JPH0455030B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はインターレース方式の映像信号から
ノンインターレース用の補間回路を形成してこの
補間回路と現映像信号からのノンインターレース
表示を行なうようにした高解像度テレビジヨン受
像機に関する。

背景技術とその問題点 現行のインターレース映像信号から高解像度画
像（高品位画像）を得るものとして、ノンインタ
ーレース方式のテレビジヨン受像機が提案されて
いる。

ノンインターレース方式を実現するためには、
同一フイールド内で走査する他方のフイールドに
おける映像信号（補間回路）をいかにして作り出
すかが問題である。現在までに次の３つの補間信
号形成方法が提案されている。

同一フイールドにおける隣り合う２ラインの
和信号を補間回路として使う方法。

他方のフイールドの隣り合う２ラインの和信
号を補間信号として使用する場合、これを周波
数成分によつて使い分ける方法。

の補間回路と、他方のフイールドの対応す
る信号を画面の動きに応じて使い分ける方法。

これらの補間信号形成手段の内、の手段は垂
直解像度の悪い信号がライン１本おきに挿入され
て補間されるために全体としても解像度の下がつ
た信号となり、余り高解像度画像を期待すること
ができない。

の手段は信号の周波数成分によつては２重像
が出力されるような場合もあるので、絵柄によつ
ては解像度がかえつて劣化してしまう恐れがあ
る。

の手段は精度の良い画面の動き検出円実現で
きればよいが、コントラストの低い信号やＳ／Ｎ
の悪い信号の場合には画面の動きを確実に検出す
ることができないので解像度が劣化したり、或い
は２重像が発生したりする欠点がある。

この発明はの手段の欠点を改良した高解像度
のテレビジヨン受像機を提案するものである。

発明の目的 即ち、この発明においてはコントラストの低い
信号やＳ／Ｎの悪い信号が入力した場合でも、画
面の動きを確実に検出して解像度が劣化したり２
重像が発生したりするのを防止して常に高解像度
の画像が得られるようにしたものである。

発明の概要 そのため、この発明においては、映像検波され
た映像信号が１フイールドを遅延時間とする第１
の遅延回路に供給されて第１の遅延映像信号が形
成され、この第１の遅延映像信号が平均値補間回
路に供給されて隣接する２ラインの映像信号より
補間信号が形成され、この補間信号と第１の遅延
映像信号とが減算回路に供給されて減算信号が形
成されると共に、上記第１の遅延映像信号が第２
の遅延回路に供給されて１フイールド分遅延され
た第２の遅延映像信号が形成され、これと上記現
映像信号からフレーム差信号が形成され、このフ
レーム差信号からフレーム間における動きが検出
され、この動き検出信号と上記減算信号との掛算
信号と上記平均値補間信号との加算信号が形成さ
れる。

この加算信号が合成補間信号としてノンインタ
ーレース用の信号に使用される。

実施例 続いて、この発明の一例を第１図以下を参照し
て詳細に説明する。

第１図において、１０はこの発明に係わるノン
インターレース用補間信号形成回路の一例であつ
て、この回路１０より出力された或るフイールド
における現映像信号S₀と補間信号Szが時間軸圧
縮器２に供給されて夫々の時間軸が1/2に圧縮さ
れて順次交互に取出される。時間軸圧縮された現
映像信号S₀と補間信号Szとは映像アンプ３を介
して受像管４に供給される。受像管４に設けられ
た偏向コイル５には垂直周波数_Vの垂直偏向信号
P_Vが供給されと共に、２倍の水平周波数2_Hの水
平偏向信号P_H′が供給されてノンインターレース
用の水平及び垂直偏向が行なわれる。

ノンインターレース用補間信号の形成回路１０
は次のように構成される。

端子７には映像検波された或るフイールドにお
ける現映像信号S₀が供給される。現映像信号S₀は
１フイールドの遅延時間を有する第１の遅延回路
８に供給されて第１の遅延映像信号S₁が形成さ
れ、これは所定の遅延時間を有する遅延回路９を
介して減算器１１に供給される。

