JP5080783B2 - 走査線補間装置および走査線補間方法 - Google Patents

Description

本発明は、走査線の補間処理を行うための走査線補間装置および走査線補間方法に関する。

従来、インターレース（追越）走査された映像信号をプログレッシブ（順次）走査された映像信号に変換する等の走査線の補間処理を行うための走査線補間装置において、補間対象画素の斜め方向に位置する少なくとも２画素の相関に基づいて補間対象画素の画素値を決定する機能（以下、斜め補間機能と称す）を有する走査線補間装置が存在する。斜め補間機能を有する走査線補間装置によれば、斜めエッジを適切に再現することができる。

上記のような斜め補間機能を有する走査線補間装置において、斜め補間処理による誤動作が発生したときの画質劣化を抑えるために、斜め補間処理によって決定された画素値が上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れている場合に、当該画素値が上下の隣接画素の画素値の間の範囲に収まるように画素値を補正するものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１８５９３４号公報

図１０は、上記のような、斜め補間処理によって決定された画素値を補正する機能を備えた従来の走査線補間装置の構成を示すブロック図である。

図１０において、補間処理部１０は、補間対象画素より１つ上の走査線の映像信号（以下、上ライン映像信号と称す）と、補間対象画素より１つ下の走査線の映像信号（以下、下ライン映像信号と称す）に基づいて、補間対象画素の斜め方向に位置する２画素の相関に基づいて補間対象画素の画素値を決定する。

補間値制限部１２は、補間処理部１０によって決定された画素値と上ライン映像信号と下ライン映像信号に基づいて、補間処理部１０によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れているか否かを判断する。補間処理部１０によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れている場合には、補間値制限部１２は、補間処理部１０によって決定された画素値が上下の隣接画素の画素値の間の範囲に収まるように、補間処理部１０によって決定された画素値を補正し、補正後の画素値を補正映像信号として出力する。補間処理部１０によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れていない場合には、補間値制限部１２は、補間処理部１０によって決定された画素値を補正することなく補正映像信号として出力する。

図１１は、斜めエッジ（斜め方向に走る色の境界線）を有する映像信号における上ライン映像信号と下ライン映像信号と望ましい補間映像信号との関係を示している。ここで、斜め補間処理による誤動作により、補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れた画素値（例えば図１１の“誤った補間値”）が補間処理部１０から出力された場合には、その画素値は、補間値制限部１２によって、図１１の矢印が示すように補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲に収まるように補正される（例えば補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の平均値に補正される）。このようにして、誤った補間値は、望ましい補間値に近づくように補正されるので、斜め補間処理による誤動作が発生したときの画質劣化を抑えることができる。

しかしながら、本発明の発明者の観察および研究により、図１０に示す従来の走査線補間装置では特定のケースにおいて斜め補間処理の効果が発揮されないことが判明した。

図１２は、斜め線（斜め方向に走る細い線を指し、前述の斜めエッジとは区別される）を有する映像信号における上ライン映像信号と下ライン映像信号と望ましい補間映像信号との関係を示している。この場合、望ましい補間映像信号を示す曲線の一部分が、補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れることになる。したがって、この部分（図１２の“誤動作範囲”の部分）に関しては、たとえ補間処理部１０から正常な画素値が出力されたとしても、補間値制限部１２によって、図１２の矢印が示すように補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲に収まるように画素値が誤って補正されてしまうことになる。

具体例として、図１３Ａのように走査線Ａの映像信号（上ライン映像信号）と走査線Ｃの映像信号（下ライン映像信号）に基づく走査線補間処理によって走査線Ｂの映像信号（補間映像信号）を生成する場合について説明する。図１３Ｂの走査線Ｂは、補間処理部１０から出力される画素値を示している。ここで、画素Ｂ２の画素値は、斜め補間処理の誤動作によって誤った値となっており、その他の画素値は正常な値となっているものとする。図１３Ｃの走査線Ｂは、補間値制限部１２から出力される画素値を示している。画素Ｂ２の画素値は、補間値制限部１２によって、画素Ｂ２の上下の隣接画素（すなわち画素Ａ２および画素Ｃ２）の画素値の間の範囲に収まるように補正されるので、理想的な値に近づくことになる。しかしながら、画素Ｂ６の画素値は、補間値制限部１２によって、画素Ｂ６の上下の隣接画素（すなわち画素Ａ６および画素Ｃ６）の画素値の間の範囲に収まるように誤って補正されてしまう。その結果、図１３Ｃに示すように、斜め線が正常に補間されない。

