画素領域と、前記注目画素を囲まない領域であって、前記注目画素から略等距離に円状に配置された、複数の実画素を少なくとも含む複数の周辺画素領域と、を特定する画素領域特定手段と、該画素領域特定手段で特定された中心画素領域及び複数の周辺画素領域に含まれる画素の画素情報の合計を、各画素領域毎に算出する合計算出手段と、該合計算出手段で算出された各画素領域毎の合計、及び合計がなされた各画素領域の位置関係に基づいて、相関の最も強い方向を検出し、該検出した方向を補間方向として判定する補間方向判定手段を備え、前記補間値算出手段は、前記画素特徴判定装置において複雑な絵柄、角の絵柄、縦線絵柄、フラットな絵柄以外の絵柄の画素であると判定された各注目画素に対し、前記画素補間方向検出装置で検出された補間方向に基づいて、該補間方向上の実画素から補間値を算出することを特徴としたものである。 The fifteenth technical means further comprises a pixel interpolation direction detecting device for detecting the direction of interpolation for the pixels to be interpolated in the field in the fourteenth technical means, the pixel interpolation direction detecting device comprising: An area centered on the target pixel, a central pixel area including at least a plurality of real pixels existing in the current field, and an area not surrounding the target pixel, A pixel area specifying means for specifying a plurality of peripheral pixel areas including at least a plurality of real pixels arranged in a circle at a substantially equal distance from the target pixel; a central pixel area specified by the pixel area specifying means; and Total calculation means for calculating the total pixel information of the pixels included in the plurality of peripheral pixel areas for each pixel area, and the total for each pixel area calculated by the total calculation means, and the total was made. Based on the positional relationship of the pixel region, to detect the strongest direction of the correlation comprises determining the interpolation direction determination hand stage a direction the detected as the interpolation direction, the interpolation value calculating means, the complexity in the pixel feature determining device For each pixel of interest determined to be a pixel of a picture other than a simple picture, a corner picture, a vertical line picture, and a flat picture, the interpolation direction based on the interpolation direction detected by the pixel interpolation direction detection device An interpolation value is calculated from the upper real pixel.

16の技術手段は、第14又は15の技術手段における画素補間装置を備え、インタレース走査の映像信号のうち動いていないと判定された画素の信号をフレーム内補間し、インタレース走査の映像信号のうち動いていると判定された画素の信号を前記画素補間装置で補間して、インタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換することを特徴とする映像信号処理装置である。 A sixteenth technical means includes the pixel interpolating apparatus according to the fourteenth or fifteenth technical means, interpolates a signal of a pixel determined not to move among interlaced scanning video signals, and performs interlaced scanning video. A video signal processing apparatus characterized in that a signal of a pixel determined to be moving among signals is interpolated by the pixel interpolation device to convert an interlaced scanning video signal into a progressive scanning video signal.

本発明によれば、インタレース走査の映像信号をフィールド内補間する際に、各補間画素に対し、その特徴を、斜め線やその他の斜め方向エッジと区別できるように、周辺の実画素の特徴から正確に判定することが可能となる。また、この判定を用いれば、インタレース走査の映像信号をフィールド内補間する際に、各補間画素に対し、斜め線やその他の斜め方向エッジが存在してもガタつくことなく最適な実画素での補間が可能となり、さらには、この補間によって、インタレース映像信号を、斜め方向エッジが存在してもボヤけたりチラついたりすることなく明瞭に映像表示できる高画質のプログレッシブ映像信号に変換することが可能となる。 According to the present invention, when the field interpolation video signal of interlaced scanning, for each interpolated pixel, the features of its so as to be distinguished from the oblique line or other diagonal edge, near real pixels It is possible to accurately determine from the characteristics of If this determination is used, when interlaced video signals are interpolated in the field, even if diagonal lines or other diagonal edges exist for each interpolated pixel, it is an optimal real pixel. In addition, this interpolation can convert interlaced video signals into high-quality progressive video signals that can be clearly displayed without blurring or flickering even if there are diagonal edges. It becomes possible.

図1は、本発明の一実施形態に係る画素特徴判定装置、及び画素特徴判定装置を備えた画素補間装置及び映像信号処理装置の一構成例を示す図で、図中、1は静止画素/動画素判定装置、2はフレーム内補間装置、3はフィールド内補間装置、11は画素特徴判定手段、12は画素補間方向検出手段、13は画素補間手段、14は水平方向差分手段、15は垂直方向差分手段、16は領域指定手段、17は離間画素差分手段、18は水平方向複雑さ判定手段、19は複雑判定手段、20は角判定手段、21は縦線判定手段、22はフラット判定手段、23は画素領域特定手段、24は合計算出手段、25は補間方向判定手段、26は補間方向補正手段、27は補間値算出手段(補間値生成手段)、28は補間値判定手段、29は補間手段である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a pixel feature determination device according to an embodiment of the present invention, a pixel interpolation device including the pixel feature determination device, and a video signal processing device. Movie element determination device, 2 is an intra-frame interpolation device, 3 is an intra-field interpolation device, 11 is a pixel feature determination means, 12 is a pixel interpolation direction detection means, 13 is a pixel interpolation means, 14 is a horizontal direction difference means, and 15 is vertical Direction difference means, 16 is a region designation means, 17 is a separated pixel difference means, 18 is a horizontal direction complexity determination means, 19 is a complexity determination means, 20 is a corner determination means, 21 is a vertical line determination means, and 22 is a flat determination means. , 23 is a pixel area specifying unit, 24 is a total calculation unit, 25 is an interpolation direction determination unit, 26 is an interpolation direction correction unit, 27 is an interpolation value calculation unit (interpolation value generation unit), 28 is an interpolation value determination unit, and 29 is Interpolation means .

本発明に係る画素特徴判定装置は、インタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換するIP変換を行うに際し、フィールド内で補間する画素に対し、その特徴を周辺の実画素の特徴から判定する装置であり、以下、画素特徴判定手段11として説明する。本発明は、インタレース画像からプログレッシブ画像へのIP変換のうち、特に動画部分の画質を向上するための装置や該装置を構成する回路に関するものである。 Pixel feature determining apparatus according to the present invention, when performing the IP conversion for converting an image signal of the interlaced scanning video signal of a progressive scanning, to the pixel to be interpolated in the field, near the features of its real pixels This is a device for judging from features, and will be described as pixel feature judging means 11 hereinafter. The present invention relates to an apparatus for improving the image quality of a moving image portion in IP conversion from an interlaced image to a progressive image, and a circuit constituting the apparatus.

また、本発明に係る画素補間装置は、画素特徴判定手段11を備えることを特徴とし、画素を最適な補間方向の実画素で補間する装置であり、以下、フィールド内補間装置3として説明する。フィールド内補間装置3は、主として、その前段処理としての画素特徴判定手段11での画素の特徴を判定する画素特徴判定処理と、その中間処理としての画素補間方向検出装置での画素補間方向検出処理と、その後段処理として補間処理(及び補間チェック処理)とからなる。ここで、画素補間方向検出装置は、インタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換するIP変換を行うに際し、フィールド内で補間する画素に対し、その補間の方向を検出する装置であり、以下、画素補間方向検出手段12として説明する。なお、本発明に係る画素補間装置は、画素補間方向検出手段12で例示した画素補間方向検出装置を備えない形態も採用できる。すなわち、本発明に係る画素特徴判定装置は、一般的なフィールド内補間においても有効に機能する。本発明に係る画素補間装置では、走査線数が異なるテレビジョン方式のアップコンバートやインタレース走査映像信号から順次走査映像信号に変換するにあたり、フィールド画像からフレーム画像を生成する際などのライン補間が適確に実行できる。   The pixel interpolating apparatus according to the present invention is characterized by comprising the pixel feature determining means 11 and is an apparatus for interpolating pixels with real pixels in the optimum interpolation direction. The intra-field interpolation device 3 mainly includes a pixel feature determination process for determining a pixel feature in the pixel feature determination unit 11 as the preceding process, and a pixel interpolation direction detection process in the pixel interpolation direction detection device as an intermediate process. Then, the subsequent processing includes interpolation processing (and interpolation check processing). Here, the pixel interpolation direction detecting device is a device that detects the direction of interpolation for pixels to be interpolated in a field when performing IP conversion for converting an interlaced scanning video signal into a progressive scanning video signal. Hereinafter, the pixel interpolation direction detection unit 12 will be described. Note that the pixel interpolation apparatus according to the present invention may employ a mode that does not include the pixel interpolation direction detection apparatus exemplified by the pixel interpolation direction detection unit 12. That is, the pixel feature determination apparatus according to the present invention functions effectively even in general intra-field interpolation. In the pixel interpolating device according to the present invention, when performing up-conversion of a television system with a different number of scanning lines or converting from an interlaced scanning video signal to a sequential scanning video signal, line interpolation is performed when generating a frame image from a field image. It can be performed accurately.

さらに、本発明に係る映像信号処理装置は、少なくとも画素特徴判定手段11を含むフィールド内補間装置3を備えることを特徴とし、画素を補間してインタレース映像信号からプログレッシブ映像信号に変換する装置であり、静止画素/動画素判定装置1及びフレーム内補間装置2を備えた例を、図1全体で示している。   Furthermore, the video signal processing apparatus according to the present invention is characterized by including the intra-field interpolation device 3 including at least the pixel feature determination means 11, and is a device for interpolating pixels and converting from an interlaced video signal to a progressive video signal. An example including a still pixel / moving pixel determination device 1 and an intra-frame interpolation device 2 is shown in FIG. 1 as a whole.

図2は、1フィールド内の注目画素付近の画素を説明するための図である。図2において、Fはフィールド(フィールド画像ともいう)、Tは注目画素、Eは実画素、Nは補間対象画素、Ltは注目画素Tが位置する補間ライン(以下、注目画素ラインという)、Lnuaは注目画素Tの1つ上の補間ライン、Lnubは注目画素Tの2つ上の補間ライン、Lndaは注目画素Tの1つ下の補間ライン、Lndbは注目画素Tの2つ下の補間ライン、Leuaは注目画素Tの1つ上の実画素ライン、Leubは注目画素Tの2つ上の実画素ライン、Ledaは注目画素Tの1つ下の実画素ライン、Ledbは注目画素Tの2つ下の実画素ライン、Lnuaは注目画素Tの1つ上の補間ラインである。   FIG. 2 is a diagram for explaining pixels near a target pixel in one field. In FIG. 2, F is a field (also referred to as a field image), T is a pixel of interest, E is a real pixel, N is a pixel to be interpolated, Lt is an interpolation line where the pixel of interest T is located (hereinafter referred to as a pixel of interest), Lnua Is an interpolation line one above the pixel of interest T, Lnub is an interpolation line two above the pixel of interest T, Lnda is an interpolation line one pixel below the pixel of interest T, and Lndb is an interpolation line two pixels below the pixel of interest T , Leua is an actual pixel line that is one pixel above the target pixel T, Leub is an actual pixel line that is two pixels above the target pixel T, Leda is an actual pixel line that is one pixel below the target pixel T, and Ledb is 2 of the target pixel T. A lower actual pixel line, Lnua, is an interpolation line one above the target pixel T.

ここで、Eは入力されたフィールドF内に存在する実画素を一般的に指し、Nは入力されたフィールドF内に存在しない画素で、補間すべき画素(補間画素)を一般的に指す。また、注目画素Tは補間画素Nのうちの注目した補間画素(すなわち注目補間画素)であり、この注目画素Tは補間画素N全てに、逐次割り当てられるものである。但し、注目画素Tの補間画素Nへのこの割り当ては、後述の前段処理により省略されるものも生じてくる。1フィールドの映像信号は、フィールドF内において、...,Lnub,Lnua,Lnda,Lndb,...と続く実画素ライン上に各実画素Eが位置しているものとして取り扱え、そのとき、奇フィールドであれば各実画素ラインの下に補間ライン(...,Leua,Lt,Leda,Ledb,...)が位置し、偶フィールドであれば各実画素ラインの上に補間ラインが位置する。なお、図2においては、フィールドF内の画素を9画素×9ラインの領域抜き出して図示しているが、これは紙面も考慮して注目画素Tを中心として説明するためである。   Here, E generally indicates an actual pixel that exists in the input field F, and N generally indicates a pixel that does not exist in the input field F, and generally indicates a pixel to be interpolated (interpolated pixel). Further, the target pixel T is the target interpolation pixel (that is, the target interpolation pixel) among the interpolation pixels N, and this target pixel T is sequentially assigned to all the interpolation pixels N. However, this assignment of the pixel of interest T to the interpolation pixel N may be omitted by the pre-processing described later. The video signal of one field is. . . , Lnub, Lnua, Lnda, Lndb,. . . It can be handled that each real pixel E is located on the following real pixel line, and if it is an odd field, an interpolation line (..., Leua, Lt, Leda, Ledb, ..) Is located, and if it is an even field, an interpolation line is located on each actual pixel line. In FIG. 2, the pixels in the field F are extracted and shown in a 9 pixel × 9 line region, but this is for the purpose of describing the pixel of interest T as a center in consideration of the paper surface.

<前段処理(画素特徴判定処理)>
まず、本発明の特徴部分である画素特徴判定装置における処理について説明する。ここで説明する前段処理は、中間処理において、全ての補間対象画素に対し画素補間方向検出装置で補間方向を検出することで処理を増やすことを避けるため、及び補間方向の検出精度を上げるために、補間方向を決定する前の段階で、斜め線や斜めエッジなどの構成画素ではない注目画素を、予め画素補間方向検出装置での処理(及びそれに基づく補間処理)から省くことや、画素補間装置(フィールド内補間装置3)での補間処理を正確なものとすることを、主たる目的とする。なお、図1においては、この画素特徴判定手段11をフィールド内補間装置3の一構成要素として画素補間方向検出手段12と区別して図示しているが、画素特徴判定手段11は、補間方向検出をより正確に実行させるための画素補間方向検出手段12の一構成要素であるとも謂える。
<Pre-stage processing (pixel feature determination processing)>
First, processing in the pixel feature determination apparatus, which is a characteristic part of the present invention, will be described. The pre-processing described here is to avoid increasing the number of processes by detecting the interpolation direction with the pixel interpolation direction detection device for all interpolation target pixels in the intermediate process, and to increase the detection accuracy of the interpolation direction. In the stage before determining the interpolation direction, a pixel of interest that is not a constituent pixel such as a diagonal line or a diagonal edge may be omitted in advance from the processing (and interpolation processing based thereon) by the pixel interpolation direction detection device, or the pixel interpolation device The main purpose is to make the interpolation processing in the (intra-field interpolation device 3) accurate. In FIG. 1, the pixel feature determination unit 11 is illustrated as a component of the intra-field interpolation device 3 so as to be distinguished from the pixel interpolation direction detection unit 12, but the pixel feature determination unit 11 detects the interpolation direction. It can also be said that it is a constituent element of the pixel interpolation direction detection means 12 for performing it more accurately.

画素特徴判定手段11は、画素補間方向検出手段12において補間の方向を決定する前などに、注目画素の特徴を周辺の実画素の特徴から判定する手段である。画像はその中に様々な特徴の絵柄をもっており、画素特徴判定手段11は、注目画素が、どのような特徴をもつ絵柄の一部とみなせるか、を判定する手段であり、画像特徴判定手段であるとも謂える。従って、画素補間方向検出手段12を組み込んでフィールド内補間を実行する場合、判定結果により所定の特徴をもつ注目画素に対しては、後述するように、画素領域特定23,合計算出手段24,補間方向判定手段25における処理は実質的に実行しなくてもよい。 Pixel feature determining means 11, such as prior to determining the direction of interpolation in the pixel interpolation direction detection means 12, a means for determining the feature of the pixel of interest from the feature of the actual pixels in the vicinity. The image has a pattern with various features in the image, and the pixel feature determination unit 11 is a unit that determines what feature the pixel of interest can be considered as a part of the pattern. The image feature determination unit Some say it. Accordingly, in the case where the intra-field interpolation is executed by incorporating the pixel interpolation direction detecting means 12, the pixel region specifying 23, the total calculating means 24, the interpolation, as will be described later, for the target pixel having a predetermined feature based on the determination result. The processing in the direction determination unit 25 may not be substantially executed.

本発明の一実施形態に係る画素特徴判定手段11は、補間対象となる画素である注目画素に対し、注目画素の同フィールド内の上下に位置する2実画素間の画素情報の差分値を算出する差分器等の手段と、注目画素の同フィールド内の左右に隣り合って位置する2実画素間の画素情報の差分値を算出する差分器等の手段と、注目画素の上ライン上の数画素離れたところに位置する2実画素間の画素情報の差分値を算出する手差分器等の段と、注目画素の下ライン上の数画素離れたところに位置する2実画素間の画素情報の差分値を算出する差分器等の手段と、を有するものとする。そして、この形態における画素特徴判定手段11は、上下に位置する2実画素間での差分の結果、左右に位置する2実画素間での差分の結果、上下に位置する2実画素間及び左右に位置する2実画素間及び上下ラインの数画素離れた2画素間での差分の結果、のいずれか1又は複数の結果により、注目画素の特徴を判定する。 The pixel feature determination unit 11 according to an embodiment of the present invention calculates a difference value of pixel information between two real pixels positioned above and below in the same field of the target pixel with respect to the target pixel as a pixel to be interpolated. A subtractor, a subtractor for calculating a difference value of pixel information between two real pixels located adjacent to each other in the same field of the target pixel, and a number on the upper line of the target pixel. A stage such as a hand subtractor for calculating a difference value of pixel information between two real pixels located at a distance from the pixel, and pixel information between two real pixels located several pixels away on the lower line of the target pixel And a means such as a differentiator for calculating the difference value. And the pixel feature determination means 11 in this form is the result of the difference between the two real pixels located above and below, the result of the difference between the two real pixels located on the left and right, and between the two real pixels located above and below the difference between the results, any one or more results of between a few pixels apart two pixels of 2 original pixels and between the upper and lower lines located to determine features of the target pixel.

本発明の一実施形態に係る画素特徴判定装置(画素特徴判定手段11)は、少なくとも水平方向差分手段14,垂直方向差分手段15,領域指定手段16,離間画素差分手段17を備えるものとする。これら手段は、差分器等で例示した上述の各手段に該当する。そして、本発明のより好ましい形態として、画素特徴判定手段11は水平方向複雑さ判定手段18を備えるものとする。   The pixel feature determination device (pixel feature determination unit 11) according to an embodiment of the present invention includes at least a horizontal direction difference unit 14, a vertical direction difference unit 15, a region designation unit 16, and a separated pixel difference unit 17. These means correspond to each of the above-described means exemplified by a differentiator or the like. As a more preferred embodiment of the present invention, the pixel feature determination unit 11 includes a horizontal complexity determination unit 18.

水平方向差分手段14は、フィールド内の水平方向で隣り合う各実画素間(各実画素間の水平方向)の画素情報の差分値を算出する手段である。垂直方向差分手段15は、フィールド内の垂直方向で隣り合う各実画素間(各実画素間の垂直方向)の画素情報の差分値を算出する手段である。   The horizontal direction difference means 14 is a means for calculating a difference value of pixel information between respective real pixels adjacent in the horizontal direction in the field (horizontal direction between the real pixels). The vertical direction difference means 15 is a means for calculating a difference value of pixel information between each real pixel adjacent in the vertical direction in the field (vertical direction between each real pixel).

また、領域指定手段16は、補間対象となる画素である注目画素に対し、注目画素を中心とする所定範囲の実画素領域を指定する手段である。より好適な形態として、領域指定手段16は、注目画素に対し、水平方向の差分値については所定範囲の実画素領域を指定し、垂直方向の差分値についてはその所定範囲の実画素領域のうち適切な数の差分値が指定されるように実画素領域を指定するようにするとよい。   The area designating unit 16 is a unit that designates an actual pixel area in a predetermined range centered on the target pixel with respect to the target pixel that is a pixel to be interpolated. As a more preferred form, the area designating unit 16 designates a predetermined range of actual pixel areas for the difference value in the horizontal direction and a vertical direction difference value for the target pixel. The actual pixel region may be designated so that an appropriate number of difference values are designated.

また、離間画素差分手段17は、注目画素の1ライン上で注目画素から等距離離れた実画素間の画素情報の差分値と、注目画素の1ライン下で注目画素から等距離離れた実画素間の画素情報の差分値とを、算出する手段である。また、水平方向複雑さ判定手段18は、水平方向差分手段14で算出された実画素の水平方向の差分値のうち、領域指定手段16で指定された実画素領域内の水平方向の差分値に基づいて、実画素ライン毎の水平方向の複雑さを判定する手段である。より好適な形態として、離間画素差分手段17における差分値の算出、或いは、その算出及び水平方向差分手段14及び垂直方向差分手段15における差分値の算出は、各注目画素に対し、領域指定手段16で所定範囲の実画素領域を指定してから実行するようにするとよい。   The separated pixel difference means 17 also includes a pixel information difference value between real pixels that are equidistant from the target pixel on one line of the target pixel, and real pixels that are equidistant from the target pixel under one line of the target pixel. It is a means for calculating a difference value of pixel information between them. Further, the horizontal complexity determination unit 18 converts the horizontal difference value of the actual pixel calculated by the horizontal direction difference unit 14 into the horizontal difference value in the actual pixel area designated by the region designation unit 16. Based on this, it is a means for determining the horizontal complexity for each actual pixel line. As a more preferable form, the calculation of the difference value in the separated pixel difference means 17 or the calculation of the difference value in the horizontal direction difference means 14 and the vertical direction difference means 15 is performed for each target pixel by the area specifying means 16. It is preferable to execute the process after designating a predetermined range of actual pixel areas.

