JPH07225835A - 映像信号処理方法および映像信号処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 各種の映像効果を、画質低下を伴わずに、高
速で実現する。 【構成】 映像の同一領域の画素に付与した判別信号を
出力する判別信号発生手段41と、判別信号を用いて画素
が境界に在るかどうかを識別する判別手段42と、境界に
在るときＦ制御値を補正する補正手段43と、メモリ４か
ら読出したＦ制御値を１フィールド遅延する遅延器45
と、メモリまたは遅延器から出力されたＦ制御値を交互
に選択する選択手段50と、各メモリ４から読出されたＦ
制御値の１つを選択する選択手段50と、Ｆ制御値を読出
した後のメモリのアドレスに初期値を書込む置換手段49
とを設ける。ページターン効果やスプリット効果を実施
した時、境界の画素のＦ制御値が補正されるので画像低
下が発生しない。また、Ｆ制御値を並列処理で求めると
きも、メモリ４に古いデータが残留せず、各メモリの同
一アドレスに異なるＦ制御値が書込まれたときは、最適
値が選択されＬＰＦに出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、様々な映像効果を実現
する映像信号処理方法とそれを実施する装置とに関し、
特に、映像効果の信号処理に伴うローパスフィルタのフ
ィルタ係数の切替えを的確に実施できるように構成した
ものである。

【０００２】

【従来の技術】ラスタ表示される画像を拡大し、縮小
し、回転する映像効果は、入力されたディジタル映像信
号を、ローパスフィルタ処理を施した後、フレームメモ
リに順次書き込み、次いで、この信号を変更後の画像を
表示する順序で読出すことにより実現することができ
る。こうした映像効果により画面の一部や全体が縮小さ
れる場合には、その部分に折り返し歪が発生するので、
この歪を除去するため、ローパスフィルタのフィルタ係
数を縮小率に応じて切替える処理が必要になる。

【０００３】以前は、２次元的に画像を拡大・縮小・回
転する映像効果が主であったが、技法が発達した近年で
は、３次元的な映像効果によって興味ある画像を作り出
すことが広く行なわれている。この場合には、画面内は
一様の縮小率では無くなってくる。例えば、球面に入力
映像を張り付けるような映像効果を実現する場合、球の
中心部分は、視点に近いために拡大され、外周部は、視
点から遠ざかるために縮小される。このように、１画面
内で縮小率が異なる場合の縮小率の算出法について、我
々は、次のような方法を提案している。

【０００４】この映像信号処理方法を実施する装置は、
図１８に示すように、出力映像を表示する順序でアドレ
ス（Ｉｘ、Ｉｙ）11を出力する読出しアドレス発生部１
と、出力映像を表示する画素の読出しアドレスを用いて
縮小率算出処理を行なう縮小率算出部２と、縮小率算出
部２の出力値を量子化する量子化器31、32を用いてフィ
ルタ制御用のフィルタ係数番号を求めるフィルタ係数番
号算出部３と、フィルタ係数番号算出部３の求めたフィ
ルタ係数番号12を記憶するメモリ４と、入力映像信号14
に対してフィルタ係数番号12で選択されたフィルタ係数
を用いてフィルタ処理を行なうフイルタ演算部５と、フ
ィルタ処理後の映像信号15が書込まれるフレームメモリ
６とを備えている。

【０００５】また、縮小率算出部２は、出力映像におけ
る注目する画素とその水平方向および垂直方向に隣接す
る画素との間の読出しアドレスにおける水平方向の差分
を算出する差分値算出部21と、注目する画素とその水平
方向および垂直方向に隣接する画素との間の読出しアド
レスにおける垂直方向の差分を算出する差分値算出部22
と、差分値算出部21、22から出力された複数の値の内の
最大値を選択して出力する最大値選択部23、24とを具備
している。

【０００６】この映像信号処理装置を用いて、映像信号
処理は次のように行なわれる。

【０００７】読出しアドレス発生部１からは、出力映像
を表示する順序でフレームメモリ６の読出しアドレスＩ
ｘ、Ｉｙが発生される。差分値算出部21、22では、この
読出しアドレスを用いて、出力映像を表示する水平方向
および垂直方向に隣接する画素の読出しアドレスにおけ
る差分の絶対値を算出する。出力映像の現注目画素のア
ドレスをｐ(x,y）とすると、この注目画素の左に位置す
る画素（点ｑ(x−1,y)）および注目画素の上に位置する
画素（点ｒ(x,y−2)）は、図１０に示すようになる。読
出しアドレスをＩx，Ｉyとすると、この３点の読出しア
ドレスＰ，Ｑ，Ｒは、図１１に示すとおりとなる。

【０００８】従って、Ｐ−Ｑ間の水平方向の読出しアド
レスの差分の絶対値△Ｉxhと垂直方向の読出しアドレス
の差分の絶対値△Ｉyhとは、式（１）、（２）により求
めることができる。 △Ｉxh(x,y)＝｜Ｉx(x,y)−Ｉx(x-1,y)｜ （１） △Ｉyh(x,y)＝｜Ｉy(x,y)−Ｉy(x-1,y)｜ （２） 同様に、Ｐ−Ｒ間の水平方向の読出しアドレス差分の絶
対値△Ｉxvと垂直方向の読出しアドレス差分の絶対値△
Ｉyvとは、式（３）、（４）により求めることができ
る。

【０００９】 △Ｉxv(x,y) ＝０.５×｜Ｉx(x,y)−Ｉx(x,y-2)｜ （３） △Ｉyv(x,y) ＝０.５×｜Ｉy(x,y)−Ｉy(x,y-2)｜ （４） 式（３）および式（４）において、差分の絶対値を０．
５倍しているのは、垂直方向では、２ライン上の画素と
の差分値を求めているので、その縮小率が２倍になって
現れるためである。このように、差分の絶対値を求める
ことにより、その読出しアドレスで示される画素の縮小
率が簡単に分かる。

