JPH07118627B2 - 飛越し型デジタル・ビデオ入力フイルタ/間引き器および/または伸張器/補間器フイルタ - Google Patents

飛越し型デジタル・ビデオ入力フイルタ/間引き器および/または伸張器/補間器フイルタ

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JPH07118627B2
JPH07118627B2 JP61500082A JP50008285A JPH07118627B2 JP H07118627 B2 JPH07118627 B2 JP H07118627B2 JP 61500082 A JP61500082 A JP 61500082A JP 50008285 A JP50008285 A JP 50008285A JP H07118627 B2 JPH07118627 B2 JP H07118627B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の背景] I 発明の分野 この発明は、飛越し型(飛越し走査による)デジタル・
ビデオ入力信号を処理する画像方式に、そして具体的に
は飛込し走査ラスタを使用するテレビジョン画像のよう
な2次元画像をリアルタイムで画像処理するに適した、
1個またはそれ以上の複数のタップ付デジタル・フイル
タ/間引き器(デシメータ)および/または伸張器/補
間フイルタより成るフイルタ装置を具備した上記の如き
方式に関するものである。
II 従来技術の説明 1985年1月30日に公告されたカールソン(Carlson)氏
他を発明者とする公告英国特許出願第2143046A号をここ
に引用する。このカールソン氏他による出願は、特に、
時間的なビデオ信号によって形成されるテレビジョン画
像の2次元空間周波数スペクトルを遅延したリアルタイ
ムで分析し、かつその分析された周波数スペクトルから
その様な時間的なビデオ信号を遅延リアルタイムで合成
するためのパイプライン構成を用いたリアルタイム階層
ピラミッド型信号処理装置を開示している。特にこのカ
ールソン氏他の出願に開示された信号処理装置は、すべ
て複数ビット(たとえば8ビット)デジタル信号サンプ
ル・ストリームを対象として動作する多数のデジタル畳
み込みフイルタ、間引き器(decimator)、伸張器およ
び補間フイルタを含む手段によって、ピータ・ジェー・
バート博士(Dr.Peter J.Burt)によって開発されたア
ルゴリズム(以下、バート・ピラミッドという)を実現
することができる。従来、上記の様なデジタル畳み込み
フイルタ、間引き器、伸張器および補間フイルタの構成
に必要なハードウエアの総量は極めて多量でそのため可
成り高価なものについた。
更に、プレンテイス・ホール社(Prentice Hall,Inc,)
から1983年に刊行されたロシエール(C.Rochiere)氏他
の著作物「マルチレート・デジタル信号処理(multirat
e Digital Signal Processing)」の79〜88頁を引用す
るが、こにはサンプリング周波数の整数変化による間引
きおよび補間に多相成分フイルタを使用することが開示
されている。
[発明の概要] この発明は、フイルタ装置の改良に関するもので、この
フイルタ装置は1次元のmタップ・デジタル・フイルタ
/間引き器及び/または伸張器−補間フイルタより成
り、印加された飛込し走査ビデオ入力デジタル信号をリ
アルタイムでデジタル処理する方式に使用される。この
ビデオ入力信号は、Fを複数を表わす第1の整数とする
とき、ラスタ走査される2次元画像のF個の別々の線飛
込し走査フイールドより成る少なくとも1個のフレーム
の、順次発生するピクセル・サンプル走査線により時間
的に構成されている。このデジタル・フイルタ間引き器
および/または伸張器−補間フイルタのタップ数mは上
記Fの値より大きい。更に、このフイルタ−間引き器お
よび/または伸張器−補間フイルタは、画像の2次元方
向のうちの一方すなわちラスタ走査線に直交する方向で
動作してピクセル・サンプルの順次発生走査線より成る
ビデオ出力デジタル信号を取出す。上記m個のタップの
各々には所定の乗算器係数が付属している。
この発明による改良されたフイルタ−間引き器および/
または伸張器/補間フイルタは、F個の部分フイルタよ
り成り、そのそれぞれは、DをD<(m−1)なる値を
持つ所定の整数とするときD個の遅延手段の1個または
それ以上を共有し、D個の遅延手段の各々は1走査線分
のピクセル・サンプルを蓄積することができるものであ
る。F個の部分フイルタの各々は、それらに個々に付属
する、個別のしかも区別できるm個の所定乗算器係数の
サブセットを持っており、そのうちのどのサブセット中
に含まれている係数の最大数も(D+1)より大きくは
ない。
この改良されたフイルタ−間引き器および/または伸張
−補間フイルタは、更に走査変換器を有し、この走査変
換器はF個の別々の線飛越し走査フイールドのうち現に
生じているものの順序数に従ってF個の部分フイルタの
複数のものに結合される加算器を含む手段とメモリとで
構成されている。このメモリと加算器を含む手段とは、
ビデオ入力信号のフレームのF個の別々の線飛込し走査
フイールドの各々が順次発生する期間中動作して、F個
の部分フイルタの各々の各出力から取出されてそこに印
加される対応ピクセヶ・サンプルを加算する。
本発明と実施例との対応関係 後に詳述する実施例の参照番号を、カッコ書きで以下に
示す。
(1)2以上の値を表わす第1の整数をFとするとき、
ラスタ走査される2次元画像のF個の別々の線飛越し走
査フィールドより成る少なくとも1つのフレームの連続
して発生するピクセル・サンプル走査線より成る飛越し
型ビデオ入力デジタル信号をリアル・タイムでデジタル
処理するためのシステムに用いるフィルタ装置であっ
て、 該フィルタ装置は、上記第1の整数Fよりも大きな値を
有する第2の整数をmとするとき、1次元mタップ付デ
ジタル・フイルタ/間引き器(第3図の300,302)およ
び/または伸張器/補間フイルタ(第4図の400,402)
を含み、該フイルタ装置は上記画像の2次元方向のうち
上記ラスタ走査線に直交する方向について連続して発生
するピクセル・サンプル走査線より成る順次走査ビデオ
出力デジタル信号を取出すように動作し(304,404)、
上記m個のタップの各々は所定の乗算器係数(第6図の
a,b,c,d)を有し、 上記フィルタ/間引き器および/または上記伸張器/補
間フィルタは、 DをD<(m−1)なる値を持つ所定の整数とすると
き、それぞれの遅延手段が1本ピクセル・サンプル走査
線を蓄積できるようなD個(第7図においてD=3)の
遅延手段の組(第7図の700,702,704;第8図の800,802,
804;第9図の900,902,904)と、 F個の部分フィルタであって(O.F.を奇数フィールドの
略号とし、E.F.を偶数フィールドの略号としたとき、O.
F.…第7図の702,704,706a,76c,710,712,714,716,718,7
20およびE.F.…700,702,704,706b,706d,708,710,712,71
4,716,718,720あるいはO.F.…第8図の802,804,806a,80
6c,810,812,814,822およびE.F.…800,802,804,806b,806
d,808,810,812,814,822。また、N+1…第9図の902,9
04,906a,906c1,906c2,910。N…900,902,904,906b1,906
b2,906d1,906d2,908)、各々の部分フィルタは上記Fフ
ィールドの各々の順序で動作し、かつ、各々の部分フィ
ルタは上記m個の所定乗算係数を分離・区別された一群
の係数として個々的に備えており、少なくともひとつの
上記部分フィルタ(E.F.またはN部分フィルタ)は上記
係数の最大個数(=4)を含んだ一群を有しており、該
最大個数は(D+1)より大きくないものとし(D=
3)、この各部分フイルタは少なくとも上記D個の遅延
手段の一群より成り、しかも上記遅延手段の1個または
それ以上が上記F個の部分フイルタのすべてに共通であ
るようなものと、 順次走査フレーム・メモリ(第10a図の1000;第11a図の1
100)とF個の個別の線飛越し走査フィールドのうちそ
のとき発生しているものの順序数に従って上記F個の部
分フイルタに結合される加算器(1006;1102)を含む手
段(1002,1004;912,914)とを有し、上記順次走査フレ
ーム・メモリと上記加算器を含む手段とは上記ビデオ入
力信号における上記フレームの上記F個の別個の線飛越
し走査フィールドのそれぞれの連続的な発生期間中、上
記F個の部分フイルタのそれぞれの各出力から取出され
て印加される対応するピクセル・サンプルを加え合せる
ように動作する飛越し−順次走査変換器と を具備したことを特徴とするフイルタ装置。
(2)それぞれのフレームがラスタ走査される2次元画
像の2つの線飛越し走査フィールドより成る連続的な入
力フレームの順次発生するピクセル・サンプル走査線で
時間的に構成されている、入力として印加される飛越し
デジタル・ビデオ信号をリアル・タイムでデジタル的に
処理するために、あるシステムに組み込まれた、少なく
とも1つの段を有するバート・ピラミッド型分析器であ
って、 この分析器の各段は、 入力信号として印加される上記ビデオ入力信号に応答し
て、第1のビデオ出力信号を導出するデジタル・フィル
タ/間引き手段(第3図の300,302)であって、該フィ
ルタ/間引き器手段は第1の手段(302)を含み、該第
1の手段は上記画像の2次元方向のうち上記ラスタ走査
線に直交する1方向について、 (イ)連続する各入力フレームの上記2つのフィールド
のうち最初に発生するもの(奇数フィールド=O.F.)の
全走査線に対して少なくとも3つの重みより成る第1の
所定核重み付け関数の1つおきの重みで構成される第1
のサブセットを使用する第1の部分フイルタ(O.F.…70
2,704,706a,706c,710,712,714,716,718,720;O.F.…802,
704,806a,806c,810,812,814,822)として、かつ(ロ)
連続する各入力フレームの上記2つのフィールドのうち
2番目に発生するフィールド(偶数フィールド=E.F.)
