JPH02148978A - 画面拡大装置 - 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］ 本発明は特に民生用ＶＴＲにおける動き適応画素補間に
よる画面拡大装置に関する。

［発明の概要］ ディジタルメモリを用いて、ＮＴＳＣ方式の画面の　１
／４　を拡大するシステムにおいて、４フイ一ルド分の
メモリを使い、画像の動きに応じて画素単位にフィール
ド内補間とフィールド間補間を選択し、合わせて走査線
内で水平方向画素補間を行なう。補間は奇数フィールド
と偶数フィールドで各々適した方法を用いて行なわれる
。

［従来の技術］ 民生用ＶＴＲ等に、一般に電子ズームと称されているデ
ィジタルフィールドメモリを用いた画面拡大機能がある
。拡大率は普通面積比で４倍（縦横寸法比で　２倍）に
設定されている。それ以上の比では画像が粗くなってし
まうし、それ以下では拡大の効果が薄れてしまうためで
ある。

第９図に４倍拡大の概念図を示す、拡大前の画面を便宜
上“標準″と称すると、フィールドメモリに標準画面全
体を書き込み、読出しの際に拡大したい部分を時、間伸
長して、さらに足りない走査線を隣接走査線から補間し
て拡大画面を得ている。このように足りない走査線をフ
ィールド内の隣接走査線より補うことをフィールド内袖
間という、第９図中、上は標準像を示し、下は拡大像を
示す。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、フィールド内袖間による拡大画面は垂直方向の
解像度が極端に悪く、特に静止画に対して顕著となる。

また、垂直解像度向上の観点からインターレース走査で
あることを利用し、前後のフィールドより走査線を補間
する。いわゆるフィールド間補間を用いることも考えら
れるが、動きのある被写体にこれを行なうと画像がぼけ
てしまう欠点がある。

［発明の目的］ 本発明の目的は、人の視覚が、動画に対しては解像度特
性が低下し、静止画に対しては向上する特性を積極的に
利用して、より高画質な拡大画面を得ることを可能にす
る画面拡大装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明による画面拡大装置
は、第１のフィールドを記憶する第１フィールドメモリ
と１次の第２のフィールドを記憶する第２フィールドメ
モリと、次の第３のフィールドを記憶する第３フィール
ドメモリと、さらに次の第４のフィールドを記憶する第
４フィールドメモリと、上記各フィールドメモリに記憶
された映像信号の前フィールド信号と後フィールド信号
を比較することにより映像の動きを判定する動き検出手
段と、フィールド内袖間する第１の補間手段と、フィー
ルド間補間する第２の補間手段と、上記検出手段に対応
して、画素単位に上記所定のフィールドメモリから読み
出された映像信号を上記第１の補間手段と第２の補間手
段に選択的に供給する手段とを含むことを要旨とする。

［作用］ ディジタルメモリを用いたＮＴＳＣ方式の画面拡大にお
いて、フィールドメモリを　４フィールド分設け、読出
し中のフィールドの前後のフィールド間の相関より被写
体の動きの有無を検出し。

画素単位に動きの有無に応じてフィールド内袖間とフィ
ールド間補間を選択する。

［実施例コ 以下に、図面を参照しながら、実施例を用いて本発明を
一層詳細に説明するが、それらは例示に過ぎず、本発明
の枠を越えることなしにいろいろな変形や改良があり得
ることは勿論である。

第１図は本発明による画面拡大装置の構成を示すブロッ
ク図で、図中、　１　はディジタル映像信号、２はマル
チプレクサ（ＭＰＸ、）、３〜６はフィールドメモリ、
７〜１０　はディジタル映像信号、１１　はマルチプレ
クサ（ＭＰＸ２）、１２　はマルチプレクサ（ＭＰＸ３
）、１４　　はマルチプレ’）”ｊ　（ＭＰ　Ｘ４　）
、　１４〜１６はディジタル映像信号、　１７は垂直画
素補間部、１８は　ＩＨ遅延メモリ、１９　は垂直画素
平均信号、　２ｏ　はマルチプレクサ（Ｍ　Ｐ　Ｘ’ｓ
　）、２１　はマルチプレクサ（ＭＰＸ、）、２２は動
き補償部、２３　はフレーム差信号、２４　は動き補償
器、２５は制御信号、２６　はマルチプレクサ（ＭＰＸ
７　）、２７はディジタル映像信号、２８　は水平画素
補間部、２９　はシフトレジスタ、３０　は水平画素平
均信号、３１　はマルチプレクサ（ＭＰＸ、）、３２は
ディジタル映像信号を表わす。

