JPH01108886A - 走査線補間回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、動き適応型の補間処理を行う走査線補間回路
に関し、特に動画時の鮮鋭度が劣化しない高画質化補間
処理を行い得る走査線補間回路に関するものである。

〔従来の技術〕

テレビ画像の高画質化技術として、例えば、現フイール
ド画像に１フイールド前の画像を動き適応処理により内
挿して走査線補間を行い、ノンインタレース化するフィ
ールド倍速技術がある。尚。

この種の従来技術としては、例えば、特開昭６０−１８
０７８号公報が挙げられる。

これらの従来技術の要点は、動き適応処理により、静止
している部分については現フイールド画像に１フイール
ド前の画像を内挿して走査線補間を行う静止画処理が、
また、動きのある部分については現フイールド画像から
内挿処理を施して走査線補間を行う動画処理が、行われ
ることである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記した従来技術によれば、静止画処理を施した部分に
ついては解像度のあるくっきりとしだ画像となるが、動
画処理を施した部分については解像度の劣化した少しボ
ケた画像となっていた。この場合、動いている速度が速
い時には、動いているものに対する人間の視覚特性劣化
により、このボケはほとんど問題にならない。しがし、
カメラがゆっくりパニングする場合等、動いている速度
が遅い時には、本来静止している物体を見ているという
意識が働くため、動画処理による画像のボケは顕著とな
り問題であった。

本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解決し、
動画時においても画像のボケがない動き適応型の補間が
行える走査線補間回路を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した目的を達成するために、本発明では、現フィー
ルドの画像情報に対し、該画像情報の静止画像部分では
主として静止画用補間情報を用いて走査線補間を行い、
動画像部分では主として動画用補間情報を用いて走査線
補間を行う動き適応型の走査線補間回路において、前フ
ィールドの画像情報と後フィールドの画像情報とから、
画像全体の動きを示す動きベクトルを検出する動きベク
トル検出手段と、検出された前記動きベクトルに基づい
て、前記前フィールドの画像情報または後フィールドの
画像情報の位置移動を行う位置移動手段と、を設け、該
位置移動手段によって位置移動された画像情報を前記動
画用補間情報として用いるようにした。

〔作　用〕

前記動きベクトル検出手段は、先ず、前フィールドの画
像情報の画像位置を水平および垂直方向に色色ずらした
ものと、後フィールドの画像情報と、の相関をとり、最
も相関の強い画像位置を決定する。次に、補間すべき現
フィールドの画像位置は、前フィールドの画像位置と後
フィールドの画像位置とのちょうど真中であるから、上
記した最も強い相関を示す画像位置を与える移動量を、
水平、垂直とも−することにより、動きベクトルの値を
得る。

また、前記位置移動手段は、この動きベクトルの値を基
に、前フィールドの画像情報の画像位置をずらす。

そこで、動きを検出している場合には、この位置移動が
なされた画像情報を補間情報として、走査線補間を行う
。これによりフィールド間の補間が行われ、従来技術で
行われていたフィールド内における画像垂直方向の演算
による走査線補間を行わないために、垂直解像度の劣化
が少くなり。

ボケが目立たない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図において、１０１は２：１インタレース走査の輝
度信号、１０２〜１０４はフィールドメモリ、１０５は
動き検出回路、１０６は混合回路、１０７．１０８は時
間軸圧縮回路、１０９は切り換え回路、１１０はノンイ
ンタレース走査の輝度信号、１１１は動きベクトル検出
回路、１１２は位置移動回路である。

輝度信号１０１として画像情報がフィールドメモリ１０
２に入力されると、フィールドメモリ１０２からは後フ
ィールドの情報が、フィールドメモリ１０３からは現フ
ィールドの情報が、フィールドメモリ１０４からは前フ
ィールドの情報が。

それぞれ出力される。

動きベクトル検出回路１１１は、後フィールドの情報で
あるフィールドメモリ１０２の出力と、前フィールドの
情報であるフィールドメモリ１０４の出力と、を入力し
て動きベクトルを検出し、位置移動回路１１２に入力す
る１位置移動回路１１２では、前フィールドの情報であ
るフィールドメモリ１０４の出力を入力し、その画像位
置を、先に入力された動きベクトルに基づいてずらす。

一方、動き検出回路１０５は、後フィールドの情報であ
るフィールドメモリ１０２の出力と、前フィールドの情
報であるフィールドメモリ１０４の出力と、を入力して
、画像の１フレ一ム間の差を求め、更にその差信号の絶
対値をとることで画素単位の動きを検出する。