の全走査線に対する上記第1の所定核重み付け関数の残
余の重みより成る第2のサブセットを使用する第2の部
分フイルタ(E.F.…700,702,704,706b,706d,708,710,71
2,714,716,718,720;E.F.…800,802,804,806b,806d,808,
810,812,814,822)として、動作する、印加ビデオ入力
信号に応動して第1のビデオ出力信号を取出すデジタル
・フイルタ/間引き手段と、 入力信号として印加される前記第1のビデオ出力信号に
応答して、第2のビデオ出力信号を導出するデジタル伸
張器/補間フィルタ手段(第4図の400,402)であっ
て、該伸張器/補間フィルタ手段は第2の手段(400)
を含み、該第2の手段は上記画像の2次元方向のうち上
記1方向について、(イ)連続する各入力フレームの上
記2つのフィールドの双方の全走査線に対して少なくと
も3つの重みより成る第2の所定核重み付け関数の1つ
おきの重みで構成される第1のサブセットを使用する第
3の部分フィルタ(第9図の走査N+1…902,904,906
a,906c1,906c2,910)として、かつ(ロ)連続する各入
力フレームの上記2つのフィールドの双方の全走査線に
対する上記第2の所定核重み付け関数の残余のものより
成る第2のサブセットを使用する第4の部分フイルタ
(第9図の走査N…900,902,904,906b1,906b2,906d1,90
6d2,908)として、動作する、入力として印加される上
記第1のビデオ出力信号に応動して第2のビデオ出力信
号を取出すデジタル伸張器/補間フイルタ手段と、 上記ビデオ入力信号および印加される上記第2のビデオ
出力信号に応動して上記バート・ピラミッド型分析器の
その段から帯域通過出力を表わす第3のビデオ出力信号
を取出すための信号変換手段(第9a図の912,914;第11a
図の1100,1102)であって、上記信号変換手段は、
(イ)連続する各入力フレームの上記2つのフィールド
の選択された一方について上記第3の部分フイルタの出
力を決定する上記第2ビデオ出力信号の各ピクセル・サ
ンプルを、連続する各入力フレームの上記2フィールド
の上記選択された一方と時間的に連続する第1の非選択
フィールドについて上記第4の部分フイルタの出力を決
定する上記第2ビデオ出力信号の対応するピクセル・サ
ンプルと有効に合成し、かつ(ロ)連続する各入力フレ
ームの上記2フィールドの上記選択された一方について
上記第4の部分フイルタの出力を決定する上記第2ビテ
オ出力信号の各ピクセル・サンプルを、連続する各入力
フレームの上記2フィールドの上記選択された一方と時
間的に連続する第2の非選択フィールドについて上記第
3の部分フイルタの出力を決定する上記第2ビデオ出力
信号の対応するピクセル・サンプルと有効に合成する、
動作を行うものと を具備したことを特徴とするバード・ピラミッド型分析
器。
[図面の簡単な説明] 第1図は線走査ビテオ入力に応動するバート・ピラミッ
ド型分析合成方式の従来構成の機能的ブロック図、 第1a図は第1図のアナログ−デジタル(A/D)変換およ
び飛越し−順次走査変換器の一具体例を示す図、 第2a図および第2b図は第1図のバート・ピラミッド型分
析および合成器によって処理されたもののような、2次
元(2−D)非間引きおよび間引き処理を行なったピク
セル(画素)空間密度テレビジョン−ラスタ走査画像を
それぞれ例示する図、 第3図はこの発明を実施したフイルタ/間引き器の一実
施例のブロック図、 第4図はこの発明を実施した伸張器/補間フイルタの一
実施例のブロック図、 第5図は段1乃至(M−1)中の何れかのものの第1の
実施例を示す図、 第5a図はこの発明を実施したバート・ピラミッド型分析
器のM段の第1実施例のブロック図、 第5b図は第5図の垂直デジタル畳み込みフイルタ/間引
き器のブロック図、 第5c図はこの発明を実施したバート・ピラミッド型分析
器の段1乃至(M−1)のうちの何れかの第2の実施例
を示す図、 第6図は第3図の畳み込みフイルター間引き器におよび
第4図の補間フイルタに使用することのできる形式の対
称的な核(Kernel)重み付け関数の一例を示す図、 第7図は第3図の垂直デジタル畳み込みフイルタ−間引
き器として使用可能な形式の入力重み付け型フイルタ/
間引き器の一実施例を示す図、 第8図は第3図の垂直デジタル畳み込みフイルタ−間引
き器として使用可能な形式の出力重み付け型フイルタ/
間引き器の一実施例を示す図、 第9図は第4図の垂直デジタル伸張器/補間フイルタと
して使用可能な形式の出力重み付け型伸張器/補間フイ
ルタの一実施例を示す図、 第9a図と第9b図とはそれぞれ第4図の水平デジタル伸張
器/補間フイルタ中に使用した各並列入力線NとN+1
を多重化してそれから順次出力線NとN+1とを取出す
ことのできる形式の並列−直列交換器の各実施例を示す
図、 第10a図、第10b図および第10c図はそれぞれ第3図の飛
越し−順次走査変換器の相異なる実施例を示す図、 第11a図および第11b図はそれぞれ第4図の飛越し−順次
走査変換器の相異なる実施例を示す図、 第12図は第5c図の入力飛越し−出力飛越し変換器の一実
施例を示す図、 第12a図は第12図の実施例装置の動作説明に有用なタイ
ミング図、 第12b図は第5a図の変形例に使用される入力飛越し出力
飛越し変換器で第5c図のバート・ピラミッド型分析器と
共働できるものを示す図である。
[好ましい実施例の説明] 前述したカールソン氏他の特許出願に開示されているリ
アルタイム・バート・ピラミッドでは、このバート・ピ
ラミッド型分析器に対するビデオ入力が、順次走査型2
次元画像を表わすストリーム状のデジタル・ピクセル・
サンプルの形であることを必要とする。そこでビデオ入
力が元来アナログ形式であったとすれば、これをアナロ
グ−デジタル(A/D)変換器に通してデジタル・ピクセ
ル・サンプルを取出さねばならない。更に、もし元のビ
デオ入力が線飛越し型であれば、これを上記カールソン
氏他の特許出願に開示されているバート・ピラミッド型
分析器に印加するに先立って順次走査形式に変換しなけ
ればならない。
NTSC式ビデオ信号のような標準テレビジョン信号の順次
連続する各フレームは奇数走査フィールドとそれと線飛
越し関係にある後続する偶数走査フィールドとより成る
アナログ信号である。の発明の説明に当っては例示の目
的上、この線飛込し型ビデオ入力はNTSC式ビデオ信号で
あると仮定して話しを進める。しかし、この発明は2つ
の線飛越し走査フィールドのみから成るフレームに限定
されず任意複数(F)の線飛び越し型フィールドより成
るフレームにも応用可能であることを理解されたい。
第1図に示されるように、従来は、NTSCビデオ信号のよ
うな線飛越し型ビデオ入力は、バート・ピラミッド型分
析器102に入力信号G0として印加される前に、A/D返還お
よび飛越し−順次操作変換器100は1個またはそれ以上
のフィールドをメモリ中に蓄積しておくことを要する。
第1a図はダブル・シャッタ式順次操作出力を供給するた
めのフレーム・メモリを使用したブロック100の1具体
例を示している。
第1a図を参照すると、線飛越し型のビデオ入力はA/D変
換器104と奇数−偶数フィ−ルド検出器106の双方の入力
に供給される。A/D変換器104は線飛込し型ビデオ入力を
所定サンプリング周波数でデジタル・ピクセル・サンプ
ルのストリームに変換する。各ピクセル・サンプルはそ
の振幅レベルを決定する所定の複数ビット2進数で構成
されている。NTSC式ビデオ入力信号に対する普通のサン
プリング周波数はカラー副搬送波周波数の4倍(すなわ
ち、14.32MHz)である。更に、A/D変換器104から出力さ
れるデジタル・ピクセル・サンプルのストリームの各々
の振幅レベルは通常8ビットで決定される。テレビジョ
ン技術の分野で周知の奇数−偶数フィールド検出器106
は、印加される線飛越し型ビデオ入力に応じて現在の走
査フィールドが奇数フィールド(O.F.)偶数フィールド
(E.F.)かを表わす制御信号O.F./E.F.を取出す。フレ
ーム・メモリ108は、1つの完全な入力フレーム中の全
複数ビット・デジタヶ・ピクセル・サンプルを充分に蓄
積できる蓄積容量を有し、その入力サンプル周波数の2
倍の出力ピクセル・サンプル周波数で動作する。
更に詳しく言えば、各連続する入力フレームの奇数フィ
−ルドが発生している期間中、その直前の蓄積済みフレ
ーム中の全ピクセル・サンプルがメモリ108から上記の
所定周波数の2倍の周波数で直列に読出される。この動
作が行なわれている間、読出された上記直前フレームの
奇数フィールドの各ピクセル・サンプルは、上記所定周
波数でメモリ108に直列に供給されるその時のフレーム
の奇数フィールドの対応ピクセル・サンプルによってメ
モリ中で置換えらえる。次に、連続する各入力フレーム
の偶数フィールドが発生している期間中、その時のフレ
ームの偶数フィールドの個々の各線のピクセル・サンプ
ルが直列にメモリ108に供給されて蓄積される一方、既
に蓄積されていたその時のフレームの奇数フィールドに
おける先行線のピクセル・サンプルが先ず上記所定周波
数の2倍の周波数で直列に読出され(消去せずに)、次
いでその個々の線の蓄積されたピクセル・サンプルが所
定周波数の2倍の周波数で読出される。従って、1フレ
ーム周期の発生期間中、蓄積されていたピクセル・サン
プルの完全な各1フレームが2回読出される。この最初
の読出しは、実質的にその時読出されつつあるフレーム
の偶数入力フィールドの敗勢期間中に行なわれ、2回目
の読出しは実質的にその時読出されているフレームの直
後のフレームの奇数入力フィールドの発生期間中に行な
われる。
フレーム・メモリ108の所要蓄積容量は極めて大きい。
詳しくは、NTSC式ビデオ信号フレームの奇数および偶数
走査フィールドは各々241本または242本の有効走査線を
持っている。これらの各走査線は、線800個のピクセル
・サンプル(サンプリング周波数を14.32MHzとして)を
有し、各ピクセル・サンプルは8ビットで定められてい
る。従って、フレーム・メモリ108に必要な蓄積容量は
3メガビット以上になる。
第1図に戻って、バート・ピラミッド型分析器102(前
述のカールソン氏他の特許出願中に詳述されている)
は、ほぼ同様なサンプルされた信号の変換段103−1、1
03−2‥‥103−MよりなるM個のパイプラインで構成
されている。それぞれの段は、個別に印加されるデジタ
ル・クロック信号CL1、CL2‥‥CLMの周波数で決まるサ
ンプル周波数で動作する。これらの段のうちどの段に印
加されるクロックの周波数もその段に先行するどの段に
印加されるクロックの周波数よりも低い。実際には、各
段103−1、103−2‥‥103−Mの各クロックの周波数
は各々の直前の段のクロックの2分の1であることが好
ましい。以下の説明では、クロックCL1‥‥CLMの相互間
にこの好ましい関係があるものと仮定する。