以下上記実施例の動作を説明する。

第２図に走査線により画面がどの様に構成されるかを示
す、上段に標準の構成を示しているが、ＮＴＳＣ方式で
は周知のとおり、ＯＤＤ。

ＥＶＥＮ　ともに　２６２．５　本のインタレースによ
り成っている。中段に拡大したい　１／４の画面を示し
、下段にそれを拡大した場合の画面構成を示している。

用いるフィールドメモリの容量は１フィールドにつき中
段に示した　１／４　の画面分だけでもよいが、ディジ
タルメモリを用いた他の機能と併用したい場合には　１
フイ一ルド分用意すればよい。

以下に、−例を挙げて説明する。

まず、第１図、第２図、第３図、第４図を用いて垂直方
向の画素補間（走査線補間）について述べる。

ＭＰＸ、２　　によってディジタル映像信号　１が書き
込まれるフィールドメモリ　３〜６　を選択し、ＭＰＸ
２１１　　はそれより　３フィールド前を、ＭＰＸ３１
２　は２フィールド前（１フレイム前）を、　ＭＰＸ４
１３　　は　１フィールド前を選択し、走査線毎に　２
Ｈ（２水平走査）づつが各々のフィールドメモリ　３〜
６　より同時に読み出される。まず、後述する動き検出
において“動きあり″と判定した場合について説明する
。出力対象となるフィールドはＭＰＸ、１２によって選
択されたフィールドであり、既述のとおリディジタル映
像信号　１５　は　２Ｈづつ同じデータが繰り返し読み
出される。第４図に示すように、垂直画素平均信号　１
９　は、ディジタル映像信号　１５　と　ＩＨ遅延メモ
リ　１８　の平均値であり、ディジタル映像信号　１５
　は　２Ｈづつ繰り返し読み出されることから、第４図
中でＩＨで示した最初に読み出される水平走査期間には
その１走査線上の画素との平均値が出力され。

ＩＨ”で示した２度目に読み出される期間には同じ信号
同志の平均値であるので、全くそのものの信号が出力さ
れることになる。これは、第３図のＮ　フィールド（Ｏ
ＤＤ　）の１動きあり　″に示した補間の形を取る。

第２図の拡大を示した図（下段）のＥＶＥＮフィールド
の走査線を示す位置を見てみると、標準（上段）のＥＶ
ＥＮ　フィールドの走査線位置とは重ならないことがわ
かる。そのため、ＥＶＥＮ　　フィールドを出力する時
に、垂直画素補間信号１９　を使うことは望ましくない
、そこで、　ＭＰＸ５２０　　により　ＥｖＥＮ　フィ
ールド期間にはディジタル映像信号　１５　をそのま＼
出力するように切り換える。つまり、第３図においてＥ
ＶＥＮ　フィールド時の゛″原画素信号″を″動きあり
″に示すような位置に置き換えることを意味しており、
こうすることによって垂直方向のぼけを少なくする。

上記までのところを要約すると、″動きあり　″と判定
した画素に対しては、ＯＤＤ　　フィールド時には″原
画素信号″そのものと原画素信号間には平均信号を走査
線毎に振り分け、　ＥＶＥＮフィールド時には゛原画素
信号″の走査線の上下の最近接走査線に同じ″原画素信
号″を置き換えるということである。

