JPH02260889A - 画像信号処理装置 - 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、画像信号処理装置に関し、特に、飛び越し走
査方式のテレビジョンシステムにおける画像信号処理装
置に関する。

（従来の技術） 従来から、テレビジョンの高画質化に関しては種々の試
みがなされているが、例えば「高画質化ディジタルテレ
ビ」　（東芝しビュー４２巻１２号＝１９８７年）に示
されているプログレッシブ方式スキャン変換等はその代
表的なものである。これは、飛び越し走査、つまりイン
ターレースしているテレビジョン信号を順次走査、つま
りノンインターレース化するに当たって、画像が動きを
持っている場合は１フイールド内の信号で捕間信号を生
成し画像が動きを持たない場合は複数のフィールド間の
信号で補間信号を生成するもので、動き適応走査線補間
と呼ばれている。このような変換を行なうことにより、
垂直解像度の向上やフリッカを低減することができるた
め、テレビジョンの画質を大幅に向上することができる
。

第３図はかかる走査線補間を実現する従来の画像信号処
理装置のブロック図で、特に輝度信号と色信号を異なる
方式で補間してノンインターレース化する構成を例示す
るものである。

第３図において示すように、入力されたテレビジョン信
号は輝度信号入力ＹＩＮと色信号人力ＣＩＮに分離され
て入力される。入力された輝度信号入力Ｙ１ＮはＩＨデ
イレイライン２を通じて１水平走査期間分遅延される。

更に、フィールドメモリ４を通じて１フイ一ルド分遅延
される。つまりフィールドメモリ４から得られる信号は
輝度信号入力ＹＩＮの１フイ一ルド分遅れた信号という
ことになる。一方、輝度信号入力ＹＩＮは加算回路６で
ＩＨデイレイライン２の出力、つまりＩＨ前の輝度信号
入力”ＩＮと加算され、更に１／２回路８で２分の１に
される。つまり、１／２回路８の出力は輝度信号入力Ｙ
ＩＮとＩＨ前の輝度信号入力”ＩＮの平均値ということ
になる。選択回路１０は、テレビジョン信号の画像の動
きに対応して、図示しない手段から出力される動き制御
信号Ｍによって、フィールドメモリ４の出力と１／２回
路８の出力のいずれかを選択するもので、テレビジョン
画像が動きを持つ場合は１／２回路８の出力を選択し、
動きがない場合はフィールドメモリ４の出力つまり１フ
イールド前の信号を選択する。ファーストインファース
トアウト（Ｆ　Ｉ　ＦＯ）回路１２゜１４はそれぞれ輝
度信号入力”ＩＮと選択回路１０の出力とをそれぞれ入
力され、ノンインターレースのスキャンレートに基づい
て交互にＩＨ分ずつ信号を送り出すもので、切り替えス
イッチ１６を通じて両者の出力を交互に取り出すことに
よりノンインターレース画面を形成するための輝度信号
出力Ｙ。ＵＴを得ることができる。

一方、入力された色信号人力Ｃ１ＮはＩＨデイレイライ
ン１８に入力される。そして、色信号人力ＣＩＮはＩＨ
デイレイライン１８の出力であるＩＨ遅延した色信号人
力ＣＩＮと加算回路２０で加算され、加算回路２０の出
力は１／２回路２２に人力される。つまり、１／２回路
２２からは色信号人力ＣＩＮとＩＨ遅延された色信号人
力ＣＩＮの平均値が得られ、前記と同様のＦＩＦＯ１２
，１４及びスイッチ１６と介して色信号出力Ｃ８Ｕ、と
して出力される。