現映像信号S₀はさらに平均値補間回路１３に供
給されて同一フイールド内での隣接する２ライン
の映像信号より現フイールドにおける補間信号
（第１の補間信号）S_Blが形成される。この平均値
補間回路１３は周知のように１ラインの遅延時間
を有する遅延素子と合成器と更に1/2にレベルダ
ウンするレベル減衰器とで構成される。第１の補
間信号S_Blは減算器１１に供給されて減算出力S_Y
（＝S₁−S_Bl）が形成され、これが掛算器１５に供
給される。遅延回路９は平均値補間回路１３によ
つて生ずる遅延時間を補償するためのものであ
る。

一方、第１の遅延映像信号S₁は更に１フイール
ドの遅延時間を有する第２の遅延回路１６に供給
されて第２の遅延映像信号S₂（フレーム遅延映像
信号）が供給される。この第２の遅延映像信号S₂
と現映像信号S₀とが減算器１７に供給されてフレ
ーム差信号S_X（＝S₀−S₂）が形成される。

フレーム差信号S_X及び上述した減算信号S_Yは
第２の補間信号たる掛算信号S_Mの形成回路２０
に供給される。形成回路２０はフレーム差信号
S_Xに基づきフレーム間の動きを検出するための
もので、この例では非線形回路２１と上述した掛
算器１５で構成される。まず、非線形回路２３は
画像の動きに応じた非線形出力S_Kを形成するた
めのもので、この非線形出力S_Kは減算信号S_Yの
係数を定めるために使用される。従つて、基本的
には減算信号S_Yが第２の補間信号S_Mとなる。そ
の入出力特性は、第２図直線ｌで示すような１次
特性となるようになされている。

すなわち、フレーム差信号S_Xの入力レベルが
所定レベルS_XO以上であるとき、若しくは以下で
あるときはいずれもS_K＝０となり、入力レベル
が零でるときはS_K＝１となり、そしてその間の
レベルであるときは直線ｌで示す適当な１次特性
が付与される。

フレーム差信号S_Xは１フレーム間の同一ライ
ンにおける動きに対応したレベルを有するから、
S_XOを動画のとき最低検出レベルに選定すれば、
画像の動きに応じて第２の補間信号S_Mの値が異
つて得られる。

従つて、加算器２３において第１の補間信号
S_Blと第２の補間信号S_Mの合成されたものを合成
補間信号S_Zとして使用すれば、動画、静止画、そ
の中間の動きに応じた補間信号S_Zが得られる。

すなわち、減算出力S_Y、非線形出力S_K及び合
成補間信号S_Zは、 S_Y＝S₁−S_Bl ……(1) S_K＝ｋ（S₀−S₂） ……(2) ｋは直線ｌの傾きである。

S_M＝S_k・S_Y ＝S_K（S₁−S_Bl） ……(3) S_Z＝S_k・S_Y＋S_Bl ……(4) であるから、今画像の動きが速く、 S_k＜ ＝ ＞｜S_XO｜ であるような動画のときは、S_K＝０になつて、 S_Z＝S_Bl ……(5) が合成補間信号S_Zとして使用される。

このように前後するフレームでの動き情報が大
きい時には同一フイールド内の映像信号によつて
形成された第１の遅延回路S_Blがインターレース
用の補間信号S_Zとして使用される。動きが大きい
ときに１フイールド前の映像信号から形成された
信号を補間信号として使用すると解像度が著しく
劣化する恐れがあるからである。

また、静止画のときは、S_k＝１であるため、 S_Z＝S_Y＋S_Bl ＝S₁−S_Bl＋S_Bl ＝S₁ ……(6) が合成補間信号S_Zとして使用される。

このようにフレーム間での動きがないときは前
後するフイールドでの画像の動きがほぼ無いもの
とみなせるから、これは静止画と判断されこの場
合には１フイールド前の映像信号に基づく補間信
号S₁が使用されてノンインターレース画像が形成
される。

次にフレーム差信号S_Xが上述の場合よりも若
干大きいとき即ち動画と静止画との区別がつきに
くいようなきは、０＜S_X＜S_XOであるから、この
ときには、 S_k＝ｋ（S₀−S₂） ＝K′ ……(7) S_Z＝K′（S₁−S_Bl）＋S_Bl ＝K′S₁−S_Bl（１−K′） ……(8) となるから（第２図参照）、このような画像のと
きは第１及び第２の補間信号S_X，S_Yが適当にミ
ツクスされたものが補間信号S_Zとして使用され
る。