【００１０】次に、最大値選択部23、24により、差分値
算出部21、22から出力された、水平・垂直ともに２つず
つある値の内から最大値を選択する。水平方向の最大値
を△Ｉｘ、垂直方向の最大値を△Ｉｙとすると、次式で
表わせる。

【００１１】 △Ｉx＝ＭＡＸ(△Ｉxh(x,y), △Ｉxv(x,y)) （５） △Ｉy＝ＭＡＸ(△Ｉyh(x,y)，△Ｉyv(x,y)) （６） ここで、最大値を選択するのは、この絶対値の大きい
程、縮小率が大きいためであり、小さい方を選ぶと、折
り返し歪を生じる可能性があるからである。

【００１２】次に、フィルタ係数番号算出部３の量子化
器31、32により、この選択された値を有限個の値で表現
するための量子化を行なう。例えば、この値を５０個の
数値で表現しようとする場合、△Ｉｘ、△Ｉｙを、式
（７）および（８）で表される値ｍ、ｎに変換する。

【００１３】 ５０／（５０−ｍ）＜△Ｉｘ≦５０／（５０−ｍ−１） （７） ５０／（５０−ｎ）＜△Ｉｙ≦５０／（５０−ｎ−１） （８） 以下、この値ｍ，ｎをフィルタ制御データまたはフイル
タ係数番号と呼び、これを用いてフイルタ係数の制御が
行なわれる。

【００１４】量子化後のフイルタ係数番号12は、メモリ
４の読出しアドレスＩｘ、Ｉｙおよびその近傍に書込ま
れる。このメモリ４は、読出しアドレスと同様の範囲を
持つメモリ２つで構成され、１つ目のメモリは、偶数フ
ィールドにおいてフィルタ係数番号を書込み、次の奇数
フィールドにおいて、順次、ラスタ方向に読出しを行な
い、また、２つ目のメモリは、奇数フィールドにおいて
書込み、偶数フィールドにおいて読出しを行なう。

【００１５】書込み終了後、書込まれたフイルタ係数番
号12は、ラスタ順に読出され、フィルタ演算器であるロ
ーパスフイルタ５に入力する。ローパスフィルタ５で
は、フイルタ係数番号に従ってフイルタ係数が選択さ
れ、入力映像14に対して縮小率に応じたローパスフイル
タが掛けられる。ローパスフイルタ処理された後の映像
信号15は、フレームメモリ６に書込まれ、読出しアドレ
ス発生部１から出力された読出しアドレスＩｘ、Ｉｙに
従って読出され、出力される。

【００１６】また、ラスタ画像の高画質化を実現するた
めに、入力映像信号の走査線数を倍に増やすことが行な
われている。この映像信号処理を行なう装置は、図１９
に示すように、読出しアドレス発生部81と、映像の縮小
率に応じてフィルタ処理を制御するフィルタ制御部82
と、映像が「動き」か「静止」かを判定する動き検出部
83と、動き検出部83の検出結果に適応した走査線補間を
実施してフィールド映像をフレーム映像に変換する順次
走査変換部84、86と、映像信号に対するフィルタ演算を
実行するフィルタ処理部85と、画素データを記憶するフ
レームメモリ87と、読出しアドレスが画素と画素との間
である場合に補間処理を行なう内挿処理部88とを備えて
いる。

【００１７】この装置は、入力映像信号fi（フィール
ド）89の走査線数を増やすために、動き適応型の順次走
査変換を行なう。つまり、映像が静止の場合には、前の
フィールドにおける同一位置の走査線を用いて不足する
走査線を補間し、映像が動きの場合には、同一フィール
ドの上下の走査線の画素データから不足する走査線を補
間する。

【００１８】まず、偶数フィールド時には、入力映像信
号fi89として、０、２、４、‥の偶数ラインが入力す
る。順次走査変換部84は、動き適応型の補間方法により
１、３、５、‥の奇数ラインを補間する。こうしてフレ
ーム化された映像信号fr90に対して、フィルタ処理部85
は、フィルタ制御部82から送られたフィルタ係数番号
（フィルタ制御データ）に基づいて選んだフィルタ係数
を用いてフィルタ処理を行なう。但し、フィルタ処理
は、元の偶数ラインのみに対して行なう。順次走査変換
部86は、こうして出力されたフィールド映像fi91に対し
て、再び、１、３、５、‥の奇数ラインを補間し、フレ
ーム映像92に変換する。奇数フィールド時も、同様に、
偶数ラインを補間し、奇数ラインのみのフィルタ演算を
行ない、再び偶数ラインを補間して、フレーム映像fr92
に変換する。この出力は、フレームメモリ87に書込ま
れ、読出しアドレスに従って読出される。この読出しア
ドレスが画素と画素との間である場合には、内挿処理部
88がその補間処理を行なう。このように、順次走査変換
をフィルタ処理の前後で行なうことにより、フィルタ演
算量を半減することができ、かつ高画質の映像を得るこ
とができる。

【００１９】

【本発明が解決しようとする課題】しかし、前述した映
像信号処理では、次のような問題が発生する。

【００２０】第１に、映像の縮小率を前述した方法で算
出する場合、図１２に示すように、本のページをめくる
ように次の画面を表示する映像効果、いわゆるページタ
ーン効果を実施するときに、画質の低下が見られる。図
１２の右の図はページターン効果時の出力映像であり、
Ａ〜Ｊは出力映像上の画素を表わしている。一方、左の
図は、前記Ａ〜Ｊに対応する読出しアドレスａ〜ｊを表
わしている。ページターン効果では、画素Ｅと画素Ｆと
の間の読出しアドレスｅ、ｆが大きく離れ、式（５）お
よび式（６）における△Ｉｘ、△Ｉｙの値が非常に大き
くなる。前述の縮小率の算出法では、ΔＩｘおよびΔＩ
ｙの値が大きいときは、画面が可成り小さく縮小されて
いることになり、強めのフィルタ処理が行なわれるが、
この場合、実際には、ページの裏と表の境界部であるた
めに読出しアドレスが離れているだけで、本当の縮小で
はない。それにも拘わらず、境界部分の映像には過度の
フィルタが掛けられるため、ページの裏と表の境界部分
の画像がぼけてしまうという問題点がある。