それゆえに本発明は、斜め補間処理の誤動作による画質劣化を抑えながらも、斜め補間処理の効果が十分に発揮されるような走査線補間装置および走査線補間方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号は、本発明の理解を助けるために図面との対応関係の一例を示しているに過ぎず、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

本発明の走査線補間装置は、補間対象画素（Ｐｉ）の斜め方向に位置する少なくとも２画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する補間処理手段（１０）と、前記補間処理手段によって決定された画素値が、補間対象画素の上下に隣接する２つの画素（Ｐｕ，Ｐｄ）の画素値の間の範囲外に存在する場合に、補間対象画素の画素値が補間対象画素の上下に隣接する２つの画素の画素値の間の値になるように、前記補間処理手段によって決定された画素値を補正する補間値制限手段（１２）と、補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づいて、前記補間処理手段によって決定された画素値または前記補間値制限手段によって補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって前記補間値制限手段の誤動作を防止する誤動作防止手段（１４，１６）とを備える。

前記誤動作防止手段は、水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域である交差領域に補間対象画素が位置するか否かを判定する交差領域検出手段（１４）と、前記交差領域検出手段の判定結果に応じて、前記交差領域に位置しないと判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、前記交差領域に位置すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択手段（１６）とを含んでいてもよい。

前記交差領域検出手段は、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の左手に位置する第１画素（Ｐｕｌ）の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第１画素と同じ水平位置に位置する第２画素（Ｐｄｌ）の画素値を減算した結果の値である第１減算結果値（Ｌ）の符号と、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の右手に位置する第３画素（Ｐｕｒ）の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第３画素と同じ水平位置に位置する第４画素（Ｐｄｒ）の画素値を減算した結果の値である第２減算結果値（Ｒ）の符号が同じか否かを判定し、前記第１減算結果値の符号と前記第２減算結果値の符号が同じであれば、前記交差領域に補間対象画素が位置しないと判定してもよい。

前記交差領域検出手段は、第１減算結果値の符号と第２減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第１減算結果値の絶対値と前記第２減算結果値の絶対値の両方が０より大きな第１の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定してもよい。

前記交差領域検出手段は、第１減算結果値の符号と第２減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第１減算結果値の絶対値と前記第２減算結果値の絶対値の両方が０より大きな第１の閾値以上であり、なおかつ前記第１画素と前記第３画素の差分の絶対値と前記第２画素と前記第４画素の差分の絶対値の両方が０より大きな第２の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定してもよい。

前記誤動作防止手段は、補間対象画素の近傍に斜めエッジではなく斜め線が存在するか否かを判定する斜め線検出手段と、前記斜め線検出手段の検出結果に応じて、その近傍に斜め線が存在しないと判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、その近傍に斜め線が存在すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択手段とを含んでいてもよい。

本発明の走査線補間方法は、補間対象画素（Ｐｉ）の斜め方向に位置する少なくとも２画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する補間処理ステップと、前記補間処理ステップにおいて決定された画素値が、補間対象画素の上下に隣接する２つの画素（Ｐｕ，Ｐｄ）の画素値の間の範囲外に存在する場合に、補間対象画素の画素値が補間対象画素の上下に隣接する２つの画素の画素値の間の値になるように、前記補間処理ステップにおいて決定された画素値を補正する補間値制限ステップと、補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づいて、前記補間処理ステップにおいて決定された画素値または前記補間値制限ステップにおいて補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって前記補間値制限ステップにおける誤動作を防止する誤動作防止ステップとを備える。

前記誤動作防止ステップは、水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域である交差領域に補間対象画素が位置するか否かを判定する交差領域検出ステップと、前記交差領域検出ステップの判定結果に応じて、前記交差領域に位置しないと判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、前記交差領域に位置すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択ステップとを含んでいてもよい。

