JP4457277B2

JP4457277B2 - Image signal conversion apparatus, image signal conversion method, and image display apparatus using the same

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Publication number: JP4457277B2
Application number: JP2000124796A
Authority: JP
Inventors: 哲二郎近藤; 健治高橋; 和志吉川
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2000-04-25
Publication date: 2010-04-28
Anticipated expiration: 2020-04-25
Also published as: JP2001309315A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＮＴＳＣ方式のビデオ信号をハイビジョンのビデオ信号に変換する際に適用して好適な画像信号変換装置、画像信号変換方法、およびそれを使用した画像表示装置に関する。詳しくは、第１の画像信号を第２の画像信号に変換する際に、第２の画像信号に係る注目画素の画素データを、表示デバイスの種類を示す識別情報に対応して取得された画質情報に基づいて生成することによって、出力画像信号（第２の画像信号）による画像の画質が自動的に表示デバイスに適応したものとなるようにした画像信号変換装置等に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、オーディオ・ビジュアル指向の高まりから、より高解像度の画像を得ることができるようなテレビ受信機の開発が望まれ、この要望に応えて、いわゆるハイビジョンが開発された。ハイビジョンの走査線数は、ＮＴＳＣ方式の走査線数が５２５本であるのに対して、２倍以上の１１２５本である。また、ハイビジョンの縦横比は、ＮＴＳＣ方式の縦横比が３：４であるのに対して、９：１６となっている。このため、ハイビジョンでは、ＮＴＳＣ方式に比べて、高解像度で臨場感のある画像を表示することができる。
【０００３】
ハイビジョンはこのように優れた特性を有するが、ＮＴＳＣ方式のビデオ信号をそのまま供給しても、ハイビジョン方式による画像表示を行うことはできない。これは、上述のようにＮＴＳＣ方式とハイビジョンとでは規格が異なるからである。
【０００４】
そこで、ＮＴＳＣ方式のビデオ信号に応じた画像をハイビジョン方式で表示するため、本出願人は、先に、ＮＴＳＣ方式のビデオ信号をハイビジョンのビデオ信号に変換するための変換装置を提案した（特願平６−２０５９３４号参照）。この変換装置では、ＮＴＳＣ方式のビデオ信号から、ハイビジョンのビデオ信号に係る注目画素に対応するブロック（領域）の画素データを抽出し、このブロックの画素データのレベル分布パターンに基づいて上記注目画素のクラスを決定し、このクラスに対応して上記注目画素の画素データを生成するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した変換装置で得られるハイビジョンのビデオ信号による画像を表示する表示デバイスとしては、ＣＲＴ（cathode-ray tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、プロジェクタなどが使用される。上述した変換装置において、ハイビジョンのビデオ信号による画像の画質は固定されており、使用される画像表示デバイスに適応した画質を得ることができなかった。そのため、ユーザは、別途、例えば画像表示デバイスに備えられた画質調整機能によって、画像表示デバイスに適応した画質が得られるように、コントラストやシャープネス等の調整を行う必要があって面倒であった。
【０００６】
そこで、この発明では、出力画像信号による画像の画質が自動的に画像表示デバイスに適応したものとなり、ユーザによるコントラストやシャープネス等の調整を不要とできる画像信号変換装置等を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る画像信号変換装置は、複数の画素データからなる第１の画像信号を複数の画素データからなる第２の画像信号に変換する画像信号変換装置において、第１の画像信号から、第２の画像信号に係る注目画素の周辺に位置する複数の第１の画素データを選択する第１のデータ選択手段と、この第１のデータ選択手段で選択された複数の第１の画素データに基づいて、注目画素が属するクラスを検出するクラス検出手段と、少なくとも画像表示デバイスの種類を示す第１の識別情報を含む表示デバイス情報を入力するための情報入力部と、この情報入力部に入力された表示デバイス情報に含まれる第１の識別情報に対応した画質情報を取得する画質情報取得手段と、クラス検出手段で検出されたクラスおよび画質情報取得手段で取得された画質情報に対応して、注目画素の画素データを生成する画素データ生成手段とを備えるものである。
【０００８】
例えば、画素データ生成手段は、クラス検出手段で検出されるクラスおよび画質情報取得手段で取得される画質情報の組み合わせ毎に予め生成された推定式の係数データを記憶するメモリを有し、クラス検出手段で検出されたクラスおよび画質情報取得手段で取得された画質情報に対応した係数データを発生する係数データ発生手段と、第１の画像信号から、第２の画像信号に係る注目画素の周辺に位置する複数の第２の画素データを選択する第２のデータ選択手段と、係数データ発生手段で発生された係数データと第２のデータ選択手段で選択された複数の第２の画素データとから、推定式を用いて注目画素の画素データを算出する演算手段とを備えるものである。
【０００９】
また、この発明に係る画像信号変換方法は、複数の画素データからなる第１の画像信号を複数の画素データからなる第２の画像信号に変換する画像信号変換方法において、第１の画像信号から、第２の画像信号に係る注目画素の周辺に位置する複数の第１の画素データを選択するステップと、選択された複数の第１の画素データに基づいて、注目画素が属するクラスを検出するステップと、少なくとも画像表示デバイスの種類を示す第１の識別情報を含む表示デバイス情報を入力するステップと、入力された表示デバイス情報に含まれる第１の識別情報に対応した画質情報を取得するステップと、検出されたクラスおよび取得された画質情報に対応して、注目画素の画素データを生成するステップとを備えるものである。
【００１０】
また、この発明に係る画像表示装置は、複数の画素データからなる第１の画像信号を入力する画像信号入力部と、この画像信号入力部より入力された第１の画像信号を複数の画素データからなる第２の画像信号に変換して出力する画像信号変換部と、この画像信号変換部より出力される第２の画像信号による画像を表示する画像表示デバイスとを有してなるものである。そして、画像表示デバイスは、少なくとも画像表示デバイスの種類を示す第１の識別情報を含む表示デバイス情報が記憶された記憶手段と、この記憶手段に記憶されている表示デバイス情報を画像信号変換部に送信する情報送信手段とを備え、画像信号変換部は、第１の画像信号から、第２の画像信号に係る注目画素の周辺に位置する複数の第１の画素データを選択する第１のデータ選択手段と、この第１のデータ選択手段で選択された複数の第１の画素データに基づいて、注目画素が属するクラスを検出するクラス検出手段と、画像表示デバイスより送られてくる表示デバイス情報を受信する情報受信手段と、この情報受信手段で受信された表示デバイス情報に含まれる第１の識別情報に対応した画質情報を取得する画質情報取得手段と、クラス検出手段で検出されたクラスおよび画質情報取得手段で取得された画質情報に対応して、注目画素の画素データを生成する画素データ生成手段とを備えるものである。
【００１１】
この発明において、第１の画像信号から、第２の画像信号に係る注目画素の周辺に位置する複数の第１の画素データが選択され、その複数の第１の画素データに基づいて、上記注目画素が属するクラスが検出される。
【００１２】
また、画像表示デバイスの種類を示す第１の識別情報に対応した画質情報が取得される。例えば、第１の識別情報と画質情報との対応関係を予め記憶しておく記憶手段が備えられ、記憶手段に記憶された対応関係を参照して、画質情報が取得される。
【００１３】
そして、取得された画質情報および検出されたクラスに対応して、注目画素の画素データが生成される。例えば、クラスおよび画質情報の組み合わせ毎に予め生成された推定式の係数データがメモリに記憶されており、このメモリより、取得された画質情報および検出されたクラスに対応した係数データが読み出されると共に、第１の画像信号から、第２の画像信号に係る注目画素の周辺に位置する複数の第２の画素データが選択され、上記推定式により、上記注目画素の画素データが算出される。
【００１４】
上述したように、第１の画像信号を第２の画像信号に変換する際に、第２の画像信号に係る注目画素の画素データは、画像表示デバイスの種類を示す第１の識別情報に対応して取得された画質情報に基づいて生成される。そのため、出力画像信号（第２の画像信号）による画像の画質は自動的に画像表示デバイスに適応したものとなり、ユーザはコントラストやシャープネス等の調整を不要とできる。
【００１５】
また、コントラストやシャープネス等の画質調整機能がある画像表示デバイスに第２の画像信号を供給してそれによる画像を表示する場合には、その画質調整機能が無効とされる。これにより、画像表示デバイスの画質調整によって第２の画像信号による画像の画質が劣化することを防止でき、画像信号変換部の性能を最大限に発揮させることが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としてのテレビ受信機１００の構成を示している。
【００１７】
このテレビ受信機１００は、放送信号よりＳＤ（Standard Definition）信号としての５２５ｉ信号を得、この５２５ｉ信号をＨＤ（High Definition）信号としての５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号に変換し、その５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号による画像を表示するものである。
【００１８】
ここで、５２５ｉ信号は、ライン数が５２５本でインタレース方式の画像信号を意味し、５２５ｐ信号は、ライン数が５２５本でプログレッシブ方式（ノンインタレース方式と同意）の画像信号を意味し、さらに１０５０ｉ信号はライン数が１０５０本でインタレース方式の画像信号を意味している。
【００１９】
テレ受信機１００は、マイクロコンピュータを備え、システム全体の動作を制御するためのシステムコントローラ１０１と、リモートコントロール信号を受信するリモコン信号受信回路１０２とを有している。リモコン信号受信回路１０２は、システムコントローラ１０１に接続され、リモコン送信機２００よりユーザの操作に応じて出力されるリモートコントロール信号ＲＭを受信し、その信号ＲＭに対応する操作信号をシステムコントローラ１０１に供給するように構成されている。
【００２０】
システムコントローラ１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、画像表示デバイスの種類を示す第１の識別情報と画質情報Ｘとの対応関係が記憶されているＲＯＭ（read only memory）３０２と、画像表示デバイス１１１との間で通信を行うためのバスコントローラ３０３とを備えている。ＲＯＭ３０２およびバスコントローラ３０３は、ＣＰＵ３０１に接続されている。
【００２１】
また、テレビ受信機１００は、受信アンテナ１０５と、この受信アンテナ１０５で捕らえられた放送信号（ＲＦ変調信号）が供給され、選局処理、中間周波増幅処理、検波処理等を行ってＳＤ信号Ｖａ（５２５ｉ信号）を得るチューナ１０６と、外部よりＳＤ信号Ｖｂ（５２５ｉ信号）を入力する外部入力端子１０７とを有している。
【００２２】
また、テレビ受信機１００は、ＳＤ信号Ｖａ，Ｖｂのいずれかを選択的に出力する切換スイッチ１０８と、この切換スイッチ１０８より出力されるＳＤ信号を一時的に保存するためのバッファメモリ１０９とを有している。チューナ１０６より出力されるＳＤ信号Ｖａは切換スイッチ１０８のａ側の固定端子に供給され、外部入力端子１０７より入力されるＳＤ信号Ｖｂは切換スイッチ１０８のｂ側の固定端子に供給される。この切換スイッチ１０８の切り換え動作は、システムコントローラ１０１によって制御される。
【００２３】
また、テレビ受信機１００は、バッファメモリ１０９に一時的に保存されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）に変換する画像信号変換部１１０と、この画像信号変換部１１０より出力されるＨＤ信号による画像を表示する画像表示デバイス１１１とを有している。
【００２４】
画像表示デバイス１１１としては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、プロジェクタ等が使用される。画像表示デバイス１１１は、デバイス全体の動作を制御するためのＣＰＵ４０１と、ユーザが画質調整操作等を行うための操作部４０２と、画像表示デバイス１１１の種類を示す第１の識別情報、画質調整機能があることを示す第２の識別情報、さらに画像表示デバイス１１１に入力すべきＨＤ信号が５２５ｐ信号であるか１０５０ｉ信号であるかを示す第３の識別情報等を含む表示デバイス情報が予め記憶されているＲＯＭ４０３と、画像信号変換部１１０との間で通信を行うためのバスコントローラ４０４とを備えている。操作部４０２、ＲＯＭ４０３およびバスコントローラ４０４は、ＣＰＵ４０１に接続されている。
【００２５】
また、画像表示デバイス１１１は、ビデオ信号入力端子４０５と、この入力端子４０５に入力されたビデオ信号に対してコントラストやシャープネス等の画質調整処理をする画質調整部４０６と、入力端子４０５に入力されたビデオ信号または画質調整部４０６で画質調整処理が施されたビデオ信号を選択的に出力する切換スイッチ４０７と、この切換スイッチ４０７より出力されるビデオ信号を処理し、表示部４０９に画像を表示するための表示処理部４０８とを備えている。入力端子４０５に入力されるビデオ信号は切換スイッチ４０７のａ側の固定端子に供給され、画質調整部４０６で画質調整処理が施されたビデオ信号は切換スイッチ４０７のｂ側の固定端子に供給される。切換スイッチ４０７の切り換え動作は、ＣＰＵ４０１によって制御される。
【００２６】
この画像表示デバイス１１１の入力端子４０５が、信号線５０１によって、画像信号変換部１１０の出力端子１２９に接続されることで、画像信号変換部１１０に画像表示デバイス１１１が接続される。なお、このとき同時に、画像表示デバイス１１１のバスコントローラ４０４は、システムコントローラ１０１のバスコントローラ３０３と例えばＩＥＥＥ１３９４バス等からなるバス信号線５０２によって接続される。
【００２７】
図１に示すテレビ受信機１００の動作を説明する。
画像信号変換部１１０に画像表示デバイス１１１が接続されるとき、つまりシステムコントローラ１０１のバスコントローラ３０３に画像表示デバイス１１１のバスコントローラ４０４が接続されるとき、システムコントローラ１０１のＣＰＵ３０１は、その接続を認識して、図２のフローチャートに示す制御動作をする。
【００２８】
まず、ステップＳＴ１で、表示デバイス情報の送信を要求するコマンドを、画像表示デバイス１１１に送信する。この場合、ＣＰＵ３０１は表示デバイス情報の送信を要求するコマンドを発生してバスコントローラ３０３に供給する。バスコントローラ３０３は、当該コマンドをバス信号線５０２を介して画像表示デバイス１１１のバスコントローラ４０４に送信する。
【００２９】
画像表示デバイス１１１のバスコントローラ４０４は、当該コマンドを受信したとき、それをＣＰＵ４０１に供給する。そして、ＣＰＵ４０１は、ＲＯＭ４０３より表示デバイス情報を読み出してバスコントローラ４０４に供給する。バスコントローラ４０４は、当該表示デバイス情報をバス信号線５０２を介してシステムコントローラ１０１のバスコントローラ３０３に送信する。バスコントローラ３０３は、当該表示デバイス情報を受信したとき、それをＣＰＵ３０１に供給する。
【００３０】
図２に戻って、次に、ステップＳＴ２で、画像表示デバイス１１１より、表示デバイス情報を受信したか否かを判定する。表示デバイス情報を受信したときは、ステップＳＴ３で、ＲＯＭ３０２より、当該表示デバイス情報に含まれる第１の識別情報（画像表示デバイス１１１の種類を示す識別情報）と対として記憶されている画質情報Ｘを読み出して取得する。
【００３１】
そして、ステップＳＴ４で、表示デバイス情報に含まれる第３の識別情報（画像表示デバイス１１１に入力すべきＨＤ信号が５２５ｐ信号であるか１０５０ｉ信号であるかを示す識別情報）と上述したように取得された画質情報とを、画像信号変換部１１０に制御信号ＣＴＬとして供給する。
【００３２】
次に、ステップＳＴ５で、表示デバイス情報に第２の識別情報（画質調整機能があることを示す識別情報）があるか否かを判定する。第２の識別情報がないときは、直ちに処理を終了する。第２の識別情報があるときは、ステップＳＴ６で、画質調整機能を無効とするためのコマンドを、画像表示デバイス１１１に送信する。この場合、ＣＰＵ３０１は画質調整機能を無効とするためのコマンドを発生してバスコントローラ３０３に供給する。バスコントローラ３０３は、当該コマンドをバス信号線５０２を介して画像表示デバイス１１１のバスコントローラ４０４に送信する。
【００３３】
画像表示デバイス１１１のバスコントローラ４０４は、当該コマンドを受信したとき、それをＣＰＵ４０１に供給する。そして、ＣＰＵ４０１は、切換スイッチ４０７を制御してａ側に切り換える。これにより、切換スイッチ４０７より出力されるビデオ信号は、入力端子４０５に入力されたものと同じくなり、画質調整部４０６における画質調整が実質的に無効とされる。
【００３４】
なお、切換スイッチ４０７は、ＣＰＵ４０１が画質調整機能を無効とするためのコマンドを受信する前はｂ側に切り換えられた状態におかれる。また、切換スイッチ４０７は、ａ側に切り換えられた状態で、画像信号変換部１１０に対する画像表示デバイス１１１の接続が解除されるときは、再びｂ側に切り換えられる。
【００３５】
