JPH01194693A - 動き適応型走査線補間方法 - 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、カラーテレビジョン信号の補間方法であって
、特に画面の動きに適応した補間方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 動きのあるカラーテレビジョン信号の垂直解像度を改善
するために行う走査線補間には、相隣る２つのフレーム
間の相゛対応する各画素間の差をとって動き検出を行い
、動きの少ない部分においては前フィールドのデータを
そのまま補間するか、前フィールドの画素と現フィール
ドの相対応する画素との平均値（以下「バイリニヤデー
タ」という。）をとって補間し、動きの多い部分におい
ては現フィールド内において隣接走査線間のバイリニヤ
データを補間することが行われていた。しかし、このよ
うにすると、第５図に示すように、フレーム内、すなわ
ちＩフィールドと（１−１）フィールドとの間において
は動きがあるのに、上記のようなフレーム間の動き検出
によってＩフィールドとＩ−２フィールドとの間では動
きがないものとして検出されるＢの部分においては、前
フィールドのデータがそのまま補間されるため、現フィ
ールドには存在しない前フィールドの残像を生じる欠点
がある。

本出願人においては、特開昭６１−２７４４９２号公報
の「動き適応型走査線補間における動き判定方法」にお
いて、ＲＧＢ各信号の何れかが現フィールドの隣接する
走査線と前フィールドの対応する走査線との差が有意で
かつ同符号であり、かつ隣接する３フィールドのフレー
ム間差の何れかに動きが検出されるときは動きとして判
定し、このように動きがあると判定されたときは現フィ
ールド内のバイリニヤデータを補間データとして採用し
、それ以外の動きのないときは前フィールドのデータを
補間データとして切換え採用する方法を提案した。

（発明が解決しようとする課題） 上述した特開昭６１−２７４４９２号公報においては、
隣接する３フィールドのフレーム間に亘って動きを検出
しているので、残像を生ずる問題は解決されている。し
かしながら、動きのあるときの現フィールド内のバイリ
ニヤデータと、動きのないときの前フィールドのデータ
そのものまたはフレーム内のバイリニヤデータとを切換
えて補間する方法をとっているため、補間された走査線
には切換点において画像の不連続を生じ、画像によって
は不連続による不自然さが目立つという新たな欠点が生
ずることを確かめた。

本発明は、このような補間データの切換えによる不連続
性を除去し得る補間方法を提供するこ古を第１の目的と
するものである。

連続的な補間を行おうとするときは、動き係数は２種類
の補間データを切換えるだけのオンオフ信号でなく、動
きの程度に応じた連続量であり、かつ得られた画像の画
質の良いことが必要になる。

又、動き係数は特開昭６１−２７４４９２号公報に開示
したように、動きがあるのに動きがないものとして検出
する部分を未然に防ぐことが必要である。そこで、本発
明の第２の目的は、動きがあるのに動きがないものとし
て検出する部分を未然に防ぐと共に、動きの程度に応じ
たアナログ量で、画質の良好な動き係数を与えることが
できる補間方法を提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、カラーテレビジョン信号の動画に対して動き
検出を行い、この動きに適応した補間を行うに当たり、
現フィールド内におけるバイリニヤデータと、前フィー
ルドのデータとを検出した動き係数Ｋ＞１２によって、
前フィールドのデータはＫＨ２に比例し、現フィールド
のバイリニヤデータは（Ｉ　　Ｋｘ２）に比例するよう
に重み付けを行って総合的な補間データを得ることを特
徴とするものである。

本発明では前記動き係数にに２は、隣接した３フィール
ドにつき、それぞれフレーム間差によって検出した動き
信号の内、最小となるものを選択するようにし、前記フ
レーム間差は、１フレーム間の輝度信号差と２フレーム
間の輝度信号差とを、それぞれ入力の輝度信号差が大き
くなると出力の動き係数が小さくなる特性を有する動き
係数発生器に加え、得られた動き係数の内小さい方を選
択してフレーム間差による動き係数とする。

（作　用） 上記のように、連続性を有する動き係数によって重み付
けを行って総合的な補間データを算出することにより、
上述した従来の補間方法における補間データの不連続的
な切換えが無くなり、その結果として画面の不連続性が
なくなって、画質が向上することになる。また、動きの
大きいときは現フィールドのバイリニヤデータのウェイ
トが大きくなり、動きの小さいときは前フィールドのデ
ータのウェイトが大きくなるので残像による画質の劣化
も有効に改善することができる。