つぎに、″動きなし″と判定した場合の補間について述
べる。ＭＰＸ６２１　　は、ディジタル映像信号　１５
　とその後のフィールドのディジタル映像信号　１６　
を走査線毎に切り換えて取り出す動作を行なう。第３図
のパ動きなし″のＯＤＤ　　フィールドに示すように、
原フィールド（Ｎ）と後の（Ｎ＋１　　）の走査線を交
互に配置することで完全な補間が行なえる。しかし、Ｅ
ＶＥＮ　フィールド時には、もともとの″原画素信号′
°はＥＶＥＮ走査線上には存在していないことから、　
ＯＤＤ　　フィールドと同じようにして得た２フィール
ドの走査線を交互に配置した信号を最近接のＥＶＥＮ走
査線にオフセットして配置する。

これまで述べてきたような“動きあり″と゛動きなし”
の場合の補間を施された信号が並列して出力されている
ものを、　ＭＰＸ７２６　　が制御信号２５　によって
制御され、画素単位に適応的に切り換える。

つぎに動きの判定について説明する。出力対象となって
いるフィールドのディジタル映像信号１５　に対して、
前フィールドのディジタル映像信号　１４　と後フィー
ルドのディジタル映像信号１６の差であるフレーム差信
号２３　を演算し、その絶対値と動き補償器２４　に設
定した閾値との大小比較によりＭＰＸ７２６　　を切り
換える制御信号２５　を出力する。このようにして、動
きに適応した垂直画素補間（走査線補間）を施したディ
ジタル映像信号２７　を得る。

垂直方向に画素補間されたディジタル映像信号をさらに
水平方向にも画素補間を行なうのが水平画素補間部２８
である。第１図および第５図を用いて動作の説明をする
。第５図（ｂ）にディジタル映像信号　２７　とシフト
レジスタ　２９　によって１画素遅延された信号および
その平均値である水平画素平均信号３０のタイミングを
示す。

このようなタイミングで発生しているディジタル映像信
号２７　と水平画素平均信号３０　を第５図（ｂ）のマ
ルチプレクサ制御信号のタイミングでＭＰＸ８３１　　
を制御することにより同図（ａ）で示すように補間され
たディジタル映像信号３２を得る。

上記の全てのプロセスを経たディジタル映像信号３２は
垂直方向に２倍、水平方向に２倍、計４倍の画素信号に
補間されたことになり、ＤＡコンバータによりアナログ
映像信号に変換される。

以上の例の他にも補間法は色々考えられる。上記補間法
に対して回路構成は複雑になるが、より厳密な方法の一
例も併せて記す。前述の方法においては、　ＥＶＥＮ　
　フィールドに対しては“動きあり　″および″動きな
し″ともに原画素信号をオフセットしていたが、以下の
説明はＥＶＥＮ　フィールドにおいて近接の原画素信号
により演算した補間信号を用いるものである。たゾし　
ＯＤＤ　　フィールドに関しては前述と同様の方法を用
いる。

第６図はパ動きなし″の場合の垂直画素補間（２）のブ
ロック図であり、第６図中、３３　はマルチプＬｉ’）
す（ＭＰＸ９　）、３４はＩＨＨ延メモリ、４０　はデ
ィジタル映像信号を表わす。

ＭＰＸ９３３　　によって　Ｎ　フィールドのディジタ
ル映像信号　１５　と　Ｎ＋１　　フィールドのディジ
タル映像信号１６　を走査線毎に切り換えて与えた映像
信号は第８図の実線で示した○ＤＤフィールド走査線上
のものであるため、破線で示した走査線の上下の走査線
上の画素より平均してディジタル映像信号４０　を得る
。

第８図は″動きあり″の場合の垂直画素補間（３）のブ
ロック図であり、第８図の１動きあり”と対応する。第
７図中、３５．３６　はＩＨＨ延メモリ、３７．３８　
　はディジタル映像信号、３９　はマルチプレクサ（Ｍ
ＰＸ、。）、４１　はディジタル映像信号を表わす。