以上の装置の動作及び作用を第４図を参照してより詳細
に説明する。第４図（ａ）はテレビジョン画面の説明図
である。ここでは、複数の水平走査線ｎ、ｎ＋１、ｎ＋
２、ｎ＋３、ｎ＋４、・・・・・・が垂直方向■に並ん
で１個の画面を形成する様子を示している。そして、一
般的な飛び越し走査でａ、水平走査線ｎｓ　ｎ＋２、ｎ
＋４、・・・・・・と水平走査線ｎ＋１、ｎ＋３、・・
・・・・とは、異なるフィールドに属し、時間的にテレ
ビジョン信号の１フイ一ルド間隔で表示される。これに
対して、ノンインターレース方式では、１フイールドの
間に水平走査線ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２、ｎ＋３、ｎ＋４、
・・・・・・を全て表示しようとするため、当然１フイ
ールドの時間に、補間等によって飛び越し走査部分を埋
める補間水平走査線の信号を生成する必要がある。第４
図（ｂ）、（ｃ）は各水平走査線ｎ１ｎ＋１、ｎ＋２、
ｎ＋３、ｎ＋４、・・・・・・の振幅の関係を示してい
る。図においては、輝度信号の実走査線（実線）の振幅
と補間走査線（破線）の振幅の関係、色信号の実走査線
の振幅（・）と補間走査線の振幅（０）の関係をそれぞ
れ示すものである。

上記の従来例では、輝度信号については動き適応形の補
間を行なっている。動き適応のための信号は図示しない
動き検出回路からの動き制御信号Ｍから得ており、この
動き制御信号Ｍで選択回路１０を切り替えることにより
動き適応の切り替えを行なっている。

そして、テレビジョン画面に動きがない場合は、選択回
路１０によりフィールドメモリ４の出力を選択し、ファ
ーストインファーストアウト回路１２．１４を通じて、
２つのフィールドを１つのノンインターレース画面に合
成して出力している。

つまり、動きのない画像はフィールド間での相関が非常
に高いため、フィールド間補間を行なっている。

これに対して、テレビジョン画像が動きを持っている場
合は、当然フィールド間の画像が異なるため、フィール
ド内での補間が行われることになる。そして、フィール
ド内補間では、ＩＨデイレイライン２と加算回路６によ
り飛び越し走査の２つの水平信号を加算して、更に１／
２回路８で平均値を取ることによりライン間の補間信号
を得ている。この補間信号は動き制御信号Ｍにより選択
回路１０で選択されファーストインファーストアウト回
路１４に入力される。そして、輝度信号出力ＹＯＵＴと
しては、フィールド内補間されたノンインターレース信
号が得られる。

一方、色信号については動きのあるなしにかかかわらず
フィールド内補間のみが実施される。つまり、ＩＨデイ
レイライン１８と加算回路２０により色信号人力ＣＩＮ
の飛び越し走査の２つの水平信号を加算して、更に１／
２回路２２で平均値をとることによりライン間の補間信
号を得ている。

この補間信号はＦＩＦＯ１２，１４を通してノンインタ
ーレス化された色信号出力Ｃ８８，として出力され、フ
ィールド内補間されたノンインターレース信号が得られ
ることになる。

（発明が解決しようとする課ｒＪＩＪ）従来の画像信号
処理装置は以上のように構成されているので、フィール
ド内補間が行なわれる場合は、輝度信号、色信号共に水
平走査信号の上下の相関によって補間信号を生成するた
め、輝度信号と色信号の極端な遊離はないが、動きが少
ない画面でフィールド間補間が行なわれる場合、輝度の
補間信号と色の補間信号の間に補間方式の差からくる差
が現われることが有る。つまり、第４図（ａ）のライン
Ａに沿ってテレビジョン画面を見た場合、第４図（ｂ）
、（ｃ）にも示すように垂直方向で輝度信号レベルが急
激に変化する場合が起こり得る。これに対して、色信号
はフィールド内補間しか実施しないので、ライン間では
平均値のレベルしか出てこない。このため、第４図（ｂ
）の場合は色のにじみ、第４図（ｃ）の場合は色抜けが
発生してしまうという問題があり、色の上下方向へのは
み出しにより画像の品位を著しく低下させてしまう。一
方、色信号についてもその動きを検出して輝度信号と同
様の補間方法をとれば良いが、構成が複雑になり非常に
コスト高になってしまうという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、
テレビジョン信号のノンインターレース化に当たり比較
的簡単な回路構成において色信号の適応的な補間を行な
うことにより色の上下のにじみや色抜けを防止すること
を可能とした画像信号処理装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の画像処理装置は、飛び越し走査されたテレビジ
ョン信号を順次走査に変換する機能を有し、飛び越し走
査された飛び越し走査ライン間に補間ラインを補間する
に当り、その補間ラインの輝度を、補間対象としての対
象フィールドにおける画像の動きに基づいて、フィール
ド間補間及びフィールド内補間のうちのいずれかの補間
により定めるようにした画像信号処理装置において、前
記補間ラインの輝度信号と、その補間ラインよりも前の
走査ラインの輝度信号との間の相関を求める第１相関検
出手段と、 前記補間ラインの輝度信号と、その補間ラインよりも後
の走査ラインの輝度信号との間の相関を求める第２相関
検出手段と、 前記第１及び第２相関検出手段からの出力に基づいて、
前記補間ラインにおける色信号を前記先のラインの色信
号の繰り返えし、前記後の走査ラインの色信号の繰り返
えし、及び前記先の走査ラインの色信号と前記後の走査
ラインの色信号の平均のうちのいずれかに切り替える色
信号切替え手段と、 を備えるものとして構成される。