また、画素特徴判定手段11で判定する特徴として、複雑な絵柄,縦線絵柄,フラット絵柄,角の絵柄のいずれか1又は複数とすることで、判定結果によりこれらの絵柄の一部の画素であると判定された注目画素Tについては、例えば、補間方向を統一して垂直方向に決定することが可能となる。勿論、複雑な絵柄,縦線絵柄,フラット絵柄,角の絵柄のうち、全ての絵柄について判定を行うことが好ましい。いずれにせよ、予め、画像の特徴を抽出して判定しておくことで、(補間方向検出の精度及び)補間の精度を向上できる。   In addition, as a feature to be determined by the pixel feature determination unit 11, any one or more of a complex pattern, a vertical line pattern, a flat pattern, and a corner pattern may be used. For the target pixel T determined to be present, for example, the interpolation direction can be unified and determined in the vertical direction. Of course, it is preferable to make a determination on all the patterns among complex patterns, vertical line patterns, flat patterns, and corner patterns. In any case, the accuracy of interpolation (and the accuracy of interpolation direction detection) can be improved by extracting and determining image features in advance.

また、離間画素差分手段17における差分値の算出、及び、水平方向差分手段14及び垂直方向差分手段15における差分値の算出は、領域指定手段16による指定の前に、1フィールド分実行するようにすることが好ましい。まず、各フィールド分の差分値を算出し、その後、領域指定手段16で指定して注目画素Tの特徴を算出するようにするとよい。また、他の実施形態として、離間画素差分手段17における差分値の算出、及び、水平方向差分手段14及び垂直方向差分手段15における差分値の算出は、領域指定手段16による指定の前に、領域指定手段16による指定で最低限必要な実画素領域分実行するようにしてもよい。 Further, the calculation of the difference value in the separated pixel difference unit 17 and the calculation of the difference value in the horizontal direction difference unit 14 and the vertical direction difference unit 15 are performed for one field before the designation by the area designation unit 16. It is preferable to do. First, may calculate a difference value of each field of, then calculate the feature of the pixel of interest T and designated in the area designation means 16. In another embodiment, the calculation of the difference value in the separated pixel difference unit 17 and the calculation of the difference value in the horizontal direction difference unit 14 and the vertical direction difference unit 15 are performed before the designation by the region designation unit 16. It is also possible to execute the minimum necessary actual pixel area by the designation by the designation means 16.

これらの実施形態のように、各差分値を1フィールド分全て事前に算出して準備しておく、或いは各差分値を注目画素を中心に必要最低限の数の算出しておき、それから、複雑判定/縦判定/フラット判定/角判定の各判定手段が必要な差分値(それぞれの手段に適切な差分値)を選定して用いる、或いは各差分値を各判定手段に必要分だけ割り当てる手段を用いて、各判定手段に各差分値を与えてもよい。これにより、垂直方向差分の数に限らず、複雑判定等で利用される水平方向差分の数や、離間画素差分の離間距離(注目画素を中心に何画素離れているか)も、それぞれの判定手段に、任意に与えることが可能となる。   As in these embodiments, each difference value is calculated and prepared in advance for one field, or each difference value is calculated as a minimum number around the pixel of interest, and then complicated. A means for selecting and using the necessary difference values (difference values appropriate for the respective means) for each judgment means of judgment / vertical judgment / flat judgment / corner judgment, or means for assigning each difference value to each judgment means as much as necessary. Each difference value may be given to each determination means. As a result, not only the number of vertical differences, but also the number of horizontal differences used in complex determination or the like, and the separation distance of the separated pixel difference (how many pixels are apart from the target pixel) are also determined by each determination means. Can be arbitrarily given.

このような形態において、領域指定手段16は、フラット判定手段22での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有するようにし、フラット判定手段22は、そこで指定された実画素領域で判定を行うようにすればよい。なお、判定に適した所定範囲の実画素領域の指定は、注目画素Tを中心に適切な数の差分値を採用することを意味する。例えば、後述の角絵柄判定処理において使用される実画素領域と、このフラット絵柄判定処理において使用される実画素領域とを、別個に指定するようにしてもよい。同様に、領域指定手段16は、縦線判定手段21での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有するようにし、縦線判定手段21は、そこで指定された実画素領域で判定を行うようにすればよい。また、領域指定手段16は、角判定手段20での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有するようにし、角判定手段20は、そこで指定された実画素領域で判定を行うようにすればよい。さらに、領域指定手段16は、複雑判定手段19での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有するようにし、複雑判定手段19は、そこで指定された実画素領域で判定を行うようにすればよい。これらの各判定手段における領域指定は、そのいずれかのみを適用してもよいことは言及するまでもない。   In such a form, the area designating unit 16 further includes a unit for designating a predetermined range of actual pixel areas suitable for determination by the flat determining unit 22, and the flat determining unit 22 uses the actual pixel specified there. The determination may be performed in the area. Note that designation of an actual pixel region within a predetermined range suitable for determination means that an appropriate number of difference values are adopted centering on the pixel of interest T. For example, the actual pixel area used in the later-described corner picture determination process and the actual pixel area used in the flat picture determination process may be specified separately. Similarly, the area designating means 16 further includes means for designating a predetermined range of actual pixel areas suitable for determination by the vertical line determining means 21, and the vertical line determining means 21 includes the actual pixel area specified there. The determination may be made at. The area designating unit 16 further includes means for designating a predetermined range of actual pixel areas suitable for the determination by the corner determination unit 20, and the corner determination unit 20 performs the determination using the actual pixel area specified there. You just have to do it. Further, the area designating unit 16 further includes a unit for designating a predetermined range of actual pixel areas suitable for the determination by the complexity determining unit 19, and the complex determining unit 19 performs the determination using the actual pixel area specified there. You just have to do it. It goes without saying that only one of the area designations in each of these determination means may be applied.

以下に、複雑な絵柄,縦線絵柄,フラット絵柄,角の絵柄についての好適な判定方法を説明する。上述のごとき、複雑な絵柄,縦線絵柄,フラット絵柄,角の絵柄の判定は、それぞれ、複雑判定手段19,縦線判定手段21,フラット判定手段22,角判定手段20で行う。   In the following, a suitable determination method for a complicated pattern, a vertical line pattern, a flat pattern, and a corner pattern will be described. As described above, the complicated pattern, vertical line pattern, flat pattern, and corner pattern are determined by the complex determination unit 19, the vertical line determination unit 21, the flat determination unit 22, and the corner determination unit 20, respectively.

図3は、図1のフィールド内補間装置における画素特徴判定手段を説明するための模式図で、図3(A)は注目画素に対して特徴判定に用いる実画素とその差分箇所の一例を示す図、図3(B),(C),(D),(E),(F)は、図3(A)のうち、それぞれ、水平ライン複雑さ判定,フラット絵柄判定,縦線絵柄判定,角絵柄判定,複雑絵柄判定を行う際に用いる実画素及びその差分箇所を示す図である。図3においては、図2と同様の要素を同じ符号で示し、その説明を省略している。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining pixel feature determination means in the intra-field interpolation apparatus of FIG. 1. FIG. 3A shows an example of an actual pixel used for feature determination with respect to the target pixel and its difference portion. FIGS. 3B, 3C, 3D, 3E, and 3F are horizontal line complexity determination, flat pattern determination, and vertical line pattern determination in FIG. It is a figure which shows the real pixel used when performing a corner pattern determination and a complicated pattern determination, and its difference location. In FIG. 3, the same elements as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

〔水平ライン複雑さ判定処理〕
画素特徴判定手段11では、縦線絵柄判定,複雑絵柄判定,角絵柄判定,フラット絵柄判定を実行する前の段階で、図3(B)で例示するように、実画素E及び矢印方向(又はその反対方向)での差分を実行し、水平方向ラインの複雑さの判定を行う。なお、フラット絵柄判定,角絵柄判定については、ここで説明する複雑さの判定を実行することなく実行できるので、先立って実行してもよい。
[Horizontal line complexity judgment processing]
In the pixel feature determination unit 11, as illustrated in FIG. 3B, before the execution of the vertical line pattern determination, the complex pattern determination, the corner pattern determination, and the flat pattern determination, the actual pixel E and the arrow direction (or The difference in the opposite direction) is executed to determine the complexity of the horizontal line. Note that the flat pattern determination and the corner pattern determination can be performed in advance since they can be performed without executing the complexity determination described here.

複雑さ判定においては、まず、フィールド内の水平方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値、すなわち各実画素間の水平方向の差分値を算出する。画素情報とは輝度値等の画素値を指す。そして、補間対象となる画素である注目画素Tに対し、注目画素Tを中心とする所定範囲の実画素領域を指定する。ここで、水平方向の差分値の算出は、各注目画素Tに対し、所定範囲の実画素領域を指定してから実行するようにしてもよい。図3(B)の例では、1つの注目画素Tに対しては、その1つ上のライン及び1つ下のラインにおいて、それぞれ、注目画素Tの水平位置を中心に水平方向の9つの実画素Eを指定して各ライン8つ(合わせて16つ)の差分値を算出している。   In the complexity determination, first, a difference value of pixel information between each real pixel adjacent in the horizontal direction in the field, that is, a difference value in the horizontal direction between each real pixel is calculated. Pixel information refers to pixel values such as luminance values. Then, for a target pixel T that is a pixel to be interpolated, a real pixel region in a predetermined range centered on the target pixel T is designated. Here, the calculation of the difference value in the horizontal direction may be executed after designating a predetermined range of actual pixel areas for each pixel of interest T. In the example of FIG. 3B, for one target pixel T, nine actual pixels in the horizontal direction are centered around the horizontal position of the target pixel T in the line one line above and one line below it. The pixel E is designated, and the difference value of eight lines (16 in total) is calculated.

そして、水平方向(水平ライン)複雑さ判定手段18が、算出された実画素の水平方向の差分値のうち、指定された実画素領域内の水平方向の差分値に基づいて、実画素ライン毎の水平方向の複雑さを判定する。   Then, the horizontal direction (horizontal line) complexity determination unit 18 determines, for each actual pixel line, based on the calculated horizontal difference value of the actual pixel in the horizontal direction difference value in the designated actual pixel region. Determine the horizontal complexity of.

注目画素Tに対しては、1つ上ライン及び1つ下ラインの複雑さのみの判定でも問題ない。ここでは、各ライン毎に、ライン方向に画素値(輝度値)が凹凸しているか否かをもって、複雑さを判定する。水平方向複雑さ判定手段18における複雑さ判定の好適な形態としては、まず、水平方向に隣り合う各実画素E間の画素情報の差分値を、絶対値を同じくする2つの閾値と比較し、その比較結果に基づいて差分値を負値,ゼロ値,正値に符号化する。例えば、隣との差分値が閾値より大きい場合に符号1、隣との差分値が閾値より小さい場合に符号−1、その他を符号0とする。そして、符号化した値に基づいて、差分値が、隣同士の符号が同符号であるか異符号であるかを判定し、判定した結果、ライン毎に同符号又は異符号の数をカウントして、カウントした結果の数に基づいて、ライン毎に、ラインの複雑さを所定の複数段階の複雑さの中から選定する。例えば、カウント値(加算値)が、他の所定閾値(整数でよい)以上のとき、凸凹していないと判定し、所定閾値−1である場合、Vであると判定し、所定閾値−2である場合、Sであると判定し、所定閾値−3である場合、Mであると判定し、所定閾値−4である場合、凸凹であると判定する。このように、V→S→M→凸凹と判定されるに連れ、複雑さが増していることとなる。なお、V,S,M等は縦線絵柄判定及び複雑絵柄判定に用いる。   For the target pixel T, there is no problem even if only the complexity of the upper line and the lower line is determined. Here, for each line, the complexity is determined by whether or not the pixel value (luminance value) is uneven in the line direction. As a preferred form of complexity determination in the horizontal direction complexity determination means 18, first, the difference value of the pixel information between each real pixel E adjacent in the horizontal direction is compared with two threshold values having the same absolute value, Based on the comparison result, the difference value is encoded into a negative value, a zero value, and a positive value. For example, reference numeral 1 is used when the difference value from the neighbor is larger than the threshold value, reference numeral -1 is used when the difference value from the neighbor is smaller than the threshold value, and reference numeral 0 is the others. Then, based on the encoded value, the difference value determines whether adjacent codes are the same code or different codes, and as a result of the determination, the number of the same code or different codes is counted for each line. Thus, the complexity of the line is selected from a predetermined plurality of levels of complexity for each line based on the number of results counted. For example, when the count value (added value) is equal to or greater than another predetermined threshold (which may be an integer), it is determined that there is no unevenness, and when it is the predetermined threshold-1, it is determined that it is V, and the predetermined threshold-2. If it is, it is determined that it is S, if it is the predetermined threshold value -3, it is determined that it is M, and if it is the predetermined threshold value -4, it is determined that it is uneven. Thus, the complexity increases as it is determined that V → S → M → concave / convex. V, S, M, etc. are used for vertical line pattern determination and complex pattern determination.

〔フラット絵柄判定処理〕
フラット絵柄判定処理を実行するには、まず、垂直方向の差分を実行する。この垂直方向差分では、フィールド内の垂直方向で隣り合う各実画素E間の画素情報の差分値、すなわち各実画素E間の垂直方向の差分値を算出する。ここで、垂直方向の差分値の算出も、各注目画素Tに対し、所定範囲の実画素領域を指定してから実行するようにしてもよい。
[Flat pattern judgment processing]
To execute the flat pattern determination process, first, a vertical difference is executed. In this vertical direction difference, a difference value of pixel information between each real pixel E adjacent in the vertical direction in the field, that is, a vertical direction difference value between each real pixel E is calculated. Here, the calculation of the difference value in the vertical direction may also be executed after designating a predetermined range of actual pixel regions for each pixel of interest T.

そして、フラット判定手段22が、算出された実画素の垂直方向差分値のうち、指定された実画素領域内の垂直方向の差分値とに基づいて、注目画素Tがフラットな絵柄(フラットな画像)の一部の画素であるか否かを判定する。ここで、フラット絵柄判定処理においては、フラット絵柄であると判定したい画素数にも依るが、余り長い距離に亘る画素をフラット絵柄であると判定しようとすると、フラット絵柄であるとの判定が結果として出力されなくなる。従って、フラット判定手段22におけるフラット絵柄判定の好適な形態として、領域指定手段16で指定された実画素領域(後述の角絵柄判定処理において使用される実画素領域)内の垂直方向差分値のうち、左右端から数画素分の差分値を判定に用いないようにしてもよい。   Then, the flat determination unit 22 determines that the pixel of interest T is a flat picture (flat image) based on the vertical difference value in the designated real pixel area among the calculated vertical difference values of the real pixels. ) To determine whether the pixel is a part of the pixel. Here, in the flat pattern determination process, although it depends on the number of pixels to be determined to be a flat pattern, if it is determined that a pixel over a very long distance is a flat pattern, the determination that it is a flat pattern is the result. Is no longer output. Therefore, as a preferred form of flat pattern determination in the flat determination means 22, of the vertical direction difference values in the actual pixel area (actual pixel area used in the corner pattern determination process described later) designated by the area designation means 16 The difference values for several pixels from the left and right ends may not be used for the determination.

このフラット絵柄判定処理では、例えば、図3(C)のように、注目画素Tの1つ上の実画素ラインLeua及び1つ下の実画素ラインLedaの、それぞれのラインで、注目画素Tの水平位置を中心とする5つの実画素Eを指定し、実画素ラインLeua上の実画素Eと実画素ラインLeda上の実画素Eとの間の垂直方向の差分値を算出する。そして、その上下差分値の全てが所定の閾値より小さい場合に、その注目画素Tを、フラット画像に含まれる画素であると判定する。   In this flat picture determination process, for example, as shown in FIG. 3C, the target pixel T of each pixel of the actual pixel line Leua one above the target pixel T and the actual pixel line Leda one below the target pixel T is displayed. Five real pixels E centering on the horizontal position are designated, and a vertical difference value between the real pixel E on the real pixel line Leua and the real pixel E on the real pixel line Leda is calculated. Then, when all of the upper and lower difference values are smaller than a predetermined threshold value, the target pixel T is determined to be a pixel included in the flat image.

〔縦線絵柄判定処理〕
縦線判定手段21は、水平方向複雑さ判定手段18で判定された、注目画素Tの上ライン及び下ラインの水平方向複雑さと、垂直方向差分手段15で算出された実画素の垂直方向の差分値(上下差分値)のうち、領域指定手段16で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値とに基づいて、注目画素が縦線(縦線絵柄)の一部の画素であるか否かを判定する。従って、縦線絵柄判定処理では、上述した水平ライン複雑さ及び垂直方向差分の双方が必要となる。ここで、水平ライン複雑さを判定するために水平方向差分が必要となるが、縦線絵柄判定処理に拘わらず、水平方向差分値及び垂直方向差分値の双方が必要な形態にあっては、その指定する実画素領域の範囲を異ならせてもよく、その注目画素Tに対し、水平方向の差分値について指定する実画素領域を所定範囲Xとすると、垂直方向の差分値についてはその所定範囲Xの実画素領域のうち適切な数の差分値が指定されるように実画素領域を指定するようにしてもよい。
[Vertical line pattern judgment processing]
The vertical line determination unit 21 determines the horizontal complexity of the upper and lower lines of the target pixel T determined by the horizontal complexity determination unit 18 and the vertical difference of the actual pixel calculated by the vertical direction difference unit 15. Whether the target pixel is a part of the vertical line (vertical line pattern) based on the vertical difference value in the actual pixel area specified by the area specifying unit 16 among the values (upper and lower difference values). Determine whether or not. Therefore, in the vertical line pattern determination process, both the horizontal line complexity and the vertical direction difference described above are required. Here, in order to determine the horizontal line complexity, a horizontal direction difference is required, but regardless of the vertical line pattern determination process, both the horizontal direction difference value and the vertical direction difference value are required. The range of the actual pixel area to be specified may be different. If the actual pixel area to be specified for the difference value in the horizontal direction with respect to the target pixel T is a predetermined range X, the range of the difference value in the vertical direction is the predetermined range. The actual pixel area may be specified so that an appropriate number of difference values are specified in the X actual pixel area.

縦線判定手段21における縦線絵柄判定の好適な形態としては、水平方向複雑さ判定手段18における水平方向複雑さの判定結果において、注目画素Tの上ライン又は下ラインのいずれかが、所定の複雑さ以上の複雑さをもつ場合、且つ、垂直方向差分手段15で算出され領域指定手段16で指定された差分値のうち、注目画素Tから左右共に数画素以内に位置する垂直ライン(縦ライン(列))上の実画素E全ての差分値において、注目画素Tの1つ上のラインと1つ下のラインとの差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは注目画素Tを通る垂直ライン(縦ライン(列))の差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは注目画素Tの2つ上の実画素ラインと1つ上の実画素ラインとの差分値及び注目画素Tの1つ下の実画素ラインと2つ下の実画素ラインとの差分値が全て所定の閾値より小さい場合に、注目画素Tが縦線絵柄の一部の画素であると判定する。   As a preferred form of the vertical line pattern determination in the vertical line determination unit 21, either the upper line or the lower line of the pixel of interest T is a predetermined value in the horizontal complexity determination result in the horizontal direction complexity determination unit 18. A vertical line (vertical line) located within several pixels on both the left and right sides of the target pixel T among the difference values calculated by the vertical direction difference unit 15 and specified by the area specifying unit 16 when the complexity is greater than the complexity. (Column)) In all the difference values of the actual pixel E above, the difference values between the line immediately above and the line below the pixel of interest T are all smaller than a predetermined threshold value, or are perpendicular to the pixel of interest T. The difference values of the lines (vertical lines (columns)) are all smaller than a predetermined threshold value, or the difference value between the actual pixel line two above the target pixel T and the actual pixel line one above and one of the target pixel T The actual pixel line below When the difference value between the actual pixel line of the lower two are all smaller than a predetermined threshold value, it is determined that the pixel of interest T is part of the pixels of the vertical line pattern.

この縦線絵柄判定処理では、例えば、図3(D)のように、注目画素Tの1つ上の実画素ラインLeua又は1つ下の実画素ラインLedaがV以上の複雑さをもち、注目画素Tから左右共に1画素以内に位置する垂直ライン(すなわち3つの縦ライン)上の実画素E全ての垂直方向差分値において、注目画素Tの1つ上の実画素ラインLeuaと1つ下の実画素ラインLedaとの垂直方向差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは注目画素Tを通る垂直ライン(縦ライン(列))の差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは注目画素Tの2つ上の実画素ラインLeubと1つ上の実画素ラインLeuaとの垂直方法差分値及び注目画素Tの1つ下の実画素ラインLedaと2つ下の実画素ラインLedbとの垂直方向差分値が全て所定の閾値より小さい場合に、注目画素Tが縦線絵柄の一部の画素であると判定する。すなわち、この例では、注目画素Tの上ライン或いは下ラインがV以上の複雑さをもち、且つ、中段の上下差分値3つ全てが所定の閾値より小さいか、或いは上,中,下段の3つ全ての上下差分値が所定の閾値より小さいか、或いは上,下段の計6つ全ての上下差分値が所定の閾値より小さい場合に、その注目画素Tを縦線を表す一画素であると判定する。   In this vertical line pattern determination processing, for example, as shown in FIG. 3D, the actual pixel line Leua one above the target pixel T or the actual pixel line Leda one below the target pixel T has a complexity of V or more, In the vertical direction difference values of all the real pixels E on the vertical line (that is, three vertical lines) located within one pixel on both the left and right sides of the pixel T, the real pixel line Leua that is one pixel below the target pixel T and one pixel below The vertical direction difference values with the actual pixel line Leda are all smaller than a predetermined threshold value, or the difference values of vertical lines (vertical lines (columns)) passing through the target pixel T are all smaller than the predetermined threshold value, or the target pixel T Vertical method difference value between the real pixel line Leub two above and the real pixel line Leua one above, and the vertical direction between the real pixel line Leda one below the target pixel T and the real pixel line Ledb two below All difference values Is smaller than a predetermined threshold value, it is determined that the pixel of interest T is part of the pixels of the vertical line pattern. That is, in this example, the upper line or the lower line of the pixel of interest T has a complexity of V or more, and all the three upper and lower difference values are smaller than a predetermined threshold value, or the upper, middle, and lower 3 If all the upper and lower difference values are smaller than a predetermined threshold value, or if all six upper and lower difference values are smaller than the predetermined threshold value, the pixel of interest T is a pixel representing a vertical line. judge.