前記交差領域検出ステップにおいて、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の左手に位置する第１画素（Ｐｕｌ）の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第１画素と同じ水平位置に位置する第２画素（Ｐｄｌ）の画素値を減算した結果の値である第１減算結果値（Ｌ）の符号と、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の右手に位置する第３画素（Ｐｕｒ）の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第３画素と同じ水平位置に位置する第４画素（Ｐｄｒ）の画素値を減算した結果の値である第２減算結果値（Ｒ）の符号が同じか否かを判定し、前記第１減算結果値の符号と前記第２減算結果値の符号が同じであれば、前記交差領域に補間対象画素が位置しないと判定してもよい。

前記交差領域検出ステップにおいて、第１減算結果値の符号と第２減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第１減算結果値の絶対値と前記第２減算結果値の絶対値の両方が０より大きな第１の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定してもよい。

前記交差領域検出ステップにおいて、第１減算結果値の符号と第２減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第１減算結果値の絶対値と前記第２減算結果値の絶対値の両方が０より大きな第１の閾値以上であり、なおかつ前記第１画素と前記第３画素の差分の絶対値と前記第２画素と前記第４画素の差分の絶対値の両方が０より大きな第２の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定してもよい。

前記誤動作防止ステップは、補間対象画素の近傍に斜めエッジではなく斜め線が存在するか否かを判定する斜め線検出ステップと、前記斜め線検出ステップの検出結果に応じて、その近傍に斜め線が存在しないと判定された補間対象画素については前記補間値制限ステップにおいて補正された画素値を補間映像信号として出力し、その近傍に斜め線が存在すると判定された補間対象画素については前記補間処理ステップにおいて決定された画素値を補間映像信号として出力する選択ステップとを含んでいてもよい。

本発明によれば、斜め補間処理の誤動作による画質劣化を抑えながらも、斜め補間処理の効果が十分に発揮されるような走査線補間装置および走査線補間方法を提供することができる。

図１は本発明の一実施形態にかかる走査線補間装置の構成を示すブロック図である。

図１において、走査線補間装置は、補間処理部１０と、補間値制限部１２と、交差領域検出部１４と、選択部１６とを備えている。

補間処理部１０は、上ライン映像信号と下ライン映像信号に基づいて、補間対象画素の斜め方向に位置する２画素の相関に基づいて補間対象画素の画素値を決定する。

なお、上記のような補間対象画素の斜め方向に位置する２画素の相関に基づく補間処理自体は公知の技術であり、従来、斜め補間処理方法として種々の方法が考えられている。補間処理部１０は、それらのうちのいずれの方法を用いても構わない。

図２に、補間処理部１０の構成の一例を示す。図２において、角度・相関検出部１０１は、補間対象画素の斜め方向に位置する２画素の相関に基づいて斜めエッジまたは斜め線の角度を検出し、さらに検出された角度に対応する２画素の相関の確からしさを算出する。斜め補間処理部１０２は、角度・相関検出部１０１によって検出された角度に対応する２画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する。垂直補間処理部１０３は、補間対象画素の上下に隣接する２画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する。混合部１０４は、斜め補間処理部１０２によって得られる補間値（斜め補間値）と、垂直補間処理部１０３によって得られる補間値（垂直補間値）を、角度・相関検出部１０１によって算出された相関の確からしさに応じた比率で混合する。なお、相関の確からしさの算出方法は公知の任意の算出方法を用いることができる。例えば、前述の特許文献１のように、検出された角度に対応する２画素の相関の確からしさとして、斜め方向の２画素の画素値の差分の絶対値に応じて、斜め補間値と垂直補間値とを混合してもよい。

補間値制限部１２は、補間処理部１０によって決定された画素値と上ライン映像信号と下ライン映像信号に基づいて、補間処理部１０によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れているか否かを判断する。補間処理部１０によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れている場合には、補間値制限部１２は、補間対象画素の画素値が上下の隣接画素の画素値の間の範囲に収まるように、補間処理部１０によって決定された画素値を補正して出力する。補間処理部１０によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れていない場合には、補間値制限部１２は、補間処理部１０によって決定された画素値を補正することなくそのまま出力する。

交差領域検出部１４および選択部１６は、補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づいて、補間処理部１０によって決定された画素値または補間値制限部１２によって補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって、図１２に示したような補間値制限部１２の誤動作を防止する誤動作防止手段として機能する。

交差領域検出部１４は、水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域（図１２の誤動作範囲に相当。以下では、この領域を交差領域と称する。）に補間対象画素が位置するか否かを判定し、この判定結果を示す信号を出力する。交差領域検出部１４の具体的な動作については後述する。