第1図に示されるように、段103−1は畳み込みフイル
タ/間引き器116、遅延手段118、減算器120および伸張
器/補間フイルタ122で構成されている。変換器100から
与えられるデジタル・サンプルの入力ストリームG0は、
クロック信号CL1の周波数に等しいサンプル周波数(例
えば14.32MHz)を有し、畳み込みフイルタ/間引き器11
6を通過して、クロック信号CL2の周波数に等しいサンプ
ル周波数でデジタル・サンプルの出力ストリームG1が取
出される。この畳み込みフイルタは低域通過作用を有
し、G1で表わされる各画像ディメンジョンの中心空間周
波数をG0によって表わされる対応ディメンジョンの中心
空間周波数の2分の1に低減する。同時に、この間引き
は各ディメンジョンごとにサンプル度を2分の1に低減
させる。
G0の各デジタル・サンプルは遅延手段118を通って減算
器120に対する第1入力として供給される。同時に、G1
の密度の低くなったデジタル・サンプルが伸張器/補間
フイルタ122に印加されてそこでG1サンプルのサンプル
密度は増大されG0のサンプル密度に戻される。次に、こ
の伸張された密度の補間されたG1サンプルは減算器120
に第2入力として供給される。遅延手段118があるため
に、空間的に対応しているG0とG1の各サンプル対は互に
時間的に一致して減算器120の第1と第2の入力に供給
される。減算器120からの連続するサンプルの出力スト
リームL0は、走査された画像の各ディメンジョン中の最
高空間周波数オクターブを決定する。
各段103−2‥‥103−Mの構造は段103−1の構造と実
質的に同一である。しかし、より高い順番の段103−2
‥‥103−Mはそれぞれその直前の段におけるよりも低
いサンプル密度で生ずる低い空間周波数信号に対して動
作する。より具体的に言えば、連続するサンプルの出力
ストーリームは、各画像ディメンジョンの中で最高のも
のの次に高い空間周波数のオクターブを表わし、その結
果第1図に示すように、バート・ピラミッド型分析の行
なわれた信号は、低周波数の残存信号GM(段103−Mの
畳み込みフイルタ/間引き器の出力から取出された)と
共に各オクターブ・サンプル・ストリームL0‥‥L
M-1(段103−1‥‥103−Mの各々の減算器からそれぞ
れ取出された)とから成る。
分析器102の段103−1‥‥103−Mの各出力L0‥‥LM-1
とGMの対応するピクセル・サンプルは、段103−1‥‥1
03−Mの種々の畳み込みフイルタ/間引き器および伸張
器/補間フイルタによって与えあれる固有の時間遅延が
あるので、相互に時間的に一致して発生することはな
い。
第1図に図示したように、バート・ピラミッド型分析器
102の出力L0‥‥LM-1およびGMはタイム・スキュー補正
手段126を介してバート・ピラミッド型合成器124に対す
る入力として転送される。実際には、信号L0‥‥LM-1
よびGMのうちの1つまたはそれ以上のものを、合成器13
4に転送する前に、図示していない変更手段によって変
更または変形することもある。しかし何れにせよ、どの
様な変更およびタイム・スキュー補正処理でもそれを施
した後に、各信号L0′‥‥L′M-1およびGM′は合成器1
2pの段128−1‥‥128−Mに入力として供給される。
バート・ピラミッド型分析器102に印加された原信号G0
に対応する信号G0′は、ピクセル・サンプル・ストリー
ムL0′‥‥L′M-1およびGM′を対象として動作する合
成器124によって合成される。これは最低サンプル密度
で生ずる残存サンプル・ストリームGM′を伸張器/補間
フィルタ130に入力として印加し、そこでGM′によって
表わされる画像空間ディメンジョンの各々におけるGM
の入力サンプリング密度を2倍にすることによって、行
われる。伸張器/補間フイルタ130の出力とサンプル・
ストリームL′M-1とにおける対応ピクセル・サンプル
(この対応するピクセル・サンプルは互に時間的に一致
して発生している筈である)は加算器132において互に
加算される。順次連続して設けられた合成段128−(M
−1)‥‥128−1(それぞれ、伸張器/補間フイルタ
と後続加算器を持っている)を通してこの動作を繰返す
ことによって、元の高いサンプル密度G0で合成された2
次元画像を形成する、合成器出力サンプル・ストリーム
G0′が取出される。
合成器段128−M‥‥128−1の各々が持っている各伸張
器/補間フイルタは固有の或る時間遅延を導入する。こ
れらの時間遅延は逐次累加される。しかし、各合成器段
128−M‥‥128−1における各加算器の2つの入力部に
おける対応するピクセル・サンプルが互に時間的に一致
して現れることは必須の条件である。すなわち、固有の
時間遅延によって分析器102の出力L0に現われる各ピク
セル・サンプルは分析器102の出力GMに現われる対応す
るピクセル・サンプルより相当早期に発生するが、合成
器における固有の時間遅延を補償する為に合成器124の
入力GM′に現われる各ピクセル・サンプルが合成器124
の入力L0′に現われる対応ピクセル・サンプルよりも相
当早期に発生することが必要である。従って、タイム・
スキュー補正手段126の遅延手段134−Mによって与えら
れる時間遅延はすべて比較的小さい(或る場合には完全
に零)が、遅延手段134−0によって与えられる遅延は
比較的大きく、屡々走査フィールド期間に近い長さにな
る。
分析器102に対するG0入力の各ピクセル・サンプル(最
高のサンプル密度で発生するとして)の動的範囲(ダイ
ナミック・レンジ)を表わすには通常8ビットを要す
る。分析器102からの出力L0も上記の最高サンプル密度
で生ずる。出力L0の各ピクセル・サンプルの動的範囲を
表わすのに8ビットを要するとすれば、遅延手段134−
0に必要なビット蓄積容量は非常に大きなものとなる。
しかし、(1)L0はG0の周波数スペクトルの最高オクタ
ーブのみを表わし、(2)テレビジョン画像ビデオ信号
の高周波数部の動的範囲は比較的小さい傾向があり、更
に(3)の人間の眼は画像中の高い空間周波数成分のコ
ントラストの微小変化に比較的敏感でないこと、のため
に、遅延手段134−0には各ピクセル・サンプルの振幅
レベルを表わすのに8ビット未満の蓄積を行なうように
することができる。それにしても、遅延手段134−0が
必要とする蓄積容量はなお非常に大きい。一方におい
て、タイム・スキュー補正手段126の各遅延手段の134−
1‥‥134−Mは何れも1ピクセル・サンプル当り8ビ
ットを蓄積せねばならないが、それら各々はより小さな
時間遅延を導入しかつ各々の直前の各遅延手段134−0
‥‥134−(M−1)におけるよりも低いサンプル密度
の信号を対象として動作する。従って、タイム・スキュ
ー補正手段126の各遅延手段の順番が後になる(番号が
大きくなる)につれて、その遅延手段が必要とする蓄積
容量は充分小さくなる。それでも、タイム・スキュー補
正手段126の全遅延手段の総蓄積容量と第1図および第1
a図のフレーム・メモリ108の蓄積容量との和は非常に大
きい。
2−Dラスタ走査画像のピクセル空間サンプル密度の間
引き(または、伸張)走査の意味を理解しやすいように
第2a図と第2b図を参照する。第2a図は、水平の行と垂直
の列より成るように配列された画像サンプルの2次元空
間のマトリクスを示している。テレビジョン技術では普
通に行なわれているように、サンプル行は所定の順序
(順次走査の順序は飛越し走査の順序とは異なる)で水
平方向に走査される。何れにしろ、空間的に隣接する2
つの水平サンプル(走査線2の水平サンプルの群200中
に含まれているサンプルのような)が次々と走査され
る。しかし、空間的に隣接した2つの垂直サンプル(テ
レビジョン・ラスタ走査画像のサンプルの垂直列中にあ
るサンプルのような)場合にはそうはならない。列202
中の垂直方向に隣接する2個のサンプルは、各水平走査
線中の全サンプル数(たとえば、最大800サンプル)に
よって互に時間的に隔てられている。
バート・ピラミッドは、それぞれ核(Kernel)重み付け
関数を利用しかつ各ディメンジョンに対応する3個また
はそれ以上のタップを有する、畳み込みフイルタと補間
フイルタとを使用している。3個のタップというのは必
要最小限のタップ数であるが、その各ディメンジョンに
対応するタップの数はたとえば5、7または9個という
様なより大きな奇数であることが望ましい。更に、2−
D画像の場合には各フイルタは分離できる形でも分離で
きない形でも良い。分離できない形の2−Dフイルタは
単一の核重み付け関数を使っている。分離可能形の2−
Dフイルタは縦続(カスケード)接続された2個の1−
Dフイルタで構成される。各1−Dフイルタは、2つの
直交ディメンジョン(好ましくは、水平および垂直方
向)の相異なる一方について動作するもので、それぞれ
単一の核重み付け関数を使用している。過去において
は、垂直方向のフイルタ作用には、mを垂直方向におけ
る核重み付け関数タップの数とすれば少なくとも(m−
1)本の線のピクセル・サンプルを蓄積できることが必
要であった。
上述の説明において、線飛越し型ビデオ入力に応動する
従来の(第1図の)バート・ピラミッドを構成するに
は、必要とするすべての、垂直フイルタ線遅延蓄積、タ
イム・スキュー補正用遅延蓄積および順次走査変換器フ
レーム蓄積を行なうために非常に多量のメモリ・ハード
ウエアを必要とすることが良く判る。
この発明は、線飛越し型ビデオ入力に応動するバード・
ピラミッドを作る際に必要とするメモリ蓄積容量の全量
を大幅に低減することに関するものである。この発明
は、また、フイルタ/間引き器及び/または線飛越し型
ビデオ入力に応動する伸張器/補間フイルタを含むフイ
ルタ装置を作る際に必要な線遅延メモリ容量を、そのフ
イルタ装置がバート・ピラミッド方式に使用されると否
とにかかわらず、低減することに関するものである。
第3図は、この発明を使用した、飛越し型デジタル・ビ
デオ入力に応動する、分離可能な2次元畳み込みフイル
タ/間引き器の機能ブロック図である。更に具体的に説
明すると、飛越し型のデジタル・ビデオ入力が、構造的
には周知である1次元水平デジタル畳み込みフイルタ/
間引き器300に供給される。水平フイルタ/間引き器300
の出力は1次元垂直デジタル畳み込みフイルタ/間引き
器302に入力として供給される。垂直フイルタ/間引き
器302は第7図または第8図に示されるような構造に作
られており、以下それについて詳述する。垂直フイルタ
/間引き器302の出力は入力として飛越し−順次走査変
換器304に印加される。変換器304は第10a図、第10b図ま
たは第10c図の何れかに示された形式に構成されてい
る。更に第3図に示されるように、垂直フイルタ/間引
き器302と変換器304は、各々印加される奇数−偶数フィ
ールド(O.F./E.F.)制御信号によって制御される。通
常の水平フイルタ/間引き器300は、線走査ディメンジ