〔角絵柄判定処理〕
角判定手段20は、垂直方向差分手段15で算出された実画素Eの垂直方向の差分値のうち、領域指定手段16で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値と、離間画素差分手段17で算出された差分値とに基づいて、注目画素Tが角(角の絵柄)の一部の画素であるか否かを判定する。従って、角絵柄判定処理においては、離間画素差分手段17において求められる離間した実画素間での差分が必要となる。ここで、離間画素差分手段17における離間画素差分処理では、領域指定手段16で指定された実画素領域内において、離間差分値を算出する。このように、離間画素差分値の算出は、各注目画素Tに対し、所定範囲の実画素領域を指定してから実行してもよい。
[Corner pattern determination processing]
The angle determination means 20 includes the vertical difference value in the actual pixel area designated by the area designation means 16 and the separated pixel difference among the vertical difference values of the real pixel E calculated by the vertical direction difference means 15. Based on the difference value calculated by the means 17, it is determined whether or not the target pixel T is a partial pixel of a corner (corner pattern). Accordingly, in the corner pattern determination process, a difference between the separated real pixels obtained by the separated pixel difference means 17 is required. Here, in the separated pixel difference processing in the separated pixel difference means 17, the separated difference value is calculated in the actual pixel area designated by the area designation means 16. As described above, the calculation of the separated pixel difference value may be executed after designating a predetermined range of the actual pixel region for each target pixel T.

角絵柄判定の好適な形態としては、垂直方向差分手段15,領域指定手段16で算出・指定された垂直方向差分値のうち、注目画素Tの2つ上の実画素ラインと1つ上の実画素ラインとの垂直方向差分値及び注目画素Tの1つ下の実画素ラインと2つ下の実画素ラインとの垂直方向差分値が、全て所定の閾値より小さい場合、且つ、算出された離間画素差分値のうち、注目画素Tの上ライン(1つ上の実画素ライン)又は下ライン(1つ下の実画素ライン)のいずれかに対応する差分値が、所定の閾値より大きい場合に、注目画素Tが角絵柄の一部の画素であると判定する。   As a preferred form of the corner pattern determination, among the vertical direction difference values calculated and designated by the vertical direction difference means 15 and the area designation means 16, the actual pixel line two above the target pixel T and the actual one above When the vertical direction difference value with respect to the pixel line and the vertical direction difference value between the actual pixel line one lower and the second actual pixel line below the target pixel T are all smaller than a predetermined threshold, and the calculated separation Among the pixel difference values, when the difference value corresponding to either the upper line (one upper actual pixel line) or the lower line (one lower actual pixel line) of the target pixel T is larger than a predetermined threshold value , It is determined that the target pixel T is a partial pixel of the corner picture.

この角絵柄判定処理では、例えば、図3(E)のように、注目画素Tの2つ上の実画素ラインLeubと1つ上の実画素ラインLeuaとの垂直方向差分値及び注目画素Tの1つ下の実画素ラインLedaと2つ下の実画素ラインLedbとの垂直方向差分値が、全て所定の閾値より小さい場合、且つ、注目画素Tの上ラインLeua又は下ラインLedaのいずれかに対応する離間画素差分値(注目画素Tの水平位置から2画素離れた実画素同士及び3画素離れた実画素同士の離間差分値)が、所定の閾値より大きい場合に、注目画素Tが角絵柄の一部の画素であると判定する。すなわち、この例では、注目画素Tの上ライン或いは下ラインの両端が所定の閾値より大きく、且つ、上,下段の計14個全ての上下差分値が所定の閾値より小さい場合に、注目画素を角を表す一画素であると判定する。   In this corner pattern determination process, for example, as shown in FIG. 3E, the vertical direction difference value between the actual pixel line Leub two above the target pixel T and the actual pixel line Leua one above the target pixel T and the target pixel T When the vertical direction difference values between the lower actual pixel line Leda and the lower actual pixel line Ledb are all smaller than a predetermined threshold, and either the upper line Leua or the lower line Leda of the target pixel T When the corresponding separated pixel difference value (the separated difference value between the real pixels separated by 2 pixels from the horizontal position of the pixel of interest T and the real pixels separated by 3 pixels) is larger than a predetermined threshold, the pixel of interest T is a square picture Is determined to be a part of the pixels. In other words, in this example, when the upper and lower ends of the target pixel T are larger than the predetermined threshold value, and all the 14 upper and lower difference values are lower than the predetermined threshold value, It is determined that the pixel represents one corner.

〔複雑絵柄判定処理〕
複雑判定手段19は、水平方向複雑さ判定手段18で判定された、注目画素Tの上ライン及び下ラインの水平方向複雑さに基づいて、注目画素Tが複雑な絵柄の一部の画素である(注目画素Tの周囲が複雑である)か否かを判定する。従って、複雑絵柄判定処理においては、実画素ラインの水平方向複雑さを判定に用いる。注目画素Tの1つ上の実画素ライン及び1つ下の実画素ラインの水平方向複雑さに基づいて、注目画素Tが複雑な絵柄の一部の画素であるか否かを判定する。
[Complex pattern judgment processing]
Based on the horizontal complexity of the upper and lower lines of the target pixel T determined by the horizontal direction complexity determination unit 18, the complex determination unit 19 is a pixel that is a part of a complex picture. It is determined whether or not (the periphery of the target pixel T is complicated). Accordingly, in the complex picture determination process, the horizontal complexity of the actual pixel line is used for the determination. Based on the horizontal complexity of the actual pixel line one above and below the target pixel T, it is determined whether or not the target pixel T is a part of a complex picture.

複雑絵柄判定の好適な形態としては、水平方向複雑さ判定手段18における水平方向複雑さの判定結果において、注目画素Tの上ライン又は下ラインのいずれかが、所定の複雑さ(縦線の判定で用いた複雑さよりも複雑なものに設定)以上の複雑さをもつ場合、注目画素Tが複雑な絵柄の一部の画素であると判定する。   As a preferable form of the complex picture determination, in the horizontal direction complexity determination result in the horizontal direction complexity determination unit 18, either the upper line or the lower line of the target pixel T has a predetermined complexity (vertical line determination). If it has a complexity higher than that used in the above, it is determined that the pixel of interest T is a part of a complex picture.

この複雑絵柄判定処理では、例えば、図3(F)のように、注目画素Tの上ラインLeua又は下ラインLedaのいずれかが、M以上の複雑さをもつ場合、注目画素Tが複雑な絵柄の一部の画素であると判定する。   In this complex picture determination process, for example, as shown in FIG. 3F, when either the upper line Leua or the lower line Leda of the target pixel T has a complexity of M or more, the target pixel T is a complex picture. Is determined to be a part of the pixels.

上述のごとき前段処理を実行することで、例えば、後述する補間方向検出における各種設定値(後述するフィルタの重み付け係数等の各種設定値)を、斜め線などのエッジのみを考慮して設定することが可能となるので、画素補間方向検出手段12における補間対象画素数の低減だけでなく、画素補間方向検出手段12における補間方向検出の精度が向上する。さらに、上述のごとき前段処理を実行することで、その特徴判定結果に基づいて、各注目画素をその特徴に合った補間値をフィールド内の実画素から算出し、補間値で各注目画素を最適に補間することが可能となる。   By executing the pre-stage processing as described above, for example, various setting values in interpolation direction detection described later (various setting values such as filter weighting coefficients described later) are set in consideration of only edges such as diagonal lines. Therefore, not only the number of interpolation target pixels in the pixel interpolation direction detection unit 12 is reduced, but also the accuracy of the interpolation direction detection in the pixel interpolation direction detection unit 12 is improved. Furthermore, by executing the pre-processing as described above, based on the result of the feature determination, an interpolation value that matches each feature pixel is calculated from the actual pixel in the field, and each pixel of interest is optimized using the interpolation value. Can be interpolated.

<中間処理及び後段処理>
次に、上述のごとき各実施形態の画素特徴判定装置(画素特徴判定手段11)を備え、さらに画素補間方向検出装置(画素補間方向検出手段12)を備えた画素補間装置を説明する。この画素補間装置(フィールド内補間装置3)は、補間値算出手段27及び補間手段29を少なくとも含む画素補間手段13を備えるものとするが、画素補間方向検出装置は任意である。まず、画素補間方向検出装置における中間処理について説明し、画素補間については、後段処理で説明する。
<Intermediate processing and subsequent processing>
Next, a pixel interpolation device that includes the pixel feature determination device (pixel feature determination unit 11) of each embodiment as described above and further includes a pixel interpolation direction detection device (pixel interpolation direction detection unit 12) will be described. The pixel interpolation device (intra-field interpolation device 3) includes the pixel interpolation unit 13 including at least the interpolation value calculation unit 27 and the interpolation unit 29, but the pixel interpolation direction detection device is arbitrary. First, intermediate processing in the pixel interpolation direction detection device will be described, and pixel interpolation will be described in later stage processing.

<<中間処理(画素補間方向検出処理)>>
〔画素領域特定・画素情報合計算出処理(円形状フィルタセット)〕
図4は、本発明の一実施形態に係わる画素補間装置における画素補間方向検出装置で特定される画素領域の例を説明するための図で、図4(A),(B)はその画素領域の異なる例を示す図である。
<< Intermediate processing (pixel interpolation direction detection processing) >>
[Pixel area specification / pixel information total calculation processing (circular filter set)]
FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a pixel region specified by the pixel interpolation direction detection device in the pixel interpolation device according to the embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B show the pixel region. It is a figure which shows a different example.

図4において、Aは中心画像領域、B〜B(しばしばBで表す),C〜C(しばしばCで表す)は周辺画像領域、Fhは仮補間値で補間ラインを挿入したフィールド画像、Hはその補間ライン上の補間対象となる補間画素である。その他、図4においては、図2と同様の要素には同じ符号を付して説明を省略している。但し、図4(A)において、Eは入力されたフィールドF内に存在する実画素を一般的に指すのに対し、図4(B)においてはフィールドFh内に存在する実画素を一般的に指す。また、図4(A)において、Nは入力されたフィールドF内に存在しない画素で、補間すべき画素(補間画素)を一般的に指すのに対し、図4(B)において、Hは仮補間値にて補間ラインを挿入したフィールドFh内における補間すべき画素を一般的に指す。また、図4(B)において、注目画素Tは、補間画素Hのうちの注目した補間画素(すなわち注目補間画素)であり、この注目画素Tは、補間画素H全てに、逐次割り当てられるものである。但し、注目画素Tの補間画素Hへのこの割り当ては、上述の前段処理により省略されるものも生じてくる。 In FIG. 4, A is a central image region, B 0 to B 6 (often represented by B), C 0 to C 6 (often represented by C) are peripheral image regions, and Fh is a field in which an interpolation line is inserted as a temporary interpolation value. Image H is an interpolation pixel to be interpolated on the interpolation line. In addition, in FIG. 4, the same code | symbol is attached | subjected to the element similar to FIG. 2, and description is abbreviate | omitted. However, in FIG. 4 (A), E generally indicates an actual pixel existing in the input field F, whereas in FIG. 4 (B), an actual pixel existing in the field Fh is generally indicated. Point to. 4A, N is a pixel that does not exist in the input field F and generally indicates a pixel to be interpolated (interpolated pixel), whereas in FIG. 4B, H is temporary. Generally, the pixel to be interpolated in the field Fh in which the interpolation line is inserted by the interpolation value is indicated. Also, in FIG. 4B, the target pixel T is the target interpolation pixel (that is, the target interpolation pixel) of the interpolation pixels H, and this target pixel T is sequentially assigned to all the interpolation pixels H. is there. However, this assignment of the target pixel T to the interpolation pixel H may be omitted by the above-described pre-processing.

画素補間方向検出手段12は、画素領域特定手段23,合計算出手段24,補間方法判定手段25を少なくとも備えるものとする。画素領域特定手段23は、補間対象となる画素(補間したい画素)である注目画素Tに対し、中心画像領域Aと複数の周辺画素領域B,Cとを特定する手段である。ここで特定した画素領域の画素群に基づき補間方向を検出することとなる。なお、本明細書中、特定される画素領域を円形状領域で図示するが、特定される画素領域は円形状の領域にかぎらない。   The pixel interpolation direction detection unit 12 includes at least a pixel area specifying unit 23, a total calculation unit 24, and an interpolation method determination unit 25. The pixel area specifying means 23 is a means for specifying the center image area A and the plurality of peripheral pixel areas B and C with respect to the target pixel T which is a pixel to be interpolated (pixel to be interpolated). The interpolation direction is detected based on the pixel group in the pixel region specified here. In the present specification, the specified pixel region is illustrated as a circular region, but the specified pixel region is not limited to the circular region.

ここで、中心画素領域とは、注目画素Tを中心として、現フィールドFに存在する複数の実画素Eを少なくとも含む画素領域を指し、例えば図4(A)の領域Aを指す。また、同じく図示したように、複数の周辺画素領域とは、注目画素Tから略等距離に円状に配置された、複数の実画素Eを少なくとも含む画素領域を指し、例えば図4(A)の領域B〜B,C〜Cを指す。この複数の周辺画素領域は、それぞれ注目画素Tをその領域に含まないものとする。すなわち、周辺画素領域は、注目画素Tを囲まない領域である。なお、後の説明のために、注目画素ラインLtより上のライン上の画素がメインとなる周辺画素領域を周辺画素領域B、下のライン上の画素がメインとなる周辺画素領域を周辺画素領域Cとして、図示及び説明を行っていることがあるが、周辺画素領域B,C共に中心画素領域Aの周辺画素領域であることに変わりはない。また、円状に配置とは、注目画素Tを中心として略一定角度毎に回転させた位置への配置を意味し、回転させた略等距離の位置には周辺画素領域のうち例えば中心などが配されるようにするとよい。 Here, the central pixel region refers to a pixel region including at least a plurality of real pixels E existing in the current field F with the target pixel T as the center, for example, a region A in FIG. Also, as shown in the figure, the plurality of peripheral pixel regions are pixel regions including at least a plurality of real pixels E arranged in a circle at a substantially equal distance from the target pixel T. For example, FIG. Regions B 0 to B 6 and C 0 to C 6 . Each of the plurality of peripheral pixel regions does not include the target pixel T in the region. That is, the peripheral pixel region is a region that does not surround the target pixel T. For later explanation, the peripheral pixel region B is the peripheral pixel region where the pixels on the line above the target pixel line Lt are main, and the peripheral pixel region where the pixels on the lower line are the main peripheral pixel regions. Although C may be illustrated and described as C, the peripheral pixel regions B and C are both peripheral pixel regions of the central pixel region A. Further, the circular arrangement means an arrangement at a position rotated about a certain angle around the target pixel T, and the center of the surrounding pixel area is located at the rotated substantially equidistant position. It should be arranged.

また、注目画素Tから略等距離とは、1フィールドの映像信号を格子状にサンプリングした実画素E及び補間画素H(又は補間画素N:値なし又は0値)に基づいて、その格子上の距離が略等しいことを指す。例えば、図4(B)においては水平方向,垂直方向に隣り合う実画素E間の距離をそれぞれ1,2とすると、注目画素Tから周辺画素領域B,Cの中心画素又は中心までの距離は、2.00〜3.16であり、この間の距離を略等距離として取り扱うなどすればよい。但し、ここでの略等距離とは、注目画素Tの補間方向を判定する上で実質的に等しい距離である。なお、注目画素Tからの距離としては、注目画素T又は中心画素領域Aの周辺画素領域側の端から周辺画素領域の中心画素領域A側の端までの距離で規定してもよい。   The substantially equidistant from the target pixel T is based on the actual pixel E and the interpolation pixel H (or interpolation pixel N: no value or 0 value) obtained by sampling the video signal of one field in a lattice shape. It means that the distance is substantially equal. For example, in FIG. 4B, if the distances between the real pixels E adjacent in the horizontal direction and the vertical direction are 1 and 2, respectively, the distance from the target pixel T to the central pixel or the center of the peripheral pixel regions B and C is 2.00 to 3.16, and the distance between them may be treated as a substantially equal distance. Here, the substantially equidistant distance is a distance that is substantially equal in determining the interpolation direction of the target pixel T. The distance from the target pixel T may be defined by the distance from the end of the target pixel T or the central pixel region A on the peripheral pixel region side to the end of the peripheral pixel region on the central pixel region A side.

これら画素領域A,B,Cは、画素領域特定手段23において、例えば、図2のごとくインタレース走査の1フィールドの映像信号(入力映像信号)を補間ラインも鑑みて格子状にサンプリングした実画素Eに基づいて、入力した映像信号から各実画素Eに対応する信号を逐次選択することで特定するよう構成してもよい。   These pixel regions A, B, and C are real pixels obtained by sampling one field video signal (input video signal) of interlaced scanning in a lattice shape in consideration of interpolation lines as shown in FIG. Based on E, the signal may be specified by sequentially selecting a signal corresponding to each real pixel E from the input video signal.

また、図4(B)で示すように、中心画素領域Aや周辺画素領域B,Cは、実画素Eのみを含む形態の他に、実画素E及びそれらから予備的に得られた仮の補間値をもつ補間画素Hを含む形態も採用できる。この形態の場合、これら画素領域A,B,Cは、画素領域特定手段23において、例えば、図2のごとくインタレース走査の1フィールドの映像信号(入力映像信号)を補間ラインも鑑みて格子状にサンプリングした実画素Eに基づいて、入力した映像信号から上下画素平均値を算出するなどして求めた補間画素Hとその元となる各実画素Eのうち、各実画素E及び補間画素Hに対応する信号を逐次選択することで特定するよう構成してもよい。   Further, as shown in FIG. 4B, the central pixel area A and the peripheral pixel areas B and C include not only the actual pixel E but also the actual pixel E and the provisional temporarily obtained from them. A form including an interpolation pixel H having an interpolation value can also be adopted. In the case of this embodiment, these pixel areas A, B, and C are arranged in a lattice pattern in the pixel area specifying means 23 in consideration of an interpolation line, for example, as shown in FIG. Among the interpolated pixels H obtained by calculating the average value of the upper and lower pixels from the input video signal based on the real pixels E sampled at the same time, and the real pixels E and the interpolated pixels H among them The signal may be identified by sequentially selecting signals corresponding to the above.

従って、この形態に係る画素補間方向検出手段12にあっては、現フィールドに存在する実画素から所定の補間を行い補間ラインを予め生成する予備的補間手段をさらに備える必要がある。但し、この予備的補間手段としては、後述の画素補間手段13において同様の補間手段を備えるのであればそれを流用すればよい。そして、この形態における画素領域特定手段23では、中心画素領域A及び複数の周辺画素領域B,Cとして、予備的補間手段で補間された補間ライン上の画素も含めて特定する。この場合、重み付けによって補間ライン上の画素(補間画素H)の重みを実画素Eに対する重みより軽くする等、設定しておくことが好ましい。なお、重み付けに関する形態は後述する。   Therefore, the pixel interpolation direction detection unit 12 according to this embodiment needs to further include a preliminary interpolation unit that performs predetermined interpolation from an actual pixel existing in the current field and generates an interpolation line in advance. However, as the preliminary interpolating means, if the same interpolating means is provided in the pixel interpolating means 13 described later, it may be used. The pixel area specifying means 23 in this embodiment specifies the pixels on the interpolation line interpolated by the preliminary interpolation means as the central pixel area A and the plurality of peripheral pixel areas B and C. In this case, it is preferable to set the weight of the pixel (interpolation pixel H) on the interpolation line to be lighter than the weight for the actual pixel E by weighting. In addition, the form regarding weighting is mentioned later.

一方、図4(A)と共に前述した画素領域特定手段23にあっては、中心画素領域Aとして、現フィールドFに存在する複数の実画素Eのみを含む画素領域(注目画素Tを中心)を特定し、複数の周辺画素領域B,Cとして、注目画素Tから略等距離に円状(円周上)に複数配置された、複数の実画素Eのみを含む周辺画素領域B,Cを特定している。勿論、図4(A)で説明したこの画素領域特定手段23の形態においては、仮補間値が入っていない補間画素Nを含ませるように画素領域A,B,Cを特定することだけでなく、後段の合計算出上寄与しない0値をもつ補間画素Nとして含ませるように画素領域A,B,Cを特定することも、実質的に実画素Eのみを含むように画素領域A,B,Cを特定することに該当する。   On the other hand, in the pixel area specifying means 23 described with reference to FIG. 4A, a pixel area (centered on the target pixel T) including only a plurality of real pixels E existing in the current field F is set as the central pixel area A. Identify the peripheral pixel regions B and C that include only a plurality of real pixels E arranged in a circle (on the circumference) at a substantially equal distance from the target pixel T as a plurality of peripheral pixel regions B and C. is doing. Of course, in the form of the pixel area specifying means 23 described with reference to FIG. 4A, not only the pixel areas A, B, and C are specified so as to include the interpolated pixels N that do not include the provisional interpolation value. The pixel regions A, B, and C are specified so as to be included as interpolation pixels N having zero values that do not contribute to the total calculation in the subsequent stage, or the pixel regions A, B, and C include substantially only the actual pixel E. This corresponds to specifying C.