【００２１】このような問題点は、映像効果として、画
面が中央で分割され、分けられた画面同士がそれぞれ離
散するスプリット効果、または、一つの画面に同一画像
を反復して複数表示するマルチ効果を実施する場合に
も、同じように発生する。

【００２２】また、第２に、先に示した順次走査変換と
併せて、映像を縮小する映像効果を実施すると、折り返
し歪が発生するという問題がある。これは、フレームメ
モリ87に、フィルタ処理されていない画像データが蓄積
され、これが読出しアドレスにより読出されることが原
因している。

【００２３】この問題点を図１３を用いて説明する。図
１３では、Ｙ方向の読出しアドレス11がフィルタ制御部
93とフレームメモリ87とに入力し、フレームメモリ93か
らフィルタ係数番号12がフィルタ演算部85に出力され、
フィルタ演算部85は、入力した映像データ14に対してフ
ィルタ演算を行ない、フィルタ処理後の映像信号91を順
次走査変換部86に出力し、順次走査変換部86が順次走査
変換を施したフレーム映像信号92はフレームメモリ87に
記憶され、フレームメモリから映像信号16として読出さ
れる状態を示している。

【００２４】いま、画像を１／４に縮小する場合につい
て考える。この場合、フィルタ制御部93には、フィルタ
演算部85への偶数フィールドの映像信号14の入力に合わ
せて、Ｙ方向の読出しアドレス、５、１３、２１‥が入
力し、また、奇数フィールドの映像信号14の入力に合わ
せて、１、９、１７、２５‥の読出しアドレス11が入力
する。フィルタ制御部93のメモリには、読出しアドレス
５が入力したときは、読出しアドレス５について求めた
フィルタ係数番号がその近傍の４、５、６、７ラインの
アドレスに書込まれ、同様に、読出しアドレス１３が入
力したときには、読出しアドレス１３について求めたフ
ィルタ係数番号が１２、１３、１４、１５ラインのアド
レスに、読出しアドレス２１が入力したときには、読出
しアドレス２１について求めたフィルタ係数番号が２
０、２１、２２、２３ラインに書込まれる。

【００２５】また、奇数フィールドが入力したときは、
同じように、０、１、２、３ライン、８、９、１０、１
１ライン、１６、１７、１８、１９ライン、２４、２
５、２６、２７ライン‥にフィルタ係数番号が書込まれ
る。

【００２６】フィルタ制御部93は、メモリを２つ持って
おり、片方のメモリにフィルタ係数番号を書込んでいる
間に、もう片方のメモリから、その前に書込まれたフィ
ルタ係数番号12を読出し、フィルタ演算部85に出力す
る。このメモリにおける書込みと読出しとは、フィール
ド単位で切替わる。

【００２７】フィルタ演算部85は、フィルタ制御部93か
ら受取ったフィルタ係数番号に基づいて、入力映像信号
14に対するフィルタ処理を実施する。入力映像信号14が
偶数フィールドである場合、フィルタ制御部93からは、
０、１、２、３ライン、８、９、１０、１１ライン、１
６、１７、１８、１９ライン‥のみのフィルタ係数番号
しか送られてこない。また、フィルタ演算部85は、偶数
フィールドの場合、補間されたラインである奇数ライン
についてのフィルタ処理を行なわない。その結果、フィ
ルタ演算部85からは偶数ラインのみが出力されるが、そ
の内、０、２、８、１０、１６、１８、２４、２６ライ
ン‥のみがフィルタ処理の施されたラインとなる。ま
た、奇数フィールドの時は、補間ラインの偶数ラインに
ついてはフィルタ処理を行なわない。その結果、図１３
に示すように、出力する奇数ラインの内、５、７、１
３、１５、２１、２３ライン‥のみがフィルタ処理され
たラインとなる。

【００２８】フィルタ演算部12の出力91は、その後、順
次走査変換部86で静止画として処理された場合、偶数ラ
インと偶数ラインとの間に、前フィールドの奇数ライン
が補間され、フレーム映像信号92となる。このフレーム
映像信号92は、フレームメモリ87に書込まれる。また、
奇数フィールドの時は、奇数ラインと奇数ラインとの間
に前フィールドの偶数ラインが補間され、フレームメモ
リ87に記憶される。

【００２９】さて、フレームメモリ87に書込まれたデー
タは、読出しアドレス11に従って読出されることになる
が、奇数フィールドの時の読出しアドレス11、即ち、
１、９、１７、２５ラインは、いずれもフィルタ処理が
施されていない。

【００３０】このように、奇数フィールドにおいて、読
出しアドレスが奇数である場合は、フィルタ処理が行な
われていないラインを読出すことになり、これが折り返
し歪みの原因となる。

【００３１】また、第３に、前記映像信号処理を高速化
するため、出力映像における画素を多相に分け、各相に
おけるフィルタ係数番号を複数のフィルタ処理部を用い
て並列処理により求める場合に、次のような問題が発生
する。

【００３２】フィルタ係数番号をその読出しアドレスに
書込むメモリは、各処理系にそれぞれ存在している。図
１４に示すように（図１４では２つのフィルタ制御部を
用いて並列処理する場合を示している）、各フィルタ制
御部内のメモリの同じアドレス（ｉ，ｊ）に異なるフィ
ルタ係数番号が書込まれた場合には、その選択に迷うこ
とになる。