動きのある場合、フィールド内で補間を行なう必要があ
るため、原画素信号の位置関係により重付けを行なった
演算により補間信号を得る。具体的には第８図中に示し
た式 の通り、１：３　の比で重付けを行なう、第７図におい
て、原画素信号のディジタル映像信号１５を　２Ｈづつ
繰り返し出力させ、　ＩＨＨ延メモリ　３５，３６　　
を直列に二つ接続することにより得る　ＩＨＨ延信号と
　２Ｈ遅遅延分と原信号にそれぞれ重付けを行ない加算
した。ディジタル映像信号３８は、上記式の８１２で示
した補間信号であり、ディジタル映像信号３７　は式の
３２１で示した補間信号である。これをＭＰＸｔ。

で　ＩＨづつ切り換え、第８図の″動きありに示した補
間信号とする。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明によれば、ディジタルメモリ
を用いて、ＮＴＳＣ方式の画面の１／４　を拡大するシ
ステムにおいて、人の視覚特性に合わせ、静止部分では
解像度が高く、動き部分ではぼけの少ない補間法を用い
ることにより、既存のシステムに較べてより高画質化を
果たすことができる。

そのほか。

（１）ＩＤＴＶ、ＥＤＴＶ　などのディジタルテレビの
付加機能として加える場合、システムの共用部分が多く
、安価に実現できる、 （２）既存のＶＴＲの同機能の高画質化を図ることがで
きる、 （３）監視用カメラと組合せて、監視機能を高める、 （４）静止画の場合、ノイズリデューサを容易に付加す
ることができる という利点も得られる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による画面拡大装置の構成を示すブロッ
ク図、第２図は画面構成を示す図、第３図は動き適応画
素補則説明図、第４図は垂直画素補間説明図、第５図は
水平画素補間説明図、第６図は垂直画素補間装置（２）
、第７図は垂直画素補間装置（３）、第８図は動き適応
垂直画素補間説明図、第９図は画面拡大概念図である。 １　・・・・・・・ディジタル映像信号、２・・・・・
・・・・マルチプレクサ（ＭＰＸ＋）、３〜６　・・・
・・・・・・　フィールドメモリ、７〜１ｏ・・・・・
・・・・ディジタル映像４８号、１１　・・・・・・・
・・マルチプレクサ（ＭＰＸ２）、１２　・・・・・・
・・・マルチプレクサ（ＭＰＸ３）、１４・・・・・・
・・・マルチプレクサ（ＭＰＸ４）、　１４〜１６　・
・・・・・・・・ディジタル映像信号、　１７　・・・
・・・・・・垂直画素補間部、１８　・・・・・・・・
　１Ｈ遅延メモリ、１９　・・・・・・・・・垂直画素
平均信号、　２０　・・・・・・・・マルチプレクサ（
ＭＰＸｓ）、２１　・・・・・・・・マルチプレクサ（
Ｍ　Ｐ　Ｘｓ　）、　２２　・・・・・・・・・動き補
償部。 ２３　・・・・・・・・フレーム差信号、２４　・・・
・・・・・動き補償器、２５・・・・・・・・制御信号
、２６・・・・・・・・・マルチプレクサ（ＭＰＸ７）
、２７・・・・・・・・ディジタル映像信号、２Ｂ・・
・・・・・・水平画素補間部、２つ　・・・・・・・シ
フトレジスタ、３０　・・・・・・・・水平画素平均信
号、３１　・・・・・・・マルチプレクサ（ＭＰＸａ）
、３２　・・・・・・・ディジタル映像信号。 特許出願人　クラリオン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）第１のフィールドを記憶する第１フィールドメモ
   リ、 （ｂ）次の第２のフィールドを記憶する第２フィールド
   メモリ、 （ｃ）次の第３のフィールドを記憶する第３フィールド
   メモリ、 （ｄ）さらに次の第４のフィールドを記憶する第４フィ
   ールドメモリ、 （ｅ）上記各フィールドメモリに記憶された映像信号の
   前フィールド信号と後フィールド信号を比較することに
   より映像の動きを判定する動き検出手段、 （ｆ）フィールド内補間する第１の補間手段、（ｇ）フ
   ィールド間補間する第２の補間手段、および （ｈ）上記検出手段に対応して、画素単位に上記所定の
   フィールドメモリから読み出された映像信号を上記第１
   の補間手段と第２の補間手段に選択的に供給する手段 を含むことを特徴とする画面拡大装置。