また、ユーザのリモコン送信機２００の操作でチューナ１０６より出力されるＳＤ信号Ｖａに対応する画像表示が指示される場合、システムコントローラ１０１の制御によって切換スイッチ１０８はａ側に接続されて、この切換スイッチ１０８よりＳＤ信号Ｖａが出力される。一方、ユーザのリモコン送信機２００の操作で外部入力端子１０７に入力されるＳＤ信号Ｖｂに対応する画像表示が指示される場合、システムコントローラ１０１の制御によって切換スイッチ１０８はｂ側に接続されて、この切換スイッチ１０８よりＳＤ信号Ｖｂが出力される。
【００３６】
切換スイッチ１０８より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）はバッファメモリ１０９に記憶されて一時的に保存される。そして、このバッファメモリ１０９に一時的に保存されたＳＤ信号は画像信号変換部１１０に供給され、ＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）に変換される。すなわち、画像信号変換部１１０では、ＳＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＳＤ画素データ」という）から、ＨＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＨＤ画素データ」という）が得られる。
【００３７】
ここで、５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号の選択は、システムコントローラ１０１のＣＰＵ３０１より、上述したように制御信号ＣＴＬとして供給される第３の識別情報に基づいて行われる。この画像信号変換部１１０の出力端子１２７より出力されるＨＤ信号は、信号線５０１を介して、画像表示デバイス１１１の入力端子４０５に入力される。
【００３８】
画像表示デバイス１１１において、このように入力端子４０５に入力されたＨＤ信号は切換スイッチ４０７のａ側を介して表示処理部４０８に供給され、画像表示のための処理がされる。これにより、表示部４０９には、入力端子４０５に入力されたＨＤ信号による画像が表示される。
【００３９】
上述したように画像信号変換部１１０で、ＳＤ画素データからＨＤ画素データを得る際、後述するように、ＨＤ画素データは推定式によって算出される。この推定式の係数データとして、上述したように制御信号ＣＴＬとして供給される画質情報および第３の識別情報に対応したものが選択的に使用される。これにより、画像信号変換部１１０より出力されるＨＤ信号による画像の画質は、自動的に画像表示デバイス１１１に対応したものとなり、ユーザは、画像表示デバイス１１１で、別途コントラストやシャープネス等の調整をすることが不要となる。
【００４０】
またこの場合、画像表示デバイス１１１においては、切換スイッチ４０７がａ側に接続され、入力端子４０５に入力されるＨＤ信号がそのまま表示処理部４０８に供給されて使用される。これにより、ＨＤ信号に画質調整処理が施されることによってＨＤ信号による画像の画質が劣化することが防止され、画像信号変換部１１０の性能が最大限に発揮されることとなる。
【００４１】
次に、図３を参照して、画像信号変換部１１０の詳細を説明する。
この画像信号変換部１１０は、バッファメモリ１０９（図１参照）に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号または５２５ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３を有している。
【００４２】
第１のタップ選択回路１２１は、予測に使用するＳＤ画素（「予測タップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路１２２は、ＳＤ画素データのレベル分布パターンに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「空間クラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第３のタップ選択回路１２３は、動きに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「動きクラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出するものである。なお、空間クラスを複数フィールドに属するＳＤ画素データを使用して決定する場合には、この空間クラスにも動き情報が含まれることになる。
【００４３】
図４は、５２５ｉ信号および５２５ｐ信号の、あるフレーム（Ｆ）の奇数（ｏ）フィールドの画素位置関係を示している。大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さいドットが出力される５２５ｐ信号の画素である。偶数（ｅ）フィールドでは、５２５ｉ信号のラインが空間的に０．５ラインずれたものとなる。図４から分かるように、５２５ｐ信号の画素データとしては、５２５ｉ信号のラインと同一位置のラインデータＬ１と、５２５ｉ信号の上下のラインの中間位置のラインデータＬ２とが存在する。また、５２５ｐ信号の各ラインの画素数は、５２５ｉ信号の各ラインの画素数の２倍である。
【００４４】
図５は、５２５ｉ信号および１０５０ｉ信号のあるフレーム（Ｆ）の画素位置関係を示すものであり、奇数（ｏ）フィールドの画素位置を実線で示し、偶数（ｅ）フィールドの画素位置を破線で示している。大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さいドットが出力される１０５０ｉ信号の画素である。図５から分かるように、１０５０ｉ信号の画素データとしては、５２５ｉ信号のラインに近い位置のラインデータＬ１，Ｌ１′と、５２５ｉ信号のラインから遠い位置のラインデータＬ２，Ｌ２′とが存在する。ここで、Ｌ１，Ｌ２は奇数フィールドのラインデータ、Ｌ１′，Ｌ２′は偶数フィールドのラインデータである。また、１０５０ｉ信号の各ラインの画素数は、５２５ｉ信号の各ラインの画素数の２倍である。
【００４５】
図６および図７は、５２５ｉ信号から５２５ｐ信号に変換する場合に、第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図６および図７は、時間的に連続するフレームＦ-1，Ｆ，Ｆ+1の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。
【００４６】
図６に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの予測タップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ-1／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９と、さらに前のＦ-1／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１０である。
【００４７】
図７に示すように、フィールドＦ／ｅのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの予測タップは、次のフィールドＦ+1／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９と、さらに前のＦ-1／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１０である。
【００４８】
なお、ラインデータＬ１を予測する際にはＳＤ画素Ｔ９を予測タップとして選択しないようにし、一方ラインデータＬ２を予測する際にはＳＤ画素Ｔ４を予測タップとして選択しないようにしてもよい。
【００４９】
図８および図９は、５２５ｉ信号から１０５０ｉ信号に変換する場合に、第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図８および図９は、時間的に連続するフレームＦ-1，Ｆ，Ｆ+1の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。
【００５０】
図８に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの予測タップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ-1／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８である。
【００５１】
図９に示すように、フィールドＦ／ｅのラインデータＬ１′，Ｌ２′を予測するときの予測タップは、次のフィールドＦ+1／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ７，Ｔ８である。
【００５２】
なお、ラインデータＬ１，Ｌ１′を予測する際にはＳＤ画素Ｔ６を予測タップとして選択しないようにし、一方ラインデータＬ２，Ｌ２′を予測する際にはＳＤ画素Ｔ３を予測タップとして選択しないようにしてもよい。
【００５３】
さらに、図６〜図９に示すように複数フィールドの同一位置にあるＳＤ画素に加えて、水平方向の一または複数のＳＤ画素を、予測タップとして選択するようにしてもよい。
【００５４】
図１０および図１１は、５２５ｉ信号から５２５ｐ信号に変換する場合に、第２のタップ選択回路１２２で選択される空間クラスタップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図１０および図１１は、時間的に連続するフレームＦ-1，Ｆ，Ｆ+1の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。
【００５５】
図１０に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの空間クラスタップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５と、前のフィールドＦ-1／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ６，Ｔ７である。
【００５６】
図１１に示すように、フィールドＦ／ｅのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの空間クラスタップは、次のフィールドＦ+1／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２と、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６と、前のフィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ６，Ｔ７である。
【００５７】
なお、ラインデータＬ１を予測する際にはＳＤ画素Ｔ７を空間クラスタップとして選択しないようにし、一方ラインデータＬ２を予測する際にはＳＤ画素Ｔ６を空間クラスタップとして選択しないようにしてもよい。
【００５８】
図１２および図１３は、５２５ｉ信号から１０５０ｉ信号に変換する場合に、第２のタップ選択回路１２２で選択される空間クラスタップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図１２および図１３は、時間的に連続するフレームＦ-1，Ｆ，Ｆ+1の奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。
【００５９】
図１２に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの空間クラスタップは、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、前のフィールドＦ-1／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７である。
【００６０】
図１３に示すように、フィールドＦ／ｅのラインデータＬ１′，Ｌ２′を予測するときの空間クラスタップは、フィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と、前のフィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素Ｔ４，Ｔ５，Ｔ６，Ｔ７である。
【００６１】
なお、ラインデータＬ１，Ｌ１′を予測する際にはＳＤ画素Ｔ７を空間クラスタップとして選択しないようにし、一方ラインデータＬ２，Ｌ２′を予測する際にはＳＤ画素Ｔ４を空間クラスタップとして選択しないようにしてもよい。
【００６２】
さらに、図１０〜図１３に示すように複数フィールドの同一位置にあるＳＤ画素に加えて、水平方向の一または複数のＳＤ画素を、空間クラスタップとして選択するようにしてもよい。
【００６３】
図１４は、５２５ｉ信号から５２５ｐ信号に変換する場合に、第３のタップ選択回路１２３で選択される動きクラスタップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図１４は、時間的に連続するフレームＦ-1，Ｆの奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。図１４に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの動きクラスタップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素（注目画素）に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ２，ｎ４，ｎ６と、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ１，ｎ３，ｎ５と、前のフィールドＦ-1／ｅに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｍ２，ｍ４，ｍ６と、さらに前のフィールドＦ-1／ｏに含まれ、作成すべき５２５ｐ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｍ１，ｍ３，ｍ５である。ＳＤ画素ｎ１〜ｎ６のそれぞれの垂直方向の位置は、ＳＤ画素ｍ１〜ｍ６のそれぞれの垂直方向の位置は一致する。
【００６４】
図１５は、５２５ｉ信号から１０５０ｉ信号に変換する場合に、第３のタップ選択回路１２３で選択される動きクラスタップ（ＳＤ画素）の具体例を示している。図１５は、時間的に連続するフレームＦ-1，Ｆの奇数（ｏ）、偶数（ｅ）のフィールドの垂直方向の画素位置関係を示している。図１５に示すように、フィールドＦ／ｏのラインデータＬ１，Ｌ２を予測するときの動きクラスタップは、次のフィールドＦ／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ２，ｎ４，ｎ６と、フィールドＦ／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｎ１，ｎ３，ｎ５と、前のフィールドＦ-1／ｅに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｍ２，ｍ４，ｍ６と、さらに前のフィールドＦ-1／ｏに含まれ、作成すべき１０５０ｉ信号の画素に対して空間的に近傍位置のＳＤ画素ｍ１，ｍ３，ｍ５である。ＳＤ画素ｎ１〜ｎ６のそれぞれの垂直方向の位置は、ＳＤ画素ｍ１〜ｍ６のそれぞれの垂直方向の位置は一致する。
【００６５】
図３に戻って、また、画像信号変換部１１０は、第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１２４を有している。
【００６６】
空間クラス検出回路１２４では、例えば、各ＳＤ画素データを、８ビットデータから２ビットデータに圧縮するような演算が行われる。そして、空間クラス検出回路１２４からは、各ＳＤ画素データに対応した圧縮データが空間クラスのクラス情報として出力される。本実施の形態においては、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）によって、データ圧縮が行われる。なお、情報圧縮手段としては、ＡＤＲＣ以外にＤＰＣＭ（予測符号化）、ＶＱ（ベクトル量子化）等を用いてもよい。
【００６７】
本来、ＡＤＲＣは、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）向け高性能符号化用に開発された適応再量子化法であるが、信号レベルの局所的なパターンを短い語長で効率的に表現できるので、上述したデータ圧縮に使用して好適なものである。ＡＤＲＣを使用する場合、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の最大値をＭＡＸ、その最小値をＭＩＮ、空間クラスタップのデータのダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データｋｉに対して、（１）式の演算により、圧縮データとしての再量子化コードＱｉが得られる。ただし、（１）式において、[ ]は切り捨て処理を意味している。空間クラスタップのデータとして、Ｎａ個のＳＤ画素データがあるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。
Ｑｉ＝［（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２^P／ＤＲ］・・・（１）
【００６８】
また、画像信号変換部１１０は、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報を出力する動きクラス検出回路１２５を有している。
【００６９】
この動きクラス検出回路１２５では、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）ｍｉ，ｎｉからフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。すなわち、動きクラス検出回路１２５では、（２）式によって、差分の絶対値の平均値ＡＶが算出される。第３のタップ選択回路１２３で、例えば上述したように１２個のＳＤ画素データｍ１〜ｍ６，ｎ１〜ｎ６が取り出されるとき、（２）式におけるＮｂは６である。
【００７０】
【数１】