【００３３】また、フィルタ係数番号が書込まれるメモ
リに古いデータが残留する場合があり、これが読出され
て、フィルタ演算部に出力されると、現フィールドの縮
小率に合わないフィルタ処理が行なわれるため、画質劣
化が発生する。こうした現象の一例を図１５、図１６お
よび図１７を用いて説明する。

【００３４】図１５に示すように、出力映像を表示する
画素を偶数列の画素と奇数列の画素と分け、それぞれ２
つのフィルタ制御部を用いて並列処理により、それらの
フィルタ係数番号を求めることとする。偶数列の画素の
処理を第１相目の処理、奇数列の画素の処理を第２相目
の処理と呼ぶ。いま、水平方向に１／１６に縮小する場
合、第１相目と第２相目の各画素に対する水平方向の読
出しアドレスは、表１のようになる。

【表１】 この読出しアドレスを受けて、フィルタ制御部内のメモ
リには、読出しアドレスおよびその近傍アドレスに、フ
ィルタ係数番号が書込まれる。その書込みの状態を図１
６に示している。

【００３５】次フィールドにおいて、水平方向の縮小が
１／８に変更された場合は、第１相目と第２相目の画素
に対する読出しアドレスは表２のように変わる。

【表２】 この時のメモリの状態は、図１７に示すとおりである。
この図から明らかなように、第２相を担当するフィルタ
制御部内のメモリには、以前のフィールドで算出された
フィルタ係数番号がそのまま残留し、これが画質劣化の
原因となる。

【００３６】本発明は、これらの問題点を解決するもの
であり、ページターン効果やスプリット効果等、各種の
映像効果を画質の低下を伴うことなく実現することがで
き、また、こうした映像効果を順次走査変換により高画
質化することができ、また、その映像信号処理を並列処
理により高速化することができる映像信号処理方法およ
びそれを実施する装置を提供することを目的としてい
る。

【００３７】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、出
力映像を表示する画素間の読出しアドレスの差分値に基
づいてフィルタ係数制御値を求め、この制御値をメモリ
に書込んだ後、順次読出してローパスフィルタに入力
し、フィルタ係数をこの制御値で制御しながらローパス
フィルタにより入力デジタル映像信号のフィルタ処理を
行ない、フィルタ処理後の画像データをフレームメモリ
に書込んだ後、読出しアドレスに従って読出して各種映
像効果を実現する映像信号処理方法において、映像の不
連続な領域間の境界を識別するために、同一領域を表示
する画素に対して同一の判別信号を付与し、隣接する画
素間の判別信号の異同を比べることによって、画素が境
界に位置しているかどうかを識別し、境界に位置してい
る場合には、その画素の読出しアドレスの差分値から求
めたフィルタ係数制御値を補正している。

【００３８】また、隣接する画素間の判別信号の異同
を、隣接する画素の読出しアドレスの画素に付与された
判別信号によって比べている。

【００３９】また、隣接する画素として、注目している
画素の水平方向および垂直方向に隣接する画素を選定
し、注目している画素の読出しアドレスの画素に付与さ
れた判別信号が、この隣接する画素の読出しアドレスの
画素に付与された判別信号の少なくとも一方と相違する
ときは、境界に位置しているものと見て、フィルタ係数
制御値を補正している。

【００４０】また、メモリから順次読出したフィルタ係
数制御値を１フィールド遅延させ、メモリから直接読出
したフィルタ係数制御値と１フィールド遅延させたフィ
ルタ係数制御値とを交互に選択してローパスフィルタに
入力している。

【００４１】また、この場合、メモリのアドレスに対す
るフィルタ係数制御値の書込みに併せて、このアドレス
へのフィルタ係数制御値の書込みを表わす信号を記録
し、メモリからフィルタ係数制御値を直接読出したとき
のアドレスにおけるこの信号が書込みを示していない場
合は、１フィールド遅延したフィルタ係数制御値を選択
するように構成している。

【００４２】また、フィルタ係数制御値を並列処理によ
って求めている。このとき得られたフィルタ係数制御値
は複数のメモリに書込んだ後、順次読出し、各メモリの
同一アドレスから読出されたフィルタ係数制御値が複数
に及ぶときは、その１つを選択してローパスフィルタに
出力し、フィルタ係数制御値を読出した後のメモリのア
ドレスに初期値を書込んでいる。

【００４３】また、この場合、各メモリの同一アドレス
から読出されたフィルタ係数制御値が複数に及ぶときに
は、最も低い周波数成分を通過可能とするフィルタ係数
を指定するフィルタ係数制御値を選択している。

【００４４】また、出力映像を表示する画素間の読出し
アドレスの差分値に基づいてフィルタ係数制御値を求め
るフィルタ係数算出手段と、この制御値を書込むメモリ
と、フィルタ係数をこの制御値で制御しながら入力デジ
タル映像信号のフィルタ処理を行なうローパスフィルタ
と、フィルタ処理後の画像データを書込むフレームメモ
リとを備え、フレームメモリに書込まれた画像データを
読出しアドレスに従って読出すことにより各種映像効果
を実現する映像信号処理装置において、映像の不連続な
領域間の境界を識別するために各画素に付与されている
判別信号を出力する判別信号発生手段と、この判別信号
を用いて注目する画素が領域の境界に位置しているかど
うかを識別する判別手段と、判別手段が境界に位置して
いると識別した場合に、その画素に関するフィルタ係数
制御値を補正する補正手段とを設けている。

