JP4691831B2 - 係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の処理装置および処理方法、それに使用する情報の取得装置および取得方法、並びに記録媒体 - Google Patents
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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係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の処理装置および処理方法、それに使用する情報の取得装置および取得方法、並びに記録媒体に関する。詳しくは、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の複数の係数データを、関数情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて構成された所定のパラメータを含む生成式を使用して生成することによって、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、第１の情報信号から所定のパラメータの値に対応した第２の情報信号を良好に得ることができるようにした係数データ生成装置等に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば５２５ｉ信号というＳＤ(Standard Definition）信号を、１０５０ｉ信号というＨＤ(High Definition)信号に変換するフォーマット変換が提案されている。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、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する。
【０００３】
図１４は、５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を示している。ここで、大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さなドットが１０５０ｉ信号の画素である。また、奇数フィールドの画素位置を実線で示し、偶数フィールドの画素位置を破線で示している。５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要がある。
【０００４】
従来、上述したようなフォーマット変換を行うために、５２５ｉ信号の画素データより１０５０ｉ信号の画素データを得る際に、５２５ｉ信号の画素に対する１０５０ｉ信号の各画素の位相に対応した推定式の係数データをメモリに格納しておき、この係数データを用いて推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求めることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求めるものにおいては、この１０５０ｉ信号による画像の解像度は固定されており、従来のコントラストやシャープネス等の調整のように、画像内容等に応じて所望の解像度とすることができなかった。ユーザが所望の解像度に任意に調整するために、複数の解像度に対応する係数データを用意しておくことが考えられるが、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招き、装置のコストアップにつながる。
【０００６】
この発明は、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、所定のパラメータの値に対応した第２の情報信号を良好に得ることができる係数データ生成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】
この発明に係る係数データ生成装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、第２の情報信号に係る注目点の情報データを、第１の情報信号から抽出される複数の予測タップの情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データである係数種データを格納する格納手段と、所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、格納手段に格納された関数情報および係数種データに基づいて構成された生成式を使用し、パラメータ設定手段で設定された所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを生成する係数データ生成手段とを備えるものである。
【０００８】
また、この発明に係る係数データ生成方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを、第１の情報信号から抽出される複数の予測タップの情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて、生成式を構成する第１のステップと、所定のパラメータの値を設定する第２のステップと、第１のステップで生成された生成式を使用し、第２のステップで設定された所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを生成する第３のステップとを備えるものである。
また、この発明に係る記録媒体は、上述の係数データ生成方法の各ステップを実行するためのコンピュータプログラムを記録するものである。
【０００９】
この発明においては、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データである係数種データが格納手段に格納されている。例えば、格納手段には、複数の予測タップのそれぞれに対応した関数情報および係数種データが格納されている。また例えば、格納手段には、第１の情報信号から抽出される複数のクラスタップの情報データに基づいて検出され得る第２の情報信号に係る注目点のクラス毎に、関数情報および複数の予測タップのそれぞれに対応した係数種データが格納されている。
【００１０】
格納手段に格納されている関数情報および係数種データに基づいて生成式が構成される。そして、この生成式が用いられ、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データが生成される。例えば、所定のパラメータは、第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである。また例えば、所定のパラメータは、第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである。
【００１１】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の複数の係数データは、関数情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて構成された所定のパラメータを含む生成式を使用して生成されるため、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して出力の質を任意に調整でき、またパラメータの値を調整して任意の出力位相の情報データを得ることが可能となる。
【００１２】
また、生成式を構成するための関数の情報を予測タップ毎あるいはクラス毎に備えているため、予測タップ毎あるいはクラス毎に最適な生成式によって推定式の係数データを生成でき、第１の情報信号から第２の情報信号への変換を良好に行うことができる。
【００１３】
この発明に係る情報信号処理装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データを格納する格納手段と、所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、格納手段に格納された関数情報および係数種データに基づいて構成された生成式を使用し、パラメータ設定手段で設定された所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを発生する係数データ発生手段と、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの第１の情報データを選択する第１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１のデータ選択手段で選択された複数の第１の情報データとから上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る演算手段とを備えるものである。
【００１４】
また、この発明に係る情報信号処理方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理方法であって、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて生成式を構成する第１のステップと、所定のパラメータの値を設定する第２のステップと、第１のステップで生成された生成式を使用し、第２のステップで設定された所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを生成する第３のステップと、第１の情報信号から、第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの情報データを選択する第４のステップと、第３のステップで発生された推定式の係数データと第４のステップで選択された上記複数の情報データとから、推定式を用いて注目点の情報データを算出して得る第５のステップとを備えるものである。
また、この発明に係る記録媒体は、上述の情報信号処理方法の各ステップを実行するためのコンピュータプログラムを記録するものである。
【００１５】
この発明においては、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データである係数種データが格納手段に格納されている。例えば、格納手段には、複数の予測タップのそれぞれに対応した関数情報および係数種データが格納されている。また例えば、格納手段には、第１の情報信号から抽出される複数のクラスタップの情報データに基づいて検出され得る第２の情報信号に係る注目点のクラス毎に、関数情報および複数の予測タップのそれぞれに対応した係数種データが格納されている。
【００１６】
格納手段に格納されている関数情報および係数種データに基づいて生成式が構成される。そして、この生成式が用いられ、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データが生成される。例えば、所定のパラメータは、第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである。また例えば、所定のパラメータは、第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである。
【００１７】
また、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの第１の情報データが選択される。そして、この複数の第１の情報データと推定式の係数データとから、推定式を用いて、第２の情報信号に係る注目点の情報データが算出される。
【００１８】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の複数の係数データは、関数の情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて構成された所定のパラメータを含む生成式を使用して生成されるため、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して出力の質を任意に調整でき、またパラメータの値を調整して任意の出力位相の情報データを得ることが可能となる。
【００１９】
また、生成式を構成するための関数の情報を予測タップ毎あるいはクラス毎に備えているため、予測タップ毎あるいはクラス毎に最適な生成式によって推定式の係数データを生成でき、第１の情報信号から第２の情報信号への変換を良好に行うことができる。
【００２０】
この発明に係る情報取得装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを得るために用いられる、所定のパラメータを含む生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データを取得する情報取得装置であって、第１の情報信号に対応する生徒信号から第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの情報データを選択するデータ選択手段と、このデータ選択手段で選択された複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した推定式の複数の予測タップの係数データを求める演算手段と、この演算手段で求められた係数データを使用して、生成式を構成するための関数情報および係数種データを決定する情報決定手段とを備えるものである。
【００２１】
また、この発明に係る情報取得方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを得るために用いられる、所定のパラメータを含む生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データを取得する情報取得方法であって、第１の情報信号に対応する生徒信号から第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの情報データを選択する第１のステップと、この第１のステップで選択された複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した上記推定式の複数の予測タップの係数データを求める第２のステップと、この第２のステップで求められた係数データを使用して、生成式を構成するための関数情報および係数種データを決定する第３のステップとを備えるものである。
【００２２】
この発明においては、生徒信号から教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データが選択される。この複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した推定式の複数の予測タップの係数データが演算される。そして、この係数データを使用して、所定のパラメータを含む生成式を構成するための関数情報および係数種データが決定される。
【００２３】
このように決定される関数情報および係数種データに基づいて所定のパラメータを含む生成式を構成でき、この生成式によって、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを得ることが可能となる。
【００２４】
【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。このテレビ受信機１００は、放送信号より５２５ｉ信号というＳＤ信号を得、この５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号というＨＤ信号に変換し、その１０５０ｉ信号による画像を表示するものである。
【００２５】
テレビ受信機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。
【００２６】
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上述したＳＤ信号（５２５ｉ信号）を得るチューナ１０６と、このチューナ１０６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。
【００２７】
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（１０５０ｉ信号）に変換する画像信号処理部１１０と、この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像を表示するディスプレイ部１１１と、このディスプレイ部１１１の画面上に文字図形などの表示を行うための表示信号ＳＣＨを発生させるためのＯＳＤ(On Screen Display)回路１１２と、その表示信号ＳＣＨを上述した画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号に合成してディスプレイ部１１１に供給するための合成器１１３とを有している。ディスプレイ部１１１は、例えばＣＲＴ（cathode-ray tube)ディスプレイ、あるいはＬＣＤ（liquid crystal display）等のフラットパネルディスプレイで構成されている。
【００２８】
図１に示すテレビ受信機１００の動作を説明する。
チューナ１０６より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）は、バッファメモリ１０９に供給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に一時的に記憶されたＳＤ信号は画像信号処理部１１０に供給され、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換される。すなわち、画像信号処理部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。この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号はディスプレイ部１１１に供給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはそのＨＤ信号による画像が表示される。
【００２９】
ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、上述したようにディスプレイ部１１１の画面上に表示される画像の水平および垂直の解像度を変更できる。画像信号処理部１１０では、後述するように、ＨＤ画素データが推定式によって算出されるが、この推定式の係数データとして、ユーザのリモコン送信機２００の操作によって調整された水平、垂直の解像度を決めるパラメータｈ，ｖの値に対応したものが、これらパラメータｈ，ｖを含む生成式によって生成されて使用される。
【００３０】
これにより、画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像の水平、垂直の解像度は、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応したものとなる。なお、パラメータｈ，ｖの調整状態では、ディスプレイ部１１１の画面上に、パラメータｈ，ｖの値の表示が行われる。ユーザは、この表示を参照して、パラメータｈ，ｖの値を調整できる。
【００３１】
次に、画像信号処理部１１０の詳細を説明する。
画像信号処理部１１０は、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ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。
【００３２】
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。
【００３３】
また、画像信号処理部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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）．２P／ＤＲ］ ・・・（１）
【００３６】
また、画像信号処理部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。
【００３７】
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。
【００３８】
【数１】
【００３９】
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。
【００４０】
また、画像信号処理部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（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。
【００４１】
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。
【００４２】
【数２】
【００４３】
また、画像信号処理部１１０は、係数メモリ１３４を有している。この係数メモリ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複数の係数データを、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（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（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に対応した推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）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。
【００４４】
また、画像信号処理部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、推定式の係数データＷｉを生成する生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データが予め蓄えられている。この場合、情報メモリバンク１３５には、例えばクラスおよび予測タップの組み合わせ毎に、あるいはクラス毎に、関数情報が予め蓄えられている。
【００４５】
情報メモリバンク１３５に蓄えられる関数情報および係数種データについて詳細に説明する。
後述する推定予測演算回路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より読み出される複数の係数データＷｉとから、（４）式の推定式によって、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数が１０個であるとき、（４）式におけるｎは１０となる。
【００４６】
【数３】
【００４７】
本出願人による先の出願（特願平２０００−３４８７３０号）においては、各クラスにおける各予測タップの係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、例えば（５）式に示すように、パラメータｈ，ｖを含む生成式によって生成することを提案した。この生成式の係数データｗ10〜ｗn9は、予め学習によって求められ、情報メモリバンクに格納されている。
【００４８】
【数４】
【００４９】
この（５）式で示すような生成式は、パラメータｈ，ｖを含んでおり、パラメータｈ，ｖの値を変化させることで、そのパラメータｈ，ｖの値に対応した係数データＷｉを得ることができ、画質調整が可能となる。しかし、上記の先の出願では、各クラス、各予測タップの生成式は全て同じ関数を用いて構成されるものであり、クラス毎、あるいは予測タップ毎に、最適な関数で構成された生成式によって係数データを得るものではなかった。
【００５０】
図２は、パラメータｈの値を固定し、パラメータｖの値を変化させていったときの、あるクラスある予測タップにおける係数値の変化の様子を示している。この場合、係数値が直線的に変化することから、あるクラスあるタップにおける係数値Ｗ(h,v)は、（６）式で表すことができる。
Ｗ(h,v)＝ｆ0(h)ｖ＋ｆ1(h) ・・・（６）
【００５１】
このとき、図２において、直線の傾きと切片は、パラメータｖの値によらず、パラメータｈの値毎に固有のものとなる。図３は、パラメータｈの値を変化させていったときの、直線の傾き、あるいは切片の値の変化の様子を表している。なお、図３に、何種類かの曲線が引かれているのは、傾きや切片の変化として、この図のようなパターンが現れることを示しており、図２のｈ＝０，１，２・・・に対応した書き方になっているわけではない。
【００５２】
上述したように、情報メモリバンク１３５に蓄えられるクラスおよび予測タップの組み合わせ毎の関数情報は、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に決定された、（６）式における関数ｆ0(h)，ｆ1(h)の情報である。そしてこの場合、情報メモリバンク１３５には、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に決定された関数ｆ0(h)，ｆ1(h)の係数データが係数種データとして蓄えられる。