ョン(第2a図参照)のピクセル・サンプル密度を2分の
1に低減する機能を行う。すなわち、飛越し型のデジタ
ル・ビデオ入力が水平走査線当り(サンプル密度)800
個のピクセル・サンプルを持っているとすれば、普通の
フイルタ/間引き器300からの出力は水平走査線当り400
個のピクセル・サンプルを持っているに過ぎない。この
ことは、垂直フイルタ/間引き器302の各線遅延手段に
蓄積する必要のあるピクセル・サンプル数が減少するの
で、好ましいことである。しかし、普通の水平フイルタ
/間引き器300を使用することは、この発明にとって不
可決のことではない。1次元の垂直方向(すなわち、2
つの画像ディメンジョンのうち走査線方向に直交する方
向)フイルタ作用および間引きのみを行なうことを要す
る場合には飛越し型デジタル・ビデオ入力を垂直/間引
き器302の入力に直接供給することができる。
各奇数フィールドと各偶数フィールドが別々に生じてい
る期間中、垂直フイルタ/間引き器302はその奇数フィ
ールド中には第1のフイルタとして動作し、次に偶数フ
ィールド中には第2の部分フイルタとして働く。これら
両部分フイルタのそれぞれは、垂直フイルタ/間引き器
302の核重み付け関数乗算器係数の明確に区別されるサ
ブセットより成るものである。これによって、同一の走
査線遅延手段を、それをその時に生じている奇数および
偶数走査フィールドのうちの一方に応じて2つの部分フ
イルタ間で時分割的に使用することにより、第1と第2
の部分フイルタに共通使用することが可能になる。この
様にして、フイルタ/間引き器302が使用する必要な走
査線遅延手段の数を、普通の垂直フイルタ/間引き器に
要する走査線遅延手段の数の最大2分の1まで減らすこ
とができる。
変換器304は、第1と第2の部分フイルタから取出され
た対応するピクデル・サンプルを加え合せることによっ
て、上記両部分フイルタの各出力を合成する作用を行な
う。これには、奇数フィールド部分フイルタの出力から
抽出された各ピクセル・サンプルを走査フィールドの期
間まで遅延させて、これが偶数フィールド部分フイルタ
の出力から得られる対応するピクセル・サンプルと同時
に生ずるようにする過程が含まれている。
例示説明の目的上、垂直フイルタ/間引き器302は、第
7図に示される形を持つ7タップ型入力重み付けフイル
タとして動作し、かつこのフイルタは第6図に示す対称
的な7乗算器係数の核重み付け関数を使用するものと仮
定する。第7図の構造では、それぞれS個のピクセル・
サンプル(ここにSは第7図に供給される入力サンプル
・ストリームの各走査線中に含まれているピクセル・サ
ンプルの数である。)を蓄積することのできる走査線遅
延手段を3個すなわち700、702および704のみを使用す
るものである。入力サンプル・ストリームの各ピクセル
・サンプルは、各乗算器706a、706b、706cおよび706dに
よってそれぞれ4個の乗算器係数a、b、cおよびd倍
される。d乗算器706dから得られる出力はMUX708とMUX7
14の双方の偶数フィールド(E.F.)入力に印加される。
c乗算器706cから得られる出力はMUX710とMUX714の双方
の奇数フィールド(O.F.)入力に供給され、b乗算器70
6bからの出力はMUX710とMUX712の双方のE.F.入力に印加
され、そしてa乗算器706aからの出力はMUX712のO.F.入
力に供給される。MUX708のO.F.入力には信号が全く供給
されない。これらMUX708、710、712および714にはO.F./
E.F.制御信号が供給されて、それらMUXからのそれぞれ
の出力を、各奇数フィールド発生期間中はそのO.F.入力
に結合し、各偶数フィールド発生期間中はそのE.F.入力
に結合するようにする。
MUX708からの出力は入力として遅延手段700に印加さ
れ、MUX710の出力は加算器716に対して第1入力として
供給され、MUX712からの出力は加算器718に第1入力と
して供給されMUX714からの出力は加算器720に第1入力
として供給される。遅延手段700の出力は加算器716に第
2入力として供給され、加算器716の出力は遅延手段702
に入力として供給される。遅延手段702からの出力は加
算器718に対して第2入力として、また加算器718の出力
は遅延手段704に入力として供給される。遅延手段704か
らの出力は、加算器720に第2入力として供給され、ま
た加算器720からの出力は垂直フイルタ/間引き器302か
ら出力ピクセル・ストリームを形成している。
各奇数フィールド期間中、第7図の回路は、3つの乗算
器係数c、aおよびcをそれぞれ用いる入力重み付け型
3タップ部分フイルタとして動作する。しかし各偶数フ
ィールド期間中は、この第7図の回路は4つの乗算器係
数d、b、bおよびdをそれぞれ使用する4タップ部分
フイルタとして動作する。第6図に示されるように、こ
の第1部分フイルタの乗算器係数c、aおよびcは第6
図に示された7係数型核重み付け関数の第1のサブセッ
トを表わし、一方第2部分フイルタのd、b、bおよび
dの乗算器係数は第6図に示された7係数型核重み付け
関数における1つおきのものの残存サブセットを表わし
ている。
入力重み付け型垂直フイルタは、遅延手段700、702およ
び704の1個またはそれ以上のものにおける各ピクセル
・サンプルの動作範囲を決定するに必要なビット数を減
らし得るようにする。1走査線当りのピクセル・サンプ
ル数Sが大きいので1サンプル当りのビット数を低減す
ることは垂直フイルタ/間引き器中に使用される遅延線
に必要とする蓄積容量を大幅に低減することになる。こ
の様な理由で、垂直フイルタ/間引き器302のこの好ま
しい実施例は第7図の構成をとる入力重み付け型フイル
タを組込んでいる。
しかし、垂直フイルタ/間引き器302は、また第8図に
示した構造のように、出力重み付け型フイルタを含むも
のとすることができる。第8図において、各素子800、8
02、804、806a、806b、806c、806d、808、810、812およ
び814は、機能的な面と構造的な面の双方について第7
図における各素子700、702、704、706a、706b、706c、7
06d、708、710、712および714に対応している。第8図
の出力重み付け型構成は、入力サンプル・ストリーム
を、乗算器係数の乗算前に、遅延手段800、802および80
4に供給する点で第7図の入力重み付け型構成と異って
いる。更に、第8図の構成におけるピクセル・サンプル
の出力ストリームは、一連の部分的加算(第7図の入力
重み付け型フイルタ構成におけるような)によるのでは
なく、部分フイルタ各々の重み付け関数出力のすべてを
加算器822による1回の加算処理で得るものである。
飛越し−順次走査変換器304の相異なる3種の実施例が
それぞれ第10a図、第10b図および第10c図に示されてい
る。第10a図に示された最も単純な実施例は、間引きさ
れたフレームのメモリ(以下、間引きフレーム・メモリ
という)1000、奇数フィールド可動ゲート1002、偶数フ
ィールド可動ゲート1004および加算器1006で構成されて
いる。これは順次走査間引きフレームであるから、第3
図への飛越し型デジタル・ビデオ入力フレームにおける
走査線数の2分の1だけを含んでいる。従て、間引きフ
レーム・メモリ1000に蓄積しなければならないピクセル
・サンプルの走査線の数は、第3図に対する飛込し型デ
ジタル・ビデオ入力の2つの飛越し走査フィールドのう
ちの1つのピクセル・サンプル走査線の数に等しい。更
に、第3図に対する飛越し型デジタル・ビデオ入力のピ
クセル・サンプルの各走査線は水平フイルタ/間引き器
300を通過させられるので、各フレーム・メモリ1000は
第3図の飛越し型デジタル・ビデオ入力の各走査線中に
含まれている走査線当りのピクセル・サンプル数の2分
の1を蓄積すれば良い。従って、水平フイルタ/間引き
器300が設けられているとすれば、間引きフレーム・メ
モリ1000の蓄積容量は、第1図の変換器100における従
来のフレーム・メモリ108(第1a図参照)が必要とする
容量の4分の1に過ぎない。間引きフレーム・メモリ10
00は直列メモリで或いはランダム・アクセス・メモリ
(RAM)で構成することができる。
各奇数フィールドが発生している期間中、垂直フイルタ
/間引き器302からのピクセル・サンプルの出力ストリ
ーム(第1の部分フイルタ出力に相当する)は、開かれ
ているO.F.可動ゲート1002を通して間引きフレーム・メ
モリ1000に書込み入力として供給される。各偶数フィー
ルドの発生期間中には、垂直フイルタ/間引き器302か
らのピクセル・サンプルの出力ストリーム(第2の部分
フイルタに出力に相当する)は、開かれているE.F.可動
ゲート1004を通して第1入力として加算器1006に供給さ
れる。間引きフレーム・メモリ1000は、2つの飛越し走
査フィールドの対応するピクセル・サンプル間の時間に
等しい時間遅延の後、そこに書込まれている各奇数フィ
ールドのピクセル・サンプルを読出す。従って、読出さ
れた各奇数フィールドのピクセル・サンプルは、加算器
1006の第1入力に印加される対応する偶数フィールドの
ピクセル・サンプルと時間的に一致して、加算器1006の
第2入力に印加される。この様にして、加算器1006から
の順次走査型の間引きされたデジタル・ビデオ出力の各
ピクセル・サンプルは、フイルタ/間引き器302の第1
および第2の部分フイルタ出力からの対応する両ピクセ
ル・サンプルの代数和で構成される。
第10b図においては、奇数および偶数の両フィールド期
間中、垂直フイルタ/間引き器302からのピクセル・サ
ンプルの出力ストリームが第1入力として加算器1008に
供給され加算器1008からの出力は間引きフレーム・タッ
プ付直列メモリ1010に書込み入力として供給される。こ
のメモリ1010からの出力はE.F.ゲート1012を通して第2
入力として加算器1008に印加される。各奇数フィールド
の発生期間中は、ゲート1012は閉じられ、そのため再循
環は行なわれず、メモリ1010に書込まれるべき加算器10
08からの出力は加算器1008の第1入力に対するもののみ
になる。メモリ1010は、飛越しフィールドの相対応する
ピクセル・サンプル間の時間間隔に等しい時間遅延を導
入する。各偶数フィールドの発生期間中、ゲート1012が
開いていれば、奇数フィールドの連続する遅延ピクセル
・サンプルの各々が、その時生じている偶数フィールド
の対応するピクセル・サンプルと時間的に一致して加算
器1008の第2入力に供給される。加算器1008からの出力
(これは、各偶数フィールド期間中、第1と第2の部分
フイルタの出力の対応するピクセルの代数和から成る)
は入力としてメモリ1010に印加される。
タップ1013から遅延E.F.可動ゲート1014を介して順次走
査型間引きデジタル・ビデオ出力が取出される。各偶数