【００４５】また、メモリから順次読出されたフィルタ
係数制御値を１フィールド遅延させるフィールド遅延器
と、メモリのアドレスへのフィルタ係数制御値の書込み
を表わす信号を発生する信号発生手段と、この信号に基
づいてメモリから直接読出したフィルタ係数制御値とフ
ィールド遅延器から出力されたフィルタ係数制御値とを
交互に選択してローパスフィルタに出力する選択手段と
を設けている。

【００４６】さらに、フィルタ係数制御値を並列処理に
よって求める複数のフィルタ係数算出手段およびメモリ
と、各メモリの同一アドレスから読出されたフィルタ係
数制御値の内の１つを選択してローパスフィルタに出力
する選択手段と、フィルタ係数制御値を読出した後のメ
モリのアドレスに初期値を書込むデータ置換手段とを設
けている。

【００４７】

【作用】そのため、ページターン効果やスプリット効果
を実施する場合に、不連続な領域の境界に位置する画素
では、その判別信号が隣接する画素の判別信号と相違し
てくる。従って、隣接する画素との間で判別信号を比較
することにより、その画素が境界に在るかどうかを識別
することができる。その画素が境界に位置している場合
には、その画素におけるフィルタ係数制御値を同じ領域
に在る隣接画素のフィルタ係数制御値と同じ値に補正す
る。

【００４８】また、メモリから順次読出したフィルタ係
数制御値を１フィールド遅延させた状態で持つことによ
り、メモリから読出したアドレスにフィルタ係数番号が
書込まれていないときには、１フィールド遅延させた前
フィールドにおけるフィルタ係数番号をローパスフィル
タに送ることができる。従って、ローパスフィルタで
は、入力する映像信号の全てのラインに対してフィルタ
処理を施すことができ、フレームメモリには、走査線補
間されたラインも含めて、全てのラインがフィルタ処理
された状態で書込まれる。そのため、フレームメモリか
ら読出された画像データは、折り返し歪を発生しない。

【００４９】また、フィルタ係数制御値を並列処理で求
める場合では、メモリからフィルタ係数制御値が読出さ
れた後、そのアドレスに初期値が書込まれるので、古い
データが残留する事態が避けられる。また、並列処理に
より複数のメモリの同一アドレスに異なるフィルタ係数
制御値が書込まれた場合には、それらの制御値の内で最
も折り返し歪の出る可能性が低いフィルタ係数制御値が
選択されローパスフィルタに出力される。

【００５０】

【実施例】

（第１実施例）第１実施例の映像信号処理装置は、画質
の低下を伴わずに、ページターン効果やスプリット効果
等、各種の映像信号処理を実施するための装置である。
この装置は、図２に示すように、各画素が境界に位置す
るかどうかを判別するために使用されるサイド信号17を
発生するサイド信号発生部41と、サイド信号17を用いて
現在注目している画素に対する読出しアドレスの示す画
素が境界部に位置しているかどうかを判別する境界判別
部42と、フィルタ係数番号算出部３の求めたフィルタ係
数番号12を境界判別部42から出力された判別信号18に基
づいて補正するフィルタ係数番号補正処理部43とを備え
ている。その他の構成は、図１８の装置と変わりがな
い。

【００５１】この装置では、次のような映像信号処理が
行なわれる。まず、差分値算出部21、22および最大値選
択部23、24は、読出しアドレス発生部１から出力された
読出しアドレス11を用いて、出力映像の縮小率を算出
し、量子化部31、32は、縮小率を量子化し、フィルタ係
数番号12を出力する。一方、サイド信号発生部41は、読
出しアドレス11によって示される画素のサイド信号を発
生する。このサイド信号は、図８に示すように、ページ
ターン効果を行なう時に、ページの裏と表とを区別する
ために付与されたデータであり、また、マルチ効果を行
なう時には、繰り返される画像の境界部が判別できるよ
うに、また、スプリット効果を行なう時には、分割され
た画像の境界部が判別できるように、水平方向と垂直方
向とに応じて、１ｂｉｔずつのサイド信号が付与され
る。

【００５２】境界判別部42は、現在注目している画素と
１つ左の画素および１ライン上の画素（図１０における
点ｐ，ｑ，ｒ）に対応する読出しアドレスの示す画素
（図１１における点Ｐ，Ｑ，Ｒ）のサイド信号を用い
て、現在注目している画素が境界部に位置しているかど
うかの判別を行なう。点Ｐ，Ｑ，Ｒの画素におけるそれ
ぞれのサイド信号をＳ(ｘ,ｙ)、Ｓ(ｘ−１,ｙ)、Ｓ
(ｘ，ｙ−２)とするとき、境界判別部42は、表３に示す
関係を見て判別結果を出力する。

【表３】 判別結果信号が１の時は、点ｐが境界部にあり、０の時
は境界部に無いことを示している。

【００５３】次に、フィルタ係数番号補正部43は、フィ
ルタ係数番号算出部３から出力されたフィルタ係数番号
12を、判別結果信号18を用いて補正する。この補正処理
の内容を表４に示している。

【表４】 同表４において、前画素とは、現在注目している画素の
左の画素（図１０における点ｑ）のことを指している。

【００５４】こうして得られた補正後のフィルタ係数番
号は、メモリ４の読出しアドレスおよびその近傍のアド
レスに書込まれ、１フィールド分の書込みが終了した
後、順次ラスタ方向に読出され、ローパスフィルタ５に
送られる。ローパスフィルタ５は、読出したフィルタ係
数番号12を用いてフィルタ係数を選択し、入力映像信号
14に対するローパスフィルタ処理を行なう。

【００５５】このように第１実施例の映像信号処理装置
では、ページターン効果、スプリット効果またはマルチ
効果等の映像効果を実施する場合に、境界面における過
剰なフィルタ処理を避けることができ、高画質を保つこ
とができる。