動き係数の検出において、フレーム間差によって検出し
た信号差のレベルが大きくなると動き係数が小さくなる
特性の動き係数発生器によって、１フレーム間差と２フ
レーム間差とを比較し、その動き係数が小さい方を採る
ということは、大きい動きの場合を採用したことに外な
らない。このようにして求めた動き係数を３つの隣接フ
ィールドにつき比較してその最小値を採るということは
、隣接スる３フィールドの１フレーム間差及び２フレー
ム間差による動き検出の範囲内において最大の動きをと
らえ、この動きによって現フィールドの走査線補間を行
うもので、最大の動きを採用することは現フィールドの
バイリニヤデータのウェイトを大きく採ることに相当す
る。このようにすることにより、動きの程度に比べてバ
イリニヤデータを補間データとして採用する割合が多く
なり、その分多少の解像度の低下はあり得るが、不適切
な前フィールドデータの補間による残像効果は未然に防
ぐことができるので、総合的な画質は向上することにな
る。

（実施例） 以下、図面について本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明による動き適応型走査線補間方法を実
施して、走査線数５２５本、フレーム周波数３０Ｈｚの
インクレースＶＢＳ信号（ビデオ信号、バースト信号、
同期信号の合成信号）より成る人力信号から、走査線数
５２５本、フレーム周波数６０Ｈｚのノンインクレース
ＲＧＢ高精細度出力信号に変換する装置の全体の系統図
を示すものである。この装置によって、走査線数１０５
０本、フレ”−ム周波数３０ＨｚのノンインクレースＲ
ＧＢ出力信号を作成することもできる。人力カラーテレ
ビジョン信号がビデオテープレコーダの再生信号のよう
に時間軸に変動のある信号の場合は、予め公知のクイム
ベースコレクタによって時間軸を補正しておく必要があ
る。又、雑音を含む場合は、公知のノイズリデューサに
よって雑音を減少せしめておくことが好ましい。もっと
も、ノイズリデューサは本装置に組込むことも可能であ
る。入力端子１から供給された入力ＶＢＳ信号は１２！
ＪＨｚの低通過濾波器　　′２を介してＡ／Ｄ変換器３
によってデジタル信号に変換され、フレームデレー５お
よびフレーム間Ｙ／Ｃ分離回路７によってＹ／Ｃ分離が
行われ、輝度信号Ｙ、および色度信号ＣＦを得る。この
フレーム間Ｙ／Ｃ分離回路７は公知の回路を使用するこ
とができ、その一実施例を第２図に示す。

すなわち、人力ＶＢＳ信号（Ｙ十Ｃ，Ｙ−Ｃ）を直接減
算器３１に供給するとともにフレームデレー５を介して
供給する。人力信号中の色度信号の位相はフレーム毎に
反転しているので、フレームデレー５の入力側にＹ＋Ｃ
またはＹ−Ｃ信号が供給されるときは出力側にはＹ−Ｃ
またはＹ＋Ｃ信号が現われることになる。したがって減
算器３１の出力は±２ＣＦとなる。この信号を増幅器３
２で１／２とすることによりフレーム間で分離された色
度信号Ｃｐが得られることになる。−万人力信号と色度
信号Ｃ２とを減算器３３に供給することにより色度信号
を相殺除去することができ、この減算器からフレーム間
で分離された輝度信号ＹＦが得られることになる。

第１図に示すように人力デジタル信号は、画像適応型Ｙ
／Ｃ分離回路８にも供給され、２Ｈコムフイルタと帯域
通過濾波器によって分離したＹ及びＣに対し、縦方向の
変化及び横方向の変化を総合して算出した変化係数によ
って重みを付け、縦及び横方向の急激な変化部分におけ
るドツトクロールやクロスカラーに対応した画像に適応
して分離された輝度信号Ｙｐおよび色度信号Ｃ１を得る
。

この画像適応型Ｙ／Ｃ分離回路８は、本願人の出願に係
る特開昭６１−２７４４９１号公報の「画像適応型輝度
信号・色信号分離方法」に詳細に開示しであるので、こ
こでは説明を省略する。

次に、このようにして求めたＹｐ　、ＣＦ　、Ｙｐ、Ｃ
ｐ及び動き係数検出回路４によって作成された動き係数
Ｋ。１および（１−Ｋ）１１）を変調器９〜１２に加え
て動き係数に応じた重み付けを行い、これらの変調器の
出力を加算器１３および１４に加えて、Ｙｐ　、　Ｃｐ
　、　Ｙｐ　、　Ｃｐに動き係数に旧によって重み付け
を行った総合的な輝度信号Ｙおよび色度信号Ｃを作成す
る。この場合の重み付けは、動きの大きいときは画像適
応型Ｙ／Ｃ分離データＹ８、Ｃ３のウェイトを大きくし
てクロスカラーやドツトクロールによる画質低下を防ぎ
、動きの小さいときはフレーム間Ｙ／Ｃ分離データＹ、
およびＣＦのウェイトを大きくして良好な画質を得るよ
うにしている。