【００５３】
また、上述したように、情報メモリバンク１３５に蓄えられるクラス毎の関数情報は、クラス毎に決定された、（６）式における関数ｆ0(h)，ｆ1(h)の情報である。そしてこの場合、情報メモリバンク１３５には、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に決定された関数ｆ0(h)，ｆ1(h)の係数データが係数種データとして蓄えられる。
【００５４】
ここで、関数ｆ0(h)，ｆ1(h)としては、例えば（７）式〜（１２）式で示される関数ｆ(h)が使用される。ａ〜ｄは係数である。この場合、図３に示すような、傾きや切片の変化を精度よく近似できるものであれば使用関数はどのような関数であってもよい。例えば、（７）式〜（１２）式で示される関数ｆ(h)より次数を増減させてもよく、また複数の関数を組み合わせたものであってもよい。また、パラメータｈの変化に伴う傾きと切片の変化はよく似たものとなるが、微妙な変化の違いから最も精度よく近似できる曲線が異なることがあるので、関数ｆ0(h)と関数ｆ1(h)とが同じである必要もない。
【００５５】
【数５】
【００５６】
情報メモリバンク１３５には、上述したように推定式の係数データＷｉを生成する生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データが予め蓄えられるが、関数や係数種データの決定方法については、後述する。
【００５７】
なお、上述したように、５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要がある。この場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素は、それぞれ中心予測タップに対して異なる位相ずれを持っている。
【００５８】
図４は、奇数フィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素ＨＤ1〜ＨＤ4における中心予測タップＳＤ0からの位相ずれを示している。ここで、ＨＤ1〜ＨＤ4の位置は、それぞれ、ＳＤ0の位置から水平方向にｋ1〜ｋ4、垂直方向にｍ1〜ｍ4だけずれている。
【００５９】
図５は、偶数フィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素ＨＤ1′〜ＨＤ4′における中心予測タップＳＤ0′からの位相ずれを示している。ここで、ＨＤ1′〜ＨＤ4′の位置は、それぞれ、ＳＤ0′の位置から水平方向にｋ1′〜ｋ4′、垂直方向にｍ1′〜ｍ4′だけずれている。上述した情報メモリバンク１３５には、上述した関数情報および係数種データが、出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）毎に記憶されている。
【００６０】
また、画像信号処理部１１０は、情報メモリバンク１３５に記憶されている関数情報および係数種データに基づいて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、各予測タップの係数データを求めるための生成式（（６）式参照）を構成し、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応した、各予測タップに対応した推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する係数生成回路１３６を有している。
【００６１】
係数生成回路１３６における係数データＷｉの生成は、例えば各垂直ブランキング期間で行われる。これにより、ユーザのリモコン送信機２００の操作によってパラメータｈ，ｖの値が変更されても、係数メモリ１３４に格納される各クラスの係数データＷｉを、そのパラメータｈ，ｖの値に対応したものに即座に変更でき、ユーザによる解像度の調整がスムーズに行われる。
【００６２】
また、画像信号処理部１１０は、係数生成回路１３６で生成される各クラスの係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓを、（１３）式によって、演算する正規化係数演算部１３７と、ここで生成された正規化係数Ｓを、クラス毎に格納する正規化係数メモリ１３８とを有している。正規化係数メモリ１３８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、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓが読み出され、後述する正規化演算回路１２８に供給されることとなる。
【００６３】
【数６】
【００６４】
また、画像信号処理部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、（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータを演算する推定予測演算回路１２７を有している。
【００６５】
上述したように、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する際には、ＳＤ信号の１画素に対してＨＤ信号の４画素（図４のＨＤ1〜ＨＤ4、図５のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）を得る必要があることから、この推定予測演算回路１２７では、ＨＤ信号を構成する２×２の単位画素ブロック毎に、画素データが生成される。すなわち、この推定予測演算回路１２７には、第１のタップ選択回路１２１より単位画素ブロック内の４画素（注目画素）に対応した予測タップのデータｘｉと、係数メモリ１３４よりその単位画素ブロックを構成する４画素に対応した係数データＷｉとが供給され、単位画素ブロックを構成する４画素のデータｙ1〜ｙ4は、それぞれ個別に上述した（４）式の推定式で演算される。
【００６６】
また、画像信号処理部１１０は、推定予測演算回路１２７より順次出力される４画素のデータｙ1〜ｙ4を、正規化係数メモリ１３８より読み出される、それぞれの演算に使用された係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓで除算して正規化する正規化演算回路１２８を有している。上述せずも、係数生成回路１３６で係数種データより生成式によって推定式の係数データＷｉを求めるものであるが、生成される係数データは丸め誤差を含み、係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）の総和が１．０になることは保証されない。そのため、推定予測演算回路１２７で演算される各画素のデータｙ1〜ｙ4は、丸め誤差によってレベル変動したものとなる。上述したように、正規化演算回路１２８で正規化することで、その変動を除去できる。
【００６７】
また、画像信号処理部１１０は、正規化演算回路１２８で正規化されて順次供給される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′を線順次化して１０５０ｉ信号のフォーマットで出力する後処理回路１２９を有している。
【００６８】
次に、画像信号処理部１１０の動作を説明する。
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２のタップ選択回路１２２で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（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）。
【００６９】
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、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（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。
【００７０】
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（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロック内の４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および正規化係数メモリ１３８に読み出しアドレス情報として供給される。
【００７１】
係数メモリ１３４には、例えば各垂直ブランキング期間に、係数生成回路１３６で、ユーザによって調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応して、クラスおよび出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）の組み合わせ毎に、各予測タップに対応した推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が係数生成回路１３６で生成されて格納される。また、正規化係数メモリ１３８には、上述したように係数生成回路１３６で生成された推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓが正規化係数演算部１３７で生成されて格納される。
【００７２】
係数メモリ１３４に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４出力画素（奇数フィールドではＨＤ1〜ＨＤ4、偶数フィールドではＨＤ1′〜ＨＤ4′）分の推定式の係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。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、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（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。
【００７３】
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４出力画素分の係数データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）のデータｙ1〜ｙ4が同時的に演算される（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回路１２７より順次出力されるＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1〜ｙ4は正規化演算回路１２８に供給される。
【００７４】
正規化係数メモリ１３８には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、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓ、つまり推定予測演算回路１２７より出力されるＨＤ画素データｙ1〜ｙ4の演算に使用された係数データＷｉに対応した正規化係数Ｓが読み出されて正規化演算回路１２８に供給される。この正規化演算回路１２８では、推定予測演算回路１２７より出力されるＨＤ画素データｙ1〜ｙ4がそれぞれ対応する正規化係数Ｓで除算されて正規化される。これにより、生成式（（６）式参照）で推定式（（４）式参照）の各予測タップの係数データＷｉを求める際の丸め誤差によるデータｙ1〜ｙ4のレベル変動が除去される。
【００７５】
このように正規化演算回路１２８で正規化されて順次出力される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′は後処理回路１２９に供給される。この後処理回路１２９では、正規化演算回路１２８より順次供給される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′が線順次化され、１０５０ｉ信号のフォーマットで出力される。つまり、この後処理回路１２９からは、ＨＤ信号としての１０５０ｉ信号が出力される。
【００７６】
上述したように、図１に示すテレビ受信機１００では、係数生成回路１３６で、情報メモリバンク１３５よりロードされる、関数情報および係数種データに基づいて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、各予測タップの係数データを求めるための生成式が構成され、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応した、各予測タップの係数データＷｉが生成され、これが係数メモリ１３４に格納される。そして、この係数メモリ１３４より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７でＨＤ画素データｙが演算される。
【００７７】
したがって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平および垂直の解像度を、任意に調整することができる。なおこの場合、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応した各クラスの係数データＷｉをその都度係数生成回路１３６で生成して使用するものであり、大量の係数データを格納しておくメモリを必要としない。
【００７８】
また、図１に示すテレビ受信機１００では、情報メモリバンク１３５には、予測タップ毎、あるいはクラス毎に、係数値の変化の仕方から選択された関数の情報が蓄えられており、係数生成回路１３６ではその関数情報によって構成された最適な生成式によって、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応した各クラスの係数データＷｉが生成されるものであり、パラメータｈ，ｖの値に対応したＨＤ信号を良好に得ることができる。したがって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平および垂直の解像度をなめらかに調整できる。
【００７９】
なお、図１に示すテレビ受信機１００においては、係数生成回路１３６で各クラスの係数データＷｉを生成して係数メモリ１３４に格納し、クラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉをこの係数メモリ１３４より読み出して使用するものであったが、係数生成回路１３６でクラス合成回路１２６からのクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉをその都度生成し、これを推定予測演算回路１２７で使用するようにしてもよい。その場合には、係数メモリ１３４は不要となる。またこの場合、正規化係数メモリ１３８も不要となる。
【００８０】
次に、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に蓄積される関数情報および係数種データについて説明する。
図６は、この関数および係数種データの取得方法の概念を示している。
ＨＤ信号から複数のＳＤ信号を生成する。例えば、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域を可変するパラメータｈ，ｖをそれぞれ９段階に可変して、合計８１種類のＳＤ信号を生成する。このようにして生成した各ＳＤ信号とＨＤ信号との間で学習を行って、パラメータｈ，ｖの段階的な値毎に、（４）式の推定式の係数データＷｉを生成する。そして、生成された係数データＷｉを使用して、関数情報および係数種データの取得が行われる。
【００８１】
まず、推定式の係数データＷｉの求め方を説明する。
ここでは、（４）式の推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を最小二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、（１４）式の観測方程式を考える。この（１４）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。
【００８２】
【数７】
【００８３】
（１４）式の観測方程式により収集されたデータに最小二乗法を適用する。この（１４）式の観測方程式をもとに、（１５）式の残差方程式を考える。
【００８４】
【数８】
【００８５】
（１５）式の残差方程式から、各Ｗiの最確値は、（１６）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、（１７）式の条件を考慮すればよいわけである。
【００８６】
【数９】
【００８７】
つまり、（１７）式のｉに基づくｎ個の条件を考え、これを満たす、Ｗ1，Ｗ2，・・・，Ｗnを算出すればよい。そこで、（１５）式の残差方程式から、（１８）式が得られる。さらに、（１８）式と（１４）式とから、（１９）式が得られる。
【００８８】
【数１０】
【００８９】
そして、（１５）式と（１９）式とから、（２０）式の正規方程式が得られる。
【００９０】
【数１１】
【００９１】
（２０）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（Gauss-Jordanの消去法）等を用いて連立方程式を解くことになる。なお、（２０）式の正規方程式は、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して個別に生成され、それぞれに対応した係数データＷｉが求められる。
【００９２】
次に、関数情報および係数種データの決定方法を説明する。
情報メモリバンク１３５にクラスおよび予測タップの組み合わせ毎の関数情報が蓄えられる場合の、その関数情報とその関数の係数データである係数種データの決定方法を説明する。
【００９３】
この場合、まず、あるクラスおよびある予測タップに関して、パラメータｈの値を固定した際に得られる直線（図２参照）を、パラメータｈの各値にそれぞれ対応して、決定する。この場合、最小二乗近似を行って、上述の（６）式の傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)を決定する。
【００９４】
次に、パラメータｈの各値に対応する直線の傾きｆ0(h)を表す曲線（図３参照）を近似する。曲線の近似パターンとして、例えば上述の（７）式〜（１２）式が用意される。例えば、最初（７）式であると仮定し、傾きｆ0(h)の曲線を（７）式を用いて非線形最小二乗近似し、（７）式中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。
【００９５】
そして、ここで得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを算出する。このフィッティング率ＦＴは、例えば（２１）式で求められる。この（２１）式において、ｙiは近似前の本来の値で、ｘiは近似曲線（算出した関数）から得られた値である。ｎはサンプル数である。
【００９６】
【数１２】
【００９７】
次に、（８）式でも同様のことを行って、（１２）式まで繰り返す。そして、最後に、この中から最もフィッティング率のよいものを、傾きｆ0(h)の関数として決定する。
同様にして、直線の切片ｆ1(h)を表す曲線の近似を（７）式〜（１２）式を用いて順次行い、この中から最もフィッティング率のよいものを、切片ｆ1(h)の関数として決定する。
【００９８】
このように決定された傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数を、（６）式のｆ0(h)，ｆ1(h)に代入することで、上述のあるクラスおよびある予測タップの係数データを生成する最適な生成式が得られる。例えば、傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の双方の関数として（７）式が選択された場合には、あるクラスおよびある予測タップの係数データを生成する最適な生成式として、（２２）式が得られることとなる。
Ｗ(h,v)＝ｋ0ｈ2ｖ＋ｋ1ｈｖ＋ｋ2ｖ＋ｋ3ｈ2＋ｋ4ｈ＋ｋ5・・・（２２）
【００９９】
この場合、上述のあるクラスおよびある予測タップの係数データを生成するための傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数の係数データである係数種データを、上述したように決定される傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数で当該あるクラスおよびある予測タップにおける傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の曲線近似を行った際に算出された係数に決定する。
【０１００】
以上のことが、全てのクラスおよび予測タップの組み合わせで行われる。そして、情報メモリバンク１３５には、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、その関数の係数データである係数種データが記憶されることとなる。
【０１０１】
次に、情報メモリバンク１３５にクラス毎の関数情報が蓄えられる場合の、その関数情報とその関数の予測タップ毎の係数データである係数種データの決定方法を説明する。
この場合、まず、あるクラスの全ての予測タップに関して、パラメータｈの値を固定した際に得られる直線（図２参照）を、パラメータｈの各値にそれぞれ対応して、決定する。この場合、最小二乗近似を行って、上述の（６）式の傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)を決定する。
【０１０２】
次に、上述のあるクラスの全ての予測タップに関して、パラメータｈの各値に対応する直線の傾きｆ0(h)を表す曲線を近似する。曲線の近似パターンとして、例えば上述の（７）式〜（１２）式が用意される。
例えば、最初（７）式であると仮定し、傾きｆ0(h)の曲線を（７）式を用いて非線形最小二乗近似を行って、（７）式中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。そして、ここで得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを、上述の（２１）式で算出する。そして、全ての予測タップに関して算出されたフィッティング率ＦＴの平均を算出する。
【０１０３】
以下、（８）式でも同様のことを行って、（１２）式まで繰り返す。そして、最後に、この中から最もフィッティング率ＦＴの平均が高くなる関数を、上述のあるクラスにおける傾きｆ0(h)の関数として決定する。
【０１０４】
同様にして、上述のあるクラスの全ての予測タップに関して、直線の切片ｆ1(h)を表す曲線の近似を（７）式〜（１２）式を用いて順次行い、この中から最もフィッティング率ＦＴの平均がもっとも高い場合の関数を、上述のあるクラスにおける切片ｆ1(h)の関数として決定する。
【０１０５】
このように決定された傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数を、（６）式のｆ0(h)，ｆ1(h)に代入することで、上述のあるクラスの係数データを生成する最適な生成式が得られる。この場合、各予測タップの係数データを生成するための傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数の係数データである係数種データを、上述したように決定される傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数で各予測タップにおける傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の曲線近似を行った際に算出された係数に決定する。
【０１０６】
以上のことが、全てのクラスで行われる。そして、情報メモリバンク１３５には、クラス毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、各予測タップの係数データを生成するためのその関数の係数データである係数種データが記憶されることとなる。
【０１０７】
図７は、図６に示す概念に基づいて、関数情報および係数種データを取得する情報取得装置１５０の構成を示している。
この情報取得装置１５０は、教師信号としてのＨＤ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処理を行って、生徒信号としてのＳＤ信号を得るＳＤ信号生成回路１５２とを有している。
【０１０８】
ＳＤ信号生成回路１５２には、パラメータｈ，ｖが制御信号として供給される。このパラメータｈ，ｖに対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域とが可変される。