第１図構成では、フレーム差信号S_Xによつて
画像の動きを検出しているので、動きの検出精度
が良く、動画と静止画の区別がつきにくいような
ときも、適当にミツクスされたものを補間信号S_Z
として使用できるので、補間しても不自然な動き
とはならない。

因みに、第３図に示すように第１の遅延映像信
号S₁と第１の補間信号S_Blとの減算出力S_Yを形成
し、これを図のように正弦波特性の非線形回路２
５に供給給して得た信号S_Y′（＝αS_Y，αは２次
特性を示す）を第２の補間信号として使用するよ
うに構成した場合には、第１の遅延映像信号S₁と
第１の補間信号S_Blとでは垂直解像度の違う信号
となつている。

このため、細かい絵柄では画画像の動きがなく
ても“ある”と判断されるので、この場合には合
成補間信号S_Zとして第１の補間信号S_Blが出力さ
れしまう。

これに対し、第１図に示すようにフレーム差信
号S_Xに基いて第２の補間信号たる減算信号S_Yの
係数をコントロールする場合には、上述のように
細かい絵柄でも静止画のときはＫ＝１となつて、
第１の遅延映像信号S₁が合成補間信号S_Zとして出
力されるようになつている。従つて第３図のよう
な誤つた補間処理が行なわれることがなく、検出
精度が向上する。

さて、第１図に示した実施例はフレーム差信号
S_Xの大小によつて画像の動きを検出しているが、
このフレーム差信号S_Xには本来の動き情報のほ
かに、映像信号中に含まれるノイズも含まれてい
る。そのため、静止画とみなせるような低レベル
の信号のときは、本来の動き情報よりもノイズ成
分の方がより多く含まれていることになり、従つ
て、そのままのフレーム差信号S_Xの大小で画像
の動きを判別すると、誤つた動き検出となるおそ
れがある。

第４図はこのような場合にも動き検出を確実に
行えるようにした例で、この例ではアダマール変
換等の直交変換を使つてノイズ中に埋もれている
動き情報を検出するようにしたものである。

すなわち、第４図に示すように、フレーム差信
号S_X及び減算信号S_Yが夫々直交変換処理回路３
１，３２に供給される。３３は逆変換処理回路で
ある。

第５図はその具体例である。

なお、映像信号としては、遅延及び演算処理の
容易化のためにアナログ映像信号をPCM変調す
ることでデジタル映像信号の形態とされたものが
使用される。従つて第１図に示す入力端子７には
色副搬送波周波数_SCの３倍或いは４倍の周波数
でサンプリングされ量子化及びコード化されるこ
とでデジタル信号の形態とされた映像信号が直列
コードの状態で順次供給される。このため減算信
号S_Y、フレーム差信号S_Xはいずれも直列コード
のデジタル信号である。

減算信号S_Y，フレーム差信号S_Xは夫々直列並
列変換回路３１Ａ，３２Ａに供給され、後述する
ようにその出力にあるラインと次のラインとの
夫々で２サンプリングクロツクだけ離れた４個の
絵素点（サンプリング点）に関する並列信号が現
われる。これら並列信号が直交変換回路３１Ｂ，
３２Ｂに供給されて後述のようにこの４個の絵素
点の領域のフレーム差画像のパターンが判別さ
れ、そのパターンに応じて定まるレベルの４個の
出力信号が発生し、直交変換回路３１Ｂで得たこ
の４個の出力信号が前述の非線形回路２１，２１
Ａ〜２１Ｄに供給される。そしてその出力が他方
の直交変換回路３２Ｂで得た４個出力信号と掛算
器１５，１５Ａ〜１５Ｄで掛算され、その出力
S_MA〜S_MDが逆変換回路３３を介して並列直列変
換回路３４に供給されてその出力が第２の補間信
号S_Mとして利用される。

