JPH05167993A - 解像度補償可能な画像変換装置 - Google Patents

解像度補償可能な画像変換装置

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JPH05167993A
JPH05167993A JP35230091A JP35230091A JPH05167993A JP H05167993 A JPH05167993 A JP H05167993A JP 35230091 A JP35230091 A JP 35230091A JP 35230091 A JP35230091 A JP 35230091A JP H05167993 A JPH05167993 A JP H05167993A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】低解像度の入力画像信号から高周波成分を創り
出し、解像度の劣化を伴わずに高解像度の出力画像信号
を得る。 【構成】入力端子1には、SD(標準解像度)ビデオ信
号が供給される。このSDビデオ信号がブロック化回路
2によって、(2×2)のブロック構造に変換され、メ
モリ3のアドレス入力とされる。メモリ3には、予め作
成されたマッピング表が格納されており、メモリ3から
(4×4)のブロック構造の出力画像信号(HDビデオ
信号)が読み出される。この出力画像信号がブロック分
解回路4により、ラスター走査の順序に変換されて出力
端子5に取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば標準解像度の
テレビジョン信号を高解像度のテレビジョン信号に変換
するアップコンバージョンに適用可能な解像度補償可能
な画像変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】標準解像度あるいは低解像度(これらを
SDと略称する)画像を高解像度(HDと略称する)画
像に変換するアップコンバージョン、電子ズーム、また
は画像の拡大においては、補間フィルタによって、不足
している画素のデータを補償することがなされている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィル
タによる補間で得られた出力画像の解像度が劣化する問
題がある。例えば図5中で斜線で示すのは、SDのビデ
オ信号の帯域であり、このビデオ信号をフィルタで補間
してHDのテレビジョン信号を形成しても、入力SD信
号中に存在していないHD成分(高周波成分)が復元さ
れない。その結果、出力画像の解像度が低下する。
【0004】従って、この発明の目的は、高解像度成分
を復元することができ、解像度補償可能な画像変換装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、第1の解像
度の第1のディジタル画像信号の順序をブロック構造に
変換するブロック回路(2)と、マッピング表が格納さ
れてなり、ブロック構造に変換された第1のディジタル
画像信号がアドレスとして供給され、マッピング表に従
って第1の解像度に比してより高い第2の解像度を有す
る第2のディジタル画像信号が読み出されるメモリ
(3)と、メモリ(3)の出力信号の順序を元のものに
変換するためのブロック分解回路(4)とからなり、マ
ッピング表は、同一画像に対して、解像度の異なる2枚
の画像を形成し、2枚の画像をそれぞれブロック構造に
変換し、2枚の画像のそれぞれのブロック間の相関関係
を表すように、予め複数の絵柄でトレーニングして形成
されていることを特徴とする解像度補償可能な画像変換
装置である。
【0006】
【作用】マッピング表は、トレーニング用の種々の絵柄
の源画像を用いて、二つの画像信号の相関を示すものと
して形成されている。従って、このマッピング表によっ
て、入力画像信号に含まれない高解像度成分を復元する
ことができる。
【0007】
【実施例】以下、この発明の一実施例について説明す
る。この一実施例は、SDビデオ信号をHDビデオ信号
にアップコンバージョンする例である。図1において、
1で示す入力端子にディジタルのSDビデオ信号が供給
される。このSDビデオ信号の例は、SDVTRの再生
信号、放送信号等である。ブロック化回路2によって、
SDビデオ信号が通常のラスター走査の順序からブロッ
クの順序に変換される。
【0008】ブロック化回路2の出力に、図2に示すよ
うに、(2×2×8ビット=32ビット)のブロック5