次に第２図を参照し、上記の動き係数Ｋ。１の求め方に
ついて説明する。フレームデレー５の入口とフレームデ
レー６の出口の色度信号Ｃは同相になっているので、減
算器３５によってその差をとれば、２フレーム間におけ
る輝度信号と色度信号の動き（ΔＹ２＋ΔＣ２）が検出
される。減算器３４によってフレームデレー４の人口と
出口の差をとれば、色度信号の２倍（２Ｃ）と１フレー
ム中における輝度信号の動きとの合成信号（ΔＹ、＋２
Ｃ）が得られる。色度信号２ＣはＬＰＦ３６によって除
去して１フレーム中の輝度信号の動きΔＹ、だけが得ら
れる。このようにして得られたそれぞれの動き信号ΔＹ
２＋ΔＹｌ＋　ΔＣ２を、第４図のように動き信号のレ
ベルが大きくなると動き係数Ｋが小さくなるような特性
を有する動き係数（Ｋ）発生器３７および３８に加え、
得られるＫの内最小のものをセレクタ３９によって選択
してＫＸＩとする。このような動き検出方法を採用する
ことにより、動きの実際に合致した動き係数を得ること
ができる。なお、七しフタ３９の出力側にＫ　Ｋ　ｌの
補数を求めるＩ　　Ｋｘ＋発生器４３を設ける。

再び第１図を参照するに、加算器１３から出力されるＹ
／Ｃ分離された輝度信号Ｙを輪郭強調回路１５に供給し
て画像の輪郭が強調された輝度信号Ｙ′を作り、次いで
Ｙ′とＣをカラーデコーダ１６に供給して三原色信号Ｒ
ＧＢを得る。上記の輪郭強調回路１５及びカラーデコー
ダ１６は、公知の回路を使用することができる。このよ
うにして得られたＲＧＢ信号を次に動き適応型走査線補
間回路１７に供給し、動きに適応した走査線の補間を行
い、さらにスキャンコンバータ１８に供給して所望のラ
イン数およびフレーム数を有する色信号Ｒ’　、Ｇ’　
。

Ｂ′を得る。これらの色信号Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’はさらに
Ｄ／Ａ変換器１９〜２１によってアナログ信号Ｒ’、Ｇ
’、Ｂ’に変換され、ＬＰＦ７５〜７７を経て出力端子
２２〜２４に供給される。

第５図は、動きのある画像の動き検出の説明図である。

前に説明した通り、フレーム間差（■フィールドと（Ｉ
−１）フィールドの差）によって動きを検出するときは
、動きとして検出される部分Ａと動きとして検出されな
い部分Ｂを生ずるが、この部分Ｂはフレーム内（Ｉフィ
ールドと（Ｉ−１）フィールドの間）では動きがある。

このような部分Ｂではフレーム内の対応する走査線間の
平均値をとるか、前フィールドのデータをそのまま補間
するので、■フィールドには存在しない（Ｉ−１）フィ
ールドの残像Ｐ１−２を生ずる。このため、上記のＢの
如き部分の発生を是非避ける必要がある。この対策の一
つとして、隣接フィールド（Ｉおよび（１−１）フィー
ルド）のフレーム間差の何れかに有意の差があるときは
、動きとして判定する方法については既に述べた。他方
、フレーム間においては動きがあるものとして検出され
るが、フレーム内においては動きのないＣの如き部分は
、フレーム内の平均値か、前フィールドのデータをその
まま補間すべきところを、現フィールド内で隣接走査線
間の平均値をとって補間するので、多少解像度が落ちる
。

第３図は動き適応型走査線補間回路１７のブロック図で
ある。カラーデコーダ１６（第１図）からのＲＧＢ信号
はそれぞれ同一構成の補間回路に加えられる。

すなわち、Ｒ，Ｇ、　Ｂの各色信号に対して、ＩＨデレ
ー５１．５２．５３と、加算器５４．５５．５６と、１
フィールドデレー５７．５８．５９と、１／２増幅器６
０．６１．６２と、変調器６３．６４；　６５．６６；
　６７、６８と、加算器６９゜７０、７１とを備えてい
る。各色信号に対する回路構成及び動作は同じであるか
ら、以下Ｒ信号について説明する。

ＩＨデレー５１によってＩＨ遅れた信号と現信号を加算
器５４に加え、その出力を増幅器６０によって１７２と
すれば、隣接走査線の平均値、すなわちバイリニヤデー
タが得られる。一方、１フィールドデレー（２６３Ｈ）
　５７によって、前フィールドのデータが得られる。次
いで、変調器６３および６４及び加算器６９により、バ
イリニヤデータと前フィールドデータとを、動き係数Ｋ
Ｍ□によって重みを付けて合成する。すなわち、変調器
６３には動き係数１−にに２を、変調器６４にはＫｘ２
を供給する。このため、ＫＨ２が大きくなるときは前フ
ィールドのデータのウェイトが増し、小さくなるときは
バイリニヤデータのウェイトが増すことになる。