また、図4(A),(B)のいずれで例示する画素領域特定手段23にあっても、複数の周辺画素領域B,Cを、中心画素領域Aと同じ画素数(或いは同じ格子上の広さ)の画素領域として特定するよう構成することが回路構成上好ましい。但し、後述の重み付けを行う際には、重みも加味した上での同じ画素数の画素領域として特定するようにするとよい。   4A and 4B, the plurality of peripheral pixel regions B and C are arranged with the same number of pixels as the central pixel region A (or on the same grid). It is preferable in terms of the circuit configuration that the pixel region is specified as a (wide) pixel region. However, when performing weighting, which will be described later, it may be specified as a pixel region having the same number of pixels in consideration of the weight.

また、周辺画素領域B,Cを特定する際に、特定した中心画素領域Aの周囲に存在する全ての画素を、領域B〜B,C〜Cのいずれかの周辺画素領域にて含むように、画素領域を特定することが好ましい。この形態も、図4(A),(B)のいずれで例示する画素領域特定手段23にあっても適用可能である。この形態にあっては、複数の周辺画素領域B,Cによって中心画素領域Aの周囲が洩れなく囲まれるので、補間方向算出が領域Aだけでなくその周辺の全方向の画素も寄与することを意味し、また、補間方向算出に際し注目画素Tに近い画素を可能な限り用いることができ、これらの結果、補間方向検出及び補間の精度を向上することが可能となる。この形態では、中心画素領域Aの周りに周辺画素領域B,Cが並ぶよう特定しても、或いは中心画素領域Aと周辺画素領域B,Cとは重なりをもつ(重複する画素が存在する)よう特定してもよい。 Further, when the peripheral pixel areas B and C are specified, all the pixels existing around the specified central pixel area A are assigned to any one of the peripheral pixel areas B 0 to B 6 and C 0 to C 6. It is preferable to specify the pixel region so that it is included. This form is also applicable to the pixel region specifying means 23 illustrated in any of FIGS. 4A and 4B. In this embodiment, since the periphery of the central pixel region A is surrounded without omission by the plurality of peripheral pixel regions B and C, the interpolation direction calculation contributes not only to the region A but also the pixels in all directions around it. This means that the pixels close to the target pixel T can be used as much as possible when calculating the interpolation direction, and as a result, the accuracy of the interpolation direction detection and interpolation can be improved. In this embodiment, even if it is specified that the peripheral pixel regions B and C are arranged around the central pixel region A, the central pixel region A and the peripheral pixel regions B and C are overlapped (there are overlapping pixels). You may specify as follows.

また、画素領域特定手段23は、図4(A),(B)で示したように、複数の周辺画素領域B,Cのうちいずれか1又は複数(全ての周辺画素領域である場合も含む)を、中心画素領域Aと一部の画素で重なるよう特定するようにしてもよい。このような重なりを持たせることで、限られた範囲の画素領域で補間方向を判定することが可能となり、結果として重なりをもたせないようにしたものに比べて回路の大規模化を避けることが可能となるだけでなく、より近隣の情報に基づいて補間方向が決定できる。なお、特定する画素領域は、図4で例示するように、例えば、補間する画素分も合わせて3×3画素や3×4画素の領域などとすればよい。   Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, the pixel area specifying unit 23 includes any one or a plurality (all peripheral pixel areas) of the plurality of peripheral pixel areas B and C. ) May be specified so as to overlap the central pixel region A with some pixels. By providing such an overlap, it becomes possible to determine the interpolation direction in a limited range of pixel regions, and as a result, avoiding an increase in the scale of the circuit compared to the case in which no overlap is provided. Not only is this possible, but the interpolation direction can be determined based on more neighboring information. Note that the pixel area to be specified may be, for example, an area of 3 × 3 pixels or 3 × 4 pixels including pixels to be interpolated as illustrated in FIG.

また、画素領域特定手段23は、複数の周辺画素領域B,Cとして、注目画素Tの点対称に位置する2つの周辺画素領域を対として、複数対特定するようにすることが好ましい。ここで、各対の並ぶ方向は、それぞれ注目画素Tを中心に回転させた位置に特定されることとなる。この形態については、図4(A),(B)において、領域Bと領域Cの対、領域Bと領域Cの対、領域Bと領域Cの対、領域Bと領域Cの対、領域Bと領域Cの対として図示している。 In addition, it is preferable that the pixel region specifying unit 23 specifies a plurality of pairs of two peripheral pixel regions B and C, each paired with two peripheral pixel regions positioned symmetrically with respect to the target pixel T. Here, the direction in which each pair is arranged is specified at a position rotated around the target pixel T. 4A and 4B, a pair of region B 0 and region C 0, a pair of region B 1 and region C 1, a pair of region B 2 and region C 2 , and a region B 3 It is illustrated as a pair of region C 3 and a pair of region B 4 and region C 4 .

補間方向の判定において後述するが、補間方向は、この対と中心画素領域とからなるセットがなす方向(或いはその法線方向)で、換言するとこの対の方向(或いはその法線方向)で判定している。従って、画素領域を特定してから注目画素からの方向が一致する画素領域同士で判定してもよいが、画素領域を上述のように予め上述のごとき対単位で特定することが効率的である。補間方向は、このように一直線上に、一対の周辺画素領域と中心画素領域とからなる3つ連なる領域(例えば領域B,A,C)を用い、その方向で判定されることとなるので、このような画素領域特定手段23と後述の合計算出手段24からなるフィルタを、しばしば「円形状フィルタセット」と呼ぶことにする。なお、個々の領域(例えば領域Bや領域A等)を円形状画素領域といい、さらに、この円形状画素領域の特定する画素領域特定手段14と、係数を実画素情報に乗じるなどして合計値を算出する合計算出手段15とを、合わせて「円形状フィルタ」といい、さらに、一直線上に3つの連なる領域(円形状画素領域)を「円形状画素領域セット」という。但し、これらの文言において「円形状」としているが、勿論円形状に限ったものではなく、「円形」や「矩形」などどのような形での領域特定を行ってもよいこと、及び全体でみると円形状であるが実際にはガタガタであってもよいことは、言及するまでもない。 As will be described later in the determination of the interpolation direction, the interpolation direction is determined by the direction (or the normal direction) formed by the set of the pair and the central pixel region, in other words, determined by the pair direction (or the normal direction). is doing. Therefore, after specifying the pixel area, it may be determined between the pixel areas whose directions from the target pixel coincide with each other, but it is efficient to specify the pixel area in pairs as described above as described above. . The interpolation direction is determined in this direction using three consecutive regions (for example, regions B 1 , A, C 1 ) consisting of a pair of peripheral pixel regions and a central pixel region on a straight line. Therefore, such a filter composed of the pixel area specifying means 23 and the total calculating means 24 described later is often referred to as a “circular filter set”. Note that each region (e.g., region B 1 and area A, etc.) is called a circular pixel area, further, the pixel area specifying means 14 for specifying the circular pixel area, such as multiplying the coefficients to real pixel information The total calculation means 15 for calculating the total value is collectively referred to as a “circular filter”, and three consecutive regions (circular pixel regions) on a straight line are referred to as a “circular pixel region set”. However, in these terms, “circular shape” is used, but it is of course not limited to the circular shape, and the area may be specified in any shape such as “circular” or “rectangular”, and the whole Needless to say, the shape is circular but may actually be rattled.

合計算出手段24は、画素領域特定手段23で特定された中心画素領域及び複数の周辺画素領域に含まれる画素(実画素E/実画素E及び補間画素H/実画素E及び0値の補間画素N)の画素情報の合計を、各画素領域毎に算出する手段であり、画素領域特定手段23と併せ、各領域の高周波成分を取り除く円形状フィルタとして機能する。また、領域B,A,Cに係わる円形状フィルタを合わせたものが、「円形状フィルタセット」となる。ここで、画素の画素情報とは、輝度値等の画素値を指す。 The total calculation unit 24 includes pixels (real pixel E / real pixel E and interpolation pixel H / real pixel E and zero-value interpolation pixel) included in the central pixel region and the plurality of peripheral pixel regions specified by the pixel region specifying unit 23. N) is a means for calculating the sum of the pixel information for each pixel area, and functions together with the pixel area specifying means 23 as a circular filter that removes high-frequency components in each area. A combination of the circular filters related to the regions B 1 , A, and C 1 is a “circular filter set”. Here, the pixel information of a pixel refers to a pixel value such as a luminance value.

図5及び図6は、本発明の他の実施形態に係わる画素補間装置の画素補間方向検出装置における合計算出時の重み付け係数の例を説明するための図で、補間画素を合計算出に用いない形態での各方向における重み付け係数の例を示す図である。図5及び図6において、図2及び図4と同様の要素には同じ符号を付して、その説明を省略している。   5 and 6 are diagrams for explaining examples of weighting coefficients at the time of total calculation in the pixel interpolation direction detection apparatus of the pixel interpolation apparatus according to another embodiment of the present invention. Interpolated pixels are not used for total calculation. It is a figure which shows the example of the weighting coefficient in each direction in a form. 5 and 6, the same reference numerals are given to the same elements as those in FIGS. 2 and 4, and descriptions thereof are omitted.

合計算出手段24は、その好適な形態において、画素領域特定手段23で特定された中心画素領域A及び複数の周辺画素領域B,Cの各画素領域毎に、画素領域内の各画素の画素情報に重み付けを行う手段を有するものとする。この手段は、上述した円形状フィルタに該当し、この手段では、周辺画素領域B,Cの注目画素Tに対する方向に応じて、各画素の画素情報に重み付け係数を乗ずるようにすることが好ましい。そして、合計算出手段24は、重み付け後の画素情報の合計を各画素領域毎に算出する。なお、補間画素Hに対しては重み付けを行ってもよいし、補間画素Hを考慮した重み付けフィルタ(円形状フィルタ)を予め用意しておき、補間画素Hの算出を実行しなくても、画素情報の合計を算出すればその仮補間をも考慮した合計値が算出できるよう構成してもよい。   In a preferred form, the total calculation means 24 is configured to obtain pixel information of each pixel in the pixel area for each pixel area of the central pixel area A and the plurality of peripheral pixel areas B and C specified by the pixel area specifying means 23. It is assumed that a means for weighting is provided. This means corresponds to the circular filter described above. In this means, it is preferable that the pixel information of each pixel is multiplied by a weighting coefficient in accordance with the direction of the surrounding pixel regions B and C with respect to the target pixel T. Then, the total calculation unit 24 calculates the sum of the weighted pixel information for each pixel area. Note that the interpolation pixel H may be weighted, or a weighting filter (circular filter) considering the interpolation pixel H is prepared in advance, and the calculation of the interpolation pixel H is not performed. If the sum of the information is calculated, a total value may be calculated in consideration of the provisional interpolation.

検出する補間方向及び各方向の重み付けの係数の例を、水平方向に近い方向を細かく且つ垂直方向に近い方向を粗く規定した各補間方向に対し、注目画素Tを中心として右回りに0番〜11番方向として、図5及び図6に例示している。ここで、11番方向は水平方向、5番方向は垂直方向となり、また、10番方向,9番方向,8番方向,7番方向,6番方向は、それぞれ0番方向,1番方向,2番方向,3番方向,4番方向と、注目画素Tを通る垂直線に関して対称の方向でとなる。また、2番方向、8番方向は、それぞれ1番と3番、7番と9番の方向の差が少ないため検出する補間方向として取り入れておらず、図示も省略しているが、2番,8番方向も検出する補間方向として組み込んでもよい。また、検出する補間方向は、所定の角度毎での回転させた方向としてもよく、例えば、注目画素Tを中心として右回りに略15度毎の方向を0番〜11番方向とするなどが挙げられるが、上述のごとくそのうち補間方向判定に余り寄与しないような方向を特定しないようにしてもよい。   Examples of the interpolation direction to be detected and the weighting coefficient for each direction are 0 to the clockwise around the target pixel T with respect to each interpolation direction in which the direction close to the horizontal direction is defined finely and the direction close to the vertical direction is roughly defined. The 11th direction is illustrated in FIGS. 5 and 6. Here, the 11th direction is the horizontal direction, the 5th direction is the vertical direction, and the 10th direction, 9th direction, 8th direction, 7th direction, and 6th direction are the 0th direction, 1st direction, The second direction, the third direction, and the fourth direction are symmetric with respect to a vertical line passing through the target pixel T. Further, the 2nd direction and the 8th direction are not taken as interpolation directions to be detected because the difference between the 1st and 3rd directions and the 7th and 9th directions are small, and the illustration is omitted. , 8 may be incorporated as an interpolation direction for detecting the direction. Further, the direction of interpolation to be detected may be a direction rotated by a predetermined angle. For example, the direction of about 15 degrees clockwise around the target pixel T is set to the 0th to 11th directions. Although mentioned above, you may make it not specify the direction which does not contribute much to interpolation direction determination among them as mentioned above.

なお、ここでの1〜11番方向などの方向は、補間方向の決定後に実行される後述する補間値作成に際し、使用する補間元の実画素の位置に対応させることが好ましい。すなわち、ここで説明する1〜11番方向とは、最終的に補間値を作成する補間元の実画素の方向に対応させることが好ましく、補間元の実画素が複数ペアある場合には、その中間の位置に基づいた方向に対応させることが好ましい。この補間元の実画素については、図8で後述するが、図5及び図6の例では、注目画素Tから図8の補間元の実画素への方向に対応した方向を判定する補間方向として採用している。   Here, the directions such as the first to eleventh directions are preferably made to correspond to the positions of the actual pixels of the interpolation source to be used in the later-described interpolation value creation executed after the interpolation direction is determined. That is, the directions 1 to 11 described here preferably correspond to the direction of the real pixel of the interpolation source that finally creates the interpolation value. When there are a plurality of pairs of real pixels of the interpolation source, It is preferable to correspond to the direction based on the intermediate position. The real pixel of this interpolation source will be described later with reference to FIG. 8, but in the examples of FIGS. 5 and 6, as the interpolation direction for determining the direction corresponding to the direction from the target pixel T to the real pixel of the interpolation source of FIG. Adopted.

図5及び図6には、周辺画素領域Bとしての0,1,9,10番方向の領域B,B,B,B10、及び周辺画素領域Cとしての0,1,9,10番方向の領域C,C,C,C10を、実画素Eと補間画素Nも合わせて水平方向3画素×垂直方向5画素(合計される画素は水平方向の3実画素E×垂直方向の3実画素E)とした例を示している。また、その他の方向の領域は、実画素Eと補間画素Nも合わせて水平方向3画素×垂直方向3画素(合計される画素は水平方向の3実画素E×垂直方向の2実画素E)としている。図5(A)には、中心画素領域A及び0番方向の周辺画素領域B,Cの例として、各領域毎に中心の実画素ほど大きい重み付け係数となるよう、各原画素に重み付け係数を割り当てた例を示している。同様に、図5(B)は1番方向、図5(C)は3番方向、図5(D)は4番方向、図5(E)は5番方向、図5(F)は11番方向、図6(A)は10番方向、図6(B)は9番方向、図6(C)は7番方向、図6(D)は6番方向の周辺画素領域に、それぞれ対応する重み付け係数の例を示している。 5 and 6, the areas B 0 , B 1 , B 9 , B 10 in the 0th , 1st , 9th , 10th directions as the peripheral pixel area B and 0 , 1 , 9 , 9 as the peripheral pixel area C are shown. The region C 0 , C 1 , C 9 , C 10 in the tenth direction is composed of 3 pixels in the horizontal direction and 5 pixels in the vertical direction, including the actual pixel E and the interpolation pixel N (the total number of pixels is 3 actual pixels E in the horizontal direction). X shows an example of three real pixels E) in the vertical direction. In the other direction area, the actual pixel E and the interpolated pixel N are combined to be 3 pixels in the horizontal direction × 3 pixels in the vertical direction (the total pixels are 3 actual pixels E in the horizontal direction × 2 actual pixels E in the vertical direction). It is said. In FIG. 5A, as an example of the central pixel area A and the peripheral pixel areas B 0 and C 0 in the 0th direction, each original pixel is weighted so that the center actual pixel becomes a larger weighting coefficient for each area. An example in which coefficients are assigned is shown. Similarly, FIG. 5B is the first direction, FIG. 5C is the third direction, FIG. 5D is the fourth direction, FIG. 5E is the fifth direction, and FIG. 6 (A) corresponds to the 10th direction, FIG. 6 (B) corresponds to the 9th direction, FIG. 6 (C) corresponds to the 7th direction, and FIG. 6 (D) corresponds to the 6th direction. The example of the weighting coefficient to perform is shown.

〔補間方向判定処理〕
補間方向判定手段25は、合計算出手段24で算出された各画素領域毎の合計、及び合計がなされた各画素領域の位置関係に基づいて、相関の最も強い方向を検出し、検出した方向を補間方向として判定する手段である。換言すると、補間方向判定手段25では、合計算出手段24で算出された合計に基づいて、それら合計がなされた中心画素領域及び各周辺画素領域の並ぶ方向のうち、相関の最も強い方向を補間方向として判定する。このように、補間方向判定手段25では、円形状フィルタ結果より相関の高い補間方向を判断する。
[Interpolation direction judgment processing]
The interpolation direction determination means 25 detects the direction with the strongest correlation based on the total for each pixel area calculated by the total calculation means 24 and the positional relationship of each pixel area where the total is made, and the detected direction is determined. It is a means to determine as an interpolation direction. In other words, the interpolation direction determination unit 25 determines, based on the total calculated by the total calculation unit 24, the direction with the strongest correlation among the directions in which the central pixel area and the peripheral pixel areas are summed. Judge as. As described above, the interpolation direction determination unit 25 determines an interpolation direction having a higher correlation than the circular filter result.

まず、画素特徴判定手段11を備える形態にあっては、補間方向判定手段25は、画素特徴判定手段11の判定結果に基づいて、所定の特徴をもつ注目画素に対しては画素領域を特定せず合計も算出せずに、補間方向がないと判定する。補間方向がないと判定された場合には、後述の補間値算出手段27で、予め定められた補間元の実画素から補間値を算出し、補間手段29にて補間するようにするとよい。このように、補間方向を決定せず、それ以外の絵柄である注目画素に対してのみここで説明する方法で補間方向の決定を行う。予め、画像の特徴を抽出して判定しておくことで、補間の精度を向上することが可能となる。   First, in the embodiment including the pixel feature determination unit 11, the interpolation direction determination unit 25 specifies a pixel region for a target pixel having a predetermined feature based on the determination result of the pixel feature determination unit 11. It is determined that there is no interpolation direction without calculating the total. When it is determined that there is no interpolation direction, an interpolation value calculation unit 27 (to be described later) may calculate an interpolation value from a real pixel that is determined in advance, and the interpolation unit 29 may perform interpolation. In this way, the interpolation direction is not determined, and the interpolation direction is determined by the method described here only for the target pixel that has a different pattern. It is possible to improve the accuracy of interpolation by extracting and determining image features in advance.

特に、画素特徴判定手段11が、注目画素が複雑な絵柄,縦線絵柄,フラット絵柄,角の絵柄いずれの特徴に該当するかを、周辺の実画素の特徴から判定する手段である形態にあっては、補間方向判定手段25は、画素特徴判定手段11の判定結果に基づいて、複雑な絵柄,縦線絵柄,フラット絵柄,角の絵柄のいずれかの一部の画素である注目画素に対しては画素領域を特定せず合計も算出せずに、補間方向がないと判定する。補間方向がないと判定された場合には、後述の補間値算出手段27で、各絵柄に対して予め定められた所定の手段でフィールド内の実画素の画素情報から補間値を算出(例えば補間元の実画素から補間値を算出)し、補間手段29にて補間するようにするとよい。それ以外の絵柄である注目画素に対してのみ、ここで説明する方法で補間方向の決定を行う。ここで、それ以外の絵柄である注目画素に対しては、上述の所定の手段以外の手段でフィールド内の実画素の画素情報から補間値を算出するようにするとよく、注目画素の画素情報の上下画素平均値,上画素値,下画素値以外の補間値で補間するようにすることが好ましい。予め、画像の特徴を抽出して判定しておくことで、補間の精度を向上することが可能となる。ここで、各絵柄に対して予め定められた所定の補間元とは、最も簡易な決め方として、これら全ての絵柄に対して、垂直方向の実画素とし、最終的に上下画素平均値で補間するようにしてもよい。また、好ましい所定の補間元の実画素としては、垂直方向とは異なる上方向という方向にある実画素、全方向という方向にある実画素などを用意しておき、複雑な絵柄と判定された場合には上方向にある実画素として、上ラインと同じ画素値(輝度)とするようにし、フラット絵柄と判定された場合には全方向にある実画素として、周囲数画素の平均値とするようにし、角の絵柄と判定された場合には垂直方向にある実画素として、上下画素平均値とするようにするとよい。   In particular, the pixel feature determination means 11 is a means for determining from the characteristics of the surrounding real pixels whether the pixel of interest corresponds to a complicated picture, vertical line picture, flat picture, or corner picture feature. Thus, the interpolation direction determination unit 25 applies a pixel of interest that is a partial pixel of any one of a complex pattern, a vertical line pattern, a flat pattern, and a corner pattern based on the determination result of the pixel feature determination unit 11. Therefore, it is determined that there is no interpolation direction without specifying the pixel region and calculating the total. When it is determined that there is no interpolation direction, an interpolation value calculation unit 27 (to be described later) calculates an interpolation value from pixel information of actual pixels in the field by a predetermined unit predetermined for each picture (for example, interpolation) An interpolation value is calculated from the original real pixel), and the interpolation means 29 may perform the interpolation. The interpolation direction is determined by the method described here only for the target pixel that has a different pattern. Here, with respect to the pixel of interest which is a picture other than that, it is preferable to calculate an interpolation value from the pixel information of the actual pixel in the field by means other than the predetermined means described above. It is preferable to interpolate with interpolation values other than the upper and lower pixel average values, the upper pixel value, and the lower pixel value. It is possible to improve the accuracy of interpolation by extracting and determining image features in advance. Here, the predetermined interpolation source determined in advance for each picture is, as the simplest method of determination, the actual pixels in the vertical direction for all these pictures, and finally interpolating with the upper and lower pixel average values. You may do it. In addition, as actual pixels that are preferable predetermined interpolation sources, real pixels in the upward direction different from the vertical direction, real pixels in the direction of all directions, etc. are prepared, and it is determined that the picture is complicated For the actual pixel in the upper direction, the same pixel value (brightness) as the upper line is set, and when it is determined to be a flat picture, the average value of the surrounding pixels is set as the actual pixel in all directions. When the corner pattern is determined, the upper and lower pixel average values may be used as the actual pixels in the vertical direction.