（作　用） 飛び越し走査ライン間を補間する補間ラインの色信号は
次のようにして決められる。即ち、補間ラインと、それ
よりも先及び後の走査ラインとの間のそれぞれの相関が
、第１及び第２相関検出手段によって求められる。これ
らの検出手段の出力に基づいて、補間ラインにおける色
信号の決定は、前あるいは後の走査ラインの色信号の繰
り返えし、あるいは前及び後の走査ラインの色信号の平
均として定められる。これにより、垂直方向に色がはみ
出すことは抑制される。

（実施例） 以下図面を参照しながら、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る画像信号処理装置のブ
ロック図である。この第１図において、第３図と同一符
号部分は同一の構成要素を示す。

同図において、振幅比較回路４４は、ノンインターレー
スのために補間された輝度信号の上下ライン間の相関を
判定するもので、選択回路１０を通じて選択された補間
輝度信号（輝度信号Ｙ　）と輝度信号入力Ｙ１Ｎ（輝度
信号Ｙ。＋１）とを比較し、輝度信号Ｙ　とＩＨデイレ
イライン２を通じてＩＨ遅延された輝度信号入力ＹＩＮ
（輝度信号Ｙ　　）とを比較し、スイッチＳＷ　１ＳＷ
２、ｎ−１１ ＳＷ３を制御するものである。

即ち、色信号人力ＣＩＮは、そのまま導出される色信号
Ｃｎ＋１と、ＩＨデイレイライン１８を通じてＩＨ遅延
された色信号Ｃｎ−１となる。これらの信号ＣＳＣがそ
れぞれスイッチＳＷ１゜ｎ−１ｎ＋１ ＳＷ　に加えられ、このスイッチＳＷｌ、ＳＷ２によっ
て、信号Ｃ、Ｃと、加算回路２０ｎ−１ｎｉｌ と１／２回路２２で得られる色信号Ｃｎ＋１と色信号Ｃ
ｎ−１の平均値とが、切り替えられるようになっている
。一方、スイッチＳＷ３は、スイッチＳＷ　とスイッチ
ＳＷ２で選択された信号のいずれかを選択するように配
置される。振幅比較回路４４においては、減算器２４に
よって輝度信号Ｙ　と輝度信号Ｙｎ−１の差を減算し、
減算器２６で輝度信号Ｙ　と輝度信号”ｎ＋１の差を演
算し、それぞれの演算結果を絶対値回路２８．３０で絶
対値変換して演算結果Ｄ１．Ｄ２を得ている。比較回路
３６は、演算結果Ｄ１．Ｄ２の大小関係に基づいてスイ
ッチＳＷ３を制御する。一方、演算結果Ｄ１．Ｄ２は、
共に、最大値検出回路３２と最小値検出回路３４に入力
される。最大値検出回路３２と最小値検出回路３４では
、それぞれ、各入力である演算結果Ｄ　ｔ　、Ｄ　２の
いずれか大きい方及び小さい方が選択出力される。最大
値検出回路３２の出力は、比較回路４６で、設定器４０
において設定された基準値Ｔ１と比較され、回路３２の
出力が基準値Ｔ１よりも小さければ比較回路４６より信
号出力がなされ論理和回路４２を介してスイッチＳＷ　
、ＳＷ２が切り替えられる。