【００７１】
そして、動きクラス検出回路１２５では、上述したように算出された平均値ＡＶが１個または複数個のしきい値と比較されて動きクラスのクラス情報ＭＶが得られる。例えば、３個のしきい値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３（ｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３）が用意され、４つの動きクラスを検出する場合、ＡＶ≦ｔｈ１のときはＭＶ＝０、ｔｈ１＜ＡＶ≦ｔｈ２のときはＭＶ＝１、ｔｈ２＜ＡＶ≦ｔｈ３のときはＭＶ＝２、ｔｈ３＜ＡＶのときはＭＶ＝３とされる。
【００７２】
また、画像信号変換部１１０は、空間クラス検出回路１２４より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードＱｉと、動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）の画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１２６を有している。
【００７３】
このクラス合成回路１２６では、（３）式によって、クラスコードＣＬの演算が行われる。なお、（３）式において、Ｎａは空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の個数、ＰはＡＤＲＣにおける再量子化ビット数を示している。
【００７４】
【数２】

【００７５】
また、画像信号変換部１１０は、レジスタ１３０〜１３３と、係数メモリ１３４とを有している。後述する線順次変換回路１２８は、５２５ｐ信号を出力する場合と、１０５０ｉ信号を出力する場合とで、その動作を切り換える必要がある。レジスタ１３０は、線順次変換回路１２８の動作を指定する動作指定情報を格納するものである。線順次変換回路１２８は、レジスタ１３０より供給される動作指定情報に従った動作をする。
【００７６】
レジスタ１３１は、第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップのタップ位置情報を格納するものである。第１のタップ選択回路１２１は、レジスタ１３１より供給されるタップ位置情報に従って予測タップを選択する。タップ位置情報は、例えば選択される可能性のある複数のＳＤ画素に対して番号付けを行い、選択するＳＤ画素の番号を指定するものである。以下のタップ位置情報においても同様である。
【００７７】
レジスタ１３２は、第２のタップ選択回路１２２で選択される空間クラスタップのタップ位置情報を格納するものである。第２のタップ選択回路１２２は、レジスタ１３２より供給されるタップ位置情報に従って空間クラスタップを選択する。
【００７８】
ここで、レジスタ１３２には、動きが比較的小さい場合のタップ位置情報Ａと、動きが比較的大きい場合のタップ位置情報Ｂとが格納される。これらタップ位置情報Ａ，Ｂのいずれを第２のタップ選択回路１２２に供給するかは、動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶによって選択される。
【００７９】
すなわち、動きがないか、あるいは動きが小さいためにＭＶ＝０またはＭＶ＝１であるときは、タップ位置情報Ａが第２のタップ選択回路１２２に供給され、この第２のタップ選択回路１２２で選択される空間クラスタップは、図１０〜図１３に示すように、２フィールドに跨るものとされる。また、動きが比較的大きいためにＭＶ＝２またはＭＶ＝３であるときは、タップ位置情報Ｂが第２のタップ選択回路１２２に供給され、この第２のタップ選択回路１２２で選択される空間クラスタップは、図示せずも、作成すべき画素と同一フィールド内のＳＤ画素のみとされる。
【００８０】
なお、上述したレジスタ１３１にも動きが比較的小さい場合のタップ位置情報と、動きが比較的大きい場合のタップ位置情報が格納されるようにし、第１のタップ選択回路１２１に供給されるタップ位置情報が動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶによって選択されるようにしてもよい。
【００８１】
レジスタ１３３は、第３のタップ選択回路１２３で選択される動きクラスタップのタップ位置情報を格納するものである。第３のタップ選択回路１２３は、レジスタ１３３より供給されるタップ位置情報に従って動きクラスタップを選択する。
【００８２】
さらに、係数メモリ１３４は、後述する推定予測演算回路１２７で使用される推定式の係数データを各クラス毎に格納するものである。この係数データは、ＳＤ信号としての５２５ｉ信号を、ＨＤ信号としての５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号に変換するための情報である。係数メモリ１３４には上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この係数メモリ１３４からはクラスコードＣＬに対応した係数データが読み出され、推定予測演算回路１２７に供給されることとなる。
【００８３】
また、画像信号変換部１１０は、情報メモリバンク１３５を有している。この情報メモリバンク１３５には、レジスタ１３０に格納するための動作指定情報と、レジスタ１３１〜１３３に格納するためのタップ位置情報と、係数メモリ１３４に格納するための係数データとが予め蓄えられている。
【００８４】
ここで、レジスタ１３０に格納するための動作指定情報として、情報メモリバンク１３５には、線順次変換回路１２８を５２５ｐ信号を出力するように動作させるための第１の動作指定情報と、線順次変換回路１２８を１０５０ｉ信号を出力するように動作させるための第２の動作指定情報とが予め蓄えられている。情報メモリバンク１３５には、上述したようにシステムコントローラ１０１（図１参照）のＣＰＵ３０１より、第３の識別情報（画像表示デバイス１１１に入力すべきＨＤ信号が５２５ｐ信号であるか１０５０ｉ信号であるかを示す識別情報）が制御信号ＣＴＬとして供給される。そして、この情報メモリバンク１３５よりレジスタ１３０には、その第３の識別情報に従って第１の動作指定情報または第２の動作指定情報がロードされる。
【００８５】
また、情報メモリバンク１３５には、レジスタ１３１に格納するための予測タップのタップ位置情報として、第１の変換方法（５２５ｐ）に対応する第１のタップ位置情報と、第２の変換方法（１０５０ｉ）に対応する第２のタップ位置情報とが予め蓄えられている。この情報メモリバンク１３５よりレジスタ１３１には、上述した第３の識別情報に従って第１のタップ位置情報または第２のタップ位置情報がロードされる。
【００８６】
また、情報メモリバンク１３５には、レジスタ１３２に格納するための空間クラスタップのタップ位置情報として、第１の変換方法（５２５ｐ）に対応する第１のタップ位置情報と、第２の変換方法（１０５０ｉ）に対応する第２のタップ位置情報とが予め蓄えられている。なお、第１および第２のタップ位置情報は、それぞれ動きが比較的小さい場合のタップ位置情報と、動きが比較的大きい場合のタップ位置情報とからなっている。この情報メモリバンク１３５よりレジスタ１３２には、上述した第３の識別情報に従って第１のタップ位置情報または第２のタップ位置情報がロードされる。
【００８７】
また、情報メモリバンク１３５には、レジスタ１３３に格納するための動きクラスタップのタップ位置情報として、第１の変換方法（５２５ｐ）に対応する第１のタップ位置情報と、第２の変換方法（１０５０ｉ）に対応する第２のタップ位置情報とが予め蓄えられている。この情報メモリバンク１３５よりレジスタ１３３には、上述した第３の識別情報に従って第１のタップ位置情報または第２のタップ位置情報がロードされる。
【００８８】
また、情報メモリバンク１３５には、係数メモリ１３４に格納するための係数データとして、第１および第２の変換方法のそれぞれに対応した複数の画質情報Ｘにおける各クラス毎の係数データが予め蓄えられている。この複数の画質情報Ｘに対応する係数データの生成方法については後述する。
【００８９】
情報メモリバンク１３５には、上述したようにシステムコントローラ１０１（図１参照）のＣＰＵ３０１より、第３の識別情報と共に、ＲＯＭ３０２より第１の識別情報に対応して読み出された画質情報Ｘも制御信号ＣＴＬとして供給される。この情報メモリバンク１３５より係数メモリ１３４には、画質情報Ｘおよび第３の識別情報に対応した係数データがロードされる。
【００９０】
また、画像信号変換部１１０は、第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される係数データｗｉとから、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータ（ＨＤ画素データ）を演算する推定予測演算回路１２７を有している。
【００９１】
この推定予測演算回路１２７では、５２５ｐ信号を出力する場合、上述した図４に示すように、奇数（ｏ）フィールドおよび偶数（ｅ）フィールドで、５２５ｉ信号のラインと同一位置のラインデータＬ１と、５２５ｉ信号の上下のラインの中間位置のラインデータＬ２とを生成し、また各ラインの画素数を２倍とする必要がある。また、この推定演算回路１２７では、１０５０ｉ信号を出力する場合、上述した図５に示すように、奇数（ｏ）フィールドおよび偶数（ｅ）フィールドで、５２５ｉ信号のラインに近い位置のラインデータＬ１，Ｌ１′と、５２５ｉ信号のラインから遠い位置のラインデータＬ２，Ｌ２′とを生成し、また各ラインの画素数を２倍とする必要がある。
【００９２】
従って、推定予測演算回路１２７では、ＨＤ信号を構成する４画素のデータが同時的に生成される。例えば、４画素のデータはそれぞれ係数データを異にする推定式を使用して同時的に生成されるものであり、係数メモリ１３４からはそれぞれの推定式の係数データが供給される。ここで、推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される係数データｗｉとから、（４）式の線形推定式によって、作成すべきＨＤ画素データｙが演算される。第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップが、図６および図７に示すように１０個であるとき、（４）式におけるｎは１０となる。
【００９３】
【数３】

【００９４】
また、画像信号変換部１１０は、水平周期を２倍とするライン倍速処理を行って、推定予測演算回路１２７より出力されるラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）を線順次化する線順次変換回路１２８と、この線順次変換回路１２８より出力されるＨＤ信号を出力する出力端子１２９とを有している。
【００９５】
図１６は、５２５ｐ信号を出力する場合のライン倍速処理をアナログ波形を用いて示すものである。上述したように、推定予測演算回路１２７によってラインデータＬ１，Ｌ２が生成される。ラインデータＬ１には順にａ１，ａ２，ａ３，・・・のラインが含まれ、ラインデータＬ２には順にｂ１，ｂ２，ｂ３，・・・のラインが含まれる。線順次変換回路１２８は、各ラインのデータを時間軸方向に１／２に圧縮し、圧縮されたデータを交互に選択することによって、線順次出力ａ０，ｂ０，ａ１，ｂ１，・・・を形成する。
【００９６】
なお、１０５０ｉ信号を出力する場合には、奇数フィールドおよび偶数フィールドでインタレース関係を満たすように、線順次変換回路１２８が線順次出力を発生する。したがって、線順次変換回路１２８は、５２５ｐ信号を出力する場合と、１０５０ｉ信号を出力する場合とで、その動作を切り換える必要がある。その動作指定情報は、上述したようにレジスタ１３０より供給される。
【００９７】
次に、画像信号変換部１１０の動作を説明する。
バッファメモリ１０９（図１参照）に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１２２で、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第２のタップ選択回路１２２では、レジスタ１３２より供給される、ユーザによって選択された変換方法、および動きクラス検出回路１２５で検出される動きクラスに対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【００９８】
この第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１２４に供給される。この空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードＱｉが得られる（（１）式参照）。
【００９９】
また、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第３のタップ選択回路１２３で、動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第３のタップ選択回路１２３では、レジスタ１３３より供給される、ユーザによって選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０１００】
この第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１２５に供給される。この動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１０１】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードＱｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードＱｉとから、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）の画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。そして、このクラスコードＣＬは係数メモリ１３４に読み出しアドレス情報として供給される。
【０１０２】
係数メモリ１３４には、所定の画質情報Ｘおよび変換方法における各クラス毎の係数データが、情報メモリバンク１３５よりロードされて格納されている。上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ１３４からクラスコードＣＬに対応した係数データｗｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。
【０１０３】
また、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第１のタップ選択回路１２１で、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第１のタップ選択回路１２１では、レジスタ１３１より供給される、ユーザによって選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。この第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉは推定予測演算回路１２７に供給される。
【０１０４】
推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される係数データｗｉとから、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータ（ＨＤ画素データ）ｙが演算される（（４）式参照）。この場合、ＨＤ信号を構成する４画素のデータが同時的に生成される。
【０１０５】
これにより、５２５ｐ信号を出力する第１の変換方法が選択されているときは、奇数（ｏ）フィールドおよび偶数（ｅ）フィールドで、５２５ｉ信号のラインと同一位置のラインデータＬ１と、５２５ｉ信号の上下のラインの中間位置のラインデータＬ２とが生成される（図４参照）。また、１０５０ｉ信号を出力する第２の変換方法が選択されているときは、奇数（ｏ）フィールドおよび偶数（ｅ）フィールドで、５２５ｉ信号のラインに近い位置のラインデータＬ１，Ｌ１′と、５２５ｉ信号のラインから遠い位置のラインデータＬ２，Ｌ２′とが生成される（図５参照）。
【０１０６】
このように推定予測演算回路１２７で生成されたラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）は線順次変換回路１２８に供給される。そして、この線順次変換回路１２８では、ラインデータＬ１，Ｌ２（Ｌ１′，Ｌ２′）が線順次化されてＨＤ信号が生成される。そして、このＨＤ信号が出力端子１２９に出力される。この場合、線順次変換回路１２８は、レジスタ１３０より供給される、第３の識別情報に対応した動作指示情報に従った動作をする。そのため、画像表示デバイス１１１に入力すべきＨＤ信号が５２５ｐ信号であるときは、線順次変換回路１２８より５２５ｐ信号が出力される。一方、画像表示デバイス１１１に入力すべきＨＤ信号が１０５０ｉ信号であるときは、線順次変換回路１２８より１０５０ｉ信号が出力される。
【０１０７】
上述したように、画像表示デバイス１１１の種類を示す第１の識別情報に対応した画質情報Ｘがシステムコントローラ１０１より情報メモリバンク１３５に供給され、係数メモリ１３４には情報メモリバンク１３５よりその画質情報Ｘに対応した各クラスの係数データがロードされる。これにより、画像信号変換部１１０より出力されるＨＤ信号による画像の画質は、画像表示デバイス１１１に自動的に適応したものとなり、ユーザは画像表示デバイス１１１でコントラストやシャープネス等の調整することが不要となる。
【０１０８】
上述したように、情報メモリバンク１３５には、複数の解像度における各クラス毎の係数データが記憶されている。この係数データは、予め学習によって生成されたものである。
【０１０９】
まず、この学習方法について説明する。（４）式の推定式に基づく係数データｗi（ｉ＝１〜ｎ）を最小自乗法により求める例を示すものとする。一般化した例として、Ｘを入力データ、Ｗを係数データ、Ｙを予測値として、（５）式の観測方程式を考える。この（５）式において、ｍは学習データの数を示し、ｎは予測タップの数を示している。
【０１１０】
【数４】

【０１１１】
（５）式の観測方程式により収集されたデータに最小自乗法を適用する。この（５）式の観測方程式をもとに、（６）式の残差方程式を考える。
【０１１２】
【数５】

【０１１３】
（６）式の残差方程式から、各ｗiの最確値は、（７）式のｅ²を最小にする条件が成り立つ場合と考えられる。すなわち、（８）式の条件を考慮すればよいわけである。
【０１１４】
【数６】

【０１１５】
つまり、（８）式のｉに基づくｎ個の条件を考え、これを満たすｗ₁，ｗ₂，・・・，ｗ_nを算出すればよい。そこで、（６）式の残差方程式から、（９）式が得られる。さらに、（９）式と（５）式とから、（１０）式が得られる。
【０１１６】
【数７】

【０１１７】
そして、（６）式と（１０）式とから、（１１）式の正規方程式が得られる。
【０１１８】
【数８】

【０１１９】
（１１）式の正規方程式は、未知数の数ｎと同じ数の方程式を立てることが可能であるので、各ｗiの最確値を求めることができる。この場合、掃き出し法（Guss-Jordanの消去法）等を用いて連立方程式を解くことになる。
【０１２０】
図１７は、上述した係数データの学習フローを示している。学習を行うためには、入力信号と予測対象となる教師信号を用意しておく。
【０１２１】
まず、ステップＳＴ３１で、教師信号より得られる注目画素データと入力信号より得られる予測タップのｎ個の画素データとの組み合わせを学習データとして生成する。次に、ステップＳＴ３２で、学習データの生成が終了したか否かを判定し、学習データの生成が終了していないときは、ステップＳＴ３３でその学習データにおける注目画素データが属するクラスを決定する。このクラスの決定は、注目画素データに対応して入力信号より得られる所定数の画素データに基づいて行われる。
【０１２２】
そして、ステップＳＴ３４で、各クラス毎に、ステップＳＴ３１で生成された学習データ、すなわち注目画素データと予測タップのｎ個の画素データとを使用して、（１１）式に示すような正規方程式を生成する。ステップＳＴ３１〜ステップＳＴ３４の動作は、学習データの生成が終了するまで繰り返され、多くの学習データが登録された正規方程式が生成される。
【０１２３】
ステップＳＴ３２で学習データの生成が終了したときは、ステップＳＴ３５で、各クラス毎に生成された正規方程式を解き、各クラス毎のｎ個の係数データｗiを求める。そして、ステップＳＴ３６で、クラス別にアドレス分割されたメモリに係数データｗiを登録して、学習フローを終了する。
【０１２４】
次に、図１に示したテレビ受信機１００の画像信号変換部１１０内の情報メモリバンク１３５に記憶される複数の画質情報Ｘにおける各クラス毎の係数データｗiを、上述した学習の原理によって予め生成する係数データ生成装置１５０の詳細を説明する。図１８は、係数データ生成装置１５０の構成例を示している。
【０１２５】
この係数データ生成装置１５０は、教師信号としてのＨＤ信号（５２５ｐ信号／１０５０ｉ信号）が入力される入力端子１５１と、このＨＤ信号に対して水平および垂直の間引きフィルタ処理を行って、入力信号としてのＳＤ信号を得る２次元間引きフィルタ１５２とを有している。
【０１２６】
２次元間引きフィルタ１５２には、変換方法選択信号が制御信号として供給される。第１の変換方法（図３の画像信号変換部１１０で５２５ｉ信号より５２５ｐ信号を得る）が選択される場合、２次元間引きフィルタ１５２では５２５ｐ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される（図４参照）。一方、第２の変換方法（図３の画像信号変換部１１０で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）が選択される場合、２次元間引きフィルタ１５２では１０５０ｉ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される（図５参照）。
【０１２７】
また、２次元間引きフィルタ１５２には、画質情報Ｘが制御信号として供給される。この画質情報Ｘは、図１に示すテレビ受信機１００において、システムコントローラ１０１のＲＯＭ３０２に記憶されている画質情報Ｘと同義である。２次元間引きフィルタ１５２では、画質情報Ｘの値に応じて処理内容が変更され、生成されるＳＤ信号の画質が変化するようにされる。
【０１２８】
例えば、２次元間引きフィルタ１５２はガウシアンフィルタを用いて構成される。この場合、ＨＤ信号を構成する垂直方向の画素データが（１２）式で示される１次元ガウシアンフィルタにより間引き処理され、同様にＨＤ信号を構成する水平方向の画素データも同様の１次元ガウシアンフィルタにより間引き処理されることでＳＤ信号が生成される。このように２次元間引きフィルタ１５２がガウシアンフィルタを用いて構成される場合、画質情報Ｘの値に応じて標準偏差σの値が変更される。
【０１２９】
【数９】