次に、図7を参照して、補間方向判定手段25における処理を詳細に説明する。図7において、絵柄をハッチングして示し、図2及び図4と同様の要素には同じ符号を付して、その説明を省略している。   Next, the processing in the interpolation direction determination unit 25 will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 7, the pattern is hatched, and the same reference numerals are given to the same elements as those in FIGS. 2 and 4 and the description thereof is omitted.

図7は、本発明の他の実施形態に係わる画素補間装置における画素補間方向検出装置での補間方向判定処理を説明するための図で、白地に右斜め上に向いた黒線(色線)の絵柄が在る場合に円形状フィルタセットをかけたものを示す図である。   FIG. 7 is a diagram for explaining interpolation direction determination processing in a pixel interpolation direction detection device in a pixel interpolation device according to another embodiment of the present invention, and a black line (color line) facing diagonally right upward on a white background. It is a figure which shows what applied the circular filter set when there exists a pattern of.

本実施形態における補間方向判定手段25は、合計算出手段24により算出された中心画素領域Aに対する合計と各周辺画素領域B,Cに対する合計との差分をとり、それらの絶対値を算出する手段を有する。すなわち、注目画素Tを含む領域Aの円形状フィルタ結果と、これに円状に配置された複数領域B,Cの円形状フィルタ結果との差分の絶対値を求める。ここでの各周辺画素領域B,Cとは画素領域特定手段23で特定された全ての領域を指し、図7では、領域B,B,B,B,B(それぞれ0番方向,3番方向,5番方向,7番方向,10番方向に相当)と、領域C,C,C,C,C(それぞれ0番方向,3番方向,5番方向,7番方向,10番方向に相当)と、が該当する。そして、算出される合計差分絶対値は、領域の名称でその値を説明すると、|A−B|,|A−B|,|A−B|,|A−B|,|A−B|,|A−C|,|A−C|,|A−C|,|A−C|,|A−C|となる。 The interpolation direction determining means 25 in this embodiment is a means for calculating the absolute value of the difference between the total for the central pixel area A calculated by the total calculation means 24 and the total for each of the surrounding pixel areas B and C. Have. That is, the absolute value of the difference between the circular filter result of the region A including the target pixel T and the circular filter results of the plurality of regions B and C arranged in a circle is obtained. Here, the peripheral pixel areas B and C indicate all areas specified by the pixel area specifying means 23, and in FIG. 7, areas B 0 , B 1 , B 2 , B 3 , B 4 (each 0th) Direction, 3rd direction, 5th direction, 7th direction, 10th direction) and areas C 0 , C 1 , C 2 , C 3 , C 4 (0th direction, 3rd direction, 5th direction respectively) , 7th direction, and 10th direction). Then, the calculated total difference absolute value will be described by the name of the area. | A-B 0 |, | A-B 1 |, | A-B 2 |, | A-B 3 |, | A−B 4 |, | A−C 0 |, | A−C 1 |, | A−C 2 |, | A−C 3 |, and | A−C 4 |.

本実施形態における補間方向判定手段25は、さらに、注目画素Tの点対称に位置する周辺画素領域同士に係わる差分の絶対値を加算する手段も有するものとする。図7の例では、D=|A−B|+|A−C|を、n=0,1,2,3,4に対してそれぞれ求めることとなる。そして、補間方向判定手段25は、加算した値Dのうち最小値を選択する手段(セレクタ等)と、選択された最小値をもつ方向を相関の最も強い方向として検出し、検出した方向を補間方向として判定する手段と、を有する。この形態にあっては、3つ円形状フィルタの関係D=|A−B|+|A−C|、すなわちDの円形状フィルタセットにより、その最小値方向を斜め相関方向として検出する。 The interpolation direction determination means 25 in this embodiment further includes means for adding the absolute values of differences relating to peripheral pixel areas located symmetrically with respect to the target pixel T. In the example of FIG. 7, D n = | A−B n | + | A−C n | is obtained for n = 0, 1, 2, 3, and 4, respectively. Then, the interpolation direction determination means 25 detects a direction (selector or the like) that selects the minimum value among the added values D n and a direction having the selected minimum value as the direction having the strongest correlation, and the detected direction is detected. And a means for determining as an interpolation direction. In this configuration, the relationship between the three circular filters D n = | A−B n | + | A−C n |, that is, the minimum value direction is set as the diagonal correlation direction by the circular filter set of D n. To detect.

図7のように、3つの円形状画素領域のセット(B,A,C)が斜め線上にのっていると、3つの円形状フィルタ結果(円形状フィルタの係数を輝度に乗じたものの合計値)の差異は小さく、対して斜め線に直交する3つの円形状フィルタ(B,A,C又はB,A,C)の差異は大きい。この場合、D=|A−B|+|A−C|は小さい値となり、D=|A−B|+|A−C|及びD=|A−B|+|A−C|は大きい値となる。これより、補間画素Tを中心に点対称に位置する3つの円形状フィルタの差異D=|A−B|+|A−C|の小さい方向が、相関の強い方向があると謂える。 As shown in FIG. 7, when a set of three circular pixel regions (B 3 , A, C 3 ) is on the diagonal line, three circular filter results (the luminance of the circular filter coefficient is multiplied by the luminance). The difference between the three circular filters (B 1 , A, C 1 or B 0 , A, C 0 ) orthogonal to the diagonal line is large. In this case, D 3 = | A−B 3 | + | A−C 3 | becomes a small value, and D 0 = | A−B 0 | + | A−C 0 | and D 1 = | A−B 1 | + | A−C 1 | is a large value. Thus, if the direction of the small difference D n = | A−B n | + | A−C n | between the three circular filters positioned symmetrically with respect to the interpolation pixel T is a direction having a strong correlation, it is so-called. Yeah.

〔補間方向補正処理〕
上述のごときいずれかの補間方向判定手段25によって判定された注目画素毎の補間方向は、そのまま補間方向として決定してもよいが、補間方向をより正確に決定するために、判定された補間方向を補正することが好ましい。この補正は補間方向補正手段26により実行される。
[Interpolation direction correction processing]
The interpolation direction for each pixel of interest determined by any of the interpolation direction determination means 25 as described above may be determined as the interpolation direction as it is, but in order to determine the interpolation direction more accurately, the determined interpolation direction Is preferably corrected. This correction is performed by the interpolation direction correction means 26.

補間方向補正手段26は、補間方向判定手段25で判定された各注目画素の補間方向を補正する手段であり、この手段では、注目画素(注目画素Taとする)の補間方向を補正するに際し、注目画素Taの補間方向の情報と、注目画素Taの近隣に位置する他の1又は複数の注目画素の補間方向の情報とに基づいて補正を行う。ここで、注目画素Taの近隣に位置する他の1又は複数の注目画素とは、例えば、注目画素Taの水平方向に隣接する2つの注目画素を意味する。補間方向補正手段26のより好適な例は、実施例にて後述するが、例えば、補間方向の情報として方向を番号付けしておき(例えば上述の1番方向,2番方向,...等)、その番号の値を平均化するなどして補正後の補間方向を求めるとよい。   The interpolation direction correction unit 26 is a unit that corrects the interpolation direction of each target pixel determined by the interpolation direction determination unit 25. In this unit, when correcting the interpolation direction of the target pixel (referred to as the target pixel Ta), Correction is performed based on the information on the interpolation direction of the target pixel Ta and the information on the interpolation direction of one or more other target pixels located in the vicinity of the target pixel Ta. Here, the other one or more target pixels located in the vicinity of the target pixel Ta means, for example, two target pixels adjacent to the target pixel Ta in the horizontal direction. A more preferable example of the interpolation direction correcting means 26 will be described later in the embodiment. For example, the direction is numbered as information on the interpolation direction (for example, the first direction, the second direction,. It is preferable to obtain the corrected interpolation direction by averaging the values of the numbers.

<<後段処理(補間処理・補間チェック処理)>>
〔補間処理〕
次に、後段処理として、補間処理を中心に説明する。ここで説明する画素補間装置は、図1のフィールド内補間装置3に該当するが、少なくとも図1乃至図7で前述した各実施形態に係る画素特徴判定装置(画素特徴判定手段11)のいずれかを備えるものとし、好ましくは同じく前述した画素補間方向検出装置(画素補間方向検出手段12)も備えるものとする。この画素補間装置(フィールド内補間装置3)は、補間信号を生成することから補間信号生成装置とも謂え、以下に説明するいずれかの画素補間手段13を備える。
<< Back-end processing (interpolation processing / interpolation check processing) >>
[Interpolation processing]
Next, interpolation processing will be mainly described as subsequent processing. The pixel interpolating apparatus described here corresponds to the intra-field interpolating apparatus 3 in FIG. 1, but at least one of the pixel feature determining apparatuses (pixel feature determining means 11) according to each embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 7. Preferably, the pixel interpolation direction detection device (pixel interpolation direction detection means 12) described above is also provided. Since this pixel interpolation device (intra-field interpolation device 3) generates an interpolation signal, it is also called an interpolation signal generation device, and includes any pixel interpolation means 13 described below.

画素補間手段13は、前述したように、補間値生成手段(補間値算出手段ともいう)18及び補間手段29を少なくとも備えるものとする。補間値算出手段27は、画素特徴判定手段11で判定された各注目画素の特徴判定結果に基づいて、各注目画素をその特徴に合った補間値をフィールド内の実画素から算出する手段である。また、補間手段29は、補間値算出手段27で算出された補間値で各注目画素を補間する手段である。   As described above, the pixel interpolation unit 13 includes at least an interpolation value generation unit (also referred to as an interpolation value calculation unit) 18 and an interpolation unit 29. The interpolation value calculation unit 27 is a unit that calculates an interpolation value that matches each feature pixel from the actual pixel in the field based on the feature determination result of each pixel of interest determined by the pixel feature determination unit 11. . The interpolation unit 29 is a unit that interpolates each pixel of interest with the interpolation value calculated by the interpolation value calculation unit 27.

特に、補間値算出手段27では、画素特徴判定手段11において複雑な絵柄,縦線絵柄,フラット絵柄,角の絵柄のいずれかの一部の画素であると判定された注目画素に対し、その注目画素の画素情報の上下画素平均値を補間値として算出し、画素特徴判定手段11においてそれ以外の絵柄であると判定された注目画素に対し、その注目画素の画素情報の上下画素平均値以外の補間値をフィールド内の実画素から算出するよう構成することが好ましい。   In particular, the interpolation value calculation unit 27 focuses attention on a pixel of interest that has been determined by the pixel feature determination unit 11 to be a partial pixel of any one of a complex picture, a vertical line picture, a flat picture, and a corner picture. An upper and lower pixel average value of pixel information of a pixel is calculated as an interpolation value, and a pixel other than the upper and lower pixel average values of the pixel information of the target pixel is determined for the target pixel determined to be a picture other than that by the pixel feature determination unit 11. It is preferable that the interpolation value is calculated from the actual pixels in the field.

また、フィールド内補間装置3が、画素補間方向検出手段12を備える形態にあっては、補間値算出手段27では、各注目画素に対し、画素補間方向検出手段12で判定或いは判定後の補正によって検出・決定された補間方向に基づいて(円形状フィルタセットに拘わらない)、その補間方向上の実画素から補間値を算出するようにする。補間方向上の実画素の決定には様々な方法があり、その例を後述する。また、補間値の作成も、一律に補間元の画素情報の平均値を算出することで求めればよいが、特に3画素以上の実画素の画素情報を用いて補間値を作成する際には、重み付けを行うなど、適宜工夫を行ってもよい。補間手段29は、補間値算出手段27で算出された補間値で各注目画素を補間する。補間手段29は、実際には各注目画素の補間値に基づき、補間後の信号(補間信号)を生成する。   Further, when the intra-field interpolation device 3 includes the pixel interpolation direction detection unit 12, the interpolation value calculation unit 27 determines whether each pixel of interest is determined by the pixel interpolation direction detection unit 12 or corrected after the determination. Based on the detected and determined interpolation direction (regardless of the circular filter set), an interpolation value is calculated from the actual pixels in the interpolation direction. There are various methods for determining actual pixels in the interpolation direction, examples of which will be described later. In addition, the creation of the interpolation value may be obtained by uniformly calculating the average value of the pixel information of the interpolation source, but particularly when creating the interpolation value using pixel information of three or more actual pixels, You may devise suitably, such as performing weighting. The interpolation unit 29 interpolates each pixel of interest with the interpolation value calculated by the interpolation value calculation unit 27. The interpolation means 29 actually generates a post-interpolation signal (interpolation signal) based on the interpolation value of each pixel of interest.

〔補間方向上の実画素の決定処理〕
図8は、図1のフィールド内補間装置における補間処理を説明するための模式図で、図8(A)〜(F),(G)〜(K),(L)は、それぞれ補間方向が0番〜5番,10番〜6番,11番の方向であると判定されたときに補間に用いる実画素の一例を説明するための図である。図8において、Gは補間元の実画素(補間に用いる実画素)であり、その他、図2と同等の要素は同じ符号で表し、その説明を省略している。
[Determination of actual pixels in the interpolation direction]
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the interpolation processing in the intra-field interpolation apparatus of FIG. 1, and FIGS. 8 (A) to (F), (G) to (K), and (L) each have an interpolation direction. It is a figure for demonstrating an example of the real pixel used for interpolation when it determines with it being the direction of 0th-5th, 10th-6th, and 11th. In FIG. 8, G is an actual pixel that is an interpolation source (actual pixel used for interpolation), and other elements equivalent to those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

補間方向上の実画素は、一番簡単な方法として、各補間方向に対応する、注目画素Tに対する実画素の位置を、予め定めておくことで決定する。例えば、図8(A)に示すように、補間方向が0番方向である判定されたときには、注目画素Tに対し左に3,上に1離れたものと右に3,下に1離れたものとの1組の実画素Gを、補間元の画素として決定する。同様に、図8(B)に示すように、補間方向が1番方向である判定されたときには、注目画素Tに対し左に2,上に1離れたものと右に2,下に1離れたものとの1組の実画素Gを、補間元の画素として決定する。また、図8(C)に示すように、補間方向が2番方向である判定されたときには、注目画素Tに対し左に2,上に1離れたものと右に2,下に1離れたものとの1組の実画素Gと、左に1,上に1離れたものと右に1,下に1離れたものとの1組の実画素Gとを、補間元の画素として決定する。同様にして、補間方向が3,4,5,6,7,8,9,10,11番方向と判定されたときには、それぞれ図8(D),(E),(F),(K),(J),(I),(H),(G),(L)で示す位置の実画素Gを、補間元の画素として決定する。なお、11番方向と判定された場合には、基本的に注目画素Tの11番方向の実画素は存在しないので、図8(L)で例示するように、例えば注目画素Tの上ラインLeua及び下ラインLedaの各3つの実画素Gを、補間元の画素として決定するとよい。   The actual pixel in the interpolation direction is determined by predetermining the position of the actual pixel with respect to the target pixel T corresponding to each interpolation direction as the simplest method. For example, as shown in FIG. 8A, when it is determined that the interpolation direction is the 0th direction, the pixel T of interest is 3 left on the left and 3 up on the right, and 3 on the right and 1 on the bottom. One set of real pixels G with the one is determined as the interpolation source pixel. Similarly, as shown in FIG. 8B, when it is determined that the interpolation direction is the first direction, the pixel T of interest is 2 to the left and 2 to the left and 2 to the right and 2 to the bottom. One set of real pixels G with the pixel is determined as an interpolation source pixel. Further, as shown in FIG. 8C, when it is determined that the interpolation direction is the second direction, the pixel T of interest is separated by 2 to the left and 1 to the left, and to the right by 2 and to the bottom by 1 A set of real pixels G and a set of real pixels G, one left and one up, and one right and one down are determined as interpolation source pixels. . Similarly, when it is determined that the interpolation direction is the third, fourth, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, tenth, or eleventh direction, FIGS. 8D, 8E, 8F, and 8K are used. , (J), (I), (H), (G), and (L), the actual pixel G at the position shown is determined as an interpolation source pixel. If it is determined that the direction is the 11th direction, there is basically no actual pixel in the 11th direction of the target pixel T. Therefore, for example, as illustrated in FIG. In addition, each of the three real pixels G in the lower line Leda may be determined as an interpolation source pixel.

また、補間値算出手段27は、画素補間方向検出手段12で検出された補間方向に基づいて、その補間方向上に特定された画素領域の中の実画素から補間値を算出するようにしてもよい。   Further, the interpolation value calculation means 27 may calculate the interpolation value from the actual pixels in the pixel area specified in the interpolation direction based on the interpolation direction detected by the pixel interpolation direction detection means 12. Good.

〔補間チェック処理〕
図9は、図1のフィールド内補間装置における補間値チェック処理を説明するための模式図である。図9において、図2と同様の要素には同じ符号を付して、その説明を省略している。
[Interpolation check processing]
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining an interpolation value check process in the intra-field interpolation apparatus of FIG. In FIG. 9, the same elements as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

画素補間手段13は、補間値算出手段27で算出した補間値が妥当か否かを判定する補間値判定手段28を、さらに備え、補間の精度を向上させることが好ましい。補間値判定手段28は、補間値算出手段27で算出した補間値をチェックすることから補間値チェック手段とも謂える。   It is preferable that the pixel interpolation unit 13 further includes an interpolation value determination unit 28 that determines whether or not the interpolation value calculated by the interpolation value calculation unit 27 is appropriate, thereby improving the interpolation accuracy. The interpolation value determination means 28 is also called an interpolation value check means because it checks the interpolation value calculated by the interpolation value calculation means 27.

補間値判定手段28は、補間値算出手段27で算出された補間値と、注目画素Tの上下画素平均値との差分値を算出する手段を有するものとする。補間値算出手段27で算出された補間値とは、図9の例では、注目画素Tから引かれた斜め方向の矢印の先にある一対の実画素Eからの補間値(例えば平均値)を指す。さらに、補間値判定手段28は、そこで算出した差分値が所定の閾値より大きい場合に、その補間値を妥当な値(正しい値)ではないと判定する手段を有するものとする。そして、補間手段29は、補間値判定手段28で妥当な値でないと判定された注目画素に対し、補間値算出手段27で算出された補間値ではなく、その注目画素の上下画素平均値を補間値として(置換し)補間する。ここで、上下画素平均値の代わりに、注目画素の上の実画素の値又は下の実画素の値を、補間値として補間するようにしてもよい。   The interpolation value determination means 28 includes means for calculating a difference value between the interpolation value calculated by the interpolation value calculation means 27 and the upper and lower pixel average values of the target pixel T. In the example of FIG. 9, the interpolation value calculated by the interpolation value calculation unit 27 is an interpolation value (for example, an average value) from a pair of real pixels E at the tip of an oblique arrow drawn from the target pixel T. Point to. Further, the interpolation value determination means 28 has means for determining that the interpolation value is not an appropriate value (correct value) when the calculated difference value is larger than a predetermined threshold value. Then, the interpolation unit 29 interpolates the upper and lower pixel average values of the target pixel, not the interpolation value calculated by the interpolation value calculation unit 27, for the target pixel determined to be invalid by the interpolation value determination unit 28. Interpolate as a value (replace). Here, instead of the upper and lower pixel average values, the value of the actual pixel above or below the target pixel may be interpolated as an interpolation value.

また、補間値判定手段28は、補間値算出手段27で算出された補間値が、注目画素Tの上の実画素の画素情報と下の実画素の画素情報との間にない場合に、その補間値を妥当な値ではないと判定する手段、を有するようにしてもよい。さらに、補間値判定手段28は、補間値算出手段27で算出される補間値に対し、補間元の実画素(例えば図8の実画素G)間の差分値を算出する手段と、そこで算出した差分値が所定の閾値より大きい場合に、その補間値を妥当な値ではないと判定する手段と、を有するようにしてもよい。これら3つの形態は、組み合わせることでより正確なチェックが可能となる。   Further, the interpolation value determination means 28, when the interpolation value calculated by the interpolation value calculation means 27 is not between the pixel information of the real pixel above the target pixel T and the pixel information of the real pixel below, Means for determining that the interpolation value is not a valid value may be included. Further, the interpolation value determination means 28 calculates the difference value between the interpolation source actual pixels (for example, the actual pixel G in FIG. 8) with respect to the interpolation value calculated by the interpolation value calculation means 27, and the calculation is performed there. Means for determining that the interpolation value is not a valid value when the difference value is greater than a predetermined threshold value. By combining these three forms, a more accurate check can be performed.