■ 一方、最小値検出回路３４の出力は、比較回路４８で設
定器３８において設定された基準値Ｔ２と比較され、回
路３４の出力が基準値Ｔ２よりも大きければ比較回路４
８より信号出力がなされ、論理和回路４２を介してスイ
ッチｓｗ　　、ｓｗ２が切り替えられる。

以上の装置の動作及び作用を第２図の説明図を参照しつ
つより詳しく説明する。ちなみに、第２図（ａ）は輝度
信号Ｙ、Ｙ、Ｙ　　　の相関ｎ−１ｎ　　　　　　　ロ
＋１ かない場合、同図（ｂ）は輝度信号Ｙ、Ｙ。

ｎ−１ｎ ”ｎ＋１の相関が高い場合、同図（ｃ）は輝度信号Ｙ　
　　、Ｙ　　の相関が高く、輝度信号Ｙ　。

ｎ−１ｎ　　　　　　　　　　　　　ｎＹｎ＋１の相関
が低い場合、同図（ｄ）は輝度信号Ｙ　　　、Ｙ　　の
相関が低くて輝度信号Ｙ　。

ｎ−１ｎ　　　　　　　　　　　　　ｎＹｎ＋１の相関
が高い場合をそれぞれ例示するものである。

さて、第１図において、選択回路１０から出力される輝
度信号Ｙ　は補間された輝度信号であり、これに対して
輝度信号入力”ＩＮを直接導出して古られる輝度信号Ｙ
。＋１は補間された輝度信号Ｙｎに対して１ライン下の
輝度信号であり、また輝度信号人力”ＩＮをＩＨデイレ
イライン２を通じて得た輝度信号Ｙ。−１は補間された
輝度信号Ｙ。に対して１ライン上の輝度信号である。そ
して、減算器２４と絶対値回路２８は、輝度信号Ｙ。−
１と輝度信号Ｙ　の差の絶対値、つまり両者の相関を検
出するもので、演算結果Ｄ１が小さければ小さいほど両
者の相関が高いと言える。これに対して、減算器２６と
絶対値回路３０は、輝度信号Ｙ　と輝度信号”ｎｉｌの
差の絶対値、つまり両者の相関を検出するもので、演算
結果Ｄ２が小さければ小さいほど両者の相関が高いと言
える。

さて、第２図の（ａ）の場合、輝度信号Ｙ。−１゜”ｎ
”’ｎ＋１の相互のライン間の相関がないため、演算結
果Ｄ１．Ｄ２が共に一定の水準より大きな値を示す。こ
の場合、演算結果Ｄ１と演算結果Ｄ２のいずれか大きい
方が最大値検出回路３２から比較回路４６に人力され、
一方、小さい方が最小値検出回路３４から比較回路４８
に入力される。

いずれの場合にあっても、基準値Ｔ１１基準値Ｔ２を上
回ると考えられるので、比較回路４８から出力がなされ
、論理和回路４２を通じてスイッチｓｗ　　、ｓｗ２を
１７２回路２２の出力を選択する側に切り替える。一方
、比較回路３６は、演算結果Ｄ　と演算結果Ｄ２の大小
関係に応じてスイッチＳＷ　を切り替えるが、スイッチ
ＳＷ３がいずれの側に切り替わっていても、スイッチｓ
ｗ１．ｓｗ２の上記切り替えによって、色信号出力Ｃ８
，アとなる色信号Ｃｎとしては、１／２回路２２からの
色信号Ｃと色信号Ｃｎ−１の平均ｉ１ 値が出力される。つまり、この場合色補間信号としては
、上下ラインの平均値に基づく信号が出力されることに
なる。