フィールドの開始から開かれたゲート1014中に生ずる遅
延はピクセル・サンプルが直列メモリ1010の入力とタッ
プ1013間の部分を進行する際の時間遅延に丁度等しい。
第10c図に示した実施例装置は、間引きフレームRAMメモ
リ1016、読出し書込み制御器1018および加算器1020を有
し、第10b図の装置の動作と同じ動作を行なう。具体的
には、各奇数フィールドの発生期間中その奇数フィール
ドのピクセル・サンプルはメモリ1016中に書込まれる。
偶数走査フィールドと奇数走査フィールドの対応する両
ピクセル・サンプル間の時間間隔に等しい遅延時間の
後、メモリ1016からの「読出し1」出力中の各ピクセル
・サンプルは再循環させられて、その時生じている偶数
フィールドの対応するピクセル・サンプルに加え合わさ
れ、その和はメモリ1016に戻されて書込まれる。メモリ
1016からの「読出し2」出力は第10b図のゲート1014の
出力に相当する遅延された信号である。
第4図に示されたブロック図は、垂直デジタル伸張器/
補間フイルタ400、水中デジタル伸張器/補間フイルタ4
02および飛越し−順次走査変換器404から成っている。
垂直伸張器/補間フイルタ400と飛越し−順次走査変換
器404の各々はこの発明の一実施例を組込んでいる。し
かし、水平伸張器/補間フイルタ402は、並列直列変換
器として働くマルチプレクサ(多重化器)を内蔵してい
る点を除き、在来型のものである。在来型の水平伸張器
/補間フイルタを使用することは望ましいことである
が、この発明にとって不可欠のことではない。しかし、
垂直伸張器/補間フイルタ400と飛越し−順次走査変換
器404との間に並列直列変換器を使用することは必要不
可欠である。
第4図に示されるように、垂直伸張器/補間フイルタ40
0には飛越し型のデジタル間引きビデオ入力が供給され
る。具体的には、この間引きされたビデオ入力は第2b図
に示された形式のもので、第2a図に示された間引きされ
ていない画像の1本おきのピクセル走査線が除かれたも
のである。従って、間引きされたビデオ入力の場合に
は、各ピクセル・サンプル走査線の後に何もない時間期
間(ナル期間)が続く。このナル期間は1走査期間であ
り、それは間引きされていない画像から除去された走査
線と同じ時間的長さを持っているからである。
例示説明の目的上、この垂直伸張器/補間フイルタ400
は第6図の対称的な7係数核重み付け関数を使用し第9
図に示された出力を重み付けフイルタを持っているもの
とする。第9図を参照して説明すると、ピクセル・サン
プルの入力ストリームは、各々S個のピクセル・サンプ
ルを蓄積できる3個の縦続接続された線遅延手段900、9
02および904を持っている。ここにSは、入力ストリー
ムの走査線当りのピクセル・サンプル数である。ピクセ
ル・サンプルの入力ストリームは、また、第1のd乗算
器906−d1を介して加算器908の第1入力にも結合され
る。遅延手段900からの出力は第1のc乗算器906−c1を
通して加算器910に第1入力として、およびb乗算器906
−b1を介して加算器908に第2入力として供給される。
遅延手段902からの出力はa乗算器906−aを介して加算
器910に第2入力として、および第2のb乗算器906−b2
を介して加算器908に第3入力として供給される。遅延
手段904からの出力は第2のC乗算器906−c2を通して加
算器910に第3入力として、および第2のd乗算器906−
d2を通して加算器908に第4入力として供給される。加
算器908の出力は第1の部分フイルタ出力を形成し加算
器910の出力は第2部分フイルタ出力を構成する。両加
算器908と910の各出力は各奇数フィールドの発生期間中
および各偶数フィールドの発生期間中に並列に取出され
る。これによって、両部分フイルタの出力における総走
査線数は、飛越し型入力ストリームの各連続するフィー
ルド中の走査線数に対して2倍に増大される。
この増大された走査線は第2a図に示された間引きされて
いない画像の走査線に対応する。更に詳述すれば、第2a
図に示される非間引き画像が順次走査型画像であると仮
定すれば、第1部分フイルタ加算器908からの出力は、
順次走査型の非間引き画像の1本おきの走査線より成る
第1セットの各個々のもの(Nで表わす)を表わし、ま
た第2部分フイルタ加算器910からの出力は上記順次走
査型非間引き画像の残余の走査線より成る第2セットの
各個々のもの(N+1で表わす)を表わしている。
上記第1と第2の部分フイルタの加算器908と910の各出
力から並列的に取出された各ピクセル・サンプル走査線
の対を適当な並列直列変換器によって直列型に変換する
ことは重要である。間引きされた入力ストリーム(すな
わち、連続する2本のピクセル・サンプル走査線のそれ
ぞれの発生時点が少なくとも1走査線の期間に等しいナ
ル期間によって隔てられている入力ストリーム)に応動
する上記の様な並列直列変換器の一例は、第9a図に示さ
れている。第9a図に示されたように、第1部分フイルタ
の加算器908の出力から得られるピクセル・サンプルの
各走査線Nは第1入力としてMUX912に直接印加され、一
方第2部分フイルタの加算器910の出力からのピクセル
・サンプルの各走査線N+1は遅延手段914を介して第
2入力としてMUX912に印加される。遅延手段914は、1
走査線中のすべてのピクセル・サンプルを蓄積し得るも
ので、各走査線N+1を1走査線の期間に等しい時間期
間だけ遅延させる。従って、遅延手段914の出力では、
各走査線N+1は相続く2本の走査線Nの間にあるナル
期間の発生期間中に生ずる。この様にして、ピクセル・
サンプルの連続する走査線NとN+1は、各ピクセル・
サンプルのN走査線が対応するピクセル・サンプル走査
線N+1よりも先行する形で、MUX912からの出力中に順
番に発生する。第9a図に示した並列直列変換器は、その
部分を除けば極普通の水平伸張器/補間フイルタ402の
入力部に含まれている。しかし、水平伸張器/補間フイ
ルタ402(これは不可欠のものではない)が省略されて
いる場合には、この第9a図に示された並列直列変換器
は、垂直伸張器/補間フイルタ400の出力と飛越し−順
次操作変換器404の入力部との間に挿入される。
上記の第4図、第9図、第9a図を参照した説明において
は、飛越し型の間引きピクセル・サンプルのビデオ入力
ストリームが垂直伸張器/補間フイルタ400に印加され
るものと仮定して話しを進めた。しかし、場合によって
は、垂直伸張器/補間フイルタ400に対する飛越し型デ
ジタル非間引きビデオ入力に含まれているピクセル・サ
ンプルの操作線数を増大させたいことがある。その様な
場合の例としては、高品位テレビジョン受像機の画像処
理装置があり、その受像機では低解像度飛越し走査画像
(例えば走査線525本のNTSC入力)から取出される高解
像度(たとえば走査線が1050本の)の順次走査画像を表
示することが必要である。この場合には、入力信号の1
本のピクセル・サンプル走査線の終了点と次のピクセル
・サンプル走査線の開示点との間にナル期間は存在しな
い。そのために、第9図の装置から得られる第1と第2
の部分フイルタの各並列出力を各ピクセル・サンプル走
査線Nに対応するピクセル・サンプル走査線N+1が後
続する順次ストリームに変換することを目的として第9a
図の並列直列変換器を採用することができない。しか
し、第9a図に示される並列直列変換器をこの目的に使用
することはできる。
第9b図の構成は、直列接続された遅延手段916と918の第
1の対と、直列接続された遅延手段920と922の第2の対
とで構成されている。各遅延手段916、918、920および9
22は1本のピクセル・サンプル走査線を蓄積することが
できる。走査線Nが各個々の入力飛越し走査フィールド
の連続的に生ずる走査線の中で奇数番号値を有する場合
には、マルチプレクサ(DEMUX)922は各N走査線ピクセ
ル・サンプルを加算器908の出力から遅延手段916に入力
として転送し、DEMUX924は各N+1走査線ピクセル・サ
ンプルを加算器910の出力からの遅延手段918に入力とし
て送込む。しかし走査線Nが個々の各入力飛越し走査フ
ィールドの連続して生ずる走査線中で偶数番号値を有す
るときは、DEMUX922の出力における各走査線ピクセル・
サンプルは遅延手段920に入力として印加されたDEMUX92
4の出力の各走査線ピクセル・サンプルは遅延手段922に
入力として供給される。
この、各奇数N用遅延手段916と918および偶数N用遅延
手段920と922に交番的に入力を与えることによって、奇
数N用遅延手段916と918は直列に読出され一方偶数N用
遅延手段920と922はその間入力を保持しており、またこ
れと逆の関係の動作が行なわれる。しかし、奇数N用ま
たは偶数N用の直列接続された遅延手段の対916と918ま
たは920の922何れかから入力ピクセル・サンプル・スト
リームの1本の走査線期間にのみ等しい時間期間中に各
Nピクセル・サンプル走査線とそれに後続するN+1ピ
クセル・サンプル走査線を連続して読出すことが必要で
あるから、この読出サンプル周波数は入力ストリーム・
サンプル周波数の2倍でなければならない。直列接続さ
れた奇数N用遅延手段916と918の対に蓄積されていて連
続的に読出されたピクセル・サンプルはMUX926に第1入
力として供給され、一方直列接続された偶数N用遅延手
段920と922の対に蓄積されていて連続的に読出されるピ
クセル・サンプルはMUX926に第2入力として供給され
る。MUX926は、このMUXに対する各入力が互に間挿関係
に組合せられた単一の出力を生成する。従って、MUX926
の出力は連続的なピクセル・サンプル・ストリームをな
している。
第4図に戻って、水平伸張器/補間フイルタ402からの
ピクセル・サンプルの順次線N、N+1出力ストリーム
は、飛越し−順次走査変換器404に入力として供給され
る。変換器404は、増大補間されたピクセル・サンプル
・フレームを完全に蓄積できるメモリを含んでいて、遅
延されない或は遅延されたシングル・シャッタードの順
次走査増大デジタル・ビデオ出力を読出すように構成さ
れ、或いは別の形として、非遅延ダブル・シャッタード
順次走査増大デジタル・ビデオ出力を読出すように構成
することもできる。しかし、変換器404は、そこに含ま
れるメモリの蓄積容量を1個の補間ピクセル・サンプル
フレームよりも多くしない限り、ダブル・シャッタード
順次走査増大デジタル・ビデオ出力を遅延読出しするよ
うには構成できない。
第11a図と第11b図は、変換器404のまた別の構成例で、
それぞれ遅延されたシングル・シャッタード順次走査増
大デジタル・ビデオ出力を生成するものである。より詳
しく説明すると、第11a図に示された変換器404のこの構
造は補間されたフレームRAMメモリ1100と加算器1102よ
り成る。伸張器/フイルタ402からの順次N、N+1走