混合回路１０６では、位置移動回路１１２の出力と前フ
ィールドの情報であるフィールドメモリ１０４の出力と
を入力し１両者を混合して出力する。その際、動き検出
回路１０５からの検出出力に応じてその混合比を変化さ
せる。その結果、動き検出回路１０５が静止と判定して
いる場合には、混合回路１０６からは主として前フィー
ルドの情報であるフィールドメモリ１０４の出力が補間
情報として出力され、また、動き検出回路１０５が動き
と判定している場合には、混合回路１０６からは主とし
て位置移動回路１１２の出力が補間情報として出力され
る。

次に、時間圧縮回路１０７，１０８は、それぞれ、現フ
ィールドの情報であるフィールドメモリ１０３の出力と
、補間情報である混合回路１０６の出力と、を時間圧縮
する。その後、切り換え回路１０９が、時間圧縮された
王水平期間毎に５時間圧縮回路１０７，１０８の出力を
切り換えて出力する。

この様にして、切り換え回路１０９からは、補間処理の
施されたノンインタレース走査の輝度信号１１０を得る
ことができる。

以上のように、本実施例では、動き検出回路１０５が静
止と判定している場合には、従来の動き適応型の補間処
理と同様に、フィールド間の補間がなされ、動き検出回
路１０５が動きと判定している場合には、従来とは異な
り、フィールド間の補間がなされる。

以上が、本実施例における動作の流れである。

次に、個々の動作について詳細に説明する。

最初に、動きベクトル検出回路１１１を説明する。

動きベクトルを求めるためには、まず、２フイ一ルド間
離れた２つのフィールドにおいて、後フィールドの画線
に対し、相対的に前フィールドの画像を並行移動して相
関を計算する。そして、この並行移動量を色色に設定し
、夫々の相関を求めて最も相関が強いものを選択すると
それが画像の全体的な動きである。これは、同一の物体
が動いた場合には、動く前の位置と、動いた後の位置に
おける相関が最も強くなるからである。

従って、この最も相関が強い場所を得るために用いた水
平方向の移動量と、垂直方向の移動量を夫々−したもの
が現フィールドに対する動きベクトル量である。すなわ
ち、前フィールドから動きベクトル量だけ画像全体をず
らしたものが現フィールドの画像であり、また、後フィ
ールドから動きベクトル量だけ画像全体を逆方向へもど
したものが現フィールドの画像である。

なお、上記した動きベクトルを求めるための相関をとる
方法について第２図に示す。

後フィールド中のＰ（２，２）、Ｐ（２，３）。

Ｐ（３，２）、Ｐ（３，３）からなるマトリクスＰ工が
、前フィールドからどれだけ動いたかを知るには、前フ
イールド中のマトリクスＡおよびＡを並行移動したＢ、
Ｃ，・・・と、Ｐ工と、の相関を求め最も相関の強いも
のを探す。

次に、以上の様な動作を行う動きベクトル検出回路１１
１の具体的ハードウェア構成例を第３図（ａ）と第３図
（ｂ）とに分けて示す。

第３図（ａ）は相関計算のための種類の遅延を得るため
の回路であり、Ｍ個の遅延回路４０１から成っている。

このうち、連続するＭ個の遅延回路４０１により、ＩＨ
遅延回路を構成しており、２６２Ｈ遅延により全体で１
フイールド遅延となっている。

第３図（ｂ）は上記の様にして遅延した信号を入力とし
、相関を求める部分の回路である。

第３図（ｂ）において、５０１は後フィールドの画像信
号、５０２は前フィールドの画像信号、５０３は減算回
路、５０４は絶対値回路、５０５は加算回路、５０６は
選択回路、５０７はベクトル発生回路、である。

例えば、後フィールド中のＰ工が存在する位置に対し、
水平方向に１単位左へ、垂直方向に１単位上の前フイー
ルド上のマトリクスＰ（１，１）。

Ｐ（１，２）、Ｐ（２，１）、Ｐ（２，２）との相関を
求める場合を考える。

これにはまず対応する位置毎に減算器５０３により減算
し、その後で絶対値回路５０４で正値化する。そうする
と、相関が強い場合にはＯに近い値が出力され、反対に
相関が弱い場合には正の大きな値が出力される。そして
、位置毎の相関値である絶対値化回路５０４の出力を加
算回路５０５で加算する。この理由は、成る位置で強い
相関が示されても必ずしも画像の動きをとらえているわ
けでないので、点ではなく面としての相関を考えるため
である。

同様にして、水平位置を１単位左へ、垂直方向には変化
させない場合のマトリクスの相関を求める。さらに、水
平位置、垂直位置を様様に変え相関を求める。そして、
これらの相関値の中から最も相関値の強いものを選択回
路５０６で選択する。