これに対して、第２図の（ｂ）の場合、輝度信号Ｙ　　
　、Ｙ、Ｙ　　　の相関が高いため、演算ｎ−１ｎ　　
　ｎｉｌ 結果Ｄ１．Ｄ２が共に一定の水準より小さな値を示す。

この場合、演算結果Ｄ　と演算結果Ｄ２のうちのいずれ
か大きい方が、最大値検出回路３２から比較回路４６に
入力され、−万事さい方が最小値検出回路３４から比較
回路４８に入力されるが、いずれも基準値Ｔ　１基準値
Ｔ２を下回ると考えられるので、比較回路４６側から出
力がなされ、論理和回路４２を通じてスイッチＳＷ１゜
ｓｗ２を、１／２回路２２の出力を選択する側に切り替
える。一方、比較回路３６は演算結果Ｄ１と演算結果Ｄ
２の大小関係に応じてスイッチＳＷ　を切り替えるが、
スイッチＳＷ３がいずれに切り替わっていても、色信号
出力Ｃ３Ｕ１となる色信号Ｃとしては、１／２回路２２
から出力される色信号Ｃと色信号Ｃｎ−１との平均値が
、ｎｉｌ 出力される。つまり、この場合色補間信号としては上下
ラインの平均値に基づく信号が出力されることになる。

これに対して、第２図の（ｃ）の場合、輝度信号Ｙ　　
　、Ｙ　　間の相関が高く、輝度信号Ｙ　。

ｎ−１ｎ　　　　　　　　　　　　　　ｎＹ　　間の相
関が低いために、演算結果Ｄ１は−ｎ＋１ 定の水準より小さな値を示し、演算結果Ｄ２は一定の水
準より大きい値を示す。この場合、演算結果Ｄ２が最大
値検出回路３２から比較回路４６に入力され、一方演算
結果Ｄ１が最小値検出回路３４から比較回路４８に入力
される。ここで、演算結果Ｄ２は基準値Ｔ１を上回り、
一方演算結果Ｄ　は基準値Ｔ２を下回ると考えられるの
で、比較回路４６．４８のいずれからも出力がなされず
、スイッチｓｗ　　、ｓｗ　　は色信号Ｃ１Ｃｌ　　　
　２　　　　　　ｎｉＩ　　　ｎ−１を選択する側にそ
れぞれ切り替えられる。一方、比較回路３６は、演算結
果Ｄ　が演算結果Ｄ２よりも小さいので、スイッチＳＷ
３を切り替え、色信号Ｃ０−１を選択する側に保持され
、このため、色信号出力Ｃ３ｖ１となる色信号Ｃｎとし
ては、色信号Ｃ１−１が出力される。つまり、この場合
、色補間信号としては上ラインに基づく信号が出力され
ることになる。

一方、第２図の（ｄ）の場合、輝度信号Ｙｎ−１’Ｙ　
間の相関が低（て輝度信号Ｙｎ、Ｙｎ＋１間の相関が高
いため、演算結果Ｄ１は一定の水準より大きな値を示し
、演算結果Ｄ２は一定の水準より小さな値を示す。従っ
て、演算結果Ｄ１が最大値検出回路３２から比較回路４
６に人力され、一方、演算結果Ｄ２が最小値検出回路３
４から比較回路４８に入力される。この場合、演算結果
Ｄ１は基準値Ｔ　を上回り、演算結果Ｄ　は基準値Ｔ２
を下回ると考えられるので、比較回路４６．４８のいず
れからも出力がなされず、スイッチＳＷＩ。

ＳＷ　は色信号Ｃｎ＋１及び色信号Ｃｎ−１を選択する
側に切り替えられる。一方、比較回路３６は、演算結果
Ｄ２が演算結果Ｄ１よりも小さいので、スイッチＳＷ３
を切り替えることなく、そのスイッチＳＷ　を色信号Ｃ
ｎ＋１が選択される側に保持する。このため、色信号出
力Ｃ８Ｕ、となる色信号Ｃとしては色信号Ｃｎ＋１が出
力される。つまり、この場合クロマ補間信号としては下
ラインに基づく信号が出力される。