査線出力ストリームが加算器1102に第1入力として供給
され、また加算器1102からの出力がメモリ1100に入力と
して印加される。各奇数フィールドの発生期間中、メモ
リ1100はそこに入力として供給された連続的な各ピクセ
ル・サンプルを蓄積する。各偶数フィールドの発生期間
中には、蓄積されている直前の奇数フィールドのサンプ
ルの各々が「読出し1」に次々読出されて、加算器1102
に第2入力として供給される。
第11a図に示されるように、RAMメモリ1100は、蓄積され
ている奇数フィールドのN走査線からの各ピクセルが偶
数フィールドの対応するN+1走査線ピクセル・サンプ
ルの発生と時間的に一致して「読出し1」に読出される
ように、構成されている。更に、蓄積されている奇数フ
ィールドのN+1走査線ピクセル・サンプルが各々偶数
フィールドの各N走査線ピクセル・サンプルの発生と時
間的に一致して「読出し1」に読出される。各偶数フィ
ールの発生期間中には、加算器1102の出力から得られる
連続するピクセル・サンプルが再びメモリ1100中に蓄積
される。第11a図に示されるように、これによって、連
続して生ずる偶数フィールドの各走査線N、(N+
1)、(N+2)‥‥は蓄積されている奇数フィールド
の連続する走査線(N−1)、(N+1)‥‥の対応す
るピクセル・サンプルと加え合わされる。各偶数フィー
ルド期間中に蓄積されたピクセル・サンプルは、1フィ
ールド期間よりも短い或る時間遅延の後メモリ1100から
「読出し2」出力に読み出され、それによって遅延され
たシングル・シャッタード順次走査増大デジタル・ビデ
オ出力が生成される。
この時間遅延は、実質的に零から実質的に1フィールド
期間全体の時間まで任意の値とすることができる。もし
この遅延が実質的に零であれば、非遅延シングル・シャ
ッタード順次走査増大デジタル・ビデオ出力が取出され
る。しかし、このメモリ1100が、各偶数フィールドの発
生に応じて、最初は実質的に遅延が零で、続いて1フィ
ールド期間全体に実質的に等しい時間遅延をもって繰返
えされるように、「読出し2」に2回読出されると、ダ
ブル・シャッタード順次走査増大デジタル・ビデオ出力
が生ずる。
第11b図に示された構成はRAMメモリではなく直列メモリ
を使用している。詳しく説明すると、加算器1102からの
出力は補間フレーム・プラス1走査線タップ付直列メモ
リ1104に入力として供給される。各偶数フィールドの発
生期間中、この直列メモリ1104からの出力はE.F.可動ゲ
ート1106を通して循環し、次いで加算器1102に第2入力
として供給される。各偶数フィールドの発生期間中直列
メモリ1104中に蓄積されるサンプル(加算器1102の出力
から)は、直列メモリ1104のタップから取出されて遅延
E.F.可動ゲート1108を通して遅延されたシングル・シャ
ッタード順次走査増大デジタル・ビデオ出力として送り
出される。より詳しく見ると、ゲート1108は1つのフィ
ールド期間に等しい時間期間に開かれる。この時間期間
は、各偶数フィールドに対して、ピクセル・サンプルが
直列メモリ1104の入力とタップ間で受ける遅延に丁度等
しい量だけ遅れている。
非遅延ダブル・シャッタード順次走査増大デジタル・ビ
デオ出力は、各偶数フィールド期間中の加算器1102の出
力を各奇数フィールド期間中の直列メモリ1104の右端か
らの出力と多重化(マルチプレックス)することによっ
て取出すことができる。更に、各偶数フィールド中の加
算器1102からの出力は非遅延シングル・シャッタード順
次走査増大デジタル・ビデオ出力を表わしている。
第5図はこの発明を取入れたバート・ピラミッド分析器
に関するもので、これは各々遅延されたシングル・シャ
ッタード順次走査デジタル・ビデオ出力を供給する。そ
れぞれ固有のこの遅延は分析器の出力に必要なタイム・
スキュー補正を与えるのに使用することができる。これ
によって、第1図に示された従来のバート・ピラミッド
方式で採用している独立した外部タイム・スキュー補正
手段126を設ける必要が無くなる。
第5図には、バート・ピラミッド型分析器の任意の2つ
の連続した縦続接続段を表わす段500−Kと500−(K+
1)が示されている。最終の段を除いてすべての段は、
段500−Kの構成素子で出来ているものと仮定する。最
終段500−Mの素子は第5a図に示されているが、以下詳
述する。図示のように、各段500−Kは、第1図、第3
図または第4図に示された対応符号の素子と構造および
機能が同一の諸素子120、300、400、402および404から
成っている。段500−Kはまた垂直デジタル畳み込みフ
イルタ/間引き器501(第5b図の構造のもの)と時間圧
縮遅延手段518も具えている。
バート・ピラミッド型分析器のGK-1飛越し型デジタルビ
デオ信号が、段500−Kの水平フイルタ/間引き器300
に、および時間圧縮遅延手段518に入力として供給され
る。水平フイルタ/間引き器300からの出力は垂直フイ
ルタ/間引き器501に入力として印加される。垂直フイ
ルタ/間引き器501にには、バート・ピラミッド型分析
器の後段500−(K+1)に入力として加えられる第1
の出力と、垂直伸張器/補間フイルタ400に入力として
印加される第2出力とがある。
第5b図に示されるように、垂直フイルタ/間引き器501
は、垂直フイルタ/間引き器302(第3図の対応符号を
もつ垂直フイルタ/間引き器と構造機能が同一)と交互
線(1つおきの線)除去器504とより成っている。垂直
フイルタ/間引き器302からのGK直接出力は補間フイル
タ400(第5図、第5b図)に印加されるもので、段500−
Kに対するGK-1飛越し型デジタル・ビデオ信号入力のサ
ンプル密度と同じ垂直方向のサンプル密度を持ってい
る。交互線除去器504は1本おきのピクセル・サンプル
走査線(第2b図参照)を除去して、段500−(K+1)
に供給される交互線除去器504のGK出力の垂直方向のサ
ンプル密度がこの交互線除去器504に供給されるGK入力
の垂直方向のサンプル密度に対して2分の1に低減され
るようにする。
垂直伸張器/補間フイルタ400と水平伸張器/補間フイ
ルタ402(第4図に関して前述したものと同じ様にブロ
ック501の垂直フイルタ/間引き器302からのGK出力を対
象として動作する)は時間圧縮遅延手段518に対するG
K-1飛越し型デジタル・ビデオ信号入力のサンプル周波
数の2倍のサンプル周波数をもってN+1ピクセル・サ
ンプル走査線が後続するNピクセル・サンプル走査線を
順次連続して供給する。遅延手段518からおよび水平伸
張器/補間フイルタ402の出力から減算器120の各入力に
供給される対応するピクセルが互に確実に時間的に一致
して生ずるようにするため、遅延手段518は入力として
供給される各ピクセル・サンプル走査線を圧縮すること
が必要である。より詳しく言えば、入力ピクセル・サン
プルはGK-1入力信号のサンプリング周波数で遅延手段51
8に連続的に蓄積されるものとする。更に、遅延手段518
は、各Nピクセル・サンプル走査線の発生期間中は水平
伸張器/補間フイルタ402の出力からピクセル・サンプ
ルを取出さないものと仮定する。しかし、水平伸張器/
補間フイルタ402の出力から各N+1ピクセル・サンプ
ル走査線が発生している期間中は、時間圧縮遅延手段51
8はそこに蓄積されている1本の入力走査線のピクセル
・サンプルを、GK-1から入力されたときの周波数の2倍
の周波数で読出しする。減算器120からの出力は、遅延
手段518からの各ピクセル・サンプル入力の振幅から水
平伸張器/補間フイルタ402からの対応するピクセル・
サンプル入力の振幅を差引いたものに相当する。
減算器120の2つの入力にそれぞれ供給されるピクセル
サンプルの各極性は正である。しかし、遅延手段518か
ら減算器120に入力として印加される各ピクセル・サン
プル・振幅レベルは、水平伸張器/補間フイルタ402か
ら減算器120に入力として印刷される対応するピクセル
・サンプルの振幅レベルよりは高い。水平伸張器/補間
フイルタ402からの減算器120に入力として印刷されるN
ピクセル・サンプル走査線が発生している期間中は遅延
手段518からこの減算器120に対して入力として印加され
るピクセル・サンプルが無いから、減算器120の出力に
おけるN走査線のピクセル・サンプルの振幅レベルは変
化しない。しかし、その極性は減算処理のために負(第
5図に−Nで示す)に反転される。N+1ピクセルサン
プル走査線の発生期間中、減算器120からの出力のピク
セル・サンプルの振幅レベルは減算処理のために減少す
るが、第5図にGK-1−(N+1)と示したように正極性
である。
飛越し−順次走査変換器404は第11a図または第11b図の
どちらに示された形にでも作ることができる。この場
合、順次走査デジタル・ビデオ出力を読出すときの遅延
時間は、バート・ピラミッド中のその段でタイム・スキ
ュー補正を行なうのに適切な大きさとなるように調節す
る。特に第5図における変換器404は、各偶数フィール
ドの発生と順次走査デジタル・ビデオ出力の各シングル
・シャッタード・フレームの発生との間に或る時間遅延
を与え、これがバート・ピラミッド型分析器の段500−
Kに対する適切なタイム・スキュー補正になる。従っ
て、変換器404からの順次走査デジタル・ビデオ出力
は、第11図に示す在来のバート・ピラミッド方式の、L
K-1信号ではなくL′K-1信号に相当する。
第5a図に示したように、バート・ミラミッド型分析器の
最終段500−Mの構造はその前段500−Kと少し異なって
いる。特に、最終段500−Mでは、垂直フイルタ/間引
き器501の交互線除去器500(第5b図に示す)の代りに飛
越し−順次走査変換器304(第3図に対応符号をつけて
ある素子と構造機能が同一である)が使用されている。
その他の点では、この最終段500−Mの構造はそれより
前段の各段500Kの構造と同一である。
飛越し−順次走査変換器304の固有の動作によって交互
の線が除去されることになる。それで、交換器304から
のGM′順次走査デジタル・ビデオ出力のサンプリング密
度はその入力のサンプリング密度の2分の1に過ぎな
い。更に、GM′順次走査デジタル・ビデオ出力は、偶数
フィールドの発生に対して、バート・ピラミッド型分析
器からの残留信号に適切なタイム・スキュー補正を与え
るように調整された量だけ遅延を与えられる。
シングル・シャッタード順次走査ビデオ信号の多くの目
的に対して有用であるが表示された画像中に肉眼で見え
るチラツキを生ずることがある。それが、ダブル・シャ
ッタード順次走査ビデオ信号が好ましいと言われる理由
になっている。しかし、上記の理由によって、第5図お
よび第5a図で使用されている飛越し−順次走査変換器は
どちらも、ダブル・シャッタード順次走査ビデオ出力を
供給することができないし、またそのメモリ部分の蓄積
容量に望ましくない追加を施すことなしにタイム・スキ
ュー補正を行なうこともできない。しかし、第5図およ