【００５６】（第２実施例）第２実施例の映像信号処理
装置は、折り返し歪の発生を抑えながら順次走査変換に
よる高画質化された映像効果を得るための映像信号処理
を実施する装置である。この装置は、図３に示すよう
に、フィルタ係数番号の書込まれるアドレスに対する書
込みフラグ13を発生する書込みフラグ発生部44と、メモ
リ４から読出されたフィルタ係数番号12を１フィールド
遅延させるフィールドバッファ45と、メモリ４から読出
されたフィルタ係数番号12とフィールドバッファ45から
出力されたフィルタ係数番号12とを書込みフラグ13に応
じて選択するフィルタ係数番号選択部46と、フィールド
映像をフレーム映像に変換する順次走査変換部47、48と
を備えている。

【００５７】この装置では、次のような映像信号処理が
行なわれる。フィルタ係数番号算出部３から出力された
フィルタ係数番号12がメモリ４の読出しアドレスおよび
その近傍のアドレスに書込まれるとき、書込みフラグ発
生部44から書込みフラグ13が出力され、それらのアドレ
スに対する書込みフラグとして「１」がメモリ４に記憶
される。フィルタ係数番号12の書込みが終了すると、メ
モリ４から、順次ラスタ方向に、フィルタ係数番号12と
書込みフラグ13とが読出され、書込みフラグ13はフィル
タ係数番号選択部46に、また、フィルタ係数番号12はフ
ィルタ係数番号選択部46とフィールドバッファ45とに入
力する。フィールドバッファ45は、入力したフィルタ係
数番号12を、１フィールド遅延させた後、フィルタ係数
番号選択部46に出力する。

【００５８】メモリ４から読出したフィルタ係数番号12
をＣＯＣＮＯ、フィールドバッファ45の出力したフィル
タ係数番号12をＦＣＮＯ、また、書込みフラグ13をＷＦ
ＬＧとするとき、フィルタ係数番号選択部46は、書込み
フラグに応じて、表５によってフィルタ係数番号を選択
し、選択したフィルタ係数番号12をローパスフィルタ５
に出力する。

【表５】 従って、メモリ４のアドレスを順次ラスタ方向に辿っ
て、書込まれているフィルタ係数番号を読出したとき、
そのアドレスにフィルタ係数番号が書込まれていれば、
その番号がローパスフィルタ５に出力され、また、その
アドレスにフィルタ係数番号が書込まれていなければ、
フィールドバッファ45から読出された、前フィールドで
書込まれたフィルタ係数番号がローパスフィルタ５に出
力される。つまり、ローパスフィルタ５には、全てのア
ドレスに対応するフィルタ係数番号12が与えられること
になる。

【００５９】ローパスフィルタ５は、このフィルタ係数
番号12を用いてフィルタ係数を選択し、入力映像信号14
に対するローパスフィルタ処理を行なう。そのため、フ
レームメモリ87の各アドレスには、フィルタ処理された
画像データだけが書込まれることになり、読出しアドレ
スによってどの画像データが読出されても折り返し歪を
発生する虞れがない。

【００６０】この点を図９を用いてさらに詳しく説明す
る。図９は、図１３に比べて、フィルタ制御部93に、フ
ィールドバッファと、このフィールドバッファの出力と
メモリから読出したデータとが入力するフィルタ係数番
号選択部に相当する部分とが追加されているが、その他
の点では変わりがない。

【００６１】図９に示すように、奇数フィールド時に
は、フィルタ制御部93に読出しアドレス（１、９、１
７、‥）が入力し、このとき算出されたフィルタ係数番
号がメモリ上の０、１、２、３ライン、８、９、１０、
１１ライン、１６、１７、１８、１９ライン‥に書込ま
れる。同様に偶数フィールド時には、メモリ上の４、
５、６、７ライン、１２、１３、１４、１５ライン、２
０、２１、２２、２３ライン‥に書込まれる。このメモ
リはダブルバッファ構造であるため、フィルタ係数番号
を書込んでいる間に、前フィールドで書込まれたメモリ
が読出される。

【００６２】そのため、奇数フィールド時には、メモリ
から、４、５、６、７ライン、１２、１３、１４、１５
ライン、２０、２１、２２、２３ライン‥のフィルタ係
数番号が読出される。フィルタ係数番号が書込まれてい
ない０、１、２、３ライン、８、９、１０、１１ライ
ン、１６、１７、１８、１９ライン‥については、書込
みフラグを用いたフィルタ係数番号選択により、前回の
偶数フィールド時にフィールドバッファに書込まれたデ
ータが読出される。

【００６３】これらのフィルタ係数番号12は、フィルタ
演算部85に送られ、フィルタ演算部85は、フィルタ係数
番号に応じたフィルタ係数を選んで、入力する奇数ライ
ンの映像信号に対するフィルタ演算を実施する。この
時、フィルタ処理されるのは、補間ラインを除いた奇数
ラインだけであるが、図１３の場合と異なり、フレーム
メモリ87において読出されるライン（１、９、１７、
‥）の全てにフィルタ処理が行なわれる。そのため、そ
れらのデータがフレームメモリ87から読出されても、折
り返し歪みを発生しない。

【００６４】（第３実施例）第３実施例の映像信号処理
装置は、複数のフィルタ制御部を用いてフィルタ係数番
号の演算を並列処理する場合の映像信号処理における問
題点を解決する。この装置は、図４に示すように、複数
の同じ構成のフィルタ制御部１〜Ｎを有し、各フィルタ
制御部は、メモリ４から順次ラスタ方向にフィルタ係数
番号を読出した後に、そのアドレスの内容を０に置換す
る置換信号発生部49を備え、また、各フィルタ制御部か
ら出力されたフィルタ係数番号の内、最も大きい値を選
択して出力する最大値選択部50を備えている。