<映像信号処理>
次に、図1の全体で例示する映像信号処理装置について簡単に説明する。この映像信号処理装置は、動いていないと判定された画素(以下「静止画素」という)と動いていると判定された画素(以下「動画素」という)とを判定し区別する静止画素/動画素判定装置1と、主として対となるフィールド間で補間を行うフレーム内補間装置2と、上述のごときフレーム内補間装置3とを備える。この映像信号処理装置は、上述の各実施形態に係る画素補間装置のいずれかをその構成要素として含むものとする。
<Video signal processing>
Next, the video signal processing apparatus exemplified in FIG. 1 as a whole will be briefly described. This video signal processing apparatus determines and distinguishes a pixel determined to be non-moving (hereinafter referred to as “still pixel”) and a pixel determined to be moving (hereinafter referred to as “moving pixel”). The apparatus includes a prime determination apparatus 1, an intra-frame interpolation apparatus 2 that mainly performs interpolation between a pair of fields, and an intra-frame interpolation apparatus 3 as described above. This video signal processing device includes any one of the pixel interpolation devices according to the above-described embodiments as its constituent elements.

この映像信号処理装置は、一般的な動き検出つきIP変換を本発明の特徴部分に適用したものであり、インタレース走査の映像信号が静止画素/動画素判定装置1において静止画素と動画素のいずれに該当するかを判定し、インタレース走査の映像信号のうち静止画素の信号をフレーム内補間装置2でフレーム内補間し、インタレース走査の映像信号のうち動画素の信号をフィールド内補間装置3で補間して、インタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する。このように、字幕や背景のように動いていない部分はフィールド間補間(=フレーム内補間)をし、動いているものは本発明の特徴部分であるフィールド内補間を行う。また、その動き検出は、前フィールドとの差分値の大きさで、動いているか動いていないかを判定するなど、基本的に各画素ごとの静止画素/動画素の判定が行えればよい。なお、静止画素/動画素判定装置1では、動き検出に基づいて、動画信号であっても静止画素に相当する部分をフレーム内補間装置2へ、動画素部分をフィールド内補間装置3へ、それぞれ伝送するようにすればよく、その場合には、出力装置等へ出力する際に合成して出力映像信号を生成するとよい。   This video signal processing apparatus applies general IP conversion with motion detection to the characteristic part of the present invention, and an interlaced scanning video signal is generated between a still pixel and a moving pixel in the still pixel / moving pixel determination apparatus 1. The interlaced video signal is inter-frame interpolated by the intra-frame interpolating device 2 and the inter-scanned video signal is converted into the moving pixel signal by the intra-field interpolating device. The interlace scanning video signal is converted into a progressive scanning video signal by interpolating in step 3. In this way, inter-field interpolation (= intra-frame interpolation) is performed on non-moving parts such as subtitles and backgrounds, and intra-field interpolation which is a characteristic part of the present invention is performed on moving parts. In addition, the motion detection basically needs to be able to determine a still pixel / moving pixel for each pixel, such as determining whether it is moving or not based on the magnitude of the difference value from the previous field. Note that the still pixel / moving pixel determination device 1 is configured to detect a portion corresponding to a still pixel even in a moving image signal to the intra-frame interpolation device 2 and a moving pixel portion to the intra-field interpolation device 3 based on motion detection. In this case, the output video signal may be generated by being combined when output to an output device or the like.

<フィールド内補間装置の実施例>
図10は、図1におけるフィールド内補間装置の回路構成例を示すブロック図で、図中、31はブロック領域合成回路、32は方向決定回路、33,34は遅延器(D)、35は方向LPF(方向ローパスフィルタ)、36は補間値作成回路、37は補間値選択回路(SEL)、38はミス判定回路、39は水平方向画素減算器、40は水平方向複雑さ判定回路、41は垂直方向画素減算器、42は複雑判定回路、43は縦線判定回路、44はフラット判定回路、45は角判定回路、46,47はorゲート、48は補間値選択回路(SEL)である。
<Example of intra-field interpolation device>
FIG. 10 is a block diagram showing a circuit configuration example of the intra-field interpolation apparatus in FIG. 1, in which 31 is a block area synthesis circuit, 32 is a direction determining circuit, 33 and 34 are delay units (D), and 35 is a direction. LPF (directional low-pass filter), 36 is an interpolation value generation circuit, 37 is an interpolation value selection circuit (SEL), 38 is a miss determination circuit, 39 is a horizontal pixel subtractor, 40 is a horizontal complexity determination circuit, and 41 is vertical. A directional pixel subtractor, 42 is a complex determination circuit, 43 is a vertical line determination circuit, 44 is a flat determination circuit, 45 is an angle determination circuit, 46 and 47 are or gates, and 48 is an interpolation value selection circuit (SEL).

図10で例示するフィールド内補間装置は、画素領域特定手段23及び合計算出手段24の一例としてのブロック領域合成回路31、補間方向判定手段25の一例としての方向決定回路32、補間方向補正手段26の一例としての遅延器33,34及び方向LPF35、補間値算出手段(補間値生成手段)27の一例としての補間値作成回路36及び補間値選択回路37、補間値判定手段28の一例としてのミス判定回路38、水平方向差分手段14の一例としての水平方向画素減算器39、水平方向複雑さ判定手段18の一例としての水平方向複雑さ判定回路40、垂直方向差分手段15の一例としての垂直方向画素減算器41、複雑判定手段19の一例としての複雑判定回路42、縦線判定手段21の一例としての縦線判定回路43、フラット判定手段22の一例としてのフラット判定回路44、角判定手段20の一例としての角判定回路45、複雑な絵柄,縦線絵柄,フラット絵柄,角の絵柄のいずれかであった場合に信号出力するorゲート46、それらの絵柄のいずれかか判定ミスであった時に信号出力するorゲート47、及び、補間手段29の一部の例としての、最終的に補間値を選択する補間値選択回路48を備える。   The intra-field interpolation apparatus illustrated in FIG. 10 includes a block area synthesis circuit 31 as an example of a pixel area specifying unit 23 and a total calculation unit 24, a direction determination circuit 32 as an example of an interpolation direction determination unit 25, and an interpolation direction correction unit 26. As an example, delay units 33 and 34 and direction LPF 35, interpolation value calculation means (interpolation value generation means) 27, interpolation value creation circuit 36, interpolation value selection circuit 37, and interpolation value determination means 28 as an example The determination circuit 38, the horizontal pixel subtractor 39 as an example of the horizontal direction difference means 14, the horizontal complexity determination circuit 40 as an example of the horizontal direction complexity determination means 18, and the vertical direction as an example of the vertical direction difference means 15 The pixel subtractor 41, the complexity determination circuit 42 as an example of the complexity determination means 19, the vertical line determination circuit 43 as an example of the vertical line determination means 21, The signal is detected when the flat determination circuit 44 is an example of the dot determination unit 22, the corner determination circuit 45 is an example of the corner determination unit 20, or any of a complex pattern, a vertical line pattern, a flat pattern, and a corner pattern. Or gate 46 to output, or gate 47 to output a signal when any of these patterns is a determination error, and interpolation value selection that finally selects an interpolation value as an example of a part of interpolation means 29 A circuit 48 is provided.

図11は、図10のフィールド内補間装置におけるフィールド内補間処理例を説明するためのフロー図である。また、図12乃至図21は、図10のフィールド内補間装置におけるフィールド内補間処理例を説明するための模式図である。図12は水平方向ラインの複雑さ判定処理例を、図13はフラット絵柄判定処理例を、図14は縦線絵柄判定処理例を、図15は角絵柄判定処理例を、図16は複雑絵柄判定処理例を、図17は円形状フィルタセットによる補間方向判定処理例を、図18は円形状フィルタの重み付け係数の例及び円形状フィルタ結果及び円形状フィルタセット結果を、図19は方向LPFの例を、図20は補間値チェック処理例においてミスと判定される画像の例を、図21はこのフィールド内補間によって得られる映像信号の例を、ぞれぞれ説明するための図である。なお、図12乃至図17,図19及び図20において画素の位置に示す数値は、その実画素の輝度値を0(黒)〜100(白)で表している。勿論、輝度値は、8ビットであれば0〜255の値となるなど、その処理単位に対応している。   FIG. 11 is a flowchart for explaining an example of intra-field interpolation processing in the intra-field interpolation apparatus of FIG. 12 to 21 are schematic diagrams for explaining an example of intra-field interpolation processing in the intra-field interpolation apparatus of FIG. FIG. 12 shows an example of horizontal line complexity judgment processing, FIG. 13 shows an example of flat picture judgment processing, FIG. 14 shows an example of vertical line picture judgment processing, FIG. 15 shows an example of corner picture judgment processing, and FIG. FIG. 17 shows an example of an interpolation direction determination process using a circular filter set, FIG. 18 shows an example of a weighting coefficient of a circular filter, a circular filter result and a circular filter set result, and FIG. 19 shows a direction LPF. For example, FIG. 20 is a diagram for explaining an example of an image determined to be a mistake in the interpolation value check processing example, and FIG. 21 is a diagram for explaining an example of a video signal obtained by the intra-field interpolation. In FIGS. 12 to 17, 19, and 20, the numerical value shown at the pixel position represents the luminance value of the actual pixel as 0 (black) to 100 (white). Of course, the luminance value corresponds to the processing unit such as a value of 0 to 255 if it is 8 bits.

このフィールド内補間処理は、画素単位でIP変換を行うので、ピクセル単位IP変換アルゴリズムとも謂える。以下、図11の流れに則って、図10及び図12乃至図21を参照しながら、本発明に係るフィールド内補間処理の一例を説明する。   This intra-field interpolation processing is also called a pixel unit IP conversion algorithm because it performs IP conversion on a pixel basis. Hereinafter, an example of the intra-field interpolation processing according to the present invention will be described in accordance with the flow of FIG. 11 and with reference to FIGS. 10 and 12 to 21.

水平方向画素減算器39において、注目画素を中心とする4ライン×9画素のフィールド内実画素を受け、実画素の水平方向の差分値を算出する(ステップS1)。ここでは、4ライン×9画素のフィールド内実画素のうち、注目画素を中心とする2ライン×9画素のフィールド内実画素で、実画素間の水平差分値(横差分値)を算出すればよい。さらに、ステップS1では、垂直方向画素減算器41において、注目画素を中心とする4ライン×9画素のフィールド内実画素を受け、実画素の垂直方向の差分値を算出する。ここでは、4ライン×9画素のフィールド内実画素のうち、注目画素を中心とする4ライン×7画素のフィールド内実画素で、実画素間の垂直差分値(縦差分値)を算出すればよい。   The horizontal pixel subtractor 39 receives the actual pixels in the field of 4 lines × 9 pixels centered on the pixel of interest, and calculates the horizontal difference value of the actual pixels (step S1). Here, among the actual pixels in the field of 4 lines × 9 pixels, the horizontal difference value (horizontal difference value) between the actual pixels may be calculated using the actual pixels in the field of 2 lines × 9 pixels centered on the target pixel. Further, in step S1, the vertical pixel subtracter 41 receives the actual pixels in the field of 4 lines × 9 pixels centered on the pixel of interest, and calculates the vertical difference value of the actual pixels. Here, among the actual pixels in the field of 4 lines × 9 pixels, the vertical difference value (vertical difference value) between the actual pixels may be calculated using the actual pixels in the field of 4 lines × 7 pixels centered on the target pixel.

次に、水平方向画素減算器39の実画素間の水平方向差分値より、水平方向複雑さ判定回路40において、注目画素の上ライン,下ライン(ここでは各9実画素)の水平方向複雑さを判定する(ステップS2)。図12(A)〜(F)に水平方向ラインの複雑さの例を示し、図12(G)にそれらを模式的にグラフの凸凹で示すように、輝度値の差が、隣り合う実画素間で小さいほど、凸凹でない(複雑でない)と判定する。これらの判定は、図3(B)で説明した符号化によって求まるが、図12を用いてその傾向の例を説明する。   Next, from the horizontal direction difference value between the actual pixels of the horizontal direction pixel subtractor 39, the horizontal direction complexity determination circuit 40 determines the horizontal direction complexity of the upper line and the lower line (here, 9 actual pixels) of the target pixel. Is determined (step S2). FIGS. 12A to 12F show examples of the complexity of horizontal lines, and FIG. 12G schematically shows the difference in luminance value between adjacent real pixels as schematically shown by the unevenness of the graph. It is determined that the smaller the interval is, the less uneven (not complicated). These determinations can be obtained by the encoding described with reference to FIG. 3B. An example of the tendency will be described with reference to FIG.

図12(A)で示すように、隣り合う実画素間で輝度値に差が殆どない場合に、「複雑でない1」と判定する。図12(B)で示すように、隣り合う実画素間で輝度値に差が余りないが、水平方向に徐々に同じ傾向で変化していっている場合に、「複雑でない2」と判定する。図12(C)で示すように、隣り合う実画素間で輝度値に差があるが、限られた実画素数のラインで見ているので、そのラインにおいては1つの山又は谷がある程度である場合に、「複雑さV」と判定する。図12(D)で示すように、隣り合う実画素間で輝度値に差があり、限られた実画素数のラインにおいては1つの山又は谷がありその他に水平方向で同じ傾向で変化している部分がある場合に、「複雑さS」と判定する。図12(E)で示すように、隣り合う実画素間で輝度値に差があり、そのラインにおいては2つの山又は谷がある場合に、「複雑さM」と判定する。図12(F)で示すように、隣り合う実画素間で輝度値に差があり、そのラインにおいては凸凹になっている場合に、「凸凹」と判定する。   As shown in FIG. 12A, when there is almost no difference in luminance value between adjacent real pixels, it is determined as “uncomplicated 1”. As shown in FIG. 12B, when there is not much difference in luminance value between adjacent real pixels, but is gradually changing in the same direction in the horizontal direction, it is determined as “uncomplicated 2”. As shown in FIG. 12C, there is a difference in luminance value between adjacent real pixels, but since the line is viewed with a limited number of real pixels, there is a certain amount of one peak or valley in the line. In some cases, it is determined as “complexity V”. As shown in FIG. 12D, there is a difference in luminance value between adjacent real pixels, and there is one peak or valley in a line with a limited number of actual pixels, and the other changes in the same direction in the horizontal direction. If there is a portion that is present, it is determined as “complexity S”. As shown in FIG. 12E, when there is a difference in luminance value between adjacent real pixels and there are two peaks or valleys in the line, it is determined as “complexity M”. As shown in FIG. 12F, when there is a difference in luminance value between adjacent real pixels and the line is uneven, it is determined as “uneven”.

次に、注目画素(注目補間点)の周囲が、複雑かどうか、フラット絵柄であるのか、縦線絵柄であるのか、角絵柄であるのか、を判定する(ステップS3)。この判定では、注目画素が複雑絵柄,フラット絵柄,縦線絵柄,角絵柄であるのか、それ以外であるのかを判定することとなる。 Next, it is determined whether the periphery of the target pixel (target interpolation point) is complicated, whether it is a flat pattern, a vertical line pattern, or a corner pattern (step S3). In this determination, the pixel of interest is a complex pattern, the flat picture, the vertical line pattern, whether Ru corner picture der, and determining whether the Ru der otherwise et al.

フラット判定回路44においては、垂直方向画素減算器41の実画素の垂直方向差分値より、注目補間点の周囲がフラットな画像かどうか判定する。ここでは、図13で×で示す注目画素に対し、それを含む水平方向5画素分の縦差分値を用い、その結果、各差分値が所定の閾値以下であればフラット絵柄であると判定する。図13の例では、5つのいずれの差分値も0であり、フラット絵柄であると判定される。   In the flat determination circuit 44, it is determined from the vertical direction difference value of the actual pixel of the vertical direction pixel subtractor 41 whether the periphery of the target interpolation point is a flat image. Here, for the target pixel indicated by x in FIG. 13, vertical difference values for five horizontal pixels including the target pixel are used, and as a result, if each difference value is equal to or less than a predetermined threshold value, it is determined that the pattern is a flat pattern. . In the example of FIG. 13, any of the five difference values is 0, and it is determined that the pattern is a flat pattern.

縦線判定回路43においては、水平方向複雑さ判定回路40において判定された、上ライン,下ラインの水平方向複雑さと、垂直方向画素減算器41の実画素の垂直方向差分値より、注目補間点が縦線の一部画像かどうか判定する。ここでは、図14(A)で示すように、注目画素を中心として水平方向に3画素分の縦差分をとり、図14(B)で示すように、注目画素の縦ライン上の3つの縦差分をとり、図14(C)で示すように、注目画素を中心として水平方向に3画素分の縦ラインに対し、注目画素の2ライン上から1ライン上への縦差分と注目画素の1ライン下から2ライン下への縦差分とをとり、それらの結果と、上ライン,下ラインの水平方向複雑さとによって、縦線絵柄か否かを判定する。これらの縦差分値が全て所定の閾値以内であって、且つ、上ライン又は下ラインの水平方向複雑さがV以上である場合に、縦線絵柄と判定する。図14の例では、この条件に該当するので縦線絵柄と判定される。   In the vertical line determination circuit 43, the interpolation point of interest is determined based on the horizontal complexity of the upper line and the lower line determined in the horizontal complexity determination circuit 40 and the vertical difference value of the actual pixel of the vertical pixel subtractor 41. Is a partial image of a vertical line. Here, as shown in FIG. 14A, a vertical difference of three pixels is taken in the horizontal direction around the target pixel, and as shown in FIG. 14B, three vertical lines on the vertical line of the target pixel are taken. As shown in FIG. 14C, the difference between the vertical line of the target pixel from 2 lines to 1 line with respect to the vertical line of 3 pixels in the horizontal direction around the target pixel and 1 of the target pixel is obtained. The vertical difference from the bottom of the line to the bottom of the second line is taken, and whether or not it is a vertical line pattern is determined based on the result and the horizontal complexity of the upper and lower lines. When all of these vertical difference values are within a predetermined threshold and the horizontal complexity of the upper line or the lower line is V or more, it is determined as a vertical line pattern. In the example of FIG. 14, since this condition is met, it is determined as a vertical line pattern.

角判定回路45においては、水平方向画素減算器39の実画素の水平方向差分値と、垂直方向画素減算器41の実画素の垂直方向差分値より、注目補間点が角の一部画像かどうか判定する。ここでは、水平方向差分値として、注目画素の上ライン及び下ラインに対し、注目画素から3画素ずつ左右に離間した実画素間の差分値と、注目画素から2画素ずつ左右に離間した実画素間の差分値と、を用いる。また、垂直方向差分値として、注目画素を中心として水平方向に7画素分の縦ラインに対し、注目画素の2ライン上から1ライン上への縦差分と注目画素の1ライン下から2ライン下への縦差分とをとる。これらの水平方向差分値が、所定の閾値より大きく、且つ、上下段14個の縦差分値(上下差分値)が全て所定の閾値より小さいときに、角絵柄であると判定する。図15の例では、注目画素は角絵柄に該当する。   In the corner determination circuit 45, whether or not the interpolation point of interest is a partial image of a corner from the horizontal direction difference value of the actual pixel of the horizontal direction pixel subtractor 39 and the vertical direction difference value of the actual pixel of the vertical direction pixel subtractor 41. judge. Here, as the horizontal direction difference value, the difference value between the actual pixels separated from the target pixel by 3 pixels to the left and right with respect to the upper line and the lower line of the target pixel, and the actual pixel spaced from the target pixel by 2 pixels to the left and right The difference value between them is used. Also, as the vertical direction difference value, with respect to the vertical line of 7 pixels in the horizontal direction around the target pixel, the vertical difference from the upper line of the target pixel to the upper line and the lower line of the target pixel from the lower line to the second line The vertical difference to is taken. When these horizontal direction difference values are larger than a predetermined threshold value and all of the 14 vertical difference values (upper and lower difference values) of the upper and lower stages are smaller than the predetermined threshold value, it is determined that the pattern is a corner picture. In the example of FIG. 15, the pixel of interest corresponds to a corner picture.

複雑判定回路42では、水平方向複雑さ判定回路40において判定された、上ライン,下ラインの水平方向複雑さより、注目補間点の周囲が複雑かどうか判定する(ステップS3)。ここでは、いずれかのラインが複雑さM以上であれば複雑絵柄と判定する。図16(A)に複雑絵柄判定処理例を、図16(B)にそれを模式的に示すためのグラフを示している。このグラフを見ても、図16の例では、上下ライン共に複雑さがM以上であり、複雑絵柄と判定されることがわかる。   The complexity determination circuit 42 determines whether or not the periphery of the interpolation point of interest is complicated based on the horizontal complexity of the upper line and the lower line determined by the horizontal complexity determination circuit 40 (step S3). Here, if any line is more than complexity M, it is determined as a complex picture. FIG. 16A shows an example of complex picture determination processing, and FIG. 16B shows a graph for schematically showing it. From this graph, it can be seen that in the example of FIG. 16, the upper and lower lines have a complexity of M or more, and are determined to be complex pictures.

そして、複雑さ判定回路42,縦線判定回路43,フラット判定回路44,角判定回路45の結果をorゲート46に入力し、前段処理判定結果を得る。   Then, the results of the complexity determination circuit 42, the vertical line determination circuit 43, the flat determination circuit 44, and the corner determination circuit 45 are input to the or gate 46 to obtain the pre-process determination result.