【０１３０】
例えば、画質情報１ではσ＝０．５とされ、画質情報２ではσ＝１．２とされ、画質情報３ではσ＝１．６とされ、画質情報４ではσ＝２．０とされ、画質情報５ではσ＝２．４とされ、画質情報６ではσ＝２．８とされ、画質情報７ではσ＝３．０とされる。この場合、σの値が大きい程、図３の画像信号変換部１１０で生成されるＨＤ信号による画像の解像度を高くする係数データが得られることとなる。
【０１３１】
上述した図１のテレビ受信機１００において、画像表示デバイス１１１よりシステムコントローラ１０１に送られてくるその種類を示す第１の識別情報が、例えばＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、プロジェクタを示しているとき、ＣＰＵ３０１は、ＲＯＭ３０２より、それぞれ画質情報４、画質情報３、画質情報５、画質情報６を取得し、画像信号変換部１１０ではそれぞれの画質情報Ｘに応じて生成された計数データが情報メモリバンク１３４より係数メモリ１３４にロードされて使用される。
【０１３２】
なお例えば、第１の識別情報と第３の識別情報との関係は、第１の識別情報がＣＲＴディスプレイを示すとき、第３の識別情報は入力すべきＨＤ信号が５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号であることを示すようにされ、第１の識別情報が液晶ディスプレイを示すとき、第３の識別情報は入力すべきＨＤ信号が１０５０ｉ信号であることを示すようにされ、第１の識別情報がプラズマディスプレイを示すとき、第３の識別情報は入力すべきＨＤ信号が５２５ｐ信号であることを示すようにされ、第１の識別信号がプロジェクタを示すとき、第３の識別情報は５２５ｐ信号であることを示すようにされる。
【０１３３】
図１９は、上述した画像表示デバイスの種類、係数データの傾向、標準偏差σおよびＨＤ信号の種類の関係例を示している。
【０１３４】
また、図１８に戻って、係数データ生成装置１５０は、２次元間引きフィルタ１５２より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号または５２５ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５を有している。
【０１３５】
これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５は、上述した画像信号変換部１１０の第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３と同様に構成される。これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５で選択されるタップは、タップ選択制御部１５６からのタップ位置情報によって指定される。
【０１３６】
タップ選択制御回路１５６には、変換方法選択信号が制御信号として供給される。第１の変換方法が選択される場合と第２の変換方法が選択される場合とで、第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５に供給されるタップ位置情報が異なるようにされている。また、タップ選択制御回路１５６には後述する動きクラス検出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶが供給される。これにより、第２のタップ選択回路１５４に供給されるタップ位置情報が動きが大きいか小さいかによって異なるようにされる。
【０１３７】
また、係数データ生成装置１５０は、第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１５７を有している。この空間クラス検出回路１５７は、上述した画像信号変換部１１０の空間クラス検出回路１２４と同様に構成される。この空間クラス検出回路１５７からは、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データ毎の再量子化コードＱｉが空間クラスを示すクラス情報として出力される。
【０１３８】
また、係数データ生成装置１５０は、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報ＭＶを出力する動きクラス検出回路１５８を有している。この動きクラス検出回路１５８は、上述した画像信号変換部１１０の動きクラス検出回路１２５と同様に構成される。この動きクラス検出回路１５８では、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）からフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。
【０１３９】
また、係数データ生成装置１５０は、空間クラス検出回路１５７より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードＱｉと、動きクラス検出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、ＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１５９を有している。このクラス合成回路１５９も、上述した画像信号変換部１１０のクラス合成回路１２６と同様に構成される。
【０１４０】
また、係数データ生成装置１５０は、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、各クラス毎に、ｎ個の係数データｗｉを得るための正規方程式（（１１）式参照）を生成する正規方程式生成部１６０を有している。
【０１４１】
この場合、一個のＨＤ画素データｙとそれに対応するｎ個の予測タップ画素データとの組み合わせで上述した学習データが生成され、従って正規方程式生成部１６０では多くの学習データが登録された正規方程式が生成される。なお、図示せずも、第１のタップ選択回路１５３の前段に時間合わせ用の遅延回路を配置することで、この第１のタップ選択回路１５３から正規方程式生成部１６０に供給されるＳＤ画素データｘｉのタイミング合わせを行うことができる。
【０１４２】
また、係数データ生成装置１５０は、正規方程式生成部１６０で各クラス毎に生成された正規方程式のデータが供給され、各クラス毎に生成された正規方程式を解いて、各クラス毎の係数データｗiを求める係数データ決定部１６１と、この求められた係数データｗiを記憶する係数メモリ１６２とを有している。係数データ決定部１６１では、正規方程式が例えば掃き出し法などによって解かれて、係数データｗiが求められる。
【０１４３】
図１８に示す係数データ生成装置１５０の動作を説明する。入力端子１５１には教師信号としてのＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）が供給され、そしてこのＨＤ信号に対して２次元間引きフィルタ１５２で水平および垂直の間引き処理が行われて入力信号としてのＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成される。
【０１４４】
この場合、第１の変換方法（図１の画像信号変換部１１０で５２５ｉ信号より５２５ｐ信号を得る）が選択される場合、２次元間引きフィルタ１５２では５２５ｐ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される。一方、第２の変換方法（図１の画像信号変換部１１０で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）が選択される場合、２次元間引きフィルタ１５２では１０５０ｉ信号に対して間引き処理が施されてＳＤ信号が生成される。
【０１４５】
またこの場合、生成されるＳＤ信号による画像の画質は画質情報Ｘに対応したものとなる。例えば、ＳＤ信号による画像の解像度が低くなるほど、図１の画像信号変換部１１０で生成されるＨＤ信号による画像の解像度を高くする係数データが得られる。
【０１４６】
このＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１５４では、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法、および動きクラス検出回路１５８で検出される動きクラスにに対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０１４７】
この第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１５７に供給される。この空間クラス検出回路１５７では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードＱｉが得られる（（１）式参照）。
【０１４８】
また、２次元間引きフィルタ１５２で生成されたＳＤ信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第３のタップ選択回路１５５では、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０１４９】
この第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１５８に供給される。この動きクラス検出回路１５８では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１５０】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードＱｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラス合成回路１５９では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードＱｉとから、ＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。
【０１５１】
また、２次元間引きフィルタ１５２で生成されるＳＤ信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この場合、第１のタップ選択回路１５３では、タップ選択制御回路１５６より供給される、選択された変換方法に対応したタップ位置情報に基づいて、タップの選択が行われる。
【０１５２】
そして、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、正規方程式生成部１６０では、各クラス毎に、ｎ個の係数データｗiを生成するための正規方程式が生成される。
【０１５３】
そして、係数データ決定部１６１でその正規方程式が解かれ、各クラス毎の係数データｗiが求められ、その係数データｗiはクラス別にアドレス分割された係数メモリ１６２に記憶される。
【０１５４】
このように、図１８に示す係数データ生成装置１５０においては、図１の画像信号変換部１１０の情報メモリバンク１３５に記憶される各クラス毎の係数データｗiを生成することができる。
【０１５５】
この場合、２次元間引きフィルタ１５２では、選択された変換方法によって５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号を使用してＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成されるものであり、第１の変換方法（画像信号変換部１１０で５２５ｉ信号より５２５ｐ信号を得る）および第２の変換方法（画像信号変換部１１０で５２５ｉ信号より１０５０ｉ信号を得る）に対応した係数データを生成できる。
【０１５６】
また、２次元間引きフィルタ１５２で生成されるＳＤ信号による画像の画質を画質情報Ｘによって変化させることができる。そのため、このＳＤ信号による画像の画質を変化させて各クラス毎の係数データを決定していくことで、複数の画質情報Ｘにおける各クラス毎の係数データを生成できる。
【０１５７】
なお、上述実施の形態においては、ＨＤ信号を生成する際の推定式として線形一次方程式を使用したものを挙げたが、推定式として高次方程式を使用するものであってもよい。
【０１５８】
また、上述実施の形態においては、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）に変換する例を示したが、この発明はそれに限定されるものでなく、推定式を使用して第１の画像信号を第２の画像信号に変換するその他の場合にも同様に適用できることは勿論である。
【０１５９】
また、上述実施の形態においては、画像表示デバイス１１１としてＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、プロジェクタを例として挙げたものであるが、この発明はその他の画像表示デバイスを使用するものにも同様に適用できる。
【０１６０】
【発明の効果】
この発明によれば、第１の画像信号を第２の画像信号に変換する際に、第２の画像信号に係る注目画素の画素データを、画像表示デバイスの種類を示す第１の識別情報に対応して取得された画質情報に基づいて生成するものである。したがって、出力画像信号（第２の画像信号）による画像の画質は自動的に画像表示デバイスに適応したものとなり、ユーザはコントラストやシャープネス等の調整を不要とできる。
【０１６１】
また、この発明によれば、コントラストやシャープネス等の画質調整機能がある画像表示デバイスに第２の画像信号を供給してそれによる画像を表示する場合には、その画質調整機能を無効とするものである。したがって、画像表示デバイスの画質調整によって第２の画像信号による画像の画質が劣化することを防止でき、画像信号変換部の性能を最大限に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態としてのテレビ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】画像表示デバイス接続時の制御動作を示すフローチャートである。
【図３】画像信号変換部の構成を示すブロック図である。
【図４】５２５ｉ信号と５２５ｐ信号の画素位置関係を説明するための図である。
【図５】５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を説明するための図である。
【図６】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、予測タップの一例を示す図である。
【図７】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、予測タップの一例を示す図である。
【図８】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、予測タップの一例を示す図である。
【図９】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、予測タップの一例を示す図である。
【図１０】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、空間クラスタップの一例を示す図である。
【図１１】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、空間クラスタップの一例を示す図である。
【図１２】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、空間クラスタップの一例を示す図である。
【図１３】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、空間クラスタップの一例を示す図である。
【図１４】５２５ｉと５２５ｐの画素位置関係と、動きクラスタップの一例を示す図である。
【図１５】５２５ｉと１０５０ｉの画素位置関係と、動きクラスタップの一例を示す図である。
【図１６】５２５ｐ信号を出力する場合のライン倍速処理を説明するための図である。
【図１７】係数データの学習フローを示すフローチャートである。
【図１８】係数データ生成装置の構成例を示すブロック図である。
【図１９】画像表示デバイスの種類、係数データの傾向、標準偏差σおよびＨＤ信号の種類の関係例を示す図である。
【符号の説明】
１００・・・テレビ受信機、１０１・・・システムコントローラ、１０２・・・リモコン信号受信回路、１０５・・・受信アンテナ、１０６・・・チューナ、１０７・・・外部入力端子、１１０・・・画像信号変換部、１１１・・・画像表示デバイス、１２１・・・第１のタップ選択回路、１２２・・・第２のタップ選択回路、１２３・・・第３のタップ選択回路、１２４・・・空間クラス検出回路、１２５・・・動きクラス検出回路、１２６・・・クラス合成回路、１２７・・・推定予測演算回路、１２８・・・線順次変換回路、１２９・・・出力端子、１３０〜１３３・・・レジスタ、１３４・・・係数メモリ、１３５・・・情報メモリバンク、１５０・・・係数データ生成装置、１５１・・・入力端子、１５２・・・２次元間引きフィルタ、１５３・・・第１のタップ選択回路、１５４・・・第２のタップ選択回路、１５５・・・第３のタップ選択回路、１５６・・・タップ選択制御回路、１５７・・・空間クラス検出回路、１５８・・・動きクラス検出回路、１５９・・・クラス合成回路、１６０・・・正規方程式生成部、１６１・・・係数データ決定部、１６２・・・係数メモリ、２００・・・リモコン送信機、３０１・・・ＣＰＵ、３０２・・・ＲＯＭ、３０３・・・バスコントローラ、４０１・・・ＣＰＵ、４０２・・・操作部、４０３・・・ＲＯＭ、４０４・・・バスコントローラ、４０５・・・ビデオ信号入力端子、４０６・・・画質調整部、４０７・・・切換スイッチ、４０８・・・表示処理部、４０９・・・表示部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image signal conversion apparatus, an image signal conversion method, and an image display apparatus using the image signal conversion apparatus which are suitable for application when converting, for example, an NTSC video signal to a high-definition video signal. Specifically, when converting the first image signal into the second image signal, the pixel data of the pixel of interest related to the second image signal is acquired in correspondence with the identification information indicating the type of the display device. The present invention relates to an image signal conversion device or the like in which the image quality based on the output image signal (second image signal) is automatically adapted to the display device by being generated based on the information.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of television receivers capable of obtaining higher-resolution images has been desired due to the increase in audio / visual orientation, and so-called high-vision has been developed in response to this demand. The number of high-definition scanning lines is 1125, which is more than twice that of 525 scanning lines in the NTSC system. The aspect ratio of the high-definition television is 9:16, whereas the aspect ratio of the NTSC system is 3: 4. For this reason, high-definition images can be displayed with a higher resolution and presence than in the NTSC system.
[0003]
Although HDTV has such excellent characteristics, even if an NTSC video signal is supplied as it is, image display using the HDTV system cannot be performed. This is because the standards differ between the NTSC system and the high vision as described above.
[0004]
Therefore, in order to display an image corresponding to the NTSC video signal in the high-definition system, the present applicant has previously proposed a conversion device for converting an NTSC video signal into a high-definition video signal (Japanese Patent Application). No. 6-205934). In this conversion apparatus, pixel data of a block (region) corresponding to a pixel of interest related to a high-definition video signal is extracted from an NTSC video signal, and the pixel of interest is extracted based on a level distribution pattern of the pixel data of this block. A class is determined, and pixel data of the pixel of interest is generated corresponding to this class.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
A CRT (cathode-ray tube) display, a liquid crystal display, a plasma display, a projector, or the like is used as a display device that displays an image based on a high-definition video signal obtained by the conversion device. In the above-described conversion apparatus, the image quality of the high-definition video signal is fixed, and the image quality suitable for the image display device used cannot be obtained. Therefore, it is troublesome for the user to separately adjust the contrast and sharpness so that the image quality suitable for the image display device can be obtained by the image quality adjustment function provided in the image display device, for example.
[0006]
Therefore, an object of the present invention is to provide an image signal conversion device or the like in which the image quality of the image by the output image signal is automatically adapted to the image display device, and the adjustment of contrast, sharpness, etc. by the user is unnecessary. To do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An image signal conversion device according to the present invention is an image signal conversion device that converts a first image signal composed of a plurality of pixel data into a second image signal composed of a plurality of pixel data. A first data selection unit that selects a plurality of first pixel data positioned around a pixel of interest related to the second image signal, and a plurality of first pixel data selected by the first data selection unit. Based on class detection means for detecting a class to which the target pixel belongs, an information input unit for inputting display device information including at least first identification information indicating the type of the image display device, and an input to the information input unit Acquired by the image quality information acquisition means for acquiring the image quality information corresponding to the first identification information included in the displayed display device information, the class detected by the class detection means and the image quality information acquisition means The corresponding to the image quality information, in which and a pixel data generation means for generating pixel data of the pixel of interest.
[0008]
For example, the pixel data generation means has a memory for storing coefficient data of an estimation formula generated in advance for each combination of the class detected by the class detection means and the image quality information acquired by the image quality information acquisition means, and class detection Coefficient data generating means for generating coefficient data corresponding to the class detected by the means and the image quality information acquired by the image quality information acquiring means, and from the first image signal to the periphery of the target pixel relating to the second image signal Second data selection means for selecting a plurality of second pixel data located, coefficient data generated by the coefficient data generation means, and a plurality of second pixel data selected by the second data selection means And an arithmetic means for calculating pixel data of the target pixel using the estimation formula.
[0009]
An image signal conversion method according to the present invention is an image signal conversion method for converting a first image signal composed of a plurality of pixel data into a second image signal composed of a plurality of pixel data. , Selecting a plurality of first pixel data located around the pixel of interest related to the second image signal, and detecting a class to which the pixel of interest belongs based on the selected plurality of first pixel data A step of inputting display device information including at least first identification information indicating a type of the image display device, and a step of acquiring image quality information corresponding to the first identification information included in the input display device information And generating pixel data of the pixel of interest corresponding to the detected class and the acquired image quality information.
[0010]
An image display device according to the present invention includes an image signal input unit that inputs a first image signal composed of a plurality of pixel data, and the first image signal input from the image signal input unit is a plurality of pixel data. An image signal conversion unit that converts the image signal into a second image signal that is output, and an image display device that displays an image based on the second image signal output from the image signal conversion unit. . The image display device stores at least display device information including first identification information indicating the type of the image display device, and stores the display device information stored in the storage unit in the image signal conversion unit. First data for selecting a plurality of first pixel data located around the pixel of interest related to the second image signal from the first image signal. Selection means, class detection means for detecting a class to which the pixel of interest belongs based on a plurality of first pixel data selected by the first data selection means, and display device information sent from the image display device Information receiving means for receiving image quality information acquiring means for acquiring image quality information corresponding to the first identification information included in the display device information received by the information receiving means, Corresponding to the acquired image quality information at the detected class and the quality information acquiring unit in Las detecting means, in which and a pixel data generation means for generating pixel data of the pixel of interest.
[0011]
In the present invention, a plurality of first pixel data located around a pixel of interest related to the second image signal are selected from the first image signal, and the above attention is made based on the plurality of first pixel data. The class to which the pixel belongs is detected.
[0012]
Also, image quality information corresponding to the first identification information indicating the type of the image display device is acquired. For example, a storage unit that stores in advance the correspondence between the first identification information and the image quality information is provided, and the image quality information is acquired with reference to the correspondence stored in the storage unit.
[0013]
Then, pixel data of the target pixel is generated corresponding to the acquired image quality information and the detected class. For example, coefficient data of an estimation formula generated in advance for each combination of class and image quality information is stored in the memory, and the acquired image quality information and coefficient data corresponding to the detected class are read from the memory. From the first image signal, a plurality of second pixel data located around the target pixel related to the second image signal are selected, and the pixel data of the target pixel is calculated by the estimation formula.
[0014]
As described above, when the first image signal is converted to the second image signal, the pixel data of the target pixel related to the second image signal corresponds to the first identification information indicating the type of the image display device. Is generated based on the acquired image quality information. Therefore, the image quality of the output image signal (second image signal) is automatically adapted to the image display device, and the user can make adjustments such as contrast and sharpness unnecessary.
[0015]
Further, when the second image signal is supplied to an image display device having an image quality adjustment function such as contrast and sharpness and an image is displayed by the second image signal, the image quality adjustment function is invalidated. Thereby, it is possible to prevent the image quality of the second image signal from being deteriorated due to the image quality adjustment of the image display device, and to maximize the performance of the image signal conversion unit.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a television receiver 100 as an embodiment.
[0017]
The television receiver 100 obtains a 525i signal as an SD (Standard Definition) signal from a broadcast signal, converts the 525i signal into a 525p signal or 1050i signal as an HD (High Definition) signal, and the 525p signal or 1050i signal. The image by is displayed.
[0018]
Here, the 525i signal means an interlaced image signal having 525 lines, and the 525p signal means a progressive method (agreeing with the non-interlaced method) image signal having 525 lines. Further, the 1050i signal means an interlaced image signal having 1050 lines.
[0019]
The tele receiver 100 includes a microcomputer, and includes a system controller 101 for controlling the operation of the entire system, and a remote control signal receiving circuit 102 for receiving a remote control signal. The remote control signal receiving circuit 102 is connected to the system controller 101, receives a remote control signal RM output from the remote control transmitter 200 according to a user operation, and supplies an operation signal corresponding to the signal RM to the system controller 101. Is configured to do.
[0020]
The system controller 101 includes a CPU (Central Processing Unit) 301, a ROM (read only memory) 302 in which the correspondence between the first identification information indicating the type of image display device and the image quality information X is stored, an image display And a bus controller 303 for communicating with the device 111. The ROM 302 and the bus controller 303 are connected to the CPU 301.
[0021]
Further, the television receiver 100 is supplied with a receiving antenna 105 and a broadcast signal (RF modulated signal) captured by the receiving antenna 105, and performs a channel selection process, an intermediate frequency amplification process, a detection process, and the like to perform an SD signal Va. It has a tuner 106 for obtaining (525i signal) and an external input terminal 107 for inputting an SD signal Vb (525i signal) from the outside.
[0022]
The television receiver 100 further includes a changeover switch 108 that selectively outputs one of the SD signals Va and Vb, and a buffer memory 109 that temporarily stores the SD signal output from the changeover switch 108. Have. The SD signal Va output from the tuner 106 is supplied to the fixed terminal on the a side of the changeover switch 108, and the SD signal Vb input from the external input terminal 107 is supplied to the fixed terminal on the b side of the changeover switch 108. The switching operation of the changeover switch 108 is controlled by the system controller 101.
[0023]
The television receiver 100 also converts the SD signal (525i signal) temporarily stored in the buffer memory 109 into an HD signal (525p signal or 1050i signal), and the image signal conversion unit. And an image display device 111 that displays an image based on an HD signal output from 110.
[0024]
As the image display device 111, a CRT display, a liquid crystal display, a plasma display, a projector, or the like is used. The image display device 111 includes a CPU 401 for controlling the operation of the entire device, an operation unit 402 for a user to perform an image quality adjustment operation, etc., first identification information indicating the type of the image display device 111, and an image quality adjustment function Display device information including second identification information indicating that the HD signal is to be input to the image display device 111 and third identification information indicating whether the HD signal is a 525p signal or a 1050i signal is stored in advance. ROM 403 and a bus controller 404 for performing communication between the image signal converter 110. The operation unit 402, the ROM 403, and the bus controller 404 are connected to the CPU 401.
[0025]