その後、選択回路６０６で選択されたものに対すす る水平方向の移動量と垂直方向の移動量の夫々−したも
のを、ベクトル発生回路５０７がベクトル量として出力
する。

なお、相関の強いものがない場合、つまり、すべての加
算回路５０５の出力が所定のレベルを越えてしまう場合
、動きベクトル検出回路１１１はその旨を動き検出回路
１０５へ伝える。それにより、動き検出回路１０５は混
合回路１０６に指示を与える。混合回路１０６は、その
指示により、現フィールドの情報であるフィールドメモ
リ１０３の出力を用いて補間情報を生成して、位置移動
回路１１２の出力に代えて出力する。その結果、従来の
動き適応型の補間処理と同様のフィールド内での補間処
理がなされる。

次に、位置移動回路１１２について説明する。

位置移動回路１１２は動きベクトル検出回路１１１の出
力である動きベクトル量に応じて画像位置を移動させる
回路である。この位置移動回路１１２の具体例を第４図
（ａ）に示す。

第４図（ａ）において、３０１は画面の垂直方向の位置
を示す垂直アドレス、３０２は画面の水平方向の位置を
示す水平アドレス、３０３，３０４は減算器、３０５は
フィールドメモリ、３０６゜３０７はレジスタ、３０８
はデータ入力、３０９はデータ出力である。

まず、第１図に示したフィールドメモリ１０４の出力が
データ入力３０８としてフィールドメモリ３０５に入力
される６次に、第３図（ｂ）に示したベトクル発生回路
５０７の出力である垂直方向移動量５０８と水平方向移
動量５０９とがそれぞれレジスタ３０６，３０７に書き
込まれる。そうすると、減算器３０３，３０４によって
フィールドメモリ３０５の読み出しアドレスが修飾され
、画像の位置がずれてデータ出力３０９として出力され
る。

この様子を水平位置をずらす場合について第４図（ｂ）
の波形図により説明する。

第４図（ｂ）において、（ｉ）は水平同期信号、（…）
は水平アドレス３０２、（ｍ）は修飾後の水平アドレス
、である。

水平位置をずらさない場合には、Ｏがレジスタ３０７に
書かれており、減算器３０４の出力には水平アドレス３
０２がそのまま出力される。一方、水平位置をｎずらず
場合、レジスタ３０７にはｎが書き込まれる。そうする
と、減算器３０４の出力には、水平アドレス３０２から
ｎが減算されたものが現れるから、（ｉｎ）で示す信号
がフィールドメモリ３０５へ供給される。したがって、
この場合、フィールドメモリ３０５に与えられる水平ア
ドレスが、ｎアドレスだけ遅れて与えられ、データ出力
３０９として水平位置をｎだけ右へ移動した画像が得ら
れる。また、垂直位置をずらす場合も同様である。

第５図に１位置移動回路１１２によって画像の位置をず
らした補間用信号（即ち、補間情報）を示す。尚、第５
図において、カッコ内は特定画素の座標位置を示す。

この補間用信号を使ってフィールド間補間を行えばカメ
ラのパニング時等の動画再生時でもはっきりした画像を
得ることができる。

ところで１本発明は、走査線補回路以外でも、動き適応
型の映像信号処理なら、ノイズリデューサ等にも適用す
ることが可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した様に１本発明によれば、動きのある場合に
も、フィールド間の走査線補間が行えるので、動画時の
ボケが発生しにくく、鮮明な画像を得ることが可能であ
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は動きベトクル検出回路の動作を説明するための説
明図、第３図は第１図の動きベクトル検出回路の一具体
例を示すブロック図、第４図（ａ）は第１図の位置移動
回路の一具体例を示すブロック図、第４図（ｂ）は第４
図（ａ　）の位置移動回路の動作を説明するための説明
図、第５図は本発明による補間用信号の作成方法を示す
概念図。 である。 １０１・・・２：１インタレ一ス信号、１０２゜１０３
．１０４・・・フィールドメモリ、１ｏ５・・・動き検
出回路、１０６・・・混合回路、１０７，１０８・・・
時間圧縮回路、１０９・・・切り換え回路、１１０・・
・ノンインタレース信号、１１１・・・動きベクトル検
出回路、１１２・・・位置移動回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、現フィールドの画像情報に対し、該画像情報の静止
   画像部分では主として静止画用補間情報を用いて走査線
   補間を行い、動画像部分では主として動画用補間情報を
   用いて走査線補間を行う動き適応型の走査線補間回路に
   おいて、 前フィールドの画像情報と後フィールドの画像情報とか
   ら、画像全体の動きを示す動きベクトルを検出する動き
   ベクトル検出手段と、検出された前記動きベクトルに基
   づいて、前記前フィールドの画像情報または後フィール
   ドの画像情報の位置移動を行う位置移動手段と、を設け
   、該位置移動手段によって位置移動された画像情報を前
   記動画用補間情報として用いることを特徴とする走査線
   補間回路。