び第5a図の構造を第5c図、第12図、第12a図および第12b
図に従って変形すればこのチラツキの問題なしに使用す
ることができる。
第5c図について説明すると、水平デジタル伸張器/補間
フイルタ501には、垂直伸張器/補間フイルタ400から並
列にNおよびN+1の各出力が両入力として印加され
る。水平張器/補間フイルタ502は、2つの点で水平デ
ジタル伸張器/補間フイルタ402と相異している。第1
に、水平デジタル伸張器/補間フイルタ502は、順次線
出力を生成するために第9a図または第9b図に示された形
式の並列直列変換器を持っていない。その代りに水平伸
張器/補間フイルタ502には、N−線チャンネル用のも
のとN+1線用のものとの2つの独立した在来型の水平
伸張器/補間フイルタを持っている。従って、水平伸張
器/補間フイルタ502は、別々の並列N出力とN+1出
力とを取出す。この出力中の連続するピクセル・サンプ
ルはGK-1飛越し型デジタル・ビデオ信号入力のサンプリ
ング周波数と同じサンプリング周波数で発生する。これ
によって、如何なる時間圧縮操作の必要もなくなり、第
5図の時間圧縮遅延手段518は第1図に関して説明した
形式のより単純な遅延手段118で置換することができ
る。
水平伸張器/補間フイルタ502からのN出力の各ピクセ
ル・サンプルはその極性を反転器522で反転された後、
第1入力として入力飛越し−出力飛越し交換器524に供
給される。水平伸張器/補間フイルタ502からのN+1
出力の各ピクセル・サンプルは減算器120によって遅延
手段118からの出力における対応サンプルから差引き処
理され、次に入力飛越し−出力飛越し変換器524に第2
入力として印加される。すなわち第5c図に示すように、
入力飛越し−出力飛越し変換器524に並列に供給される
各「−N」信号と「GK-1−(N+1)」信号とは、第5
図の飛越し−順次走査変換器404に直列印加される「−
N」信号と「GK-1−(N+1)」信号のそれぞれに対応
している。
入力飛越し−出力飛越し変換器524は、第12図に示され
るような構造とすることができるが、各連続するフレー
ムの飛越し奇数入力走査フィールドと飛越し偶数走査フ
ィールドの双方から得られるサンプルが各連続するフレ
ームの飛越し奇数出力走査フィールドのピクセル・サン
プルに寄与することを特徴としている。同様に、各連続
するフレームの飛越し奇数入力走査フィールドと飛越し
偶数入力走査フィールドの双方のピクセル・サンプル
が、各連続するフレームの飛越し偶数出力走査フィール
ドのピクセル・サンプルに寄与する。
具体的に説明すると、第12図に示すように、変換器524
に対する「−N」入力は、奇数フィールド可動ゲート12
00−1のN入力と偶数フィールド可動ゲート1200−2の
N入力との双方に供給される。変換器524に対する「G
K-1−(N+1)」入力は奇数フィールド可動ゲート120
0−1へのN+1入力と偶数フィールド可動ゲート1200
−2へのN+1の入力の双方に印加される。ゲート1200
−1および1200−2は、ゲート1200−1のN出力をフィ
ールド・メモリ1MUX1202−1に対するN入力としておよ
びゲート1200−1のN+1出力をN+1入力としてフィ
ールド・メモリ2MUX1202−2に各奇数入力走査フィール
ドの発生期間中に送るための、および各偶数入力走査フ
ィールドの発生している間ゲート1200−2のN+1出力
をN+1入力としてMUX1202−1におよびゲート1200−
2のN出力をN入力としてMUX1202−2に送るための、
交換スイッチとして動作する。MUX1202−1は2つの入
力を多重化して1つの出力とした上で加算器1204−1に
対し第1入力として印加する。同様に、MUX1202−2は
2つの入力を多重化して1つの出力とし、この出力は加
算器1204−2に対し第1入力として供給される。加算器
1204−1の出力はフィールド・メモリ1 1206−1に印加
され、加算器1204−2からの出力は入力としてフィール
ド・メモリ2 1206−2に供給される。更に、各フィール
ド・メモリ1206−1と1206−2は1つの入力走査フィー
ルドのピクセル・サンプルを蓄積するに足る蓄積容量を
持っている。各フィールド・メモリ1206−1と1206−2
からの「読出し1」出力は加算器1204−1または1204−
2に対して第2入力として供給される。変換器524は、
また、フィールド・メモリ1206−1と1206−2から得ら
れる各別の「読出し2」出力を多重化して変換器524か
ら飛越しL′K-1デジタル出力を供給するMUX1208も持っ
ている。
変換器524の動作を理解する便のために第12a図に示すタ
イミング図を参照されたい。タイミング図1210に示され
るように、連続する各入力フレームは奇数フィールド期
間とそれに続く偶数フィールド期間とで構成されてい
る。タイミング図1212と1214で示されるように、奇数フ
ィールド可動ゲート1200−1は連続する入力フレームの
各奇数フィールドの発生期間のみ可動状態にあり、また
偶数フィールド可動ゲート1200−2は連続する入力フレ
ームの各偶数フィールドの発生期間中のみ可動状態をと
る。タイミング図1216および1218で示されるように、フ
ィールド・メモリ1206−1はその「読出し1」出力を連
続する入力フレームの各偶数フィールドの発生期間中の
み生成し、たその「読出し2」出力を、その「読出し
1」出力から適正なタイム・スキュー補正遅延量だけ遅
れたフィールド周期中に生成する(すなわち、各「読出
し2」出力は、連続する入力フレームの各偶数フィール
ドの発生に対してこの適正なタイム・スキュー補正遅延
量だけオフセットされる)。タイミング図1220と1222に
示されるように、フィールド・メモリ1206−2は、その
「読出し1」出力を連続する入力フレームの各奇数フィ
ールドの発生期間中のみ生成し、また「読出し2」出力
をその「読出し1」出力に対し適正なタイム・スキュー
補正遅延量だけ遅れたあるフィールド期間中のみ発生す
る(すなわち、各「読出し2」出力は連続する入力フレ
ームの各奇数フィ−ルドの発生に対して適正なタイム・
スキュー補正遅延量だけオフセットされる)。
第12図に戻って、フィールド・メモリ1206−1からの
「読出し1」出力は加算器1204−1に第2入力として、
またフィールド・メモリ1206−2からの「読出し1」出
力は加算器1204−2に対して第2入力として供給される
ことが判る。また、メモリ1206−1からの「読出し2」
出力がMUX1208からの飛越しL′K-1出力信号の奇数出力
フィールドを構成し、メモリ1206−2の「読出し2」出
力がMUX1208からの飛越しL′K-1出力の偶数出力フィー
ルドを構成することも判る。第5c図に示されるように、
この飛越しL′K-1出力は変換器524の出力を構成してい
る。
以上の説明から、連続する入力フレームの各偶数フィー
ルドの発生期間中には、加算器1204−1がそのフレーム
の奇数入力フィールドからの各Nピクセル・サンプル
(第1部分フイルタの出力を表わす)をそのフレームの
偶数フィールドの対応するN+1ピクセル・サンプル
(第2部分フイルタの出力を表わす)と合成する作用を
行なうことが判る。従って、連続する入力フレームの各
偶数フィールドの発生期間中に加算器1204−1の出力に
おける各ピクセル・サンプル(フィールド・メモリ1206
−1に入力として印加される)は垂直伸張器/補間フイ
ルタ400の第1および第2部分フイルタ双方からの成分
を含んでいる。従って、偶数入力フィールドの発生期間
中にフィールド・メモリ1206−1に蓄積されている各ピ
クセル・サンプルは、第6図の核重み付け関数に示され
る7個の乗算器係数全部によって完全に濾波される。タ
イム・スキュー補正量に等しい或る遅延の後これらの充
分に濾波された蓄積データの各々は、連続する出力フレ
ームのそれぞれの2つの走査フィールドの特定の一方に
対し(好ましくは第12図に示される奇数出力フィールド
に対し)適正な位相でフィールド・メモリ1206−1から
読み出される。
一般に、加算器1204−2とフィールド・メモリ1206−2
とが充分に濾波されたピクセルを取出す動作は上記した
加算器1204−1とフィールド・メモリ1206−1の動作と
同様なものである。しかし第12a図のタイミング図に示
された通り、単一走査フィールドのタイミングには、フ
ィールド・メモリ1206−2の「読み出し1」および「読
み出し2」の各出力とフィールド・メモリ1206−1の対
応する両出力との間に、或るオフセットがある。その結
果、フィールド・メモリ1206−2の充分に濾波された各
ピクセル・サンプルは、連続する入力フレームのうち現
在のものの奇数フィールドのN+1線(第2部分フイル
タに相当)からと、連続する入力フレームのうち現在の
ものの直前の入力フレームの偶数フィールドのN線(第
1部分フイルタに相当)からの、対応するピクセル・サ
ンプルの和から成っている。これは、連続する入力フレ
ームのうちの同じものの奇数および偶数フィールドの対
応するNピクセル・サンプルとN+1ピクセル・サンプ
ルが加算器1204−1で加え合わされる、フィールド・メ
モリ1206−1の場合とは異なっている。
各奇数入力フィールド期間にフィールド・メモリ1206−
2に蓄積されたこの充分に濾波されたピクセル・サンプ
ルは、或るタイム・スキュー補正遅延を与えられた後適
正位相で読出されて、フィールド・メモリ1206−1の
「読み出し2」出力によって生成されるものとは異なる
出力走査フィールド(偶数)を生成する。次いで、MUX1
208が、フィールド・メモリ1206−1と1206−2の各
「読み出し2」出力を合成して、それぞれ充分に濾波さ
れたピクセル・サンプルから成る飛越し奇数/偶数走査
フィールドの連続的な出力フレームを生成する。
バート・ピラミッド型分析器の残余の信号G′がL′
K-1と同じ飛越し出力形態を有するようにするため、第5
a図の段Mの飛越し−順次走査変換器(間引きされたフ
レーム・メモリを持っている。)を、間引きをも行なう
入力飛越し−出力飛越し変換器に置換することが必要で
ある。G′飛越しビデオ出力を取出すためのその様な
適切な入力飛越し−出力飛越し変換器の構造は第12b図
に示されている。
第12b図に示されるように、垂直フイルタ/間引き器302
の構造(第5b図に示される垂直フイルタ/間引き器501
の構造ではなく)に対応する構造を有する垂直フイルタ
/間引き器からの出力はDEMUX1210に入力として供給さ
れる。DEMUX1210には、奇数−偶数(O.F./E.F.)制御信
号の供給を受けていてそのためDEMUX1210は、奇数およ
び偶数の両フィールドのうちの各奇数線の発生期間中そ
の入力を奇数線出力に出力し、また奇数および偶数の両
フィールド期間の各偶数線の発生期間中はその入力を偶
数線出力に送出すようにされる。DEMUX1210からの奇数