sに変換されたビデオ信号が発生する。この32ビット
がメモリ3にアドレスとして供給される。メモリ3に
は、後述のように、SD画像とHD画像との相関に基づ
いたマッピング表が格納されている。このメモリ3は、
例えば不揮発性RAMで構成される。
【0009】メモリ3からは、図2に示すように、(4
×4×8ビット)のブロック5hのビデオ信号が読み出
される。このブロック5hが1画面(1フィールドある
いは1フレーム)中で占める位置は、入力画像のブロッ
ク5sのそれと同一とされる。より具体的には、出力画
像が供給されるHD用のモニタのアスペクト比が(1
6:9)であるため、入力画像の例えば左上コーナのブ
ロック5sと対応する出力ブロック5hは、左上コーナ
より内側の上側の画像ブロックとして使用される。従っ
て、(4:3)のアスペクト比のSD画像から得られる
出力画像は、HD用モニタに供給しても、その画面の両
側の情報が不足する。この左右両側の不足情報は、ブラ
ンキング部分としても良く、あるいは補間しても良い。
但し、この処理は、この発明の要旨と直接的に関係しな
いので、その詳細についての説明は、省略する。
【0010】メモリ3から読み出された出力画像データ
がブロック分解回路4に供給され、データの順序がラス
ター走査の順に変換される。ブロック分解回路4からの
出力画像データが出力端子5に取り出される。この出力
端子5には、D/A変換器(図示せず)を介してHD用
モニタが接続される。出力画像の画素数は、入力SDビ
デオ信号の画素数の4倍であって、HD用モニタによっ
て、HD画像を再生できる。
【0011】メモリ3に格納されるマッピング表を作成
のための構成の一例を図3に示す。図3中で、11で示
す入力端子にディジタルのHDビデオ信号が供給され
る。このHDビデオ信号は、マッピング表の作成を考慮
した標準的な信号であることが好ましく、例えば種々の
絵柄の静止画像からなる信号を採用できる。実際には、
標準的な画像をHDビデオカメラにより撮像することに
よって、あるいは撮像信号をHDVTRに記録すること
によって、HDビデオ信号を得ることができる。さら
に、予め変換出力として得ようとするHDビデオ信号が
分かっている時には、汎用性が要請されないので、源H
Dビデオ信号を使用してマッピング表が作成される。
【0012】このHDビデオ信号がブロック化回路12
に供給される。このブロック化回路12は、ラスター走
査の順序のビデオ信号を(4×4×8ビット)のブロッ
クの構造に変換する。ブロック化回路12の出力信号か
ら解像度が異なる2つの信号が形成される。その一つ
は、元のHDビデオ信号と同一の解像度の信号であっ
て、遅延回路13の出力に得られる。他の信号は、SD
のビデオ信号であって、ローパスフィルタ14およびサ
ブサンプリング回路15により形成される。ローパスフ
ィルタ14は、2次元ディジタルフィルタであって、折
返し歪みを防止するために、水平および垂直方向の帯域
制限を行う。サブサンプリング回路15は、水平方向の
画素数および垂直方向の画素数がそれぞれ半分に減少す
るように、サンプリングを行う。従って、サブサンプリ
ング回路15からのSDビデオ信号の1ブロックは、
(2×2×8ビット=32ビット)のデータである。
【0013】サブサンプリング回路15からのSDビデ
オ信号がメモリ20および度数メモリ21に対してそれ
らのアドレスとして供給される。メモリ20は、232
アドレス空間を有し、各アドレスに対して、(4×4×
8ビット=128ビット)のデータが書き込まれる。度
数メモリ21も、メモリ20と同一のアドレス空間を有
しているが、各アドレスへ書き込まれるデータは、度数
である。すなわち、メモリ21の読み出し出力が加算器
22に供給され、+1され、加算器22の出力がメモリ
21の同一アドレスに書き込まれる。メモリ20および
21は、初期状態として各アドレスの内容がゼロにクリ
アされる。
【0014】メモリ20から読み出された128ビット
のデータが乗算器23に供給され、度数メモリ21から
読み出された度数と乗算される。乗算器23の出力が加
算器24に供給され、加算器24にて遅延回路13から
の入力データと加算される。加算器24の出力が割算器
25に被除数として供給される。割算器25には、加算
器22の出力が除数として供給される。この割算器25
の出力(商)がメモリ20の入力データとされる。
【0015】上述の図3の構成では、SDビデオ信号の
1ブロックと対応するあるアドレスAiが最初にアクセ