以上のような制御の結果、補間輝度信号が上のラインと
相関が高い場合や下のラインと相関が高い場合、色信号
の補間信号も輝度信号に合わせて、上のラインまたは下
のラインをそのまま持ってくるいわゆるＯ次補間を行な
うことにより、色のにじみや色抜は等の画質向上の上で
の不都合を無くすことができる。

なお、上記実施例ではフィールド内補間方法として上下
のラインの間の平均値をとるいわゆる１次補間を例に取
って説明したが、本発明の実施はこれに限定されるもの
ではなく、他の補間方法でも適用可能なことは当然であ
る。

以上述べたように、本発明の実施例によれば、飛び越し
走査のテレビジョン信号をノンインターレース化するに
あたり、補間された輝度信号のライン間の相関に基づい
て、色信号の補間信号を上のラインまたは下のラインか
ら０次補間するか、あるいは上下のラインとの平均等に
基づく１次以上の捕間を行なうかの選択を行なうように
したので、色信号を輝度信号に対してなじみのよいもの
として、色にじみや色抜は等の画質劣化を抑制すること
ができる。

また、補間信号のうちの色信号の決定は、補間ラインの
輝度信号とその上下のラインの輝度信号との相関によっ
て、つまり輝度信号処理によって行なうようにしたので
、簡単な回路で実施できる。

［発明の効果〕 本発明によれば、飛び越し走査ライン間を補間する走査
ラインの色信号を、飛び越し走査ラインと補間ラインと
の間の輝度信号の相関によって行なうようにしたので、
簡単な回路で、走査方向と垂直な方向における色の配列
が適切で例えば垂直な方向への色のはみ出し等のない適
切な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像信号処理装置のブロック図、第２
図は第１図の装置の動作、作用の説明図、第３図は従来
の画像信号処理装置のブロック図、第４図は第３図の装
置の動作、作用の説明図である。 ２．１８・・・ＩＨデイレイライン、４・・・フィール
ドメモリ、６．２０・・・加算回路、８，２２・・・１
／２回路、１０・・・選択回路、１２．１４・・・ファ
ーストインファーストアウト回路、１６・・・切り替え
スイッチ、２４．２６・・・減算器、２８．３０・・・
絶対値回路、３２・・・最大値検出回路、３４・・・最
小値検出回路、３６・・・比較回路、３８．４０・・・
設定器、４４・・・振幅比較回路、４６．４８・・・比
較回路、４２・・・論理和回路。 Ｙｎ−ｔ　　Ｙｎ　Ｙｎ＋＋ Ｙｎ−Ｉ　　Ｙｎ　　Ｙｎ＋１ Ｙｎ−Ｉ　　Ｙｎ　　Ｙｎ＋１ 第１図の構成の動作１作用の説明図 従来装冨のフロック図 第３図 （ｂ） （ｃ） 第３図の装置の動作作用の説明図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 飛び越し走査されたテレビジョン信号を順次走査に変換
   する機能を有し、飛び越し走査された飛び越し走査ライ
   ン間に補間ラインを補間するに当り、その補間ラインの
   輝度を、補間対象としての対象フィールドにおける画像
   の動きに基づいて、フィールド間補間及びフィールド内
   補間のうちのいずれかの補間により定めるようにした画
   像信号処理装置において、 前記補間ラインの輝度信号と、その補間ラインよりも前
   の走査ラインの輝度信号との間の相関を求める第１相関
   検出手段と、 前記補間ラインの輝度信号と、その補間ラインよりも後
   の走査ラインの輝度信号との間の相関を求める第２相関
   検出手段と、 前記第１及び第２相関検出手段からの出力に基づいて、
   前記補間ラインにおける色信号を、前記先のラインの色
   信号の繰り返えし、前記後の走査ラインの色信号の繰り
   返えし、及び前記先の走査ラインの色信号と前記後の走
   査ラインの色信号の平均のうちのいずれかに切り替える
   色信号切替え手段と を備えることを特徴とする画像信号処理装置。