線出力は加算器1212−1に対して第1入力として印加さ
れまたDEMUX1210の偶数線出力は第1入力として加算器1
212−2に印加される。加算器1212−1からの出力は間
引きされたフィールド・メモリ1 1214−1に入力として
印加され、加算器1212−2からの出力は間引きされたフ
ィールド・メモリ2 1214−2に入力として印加される。
各偶数入力フィールドの発生期間中、間引きされたメモ
リ1214−1からの「読出し1」出力は加算器1212−1に
第2入力として供給される。同様に、各奇数入力フィー
ルドの発生期間中、間引きされたメモリ1214−2の「読
出し1」の出力は加算器1212−2に第2入力として印加
される。各偶数入力フィールドに対して適当なタイム・
スキュー補正遅延量だけオフセットされているフィール
ド周期の期間中、間引きされたフィールド・メモリ1214
−1は「読出し2」出力(入力飛越し−出力飛越し変換
器からのG′残存信号の奇数出力フィールドに相当)
を、MUX1216の第1入力に供給する。同様に、各奇数奇
数入力フィールドに対して適切なタイム・スキュー補正
遅延量だけオフセットされたフィールド周期の期間中、
間引きされたフィールド・メモリ1214−2は「読出し
2」出力(入力飛越し−出力飛越し変換器からのG′
残存信号の偶数出力フィールドに相当)を、MUX1216の
第2入力に供給する。MUX1216はこれら2つの入力を多
重化してこの変換器からの飛越しG′残存信号を出力
する。
各入力フィールド中の奇数線は数はその入力フィールド
中の総線数の僅か2分の1である。従って、加算器1212
−1は連続する入力フレームの各々の偶数フィールドの
1奇数線の各ピクセル・サンプルをこの入力フレームの
奇数フィールドの1奇数線の対応ピクセレ・サンプルと
合成するので、間引きされたフィールド・メモリ1214−
1が蓄積する走査線の総数は、奇数または偶数入力フィ
ールドの何れかにおける総走査線の僅か2分の1であ
る。更に、各奇数フィールドは、第1部分フイルタから
の出力に相当し、各偶数フィールドは第2部分フイルタ
からの出力に相当するから、偶数入力フィールドの発生
期間中、加算器1212−1の出力におけるピクセル・サン
プルは充分に濾波されたピクセル・サンプルを表わす。
一般に、加算器1212−2と間引きフィールド・メモリ12
14−2は、上記した加算器1212−1および間引きされた
フィールド・メモリ1214−1と同様な動作をする。それ
らの間の唯一の相違点はタイミングである。より具体的
に言えば、間引きされたフィールド・メモリ1214−2か
らの「読出し1」出力は連続する各入力フレームの奇数
入力フィールドの期間中のみ発生し、一方、間引きされ
たフィールド・メモリ1214−1からの「読出し1」出力
は連続する各入力フレームの偶数入力フィールドの期間
中のみ生ずる。従って、連続する入力フレームのうちの
フレームの奇数フィールド期間中でも、加算器1212−2
の出力における充分に濾波された各ピクセル・サンプル
は、その連続する入力フレーム中のそのフレームの奇数
フィールドの対応ピクセル・サンプルとその連続する入
力フレーム中の上記フレーム直前のフレームの偶数フィ
ールドにおける対応ピクセル・サンプルとの和を表わ
す。こうして、第12b図に示された飛越しG′変換器
のタイミングは変換器524(第5図および第12図参照)
からの飛越しL′K-1信号のタイミングと同期して生ず
る。
フロントページの続き (56)参考文献 特公 平4−11045(JP,B2) 米国特許4447886(US,A) 英国特許2097219(GB,A) IEEE Transactions on Communications,V ol.COM−31,No.4,April 1983,Burt et al.,“Th e Laplacian Pyramid as a Compact Image Code”,P.532−549 R.E.Crochiere,L.R. Rabiner“Multirate D igital Signal Proce ssing”,1983,Prentice− Hall,P79−88

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2以上の値を表わす第1の整数をFとする
    とき、ラスタ走査される2次元画像のF個の別々の線飛
    越し走査フィールドより成る少なくとも1つのフレーム
    の連続して発生するピクセル・サンプル走査線より成る
    飛越し型ビデオ入力デジタル信号をリアル・タイムでデ
    ジタル処理するためのシステムに用いるフィルタ装置で
    あって、 該フィルタ装置は、上記第1の整数Fよりも大きな値を
    有する第3の整数をmとするとき、1次元mタップ付デ
    ジタル・フイルタ/間引き器および/または伸張器/補
    間フイルタを含み、該フイルタ装置は上記画像の2次元
    方向のうち上記ラスタ走査線に直交する方向について連
    続して発生するピクセル・サンプル走査線より成る順次
    走査ビデオ出力デジタル信号を取出すように動作し、上
    記m個のタップの各々は所定の乗算器係数を有し、 上記フィルタ/間引き器および/または上記伸張器/補
    間フィルタは、 DをD<(m−1)なる値を持つ所定の整数とすると
    き、それぞれの遅延手段が1本のピクセル・サンプル走
    査線を蓄積できるようなD個の遅延手段の組と、 F個の部分フィルタであって、各々の部分フィルタは上
    記Fフィールドの各々の順序で動作し、かつ、各々の部
    分フィルタは上記m個の所定乗算係数を分離・区別され
    た一群の係数として個々的に備えており、少なくともひ
    とつの上記部分フィルタは上記係数の最大個数を含んだ
    一群を有しており、該最大個数は(D+1)より大きく
    ないものとし、この各部分フイルタは少なくとも上記D
    個の遅延手段の一群より成り、しかも上記遅延手段の1
    個またはそれ以上が上記F個の部分フイルタのすべてに
    共通であるようなものと、 順次走査フレーム・メモリとF個の個別の線飛越し走査
    フィールドのうちそのとき発生しているものの順序数に
    従って上記F個の部分フイルタに結合される加算器を含
    む手段とを有し、上記順次走査フレーム・メモリと上記
    加算器を含む手段とは上記ビデオ入力信号における上記
    フレームの上記F個の別個の線飛越し走査フィールドの
    それぞれの連続的な発生期間中、上記F個の部分フイル
    タのそれぞれの各出力から取出されて印加される対応す
    るピクセル・サンプルを加え合せるように動作する飛越
    し−順次走査変換器と を具備したことを特徴とするフイルタ装置。
  2. 【請求項2】それぞれのフレームがラスタ走査される2
    次元画像の2つの線飛越し走査フィールドより成る連続
    的なフレームの順次発生するピクセル・サンプル走査線
    で時間的に構成されている、入力として印加される飛越
    しデジタル・ビデオ信号をリアル・タイムでデジタル的
    に処理するために、あるシステムに組み込まれた、少な
    くとも1つの段を有するバート・ピラミッド型分析器で
    あって、 この分析器の各段は、 入力信号として印加される上記ビデオ入力信号に応答し
    て、第1のビデオ出力信号を導出するデジタル・フィル
    タ/間引き手段であって、該フィルタ/間引き器手段は
    第1の手段を含み、該第1の手段は上記画像の2次元方
    向のうち上記ラスタ走査線に直交する1方向について、 (イ)連続する各入力フレームの上記2つのフィールド
    のうち最初に発生するものの全走査線に対して少なくと
    も3つの重みより成る第1の所定核重み付け関数の1つ
    おきの重みで構成される第1のサブセットを使用する第
    1の部分フイルタとして、かつ(ロ)連続する各入力フ
    レームの上記2つのフィールドのうち2番目に発生する
    フィールドの全走査線に対する上記第1の所定核重み付
    け関数の残余の重みより成る第2のサブセットを使用す
    る第2の部分フイルタとして、動作する、印加ビデオ入
    力信号に応動して第1のビデオ出力信号を取出すデジタ
    ル・フイルタ/間引き手段と、 入力信号として印加される前記第1のビデオ出力信号に
    応答して、第2のビデオ出力信号を導出するデジタル伸
    張器/補間フィルタ手段であって、該伸張器/補間フィ
    ルタ手段は第2の手段を含み、該第2の手段は上記画像
    の2次元方向のうち上記1方向について、(イ)連続す
    る各入力フレームの上記2つのフィールドの双方の全走
    査線に対して少なくとも3つの重みより成る第2の所定
    核重み付け関数の1つおきの重みで構成される第1のサ
    ブセットを使用する第3の部分フィルタとして、かつ
    (ロ)連続する各入力フレームの上記2つのフィールド
    の双方の全走査線に対する上記第2の所定核重み付け関
    数の残余のものより成る第2のサブセットを使用する第
    4の部分フイルタとして、動作する、入力として印加さ
    れる上記第1のビデオ出力信号に応動して第2のビデオ
    出力信号を取出すデジタル伸張器/補間フイルタ手段
    と、 上記ビデオ入力信号および印加される上記第2のビデオ
    出力信号に応動して上記バート・ピラミッド型分析器の
    その段から帯域通過出力を表わす第3のビデオ出力信号
    を取出すための信号変換手段であって、上記信号変換手
    段は、(イ)連続する各入力フレームの上記2つのフィ
    ールドの選択された一方について上記第3の部分フイル
    タの出力を決定する上記第2ビデオ出力信号の各ピクセ
    ル・サンプルを、連続する各入力フレームの上記2フィ
    ールドの上記選択された一方と時間的に連続する第1の
    非選択フィールドについて上記第4の部分フイルタの出
    力を決定する上記第2ビデオ出力信号の対応するピクセ
    ル・サンプルと有効に合成し、かつ(ロ)連続する各入
    力フレームの上記2フィールドの上記選択された一方に
    ついて上記第4の部分フイルタの出力を決定する上記第
    2ビデオ出力信号の各ピクセル・サンプルを、連続する
    各入力フレームの上記2フィールドの上記選択された一
    方と時間的に連続する第2の非選択フィールドについて
    上記第3の部分フイルタの出力を決定する上記第2ビデ
    オ出力信号の対応するピクセル・サンプルと有効に合成
    する、動作を行うものと を具備したことを特徴とするバート・ピラミッド型分析
    器。
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