In addition, the image display device 111 receives a video signal input terminal 405, an image quality adjustment unit 406 that performs image quality adjustment processing such as contrast and sharpness on the video signal input to the input terminal 405, and an input terminal 405. The switch 407 that selectively outputs the video signal or the video signal that has been subjected to the image quality adjustment processing by the image quality adjustment unit 406 and the video signal output from the changeover switch 407 are processed, and an image is displayed on the display unit 409. A display processing unit 408. The video signal input to the input terminal 405 is supplied to the fixed terminal on the a side of the changeover switch 407, and the video signal subjected to the image quality adjustment processing by the image quality adjusting unit 406 is supplied to the fixed terminal on the b side of the changeover switch 407. The The switching operation of the changeover switch 407 is controlled by the CPU 401.
[0026]
The image display device 111 is connected to the image signal conversion unit 110 by connecting the input terminal 405 of the image display device 111 to the output terminal 129 of the image signal conversion unit 110 through the signal line 501. At the same time, the bus controller 404 of the image display device 111 is connected to the bus controller 303 of the system controller 101 by a bus signal line 502 including, for example, an IEEE 1394 bus.
[0027]
The operation of the television receiver 100 shown in FIG. 1 will be described.
When the image display device 111 is connected to the image signal converter 110, that is, when the bus controller 404 of the image display device 111 is connected to the bus controller 303 of the system controller 101, the CPU 301 of the system controller 101 recognizes the connection. Then, the control operation shown in the flowchart of FIG. 2 is performed.
[0028]
First, in step ST1, a command requesting transmission of display device information is transmitted to the image display device 111. In this case, the CPU 301 generates a command for requesting transmission of display device information and supplies it to the bus controller 303. The bus controller 303 transmits the command to the bus controller 404 of the image display device 111 via the bus signal line 502.
[0029]
When the bus controller 404 of the image display device 111 receives the command, it supplies it to the CPU 401. Then, the CPU 401 reads display device information from the ROM 403 and supplies it to the bus controller 404. The bus controller 404 transmits the display device information to the bus controller 303 of the system controller 101 via the bus signal line 502. When the bus controller 303 receives the display device information, the bus controller 303 supplies it to the CPU 301.
[0030]
Returning to FIG. 2, next, in step ST <b> 2, it is determined whether display device information is received from the image display device 111. When the display device information is received, the image quality information X stored as a pair with the first identification information (identification information indicating the type of the image display device 111) included in the display device information from the ROM 302 in step ST3. Is read and acquired.
[0031]
In step ST4, the third identification information (identification information indicating whether the HD signal to be input to the image display device 111 is a 525p signal or a 1050i signal) included in the display device information is acquired as described above. The obtained image quality information is supplied to the image signal converter 110 as a control signal CTL.
[0032]
Next, in step ST5, it is determined whether or not the display device information includes second identification information (identification information indicating that there is an image quality adjustment function). If there is no second identification information, the process is immediately terminated. If there is the second identification information, a command for invalidating the image quality adjustment function is transmitted to the image display device 111 in step ST6. In this case, the CPU 301 generates a command for invalidating the image quality adjustment function and supplies the command to the bus controller 303. The bus controller 303 transmits the command to the bus controller 404 of the image display device 111 via the bus signal line 502.
[0033]
When the bus controller 404 of the image display device 111 receives the command, it supplies it to the CPU 401. Then, the CPU 401 controls the changeover switch 407 to switch to the a side. As a result, the video signal output from the changeover switch 407 is the same as that input to the input terminal 405, and the image quality adjustment in the image quality adjustment unit 406 is substantially invalidated.
[0034]
Note that the changeover switch 407 is switched to the b side before the CPU 401 receives a command for invalidating the image quality adjustment function. Further, when the connection of the image display device 111 to the image signal conversion unit 110 is released while the changeover switch 407 is changed to the a side, the changeover switch 407 is changed to the b side again.
[0035]
When an image display corresponding to the SD signal Va output from the tuner 106 is instructed by the user's operation of the remote control transmitter 200, the changeover switch 108 is connected to the a side under the control of the system controller 101. The SD signal Va is output from the switch 108. On the other hand, when an image display corresponding to the SD signal Vb input to the external input terminal 107 is instructed by the operation of the user's remote control transmitter 200, the changeover switch 108 is connected to the b side under the control of the system controller 101, The SD signal Vb is output from the changeover switch 108.
[0036]
The SD signal (525i signal) output from the changeover switch 108 is stored in the buffer memory 109 and temporarily saved. The SD signal temporarily stored in the buffer memory 109 is supplied to the image signal converter 110 and converted into an HD signal (525p signal or 1050i signal). That is, the image signal converter 110 obtains pixel data (hereinafter referred to as “HD pixel data”) that constitutes an HD signal from pixel data (hereinafter referred to as “SD pixel data”) that constitutes an SD signal.
[0037]
Here, the selection of the 525p signal or the 1050i signal is performed by the CPU 301 of the system controller 101 based on the third identification information supplied as the control signal CTL as described above. The HD signal output from the output terminal 127 of the image signal conversion unit 110 is input to the input terminal 405 of the image display device 111 via the signal line 501.
[0038]
In the image display device 111, the HD signal input to the input terminal 405 in this way is supplied to the display processing unit 408 via the a side of the changeover switch 407, and processing for image display is performed. As a result, an image based on the HD signal input to the input terminal 405 is displayed on the display unit 409.
[0039]
As described above, when the image signal conversion unit 110 obtains HD pixel data from SD pixel data, the HD pixel data is calculated by an estimation formula, as will be described later. As coefficient data of this estimation formula, data corresponding to the image quality information and the third identification information supplied as the control signal CTL as described above is selectively used. Accordingly, the image quality of the HD signal output from the image signal conversion unit 110 automatically corresponds to the image display device 111, and the user separately adjusts contrast, sharpness, and the like on the image display device 111. It becomes unnecessary to do.
[0040]
In this case, in the image display device 111, the changeover switch 407 is connected to the a side, and the HD signal input to the input terminal 405 is supplied to the display processing unit 408 as it is and used. As a result, the image quality adjustment processing is performed on the HD signal to prevent the image quality of the HD signal from being deteriorated, and the performance of the image signal converter 110 is maximized.
[0041]
Next, the details of the image signal converter 110 will be described with reference to FIG.
The image signal conversion unit 110 includes a plurality of SDs located around the target pixel related to the HD signal (1050i signal or 525p signal) based on the SD signal (525i signal) stored in the buffer memory 109 (see FIG. 1). First to third tap selection circuits 121 to 123 that selectively extract and output pixel data are provided.
[0042]
The first tap selection circuit 121 selectively extracts data of SD pixels (referred to as “prediction taps”) used for prediction. The second tap selection circuit 122 selectively extracts data of SD pixels (referred to as “space class taps”) used for class classification corresponding to the level distribution pattern of the SD pixel data. The third tap selection circuit 123 selectively extracts data of SD pixels (referred to as “motion class taps”) used for class classification corresponding to motion. When the space class is determined using SD pixel data belonging to a plurality of fields, motion information is also included in this space class.
[0043]
FIG. 4 shows the pixel positional relationship of the odd (o) field of a certain frame (F) of the 525i signal and the 525p signal. A large dot is a 525i signal pixel, and a small dot is a 525p signal pixel. In the even (e) field, the lines of the 525i signal are spatially shifted by 0.5 lines. As can be seen from FIG. 4, the pixel data of the 525p signal includes line data L1 at the same position as the line of the 525i signal and line data L2 at an intermediate position between the upper and lower lines of the 525i signal. The number of pixels in each line of the 525p signal is twice the number of pixels in each line of the 525i signal.
[0044]
FIG. 5 shows the pixel position relationship of a frame (F) with a 525i signal and a 1050i signal. The pixel position of the odd (o) field is indicated by a solid line, and the pixel position of the even (e) field is indicated by a broken line. ing. A large dot is a 525i signal pixel, and a small dot is a 1050i signal pixel. As can be seen from FIG. 5, the pixel data of the 1050i signal includes line data L1, L1 ′ at positions close to the line of the 525i signal and line data L2, L2 ′ at positions far from the line of the 525i signal. Here, L1 and L2 are line data of odd fields, and L1 'and L2' are line data of even fields. The number of pixels in each line of the 1050i signal is twice the number of pixels in each line of the 525i signal.
[0045]
6 and 7 show specific examples of prediction taps (SD pixels) selected by the first tap selection circuit 121 when converting from a 525i signal to a 525p signal. 6 and 7 show the pixel position relationship in the vertical direction of the odd (o) and even (e) fields of the temporally continuous frames F-1, F, and F + 1.
[0046]
As shown in FIG. 6, the prediction tap for predicting the line data L1 and L2 of the field F / o is included in the next field F / e, and is for the pixel (target pixel) of the 525p signal to be created. Spatally neighboring SD pixels T1, T2, T3, and SD pixels T4, T5, T6 spatially neighboring the 525p signal pixel to be created included in the field F / o, SD pixels T7, T8, T9 spatially adjacent to the pixel of the 525p signal to be created included in the field F-1 / e, and further included in the previous F-1 / o to be created This is the SD pixel T10 spatially adjacent to the pixel of the 525p signal.
[0047]
As shown in FIG. 7, prediction taps for predicting the line data L1 and L2 of the field F / e are included in the next field F + 1 / o, and are spatially applied to the pixels of the 525p signal to be created. SD pixels T1, T2, T3 in the neighboring positions, and SD pixels T4, T5, T6 spatially neighboring the pixels of the 525p signal to be created and included in the field F / e, and the previous field F SD pixels T7, T8, T9 spatially adjacent to the pixel of the 525p signal to be created and included in / o, and the pixel of the 525p signal to be created and included in the previous F-1 / e The SD pixel T10 is spatially adjacent to the SD pixel T10.
[0048]
Note that the SD pixel T9 may not be selected as a prediction tap when the line data L1 is predicted, while the SD pixel T4 may not be selected as a prediction tap when the line data L2 is predicted.
[0049]
8 and 9 show specific examples of prediction taps (SD pixels) selected by the first tap selection circuit 121 when converting from a 525i signal to a 1050i signal. FIG. 8 and FIG. 9 show the pixel position relationship in the vertical direction of the odd (o) and even (e) fields of the temporally continuous frames F-1, F, F + 1.
[0050]
As shown in FIG. 8, the prediction tap for predicting the line data L1 and L2 of the field F / o is included in the next field F / e, and is for the pixel (target pixel) of the 1050i signal to be created. Spatally neighboring SD pixels T1, T2, and SD pixels T3, T4, T5, T6 spatially neighboring the pixels of the 525p signal to be created included in the field F / o, SD pixels T7 and T8 that are included in the field F-1 / e and are spatially adjacent to the pixel of the 1050i signal to be created.
[0051]
As shown in FIG. 9, the prediction tap for predicting the line data L1 ′ and L2 ′ of the field F / e is included in the next field F + 1 / o, and is for the pixel of the 1050ip signal to be created. Spatally neighboring SD pixels T1, T2, and SD pixels T3, T4, T5, T6 spatially neighboring the pixels of the 1050i signal to be created included in the field F / e, SD pixels T7 and T8 which are included in the field F / o and are spatially adjacent to the pixel of the 525p signal to be created.
[0052]
When predicting the line data L1 and L1 ′, the SD pixel T6 is not selected as a prediction tap, and when predicting the line data L2 and L2 ′, the SD pixel T3 is not selected as a prediction tap. May be.
[0053]
Furthermore, as shown in FIGS. 6 to 9, in addition to the SD pixels at the same position in a plurality of fields, one or a plurality of SD pixels in the horizontal direction may be selected as the prediction tap.
[0054]
FIGS. 10 and 11 show specific examples of space class taps (SD pixels) selected by the second tap selection circuit 122 when converting from a 525i signal to a 525p signal. 10 and 11 show the pixel position relationship in the vertical direction of the odd (o) and even (e) fields of the temporally continuous frames F-1, F, and F + 1.
[0055]
As shown in FIG. 10, the space class tap for predicting the line data L1 and L2 of the field F / o is included in the next field F / e, and is for the pixel (target pixel) of the 525p signal to be created. Spatially adjacent SD pixels T1, T2 and SD pixels T3, T4, T5 spatially adjacent to the pixels of the 525p signal to be created and included in the field F / o, and the previous field SD pixels T6 and T7 that are included in F-1 / e and are spatially adjacent to the pixel of the 525p signal to be created.
[0056]
As shown in FIG. 11, the space class tap for predicting the line data L1 and L2 of the field F / e is included in the next field F + 1 / o, and is space for the pixel of the 525p signal to be created. SD pixels T1, T2, T2, T6 at neighboring positions, and SD pixels T3, T4, T5, T6 spatially neighboring with respect to the pixels of the 525p signal to be created and included in the field F / e, and the previous field SD pixels T6 and T7 that are included in F / o and are spatially adjacent to the pixel of the 525p signal to be created.
[0057]
Note that the SD pixel T7 may not be selected as a space class tap when the line data L1 is predicted, while the SD pixel T6 may not be selected as a space class tap when the line data L2 is predicted.
[0058]
12 and 13 show specific examples of space class taps (SD pixels) selected by the second tap selection circuit 122 when converting from a 525i signal to a 1050i signal. 12 and 13 show the pixel position relationship in the vertical direction of the odd (o) and even (e) fields of the temporally continuous frames F-1, F, and F + 1.
[0059]
As shown in FIG. 12, the space class tap for predicting the line data L1 and L2 of the field F / o is included in the field F / o and is a space for the pixel (target pixel) of the 1050i signal to be created. The SD pixels T4, T5, T6, which are spatially adjacent to the SD pixels T1, T2, T3 in the vicinity and the pixels of the 1050i signal to be created included in the previous field F-1 / e. T7.
[0060]
As shown in FIG. 13, the space class tap when predicting the line data L1 ′ and L2 ′ of the field F / e is included in the field F / e and spatially with respect to the pixel of the 1050i signal to be created. The neighboring SD pixels T1, T2, T3 and the SD pixels T4, T5, T6, T7 spatially adjacent to the pixels of the 1050i signal to be created included in the previous field F / o.
[0061]
When predicting the line data L1, L1 ′, the SD pixel T7 is not selected as a space class tap, while when predicting the line data L2, L2 ′, the SD pixel T4 is not selected as a space class tap. You may do it.
[0062]
Furthermore, as shown in FIGS. 10 to 13, in addition to the SD pixels at the same position in a plurality of fields, one or a plurality of SD pixels in the horizontal direction may be selected as the space class tap.
[0063]
FIG. 14 shows a specific example of a motion class tap (SD pixel) selected by the third tap selection circuit 123 when converting from a 525i signal to a 525p signal. FIG. 14 shows the pixel positional relationship in the vertical direction of the odd (o) and even (e) fields of the frames F-1 and F that are temporally continuous. As shown in FIG. 14, the motion class tap for predicting the line data L1 and L2 of the field F / o is included in the next field F / e, and is for the pixel (target pixel) of the 525p signal to be created. Spatially neighboring SD pixels n2, n4, n6 and SD pixels n1, n3, n5 spatially neighboring the pixels of the 525p signal to be created included in the field F / o, The SD pixels m2, m4, and m6 that are spatially adjacent to the pixel of the 525p signal to be created, and further included in the previous field F-1 / o SD pixels m1, m3, and m5 that are spatially adjacent to the pixel of the 525p signal to be processed. The vertical positions of the SD pixels n1 to n6 are the same as the vertical positions of the SD pixels m1 to m6.
[0064]
FIG. 15 shows a specific example of a motion class tap (SD pixel) selected by the third tap selection circuit 123 when converting from a 525i signal to a 1050i signal. FIG. 15 shows the pixel positional relationship in the vertical direction of the odd (o) and even (e) fields of the frames F-1 and F that are temporally continuous. As shown in FIG. 15, the motion class tap when predicting the line data L1 and L2 of the field F / o is included in the next field F / e and spatially with respect to the pixel of the 1050i signal to be created. Neighboring SD pixels n2, n4, n6 and SD pixels n1, n3, n5 spatially neighboring the pixels of the 1050i signal to be created and included in the field F / o, and the previous field F− SD pixels m2, m4, m6 spatially adjacent to the pixels of the 1050i signal to be created included in 1 / e and the 1050i signal to be created included in the preceding field F-1 / o SD pixels m1, m3, and m5 spatially adjacent to the other pixels. The vertical positions of the SD pixels n1 to n6 are the same as the vertical positions of the SD pixels m1 to m6.
[0065]
Returning to FIG. 3, the image signal conversion unit 110 detects the level distribution pattern of the space class tap data (SD pixel data) selectively extracted by the second tap selection circuit 122, and this level distribution pattern And a space class detection circuit 124 for detecting the space class and outputting the class information.
[0066]
In the space class detection circuit 124, for example, an operation is performed to compress each SD pixel data from 8-bit data to 2-bit data. The space class detection circuit 124 outputs compressed data corresponding to each SD pixel data as class information of the space class. In the present embodiment, data compression is performed by ADRC (Adaptive Dynamic Range Coding). As the information compression means, DPCM (predictive coding), VQ (vector quantization), or the like may be used in addition to ADRC.
[0067]
Originally, ADRC is an adaptive requantization method developed for high performance coding for VTR (Video Tape Recorder), but it can efficiently express local patterns of signal level with short word length. It is suitable for use in data compression. When ADRC is used, the maximum value of space class tap data (SD pixel data) is MAX, the minimum value is MIN, the dynamic range of space class tap data is DR (= MAX−MIN + 1), and the number of requantization bits Is P, the requantized code Qi as compressed data is obtained by the calculation of the equation (1) for each SD pixel data ki as the space class tap data. However, in the expression (1), [] means a truncation process. When there are Na SD pixel data as the space class tap data, i = 1 to Na.
Qi = [(ki-MIN + 0.5). 2 ^P / DR] (1)
[0068]
Further, the image signal converter 110 detects a motion class mainly representing the degree of motion from the motion class tap data (SD pixel data) selectively extracted by the third tap selection circuit 123, and A motion class detection circuit 125 that outputs class information is provided.
[0069]
In this motion class detection circuit 125, the inter-frame difference is calculated from the motion class tap data (SD pixel data) mi, ni selectively extracted by the third tap selection circuit 123, and the average of the absolute value of the difference is further calculated. Threshold processing is performed on the value to detect a motion class that is an index of motion. That is, in the motion class detection circuit 125, the average value AV of the absolute value of the difference is calculated by the equation (2). For example, when 12 pieces of SD pixel data m1 to m6 and n1 to n6 are extracted by the third tap selection circuit 123 as described above, Nb in the expression (2) is 6.
[0070]
[Expression 1]