動き係数にイ２は、第２図を参照するに、前記のように
して求めたに旧を直列に接続した１フィールドデレー４
０及び４１に加え、その入口、中間点および出口のＫ）
１□をセレクタ４２に加えてその最小値を選択し、これ
をＫ。２として出力する。このように３フィールドの範
囲を対象にしたことは動き検出の範囲を拡大したことで
あり、最小のＫ。１をＫＭ□とすることは第４図におい
て最も大きい動きに相当する最小のに値を選択したこと
に外ならない。動き検出の範囲拡大により、フレーム内
においては動きがあるのに動きがないものとして検出さ
れる部分が無くなることは前掲した特開昭６１−２７４
４９２号公報と同様である。最も大きい動きに相当する
最小のに値を選択したことにより、現フィールドのバイ
リニヤデータのウェイト′が大きくなる。また、セレク
タ４２の出力側に、Ｋ、２の補数を与えるＩ　　Ｋ）１
２発生器４４を設ける。

上述したようにして動き適応型走査線補間回路１７にお
いて、補間された信号は、現フィールドの信号と共にス
キャンコンバータ１８に送られ、走査線数５２５本、１
／６０秒フレームのノンインクレース信号又は走査線数
１０５０本、１／３０秒フレームのインクレース信号に
変換されたＲ′となる。Ｇ及びＢ信号についても同様の
処理を行ってＧ′及びＢ′を得る。Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’倍
信号Ｄ／Ａコンバータ１９．２０．２１によってアナロ
グ信号に変換され、ＬＰＦ７５．７６、７７を経てＲ’
、Ｇ’、Ｂ’として出力される。

なお、第２図及び第３図のブロック図は、一実施例を示
すものであって、同一の目的に対し公知の技術を利用し
た幾つかの変形があることは言うまでもない。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によれば、広い範囲の動き情
報によって現フィールドの走査線補間を行っているので
残像を生じないことはいうまでもないが、現フィールド
のバイリニヤデータと前フィールドのデータに、動き係
数によって重み付けを行って総合的な動き係数を算出し
ているので画面に補間データの切換えによる不連続を生
ずることがない。又、上記動き係数は上記の検出範囲に
ついて最大の動きに対する最小の動き係数を選択してい
るので、残像を生ずる恐れを未然に防ぐことができ、総
合的な画面の解像度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による補間方法を採用した変換装置の全
体の構成を示すブロック図、 第２図は同じくその動き係数検出回路の一例の構成を示
すブロック図、 第３図は同じくその動き適応型走査線補間回路の一例の
構成を示すブロック図、 第４図は動き係数発生回路の特性を示すグラフ、第５図
は従来の動き検出方法を説明するための線図である。 １・・・入力端子　　　　４・・・動き係数検出回路５
．６・・・フレームデレー −７・・・フレーム間Ｙ／Ｃ分離回路 訃・・画像適応型Ｙ／Ｃ分離回路 ９〜１２・・・変調器　　　１３．１４・・・加算器１
５・・・輪郭強調回路　　１６・・・カラーデコーダ１
７・・・動き適応型走査線補間回路 １８・・・スキャンコンバータ ２２〜２４・・・出力端子 ３１、３３．３４．３５・・・減算器 ３７、３８・・・動き係数発生器 ３９・・・セレクタ ４０、４１・・・１フィールドデレー ４２・・・セレクタ ５１、５２．５３・・・ＩＨデレー ５４、５５．５６・・・加算器 ５７、５８．５９・・・１フィールドデレー６３〜６８
・・・変調器 ６９、７０．７１・・・加算器 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カラーテレビジョン信号の動画に対して動き係数を
   検出して、動きに適応した補間を行うにあたり、現フィ
   ールド内におけるバイリニヤデータと、前フィールドの
   データとを前記の検出した動き係数によって重み付けを
   行って総合的な補間データを得ることを特徴とする動き
   適応型走査線補間方法。 ２、隣接した３フィールドにつき、それぞれフレーム間
   差によって検出した動き係数の内、最小のものを総合的
   な動き係数として選択する請求項１記載の動き適応型走
   査線補間方法。 ３、１フレーム間の輝度信号差と２フレーム間の輝度信
   号差および色導電信号差とを、それぞれ入力の輝度信号
   差が大きくなると出力の動き係数が小さくなる特性を有
   する動き係数発生器に加え、得られた動き係数の内の小
   さい方をフレーム間差による動き係数として選択する請
   求項２記載の動き適応型走査線補間方法。