選択部１６は、交差領域検出部１４の判定結果に応じて、補間処理部１０から出力される画素値または補間値制限部１２から出力される画素値のいずれか一方を選択して補間映像信号として出力する。より具体的には、交差領域検出部１４によって補間対象画素が交差領域に位置しないと判定された場合には、選択部１６は、補間値制限部１２から出力される画素値を補間映像信号として出力し、交差領域検出部１４によって補間対象画素が交差領域に位置すると判定された場合には、選択部１６は、補間処理部１０から出力される画素値を補間映像信号として出力する。

このような構成により、交差領域に位置する補間対象画素については補間値制限部１２の処理対象から除外され、それ以外の補間対象画素については補間値制限部１２の処理対象となる。したがって、斜め補間処理の誤動作による画質劣化を抑えながらも、斜め補間処理の効果が十分に発揮される。

次に、図３を参照して、交差領域検出部１４の具体的な動作を説明する。

交差領域検出部１４は、補間対象画素Ｐｉの真上の画素Ｐｕより左手にｍ個目（ｍは自然数）の画素Ｐｕｌの画素値から、画素Ｐｄより左手にｍ個目の画素Ｐｄｌの画素値を減算して差分Ｌを求める。同様にして、補間対象画素Ｐｉの真上の画素Ｐｕより右手にｎ個目（ｎは自然数）の画素Ｐｕｒの画素値から、画素Ｐｄより右手にｎ個目の画素Ｐｄｒの画素値を減算して差分Ｒを求める。さらに、交差領域検出部１４は、こうして算出した差分Ｌと差分Ｒの符号が同じか否かを判定し、両者の符号が同じであれば、補間対象画素Ｐｉは交差領域に位置しないと判定し、両者の符号が異なっていれば、補間対象画素Ｐｉは交差領域に位置すると判定する。なお、ｍとｎは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。ｍとｎの値としては、映像信号のフォーマットや補間処理部１０の構成などに応じて最適な値を採用すればよい。さらには、例えば図２の角度・相関検出部１０１によって検出される角度に応じて、ｍとｎの値を適応的に変化させてもよい。

図４は、斜め線を有する映像信号における上ライン映像信号と下ライン映像信号と望ましい補間映像信号との関係を示している。横軸は画素の水平位置を示しており、縦軸は画素値を示している。なお、図４では便宜上、映像信号を連続的な曲線で表している。図４の例では、差分Ｌ（すなわち画素Ｐｕｌの画素値から画素Ｐｄｌの画素値を減算した結果の値）の符号は負であり、差分Ｒ（すなわち画素Ｐｕｒの画素値から画素Ｐｄｒの画素値を減算した結果の値）の符号も負である。よって、交差領域検出部１４は、補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置しないと判定し、その結果、補間値制限部１２から出力される画素値（すなわち図４の矢印のように画素Ｐｕと画素Ｐｄの間の値となるように補正された画素値）が、補間映像信号として選択部１６から出力される。

一方、図５の例では、差分Ｌ（すなわち画素Ｐｕｌの画素値から画素Ｐｄｌの画素値を減算した結果の値）の符号は負であり、差分Ｒ（すなわち画素Ｐｕｒの画素値から画素Ｐｄｒの画素値を減算した結果の値）の符号は正である。よって、交差領域検出部１４は、補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置すると判定し、その結果、補間処理部１０から出力される画素値（ここでは正常な画素値）が、補間値制限部１２によって補正されることなくそのまま、補間映像信号として選択部１６から出力される。

具体例として、図１３Ａのように走査線Ａの映像信号（上ライン映像信号）と走査線Ｃの映像信号（下ライン映像信号）に基づく走査線補間処理によって走査線Ｂの映像信号（補間映像信号）を生成する場合について説明する。この場合、補間処理部１０から出力される画素値は、図１３Ｂの走査線Ｂのようになる。ここで、画素Ｂ２の画素値は、斜め補間処理の誤動作によって誤った値となっており、その他の画素値は正常な値となっているものとする。一方、補間値制限部１２から出力される画素値は、図１３Ｃの走査線Ｂのようになる。図１３Ｃでは、画素Ｂ２の画素値は、補間値制限部１２によって、画素Ｂ２の上下の隣接画素（すなわち画素Ａ２および画素Ｃ２）の画素値の間の範囲に収まるように補正されるので、図１３Ｂの場合よりも理想的な値に近づいている。しかしながら、画素Ｂ６の画素値は、補間値制限部１２によって、画素Ｂ６の上下の隣接画素（すなわち画素Ａ６および画素Ｃ６）の画素値の間の範囲に収まるように誤って補正されている。