第６図は直列並列変換回路３１Ａ及び直交変換
回路３１Ｂの一例の構成を示す。

直列コードの形態で入力端子から供給されるフ
レーム差信号S_Xが1Hの遅延回路４１及び２サン
プリングクロツク2τの遅延回路４２，４３によつ
て或る前後するフレームの隣接する２本のライン
の夫々の２サンプリングクロツク2τだけ離れた２
個づつの計４個の絵素点におけるフレーム差デー
タに変換される。第６図Ａに示すようにｎ番目の
ラインの隣接する２個の絵素点をa₁，a₂とし次の
ｎ＋１番目のラインの隣接する２個の絵素点を
a₃，a₄とすると、入力端子４０に絵素点a₄におけ
るフレーム差データX_a4が供給される時には第６
図に示すように遅延回路４２の出力にデータX_a3
が現われ、1H遅延回路４１に出力にデータX_a2が
現われ、遅延回路４３の出力にデータX_a1が現わ
れる。

これらのフレーム差データX_a1〜X_a4が直交変
換回路３１Ｂに供給される。この直交変換回路３
１Ｂにはその出力端子３５ａ〜３５ｄの夫々に下
記に示す変換出力X₁〜X₄を発生するように構成
された演算回路である。

X₁＝X_a1＋X_a2＋X_a3＋X_a4 X₂＝X_a1−X_a2−X_a3−X_a4 X₃＝X_a1＋X_a2−X_a3−X_a4 X₄＝X_a1−X_a2−X_a3＋X_a4 ……(9) この直交変換回路２２の変換出力X₁〜X₄のレ
ベルは絵素点a₁〜₄による（２×２）の領域のフ
レーム差映像パターンに応じたものとなる。第７
図Ｂ〜Ｅの夫々において斜線領域の部分を例えば
＋１の大きさとし、それ以外の領域の部分を−１
の大きさとすれば、変換出力X₁〜X₄は下記に示
すものとなる。

｛第７図Ｂ：全領域が＋１のパターン｝ X₁＝X₄，X₂＝X₃＝X₄＝０ ｛第７図Ｃ：＋１が縦方向のパターン｝ X₂＝４、X₁＝X₃＝X₄＝０ ｛第７図Ｄ：＋１が横方向のパターン｝ X₃＝４、X₁＝X₂＝X₄＝０ ｛第７図Ｅ：＋１が斜め方向のパターン｝ X₄＝４、X₁＝X₂＝X₃＝０ 従つて＋１を映像信号の白レベル、−１をその
黒レベルと対応させれば、４個のデータで表わさ
れる領域のフレーム差映像パターンに応じたレベ
ル関係の変換出力X₁〜X₄を形成することができ
る。

ここで、ノイズ成分としてランダムなドツト状
のものが存在しているものとすると、このような
ノイズはあらゆる方向の成分を持つので、出力信
号X₁〜X₄の夫々にはレベルが１／４に小さくされた ノイズが含まれる。

これに対し、本来の動き情報のパターンは特定
のパターンであるので、出力信号X₁〜X₄の内の
いずれかに多く現われることになる。従つてフレ
ーム差信号S_X中に含まれる動きの情報とノイズ
との間のレベル差が明瞭となる。

動き情報が少ない時は元々Ｓ／Ｎが悪いので、
単純にフレーム差信号から動き情報を検出するも
のでは、この動き情報から本来の画像の動き成分
を検出するのは困難である。しかし、直交変換処
理することによつて、Ｓ／Ｎが悪い動き情報でも
動き情報が画面のパターンの変化としてとらえら
れるため、ノイズが抑圧されて本来の動き情報を
確実に検出できる。

そのためフレーム差信号S_X中に含まれる動き
情報の検出精度が上がる。

出力信号X₁〜X₄は夫々上述した入出力特性を
もつ検出精度が上がる。

出力信号X₁〜X₄は夫々上述した入出力特性を
もつ非線形回路２１｛21A〜２１Ｄ｝に供給され
て画像の動きに対応した非線形出力N₁〜N₄が形
成される。

減算信号S_Yも同様に直列並列変換回路３２Ａで
４個の並列データY_a1〜Y_a4に変換され、これら
が直交変換回路３２Ｂで上述したと同様な直交変
換処理が施されてノイズが分散、抑圧された４個
の並列データY₁〜Y₄が形成され、これら４個の
並列データY₁〜Y₄が非線形出力N₁〜N₄と共に掛
算器１５｛１５Ａ〜１５Ｄ｝に供給されて非線形
出力N₁〜N₄により並列データY₁〜Y₄の重み付け
がなされたのち、夫々の掛算出力S_MA〜S_MDが第
８図に示すような逆変換回路３３に供給される。