【０１０９】
このフィルタは、例えば水平帯域を制限する１次元ガウシアンフィルタと垂直帯域を生成する１次元ガウシアンフィルタとから構成される。この１次元ガウシアンフィルタは、（２３）式で示される。この場合、ｈまたはｖの段階的な値に対応して標準偏差σの値を段階的に変えることにより、ｈまたはｖの段階的な値に対応した周波数特性を持つ１次元ガウシアンフィルタを得ることができる。
【０１１０】
【数１３】
【０１１１】
また、情報取得装置１５０は、ＳＤ信号生成回路１５２より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ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。これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５は、上述した画像信号処理部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。
【０１１２】
また、情報取得装置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、上述した画像信号処理部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。
【０１１３】
また、情報取得装置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、上述した画像信号処理部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。
【０１１４】
また、情報取得装置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（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、上述した画像信号処理部１１０のクラス合成回路１２６と同様に構成される。
【０１１５】
また、情報取得装置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、クラス毎に、係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を得るための正規方程式（（２０）式参照）を生成する正規方程式生成部１６０を有している。
【０１１６】
この場合、１個のＨＤ画素データｙとｎ個の予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉとの組み合わせで学習データが生成されるが、正規方程式生成部１６０では、出力画素（図４のＨＤ1〜ＨＤ4、図５のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）毎に、個別に正規方程式が生成される。例えば、ＨＤ1に対応した正規方程式は、中心予測タップに対するずれ値がＨＤ1と同じ関係にあるＨＤ画素のデータｙから構成される学習データから生成される。
【０１１７】
さらに、ＳＤ信号生成回路１５２へのパラメータｈ，ｖが順次変更されていき、正規方程式生成部１６０では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、正規方程式が生成される。これにより、正規方程式生成部１６０では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、係数データＷｉを得るための正規方程式が生成される。
【０１１８】
また、情報取得装置１５０は、正規方程式生成部１６０で生成された各正規方程式のデータが供給され、各正規方程式を解いて、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、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。
【０１１９】
また、情報取得装置１５０は、係数メモリ１６２に記憶されている係数データＷｉを用いて、関数および係数種データを決定する関数・係数種データ決定部１６３と、この決定された関数情報および係数種データを記憶する情報メモリ１６４とを有している。
【０１２０】
この関数・係数種データ決定部１６３は、図８に示すように、パラメータｈの値を固定した際に得られる直線を決定する直線決定部１６３ａと、直線の傾きｆ0(h)および切片ｆ0(h)を表す曲線を近似する曲線近似部１６３ｂと、直線決定部１６３ａや曲線近似部１６３ｂの結果を一時的に格納しておくメモリ部１６３ｃと、メモリ部１６３ｃに格納された曲線近似部１６３ｂの近似結果に基づいて、関数および係数種データを決定する情報決定部１６３ｄとを備えている。
【０１２１】
ここで、この関数・係数種データ決定部１６３では、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５にクラスおよび予測タップの組み合わせ毎の関数情報を蓄える場合にあっては、上述の関数情報および係数種データの決定方法の説明と同様にして、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、その関数の係数データである係数種データが決定される。
【０１２２】
また、この関数・係数種データ決定部１６３では、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５にクラス毎の関数情報が蓄えられる場合にあっては、上述の関数情報および係数種データの決定方法の説明と同様にして、クラス毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、各予測タップの係数データを生成するためのその関数の係数データである係数種データが決定される。
【０１２３】
なお、上述の関数情報および係数種データの決定方法の説明では説明を省略したが、この関数・係数種データ決定部１６３では、実際には、各出力画素に対応した係数データＷｉをそれぞれ使用することによって、出力画素毎に関数および係数種データが決定される。
【０１２４】
図７に示す情報取得装置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（１０５０ｉ信号）が供給され、そしてこのＨＤ信号に対してＳＤ信号生成回路１５２で水平および垂直の間引き処理が行われて生徒信号としてのＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成される。この場合、ＳＤ信号生成回路１５２には、パラメータｈ，ｖが制御信号として供給され、水平および垂直の帯域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次生成されていく。
【０１２５】
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（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）。
【０１２６】
また、ＳＤ信号生成回路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。
【０１２７】
このクラス情報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、これらクラス情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、ＨＤ信号（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）。
【０１２８】
また、ＳＤ信号生成回路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。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、正規方程式生成部１６０では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、クラスおよび出力画素（図４のＨＤ1〜ＨＤ4、図５のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）の組み合わせ毎に、係数データＷｉを得るための正規方程式が個別に生成される。
【０１２９】
そして、係数データ決定部１６１で各正規方程式が解かれ、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応した、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉが求められ、それらの係数データＷｉは係数メモリ１６２に記憶される。
【０１３０】
また、関数・係数種データ決定部１６３では、係数メモリ１６２に記憶されている、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応した、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉが用いられ、出力画素のそれぞれに対応して、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、その関数の係数データである係数種データが決定され、あるいは出力画素のそれぞれに対応して、クラス毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、各予測タップの係数データを生成するためのその関数の係数データである係数種データが決定される。そして、この決定された関数情報および係数種データが情報メモリ１６４に記憶される。
【０１３１】
このように、図７に示す情報取得装置１５０においては、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に記憶される、関数情報および係数種データを取得することができる。
図７に示す情報取得装置１５０では、教師信号（１０５０ｉ信号）から生徒信号（５２５ｉ信号）を生成して学習を行うものであった。しかし、教師信号と生徒信号を取得できる撮像装置を利用するなどして、独立して得られた教師信号、生徒信号を用いて学習を行ってもよい。
【０１３２】
なお、図１の画像信号処理部１１０における処理を、例えば図９に示すような画像信号処理装置３００によって、ソフトウェアで実現することも可能である。
まず、図１２に示す画像信号処理装置３００について説明する。この画像信号処理装置３００は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ３０１と、このＣＰＵ３０１の動作プログラム、さらに関数情報や係数種データ（関数情報や係数種データは、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に予め蓄えられているものと同じ）等が格納されたＲＯＭ（read only memory）３０２と、ＣＰＵ３０１の作業領域を構成するＲＡＭ（random access memory）３０３とを有している。これらＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２およびＲＡＭ３０３は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１３３】
また、画像信号処理装置３００は、外部記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０５と、フロッピー（Ｒ）ディスク３０６をドライブするフロッピー（Ｒ）ディスクドライブ（ＦＤＤ）３０７とを有している。これらドライブ３０５，３０７は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１３４】
また、画像信号処理装置３００は、インターネット等の通信網４００に有線または無線で接続する通信部３０８を有している。この通信部３０８は、インタフェース３０９を介してバス３０４に接続されている。
【０１３５】
また、画像信号処理装置３００は、ユーザインタフェース部を備えている。このユーザインタフェース部は、リモコン送信機２００からのリモコン信号ＲＭを受信するリモコン信号受信回路３１０と、ＬＣＤ（liquid crystal display）等からなるディスプレイ３１１とを有している。受信回路３１０はインタフェース３１２を介してバス３０４に接続され、同様にディスプレイ３１１はインタフェース３１３を介してバス３０４に接続されている。
【０１３６】
また、画像信号処理装置３００は、ＳＤ信号を入力するための入力端子３１４と、ＨＤ信号を出力するための出力端子３１５とを有している。入力端子３１４はインタフェース３１６を介してバス３０４に接続され、同様に出力端子３１５はインタフェース３１７を介してバス３０４に接続される。
【０１３７】
ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処理プログラム、関数情報、係数種データ等を予め格納しておく代わりに、例えばインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードし、ハードディスクやＲＡＭ３０３に蓄積して使用することもできる。また、これら処理プログラム、関数情報、係数種データ等をフロッピー（Ｒ）ディスク３０６で提供するようにしてもよい。
【０１３８】
また、処理すべきＳＤ信号を入力端子３１４より入力する代わりに、予めハードディスクに記録しておき、あるいはインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードしてもよい。また、処理後のＨＤ信号を出力端子３１５に出力する代わり、あるいはそれと並行してディスプレイ３１１に供給して画像表示をしたり、さらにはハードディスクに格納したり、通信部３０８を介してインターネットなどの通信網４００に送出するようにしてもよい。
【０１３９】
図１０のフローチャートを参照して、図９に示す画像信号処理装置３００における、ＳＤ信号よりＨＤ信号を得るため処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ１で、処理を開始し、ステップＳＴ２で、ＳＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。このＳＤ画素データが入力端子３１４より入力される場合には、このＳＤ画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、このＳＤ画素データがハードディスクに記録されている場合には、ハードディスクドライブ３０７でこのＳＤ画素データを読み出し、ＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ３で、入力ＳＤ画素データの全フレームまたは全フィールドの処理が終わっているか否かを判定する。処理が終わっているときは、ステップＳＴ４で、処理を終了する。一方、処理が終わっていないときは、ステップＳＴ５に進む。
【０１４０】
このステップＳＴ５では、ユーザがリモコン送信機２００を操作して入力した画質指定値、つまりパラメータｈ，ｖの値を例えばＲＡＭ３０３より読み込む。そして、ステップＳＴ６で、例えばＲＯＭ３０２から、関数情報および係数種データを読み込む。
【０１４１】
次に、ステップＳＴ７で、ステップＳＴ５で読み込んだパラメータｈ，ｖおよびステップＳＴ６で取得された関数情報および係数種データとから、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、各予測タップに対応した係数データＷｉを生成する。
【０１４２】
次に、ステップＳＴ８で、ステップＳＴ２で入力されたＳＤ画素データより、生成すべき各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ９で、入力されたＳＤ画素データの全領域においてＨＤ画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップＳＴ２に戻り、次のフレームまたはフィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップＳＴ１１に進む。
【０１４３】
このステップＳＴ１１では、ステップＳＴ１０で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ１１で、そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タップのＳＤ画素データを使用して、推定式により、ＨＤ画素データを生成し、その後にステップＳＴ８に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０１４４】
このように、図１０に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力されたＳＤ信号を構成するＳＤ画素データを処理して、ＨＤ信号を構成するＨＤ画素データを得ることができる。上述したように、このように処理して得られたＨＤ信号は出力端子３１５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれによる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたりする。
また、処理装置の図示は省略するが、図７の情報取得装置１５０における処理を、ソフトウェアで実現することも可能である。
【０１４５】
図１１のフローチャートを参照して、係数種データを生成するための処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ４１で、処理を開始し、ステップＳＴ４２で、学習に使われる、画質パターン（例えば、パラメータｈ，ｖで特定される）を選択する。そして、ステップＳＴ４３で、全ての画質パターンに対する係数データの算出処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ４４に進む。
【０１４６】
このステップＳＴ４４では、既知のＨＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。そして、ステップＳＴ４５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ４６で、ステップＳＴ４４で入力されたＨＤ画素データより、ステップＳＴ４２で選択された画質パターンに基づいて、ＳＤ画素データを生成する。
【０１４７】
そして、ステップＳＴ４７で、ステップＳＴ４６で生成されたＳＤ画素データより、ステップＳＴ４４で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ４８で、生成されたＳＤ画素データの全領域において学習処理を終了しているか否かを判定する。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ４４に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述したと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了していないときは、ステップＳＴ４９に進む。
【０１４８】
このステップＳＴ４９では、ステップＳＴ４７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ５０で、係数データを得るための正規方程式（（２０）式参照）を生成する。ここでは、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、係数データＷｉを得るための正規方程式が個別に生成される。その後に、ステップＳＴ４７に戻る。
【０１４９】
上述したステップＳＴ４５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したときは、ステップＳＴ５１で、ステップＳＴ５０で生成された各正規方程式を掃き出し法などで解いて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、係数データＷｉを算出する。その後に、ステップＳＴ４２に戻って、次の画質パターンを選択して、上述したと同様の処理を繰り返し、次の画質パターンに対応した、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉを求める。
【０１５０】
また、上述のステップＳＴ４３で、全ての画質パターンに対する係数データＷｉの算出処理が終了したときは、ステップＳＴ５２に進む。このステップＳＴ５２では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して求められた、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉを用いて、関数および係数種データを決定する。
【０１５１】
例えば、ステップＳＴ５２では、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、その関数の係数データである係数種データを決定する。
【０１５２】
図１２は、この場合における、関数・係数種データの決定処理を示している。
【０１５３】
まず、ステップＳＴ１０１で処理を開始し、ステップＳＴ１０２で、クラスを設定する。最初は１番目のクラスに設定する。そして、ステップＳＴ１０３で、予測タップのタップ番号を設定する。最初は１番目のタップ番号に設定する。そして、ステップＳＴ１０４で、パラメータｈの値を設定する。最初はｈの段階的な値のうち１番目の値に設定する。
【０１５４】
次に、ステップＳＴ１０５で、設定されたタップ番号の予測タップに対して、パラメータｈの値を設定値に固定した際に得られる直線を決定する。この場合、最小二乗近似を行って、上述の（６）式の傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)を決定する。
【０１５５】
次に、ステップＳＴ１０６で、全てのｈの値に対する処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ１０４に戻って、パラメータｈの値を次の値に設定し、上述した直線決定の処理を行う。全てのｈの値に対する直線決定の処理が終了したときは、ステップＳＴ１０７に進む。
【０１５６】
ステップＳＴ１０７では、パラメータｈの各値に対応する直線の傾きｆ0(h)を表す曲線を近似するための関数を設定する。最初は１番目の関数を設定する。例えば、曲線の近似パターンとして上述の（７）式〜（１２）式の関数が用意されている場合、最初は（７）式の関数を設定する。そして、ステップＳＴ１０８で、傾きｆ0(h)の曲線を、設定された関数を用いて非線形最小二乗近似し、関数中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。そして、ステップＳＴ１０９で、得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを、上述の（２１）式で算出する。
【０１５７】
次に、ステップＳＴ１１０で、全ての関数に対する傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ１０７に戻って、次の関数を設定し、上述した傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理を行う。全ての関数に対する処理が終了したときは、ステップＳＴ１１１に進む。
【０１５８】
ステップＳＴ１１１では、全ての関数に対するフィッティング率ＦＴを比較し、最もフィッティング率ＦＴのよいものを、傾きｆ0(h)の関数として決定する。そして、ステップＳＴ１１２で、その関数で上述したように設定されたタップ番号の予測タップにおける傾きｆ0(h)の曲線近似を行った際に算出された係数を、係数種データとして決定する。
【０１５９】
次に、ステップＳＴ１１３では、パラメータｈの各値に対応する直線の切片ｆ1(h)を表す曲線を近似するための関数を設定する。最初は１番目の関数を設定する。例えば、曲線の近似パターンとして上述の（７）式〜（１２）式の関数が用意されている場合、最初は（７）式の関数を設定する。そして、ステップＳＴ１１４で、切片ｆ1(h)の曲線を、設定された関数を用いて非線形最小二乗近似し、関数中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。そして、ステップＳＴ１１５で、得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを、上述の（２１）式で算出する。
【０１６０】