[0071]
Then, in the motion class detection circuit 125, the average value AV calculated as described above is compared with one or a plurality of threshold values to obtain class information MV of the motion class. For example, three thresholds th1, th2, th3 (th1 <th2 <th3) are prepared, and when four motion classes are detected, when AV ≦ th1, MV = 0 and th1 <AV ≦ th2 Is MV = 2 when MV = 1, th2 <AV ≦ th3, and MV = 3 when th3 <AV.
[0072]
Further, the image signal conversion unit 110, based on the re-quantization code Qi as the class information of the space class output from the space class detection circuit 124 and the class information MV of the motion class output from the motion class detection circuit 125, A class combining circuit 126 is provided for obtaining a class code CL indicating a class to which a pixel (target pixel) of an HD signal (525p signal or 1050i signal) to be created belongs.
[0073]
In the class synthesis circuit 126, the calculation of the class code CL is performed by the equation (3). In equation (3), Na represents the number of space class tap data (SD pixel data), and P represents the number of requantization bits in ADRC.
[0074]
[Expression 2]

[0075]
The image signal conversion unit 110 includes registers 130 to 133 and a coefficient memory 134. The line-sequential conversion circuit 128 described later needs to switch its operation between outputting a 525p signal and outputting a 1050i signal. The register 130 stores operation designation information for designating the operation of the line sequential conversion circuit 128. The line sequential conversion circuit 128 operates in accordance with the operation designation information supplied from the register 130.
[0076]
The register 131 stores tap position information of the prediction tap selected by the first tap selection circuit 121. The first tap selection circuit 121 selects a prediction tap according to the tap position information supplied from the register 131. In the tap position information, for example, a plurality of SD pixels that may be selected are numbered, and the number of the selected SD pixel is designated. The same applies to the following tap position information.
[0077]
The register 132 stores tap position information of the space class tap selected by the second tap selection circuit 122. The second tap selection circuit 122 selects a space class tap according to the tap position information supplied from the register 132.
[0078]
Here, the register 132 stores tap position information A when the movement is relatively small and tap position information B when the movement is relatively large. Which of the tap position information A and B is supplied to the second tap selection circuit 122 is selected by the class information MV of the motion class output from the motion class detection circuit 125.
[0079]
That is, when MV = 0 or MV = 1 because there is no movement or small movement, the tap position information A is supplied to the second tap selection circuit 122, and the second tap selection circuit 122 The selected space class tap extends over two fields as shown in FIGS. When MV = 2 or MV = 3 because the movement is relatively large, the tap position information B is supplied to the second tap selection circuit 122, and the space selected by the second tap selection circuit 122. Although not shown, the class tap is only an SD pixel in the same field as the pixel to be created.
[0080]
Note that the tap position information supplied to the first tap selection circuit 121 is also stored in the above-described register 131 so that the tap position information when the movement is relatively small and the tap position information when the movement is relatively large are stored. The information may be selected by the class information MV of the motion class output from the motion class detection circuit 125.
[0081]
The register 133 stores tap position information of the motion class tap selected by the third tap selection circuit 123. The third tap selection circuit 123 selects a motion class tap according to the tap position information supplied from the register 133.
[0082]
Further, the coefficient memory 134 stores coefficient data of an estimation formula used in an estimated prediction calculation circuit 127 described later for each class. The coefficient data is information for converting a 525i signal as an SD signal into a 525p signal or a 1050i signal as an HD signal. The class code CL output from the class synthesis circuit 126 described above is supplied to the coefficient memory 134 as read address information. Coefficient data corresponding to the class code CL is read from the coefficient memory 134, and the estimated prediction calculation circuit 127. Will be supplied.
[0083]
Further, the image signal conversion unit 110 has an information memory bank 135. In this information memory bank 135, operation designation information to be stored in the register 130, tap position information to be stored in the registers 131 to 133, and coefficient data to be stored in the coefficient memory 134 are stored in advance. Yes.
[0084]
Here, as operation designation information to be stored in the register 130, the information memory bank 135 includes first operation designation information for causing the line sequential conversion circuit 128 to operate so as to output a 525p signal, and line sequential conversion. Second operation designation information for operating the circuit 128 to output a 1050i signal is stored in advance. As described above, the information memory bank 135 receives third identification information (whether the HD signal to be input to the image display device 111 is a 525p signal or a 1050i signal from the CPU 301 of the system controller 101 (see FIG. 1)). Identification information) is supplied as the control signal CTL. Then, the first operation designation information or the second operation designation information is loaded from the information memory bank 135 into the register 130 according to the third identification information.
[0085]
The information memory bank 135 also includes first tap position information corresponding to the first conversion method (525p) and second conversion method (1050i) as tap position information of the prediction tap to be stored in the register 131. ) Is stored in advance. The first tap position information or the second tap position information is loaded from the information memory bank 135 to the register 131 according to the above-described third identification information.
[0086]
Further, in the information memory bank 135, as tap position information of the space class tap to be stored in the register 132, the first tap position information corresponding to the first conversion method (525p) and the second conversion method ( The second tap position information corresponding to 1050i) is stored in advance. The first and second tap position information includes tap position information when the movement is relatively small and tap position information when the movement is relatively large. The first tap position information or the second tap position information is loaded from the information memory bank 135 to the register 132 according to the above-described third identification information.
[0087]
Further, in the information memory bank 135, as tap position information of the motion class tap to be stored in the register 133, the first tap position information corresponding to the first conversion method (525p) and the second conversion method ( The second tap position information corresponding to 1050i) is stored in advance. The first tap position information or the second tap position information is loaded from the information memory bank 135 to the register 133 according to the above-described third identification information.
[0088]
The information memory bank 135 stores in advance coefficient data for each class in the plurality of image quality information X corresponding to each of the first and second conversion methods as coefficient data to be stored in the coefficient memory 134. ing. A method of generating coefficient data corresponding to the plurality of image quality information X will be described later.
[0089]
In the information memory bank 135, as described above, the CPU 301 of the system controller 101 (see FIG. 1) also controls the image quality information X read from the ROM 302 corresponding to the first identification information together with the third identification information. It is supplied as signal CTL. Coefficient data corresponding to the image quality information X and the third identification information is loaded from the information memory bank 135 into the coefficient memory 134.
[0090]
In addition, the image signal conversion unit 110 generates HD to be created from prediction tap data (SD pixel data) xi selectively extracted by the first tap selection circuit 121 and coefficient data wi read from the coefficient memory 134. An estimated prediction calculation circuit 127 that calculates data (HD pixel data) of the pixel (target pixel) of the signal is included.
[0091]
In the estimated prediction calculation circuit 127, when outputting the 525p signal, as shown in FIG. 4 described above, in the odd (o) field and the even (e) field, the line data L1 at the same position as the line of the 525i signal; It is necessary to generate line data L2 at an intermediate position between the upper and lower lines of the 525i signal and to double the number of pixels in each line. Further, in the estimation arithmetic circuit 127, when outputting a 1050i signal, as shown in FIG. 5 described above, in the odd (o) field and the even (e) field, the line data L1, located near the line of the 525i signal It is necessary to generate L1 ′ and line data L2 and L2 ′ far from the line of the 525i signal, and to double the number of pixels in each line.
[0092]
Therefore, in the estimated prediction calculation circuit 127, data of four pixels constituting the HD signal are generated simultaneously. For example, the data for four pixels are generated simultaneously using estimation formulas having different coefficient data, and coefficient data of each estimation formula is supplied from the coefficient memory 134. Here, in the estimated prediction calculation circuit 127, the HD pixel data to be created from the prediction tap data (SD pixel data) xi and the coefficient data wi read from the coefficient memory 134 by the linear estimation equation (4). y is calculated. When the number of prediction taps selected by the first tap selection circuit 121 is 10 as shown in FIGS. 6 and 7, n in the equation (4) is 10.
[0093]
[Equation 3]