この逆変換回路３３は第６図に示す直交変換回
路３１Ｂの入力から出力に至る信号の流れを逆に
した構成であり、その入力端子３３ａ〜３３ｄに
各パターンに応じた掛算出力S_MA〜S_MDが供給さ
れた時にその出力には絵素点a₁〜a₄の夫々におけ
る掛算出力の４倍のレベルを特つた出力4S_M1〜
4S_M4が現われる。

この逆変換回路３３の出力が、1H遅延回路５
２と２サンブル周期の遅延量の遅延回路５３，５
４と３個の加算器５５〜５７とからなる並列直列
変換回路３４により元の順序に戻され、更に１／16 レベル減衰器５８を介されることで出力端子５９
に本来の順序でもつて各絵素点における第２の補
間信号S_Mが順次現われる。

パターン分類の領域は（２×２）に限らず（２
×４）等より大きな領域について行なつてもよ
い。

このように、直交変換処理を行なえば、動き情
報が画像のパターンに変換されて処理されるか
ら、フレーム差信号S_X中に含まれる低レベルの
画像情報が検出できるようになり、動き情報に対
する非線形出力N₁〜N₄の精度が高くなる。この
ため、低レベルの画像であつても、これを静止画
と動画の区別がつかないものとして非線形出力
N₁〜N₄が出力される確率が非常に低くなる。検
出精度は直交変換の次数倍まで向上する。

第４図の実施例では、動き検出の精度を上げる
ため、アダマール変換等の直交変換技術を利用し
たが、このほかに相補形のローパスフイルタとハ
イパスフイルタを組合せて構成することもでき
る。

発明の効果 以上説明したように、この発明によれば、コン
トラストの低い信号やＳ／Ｎの悪い信号が入力し
た場合でも、画面の動きを確実に検出できるか
ら、解像度が劣化したり、２重像が発生したりす
ることがなく、常に高解像度の画像が得られる。
特に直交変換処理をすればＳ／Ｎの悪いフレーム
差信号でも動き情報を正確に検出できるために、
その結果は一層顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第４図は夫々この発明による高解像
度テレビジヨン受像機の一例を示す要部の系統
図、第２図は非線形回路の特性図、第３図はこの
発明の説明に供する第１図と同様な系統図、第５
図及び第６図は夫々直交変換回路及び直列並列変
換回路の一例を示す系統図、第７図はその動作説
明に供する図、第８図は逆変換回路及び並列直列
変換回路の一例を示す系統図である。 １０はノンインターレース用補間信号の形成回
路、４は受像管、２はスイツチング回路、１３は
平均値補間回路、２０は信号処理回路、３１Ａ，
３２Ａは直列並列変換回路、３１Ｂ，３２Ｂは直
交変換回路、３３は逆変換回路、３４は並列直列
変換回路、８，１６は遅延回路である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 映像検波された映像信号が供給され、第１の
   遅延映像信号を形成する１フイールドの遅延時間
   を有する第１の遅延回路と、 上記映像検波された非遅延映像信号が供給さ
   れ、隣接する２ラインの映像信号より補間信号を
   形成する平均値補間回路と、 上記平均値補間回路よりの上記補間信号と上記
   第１の遅延映像信号が供給される減算回路と、 上記第１の遅延映像信号が供給され、第２の遅
   延映像信号を形成する１フイールドの遅延時間を
   有する第２の遅延回路と、 上記第２の遅延映像信号と上記非遅延映像信号
   が供給されるフレーム差信号形成回路と、 上記フレーム差信号形成回路よりのフレーム差
   信号が供給され、フレーム間における動きが検出
   される動き検出回路と、 上記動き検出回路よりの動き検出信号と上記減
   算回路よりの減算信号が供給される掛算回路と、 上記掛算回路よりの掛算信号と上記補間信号が
   供給される加算回路とを有し、 上記加算回路よりの合成補間信号をノンインタ
   ーレース用の信号として使用するようにした高解
   像度テレビジヨン受像機。