次に、ステップＳＴ１１６で、全ての関数に対する切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ１１３に戻って、次の関数を設定し、上述した切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理を行う。全ての関数に対する処理が終了したときは、ステップＳＴ１１７に進む。
【０１６１】
ステップＳＴ１１７では、全ての関数に対するフィッティング率ＦＴを比較し、最もフィッティング率ＦＴのよいものを、切片ｆ1(h)の関数として決定する。そして、ステップＳＴ１１８で、その関数で上述したように設定されたタップ番号の予測タップにおける切片ｆ1(h)の曲線近似を行った際に算出された係数を、係数種データとして決定する。
【０１６２】
次に、ステップＳＴ１１９で、全ての予測タップに対して、上述した傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数の決定および係数種データの決定処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ１０３に戻って、次のタップ番号を設定し、上述した切片ｆ1(h)の関数の決定および係数種データの決定処理を行う。全ての予測タップに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ１２０に進む。
【０１６３】
ステップＳＴ１２０では、全てのクラスに対して、上述した各予測タップの傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数の決定および係数種データの決定処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ１０２に戻って、次のクラスを設定し、上述した各予測タップの傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数の決定および係数種データの決定処理を行う。全てのクラスに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ１２１で、関数・係数種データの決定処理を終了する。
【０１６４】
また図１１に戻って、例えば、ステップＳＴ５２では、クラス毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、各予測タップの係数データを生成するためのその関数の係数データである係数種データを決定する。
図１３は、この場合における、関数・係数種データの決定処理を示している。
【０１６５】
まず、ステップＳＴ２０１で処理を開始し、ステップＳＴ２０２で、クラスを設定する。最初は１番目のクラスに設定する。そして、ステップＳＴ２０３で、予測タップのタップ番号を設定する。最初は１番目のタップ番号に設定する。そして、ステップＳＴ２０４で、パラメータｈの値を設定する。最初はｈの段階的な値のうち１番目の値に設定する。
【０１６６】
次に、ステップＳＴ２０５で、設定されたタップ番号の予測タップに対して、パラメータｈの値を設定値に固定した際に得られる直線を決定する。この場合、最小二乗近似を行って、上述の（６）式の傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)を決定する。
【０１６７】
次に、ステップＳＴ２０６で、全てのｈの値に対する処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２０４に戻って、パラメータｈの値を次の値に設定し、上述した直線決定の処理を行う。全てのｈの値に対する直線決定の処理が終了したときは、ステップＳＴ２０７に進む。
【０１６８】
ステップＳＴ２０７では、全ての予測タップに対して、各ｈの値に対する直線決定の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２０３に戻って、次のタップ番号を設定し、上述した各ｈの値に対する直線決定の処理を行う。全ての予測タップに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２０８に進む。
【０１６９】
ステップＳＴ２０８では、予測タップの全てに対して、パラメータｈの各値に対応する直線の傾きｆ0(h)を表す曲線を近似するための関数を設定する。最初は１番目の関数を設定する。例えば、曲線の近似パターンとして上述の（７）式〜（１２）式の関数が用意されている場合、最初は（７）式の関数を設定する。
【０１７０】
そして、ステップＳＴ２０９で、予測タップのタップ番号を設定する。最初は１番目のタップ番号に設定する。その後、ステップＳＴ２１０で、設定されたタップ番号の予測タップに対して、傾きｆ0(h)の曲線を、設定された関数を用いて非線形最小二乗近似し、関数中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。そして、ステップＳＴ２１１で、得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを、上述の（２１）式で算出する。
【０１７１】
次に、ステップＳＴ２１２で、全ての予測タップに対して、傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２０９に戻って、次のタップ番号を設定し、上述した傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理を行う。全ての予測タップに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２１３に進む。
【０１７２】
ステップＳＴ２１３では、各予測タップに対して算出されたフィッティング率ＦＴの平均を算出する。そして、ステップＳＴ２１４で、全ての関数に対して、各予測タップに対応した傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理および各予測タップのフィッティング率ＦＴの平均の算出処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２０８に戻って、次の関数を設定し、上述した各予測タップに対応した傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理および各予測タップのフィッティング率ＦＴの平均の算出処理を行う。全ての関数に対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２１５に進む。
【０１７３】
ステップＳＴ２１５では、全ての関数に対するフィッティング率ＦＴの平均を比較し、最もフィッティング率ＦＴの平均が高くなる関数を、設定されたクラスにおける傾きｆ0(h)の関数として決定する。そして、ステップＳＴ２１６で、その関数で上述したように各予測タップにおける傾きｆ0(h)の曲線近似を行った際に算出された係数を、設定されたクラスの各予測タップの係数種データとして決定する。
【０１７４】
次に、ステップＳＴ２１７では、予測タップの全てに対して、パラメータｈの各値に対応する直線の切片ｆ1(h)を表す曲線を近似するための関数を設定する。最初は１番目の関数を設定する。例えば、曲線の近似パターンとして上述の（７）式〜（１２）式の関数が用意されている場合、最初は（７）式の関数を設定する。
【０１７５】
そして、ステップＳＴ２１８で、予測タップのタップ番号を設定する。最初は１番目のタップ番号に設定する。その後、ステップＳＴ２１９で、設定されたタップ番号の予測タップに対して、切片ｆ1(h)の曲線を、設定された関数を用いて非線形最小二乗近似し、関数中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。そして、ステップＳＴ２２０で、得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを、上述の（２１）式で算出する。
【０１７６】
次に、ステップＳＴ２２１で、全ての予測タップに対して、切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２１８に戻って、次のタップ番号を設定し、上述した切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理を行う。全ての予測タップに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２２２に進む。
【０１７７】
ステップＳＴ２２２では、各予測タップに対して算出されたフィッティング率ＦＴの平均を算出する。そして、ステップＳＴ２２３で、全ての関数に対して、各予測タップに対応した切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理および各予測タップのフィッティング率ＦＴの平均の算出処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２１７に戻って、次の関数を設定し、上述した各予測タップに対応した切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理および各予測タップのフィッティング率ＦＴの平均の算出処理を行う。全ての関数に対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２２４に進む。
【０１７８】
ステップＳＴ２２４では、全ての関数に対するフィッティング率ＦＴの平均を比較し、最もフィッティング率ＦＴの平均が高くなる関数を、設定されたクラスにおける切片ｆ1(h)の関数として決定する。そして、ステップＳＴ２２５で、その関数で上述したように各予測タップにおける切片ｆ1(h)の曲線近似を行った際に算出された係数を、設定されたクラスの各予測タップの係数種データとして決定する。
【０１７９】
次に、ステップＳＴ２２６で、全てのクラスに対して、関数の決定および各予測タップの係数種データの決定の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２０２に戻って、次のクラスを設定し、上述した関数の決定および各予測タップの係数種データの決定の処理を行う。全てのクラスに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２２７で、関数・係数種データの決定処理を終了する。
【０１８０】
図１１に戻って、ステップＳＴ５２では、実際には、各出力画素に対応した係数データＷｉをそれぞれ使用することによって、出力画素毎に関数および係数種データが決定される。すなわち、出力画素毎に、上述した図１２のフローチャート、あるいは図１３のフローチャートの処理が行われる。
【０１８１】
次に、ステップＳＴ５３で、ステップＳＴ５２で上述しように決定された関数の情報および係数種データをメモリに保存し、その後にステップＳＴ５４で、処理を終了する。
このように、図１１に示すフローチャートに沿って処理をすることで、図７に示す情報取得装置１５０と同様の手法によって、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に記憶される関数情報および係数種データを取得することができる。
【０１８２】
なお、上述実施の形態においては、情報メモリバンク１３５には、出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4、ＨＤ1′〜ＨＤ4′）毎に、各クラスの係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データが記憶されている。ＳＤ信号（５２５ｉ信号）の画素に対する出力画素の位相を変更することで、１０５０ｉ信号以外のＨＤ信号も同様にして得ることができる。
【０１８３】
また、上述実施の形態においては、係数データを生成する生成式（（６）式参照）は、水平、垂直の解像度を決めるパラメータｈ，ｖを含むものであって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することによって、ＨＤ信号による画像の水平、垂直の解像度を任意に調整できるものであるが、生成式に、画像の画質を決めるその他のパラメータ、例えばノイズ抑圧度を決めるパラメータ等を含むものであっても、同様にして、クラス毎、あるいはタップ毎に、生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データを蓄えておき、それらの情報で構成された最適な生成式によって係数データを生成するように構成できる。
【０１８４】
さらに、生成式に、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）の画素位置を基準とする出力画素の位相を示すパラメータを含むものであっても、同様にして、クラス毎、あるいはタップ毎に、生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データを蓄えておき、それらの情報で構成された最適な生成式によって係数データを生成するように構成できる。このように、生成式に出力画素の位相を示すパラメータを含む場合には、出力画素の位相情報を与えることで、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）から種々のフォーマットの出力ビデオ信号、あるいは種々の倍率の画素数を持つ出力ビデオ信号を得ることができる。
【０１８５】
また、上述実施の形態においては、クラス分けをするものを示したが、この発明はクラス分けをしないものにも同様に適用できることは勿論である。
また、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、これに限定されるものではなく、例えば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。
また、上述実地の形態においては、情報信号が画像信号である場合を示したが、この発明はこれに限定されない。例えば、情報信号が音声信号である場合にも、この発明を同様に適用することができる。
【０１８６】
【発明の効果】
この発明によれば、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の複数の係数データを、関数情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて構成された所定のパラメータを含む生成式を使用して生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、所定のパラメータの値に対応した第２の情報信号を良好に得ることができる。
【０１８７】
また、この発明によれば、生成式を構成するための関数の情報を予測タップ毎あるいはクラス毎に備えることで、予測タップ毎あるいはクラス毎に最適な生成式によって推定式の係数データを生成でき、第１の情報信号から第２の情報信号への変換を良好に行うことができる。
【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】パラメータｈの値を固定し、パラメータｖの値を変化させていったときの、あるクラスある予測タップにおける係数値の変化の様子を示す図である。
【図３】パラメータｈの値を変化させていったときの、直線の傾き、あるいは切片の値の変化の様子を示す図である。
【図４】ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）の単位画素ブロック内の４画素の中心予測タップからの位相ずれ（奇数フィールド）を示す図である。
【図５】ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）の単位画素ブロック内の４画素の中心予測タップからの位相ずれ（偶数フィールド）を示す図である。
【図６】関数および係数種データの取得方法の概念を示す図である。
【図７】情報取得装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】関数・係数種データ決定部の構成を示すブロック図である。
【図９】ソフトウェアで実現するための画像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】画像信号処理を示すフローチャートである。
【図１１】情報取得処理を示すフローチャートである。
【図１２】関数・係数種データの決定処理（関数はクラスおよび予測タップの組み合わせ毎）を示すフローチャートである。
【図１３】関数・係数種データの決定処理（関数はクラス毎）を示すフローチャートである。
【図１４】５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を示す図である。
【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、１１０・・・画像信号処理部、１１１・・・ディスプレイ部、１１２・・・ＯＳＤ回路、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・・・正規化演算回路、１２９・・・後処理回路、１３４・・・係数メモリ、１３５・・・情報メモリバンク、１３６・・・係数生成回路、１３７・・・正規化係数演算部、１３８・・・正規化係数メモリ、１５０・・・情報取得装置，１５１・・・入力端子、１５２・・・ＳＤ信号生成回路、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、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・・・係数種データ決定部、１６２・・・係数メモリ、１６３・・・関数・係数種データ決定部、１６４・・・情報メモリ、２００・・・リモコン送信機、３００・・・画像信号処理装置
【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係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の処理装置および処理方法、それに使用する情報の取得装置および取得方法、並びに記録媒体に関する。詳しくは、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の複数の係数データを、関数情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて構成された所定のパラメータを含む生成式を使用して生成することによって、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、第１の情報信号から所定のパラメータの値に対応した第２の情報信号を良好に得ることができるようにした係数データ生成装置等に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば５２５ｉ信号というＳＤ(Standard Definition）信号を、１０５０ｉ信号というＨＤ(High Definition)信号に変換するフォーマット変換が提案されている。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、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する。
【０００３】
図１４は、５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を示している。ここで、大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さなドットが１０５０ｉ信号の画素である。また、奇数フィールドの画素位置を実線で示し、偶数フィールドの画素位置を破線で示している。５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要がある。
【０００４】
従来、上述したようなフォーマット変換を行うために、５２５ｉ信号の画素データより１０５０ｉ信号の画素データを得る際に、５２５ｉ信号の画素に対する１０５０ｉ信号の各画素の位相に対応した推定式の係数データをメモリに格納しておき、この係数データを用いて推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求めることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求めるものにおいては、この１０５０ｉ信号による画像の解像度は固定されており、従来のコントラストやシャープネス等の調整のように、画像内容等に応じて所望の解像度とすることができなかった。ユーザが所望の解像度に任意に調整するために、複数の解像度に対応する係数データを用意しておくことが考えられるが、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招き、装置のコストアップにつながる。
【０００６】
この発明は、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、所定のパラメータの値に対応した第２の情報信号を良好に得ることができる係数データ生成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】
この発明に係る係数データ生成装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、第２の情報信号に係る注目点の情報データを、第１の情報信号から抽出される複数の予測タップの情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データである係数種データを格納する格納手段と、所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、格納手段に格納された関数情報および係数種データに基づいて構成された生成式を使用し、パラメータ設定手段で設定された所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを生成する係数データ生成手段とを備えるものである。
【０００８】
また、この発明に係る係数データ生成方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを、第１の情報信号から抽出される複数の予測タップの情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて、生成式を構成する第１のステップと、所定のパラメータの値を設定する第２のステップと、第１のステップで生成された生成式を使用し、第２のステップで設定された所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを生成する第３のステップとを備えるものである。
また、この発明に係る記録媒体は、上述の係数データ生成方法の各ステップを実行するためのコンピュータプログラムを記録するものである。
【０００９】
この発明においては、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データである係数種データが格納手段に格納されている。例えば、格納手段には、複数の予測タップのそれぞれに対応した関数情報および係数種データが格納されている。また例えば、格納手段には、第１の情報信号から抽出される複数のクラスタップの情報データに基づいて検出され得る第２の情報信号に係る注目点のクラス毎に、関数情報および複数の予測タップのそれぞれに対応した係数種データが格納されている。
【００１０】
格納手段に格納されている関数情報および係数種データに基づいて生成式が構成される。そして、この生成式が用いられ、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データが生成される。例えば、所定のパラメータは、第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである。また例えば、所定のパラメータは、第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである。
【００１１】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の複数の係数データは、関数情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて構成された所定のパラメータを含む生成式を使用して生成されるため、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して出力の質を任意に調整でき、またパラメータの値を調整して任意の出力位相の情報データを得ることが可能となる。
【００１２】