ここで一例として、交差領域検出部１４は、補間対象画素Ｐｉの真上の画素Ｐｕより左手に２個目の画素Ｐｕｌの画素値から、画素Ｐｄより左手に２個目の画素Ｐｄｌの画素値を減算して差分Ｌを求め、補間対象画素Ｐｉの真上の画素Ｐｕより右手に２個目の画素Ｐｕｒの画素値から、画素Ｐｄより右手に２個目の画素Ｐｄｒの画素値を減算して差分Ｒを求めるものと仮定する。この場合、交差領域検出部１４は、画素Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７については交差領域に位置すると判定し、画素Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ８，Ｂ９，Ｂ１０，Ｂ１１については交差領域に位置しないと判定することになる。その結果、選択部１６は、画素Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７については補間処理部１０から出力される画素値（すなわち図１３Ｂの画素Ｂ５，Ｂ６，Ｂ７）を選択し、画素Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ８，Ｂ９，Ｂ１０，Ｂ１１については補間値制限部１２から出力される画素値（すなわち図１３Ｃの画素Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ８，Ｂ９，Ｂ１０，Ｂ１１）を選択する。その結果、選択部１６から出力される補間映像信号は、図６の走査線Ｂのようになる。

以上のように、本実施形態によれば、斜め補間処理の誤動作による画質劣化を抑えながらも、斜め補間処理の効果が十分に発揮されるような走査線補間が可能となる。

なお、本実施形態では、前述のように、交差領域検出部１４は、差分Ｌと差分Ｒの符号が同じか否かを判定し、両者の符号が同じであれば、補間対象画素Ｐｉは交差領域に位置しないと判定し、両者の符号が異なっていれば、補間対象画素Ｐｉは交差領域に位置すると判定する。この場合、例えば図４において、仮に画素Ｐｄｌの画素値が画素Ｐｕｌの画素値よりもわずかに小さい場合には、補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置すると判定されてしまい、誤った画素値が補正されることなくそのまま補間映像信号として出力されてしまうことになる。そこで、そのような事態を回避するために、交差領域検出部１４は、差分Ｌと差分Ｒの符号が同じか否かを判定するだけでなく、さらに差分Ｌと差分Ｒの絶対値がいずれも閾値Ｓ１（Ｓ１は０よりも大きな値）以上かどうかを判定することによって、補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置するか否かを判定するのが好ましい。例えば、交差領域検出部１４は、差分Ｌと差分Ｒの符号が異なっており、なおかつ差分Ｌと差分Ｒの絶対値がいずれも閾値Ｓ１以上である場合には、補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置すると判定し、その他の場合には、補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置しないと判定してもよい。これにより、より適切な走査線補間処理が可能となる。なお、Ｓ１の値は、映像信号のフォーマットや補間処理部１０の構成などに応じて最適な値を採用すればよい。

なお、さらなる変形例として、交差領域検出部１４は、画素Ｐｕｌの画素値と画素Ｐｕｒの画素値の差分（以下、差分Ｕと称す）の絶対値と画素Ｐｄｌの画素値と画素Ｐｄｒの画素値の差分（以下、差分Ｄと称す）の絶対値がいずれも閾値Ｓ２（Ｓ２は０よりも大きな値）以上かどうかをさらに判定することによって、補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置するか否かを判定してもよい。例えば、交差領域検出部１４は、差分Ｌと差分Ｒの符号が異なっており、なおかつ差分Ｌと差分Ｒの絶対値がいずれも閾値Ｓ１以上であり、なおかつ差分Ｕと差分Ｄの絶対値がいずれも閾値Ｓ２以上である場合には、補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置すると判定し、その他の場合には、補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置しないと判定してもよい。