スされる時には、メモリ20および21の読み出し出力
が0であるため、HDビデオ信号の1ブロックのデータ
X1がそのままメモリ20に書き込まれ、メモリ21の
対応するアドレスの値が1とされる。若し、その後で、
このアドレスが再びアクセスされると、加算器22の出
力が2であり、加算器24の出力が(X1+X2)(X
2は、遅延回路13の出力)である。従って、割算器2
5の出力が(X1+X2)/3であり、これがメモリ2
0に書き込まれる。一方、度数メモリ21には、度数2
が書き込まれる。更に、その後で、上述のアドレスがア
クセスされると、同様の動作によって、メモリ20のデ
ータが(X1+X2+X3)/3に更新され、度数も3
に更新される。
【0016】上述の動作を所定期間で行うことによっ
て、メモリ20には、同一ビデオ信号から形成されたH
Dビデオ信号のブロックとSDビデオ信号のブロックと
の間の相関を示すマッピング表が蓄えられる。言い換え
れば、SDビデオ信号のブロックのデータのパターンが
与えられた時に、そのパターンに平均的に対応が取れた
HDビデオ信号のブロックのパターンを出力するマッピ
ング表が形成できる。このマッピング表が図1の構成の
メモリ3内に格納される。
【0017】上述のマッピング表の作成の処理におい
て、実際には、メモリ20の全てのアドレスにデータを
書き込むことができず、データが0のアドレスが生じう
る。その場合には、周辺アドレスの非0のデータから予
測されたデータで補間がなされる。この補間のための構
成の一例を図4に示す。
【0018】図4で、メモリ30は、上述のように作成
されたマッピング表が格納されているメモリである。メ
モリ30のアドレス入力として、カウンタ31および3
2からの32ビットのアドレスの一方が切り替え回路3
3を介して選択的に供給される。カウンタ31のクロッ
ク入力には、入力端子34からのクロックCKがゲート
回路35を介して供給される。カウンタ31からのアド
レスが切り替え回路33、アドレスメモリ36および比
較回路37に供給される。カウンタ32には、入力端子
38からのクロックCKが供給され、その出力が切り替
え回路33および比較回路37に供給される。また、カ
ウンタ32には、アドレスメモリ36の出力がプリセッ
ト入力として供給される。
【0019】メモリ30の出力データが非ゼロ検出回路
39およびバッファメモリ(ラッチでも良い)40に供
給され、また、ゲート回路41を介して補間データ形成
回路42に供給される。補間データ形成回路42は、バ
ッファメモリ40の出力、ゲート回路41の出力、カウ
ンタ31の出力、アドレスメモリ36の出力を受け取
り、ゼロデータに代わる補間データを形成する。この補
間データがメモリ30のデータ入力とされる。
【0020】非ゼロ検出回路39の検出信号がフリップ
フロップ43にそのセット入力として供給される。さら
に、この検出信号は、ゲート回路41のオン/オフの制
御、バッファメモリ40およびアドレスメモリ36の書
き込み/読み出しの制御、カウンタ32の制御に使用さ
れる。
【0021】カウンタ31の出力およびカウンタ32の
出力を比較する比較回路37の出力がカウンタ32のク
リア端子とフリップフロップ43のリセット端子とに供
給される。フリップフロップ43の出力信号によって、
ゲート回路35のオン/オフ、切り替え回路33の制
御、およびメモリ30の書き込みが制御される。
【0022】上述の図4の補間データ形成の構成の動作
を説明するために、メモリ30に格納されているデータ
の一部が下記のものであると想定する。
【表1】
【0023】まず、カウンタ31がクロックCKによっ
て、インクリメントされ、順次発生するアドレス信号が
切り替え回路33を介してメモリ30に供給される。メ
モリ30からの読み出しデータが非ゼロ検出回路39に
供給される。読み出しデータが非ゼロの場合、すなわ
ち、トレーニング画像によってデータが得られている場
合には、バッファメモリ40の内容を読み出すととも
に、メモリ30の出力を新たにバッファメモリ40に書
き込む。これと共に、ゲート41をオンとし、メモリ3
0の出力が補間データ形成回路42に供給される。
【0024】上述の例のように、メモリ30のアドレス
A5のデータD5が読み出されたタイミングを考える
と、これは非ゼロであるため、非ゼロ検出回路39の検
出信号によって、バッファメモリ40から以前の非ゼロ
のデータD2が読み出され、バッファメモリ40には、
データD5が書き込まれる。このデータD5は、ゲート