また、生成式を構成するための関数の情報を予測タップ毎あるいはクラス毎に備えているため、予測タップ毎あるいはクラス毎に最適な生成式によって推定式の係数データを生成でき、第１の情報信号から第２の情報信号への変換を良好に行うことができる。
【００１３】
この発明に係る情報信号処理装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データを格納する格納手段と、所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、格納手段に格納された関数情報および係数種データに基づいて構成された生成式を使用し、パラメータ設定手段で設定された所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを発生する係数データ発生手段と、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの第１の情報データを選択する第１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１のデータ選択手段で選択された複数の第１の情報データとから上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る演算手段とを備えるものである。
【００１４】
また、この発明に係る情報信号処理方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理方法であって、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて生成式を構成する第１のステップと、所定のパラメータの値を設定する第２のステップと、第１のステップで生成された生成式を使用し、第２のステップで設定された所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを生成する第３のステップと、第１の情報信号から、第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの情報データを選択する第４のステップと、第３のステップで発生された推定式の係数データと第４のステップで選択された上記複数の情報データとから、推定式を用いて注目点の情報データを算出して得る第５のステップとを備えるものである。
また、この発明に係る記録媒体は、上述の情報信号処理方法の各ステップを実行するためのコンピュータプログラムを記録するものである。
【００１５】
この発明においては、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データである係数種データが格納手段に格納されている。例えば、格納手段には、複数の予測タップのそれぞれに対応した関数情報および係数種データが格納されている。また例えば、格納手段には、第１の情報信号から抽出される複数のクラスタップの情報データに基づいて検出され得る第２の情報信号に係る注目点のクラス毎に、関数情報および複数の予測タップのそれぞれに対応した係数種データが格納されている。
【００１６】
格納手段に格納されている関数情報および係数種データに基づいて生成式が構成される。そして、この生成式が用いられ、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データが生成される。例えば、所定のパラメータは、第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである。また例えば、所定のパラメータは、第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである。
【００１７】
また、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの第１の情報データが選択される。そして、この複数の第１の情報データと推定式の係数データとから、推定式を用いて、第２の情報信号に係る注目点の情報データが算出される。
【００１８】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の複数の係数データは、関数の情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて構成された所定のパラメータを含む生成式を使用して生成されるため、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して出力の質を任意に調整でき、またパラメータの値を調整して任意の出力位相の情報データを得ることが可能となる。
【００１９】
また、生成式を構成するための関数の情報を予測タップ毎あるいはクラス毎に備えているため、予測タップ毎あるいはクラス毎に最適な生成式によって推定式の係数データを生成でき、第１の情報信号から第２の情報信号への変換を良好に行うことができる。
【００２０】
この発明に係る情報取得装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを得るために用いられる、所定のパラメータを含む生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データを取得する情報取得装置であって、第１の情報信号に対応する生徒信号から第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの情報データを選択するデータ選択手段と、このデータ選択手段で選択された複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した推定式の複数の予測タップの係数データを求める演算手段と、この演算手段で求められた係数データを使用して、生成式を構成するための関数情報および係数種データを決定する情報決定手段とを備えるものである。
【００２１】
また、この発明に係る情報取得方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを得るために用いられる、所定のパラメータを含む生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データを取得する情報取得方法であって、第１の情報信号に対応する生徒信号から第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの情報データを選択する第１のステップと、この第１のステップで選択された複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した上記推定式の複数の予測タップの係数データを求める第２のステップと、この第２のステップで求められた係数データを使用して、生成式を構成するための関数情報および係数種データを決定する第３のステップとを備えるものである。
【００２２】
この発明においては、生徒信号から教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データが選択される。この複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した推定式の複数の予測タップの係数データが演算される。そして、この係数データを使用して、所定のパラメータを含む生成式を構成するための関数情報および係数種データが決定される。
【００２３】
このように決定される関数情報および係数種データに基づいて所定のパラメータを含む生成式を構成でき、この生成式によって、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを得ることが可能となる。
【００２４】
【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。このテレビ受信機１００は、放送信号より５２５ｉ信号というＳＤ信号を得、この５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号というＨＤ信号に変換し、その１０５０ｉ信号による画像を表示するものである。
【００２５】
テレビ受信機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。
【００２６】
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上述したＳＤ信号（５２５ｉ信号）を得るチューナ１０６と、このチューナ１０６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。
【００２７】
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（１０５０ｉ信号）に変換する画像信号処理部１１０と、この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像を表示するディスプレイ部１１１と、このディスプレイ部１１１の画面上に文字図形などの表示を行うための表示信号ＳＣＨを発生させるためのＯＳＤ(On Screen Display)回路１１２と、その表示信号ＳＣＨを上述した画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号に合成してディスプレイ部１１１に供給するための合成器１１３とを有している。ディスプレイ部１１１は、例えばＣＲＴ（cathode-ray tube)ディスプレイ、あるいはＬＣＤ（liquid crystal display）等のフラットパネルディスプレイで構成されている。
【００２８】
図１に示すテレビ受信機１００の動作を説明する。
チューナ１０６より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）は、バッファメモリ１０９に供給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に一時的に記憶されたＳＤ信号は画像信号処理部１１０に供給され、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換される。すなわち、画像信号処理部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。この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号はディスプレイ部１１１に供給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはそのＨＤ信号による画像が表示される。
【００２９】
ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、上述したようにディスプレイ部１１１の画面上に表示される画像の水平および垂直の解像度を変更できる。画像信号処理部１１０では、後述するように、ＨＤ画素データが推定式によって算出されるが、この推定式の係数データとして、ユーザのリモコン送信機２００の操作によって調整された水平、垂直の解像度を決めるパラメータｈ，ｖの値に対応したものが、これらパラメータｈ，ｖを含む生成式によって生成されて使用される。
【００３０】
これにより、画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像の水平、垂直の解像度は、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応したものとなる。なお、パラメータｈ，ｖの調整状態では、ディスプレイ部１１１の画面上に、パラメータｈ，ｖの値の表示が行われる。ユーザは、この表示を参照して、パラメータｈ，ｖの値を調整できる。
【００３１】
次に、画像信号処理部１１０の詳細を説明する。
画像信号処理部１１０は、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ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。
【００３２】
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。
【００３３】
また、画像信号処理部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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）．２P／ＤＲ］ ・・・（１）
【００３６】
また、画像信号処理部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。
【００３７】
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。
【００３８】
【数１】
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。
【００４０】
また、画像信号処理部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（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。
【００４１】
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。
【００４２】
【数２】
また、画像信号処理部１１０は、係数メモリ１３４を有している。この係数メモリ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複数の係数データを、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（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（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に対応した推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）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。
【００４４】
また、画像信号処理部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、推定式の係数データＷｉを生成する生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データが予め蓄えられている。この場合、情報メモリバンク１３５には、例えばクラスおよび予測タップの組み合わせ毎に、あるいはクラス毎に、関数情報が予め蓄えられている。
【００４５】
情報メモリバンク１３５に蓄えられる関数情報および係数種データについて詳細に説明する。
後述する推定予測演算回路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より読み出される複数の係数データＷｉとから、（４）式の推定式によって、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数が１０個であるとき、（４）式におけるｎは１０となる。
【００４６】
【数３】
本出願人による先の出願（特願平２０００−３４８７３０号）においては、各クラスにおける各予測タップの係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、例えば（５）式に示すように、パラメータｈ，ｖを含む生成式によって生成することを提案した。この生成式の係数データｗ10〜ｗn9は、予め学習によって求められ、情報メモリバンクに格納されている。
【００４８】
【数４】
この（５）式で示すような生成式は、パラメータｈ，ｖを含んでおり、パラメータｈ，ｖの値を変化させることで、そのパラメータｈ，ｖの値に対応した係数データＷｉを得ることができ、画質調整が可能となる。しかし、上記の先の出願では、各クラス、各予測タップの生成式は全て同じ関数を用いて構成されるものであり、クラス毎、あるいは予測タップ毎に、最適な関数で構成された生成式によって係数データを得るものではなかった。
【００５０】
図２は、パラメータｈの値を固定し、パラメータｖの値を変化させていったときの、あるクラスある予測タップにおける係数値の変化の様子を示している。この場合、係数値が直線的に変化することから、あるクラスあるタップにおける係数値Ｗ(h,v)は、（６）式で表すことができる。
Ｗ(h,v)＝ｆ0(h)ｖ＋ｆ1(h) ・・・（６）
【００５１】
このとき、図２において、直線の傾きと切片は、パラメータｖの値によらず、パラメータｈの値毎に固有のものとなる。図３は、パラメータｈの値を変化させていったときの、直線の傾き、あるいは切片の値の変化の様子を表している。なお、図３に、何種類かの曲線が引かれているのは、傾きや切片の変化として、この図のようなパターンが現れることを示しており、図２のｈ＝０，１，２・・・に対応した書き方になっているわけではない。
【００５２】
上述したように、情報メモリバンク１３５に蓄えられるクラスおよび予測タップの組み合わせ毎の関数情報は、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に決定された、（６）式における関数ｆ0(h)，ｆ1(h)の情報である。そしてこの場合、情報メモリバンク１３５には、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に決定された関数ｆ0(h)，ｆ1(h)の係数データが係数種データとして蓄えられる。
【００５３】
また、上述したように、情報メモリバンク１３５に蓄えられるクラス毎の関数情報は、クラス毎に決定された、（６）式における関数ｆ0(h)，ｆ1(h)の情報である。そしてこの場合、情報メモリバンク１３５には、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に決定された関数ｆ0(h)，ｆ1(h)の係数データが係数種データとして蓄えられる。
【００５４】
ここで、関数ｆ0(h)，ｆ1(h)としては、例えば（７）式〜（１２）式で示される関数ｆ(h)が使用される。ａ〜ｄは係数である。この場合、図３に示すような、傾きや切片の変化を精度よく近似できるものであれば使用関数はどのような関数であってもよい。例えば、（７）式〜（１２）式で示される関数ｆ(h)より次数を増減させてもよく、また複数の関数を組み合わせたものであってもよい。また、パラメータｈの変化に伴う傾きと切片の変化はよく似たものとなるが、微妙な変化の違いから最も精度よく近似できる曲線が異なることがあるので、関数ｆ0(h)と関数ｆ1(h)とが同じである必要もない。
【００５５】
【数５】
情報メモリバンク１３５には、上述したように推定式の係数データＷｉを生成する生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データが予め蓄えられるが、関数や係数種データの決定方法については、後述する。
【００５７】
なお、上述したように、５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要がある。この場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素は、それぞれ中心予測タップに対して異なる位相ずれを持っている。
【００５８】
図４は、奇数フィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素ＨＤ1〜ＨＤ4における中心予測タップＳＤ0からの位相ずれを示している。ここで、ＨＤ1〜ＨＤ4の位置は、それぞれ、ＳＤ0の位置から水平方向にｋ1〜ｋ4、垂直方向にｍ1〜ｍ4だけずれている。
【００５９】
図５は、偶数フィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素ＨＤ1′〜ＨＤ4′における中心予測タップＳＤ0′からの位相ずれを示している。ここで、ＨＤ1′〜ＨＤ4′の位置は、それぞれ、ＳＤ0′の位置から水平方向にｋ1′〜ｋ4′、垂直方向にｍ1′〜ｍ4′だけずれている。上述した情報メモリバンク１３５には、上述した関数情報および係数種データが、出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）毎に記憶されている。
【００６０】
また、画像信号処理部１１０は、情報メモリバンク１３５に記憶されている関数情報および係数種データに基づいて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、各予測タップの係数データを求めるための生成式（（６）式参照）を構成し、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応した、各予測タップに対応した推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する係数生成回路１３６を有している。
【００６１】
係数生成回路１３６における係数データＷｉの生成は、例えば各垂直ブランキング期間で行われる。これにより、ユーザのリモコン送信機２００の操作によってパラメータｈ，ｖの値が変更されても、係数メモリ１３４に格納される各クラスの係数データＷｉを、そのパラメータｈ，ｖの値に対応したものに即座に変更でき、ユーザによる解像度の調整がスムーズに行われる。
【００６２】
また、画像信号処理部１１０は、係数生成回路１３６で生成される各クラスの係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓを、（１３）式によって、演算する正規化係数演算部１３７と、ここで生成された正規化係数Ｓを、クラス毎に格納する正規化係数メモリ１３８とを有している。正規化係数メモリ１３８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、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓが読み出され、後述する正規化演算回路１２８に供給されることとなる。
【００６３】
【数６】
また、画像信号処理部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、（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータを演算する推定予測演算回路１２７を有している。
【００６５】
上述したように、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する際には、ＳＤ信号の１画素に対してＨＤ信号の４画素（図４のＨＤ1〜ＨＤ4、図５のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）を得る必要があることから、この推定予測演算回路１２７では、ＨＤ信号を構成する２×２の単位画素ブロック毎に、画素データが生成される。すなわち、この推定予測演算回路１２７には、第１のタップ選択回路１２１より単位画素ブロック内の４画素（注目画素）に対応した予測タップのデータｘｉと、係数メモリ１３４よりその単位画素ブロックを構成する４画素に対応した係数データＷｉとが供給され、単位画素ブロックを構成する４画素のデータｙ1〜ｙ4は、それぞれ個別に上述した（４）式の推定式で演算される。
【００６６】
また、画像信号処理部１１０は、推定予測演算回路１２７より順次出力される４画素のデータｙ1〜ｙ4を、正規化係数メモリ１３８より読み出される、それぞれの演算に使用された係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓで除算して正規化する正規化演算回路１２８を有している。上述せずも、係数生成回路１３６で係数種データより生成式によって推定式の係数データＷｉを求めるものであるが、生成される係数データは丸め誤差を含み、係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）の総和が１．０になることは保証されない。そのため、推定予測演算回路１２７で演算される各画素のデータｙ1〜ｙ4は、丸め誤差によってレベル変動したものとなる。上述したように、正規化演算回路１２８で正規化することで、その変動を除去できる。
【００６７】
また、画像信号処理部１１０は、正規化演算回路１２８で正規化されて順次供給される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′を線順次化して１０５０ｉ信号のフォーマットで出力する後処理回路１２９を有している。
【００６８】
次に、画像信号処理部１１０の動作を説明する。