[0094]
Further, the image signal conversion unit 110 performs line double speed processing for doubling the horizontal period, and line-sequentially converts the line data L1, L2 (L1 ′, L2 ′) output from the estimated prediction calculation circuit 127. A sequential conversion circuit 128 and an output terminal 129 for outputting an HD signal output from the line sequential conversion circuit 128 are provided.
[0095]
FIG. 16 shows the line double speed process when outputting a 525p signal using an analog waveform. As described above, the estimated prediction calculation circuit 127 generates line data L1 and L2. The line data L1 includes lines a1, a2, a3,... In order, and the line data L2 includes lines b1, b2, b3,. The line-sequential conversion circuit 128 compresses the data of each line by ½ in the time axis direction, and alternately selects the compressed data, thereby generating line-sequential outputs a0, b0, a1, b1,. Form.
[0096]
When outputting a 1050i signal, the line-sequential conversion circuit 128 generates a line-sequential output so as to satisfy the interlace relationship in the odd and even fields. Therefore, the line sequential conversion circuit 128 needs to switch its operation between outputting a 525p signal and outputting a 1050i signal. The operation designation information is supplied from the register 130 as described above.
[0097]
Next, the operation of the image signal converter 110 will be described.
From the SD signal (525i signal) stored in the buffer memory 109 (see FIG. 1), the second tap selection circuit 122 selectively extracts the space class tap data (SD pixel data). In this case, the second tap selection circuit 122 taps based on the conversion method selected by the user and the tap position information corresponding to the motion class detected by the motion class detection circuit 125, supplied from the register 132. Is selected.
[0098]
The space class tap data (SD pixel data) selectively extracted by the second tap selection circuit 122 is supplied to the space class detection circuit 124. In this space class detection circuit 124, each of the SD pixel data as space class tap data is subjected to ADRC processing and re-used as class information of the space class (mainly class classification for waveform expression in space). A quantization code Qi is obtained (see equation (1)).
[0099]
The third tap selection circuit 123 selectively extracts motion class tap data (SD pixel data) from the SD signal (525i signal) stored in the buffer memory 109. In this case, the third tap selection circuit 123 performs tap selection based on tap position information supplied from the register 133 and corresponding to the conversion method selected by the user.
[0100]
The motion class tap data (SD pixel data) selectively extracted by the third tap selection circuit 123 is supplied to the motion class detection circuit 125. In this motion class detection circuit 125, class information MV of a motion class (mainly class classification for representing the degree of motion) is obtained from each SD pixel data as motion class tap data.
[0101]
This motion information MV and the above-described requantization code Qi are supplied to the class synthesis circuit 126. In the class synthesis circuit 126, a class code CL indicating a class to which a pixel (target pixel) of an HD signal (525p signal or 1050i signal) to be created belongs is obtained from the motion information MV and the requantization code Qi ( (See equation (3)). The class code CL is supplied to the coefficient memory 134 as read address information.
[0102]
In the coefficient memory 134, predetermined image quality information X and coefficient data for each class in the conversion method are loaded from the information memory bank 135 and stored. As described above, the class code CL is supplied as read address information, whereby the coefficient data wi corresponding to the class code CL is read from the coefficient memory 134 and supplied to the estimated prediction calculation circuit 127.
[0103]
In addition, prediction tap data (SD pixel data) is selectively extracted by the first tap selection circuit 121 from the SD signal (525i signal) stored in the buffer memory 109. In this case, the first tap selection circuit 121 performs tap selection based on the tap position information supplied from the register 131 and corresponding to the conversion method selected by the user. The prediction tap data (SD pixel data) xi selectively extracted by the first tap selection circuit 121 is supplied to the estimated prediction calculation circuit 127.
[0104]
In the estimated prediction calculation circuit 127, the data (HD pixel data) y of the pixel (target pixel) of the HD signal to be created from the prediction tap data (SD pixel data) xi and the coefficient data wi read from the coefficient memory 134. Is calculated (see equation (4)). In this case, data of four pixels constituting the HD signal are generated simultaneously.
[0105]
Thereby, when the first conversion method for outputting the 525p signal is selected, the line data L1 at the same position as the line of the 525i signal and the 525i signal in the odd (o) field and the even (e) field are selected. Line data L2 at an intermediate position between the upper and lower lines is generated (see FIG. 4). When the second conversion method for outputting the 1050i signal is selected, the line data L1, L1 'near the line of the 525i signal and the 525i in the odd (o) field and the even (e) field. Line data L2 and L2 'at positions far from the signal line are generated (see FIG. 5).
[0106]
Thus, the line data L1, L2 (L1 ′, L2 ′) generated by the estimated prediction calculation circuit 127 is supplied to the line sequential conversion circuit 128. In the line sequential conversion circuit 128, the line data L1, L2 (L1 ′, L2 ′) is line sequentialized to generate an HD signal. Then, the HD signal is output to the output terminal 129. In this case, the line sequential conversion circuit 128 operates in accordance with the operation instruction information corresponding to the third identification information supplied from the register 130. For this reason, when the HD signal to be input to the image display device 111 is a 525p signal, the line-sequential conversion circuit 128 outputs the 525p signal. On the other hand, when the HD signal to be input to the image display device 111 is a 1050i signal, the line-sequential conversion circuit 128 outputs the 1050i signal.
[0107]
As described above, the image quality information X corresponding to the first identification information indicating the type of the image display device 111 is supplied from the system controller 101 to the information memory bank 135, and the coefficient memory 134 receives the image quality information from the information memory bank 135. Coefficient data of each class corresponding to X is loaded. As a result, the image quality of the HD signal output from the image signal conversion unit 110 is automatically adapted to the image display device 111, and the user does not need to adjust contrast, sharpness, etc. with the image display device 111. It becomes.
[0108]
As described above, the information memory bank 135 stores coefficient data for each class at a plurality of resolutions. This coefficient data is generated in advance by learning.
[0109]
First, this learning method will be described. An example in which coefficient data wi (i = 1 to n) based on the estimation formula (4) is obtained by the method of least squares will be shown. As a generalized example, consider the observation equation (5), where X is input data, W is coefficient data, and Y is a predicted value. In this equation (5), m represents the number of learning data, and n represents the number of prediction taps.
[0110]
[Expression 4]

[0111]
The least square method is applied to data collected by the observation equation (5). Based on the observation equation (5), the residual equation (6) is considered.
[0112]
[Equation 5]

[0113]
From the residual equation of equation (6), the most probable value of each w i is e in equation (7). ² It is considered that the condition for minimizing is satisfied. That is, the condition of equation (8) should be considered.
[0114]
[Formula 6]

[0115]
That is, w conditions satisfying n conditions based on i in equation (8) are considered. ₁ , W ₂ , ..., w _n May be calculated. Therefore, Equation (9) is obtained from the residual equation of Equation (6). Furthermore, the equation (10) is obtained from the equations (9) and (5).
[0116]
[Expression 7]

[0117]
And the normal equation of (11) Formula is obtained from (6) Formula and (10) Formula.
[0118]
[Equation 8]

[0119]
Since the number of equations equal to the number n of unknowns can be established as the normal equation of equation (11), the most probable value of each wi can be obtained. In this case, simultaneous equations are solved using a sweeping method (Guss-Jordan elimination method) or the like.
[0120]
FIG. 17 shows a learning flow of the coefficient data described above. In order to perform learning, an input signal and a teacher signal to be predicted are prepared.
[0121]
First, in step ST31, a combination of target pixel data obtained from a teacher signal and n pixel data of prediction taps obtained from an input signal is generated as learning data. Next, in step ST32, it is determined whether or not the generation of learning data has ended. If the generation of learning data has not ended, a class to which the target pixel data in the learning data belongs is determined in step ST33. This class is determined based on a predetermined number of pixel data obtained from the input signal corresponding to the target pixel data.
[0122]
Then, in step ST34, for each class, using the learning data generated in step ST31, that is, the target pixel data and n pixel data of the prediction tap, a normal equation as shown in equation (11) is obtained. Generate. The operations in steps ST31 to ST34 are repeated until generation of learning data is completed, and a normal equation in which a large amount of learning data is registered is generated.
[0123]
When the generation of learning data is completed in step ST32, the normal equation generated for each class is solved in step ST35, and n coefficient data wi for each class is obtained. In step ST36, the coefficient data wi is registered in the memory that has been divided into addresses by class, and the learning flow ends.
[0124]
Next, the coefficient data w i for each class in the plurality of image quality information X stored in the information memory bank 135 in the image signal conversion unit 110 of the television receiver 100 shown in FIG. Details of the coefficient data generation device 150 to be generated will be described. FIG. 18 shows a configuration example of the coefficient data generation device 150.
[0125]
This coefficient data generation device 150 performs input thinning filtering on the input terminal 151 to which an HD signal (525p signal / 1050i signal) as a teacher signal is input, and the HD signal as an input signal. And a two-dimensional thinning filter 152 for obtaining the SD signal.
[0126]
The two-dimensional thinning filter 152 is supplied with a conversion method selection signal as a control signal. When the first conversion method (the 525p signal is obtained from the 525i signal by the image signal conversion unit 110 in FIG. 3) is selected, the two-dimensional thinning filter 152 performs a thinning process on the 525p signal to generate an SD signal. (See FIG. 4). On the other hand, when the second conversion method (the 1050i signal is obtained from the 525i signal by the image signal conversion unit 110 in FIG. 3) is selected, the two-dimensional thinning filter 152 performs a decimation process on the 1050i signal to generate an SD signal. Is generated (see FIG. 5).
[0127]
Further, the image quality information X is supplied to the two-dimensional thinning filter 152 as a control signal. The image quality information X is synonymous with the image quality information X stored in the ROM 302 of the system controller 101 in the television receiver 100 shown in FIG. In the two-dimensional thinning filter 152, the processing content is changed in accordance with the value of the image quality information X, and the image quality of the generated SD signal is changed.
[0128]
For example, the two-dimensional thinning filter 152 is configured using a Gaussian filter. In this case, the pixel data in the vertical direction constituting the HD signal is thinned out by the one-dimensional Gaussian filter expressed by the equation (12), and the pixel data in the horizontal direction constituting the HD signal is similarly processed by the same one-dimensional Gaussian filter. The SD signal is generated by the thinning process. When the two-dimensional thinning filter 152 is configured using a Gaussian filter in this way, the value of the standard deviation σ is changed according to the value of the image quality information X.
[0129]
[Equation 9]