例えば、上ライン映像信号と下ライン映像信号が図７，図８，図９のような場合には、補間対象画素Ｐｉ付近に斜め線は存在しないので、補間対象画素Ｐｉの画素値は、上下の隣接画素Ｐｕ，Ｐｄの画素値の間の範囲に収まるのが望ましい。しかしながら、前述したように、差分Ｌ，差分Ｒの符号および絶対値だけで交差領域の判定を行うと、図７，図８，図９のいずれの場合も、差分Ｌと差分Ｒの符号が異なっており、なおかつ差分Ｌと差分Ｒの絶対値がいずれも閾値Ｓ１以上なので、補間対象画素Ｐｉが交差領域（誤動作範囲）に位置すると判定されてしまう。そうすると、仮に補間処理部１０から誤った画素値が出力されたとしても、その画素値は残念ながら補正されない。

本変形例では、差分Ｌと差分Ｒの符号が異なっており、なおかつ差分Ｌと差分Ｒの絶対値がいずれも閾値Ｓ１以上であり、なおかつ差分Ｕと差分Ｄの絶対値がいずれも閾値Ｓ２以上である場合に、補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置すると判定する。よって、図７，図８，図９のいずれの場合も、差分Ｄ（画素Ｐｄｌの画素値と画素Ｐｄｒの画素値の差分）が比較的小さい値（閾値Ｓ２未満）であるため、補間対象画素Ｐｉは交差領域に位置しないと判定される。その結果、この補間対象画素Ｐｉに対して補間値制限部１２が有効に機能し、仮に補間処理部１０から誤った画素値が出力されたとしても、その画素値は上下の隣接画素Ｐｕ，Ｐｄの画素値の間の範囲に補正される。なお、Ｓ２の値は、映像信号のフォーマットや補間処理部１０の構成などに応じて最適な値を採用すればよい。

なお、本実施形態では、上ライン映像信号と下ライン映像信号の２本の走査線の映像信号に基づいて補間映像信号を生成する例を説明したが、本発明はこれに限らず、３本以上の走査線の映像信号に基づいて補間映像信号を生成する場合にも本発明を適用することができる。

なお、本実施形態では、水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域である交差領域に補間対象画素が位置するか否かを判定することによって、補間値制限部１２の処理対象とすべき補間対象画素と、補間値制限部１２の処理対象から除外すべき補間対象画素とを判別している。しかしながら、本発明はこれに限らず、他の適当な代替手法によって、補間値制限部１２の処理対象とすべき補間対象画素と、補間値制限部１２の処理対象から除外すべき補間対象画素とを判別しても構わない。例えば、補間値制限部１２の誤動作は、水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上（または下）の走査線上の画素の画素値を示す曲線が図１２のようにＶ字または逆Ｖ字の形状（これは斜め線として表示される）となっているときに発生しやすいということに着目し、その近傍に斜め線が存在しないと判定された補間対象画素については補間値制限部１２の処理対象とし（すなわち補間値制限部１２から出力される画素値を補間映像信号として出力する）、その近傍に斜め線が存在すると判定された補間対象画素については補間値制限部１２の処理対象としない（すなわち補間処理部１０から出力される画素値を補間映像信号として出力する）ようにしてもよい。補間対象画素の近傍に斜め線が存在するか否かは、公知の任意の手法で検出すればよい。

本発明によれば、斜め補間処理の誤動作による画質劣化を抑えながらも、斜め補間処理の効果が十分に発揮されるような走査線補間が可能となるので、例えばインターレース走査された映像信号を順次走査された映像信号に変換する順次走査変換装置に、本発明を好適に適用することができる。

本発明の第１の実施形態にかかる走査線補間装置の構成を示すブロック図 補間処理部１０の構成の一例を示すブロック図 交差領域検出部１４の動作を説明するための図 補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置しないときの走査線補間装置の動作を説明するための図 補間対象画素Ｐｉが交差領域に位置するときの走査線補間装置の動作を説明するための図 走査線補間装置によって生成される補間映像信号の具体例を示す図 変形例にかかる走査線補間装置の動作を説明するための図 変形例にかかる走査線補間装置の動作を説明するための図 変形例にかかる走査線補間装置の動作を説明するための図 従来の走査線補間装置の構成を示すブロック図 斜めエッジを有する映像信号が入力されたときの従来の走査線補間装置の動作を説明するための図 斜め線を有する映像信号が入力されたときの従来の走査線補間装置の動作を説明するための図 従来の走査線補間装置の動作を説明するための図 従来の走査線補間装置の動作を説明するための図 従来の走査線補間装置の動作を説明するための図