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２のタップ選択回路１２２で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（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）。
【００６９】
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、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（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。
【００７０】
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（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロック内の４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および正規化係数メモリ１３８に読み出しアドレス情報として供給される。
【００７１】
係数メモリ１３４には、例えば各垂直ブランキング期間に、係数生成回路１３６で、ユーザによって調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応して、クラスおよび出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）の組み合わせ毎に、各予測タップに対応した推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が係数生成回路１３６で生成されて格納される。また、正規化係数メモリ１３８には、上述したように係数生成回路１３６で生成された推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓが正規化係数演算部１３７で生成されて格納される。
【００７２】
係数メモリ１３４に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４出力画素（奇数フィールドではＨＤ1〜ＨＤ4、偶数フィールドではＨＤ1′〜ＨＤ4′）分の推定式の係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。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、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（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。
【００７３】
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４出力画素分の係数データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）のデータｙ1〜ｙ4が同時的に演算される（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回路１２７より順次出力されるＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1〜ｙ4は正規化演算回路１２８に供給される。
【００７４】
正規化係数メモリ１３８には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、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓ、つまり推定予測演算回路１２７より出力されるＨＤ画素データｙ1〜ｙ4の演算に使用された係数データＷｉに対応した正規化係数Ｓが読み出されて正規化演算回路１２８に供給される。この正規化演算回路１２８では、推定予測演算回路１２７より出力されるＨＤ画素データｙ1〜ｙ4がそれぞれ対応する正規化係数Ｓで除算されて正規化される。これにより、生成式（（６）式参照）で推定式（（４）式参照）の各予測タップの係数データＷｉを求める際の丸め誤差によるデータｙ1〜ｙ4のレベル変動が除去される。
【００７５】
このように正規化演算回路１２８で正規化されて順次出力される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′は後処理回路１２９に供給される。この後処理回路１２９では、正規化演算回路１２８より順次供給される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′が線順次化され、１０５０ｉ信号のフォーマットで出力される。つまり、この後処理回路１２９からは、ＨＤ信号としての１０５０ｉ信号が出力される。
【００７６】
上述したように、図１に示すテレビ受信機１００では、係数生成回路１３６で、情報メモリバンク１３５よりロードされる、関数情報および係数種データに基づいて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、各予測タップの係数データを求めるための生成式が構成され、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応した、各予測タップの係数データＷｉが生成され、これが係数メモリ１３４に格納される。そして、この係数メモリ１３４より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７でＨＤ画素データｙが演算される。
【００７７】
したがって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平および垂直の解像度を、任意に調整することができる。なおこの場合、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応した各クラスの係数データＷｉをその都度係数生成回路１３６で生成して使用するものであり、大量の係数データを格納しておくメモリを必要としない。
【００７８】
また、図１に示すテレビ受信機１００では、情報メモリバンク１３５には、予測タップ毎、あるいはクラス毎に、係数値の変化の仕方から選択された関数の情報が蓄えられており、係数生成回路１３６ではその関数情報によって構成された最適な生成式によって、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応した各クラスの係数データＷｉが生成されるものであり、パラメータｈ，ｖの値に対応したＨＤ信号を良好に得ることができる。したがって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平および垂直の解像度をなめらかに調整できる。
【００７９】
なお、図１に示すテレビ受信機１００においては、係数生成回路１３６で各クラスの係数データＷｉを生成して係数メモリ１３４に格納し、クラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉをこの係数メモリ１３４より読み出して使用するものであったが、係数生成回路１３６でクラス合成回路１２６からのクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉをその都度生成し、これを推定予測演算回路１２７で使用するようにしてもよい。その場合には、係数メモリ１３４は不要となる。またこの場合、正規化係数メモリ１３８も不要となる。
【００８０】
次に、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に蓄積される関数情報および係数種データについて説明する。
図６は、この関数および係数種データの取得方法の概念を示している。
ＨＤ信号から複数のＳＤ信号を生成する。例えば、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域を可変するパラメータｈ，ｖをそれぞれ９段階に可変して、合計８１種類のＳＤ信号を生成する。このようにして生成した各ＳＤ信号とＨＤ信号との間で学習を行って、パラメータｈ，ｖの段階的な値毎に、（４）式の推定式の係数データＷｉを生成する。そして、生成された係数データＷｉを使用して、関数情報および係数種データの取得が行われる。
【００８１】
まず、推定式の係数データＷｉの求め方を説明する。
ここでは、（４）式の推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を最小二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、（１４）式の観測方程式を考える。この（１４）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。
【００８２】
【数７】
（１４）式の観測方程式により収集されたデータに最小二乗法を適用する。この（１４）式の観測方程式をもとに、（１５）式の残差方程式を考える。
【００８４】
【数８】
（１５）式の残差方程式から、各Ｗiの最確値は、（１６）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、（１７）式の条件を考慮すればよいわけである。
【００８６】
【数９】
つまり、（１７）式のｉに基づくｎ個の条件を考え、これを満たす、Ｗ1，Ｗ2，・・・，Ｗnを算出すればよい。そこで、（１５）式の残差方程式から、（１８）式が得られる。さらに、（１８）式と（１４）式とから、（１９）式が得られる。
【００８８】
【数１０】
そして、（１５）式と（１９）式とから、（２０）式の正規方程式が得られる。
【００９０】
【数１１】
（２０）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（Gauss-Jordanの消去法）等を用いて連立方程式を解くことになる。なお、（２０）式の正規方程式は、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して個別に生成され、それぞれに対応した係数データＷｉが求められる。
【００９２】
次に、関数情報および係数種データの決定方法を説明する。
情報メモリバンク１３５にクラスおよび予測タップの組み合わせ毎の関数情報が蓄えられる場合の、その関数情報とその関数の係数データである係数種データの決定方法を説明する。
【００９３】
この場合、まず、あるクラスおよびある予測タップに関して、パラメータｈの値を固定した際に得られる直線（図２参照）を、パラメータｈの各値にそれぞれ対応して、決定する。この場合、最小二乗近似を行って、上述の（６）式の傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)を決定する。
【００９４】
次に、パラメータｈの各値に対応する直線の傾きｆ0(h)を表す曲線（図３参照）を近似する。曲線の近似パターンとして、例えば上述の（７）式〜（１２）式が用意される。例えば、最初（７）式であると仮定し、傾きｆ0(h)の曲線を（７）式を用いて非線形最小二乗近似し、（７）式中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。
【００９５】
そして、ここで得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを算出する。このフィッティング率ＦＴは、例えば（２１）式で求められる。この（２１）式において、ｙiは近似前の本来の値で、ｘiは近似曲線（算出した関数）から得られた値である。ｎはサンプル数である。
【００９６】
【数１２】
次に、（８）式でも同様のことを行って、（１２）式まで繰り返す。そして、最後に、この中から最もフィッティング率のよいものを、傾きｆ0(h)の関数として決定する。
同様にして、直線の切片ｆ1(h)を表す曲線の近似を（７）式〜（１２）式を用いて順次行い、この中から最もフィッティング率のよいものを、切片ｆ1(h)の関数として決定する。
【００９８】
このように決定された傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数を、（６）式のｆ0(h)，ｆ1(h)に代入することで、上述のあるクラスおよびある予測タップの係数データを生成する最適な生成式が得られる。例えば、傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の双方の関数として（７）式が選択された場合には、あるクラスおよびある予測タップの係数データを生成する最適な生成式として、（２２）式が得られることとなる。
Ｗ(h,v)＝ｋ0ｈ2ｖ＋ｋ1ｈｖ＋ｋ2ｖ＋ｋ3ｈ2＋ｋ4ｈ＋ｋ5・・・（２２）
【００９９】
この場合、上述のあるクラスおよびある予測タップの係数データを生成するための傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数の係数データである係数種データを、上述したように決定される傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数で当該あるクラスおよびある予測タップにおける傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の曲線近似を行った際に算出された係数に決定する。
【０１００】
以上のことが、全てのクラスおよび予測タップの組み合わせで行われる。そして、情報メモリバンク１３５には、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、その関数の係数データである係数種データが記憶されることとなる。
【０１０１】
次に、情報メモリバンク１３５にクラス毎の関数情報が蓄えられる場合の、その関数情報とその関数の予測タップ毎の係数データである係数種データの決定方法を説明する。
この場合、まず、あるクラスの全ての予測タップに関して、パラメータｈの値を固定した際に得られる直線（図２参照）を、パラメータｈの各値にそれぞれ対応して、決定する。この場合、最小二乗近似を行って、上述の（６）式の傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)を決定する。
【０１０２】
次に、上述のあるクラスの全ての予測タップに関して、パラメータｈの各値に対応する直線の傾きｆ0(h)を表す曲線を近似する。曲線の近似パターンとして、例えば上述の（７）式〜（１２）式が用意される。
例えば、最初（７）式であると仮定し、傾きｆ0(h)の曲線を（７）式を用いて非線形最小二乗近似を行って、（７）式中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。そして、ここで得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを、上述の（２１）式で算出する。そして、全ての予測タップに関して算出されたフィッティング率ＦＴの平均を算出する。
【０１０３】
以下、（８）式でも同様のことを行って、（１２）式まで繰り返す。そして、最後に、この中から最もフィッティング率ＦＴの平均が高くなる関数を、上述のあるクラスにおける傾きｆ0(h)の関数として決定する。
【０１０４】
同様にして、上述のあるクラスの全ての予測タップに関して、直線の切片ｆ1(h)を表す曲線の近似を（７）式〜（１２）式を用いて順次行い、この中から最もフィッティング率ＦＴの平均がもっとも高い場合の関数を、上述のあるクラスにおける切片ｆ1(h)の関数として決定する。
【０１０５】
このように決定された傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数を、（６）式のｆ0(h)，ｆ1(h)に代入することで、上述のあるクラスの係数データを生成する最適な生成式が得られる。この場合、各予測タップの係数データを生成するための傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数の係数データである係数種データを、上述したように決定される傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数で各予測タップにおける傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の曲線近似を行った際に算出された係数に決定する。
【０１０６】
以上のことが、全てのクラスで行われる。そして、情報メモリバンク１３５には、クラス毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、各予測タップの係数データを生成するためのその関数の係数データである係数種データが記憶されることとなる。
【０１０７】
図７は、図６に示す概念に基づいて、関数情報および係数種データを取得する情報取得装置１５０の構成を示している。
この情報取得装置１５０は、教師信号としてのＨＤ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処理を行って、生徒信号としてのＳＤ信号を得るＳＤ信号生成回路１５２とを有している。
【０１０８】
ＳＤ信号生成回路１５２には、パラメータｈ，ｖが制御信号として供給される。このパラメータｈ，ｖに対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域とが可変される。
【０１０９】
このフィルタは、例えば水平帯域を制限する１次元ガウシアンフィルタと垂直帯域を生成する１次元ガウシアンフィルタとから構成される。この１次元ガウシアンフィルタは、（２３）式で示される。この場合、ｈまたはｖの段階的な値に対応して標準偏差σの値を段階的に変えることにより、ｈまたはｖの段階的な値に対応した周波数特性を持つ１次元ガウシアンフィルタを得ることができる。
【０１１０】
【数１３】
また、情報取得装置１５０は、ＳＤ信号生成回路１５２より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ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。これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５は、上述した画像信号処理部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。
【０１１２】
また、情報取得装置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、上述した画像信号処理部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。
【０１１３】
また、情報取得装置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、上述した画像信号処理部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。
【０１１４】
また、情報取得装置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（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、上述した画像信号処理部１１０のクラス合成回路１２６と同様に構成される。
【０１１５】
また、情報取得装置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、クラス毎に、係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を得るための正規方程式（（２０）式参照）を生成する正規方程式生成部１６０を有している。
【０１１６】
この場合、１個のＨＤ画素データｙとｎ個の予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉとの組み合わせで学習データが生成されるが、正規方程式生成部１６０では、出力画素（図４のＨＤ1〜ＨＤ4、図５のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）毎に、個別に正規方程式が生成される。例えば、ＨＤ1に対応した正規方程式は、中心予測タップに対するずれ値がＨＤ1と同じ関係にあるＨＤ画素のデータｙから構成される学習データから生成される。
【０１１７】
さらに、ＳＤ信号生成回路１５２へのパラメータｈ，ｖが順次変更されていき、正規方程式生成部１６０では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、正規方程式が生成される。これにより、正規方程式生成部１６０では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、係数データＷｉを得るための正規方程式が生成される。
【０１１８】
また、情報取得装置１５０は、正規方程式生成部１６０で生成された各正規方程式のデータが供給され、各正規方程式を解いて、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、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。
【０１１９】
また、情報取得装置１５０は、係数メモリ１６２に記憶されている係数データＷｉを用いて、関数および係数種データを決定する関数・係数種データ決定部１６３と、この決定された関数情報および係数種データを記憶する情報メモリ１６４とを有している。
【０１２０】
この関数・係数種データ決定部１６３は、図８に示すように、パラメータｈの値を固定した際に得られる直線を決定する直線決定部１６３ａと、直線の傾きｆ0(h)および切片ｆ0(h)を表す曲線を近似する曲線近似部１６３ｂと、直線決定部１６３ａや曲線近似部１６３ｂの結果を一時的に格納しておくメモリ部１６３ｃと、メモリ部１６３ｃに格納された曲線近似部１６３ｂの近似結果に基づいて、関数および係数種データを決定する情報決定部１６３ｄとを備えている。
【０１２１】
ここで、この関数・係数種データ決定部１６３では、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５にクラスおよび予測タップの組み合わせ毎の関数情報を蓄える場合にあっては、上述の関数情報および係数種データの決定方法の説明と同様にして、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、その関数の係数データである係数種データが決定される。
【０１２２】
また、この関数・係数種データ決定部１６３では、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５にクラス毎の関数情報が蓄えられる場合にあっては、上述の関数情報および係数種データの決定方法の説明と同様にして、クラス毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、各予測タップの係数データを生成するためのその関数の係数データである係数種データが決定される。
【０１２３】
なお、上述の関数情報および係数種データの決定方法の説明では説明を省略したが、この関数・係数種データ決定部１６３では、実際には、各出力画素に対応した係数データＷｉをそれぞれ使用することによって、出力画素毎に関数および係数種データが決定される。
【０１２４】
図７に示す情報取得装置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（１０５０ｉ信号）が供給され、そしてこのＨＤ信号に対してＳＤ信号生成回路１５２で水平および垂直の間引き処理が行われて生徒信号としてのＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成される。この場合、ＳＤ信号生成回路１５２には、パラメータｈ，ｖが制御信号として供給され、水平および垂直の帯域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次生成されていく。
【０１２５】
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（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）。
【０１２６】
また、ＳＤ信号生成回路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。
【０１２７】
このクラス情報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、これらクラス情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、ＨＤ信号（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）。