【００６５】この装置では、次のような映像信号処理が
行なわれる。この装置の各フィルタ制御部は、読出しア
ドレス発生部１から出力された読出しアドレス11を用い
て、それぞれが受け持つ出力映像の画素についての縮小
率を算出し、その縮小率から求めたフィルタ係数番号を
メモリ４の読出しアドレス11およびその近傍のアドレス
に書込む。次いで、書込み終了後、メモリ４から順次ラ
スタ方向にフィルタ係数番号12を読出して、最大値選択
部50に出力する。

【００６６】置換信号発生部49は、メモリ４の書込み時
および映像のブランキング期間以外は常に置換信号19を
出力する。この置換信号19は、そのアドレスの内容を０
に置換するものであり、メモリ４は、フィルタ係数番号
を読出した後、そのアドレスに、置換信号19により０を
書込む。このフィルタ係数番号12の読出し動作と置換信
号19の書込みとをリアルタイムで処理することが不可能
である場合は、各画素ごとではなく、２画素につき１回
だけメモリ４からフィルタ係数番号を読出し、置換信号
を書込むように構成しても良い。

【００６７】最大値選択部50は、各フィルタ制御部１〜
Ｎのメモリ４の同じアドレスから読出されたフィルタ係
数番号が入力すると、この中の最も大きい値、つまり、
その中で最も低周波成分しか通さないフィルタ係数を指
定する値、を選択して、ローパスフィルタ５に出力す
る。そのため、ローパスフィルタ５では、折り返し歪の
出る可能性の最も低いフィルタ係数を選択して、入力映
像信号に対するローパスフィルタ処理が行なわれる。

【００６８】なお、フィルタ係数番号の値が小さい程、
低周波成分しか通過しないフィルタ係数が指定される場
合には、最大値選択部50は、各フィルタ制御部から出力
されたフィルタ係数番号の中の最小値を選択して出力す
る。

【００６９】このように、第３実施例の映像信号処理装
置では、メモリ４の各アドレスに、フィルタ係数番号が
読出された後、０が書込まれるため、古いデータが残留
する事態が避けられる。また、複数のフィルタ制御部の
メモリ４の同じアドレスに異なるフィルタ係数番号が書
込まれた場合にも、最大値選択部50により、最も適切な
フィルタ係数番号が選択されるため、折り返し歪の無い
画像による映像効果を実現することができる。

【００７０】（第４実施例）第４実施例の映像信号処理
装置は、図５に示すように、第１実施例（図２）および
第２実施例（図３）を組合わせた構成を備えており、ペ
ージターン効果、スプリット効果またはマルチ効果等を
含む各種の映像効果を、走査線数を倍に増やした高画質
の画像によって実現する映像信号処理を行なうことがで
きる。

【００７１】（第５実施例）第５実施例の映像信号処理
装置は、図６に示すように、第１実施例（図２）および
第３実施例（図４）を組合わせた構成を備えており、ペ
ージターン効果、スプリット効果またはマルチ効果等、
各種の映像効果を、複数のフィルタ制御部を用いた並列
処理により高速で実現する映像信号処理を行なうことが
できる。

【００７２】（第６実施例）第６実施例の映像信号処理
装置は、図７に示すように、第２実施例（図３）および
第３実施例（図４）を組合わせた構成を備えており、映
像効果を、高速で且つ高画質の画像によって実現する映
像信号処理を行なうことができる。

【００７３】（第７実施例）第７実施例の映像信号処理
装置は、図１に示すように、第１実施例（図２）、第２
実施例（図３）および第３実施例（図４）を組合わせた
構成を備えており、ページターン効果、スプリット効果
またはマルチ効果等の各種の映像効果を、高速で且つ高
画質の画像によって実現する映像信号処理を行なうこと
ができる。

【００７４】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなよう
に、本発明の映像信号処理方法は、ページターン効果、
スプリット効果またはマルチ効果等の各種の映像効果を
画質低下を伴わずに実現することができる。

【００７５】また、映像効果を表示する画面の走査線を
増やして高画質化する場合に発生する折り返し歪を抑え
ることができる。

【００７６】また、映像効果を実現する信号処理を、画
質低下を伴わずに、並列処理により高速化することがで
きる。

【００７７】また、本発明の映像信号処理装置は、これ
らの効果を備える映像信号処理方法の一つまたは複数を
組合せて実施することができ、単独の効果またはそれら
の組合された効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第７実施例における映像信号処理装置
の構成を示すブロック図、