符号の説明

１０ 補間処理部
１２ 補間値制限部
１４ 交差領域検出部
１６ 選択部
１０１ 角度・相関検出部
１０２ 斜め補間処理部
１０３ 垂直補間処理部
１０４ 混合部

Claims (6)

1. 補間対象画素の斜め方向に位置する少なくとも２画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する補間処理手段と、
   前記補間処理手段によって決定された画素値が、補間対象画素の上下に隣接する２つの画素の画素値の間の範囲外に存在する場合に、補間対象画素の画素値が補間対象画素の上下に隣接する２つの画素の画素値の間の値になるように、前記補間処理手段によって決定された画素値を補正する補間値制限手段と、
   補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づいて、前記補間処理手段によって決定された画素値または前記補間値制限手段によって補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって前記補間値制限手段の誤動作を防止する誤動作防止手段とを備え、
   前記誤動作防止手段は、
   水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域である交差領域に補間対象画素が位置するか否かを判定する交差領域検出手段と、
   前記交差領域検出手段の判定結果に応じて、前記交差領域に位置しないと判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、前記交差領域に位置すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択手段とを含むことを特徴とする、走査線補間装置。
2. 前記交差領域検出手段は、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の左手に位置する第１画素の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第１画素と同じ水平位置に位置する第２画素の画素値を減算した結果の値である第１減算結果値の符号と、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の右手に位置する第３画素の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第３画素と同じ水平位置に位置する第４画素の画素値を減算した結果の値である第２減算結果値の符号が同じか否かを判定し、前記第１減算結果値の符号と前記第２減算結果値の符号が同じであれば、前記交差領域に補間対象画素が位置しないと判定することを特徴とする、請求項１に記載の走査線補間装置。
3. 前記交差領域検出手段は、第１減算結果値の符号と第２減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第１減算結果値の絶対値と前記第２減算結果値の絶対値の両方が０より大きな第１の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定することを特徴とする、請求項２に記載の走査線補間装置。
4. 前記交差領域検出手段は、第１減算結果値の符号と第２減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第１減算結果値の絶対値と前記第２減算結果値の絶対値の両方が０より大きな第１の閾値以上であり、なおかつ前記第１画素と前記第３画素の差分の絶対値と前記第２画素と前記第４画素の差分の絶対値の両方が０より大きな第２の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定することを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の走査線補間装置。
5. 補間対象画素の斜め方向に位置する少なくとも２画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する補間処理手段と、
   前記補間処理手段によって決定された画素値が、補間対象画素の上下に隣接する２つの画素の画素値の間の範囲外に存在する場合に、補間対象画素の画素値が補間対象画素の上下に隣接する２つの画素の画素値の間の値になるように、前記補間処理手段によって決定された画素値を補正する補間値制限手段と、
   補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づいて、前記補間処理手段によって決定された画素値または前記補間値制限手段によって補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって前記補間値制限手段の誤動作を防止する誤動作防止手段とを備え、
   前記誤動作防止手段は、
   補間対象画素の近傍に斜めエッジではなく斜め線が存在するか否かを判定する斜め線検出手段と、
   前記斜め線検出手段の検出結果に応じて、その近傍に斜め線が存在しないと判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、その近傍に斜め線が存在すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択手段とを含むことを特徴とする、走査線補間装置。
6. 補間対象画素の斜め方向に位置する少なくとも２画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する補間処理ステップと、
   前記補間処理ステップにおいて決定された画素値が、補間対象画素の上下に隣接する２つの画素の画素値の間の範囲外に存在する場合に、補間対象画素の画素値が補間対象画素の上下に隣接する２つの画素の画素値の間の値になるように、前記補間処理ステップにおいて決定された画素値を補正する補間値制限ステップと、
   補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づいて、前記補間処理ステップにおいて決定された画素値または前記補間値制限ステップにおいて補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって前記補間値制限ステップにおける誤動作を防止する誤動作防止ステップとを備え、
   前記誤動作防止ステップは、
   水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域である交差領域に補間対象画素が位置するか否かを判定する交差領域検出ステップと、
   前記交差領域検出ステップの判定結果に応じて、前記交差領域に位置しないと判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、前記交差領域に位置すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択ステップとを含むことを特徴とする、走査線補間方法。

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