一方、ブロック領域合成回路31及び補間値作成回路36にも、4ライン×9画素のフィールド内実画素を入力する。ブロック領域合成回路31において、補間値を中心に等距離に配置された円形状フィルタをかけ、各方向のブロック領域(円形状画素領域セット)合成値を算出する(ステップS5)。ここで使用する円形状フィルタは、図17(A)〜(J)で示す、それぞれ0番,1番,3番,4番,5番,10番,9番,7番,6番,11番方向に回転させた円形状フィルタセットとする。なお、図17において*は実画素ラインであり、また、2番方向と8番方向とはそれぞれ1番と3番、7番と9番の方向の差が少ないため、省略している。図18(A)は、図17における各円形状フィルタに用いる重み付け係数を例示しており、この例では、円形状フィルタの中心に重きを置く係数配列としているが、その他の傾向(例えば全て同じ係数)の係数配列を用いてもよい。   On the other hand, the actual pixels in the field of 4 lines × 9 pixels are also input to the block region synthesis circuit 31 and the interpolation value creation circuit 36. The block area synthesis circuit 31 applies a circular filter arranged at equal distances around the interpolation value to calculate a block area (circular pixel area set) synthesis value in each direction (step S5). The circular filters used here are number 0, number 1, number 3, number 4, number 5, number 9, number 7, number 7, number 11, and number 11 shown in FIGS. A circular filter set rotated in the clockwise direction. In FIG. 17, * is an actual pixel line, and the second and eighth directions are omitted because there is little difference between the first and third directions and the seventh and ninth directions. FIG. 18A illustrates the weighting coefficients used for each circular filter in FIG. 17. In this example, the coefficient array is weighted at the center of the circular filter, but other trends (for example, all are the same) Coefficient array of coefficients) may be used.

ステップS5においては、さらに、ブロック領域合成回路31の各方向のブロック領域(円形状画素領域セット)合成値を方向決定回路32で受け、各方向の|A−B|+|A−C|の計算をし、ステップS6において、それらのうちの最小値を検出し、その方向No.を出力する。   In step S5, the block area (circular pixel area set) combined value of each direction of the block area combining circuit 31 is received by the direction determining circuit 32, and | A−B | + | A−C | In step S6, the minimum value among them is detected, and the direction No. is detected. Is output.

図18(B)に、図17のような絵柄があり、同じく図17で示す円形状フィルタセットで、図18(A)の重み付け係数を用いた場合の、各円形状フィルタA,B,Cの値と、各周辺フィルタB,Cの中心の円形状フィルタ(中心フィルタ)Aとの差分絶対値の和(D=|A−B|+|A−C|)の値とを示している。中心フィルタAに対しては、A=1×100+2×50+1×0+2×50+4×50+2×50+1×0+2×50+1×100=800となる。差分絶対値の和Dの値は、例えば、方向No.4(図17(D))に対しては、B=1×100+2×100+1×100+2×100+4×100+2×75+1×100+2×100+1×50=1500、同様にC=1500であり、A=800より、D=1400となる。この計算値Dの中で最小の値は、0であり、そのときの方向No.はNo.7であり、7番方向が補間方向として判定される。従って、図17では、左斜め45度に下がる黒線があると判定しており、これは好ましい補間方向であることが図17の色分けからも見てとれる。   FIG. 18B has a pattern as shown in FIG. 17, and each circular filter A, B, C when the weighting coefficient of FIG. 18A is used in the circular filter set shown in FIG. And the sum of absolute difference values (D = | A−B | + | A−C |) of the difference between the filter and the circular filter (center filter) A at the center of each of the peripheral filters B and C. . For the center filter A, A = 1 × 100 + 2 × 50 + 1 × 0 + 2 × 50 + 4 × 50 + 2 × 50 + 1 × 0 + 2 × 50 + 1 × 100 = 800. The value of the sum D of absolute differences is, for example, the direction No. 4 (FIG. 17D), B = 1 × 100 + 2 × 100 + 1 × 100 + 2 × 100 + 4 × 100 + 2 × 75 + 1 × 100 + 2 × 100 + 1 × 50 = 1500, similarly C = 1500, and from A = 800, D = 1400. The smallest value among the calculated values D is 0. No. 7 and the seventh direction is determined as the interpolation direction. Therefore, in FIG. 17, it is determined that there is a black line that falls to 45 degrees diagonally to the left, and it can be seen from the color coding in FIG. 17 that this is the preferred interpolation direction.

次に、ステップS7において、方向決定回路32で決定された方向をDIR_lとし、遅延器33で遅延し、遅延器33の出力値をDIR_cとする。さらに、DIR_cを遅延器34で遅延し、DIR_rとする。ステップS7においては、この準備が終了した時点で、水平3画素分の方向値(DIR_l,DIR_c,DIR_r)を方向LPF35に入力する。方向LPF35において、方向にLPFをかける。   Next, in step S7, the direction determined by the direction determination circuit 32 is set to DIR_l, delayed by the delay unit 33, and the output value of the delay unit 33 is set to DIR_c. Further, DIR_c is delayed by the delay unit 34 to be DIR_r. In step S7, when the preparation is completed, the direction values (DIR_l, DIR_c, DIR_r) for three horizontal pixels are input to the direction LPF 35. In the direction LPF 35, the LPF is applied in the direction.

方向LPF35における処理を説明する。図19(A)には方向LPF35で補正する前の補間方向(図中、5つのマスで囲む画素に対応する注目画素の補間方向)と、その補間方向を補間に用いた場合の補間値(輝度値)を、例示している。図19(A)の5マスのうち真中のマスの画素の輝度値が低いのが見てとれ、実際その値は左右の画素より低くなっており、この補間は正しくないことがわかる。実際、この5マスの補正前の補間方向は3,3,10,0,0であり、真中のマスだけかけ離れた方向となっており、この方向で補正した結果の輝度値は、中3マスで、59,44,55となる。これは、周辺画素領域の方向の間隔(角度ピッチ)にも依り、図示のようにかなり寝た斜線の場合に、補間方向判定手段(方向決定回路32)での補間方向の判定に誤りが出た結果である。   Processing in the direction LPF 35 will be described. FIG. 19A shows the interpolation direction before correction by the direction LPF 35 (interpolation direction of the pixel of interest corresponding to the pixels surrounded by the five cells in the figure), and an interpolation value when the interpolation direction is used for interpolation ( (Brightness value) is illustrated. It can be seen that the luminance value of the pixel in the middle square among the five squares in FIG. 19A is lower, and the value is actually lower than that of the left and right pixels, indicating that this interpolation is not correct. Actually, the interpolation direction of these five squares before correction is 3, 3, 10, 0, 0, which is a direction far apart by the middle square, and the luminance value corrected in this direction is the middle three squares. Thus, 59, 44, and 55 are obtained. This depends on the interval (angular pitch) in the direction of the peripheral pixel region, and in the case of the slanted line as shown in the figure, an error occurs in the interpolation direction determination by the interpolation direction determination means (direction determination circuit 32). It is a result.

この誤った補間方向判定を直すために、各注目画素の補間方向に対し、全て方向LPF35を通す。なお、ここでの演算は、誤りが無い補間方向は補正されないような演算である。図19(B)では、水平ラインにつき、求められた補間方向を3画素ずつ演算し、水平方向に平均化(適時重み付けを行ってもよい)を行った結果である。中心に倍の重み付けをすると、5マス中右から2マス目の注目画素は(3×1+3×2+10×1)/4=5、5マス中右から3マス目の注目画素は(3×1+10×2+0×1)/4=6、5マス中右から4マス目の注目画素は(10×1+0×2+0×1)/4=3、となり、それぞれ5番方向,6番方向,3番方向として補間方向が正しく補正される。なお、ここでは、正確な補正値を求めるため、計算結果0〜5に対しては小数点以下を四捨五入し、計算結果5〜10に対しては0.5以下を切り捨てし、0.5より大きいとき切り上げしている。これらの方向に基づいて補間を実行すると、5マス中右から2,3,4マス目のそれぞれ輝度値が55,55,53となり、違和感のあった方向性が正しい結果に補正できている。   In order to correct this erroneous interpolation direction determination, the direction LPF 35 is all passed through the interpolation direction of each pixel of interest. Note that the calculation here is such that the interpolation direction without error is not corrected. FIG. 19B shows a result obtained by calculating the obtained interpolation direction for each horizontal pixel by three pixels and averaging (horizontal weighting may be performed as appropriate) in the horizontal direction. When the weight is doubled at the center, the pixel of interest in the second cell from the right in the five squares is (3 × 1 + 3 × 2 + 10 × 1) / 4 = 5, and the pixel of interest in the third square from the right of the five cells is (3 × 1 + 10) × 2 + 0 × 1) / 4 = 6 The pixel of interest in the fourth cell from the right in the fifth cell is (10 × 1 + 0 × 2 + 0 × 1) / 4 = 3, which is the fifth direction, the sixth direction, and the third direction, respectively. As a result, the interpolation direction is corrected correctly. Here, in order to obtain an accurate correction value, the calculation results 0 to 5 are rounded off to the nearest decimal place, and the calculation results 5 to 10 are rounded down to 0.5 or less and larger than 0.5. When rounding up. When interpolation is performed based on these directions, the luminance values of the second, third, and fourth squares from the right of the five squares are 55, 55, and 53, respectively, and the directionality with the uncomfortable feeling can be corrected to the correct result.

次に、ステップS8において、補間値作成回路36で、補間値の上下2ラインの実画素より全方向についての補間値を算出しておく。例えば、図8の各方向の実画素Gの平均値で求めればよい。また、上下画素平均値も算出される補間値に含まれることとなる(ステップS4)。ステップS8においては、この準備が終了した時点で、補間値選択回路37で、方向LPF35の結果より、補間値作成回路36で算出された補間値を1つ選択する。   Next, in step S8, the interpolation value creation circuit 36 calculates interpolation values in all directions from the actual pixels in the two lines above and below the interpolation value. For example, what is necessary is just to obtain | require with the average value of the real pixel G of each direction of FIG. Also, the upper and lower pixel average values are included in the calculated interpolation value (step S4). In step S8, when this preparation is completed, the interpolation value selection circuit 37 selects one interpolation value calculated by the interpolation value generation circuit 36 from the result of the direction LPF 35.

次に、補間値選択回路37の出力結果をミス判定回路38に入力し、上下画素平均値或いは上下実画素と比較、或いは補間値を作成した実画素の差分値より、補間値選択回路37で決定された補間値の正誤判定を行う(ステップS9)。そして、ミス判定回路38による正誤判定結果と、orゲート46の前段処理判定結果とを、orゲート47を通し、補間値選択回路37までの算出値を補間値とすべきか、上下画素平均値を補間値とすべきかの判定信号を得る。補間値選択回路48に、補間値選択回路37の出力と補間値作成回路36で算出された上下画素平均値を入力し、orゲート47の出力信号より、最適な補間値を選択する。   Next, the output result of the interpolation value selection circuit 37 is input to the error determination circuit 38 and compared with the average value of the upper and lower pixels or the upper and lower actual pixels, or based on the difference value between the actual pixels for which the interpolation values are created, the interpolation value selection circuit 37 Correct / incorrect determination of the determined interpolation value is performed (step S9). Then, the correct / incorrect determination result by the error determination circuit 38 and the pre-process determination result of the or gate 46 are passed through the or gate 47 and whether the calculated value up to the interpolation value selection circuit 37 should be an interpolation value, or the upper and lower pixel average values are determined. A determination signal as to whether or not to make an interpolation value is obtained. The output of the interpolation value selection circuit 37 and the upper and lower pixel average values calculated by the interpolation value creation circuit 36 are input to the interpolation value selection circuit 48, and the optimum interpolation value is selected from the output signal of the or gate 47.

図20(A),(B)には、この補間値選択回路37の出力結果でミスを生じる典型的な画素値の配列の例を示している。図20(A),(B)の例では、方向性がつけづらく、また縦線,フラット,角,複雑の各絵柄判定によっても判定し難いものである。図20(A)の例では、補間方向が3番方向に決定され、その方向に基づいた補間値は図8(D)の実画素Gで求められ、(100+0)/2=50となるが、このままこの補間値を採用してしまうと、黒い点のようにミス補間として目立ってしまう。実際、図20(A)の例では、理想として100と90の間の値を補間値として採用したい。そこで、ミス判定回路38において算出した補間値(50)が上下画素平均値(95)と余りに異なっていたら、上下画素平均値95を補間値とするようにする。図20(B)の例では、予め補間値として上下画素平均値を入れた例を示しているが、注目画素はその上下画素平均値100であることが理想である。しかし、この場合も同様に他の方向に判定されてしまうので、上下画素平均値を補間値とするようにする。   20A and 20B show an example of a typical pixel value arrangement in which a mistake occurs in the output result of the interpolation value selection circuit 37. FIG. In the examples of FIGS. 20A and 20B, it is difficult to determine the directionality, and it is difficult to determine by vertical line, flat, corner, and complex pattern determination. In the example of FIG. 20A, the interpolation direction is determined as the third direction, and the interpolation value based on that direction is obtained by the actual pixel G of FIG. 8D, and is (100 + 0) / 2 = 50. If this interpolation value is adopted as it is, it will become conspicuous as a miss interpolation like a black dot. In fact, in the example of FIG. 20A, it is ideal to employ a value between 100 and 90 as the interpolation value. Therefore, if the interpolation value (50) calculated by the error determination circuit 38 is too different from the upper and lower pixel average value (95), the upper and lower pixel average value 95 is set as the interpolation value. In the example of FIG. 20B, an example in which an upper and lower pixel average value is input as an interpolation value in advance is shown, but it is ideal that the target pixel has the upper and lower pixel average value 100. However, in this case as well, since the determination is made in the other direction, the upper and lower pixel average values are set as the interpolation values.

補間値選択回路48からの出力値が、最終的な補間値となる。図21(A)にはこのフィールド内補間によって得られる映像信号が表す画像例を示しているが、このうち斜め線部分は図21(B)に拡大図を示すように適切な補間がなされていることがわかる(図22(B)と比較参照)。同時に、このうち円弧状のエッジの部分は、図21(C)に拡大図を示すように適切な補間がなされていることがわかる(図22(C)と比較参照)。   The output value from the interpolation value selection circuit 48 becomes the final interpolation value. FIG. 21A shows an example of an image represented by the video signal obtained by the intra-field interpolation. Of these, the diagonal line portion is appropriately interpolated as shown in an enlarged view in FIG. (See the comparison with FIG. 22B). At the same time, it can be seen that the arc-shaped edge portion is appropriately interpolated as shown in the enlarged view of FIG. 21C (see comparison with FIG. 22C).

本発明の一実施形態に係る画素特徴判定装置、及び画素特徴判定装置を備えた画素補間装置及び映像信号処理装置の一構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of 1 structure of the pixel feature determination apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, the pixel interpolation apparatus provided with the pixel feature determination apparatus, and a video signal processing apparatus. 1フィールド内の注目画素付近の画素を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the pixel vicinity of the attention pixel in 1 field. 図1のフィールド内補間装置における画素特徴判定手段を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the pixel feature determination means in the intrafield interpolation apparatus of FIG. 本発明の一実施形態に係わる画素補間装置における画素補間方向検出装置で特定される画素領域の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the pixel area specified with the pixel interpolation direction detection apparatus in the pixel interpolation apparatus concerning one Embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係わる画素補間装置の画素補間方向検出装置における合計算出時の重み付け係数の例を説明するための図で、補間画素を合計算出に用いない形態での各方向における重み付け係数の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a weighting coefficient at the time of total calculation in a pixel interpolation direction detection device of a pixel interpolation device according to another embodiment of the present invention, and weighting in each direction in a mode in which interpolation pixels are not used for total calculation. It is a figure which shows the example of a coefficient. 本発明の他の実施形態に係わる画素補間装置の画素補間方向検出装置における合計算出時の重み付け係数の例を説明するための図で、補間画素を合計算出に用いない形態での各方向における重み付け係数の例を示す図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a weighting coefficient at the time of total calculation in a pixel interpolation direction detection device of a pixel interpolation device according to another embodiment of the present invention, and weighting in each direction in a mode in which interpolation pixels are not used for total calculation. It is a figure which shows the example of a coefficient. 本発明の他の実施形態に係わる画素補間装置における画素補間方向検出装置での補間方向判定処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the interpolation direction determination process in the pixel interpolation direction detection apparatus in the pixel interpolation apparatus concerning other embodiment of this invention. 図1のフィールド内補間装置における補間処理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the interpolation process in the intrafield interpolation apparatus of FIG. 図1のフィールド内補間装置における補間値チェック処理を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the interpolation value check process in the intrafield interpolation apparatus of FIG. 図1におけるフィールド内補間装置の回路構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the circuit structural example of the intra-field interpolation apparatus in FIG. 図10のフィールド内補間装置におけるフィールド内補間処理例を説明するためのフロー図である。It is a flowchart for demonstrating the example of an intra-field interpolation process in the intra-field interpolation apparatus of FIG. 図10のフィールド内補間装置における水平方向ラインの複雑さ判定処理例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the complexity determination process example of the horizontal direction line in the intrafield interpolation apparatus of FIG. 図10のフィールド内補間装置におけるフラット絵柄判定処理例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of a flat pattern determination process in the inter-field interpolation apparatus of FIG. 図10のフィールド内補間装置における縦線絵柄判定処理例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of a vertical line pattern determination process in the intra-field interpolation apparatus of FIG. 図10のフィールド内補間装置における角絵柄判定処理例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of a corner picture determination process in the intra-field interpolation apparatus of FIG. 図10のフィールド内補間装置における複雑絵柄判定処理例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of a complicated picture determination process in the inter-field interpolation apparatus of FIG. 図10のフィールド内補間装置における円形状フィルタセットによる補間方向判定処理例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of an interpolation direction determination process by the circular filter set in the intra-field interpolation apparatus of FIG. 図10のフィールド内補間装置における円形状フィルタの重み付け係数の例及び円形状フィルタ結果及び円形状フィルタセット結果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the weighting coefficient of a circular filter in the intra-field interpolation apparatus of FIG. 10, a circular filter result, and a circular filter set result. 図10のフィールド内補間装置における方向LPFの例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of direction LPF in the intra-field interpolation apparatus of FIG. 図10のフィールド内補間装置における補間値チェック処理例においてミスと判定される画像の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the image determined to be a mistake in the example of the interpolation value check process in the intra-field interpolation apparatus of FIG. 図10のフィールド内補間装置におけるフィールド内補間によって得られる映像信号の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the video signal obtained by the intrafield interpolation in the intrafield interpolation apparatus of FIG. 従来技術によるフィールド内補間によって得られる映像信号の例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the example of the video signal obtained by the intrafield interpolation by a prior art. 図22の映像信号の典型的な画素値の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the typical pixel value of the video signal of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…静止画素/動画素判定装置、2…フレーム内補間装置、3…フィールド内補間装置、11…画素特徴判定手段、12…画素補間方向検出手段、13…画素補間手段、14…水平方向差分手段、15…垂直方向差分手段、16…領域指定手段、17…離間画素差分手段、18…水平方向複雑さ判定手段、19…複雑判定手段、20…角判定手段、21…縦線判定手段、22…フラット判定手段、23…画素領域特定手段、24…合計算出手段、25…補間方向判定手段、26…補間方向補正手段、27…補間値算出手段、28…補間値判定手段、29…補間手段、31…ブロック領域合成回路、32…方向決定回路、33…遅延器、34…遅延器、35…方向LPF、36…補間値作成回路、37…補間値選択回路、38…ミス判定回路、39…水平方向画素減算器、40…水平方向複雑さ判定回路、41…垂直方向画素減算器、42…複雑判定回路、43…縦線判定回路、44…フラット判定回路、45…角判定回路、46…orゲート、47…orゲート、48…補間値選択回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Still pixel / moving pixel determination apparatus, 2 ... Inter-frame interpolation apparatus, 3 ... In-field interpolation apparatus, 11 ... Pixel feature determination means, 12 ... Pixel interpolation direction detection means, 13 ... Pixel interpolation means, 14 ... Horizontal direction difference Means 15 ... Vertical direction difference means 16 ... Area designation means 17 ... Separate pixel difference means 18 18 Horizontal direction complexity determination means 19 19 Complexity determination means 20 20 Corner determination means 21 21 Vertical line determination means 22 ... Flat determining means, 23 ... Pixel area specifying means, 24 ... Total calculating means, 25 ... Interpolating direction determining means, 26 ... Interpolating direction correcting means, 27 ... Interpolated value calculating means, 28 ... Interpolated value determining means, 29 ... Interpolated Means 31... Block region synthesis circuit 32. Direction determining circuit 33. Delay device 34. Delay device 35. Direction LPF 36 36 Interpolation value creation circuit 37 Interpolation value selection circuit 38 Miss determination circuit DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Horizontal direction pixel subtractor, 40 ... Horizontal direction complexity determination circuit, 41 ... Vertical direction pixel subtractor, 42 ... Complexity determination circuit, 43 ... Vertical line determination circuit, 44 ... Flat determination circuit, 45 ... Angle determination circuit, 46 ... or gate, 47 ... or gate, 48 ... interpolation value selection circuit.