【０１２８】
また、ＳＤ信号生成回路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。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、正規方程式生成部１６０では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、クラスおよび出力画素（図４のＨＤ1〜ＨＤ4、図５のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）の組み合わせ毎に、係数データＷｉを得るための正規方程式が個別に生成される。
【０１２９】
そして、係数データ決定部１６１で各正規方程式が解かれ、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応した、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉが求められ、それらの係数データＷｉは係数メモリ１６２に記憶される。
【０１３０】
また、関数・係数種データ決定部１６３では、係数メモリ１６２に記憶されている、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応した、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉが用いられ、出力画素のそれぞれに対応して、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、その関数の係数データである係数種データが決定され、あるいは出力画素のそれぞれに対応して、クラス毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、各予測タップの係数データを生成するためのその関数の係数データである係数種データが決定される。そして、この決定された関数情報および係数種データが情報メモリ１６４に記憶される。
【０１３１】
このように、図７に示す情報取得装置１５０においては、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に記憶される、関数情報および係数種データを取得することができる。
図７に示す情報取得装置１５０では、教師信号（１０５０ｉ信号）から生徒信号（５２５ｉ信号）を生成して学習を行うものであった。しかし、教師信号と生徒信号を取得できる撮像装置を利用するなどして、独立して得られた教師信号、生徒信号を用いて学習を行ってもよい。
【０１３２】
なお、図１の画像信号処理部１１０における処理を、例えば図９に示すような画像信号処理装置３００によって、ソフトウェアで実現することも可能である。
まず、図１２に示す画像信号処理装置３００について説明する。この画像信号処理装置３００は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ３０１と、このＣＰＵ３０１の動作プログラム、さらに関数情報や係数種データ（関数情報や係数種データは、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に予め蓄えられているものと同じ）等が格納されたＲＯＭ（read only memory）３０２と、ＣＰＵ３０１の作業領域を構成するＲＡＭ（random access memory）３０３とを有している。これらＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２およびＲＡＭ３０３は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１３３】
また、画像信号処理装置３００は、外部記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０５と、フロッピー（Ｒ）ディスク３０６をドライブするフロッピー（Ｒ）ディスクドライブ（ＦＤＤ）３０７とを有している。これらドライブ３０５，３０７は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１３４】
また、画像信号処理装置３００は、インターネット等の通信網４００に有線または無線で接続する通信部３０８を有している。この通信部３０８は、インタフェース３０９を介してバス３０４に接続されている。
【０１３５】
また、画像信号処理装置３００は、ユーザインタフェース部を備えている。このユーザインタフェース部は、リモコン送信機２００からのリモコン信号ＲＭを受信するリモコン信号受信回路３１０と、ＬＣＤ（liquid crystal display）等からなるディスプレイ３１１とを有している。受信回路３１０はインタフェース３１２を介してバス３０４に接続され、同様にディスプレイ３１１はインタフェース３１３を介してバス３０４に接続されている。
【０１３６】
また、画像信号処理装置３００は、ＳＤ信号を入力するための入力端子３１４と、ＨＤ信号を出力するための出力端子３１５とを有している。入力端子３１４はインタフェース３１６を介してバス３０４に接続され、同様に出力端子３１５はインタフェース３１７を介してバス３０４に接続される。
【０１３７】
ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処理プログラム、関数情報、係数種データ等を予め格納しておく代わりに、例えばインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードし、ハードディスクやＲＡＭ３０３に蓄積して使用することもできる。また、これら処理プログラム、関数情報、係数種データ等をフロッピー（Ｒ）ディスク３０６で提供するようにしてもよい。
【０１３８】
また、処理すべきＳＤ信号を入力端子３１４より入力する代わりに、予めハードディスクに記録しておき、あるいはインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードしてもよい。また、処理後のＨＤ信号を出力端子３１５に出力する代わり、あるいはそれと並行してディスプレイ３１１に供給して画像表示をしたり、さらにはハードディスクに格納したり、通信部３０８を介してインターネットなどの通信網４００に送出するようにしてもよい。
【０１３９】
図１０のフローチャートを参照して、図９に示す画像信号処理装置３００における、ＳＤ信号よりＨＤ信号を得るため処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ１で、処理を開始し、ステップＳＴ２で、ＳＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。このＳＤ画素データが入力端子３１４より入力される場合には、このＳＤ画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、このＳＤ画素データがハードディスクに記録されている場合には、ハードディスクドライブ３０７でこのＳＤ画素データを読み出し、ＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ３で、入力ＳＤ画素データの全フレームまたは全フィールドの処理が終わっているか否かを判定する。処理が終わっているときは、ステップＳＴ４で、処理を終了する。一方、処理が終わっていないときは、ステップＳＴ５に進む。
【０１４０】
このステップＳＴ５では、ユーザがリモコン送信機２００を操作して入力した画質指定値、つまりパラメータｈ，ｖの値を例えばＲＡＭ３０３より読み込む。そして、ステップＳＴ６で、例えばＲＯＭ３０２から、関数情報および係数種データを読み込む。
【０１４１】
次に、ステップＳＴ７で、ステップＳＴ５で読み込んだパラメータｈ，ｖおよびステップＳＴ６で取得された関数情報および係数種データとから、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、各予測タップに対応した係数データＷｉを生成する。
【０１４２】
次に、ステップＳＴ８で、ステップＳＴ２で入力されたＳＤ画素データより、生成すべき各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ９で、入力されたＳＤ画素データの全領域においてＨＤ画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップＳＴ２に戻り、次のフレームまたはフィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップＳＴ１１に進む。
【０１４３】
このステップＳＴ１１では、ステップＳＴ１０で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ１１で、そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タップのＳＤ画素データを使用して、推定式により、ＨＤ画素データを生成し、その後にステップＳＴ８に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０１４４】
このように、図１０に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力されたＳＤ信号を構成するＳＤ画素データを処理して、ＨＤ信号を構成するＨＤ画素データを得ることができる。上述したように、このように処理して得られたＨＤ信号は出力端子３１５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれによる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたりする。
また、処理装置の図示は省略するが、図７の情報取得装置１５０における処理を、ソフトウェアで実現することも可能である。
【０１４５】
図１１のフローチャートを参照して、係数種データを生成するための処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ４１で、処理を開始し、ステップＳＴ４２で、学習に使われる、画質パターン（例えば、パラメータｈ，ｖで特定される）を選択する。そして、ステップＳＴ４３で、全ての画質パターンに対する係数データの算出処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ４４に進む。
【０１４６】
このステップＳＴ４４では、既知のＨＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。そして、ステップＳＴ４５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ４６で、ステップＳＴ４４で入力されたＨＤ画素データより、ステップＳＴ４２で選択された画質パターンに基づいて、ＳＤ画素データを生成する。
【０１４７】
そして、ステップＳＴ４７で、ステップＳＴ４６で生成されたＳＤ画素データより、ステップＳＴ４４で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ４８で、生成されたＳＤ画素データの全領域において学習処理を終了しているか否かを判定する。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ４４に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述したと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了していないときは、ステップＳＴ４９に進む。
【０１４８】
このステップＳＴ４９では、ステップＳＴ４７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ５０で、係数データを得るための正規方程式（（２０）式参照）を生成する。ここでは、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、係数データＷｉを得るための正規方程式が個別に生成される。その後に、ステップＳＴ４７に戻る。
【０１４９】
上述したステップＳＴ４５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したときは、ステップＳＴ５１で、ステップＳＴ５０で生成された各正規方程式を掃き出し法などで解いて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、係数データＷｉを算出する。その後に、ステップＳＴ４２に戻って、次の画質パターンを選択して、上述したと同様の処理を繰り返し、次の画質パターンに対応した、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉを求める。
【０１５０】
また、上述のステップＳＴ４３で、全ての画質パターンに対する係数データＷｉの算出処理が終了したときは、ステップＳＴ５２に進む。このステップＳＴ５２では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して求められた、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉを用いて、関数および係数種データを決定する。
【０１５１】
例えば、ステップＳＴ５２では、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、その関数の係数データである係数種データを決定する。
【０１５２】
図１２は、この場合における、関数・係数種データの決定処理を示している。
【０１５３】
まず、ステップＳＴ１０１で処理を開始し、ステップＳＴ１０２で、クラスを設定する。最初は１番目のクラスに設定する。そして、ステップＳＴ１０３で、予測タップのタップ番号を設定する。最初は１番目のタップ番号に設定する。そして、ステップＳＴ１０４で、パラメータｈの値を設定する。最初はｈの段階的な値のうち１番目の値に設定する。
【０１５４】
次に、ステップＳＴ１０５で、設定されたタップ番号の予測タップに対して、パラメータｈの値を設定値に固定した際に得られる直線を決定する。この場合、最小二乗近似を行って、上述の（６）式の傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)を決定する。
【０１５５】
次に、ステップＳＴ１０６で、全てのｈの値に対する処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ１０４に戻って、パラメータｈの値を次の値に設定し、上述した直線決定の処理を行う。全てのｈの値に対する直線決定の処理が終了したときは、ステップＳＴ１０７に進む。
【０１５６】
ステップＳＴ１０７では、パラメータｈの各値に対応する直線の傾きｆ0(h)を表す曲線を近似するための関数を設定する。最初は１番目の関数を設定する。例えば、曲線の近似パターンとして上述の（７）式〜（１２）式の関数が用意されている場合、最初は（７）式の関数を設定する。そして、ステップＳＴ１０８で、傾きｆ0(h)の曲線を、設定された関数を用いて非線形最小二乗近似し、関数中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。そして、ステップＳＴ１０９で、得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを、上述の（２１）式で算出する。
【０１５７】
次に、ステップＳＴ１１０で、全ての関数に対する傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ１０７に戻って、次の関数を設定し、上述した傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理を行う。全ての関数に対する処理が終了したときは、ステップＳＴ１１１に進む。
【０１５８】
ステップＳＴ１１１では、全ての関数に対するフィッティング率ＦＴを比較し、最もフィッティング率ＦＴのよいものを、傾きｆ0(h)の関数として決定する。そして、ステップＳＴ１１２で、その関数で上述したように設定されたタップ番号の予測タップにおける傾きｆ0(h)の曲線近似を行った際に算出された係数を、係数種データとして決定する。
【０１５９】
次に、ステップＳＴ１１３では、パラメータｈの各値に対応する直線の切片ｆ1(h)を表す曲線を近似するための関数を設定する。最初は１番目の関数を設定する。例えば、曲線の近似パターンとして上述の（７）式〜（１２）式の関数が用意されている場合、最初は（７）式の関数を設定する。そして、ステップＳＴ１１４で、切片ｆ1(h)の曲線を、設定された関数を用いて非線形最小二乗近似し、関数中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。そして、ステップＳＴ１１５で、得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを、上述の（２１）式で算出する。
【０１６０】
次に、ステップＳＴ１１６で、全ての関数に対する切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ１１３に戻って、次の関数を設定し、上述した切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理を行う。全ての関数に対する処理が終了したときは、ステップＳＴ１１７に進む。
【０１６１】
ステップＳＴ１１７では、全ての関数に対するフィッティング率ＦＴを比較し、最もフィッティング率ＦＴのよいものを、切片ｆ1(h)の関数として決定する。そして、ステップＳＴ１１８で、その関数で上述したように設定されたタップ番号の予測タップにおける切片ｆ1(h)の曲線近似を行った際に算出された係数を、係数種データとして決定する。
【０１６２】
次に、ステップＳＴ１１９で、全ての予測タップに対して、上述した傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数の決定および係数種データの決定処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ１０３に戻って、次のタップ番号を設定し、上述した切片ｆ1(h)の関数の決定および係数種データの決定処理を行う。全ての予測タップに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ１２０に進む。
【０１６３】
ステップＳＴ１２０では、全てのクラスに対して、上述した各予測タップの傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数の決定および係数種データの決定処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ１０２に戻って、次のクラスを設定し、上述した各予測タップの傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)の関数の決定および係数種データの決定処理を行う。全てのクラスに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ１２１で、関数・係数種データの決定処理を終了する。
【０１６４】
また図１１に戻って、例えば、ステップＳＴ５２では、クラス毎に、その係数データを生成する最適な生成式を構成する関数（傾きおよび切片の関数）の情報と、各予測タップの係数データを生成するためのその関数の係数データである係数種データを決定する。
図１３は、この場合における、関数・係数種データの決定処理を示している。
【０１６５】
まず、ステップＳＴ２０１で処理を開始し、ステップＳＴ２０２で、クラスを設定する。最初は１番目のクラスに設定する。そして、ステップＳＴ２０３で、予測タップのタップ番号を設定する。最初は１番目のタップ番号に設定する。そして、ステップＳＴ２０４で、パラメータｈの値を設定する。最初はｈの段階的な値のうち１番目の値に設定する。
【０１６６】
次に、ステップＳＴ２０５で、設定されたタップ番号の予測タップに対して、パラメータｈの値を設定値に固定した際に得られる直線を決定する。この場合、最小二乗近似を行って、上述の（６）式の傾きｆ0(h)および切片ｆ1(h)を決定する。
【０１６７】
次に、ステップＳＴ２０６で、全てのｈの値に対する処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２０４に戻って、パラメータｈの値を次の値に設定し、上述した直線決定の処理を行う。全てのｈの値に対する直線決定の処理が終了したときは、ステップＳＴ２０７に進む。
【０１６８】
ステップＳＴ２０７では、全ての予測タップに対して、各ｈの値に対する直線決定の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２０３に戻って、次のタップ番号を設定し、上述した各ｈの値に対する直線決定の処理を行う。全ての予測タップに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２０８に進む。
【０１６９】
ステップＳＴ２０８では、予測タップの全てに対して、パラメータｈの各値に対応する直線の傾きｆ0(h)を表す曲線を近似するための関数を設定する。最初は１番目の関数を設定する。例えば、曲線の近似パターンとして上述の（７）式〜（１２）式の関数が用意されている場合、最初は（７）式の関数を設定する。
【０１７０】
そして、ステップＳＴ２０９で、予測タップのタップ番号を設定する。最初は１番目のタップ番号に設定する。その後、ステップＳＴ２１０で、設定されたタップ番号の予測タップに対して、傾きｆ0(h)の曲線を、設定された関数を用いて非線形最小二乗近似し、関数中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。そして、ステップＳＴ２１１で、得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを、上述の（２１）式で算出する。
【０１７１】
次に、ステップＳＴ２１２で、全ての予測タップに対して、傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２０９に戻って、次のタップ番号を設定し、上述した傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理を行う。全ての予測タップに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２１３に進む。
【０１７２】
ステップＳＴ２１３では、各予測タップに対して算出されたフィッティング率ＦＴの平均を算出する。そして、ステップＳＴ２１４で、全ての関数に対して、各予測タップに対応した傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理および各予測タップのフィッティング率ＦＴの平均の算出処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２０８に戻って、次の関数を設定し、上述した各予測タップに対応した傾きｆ0(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理および各予測タップのフィッティング率ＦＴの平均の算出処理を行う。全ての関数に対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２１５に進む。
【０１７３】
ステップＳＴ２１５では、全ての関数に対するフィッティング率ＦＴの平均を比較し、最もフィッティング率ＦＴの平均が高くなる関数を、設定されたクラスにおける傾きｆ0(h)の関数として決定する。そして、ステップＳＴ２１６で、その関数で上述したように各予測タップにおける傾きｆ0(h)の曲線近似を行った際に算出された係数を、設定されたクラスの各予測タップの係数種データとして決定する。
【０１７４】
次に、ステップＳＴ２１７では、予測タップの全てに対して、パラメータｈの各値に対応する直線の切片ｆ1(h)を表す曲線を近似するための関数を設定する。最初は１番目の関数を設定する。例えば、曲線の近似パターンとして上述の（７）式〜（１２）式の関数が用意されている場合、最初は（７）式の関数を設定する。
【０１７５】
そして、ステップＳＴ２１８で、予測タップのタップ番号を設定する。最初は１番目のタップ番号に設定する。その後、ステップＳＴ２１９で、設定されたタップ番号の予測タップに対して、切片ｆ1(h)の曲線を、設定された関数を用いて非線形最小二乗近似し、関数中の係数ａ，ｂ，ｃを算出する。そして、ステップＳＴ２２０で、得られた近似曲線から、曲線上の点として表すことができる実際の値と、近似前の本来の値とのフィッティング率ＦＴを、上述の（２１）式で算出する。