回路41を介して補間データ形成回路42に供給され
る。補間データ形成回路42には、データD2も供給さ
れる。
【0025】一方、その時のメモリ30のアドレス入力
は、A5であるため、これが非ゼロの検出信号によっ
て、アドレスメモリ36に書き込まれる。アドレスメモ
リ36からは、その前に記憶されていたアドレスA2が
読み出される。これらのアドレスA2およびA5が補間
データ形成回路42に供給され、アドレスA2およびA
5を参照して、データD2およびD5からその間のアド
レスA3、A4のゼロデータに代わるべき補間データが
形成される。
【0026】この例では、距離に応じた重み付け平均値
を補間データとして形成している。すなわち、アドレス
A2とA5との間の距離を3とし、アドレスA3の補間
データは、(2・D2+D5)/3として求められ、ア
ドレスA4の補間データは、(D2+2・D5)/3と
して求められる。補間データの形成方法としては、これ
以外に、カーブフィッティング、高次補間等を使用して
も良い。
【0027】また、アドレスメモリ36からのアドレス
A2が非ゼロ検出信号によって、カウンタ32にロード
され、カウンタ32の出力がクロックCKによって、ア
ドレスA3、A4を順次発生する。カウンタ32の出力
がA5に達すると、比較回路37が一致出力を発生す
る。この一致出力によって、カウンタ32がクリアされ
るともに、フリップフロップ43がリセットされる。
【0028】フリップフロップ43がセットされている
期間では、切り替え回路33がカウンタ32からのアド
レス(A3、A4)を選択し、メモリ30が書き込みモ
ードとされる。従って、補間データ(2・D2+D5)
/3および(D2+2・D5)/3がメモリ30のアド
レスA3、A4にそれぞれ書き込まれる。この期間で
は、ゲート回路35がオフとされ、カウンタ31のイン
クリメントが停止される。
【0029】フリップフロップ43がリセットされてい
る期間では、ゲート回路35がオンし、切り替え回路3
3がカウンタ31からのアドレスを選択し、メモリ30
が読み出しモードとされる。そして、上述と同様の動作
がなされる。
【0030】なお、上述の一実施例は、SDビデオ信号
をHDビデオ信号にアップコンバージョンする例である
が、これ以外に、画像の拡大に対しても、この発明は、
同様に適用できる。
【0031】
【発明の効果】この発明によれば、低解像度画像と高解
像度画像との相関を利用して、高解像度成分を復元する
ので、標準ビデオ信号を高解像度画像に変換してHDモ
ニタ上に表示できる。また、解像度の劣化を伴わずに、
画像を任意の大きさに拡大することができる。さらに、
解像度の劣化無しに、画像を間引き圧縮することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】ブロック構造の説明のための略線図である。
【図3】マッピング表を作成するための構成の一例のブ
ロック図である。
【図4】マッピング表を作成する時のデータの補間のた
めの構成の一例のブロック図である。
【図5】従来技術の説明のための略線図である。
【符号の説明】 1 SDビデオ信号の入力端子 3 マッピング表が格納されているメモリ 5 HDビデオ信号の出力端子

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の解像度の第1のディジタル画像信
    号の順序をブロック構造に変換する手段と、 マッピング表が格納されてなり、上記ブロック構造に変
    換された第1のディジタル画像信号がアドレスとして供
    給され、上記マッピング表に従って上記第1の解像度に
    比してより高い第2の解像度を有する第2のディジタル
    画像信号が読み出されるメモリと、 上記メモリの出力信号の順序を元のものに変換するため
    のブロック分解手段とからなり、 上記マッピング表は、同一画像に対して、解像度の異な
    る2枚の画像を形成し、上記2枚の画像をそれぞれブロ
    ック構造に変換し、上記2枚の画像のそれぞれのブロッ
    ク間の相関関係を表すように、予め複数の絵柄でトレー
    ニングして形成されていることを特徴とする解像度補償
    可能な画像変換装置。
JP35230091A 1991-12-13 1991-12-13 画像信号生成装置 Expired - Lifetime JP3278881B2 (ja)

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