Claims (16)

インタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換するIP変換を行うに際し、フィールド内で補間する対象である注目画素に対し、該注目画素の特徴を周辺の実画素の特徴から判定する画素特徴判定装置であって、
前記フィールド内の水平方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を算出する水平方向差分手段と、
補間対象となる画素である注目画素に対し、該注目画素を中心とする所定範囲の実画素領域を指定する領域指定手段と、
前記水平方向差分手段で算出された実画素の水平方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の水平方向の差分値に基づいて、実画素ライン毎の水平方向の複雑さを判定する水平方向複雑さ判定手段と、
該水平方向複雑さ判定手段で判定された、前記注目画素の上ライン及び下ラインの水平方向複雑さに基づいて、前記注目画素が複雑な絵柄の一部の画素であるか否かを判定する複雑判定手段とを備え、
前記水平方向複雑さ判定手段は、水平方向に隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を、絶対値を同じくする2つの閾値と比較する手段と、該比較の結果に基づいて前記差分値を負値,ゼロ値,正値に符号化する手段と、該符号化した値に基づいて、前記差分値が隣同士の符号が同符号であるか異符号であるかを判定する手段と、該判定した結果、ライン毎に同符号又は異符号の数をカウントする手段と、該カウントした結果の数に基づいて、ライン毎に、ラインの複雑さを所定の複数段階の複雑さの中から選定する手段を有し、
前記複雑判定手段は、前記水平方向複雑さ判定手段における判定結果において、前記注目画素の上ライン又は下ラインのいずれかが、所定の複雑さ以上の複雑さをもつ場合、前記注目画素が複雑な絵柄の一部の画素であると判定することを特徴とする素特徴判定装置。
A pixel for determining the feature of the target pixel from the features of the surrounding real pixels for the target pixel to be interpolated in the field when performing IP conversion for converting the interlaced scan video signal into the progressive scan video signal. A feature determination device,
Horizontal direction difference means for calculating a difference value of pixel information between each real pixel adjacent in the horizontal direction in the field;
An area designating unit for designating an actual pixel area within a predetermined range centered on the target pixel for the target pixel which is a pixel to be interpolated;
Of the horizontal difference values of the real pixels calculated by the horizontal direction difference means, the horizontal direction value for each real pixel line is determined based on the horizontal difference value in the real pixel area designated by the area designation means. A horizontal complexity determination means for determining complexity;
Based on the horizontal complexity of the upper and lower lines of the target pixel determined by the horizontal complexity determination means, it is determined whether or not the target pixel is a part of a complex picture. and a complex decision means,
The horizontal direction complexity determination unit is configured to compare a difference value of pixel information between respective real pixels adjacent in the horizontal direction with two threshold values having the same absolute value, and based on a result of the comparison, the difference value Means for encoding a negative value, a zero value, and a positive value, and means for determining, based on the encoded value, whether the adjacent value is the same code or a different code. As a result of the determination, a means for counting the number of the same or different codes for each line and the complexity of the line for each line based on the number of the counted results are determined from among a plurality of predetermined complexity levels. Has a means to select,
In the determination result in the horizontal direction complexity determination unit, the complexity determination unit determines that the target pixel is complicated when either the upper line or the lower line of the target pixel has a complexity greater than or equal to a predetermined complexity. image containing feature judging apparatus characterized by determining that the part of the pixels of the picture.
前記領域指定手段は、前記複雑判定手段での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有し、前記複雑判定手段は、前記指定された実画素領域で判定を行うことを特徴とする請求項1に記載の画素特徴判定装置。 The area specifying means further includes means for specifying a predetermined range of actual pixel areas suitable for determination by the complexity determining means, and the complexity determining means performs determination in the specified actual pixel area. The pixel feature determination apparatus according to claim 1, wherein the pixel feature determination device is a feature. 前記フィールド内の垂直方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を算出する垂直方向差分手段と、
前記注目画素の1ライン上で前記注目画素から等距離離れた実画素間の画素情報の差分値と、前記注目画素の1ライン下で前記注目画素から等距離離れた実画素間の画素情報の差分値とを、算出する離間画素差分手段と、
前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値と、前記離間画素差分手段で算出された差分値とに基づいて、前記注目画素が角の絵柄の一部の画素であるか否かを判定する角判定手段とをさらに備え、
該角判定手段は、前記垂直方向差分手段で算出された前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素の2つ上の実画素ラインと1つ上の実画素ラインとの差分値及び前記注目画素の1つ下の実画素ラインと2つ下の実画素ラインとの差分値が、全て所定の閾値より小さい場合、且つ、前記離間画素差分手段で算出された差分値のうち、前記注目画素の上ライン又は下ラインのいずれかに対応する差分値が、所定の閾値より大きい場合に、前記注目画素が角絵柄の一部の画素であると判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画素特徴判定装置。
Vertical direction difference means for calculating a difference value of pixel information between each real pixel adjacent in the vertical direction in the field;
A difference value of pixel information between real pixels equidistant from the target pixel on one line of the target pixel and pixel information between real pixels equidistant from the target pixel under one line of the target pixel. A difference pixel difference means for calculating a difference value;
Of the difference values in the vertical direction of the real pixels calculated by the vertical direction difference means, the difference value in the vertical direction in the real pixel area specified by the area specifying means and the difference calculated by the separated pixel difference means based on the value, further comprising a determining angle determining means for determining whether or not the pixel of interest is part of a pixel of the picture corners,
The corner determination means is a difference between a real pixel line two above the target pixel and a real pixel line one above the difference value designated by the area designation means calculated by the vertical direction difference means. The difference value between the value and the actual pixel line one lower than the target pixel and the actual pixel line two lower than the target pixel are all smaller than a predetermined threshold, and among the difference values calculated by the separated pixel difference means When the difference value corresponding to either the upper line or the lower line of the target pixel is larger than a predetermined threshold, it is determined that the target pixel is a partial pixel of a corner picture. Item 3. The pixel feature determination device according to Item 1 or 2 .
前記領域指定手段は、前記角判定手段での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有し、前記角判定手段は、前記指定された実画素領域で判定を行うことを特徴とする請求項3に記載の画素特徴判定装置。 The area specifying means further includes means for specifying a predetermined range of actual pixel areas suitable for determination by the corner determination means, and the corner determination means performs determination in the specified actual pixel area. The pixel feature determination apparatus according to claim 3, wherein the pixel feature determination device is a feature. 前記フィールド内の垂直方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を算出する垂直方向差分手段と、
前記水平方向複雑さ判定手段で判定された、前記注目画素の上ライン及び下ラインの水平方向複雑さと、前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値とに基づいて、前記注目画素が縦線絵柄の一部の画素であるか否かを判定する縦線判定手段とをさらに備え、
該縦線判定手段は、前記水平方向複雑さ判定手段における判定結果において、前記注目画素の上ライン又は下ラインのいずれかが、所定の複雑さ以上の複雑さをもつ場合、且つ、前記垂直方向差分手段で算出され前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素から左右共に数画素以内に位置する垂直ライン上の実画素全ての差分値において、前記注目画素の1つ上のラインと1つ下のラインとの差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは前記注目画素を通る垂直ラインの差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは前記注目画素の2つ上の実画素ラインと1つ上の実画素ラインとの差分値及び前記注目画素の1つ下の実画素ラインと2つ下の実画素ラインとの差分値が全て所定の閾値より小さい場合に、前記注目画素が縦線絵柄の一部の画素であると判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画素特徴判定装置。
Vertical direction difference means for calculating a difference value of pixel information between each real pixel adjacent in the vertical direction in the field;
Of the horizontal complexity of the upper and lower lines of the target pixel determined by the horizontal complexity determination unit and the vertical difference value of the actual pixel calculated by the vertical direction difference unit, the region designation on the basis of the difference value in the vertical direction in the actual pixel area specified by means further includes a vertical line determination unit that determines whether the pixel of interest is part of a pixel of the vertical line pattern,
The vertical line determination unit is configured so that, in the determination result in the horizontal direction complexity determination unit, either the upper line or the lower line of the pixel of interest has a complexity greater than a predetermined complexity, and the vertical direction Among the difference values calculated by the difference means and specified by the area specifying means, the difference values of all the real pixels on the vertical line located within several pixels on both the left and right sides of the target pixel are one above the target pixel. The difference values between the line and the next lower line are all smaller than a predetermined threshold value, or the difference values of the vertical lines passing through the target pixel are all smaller than the predetermined threshold value, or the actual values above two of the target pixel are When the difference value between the pixel line and the actual pixel line immediately above and the difference value between the actual pixel line one lower than the target pixel and the second actual pixel line are all smaller than a predetermined threshold, the attention Pixel is vertical Pixel feature judging device according to claim 1 or 2, characterized in that determined as a part of the pixels of the picture.
前記領域指定手段は、前記縦線判定手段での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有し、前記縦線判定手段は、前記指定された実画素領域で判定を行うことを特徴とする請求項5に記載の画素特徴判定装置。 The area specifying means further includes means for specifying an actual pixel area within a predetermined range suitable for determination by the vertical line determining means, and the vertical line determining means performs determination in the designated actual pixel area. The pixel feature determination apparatus according to claim 5 . 前記フィールド内の垂直方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を算出する垂直方向差分手段と、
前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値とに基づいて、前記注目画素がフラットな絵柄の一部の画素であるか否かを判定するフラット判定手段とをさらに備え、
該フラット判定手段は、前記垂直方向差分手段で算出され前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素から左右共に数画素以内に位置する垂直ライン上の実画素全ての差分値において、前記注目画素の1つ上のラインと1つ下のラインとの差分値が全て所定の閾値より小さい場合に、前記注目画素がフラットな絵柄の一部の画素であると判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画素特徴判定装置。
Vertical direction difference means for calculating a difference value of pixel information between each real pixel adjacent in the vertical direction in the field;
Based on the vertical difference value in the actual pixel area designated by the area designating means among the vertical difference values of the real pixels calculated by the vertical direction difference means, the pattern in which the target pixel is flat anda flat determination unit that determines whether a part of the pixels of,
The flat judging means is the difference value of all the actual pixels on the vertical line located within several pixels on both the left and right sides of the target pixel among the difference values calculated by the vertical direction difference means and specified by the area specifying means. When the difference values between the line immediately above and the line below the pixel of interest are all smaller than a predetermined threshold, it is determined that the pixel of interest is a partial pixel of a flat picture. The pixel feature determination apparatus according to claim 1 or 2 .
前記領域指定手段は、前記フラット判定手段での判定に適した所定範囲の実画素領域を指定する手段をさらに有し、前記フラット判定手段は、前記指定された実画素領域で判定を行うことを特徴とする請求項7に記載の画素特徴判定装置。 The area specifying means further includes means for specifying an actual pixel area within a predetermined range suitable for determination by the flat determining means, and the flat determining means performs determination in the specified actual pixel area. The pixel feature determination apparatus according to claim 7, wherein the pixel feature determination device is a feature. 前記フィールド内の垂直方向で隣り合う各実画素間の画素情報の差分値を算出する垂直方向差分手段と、
前記注目画素の1ライン上で前記注目画素から等距離離れた実画素間の画素情報の差分値と、前記注目画素の1ライン下で前記注目画素から等距離離れた実画素間の画素情報の差分値とを、算出する離間画素差分手段と、
前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値と、前記離間画素差分手段で算出された差分値とに基づいて、前記注目画素が角の絵柄の一部の画素であるか否かを判定する角判定手段と、
前記水平方向複雑さ判定手段で判定された、前記注目画素の上ライン及び下ラインの水平方向複雑さと、前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値とに基づいて、前記注目画素が縦線絵柄の一部の画素であるか否かを判定する縦線判定手段と、
前記垂直方向差分手段で算出された実画素の垂直方向の差分値のうち、前記領域指定手段で指定された実画素領域内の垂直方向の差分値とに基づいて、前記注目画素がフラットな絵柄の一部の画素であるか否かを判定するフラット判定手段とをさらに備え、
前記角判定手段は、前記垂直方向差分手段で算出された前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素の2つ上の実画素ラインと1つ上の実画素ラインとの差分値及び前記注目画素の1つ下の実画素ラインと2つ下の実画素ラインとの差分値が、全て所定の閾値より小さい場合、且つ、前記離間画素差分手段で算出された差分値のうち、前記注目画素の上ライン又は下ラインのいずれかに対応する差分値が、所定の閾値より大きい場合に、前記注目画素が角絵柄の一部の画素であると判定し、
前記縦線判定手段は、前記水平方向複雑さ判定手段における判定結果において、前記注目画素の上ライン又は下ラインのいずれかが、所定の複雑さ以上の複雑さをもつ場合、且つ、前記垂直方向差分手段で算出され前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素から左右共に数画素以内に位置する垂直ライン上の実画素全ての差分値において、前記注目画素の1つ上のラインと1つ下のラインとの差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは前記注目画素を通る垂直ラインの差分値が全て所定の閾値より小さいか、或いは前記注目画素の2つ上の実画素ラインと1つ上の実画素ラインとの差分値及び前記注目画素の1つ下の実画素ラインと2つ下の実画素ラインとの差分値が全て所定の閾値より小さい場合に、前記注目画素が縦線絵柄の一部の画素であると判定し、
前記フラット判定手段は、前記垂直方向差分手段で算出され前記領域指定手段で指定された差分値のうち、前記注目画素から左右共に数画素以内に位置する垂直ライン上の実画素全ての差分値において、前記注目画素の1つ上のラインと1つ下のラインとの差分値が全て所定の閾値より小さい場合に、前記注目画素がフラットな絵柄の一部の画素であると判定することによって、
前記注目画素が、複雑な絵柄、角の絵柄、縦線絵柄、フラットな絵柄、或いはそれら以外の絵柄のうち、いずれの特徴の絵柄の画素に該当するかを判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の画素特徴判定装置。
Vertical direction difference means for calculating a difference value of pixel information between each real pixel adjacent in the vertical direction in the field;
A difference value of pixel information between real pixels equidistant from the target pixel on one line of the target pixel and pixel information between real pixels equidistant from the target pixel under one line of the target pixel. A difference pixel difference means for calculating a difference value;
Of the difference values in the vertical direction of the real pixels calculated by the vertical direction difference means, the difference value in the vertical direction in the real pixel area specified by the area specifying means and the difference calculated by the separated pixel difference means Corner determining means for determining whether or not the pixel of interest is a partial pixel of a corner picture based on a value;
Of the horizontal direction complexity of the upper line and the lower line of the target pixel determined by the horizontal direction complexity determination unit and the vertical direction difference value of the actual pixel calculated by the vertical direction difference unit, the region designation Vertical line determination means for determining whether or not the pixel of interest is a partial pixel of the vertical line pattern based on the vertical difference value in the actual pixel region designated by the means;
Based on the vertical difference value in the actual pixel area designated by the area designating means among the vertical difference values of the real pixels calculated by the vertical direction difference means, the pattern in which the target pixel is flat anda flat determination unit that determines whether a part of the pixels of,
The corner determination means is a difference between a real pixel line two above the target pixel and a real pixel line one above the difference value designated by the area designating means calculated by the vertical direction difference means. The difference value between the value and the actual pixel line one lower than the target pixel and the actual pixel line two lower than the target pixel are all smaller than a predetermined threshold, and among the difference values calculated by the separated pixel difference means When the difference value corresponding to either the upper line or the lower line of the target pixel is larger than a predetermined threshold, the target pixel is determined to be a part of a corner picture,
The vertical line determination unit is configured so that, in the determination result in the horizontal direction complexity determination unit, either the upper line or the lower line of the pixel of interest has a complexity greater than a predetermined complexity, and the vertical direction Among the difference values calculated by the difference means and specified by the area specifying means, the difference values of all the real pixels on the vertical line located within several pixels on both the left and right sides of the target pixel are one above the target pixel. The difference values between the line and the next lower line are all smaller than a predetermined threshold value, or the difference values of the vertical lines passing through the target pixel are all smaller than the predetermined threshold value, or the actual values above two of the target pixel are When the difference value between the pixel line and the actual pixel line immediately above and the difference value between the actual pixel line one lower than the target pixel and the second actual pixel line are all smaller than a predetermined threshold, the attention Pixel It is determined to be a part of the pixels of the line pattern,
The flat determining means is the difference value of all the real pixels on the vertical line located within several pixels on both the left and right sides of the target pixel among the difference values calculated by the vertical direction difference means and specified by the area specifying means. When the difference values between the line one above and the line below the pixel of interest are all smaller than a predetermined threshold, it is determined that the pixel of interest is a part of a flat picture,
It is determined whether the pixel of interest corresponds to a pixel having a characteristic pattern among a complex pattern, a corner pattern, a vertical line pattern, a flat pattern, or other patterns. 3. The pixel feature determination device according to 1 or 2 .
前記領域指定手段は、「前記注目画素に対し、前記水平方向の差分値については前記所定範囲の実画素領域を指定し、前記垂直方向の差分値については前記所定範囲の実画素領域のうち適切な数の差分値が指定されるように実画素領域を指定することを特徴とする請求項9に記載の画素特徴判定装置。 The area designating means specifies “the actual pixel area in the predetermined range for the difference value in the horizontal direction with respect to the target pixel, and the appropriate pixel area in the predetermined range for the difference value in the vertical direction”. The pixel feature determination apparatus according to claim 9, wherein the actual pixel region is specified so that a large number of difference values are specified. 前記離間画素差分手段における差分値の算出、及び、前記水平方向差分手段及び垂直方向差分手段における差分値の算出は、前記領域指定手段による指定の前に、1フィールド分実行することを特徴とする請求項9に記載の画素特徴判定装置。 The difference value calculation in the separated pixel difference means and the difference value calculation in the horizontal direction difference means and the vertical direction difference means are executed for one field before the designation by the area designation means. The pixel feature determination apparatus according to claim 9 . 前記離間画素差分手段における差分値の算出、及び、前記水平方向差分手段及び垂直方向差分手段における差分値の算出は、前記領域指定手段による指定の前に、前記領域指定手段による指定で最低限必要な実画素領域分実行することを特徴とする請求項9に記載の画素特徴判定装置。 The difference value calculation in the separated pixel difference means and the difference value calculation in the horizontal direction difference means and the vertical direction difference means are at least required by designation by the area designation means before designation by the area designation means. The pixel feature determination apparatus according to claim 9, wherein the pixel feature determination is performed for each actual pixel region. 前記離間画素差分手段における差分値の算出、或いは、該算出及び前記水平方向差分手段及び垂直方向差分手段における差分値の算出は、各注目画素に対し、前記領域指定手段で前記所定範囲の実画素領域を指定してから実行することを特徴とする請求項9に記載の画素特徴判定装置。 The calculation of the difference value in the separated pixel difference unit, or the calculation of the difference value in the calculation and the horizontal direction difference unit and the vertical direction difference unit is performed by the region designating unit for each target pixel in the predetermined range. The pixel feature determination device according to claim 9, wherein the pixel feature determination device is executed after designating a region. 請求項9に記載の画素特徴判定装置を備えた画素補間装置であって、前記画素特徴判定装置において複雑な絵柄、角の絵柄、縦線絵柄、フラットな絵柄のいずれかの一部の画素であると判定された注目画素に対し、各絵柄に対して予め定められた位置関係にある実画素の画素情報から補間値を算出する補間値算出手段と、該補間値算出手段で算出された補間値で各注目画素を補間する補間手段と、をさらに備えたことを特徴とする画素補間装置。 A pixel interpolation device comprising the pixel feature determination device according to claim 9 , wherein in the pixel feature determination device, a part of pixels of any of a complex pattern, a corner pattern, a vertical line pattern, and a flat pattern to the pixel of interest it is determined that the interpolation value calculating means that issues calculate the interpolated values from the pixel information of the real pixels in the predetermined positional relationship with each picture, calculated by the interpolation value calculating means Interpolating means for interpolating each pixel of interest with an interpolation value. 請求項14に記載の画素補間装置であって、フィールド内で補間する画素に対し、その補間の方向を検出する画素補間方向検出装置をさらに備え、
該画素補間方向検出装置は、補間対象となる画素である注目画素に対し、該注目画素を中心とする領域であって、現フィールドに存在する複数の実画素を少なくとも含む中心画素領域と、前記注目画素を囲まない領域であって、前記注目画素から略等距離に円状に配置された、複数の実画素を少なくとも含む複数の周辺画素領域と、を特定する画素領域特定手段と、該画素領域特定手段で特定された中心画素領域及び複数の周辺画素領域に含まれる画素の画素情報の合計を、各画素領域毎に算出する合計算出手段と、該合計算出手段で算出された各画素領域毎の合計、及び合計がなされた各画素領域の位置関係に基づいて、相関の最も強い方向を検出し、該検出した方向を補間方向として判定する補間方向判定手段を備え、
前記補間値算出手段は、前記画素特徴判定装置において複雑な絵柄、角の絵柄、縦線絵柄、フラットな絵柄以外の絵柄の画素であると判定された各注目画素に対し、前記画素補間方向検出装置で検出された補間方向に基づいて、該補間方向上の実画素から補間値を算出することを特徴とする画素補間装置。
The pixel interpolation device according to claim 14, further comprising a pixel interpolation direction detection device that detects a direction of interpolation for a pixel to be interpolated in a field,
The pixel interpolation direction detection device is a region centered on the target pixel with respect to the target pixel that is a pixel to be interpolated, and includes a central pixel region including at least a plurality of real pixels existing in the current field; A pixel area specifying means for specifying a plurality of peripheral pixel areas including at least a plurality of real pixels, which are areas not surrounding the target pixel and arranged in a circle at substantially equal distances from the target pixel; Total calculation means for calculating for each pixel area the total pixel information of the pixels included in the central pixel area and the plurality of peripheral pixel areas specified by the area specifying means, and each pixel area calculated by the total calculation means total each, and total based on the positional relationship of each pixel region was made to detect the strongest direction of the correlation comprises determining the interpolation direction determination hand stage a direction the detected as the interpolation direction,
The interpolation value calculating means detects the pixel interpolation direction for each pixel of interest determined to be a pixel of a pattern other than a complex pattern, a corner pattern, a vertical line pattern, and a flat pattern in the pixel feature determination device. based on the detected interpolation direction in the apparatus, image-containing interpolator you and calculates the interpolated value from the real pixels on the interpolation direction.
請求項14又は15に記載の画素補間装置を備え、インタレース走査の映像信号のうち動いていないと判定された画素の信号をフレーム内補間し、インタレース走査の映像信号のうち動いていると判定された画素の信号を前記画素補間装置で補間して、インタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換することを特徴とする映像信号処理装置。 The pixel interpolating device according to claim 14 or 15 , comprising inter-frame interpolation of a pixel signal determined not to move in an interlaced scanning video signal, and moving in an interlaced scanning video signal. A video signal processing apparatus, wherein the determined pixel signal is interpolated by the pixel interpolator to convert an interlaced scanning video signal into a progressive scanning video signal.
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