【０１７６】
次に、ステップＳＴ２２１で、全ての予測タップに対して、切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２１８に戻って、次のタップ番号を設定し、上述した切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理を行う。全ての予測タップに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２２２に進む。
【０１７７】
ステップＳＴ２２２では、各予測タップに対して算出されたフィッティング率ＦＴの平均を算出する。そして、ステップＳＴ２２３で、全ての関数に対して、各予測タップに対応した切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理および各予測タップのフィッティング率ＦＴの平均の算出処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２１７に戻って、次の関数を設定し、上述した各予測タップに対応した切片ｆ1(h)の曲線近似およびフィッティング率ＦＴの算出の処理および各予測タップのフィッティング率ＦＴの平均の算出処理を行う。全ての関数に対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２２４に進む。
【０１７８】
ステップＳＴ２２４では、全ての関数に対するフィッティング率ＦＴの平均を比較し、最もフィッティング率ＦＴの平均が高くなる関数を、設定されたクラスにおける切片ｆ1(h)の関数として決定する。そして、ステップＳＴ２２５で、その関数で上述したように各予測タップにおける切片ｆ1(h)の曲線近似を行った際に算出された係数を、設定されたクラスの各予測タップの係数種データとして決定する。
【０１７９】
次に、ステップＳＴ２２６で、全てのクラスに対して、関数の決定および各予測タップの係数種データの決定の処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ２０２に戻って、次のクラスを設定し、上述した関数の決定および各予測タップの係数種データの決定の処理を行う。全てのクラスに対する処理が終了したときは、ステップＳＴ２２７で、関数・係数種データの決定処理を終了する。
【０１８０】
図１１に戻って、ステップＳＴ５２では、実際には、各出力画素に対応した係数データＷｉをそれぞれ使用することによって、出力画素毎に関数および係数種データが決定される。すなわち、出力画素毎に、上述した図１２のフローチャート、あるいは図１３のフローチャートの処理が行われる。
【０１８１】
次に、ステップＳＴ５３で、ステップＳＴ５２で上述しように決定された関数の情報および係数種データをメモリに保存し、その後にステップＳＴ５４で、処理を終了する。
このように、図１１に示すフローチャートに沿って処理をすることで、図７に示す情報取得装置１５０と同様の手法によって、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に記憶される関数情報および係数種データを取得することができる。
【０１８２】
なお、上述実施の形態においては、情報メモリバンク１３５には、出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4、ＨＤ1′〜ＨＤ4′）毎に、各クラスの係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報およびその関数の係数データである係数種データが記憶されている。ＳＤ信号（５２５ｉ信号）の画素に対する出力画素の位相を変更することで、１０５０ｉ信号以外のＨＤ信号も同様にして得ることができる。
【０１８３】
また、上述実施の形態においては、係数データを生成する生成式（（６）式参照）は、水平、垂直の解像度を決めるパラメータｈ，ｖを含むものであって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することによって、ＨＤ信号による画像の水平、垂直の解像度を任意に調整できるものであるが、生成式に、画像の画質を決めるその他のパラメータ、例えばノイズ抑圧度を決めるパラメータ等を含むものであっても、同様にして、クラス毎、あるいはタップ毎に、生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データを蓄えておき、それらの情報で構成された最適な生成式によって係数データを生成するように構成できる。
【０１８４】
さらに、生成式に、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）の画素位置を基準とする出力画素の位相を示すパラメータを含むものであっても、同様にして、クラス毎、あるいはタップ毎に、生成式を構成するための関数情報およびその関数の係数データを蓄えておき、それらの情報で構成された最適な生成式によって係数データを生成するように構成できる。このように、生成式に出力画素の位相を示すパラメータを含む場合には、出力画素の位相情報を与えることで、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）から種々のフォーマットの出力ビデオ信号、あるいは種々の倍率の画素数を持つ出力ビデオ信号を得ることができる。
【０１８５】
また、上述実施の形態においては、クラス分けをするものを示したが、この発明はクラス分けをしないものにも同様に適用できることは勿論である。
また、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、これに限定されるものではなく、例えば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。
また、上述実地の形態においては、情報信号が画像信号である場合を示したが、この発明はこれに限定されない。例えば、情報信号が音声信号である場合にも、この発明を同様に適用することができる。
【０１８６】
【発明の効果】
この発明によれば、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の複数の係数データを、関数情報およびその関数の係数データである係数種データに基づいて構成された所定のパラメータを含む生成式を使用して生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、所定のパラメータの値に対応した第２の情報信号を良好に得ることができる。
【０１８７】
また、この発明によれば、生成式を構成するための関数の情報を予測タップ毎あるいはクラス毎に備えることで、予測タップ毎あるいはクラス毎に最適な生成式によって推定式の係数データを生成でき、第１の情報信号から第２の情報信号への変換を良好に行うことができる。
【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】パラメータｈの値を固定し、パラメータｖの値を変化させていったときの、あるクラスある予測タップにおける係数値の変化の様子を示す図である。
【図３】パラメータｈの値を変化させていったときの、直線の傾き、あるいは切片の値の変化の様子を示す図である。
【図４】ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）の単位画素ブロック内の４画素の中心予測タップからの位相ずれ（奇数フィールド）を示す図である。
【図５】ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）の単位画素ブロック内の４画素の中心予測タップからの位相ずれ（偶数フィールド）を示す図である。
【図６】関数および係数種データの取得方法の概念を示す図である。
【図７】情報取得装置の構成例を示すブロック図である。
【図８】関数・係数種データ決定部の構成を示すブロック図である。
【図９】ソフトウェアで実現するための画像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】画像信号処理を示すフローチャートである。
【図１１】情報取得処理を示すフローチャートである。
【図１２】関数・係数種データの決定処理（関数はクラスおよび予測タップの組み合わせ毎）を示すフローチャートである。
【図１３】関数・係数種データの決定処理（関数はクラス毎）を示すフローチャートである。
【図１４】５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を示す図である。
【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、１１０・・・画像信号処理部、１１１・・・ディスプレイ部、１１２・・・ＯＳＤ回路、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・・・正規化演算回路、１２９・・・後処理回路、１３４・・・係数メモリ、１３５・・・情報メモリバンク、１３６・・・係数生成回路、１３７・・・正規化係数演算部、１３８・・・正規化係数メモリ、１５０・・・情報取得装置，１５１・・・入力端子、１５２・・・ＳＤ信号生成回路、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、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・・・係数種データ決定部、１６２・・・係数メモリ、１６３・・・関数・係数種データ決定部、１６４・・・情報メモリ、２００・・・リモコン送信機、３００・・・画像信号処理装置
Claims (21)
- 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを、上記第１の情報信号から抽出される複数の予測タップの情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、
所定のパラメータを含み、上記推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報および該関数の係数データである係数種データを格納する格納手段と、
上記所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、
上記格納手段に格納された関数情報および係数種データに基づいて構成された上記生成式を使用し、上記パラメータ設定手段で設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成する係数データ生成手段と
を備えることを特徴とする係数データ生成装置。 - 上記格納手段は、上記複数の予測タップのそれぞれに対応した上記関数情報および係数種データを格納しており、
上記係数データ生成手段は、上記格納手段に格納された関数情報および係数種データに基づいて予測タップ毎に構成された上記生成式をそれぞれ使用し、上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の複数の予測タップの係数データを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。 - 上記格納手段は、上記第１の情報信号から抽出される複数のクラスタップの情報データに基づいて検出され得る上記第２の情報信号に係る注目点のクラス毎に、上記関数情報および上記複数の予測タップのそれぞれに対応した上記係数種データを格納しており、
上記係数データ生成手段は、上記格納手段に格納された上記関数情報および上記係数種データに基づいて、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に構成された上記生成式をそれぞれ使用し、上記所定のパラメータの値に対応した、各クラスにおける上記推定式の複数の予測タップの係数データを生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。 - 上記所定のパラメータは、上記第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。 - 上記所定のパラメータは、上記第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、上記第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを、上記第１の情報信号から抽出される複数の予測タップの情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、
所定のパラメータを含み、上記推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報および該関数の係数データである係数種データに基づいて、上記生成式を構成する第１のステップと、
上記所定のパラメータの値を設定する第２のステップと、
上記第１のステップで生成された生成式を使用し、上記第２のステップで設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成する第３のステップと
を備えることを特徴とする係数データ生成方法。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを、上記第１の情報信号から抽出される複数の予測タップの情報データから算出するための推定式の係数データを生成するために、
所定のパラメータを含み、上記推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数情報および該関数の係数データである係数種データに基づいて、上記生成式を構成する第１のステップと、
上記所定のパラメータの値を設定する第２のステップと、
上記第１のステップで生成された生成式を使用し、上記第２のステップで設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成する第３のステップと
を実行するためのコンピュータプログラムを記録する記録媒体。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、
所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報および該関数の係数データである係数種データを格納する格納手段と、
上記所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、
上記格納手段に格納された関数情報および係数種データに基づいて構成された上記生成式を使用し、上記パラメータ設定手段で設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生する係数データ発生手段と、
上記第１の情報信号から、上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの第１の情報データを選択する第１のデータ選択手段と、
上記係数データ発生手段で発生された上記係数データと上記第１のデータ選択手段で選択された上記複数の第１の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る演算手段と
を備えることを特徴とする情報信号処理装置。 - 上記格納手段は、上記複数の予測タップのそれぞれに対応した上記関数情報および上記係数種データを格納しており、
上記係数データ発生手段は、上記格納手段に格納された関数情報および係数種データに基づいて予測タップ毎に構成された上記生成式をそれぞれ使用し、上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の複数の予測タップの係数データを生成する
ことを特徴とする請求項８に記載の情報信号処理装置。 - 上記第１の情報信号から、上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数のクラスタップの第２の情報データを選択する第２のデータ選択手段と、
上記第２のデータ選択手段で選択された上記複数の第２の情報データに基づいて上記注目点が属するクラスを検出するクラス検出手段とをさらに備え、
上記格納手段は、上記クラス検出手段で検出し得るクラス毎に、上記関数情報および上記複数の予測タップのそれぞれに対応した上記係数種データを格納しており、
上記係数データ発生手段は、上記クラス検出手段で検出されたクラスおよび上記パラメータ設定手段で設定された上記所定のパラメータの値に対応した、上記推定式の複数の予測タップの係数データを発生する
ことを特徴とする請求項８に記載の情報信号処理装置。 - 上記係数データ発生手段は、
上記格納手段に格納された上記関数情報および上記係数種データに基づいて、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に構成された上記生成式をそれぞれ使用し、上記パラメータ設定手段で設定された上記所定のパラメータの値に対応した、各クラスにおける上記推定式の複数の予測タップの係数データを生成する係数データ生成部と、
上記係数データ生成部で生成された上記各クラスにおける上記推定式の複数の予測タップの係数データを格納する格納部と、
上記格納部より上記クラス検出手段で検出されたクラスに対応した上記推定式の複数の予測タップの係数データを読み出して出力する係数データ読み出し部と
を有してなる
ことを特徴とする請求項１０に記載の情報信号処理装置。 - 上記第１の情報信号から、上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数のクラスタップの情報データを選択する第２のデータ選択手段と、
上記第２のデータ選択手段で選択された上記複数の第２の情報データに基づいて上記注目点が属するクラスを検出するクラス検出手段とをさらに備え、
上記格納手段は、上記クラス検出手段で検出し得るクラス毎に、上記複数の予測タップのそれぞれに対応した上記関数情報および上記係数種データを格納しており、
上記係数データ発生手段は、上記クラス検出手段で検出されたクラスおよび上記パラメータ設定手段で設定された上記所定のパラメータの値に対応した、上記推定式の複数の予測タップの係数データを発生する
ことを特徴とする請求項８に記載の情報信号処理装置。 - 上記係数データ発生手段は、
上記格納手段に格納された上記関数情報および上記係数種データに基づいて、クラスおよび予測タップの組み合わせ毎に構成された上記生成式をそれぞれ使用し、上記パラメータ設定手段で設定された上記所定のパラメータの値に対応した、各クラスにおける上記推定式の複数の予測タップの係数データを生成する係数データ生成部と、
上記係数データ生成部で生成された上記各クラスにおける上記推定式の複数の予測タップの係数データを格納する格納部と、
上記格納部より上記クラス検出手段で検出されたクラスに対応した上記推定式の複数の予測タップの係数データを読み出して出力する係数データ読み出し部と
を有してなる
ことを特徴とする請求項１２に記載の情報信号処理装置。 - 上記所定のパラメータは、上記第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである
ことを特徴とする請求項８に記載の情報信号処理装置。 - 上記所定のパラメータは、上記第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、上記第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである
ことを特徴とする請求項８に記載の情報信号処理装置。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理方法であって、
所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報および該関数の係数データである係数種データに基づいて、上記生成式を構成する第１のステップと、
上記所定のパラメータの値を設定する第２のステップと、
上記第１のステップで生成された生成式を使用し、上記第２のステップで設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成する第３のステップと、
上記第１の情報信号から、上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの情報データを選択する第４のステップと、
上記第３のステップで発生された上記推定式の係数データと上記第４のステップで選択された上記複数の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る第５のステップと
を備えることを特徴とする情報信号処理方法。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換するために、
所定のパラメータを含み、推定式の係数データを生成する生成式を構成するための関数の情報および該関数の係数データである係数種データに基づいて、上記生成式を構成する第１のステップと、
上記所定のパラメータの値を設定する第２のステップと、
上記第１のステップで生成された生成式を使用し、上記第２のステップで設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成する
第３のステップと、
上記第１の情報信号から、上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの情報データを選択する第４のステップと、
上記第３のステップで発生された上記推定式の係数データと上記第４のステップで選択された上記複数の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る第５のステップと
を実行するためのコンピュータプログラムを記録する記録媒体。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを得るために用いられる、所定のパラメータを含む生成式を構成するための関数の情報および該関数の係数データである係数種データを取得する情報取得装置であって、
上記第１の情報信号に対応する生徒信号から、上記第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの情報データを選択するデータ選択手段と、
上記データ選択手段で選択された複数の情報データおよび上記教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、上記所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した上記推定式の複数の予測タップの係数データを求める演算手段と、
上記演算手段で求められた上記係数データを使用して、上記生成式を構成するための関数情報および係数種データを決定する情報決定手段と
を備えることを特徴とする情報取得装置。 - 上記所定のパラメータは、上記第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである
ことを特徴とする請求項１８に記載の情報取得装置。 - 上記所定のパラメータは、上記第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、上記第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである
ことを特徴とする請求項１８に記載の情報取得装置。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを得るために用いられる、所定のパラメータを含む生成式を構成するための関数の情報および該関数の係数データである係数種データを取得する情報取得方法であって、
上記第１の情報信号に対応する生徒信号から、上記第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の予測タップの情報データを選択する第１のステップと、
上記第１のステップで選択された複数の情報データおよび上記教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、上記所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した上記推定式の複数の予測タップの係数データを求める第２のステップと、
上記第２のステップで求められた上記係数データを使用して、上記生成式を構成するための関数情報および係数種データを決定する第３のステップと
を備えることを特徴とする情報取得方法。
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