[0130]
For example, σ = 0.5 in the image quality information 1, σ = 1.2 in the image quality information 2, σ = 1.6 in the image quality information 3, and σ = 2.0 in the image quality information 4. In image quality information 5, σ = 2.4, in image quality information 6, σ = 2.8, and in image quality information 7, σ = 3.0. In this case, as the value of σ is larger, coefficient data for increasing the resolution of the image by the HD signal generated by the image signal conversion unit 110 in FIG. 3 is obtained.
[0131]
In the television receiver 100 of FIG. 1 described above, the first identification information indicating the type transmitted from the image display device 111 to the system controller 101 indicates, for example, a CRT display, a liquid crystal display, a plasma display, or a projector. At this time, the CPU 301 obtains the image quality information 4, the image quality information 3, the image quality information 5, and the image quality information 6 from the ROM 302, and the image signal conversion unit 110 stores the count data generated according to the image quality information X in the information memory. It is loaded from the bank 134 into the coefficient memory 134 and used.
[0132]
For example, the relationship between the first identification information and the third identification information indicates that when the first identification information indicates a CRT display, the HD signal to be input is a 525p signal or a 1050i signal when the first identification information indicates a CRT display. When the first identification information indicates the liquid crystal display, the third identification information indicates that the HD signal to be input is a 1050i signal, and the first identification information is the plasma display. When the first identification signal indicates a projector, the third identification information indicates that the HD signal to be input is a 525p signal. When the first identification signal indicates a projector, the third identification information indicates that the HD signal to be input is a 525p signal. As shown.
[0133]
FIG. 19 shows an example of the relationship between the type of image display device, the tendency of coefficient data, the standard deviation σ, and the type of HD signal.
[0134]
Returning to FIG. 18, the coefficient data generation device 150 is positioned around the pixel of interest related to the HD signal (1050i signal or 525p signal) from the SD signal (525i signal) output from the two-dimensional thinning filter 152. First to third tap selection circuits 153 to 155 for selectively extracting and outputting data of a plurality of SD pixels are provided.
[0135]
These first to third tap selection circuits 153 to 155 are configured similarly to the first to third tap selection circuits 121 to 123 of the image signal conversion unit 110 described above. The taps selected by the first to third tap selection circuits 153 to 155 are specified by tap position information from the tap selection control unit 156.
[0136]
The tap selection control circuit 156 is supplied with a conversion method selection signal as a control signal. The tap position information supplied to the first to third tap selection circuits 153 to 155 is different depending on whether the first conversion method is selected or the second conversion method is selected. . The tap selection control circuit 156 is supplied with motion class class information MV output from a motion class detection circuit 158 described later. Thus, the tap position information supplied to the second tap selection circuit 154 is made different depending on whether the movement is large or small.
[0137]
Further, the coefficient data generation device 150 detects a level distribution pattern of space class tap data (SD pixel data) selectively extracted by the second tap selection circuit 154, and determines a space class based on the level distribution pattern. It has a space class detection circuit 157 that detects and outputs the class information. The space class detection circuit 157 is configured in the same manner as the space class detection circuit 124 of the image signal conversion unit 110 described above. From the space class detection circuit 157, a requantization code Qi for each SD pixel data as space class tap data is output as class information indicating a space class.
[0138]
The coefficient data generation device 150 detects a motion class mainly representing the degree of motion from the motion class tap data (SD pixel data) selectively extracted by the third tap selection circuit 155, and A motion class detection circuit 158 that outputs class information MV is provided. The motion class detection circuit 158 is configured similarly to the motion class detection circuit 125 of the image signal conversion unit 110 described above. In this motion class detection circuit 158, the inter-frame difference is calculated from the motion class tap data (SD pixel data) selectively extracted by the third tap selection circuit 155, and the difference between the absolute values of the absolute values of the difference is calculated. Then, threshold processing is performed to detect a motion class that is an index of motion.
[0139]
Further, the coefficient data generation device 150 is based on the requantization code Qi as the class information of the space class output from the space class detection circuit 157 and the class information MV of the motion class output from the motion class detection circuit 158. A class combining circuit 159 for obtaining a class code CL indicating a class to which the target pixel relating to the HD signal (525p signal or 1050i signal) belongs is provided. The class synthesis circuit 159 is also configured in the same manner as the class synthesis circuit 126 of the image signal conversion unit 110 described above.
[0140]
Also, the coefficient data generation device 150 includes each HD pixel data y as target pixel data obtained from the HD signal supplied to the input terminal 151, and a first tap selection circuit corresponding to each HD pixel data y. From the prediction tap data (SD pixel data) xi selectively extracted at 153 and the class code CL output from the class synthesis circuit 159 corresponding to each HD pixel data y, n data are obtained for each class. A normal equation generating unit 160 for generating a normal equation (see equation (11)) for obtaining the coefficient data wi.
[0141]
In this case, the above-described learning data is generated by a combination of one HD pixel data y and n prediction tap pixel data corresponding to the HD pixel data y. Accordingly, the normal equation generating unit 160 generates a normal equation in which a lot of learning data is registered. Generated. Although not shown in the figure, SD pixel data supplied from the first tap selection circuit 153 to the normal equation generation unit 160 by arranging a delay circuit for time adjustment in the preceding stage of the first tap selection circuit 153. xi timing can be adjusted.
[0142]
The coefficient data generation device 150 is supplied with the data of the normal equation generated for each class by the normal equation generation unit 160, solves the normal equation generated for each class, and generates coefficient data wi for each class. The coefficient data determining unit 161 for obtaining the coefficient data, and the coefficient memory 162 for storing the obtained coefficient data wi. In the coefficient data determination unit 161, the normal equation is solved by, for example, a sweeping method, and the coefficient data wi is obtained.
[0143]
The operation of the coefficient data generation device 150 shown in FIG. 18 will be described. An HD signal (525p signal or 1050i signal) as a teacher signal is supplied to the input terminal 151, and the HD signal is subjected to horizontal and vertical thinning processing by a two-dimensional thinning filter 152, and SD as an input signal. A signal (525i signal) is generated.
[0144]
In this case, when the first conversion method (the 525p signal is obtained from the 525i signal by the image signal conversion unit 110 in FIG. 1) is selected, the two-dimensional thinning filter 152 performs a thinning process on the 525p signal and performs SD processing. A signal is generated. On the other hand, when the second conversion method (the 1050i signal is obtained from the 525i signal by the image signal conversion unit 110 in FIG. 1) is selected, the two-dimensional thinning filter 152 performs a decimation process on the 1050i signal to generate an SD signal. Is generated.
[0145]
In this case, the image quality of the generated SD signal corresponds to the image quality information X. For example, as the resolution of the image based on the SD signal decreases, coefficient data that increases the resolution of the image based on the HD signal generated by the image signal conversion unit 110 in FIG. 1 is obtained.
[0146]
From this SD signal (525i signal), the second tap selection circuit 154 selectively selects the data (SD pixel data) of the space class tap located around the pixel of interest related to the HD signal (525p signal or 1050i signal). It is taken out. In the second tap selection circuit 154, taps are selected based on the selected conversion method supplied from the tap selection control circuit 156 and tap position information corresponding to the motion class detected by the motion class detection circuit 158. Is selected.
[0147]
The space class tap data (SD pixel data) selectively extracted by the second tap selection circuit 154 is supplied to the space class detection circuit 157. In this space class detection circuit 157, each SD pixel data as space class tap data is subjected to ADRC processing to be re-used as class information of a space class (mainly class classification for waveform expression in space). A quantization code Qi is obtained (see equation (1)).
[0148]
In addition, from the SD signal generated by the two-dimensional thinning filter 152, the third tap selection circuit 155 selectively extracts data of the motion class tap (SD pixel data) located around the target pixel related to the HD signal. It is. In this case, the third tap selection circuit 155 performs tap selection based on the tap position information corresponding to the selected conversion method supplied from the tap selection control circuit 156.
[0149]
The motion class tap data (SD pixel data) selectively extracted by the third tap selection circuit 155 is supplied to the motion class detection circuit 158. In this motion class detection circuit 158, class information MV of a motion class (mainly class classification for representing the degree of motion) is obtained from each SD pixel data as motion class tap data.
[0150]
The motion information MV and the above-described requantization code Qi are supplied to the class synthesis circuit 159. The class synthesis circuit 159 obtains a class code CL indicating the class to which the pixel of interest related to the HD signal (525p signal or 1050i signal) belongs from the motion information MV and the requantization code Qi (see equation (3)). ).
[0151]
Further, from the SD signal generated by the two-dimensional thinning filter 152, the first tap selection circuit 153 selectively extracts data of prediction taps (SD pixel data) located around the target pixel related to the HD signal. . In this case, the first tap selection circuit 153 performs tap selection based on the tap position information corresponding to the selected conversion method supplied from the tap selection control circuit 156.
[0152]
Then, each of the HD pixel data y as the target pixel data obtained from the HD signal supplied to the input terminal 151 and the first tap selection circuit 121 are selectively extracted corresponding to each of the HD pixel data y. From the prediction tap data (SD pixel data) xi and the class code CL output from the class synthesizing circuit 159 corresponding to each HD pixel data y, the normal equation generator 160 generates n data for each class. A normal equation for generating the coefficient data w i is generated.
[0153]
Then, the coefficient data determination unit 161 solves the normal equation to obtain coefficient data wi for each class, and the coefficient data wi is stored in a coefficient memory 162 that is divided into addresses for each class.
[0154]
As described above, the coefficient data generation device 150 shown in FIG. 18 can generate coefficient data wi for each class stored in the information memory bank 135 of the image signal conversion unit 110 of FIG.
[0155]
In this case, the two-dimensional thinning filter 152 generates an SD signal (525i signal) using the 525p signal or the 1050i signal by the selected conversion method, and the first conversion method (the image signal conversion unit 110). Coefficient data corresponding to the second conversion method (the image signal conversion unit 110 obtains a 1050i signal from the 525i signal) can be generated.
[0156]
Further, the image quality of the image by the SD signal generated by the two-dimensional thinning filter 152 can be changed by the image quality information X. Therefore, coefficient data for each class in the plurality of image quality information X can be generated by changing the image quality of the image by the SD signal and determining the coefficient data for each class.
[0157]
In the above-described embodiment, the linear equation is used as the estimation equation when generating the HD signal. However, a higher-order equation may be used as the estimation equation.
[0158]
In the above-described embodiment, an example in which an SD signal (525i signal) is converted to an HD signal (525p signal or 1050i signal) has been described. However, the present invention is not limited to this, and an estimation equation is used. Of course, the present invention can be similarly applied to other cases in which the first image signal is converted into the second image signal.
[0159]
In the above-described embodiment, a CRT display, a liquid crystal display, a plasma display, and a projector are given as examples of the image display device 111. However, the present invention is similarly applied to devices using other image display devices. Applicable.
[0160]
【The invention's effect】
According to the present invention, when the first image signal is converted into the second image signal, the pixel data of the target pixel related to the second image signal is used as the first identification information indicating the type of the image display device. It is generated based on the image quality information acquired correspondingly. Therefore, the image quality of the output image signal (second image signal) is automatically adapted to the image display device, and the user does not need to adjust the contrast and sharpness.
[0161]
Further, according to the present invention, when the second image signal is supplied to an image display device having an image quality adjustment function such as contrast and sharpness and the resulting image is displayed, the image quality adjustment function is invalidated. It is. Accordingly, it is possible to prevent the image quality of the second image signal from being deteriorated by adjusting the image quality of the image display device, and to maximize the performance of the image signal conversion unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a television receiver as an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a control operation when an image display device is connected.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an image signal conversion unit.
FIG. 4 is a diagram for explaining a pixel position relationship between a 525i signal and a 525p signal.
FIG. 5 is a diagram for explaining a pixel positional relationship between a 525i signal and a 1050i signal.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a pixel position relationship between 525i and 525p and a prediction tap.
FIG. 7 is a diagram illustrating a pixel position relationship between 525i and 525p and an example of a prediction tap.
FIG. 8 is a diagram illustrating a pixel positional relationship between 525i and 1050i and an example of a prediction tap.
FIG. 9 is a diagram illustrating a pixel position relationship between 525i and 1050i and an example of a prediction tap.
FIG. 10 is a diagram illustrating a pixel positional relationship between 525i and 525p and an example of a space class tap.
FIG. 11 is a diagram illustrating a pixel position relationship between 525i and 525p and an example of a space class tap.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a pixel positional relationship between 525i and 1050i and a space class tap.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a pixel positional relationship between 525i and 1050i and an example of a space class tap.
FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a pixel positional relationship between 525i and 525p and a motion class tap.
FIG. 15 is a diagram illustrating a pixel positional relationship between 525i and 1050i and an example of a motion class tap.
FIG. 16 is a diagram for explaining line double speed processing when a 525p signal is output;
FIG. 17 is a flowchart showing a learning flow of coefficient data.
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration example of a coefficient data generation apparatus.
FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the relationship between the type of image display device, the tendency of coefficient data, the standard deviation σ, and the type of HD signal.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Television receiver, 101 ... System controller, 102 ... Remote control signal receiving circuit, 105 ... Receiving antenna, 106 ... Tuner, 107 ... External input terminal, 110 ... Image Signal conversion unit, 111... Image display device, 121... First tap selection circuit, 122... Second tap selection circuit, 123. Class detection circuit, 125 ... Motion class detection circuit, 126 ... Class synthesis circuit, 127 ... Estimated prediction calculation circuit, 128 ... Line sequential conversion circuit, 129 ... Output terminal, 130-133 ..Register 134 ... Coefficient memory 135 ... Information memory bank 150 ... Coefficient data generator 151 ... Input terminal 152 ... Two-dimensional thinning 153 ... first tap selection circuit, 154 ... second tap selection circuit, 155 ... third tap selection circuit, 156 ... tap selection control circuit, 157 ... space class Detection circuit, 158... Motion class detection circuit, 159... Class synthesis circuit, 160... Normal equation generation unit, 161... Coefficient data determination unit, 162. Transmitter, 301 ... CPU, 302 ... ROM, 303 ... Bus controller, 401 ... CPU, 402 ... Operating unit, 403 ... ROM, 404 ... Bus controller, 405 ..Video signal input terminal, 406... Image quality adjustment unit, 407... Changeover switch, 408... Display processing unit, 409.

Claims

In an image signal converter for converting a first image signal composed of a plurality of pixel data into a second image signal composed of a plurality of pixel data,
First data selection means for selecting, from the first image signal, a plurality of first pixel data located around a pixel of interest related to the second image signal;
Class detecting means for detecting a class to which the pixel of interest belongs based on the plurality of first pixel data selected by the first data selecting means;
An information input unit for inputting display device information including at least first identification information indicating the type of the image display device;
Image quality information acquisition means for acquiring image quality information corresponding to the first identification information included in the display device information input to the information input unit;
An image signal conversion comprising: a pixel data generation unit configured to generate pixel data of the pixel of interest corresponding to the class detected by the class detection unit and the image quality information acquired by the image quality information acquisition unit apparatus.

Storage means for previously storing a correspondence relationship between the first identification information and the image quality information;
2. The image signal conversion apparatus according to claim 1, wherein the image quality information acquisition unit acquires the image quality information with reference to the correspondence relationship stored in the storage unit.

The pixel data generation means includes
A memory for storing coefficient data of an estimation formula generated in advance for each combination of the class detected by the class detecting unit and the image quality information acquired by the image quality information acquiring unit, and detected by the class detecting unit; Coefficient data generating means for generating the coefficient data corresponding to the image quality information acquired by the class and the image quality information acquiring means;
Second data selection means for selecting, from the first image signal, a plurality of second pixel data located around the pixel of interest related to the second image signal;
From the coefficient data generated by the coefficient data generation means and the plurality of second pixel data selected by the second data selection means, the pixel data of the target pixel is calculated using the estimation formula. The image signal conversion apparatus according to claim 1, further comprising a calculation unit.

The coefficient data generating means is
A first memory unit that stores coefficient data of the estimation formula generated in advance for each combination of the class detected by the class detection unit and the image quality information acquired by the image quality information acquisition unit;
First data reading means for reading coefficient data of each class corresponding to the image quality information acquired by the image quality information acquiring means from the first memory unit;
A second memory section for storing coefficient data of each class read by the first data reading means;
4. The image signal conversion apparatus according to claim 3, further comprising second data reading means for reading coefficient data corresponding to the class detected by the class detecting means from the second memory section.

When the display device information input to the information input unit includes second identification information indicating that there is an image quality adjustment function, display device control means for outputting a command for invalidating the image quality adjustment function is further provided. The image signal converter according to claim 1, wherein

Connection detecting means for detecting connection of an image display device for supplying the second image signal;
The display device control means for transmitting a command for requesting transmission of the display device information to the image display device when connection of the image display device is detected by the connection detection means. 2. The image signal conversion apparatus according to 1.

In an image signal conversion method for converting a first image signal composed of a plurality of pixel data into a second image signal composed of a plurality of pixel data,
Selecting, from the first image signal, a plurality of first pixel data located around a pixel of interest related to the second image signal;
Detecting a class to which the pixel of interest belongs based on the selected plurality of first pixel data;
Inputting display device information including at least first identification information indicating a type of the image display device;
Obtaining image quality information corresponding to the first identification information included in the input display device information;
And a step of generating pixel data of the target pixel corresponding to the detected class and the acquired image quality information.

In the step of generating pixel data of the target image pixel,
Generating the coefficient data corresponding to the detected class and the acquired image quality information;
Selecting, from the first image signal, a plurality of second pixel data located around a pixel of interest related to the second image signal;
The step of calculating pixel data of the target pixel from the generated coefficient data and the plurality of selected second pixel data using the estimation formula is provided. Image signal conversion method.

8. The method according to claim 7, further comprising a step of outputting a command for disabling the image quality adjustment function when the inputted display device information includes second identification information indicating that the image quality adjustment function is provided. An image signal conversion method described in 1.

8. The image signal conversion method according to claim 7, further comprising a step of outputting a command for requesting the display device information when an image display device that supplies the second image signal is connected.

An image signal input unit for inputting a first image signal composed of a plurality of pixel data;
An image signal converter that converts the first image signal input from the image signal input unit into a second image signal composed of a plurality of pixel data and outputs the second image signal;
An image display device for displaying an image based on the second image signal output from the image signal conversion unit,
The image display device
Storage means for storing display device information including at least first identification information indicating the type of image display device;
Information transmitting means for transmitting the display device information stored in the storage means to the image signal converter,
The image signal converter is
First data selection means for selecting, from the first image signal, a plurality of first pixel data located around a pixel of interest related to the second image signal;
Class detecting means for detecting a class to which the pixel of interest belongs based on the plurality of first pixel data selected by the first data selecting means;
Information receiving means for receiving the display device information sent from the image display device;
Image quality information acquisition means for acquiring image quality information corresponding to the first identification information included in the display device information received by the information reception means;
An image display device comprising: pixel data generating means for generating pixel data of the pixel of interest corresponding to the class detected by the class detecting means and the image quality information acquired by the image quality information acquiring means .

The image signal conversion unit further includes storage means for previously storing a correspondence relationship between the first identification information and the image quality information,
The image display apparatus according to claim 11, wherein the image quality information acquisition unit acquires the image quality information with reference to the correspondence relationship stored in the storage unit.

The pixel data generation means includes
A memory for storing coefficient data of an estimation formula generated in advance for each combination of the class detected by the class detecting unit and the image quality information acquired by the image quality information acquiring unit, and detected by the class detecting unit; Coefficient data generating means for generating the coefficient data corresponding to the image quality information acquired by the class and the image quality information acquiring means;
Second data selection means for selecting, from the first image signal, a plurality of second pixel data located around the pixel of interest related to the second image signal;
From the coefficient data generated by the coefficient data generation means and the plurality of second pixel data selected by the second data selection means, the pixel data of the target pixel is calculated using the estimation formula. The image display apparatus according to claim 11, further comprising a calculation unit.

The image signal converter further includes command transmission means for transmitting a command requesting transmission of the display device information to the image display device when the image display device is connected,
The image display device includes a command receiving unit that receives the command transmitted from the image signal converting unit, and the display device information is converted to the image signal converting unit based on the command received by the command receiving unit. The image display apparatus according to claim 11, further comprising a control unit configured to control the information transmission unit so as to transmit to the network.

The image signal conversion unit outputs a command for invalidating the image quality adjustment function when the display device information received by the information receiving unit includes second identification information indicating that there is an image quality adjustment function. It further comprises command transmission means for transmitting to the display device,
The image display device receives a command for invalidating the image quality adjustment function sent from the image signal converter, and an image quality adjustment function based on the command received by the command reception means. The image display device according to claim 11, further comprising a control unit that disables the image display device.