【図２】本発明の第１実施例における映像信号処理装置
の構成を示すブロック図、

【図３】本発明の第２実施例における映像信号処理装置
の構成を示すブロック図、

【図４】本発明の第３実施例における映像信号処理装置
の構成を示すブロック図、

【図５】本発明の第４実施例における映像信号処理装置
の構成を示すブロック図、

【図６】本発明の第５実施例における映像信号処理装置
の構成を示すブロック図、

【図７】本発明の第６実施例における映像信号処理装置
の構成を示すブロック図、

【図８】本発明の映像信号処理方法で用いるサイド信号
を説明する図、

【図９】本発明の映像信号処理方法において、順次走査
変換後の画像データから折り返し歪が発生しないことを
示す図、

【図１０】出力画像における画素の位置を示す図、

【図１１】図１０の画素に対応する入力画素の読出しア
ドレス位置を示す図、

【図１２】ページターン効果時の画質劣化の原因を説明
する図、

【図１３】１／４縮小効果を実施した時の順次走査変換
後の画像データから折り返し歪が発生することを示す
図、

【図１４】並列処理するフィルタ制御部のメモリの同じ
アドレスに複数のデータが存在することを示す図、

【図１５】並列処理における各相の画素位置を示す図、

【図１６】並列処理により１／１６に縮小した時の各相
メモリへの書込状況を示す図、

【図１７】並列処理により１／８に縮小に変えた時の各
相メモリへの書込状況を示す図、

【図１８】従来の映像信号処理装置の構成を示すブロッ
ク図、

【図１９】従来の順次走査変換を行なう信号処理装置の
構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１、81 読出しアドレス発生部 ２ 縮小率算出部 ３ フィルタ係数番号算出部 ４ メモリ ５ ローパスフィルタ処理部 ６、87 フレームメモリ 11 読出しアドレス 12 フィルタ係数番号 13 書込みフラグ 14、89 入力映像信号 15 フィルタ処理後の映像信号 16 出力映像信号 17 サイド信号 18 判別結果信号 19 置換信号 21、22 差分値算出部 31、31 量子化部 41 サイド信号発生部 42 境界判別部 43 フィルタ係数番号補正部 44 書込みフラグ発生部 45 フィールドバッファ 47、48、84、86 順次走査変換部 48 フィルタ係数番号選択部 49 置換処理部 50 最大値選択部 82、93 フィルタ制御部 83 動き検出部 85 フィルタ演算部 88 内挿処理部 89、91 フィールドデータ 90、92 フレームデータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/937

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力映像を表示する画素間の読出しアド
   レスの差分値に基づいてフィルタ係数制御値を求め、前
   記制御値をメモリに書込んだ後、順次読出してローパス
   フィルタに入力し、フィルタ係数を前記制御値で制御し
   ながら前記ローパスフィルタにより入力デジタル映像信
   号のフィルタ処理を行ない、フィルタ処理後の画像デー
   タをフレームメモリに書込んだ後、前記読出しアドレス
   に従って読出して各種映像効果を実現する映像信号処理
   方法において、 映像の不連続な領域間の境界を識別するために、同一領
   域を表示する画素に対して同一の判別信号を付与し、隣
   接する画素間の前記判別信号の異同を比べることによっ
   て、画素が前記境界に位置しているかどうかを識別し、
   境界に位置している場合には、前記画素の読出しアドレ
   スの差分値から求めた前記フィルタ係数制御値を補正す
   ることを特徴とする映像信号処理方法。
2. 【請求項２】 隣接する画素間の前記判別信号の異同
   を、前記隣接する画素の読出しアドレスの画素に付与さ
   れた判別信号によって比べることを特徴とする請求項１
   に記載の映像信号処理方法。
3. 【請求項３】 前記隣接する画素として、注目している
   画素の水平方向および垂直方向に隣接する画素を選定
   し、注目している画素の読出しアドレスの画素に付与さ
   れた判別信号が、前記隣接する画素の読出しアドレスの
   画素に付与された判別信号の少なくとも一方と相違する
   ときは、前記フィルタ係数制御値の補正を行なうことを
   特徴とする請求項１または２に記載の映像信号処理方
   法。
4. 【請求項４】 出力映像を表示する画素間の読出しアド
   レスの差分値に基づいてフィルタ係数制御値を求め、前
   記制御値をメモリに書込んだ後、順次読出してローパス
   フィルタに入力し、フィルタ係数を前記制御値で制御し
   ながら前記ローパスフィルタにより入力デジタル映像信
   号のフィルタ処理を行ない、フィルタ処理後の画像デー
   タをフレームメモリに書込んだ後、前記読出しアドレス
   に従って読出して各種映像効果を実現する映像信号処理
   方法において、 前記メモリから順次読出した前記フィルタ係数制御値を
   １フィールド遅延させ、前記メモリから直接読出したフ
   ィルタ係数制御値と１フィールド遅延させた前記フィル
   タ係数制御値とを交互に選択して前記ローパスフィルタ
   に入力することを特徴とする映像信号処理方法。
5. 【請求項５】 前記メモリのアドレスに前記フィルタ係
   数制御値を書込むときに、前記アドレスへのフィルタ係
   数制御値の書込みを表示する信号を記録し、前記メモリ
   からフィルタ係数制御値を直接読出したときのアドレス
   における前記信号が前記書込みを示していないとき、前
   記１フィールド遅延したフィルタ係数制御値を選択する
   ことを特徴とする請求項４に記載の映像信号処理方法。
6. 【請求項６】 出力映像を表示する画素間の読出しアド
   レスの差分値に基づいてフィルタ係数制御値を求め、前
   記制御値をメモリに書込んだ後、順次読出してローパス
   フィルタに入力し、フィルタ係数を前記制御値で制御し
   ながら前記ローパスフィルタにより入力デジタル映像信
   号のフィルタ処理を行ない、フィルタ処理後の画像デー
   タをフレームメモリに書込んだ後、前記読出しアドレス
   に従って読出して各種映像効果を実現する映像信号処理
   方法において、 前記フィルタ係数制御値を並列処理によって求め、得ら
   れたフィルタ係数制御値を複数のメモリに書込んだ後、
   順次読出し、各メモリの同一アドレスから読出されたフ
   ィルタ係数制御値が複数に及ぶときは、その１つを選択
   して前記ローパスフィルタに出力し、前記フィルタ係数
   制御値を読出した後の前記メモリのアドレスに初期値を
   書込むことを特徴とする映像信号処理方法。
7. 【請求項７】 前記各メモリの同一アドレスから読出さ
   れたフィルタ係数制御値が複数に及ぶ場合に、最も低い
   周波数成分を通過可能とするフィルタ係数を指定するフ
   ィルタ係数制御値を選択することを特徴とする請求項６
   に記載の映像信号処理方法。
8. 【請求項８】 出力映像を表示する画素間の読出しアド
   レスの差分値に基づいてフィルタ係数制御値を求めるフ
   ィルタ係数算出手段と、前記制御値を書込むメモリと、
   フィルタ係数を前記制御値で制御しながら入力デジタル
   映像信号のフィルタ処理を行なうローパスフィルタと、
   フィルタ処理後の画像データを書込むフレームメモリと
   を備え、前記フレームメモリに書込まれた画像データを
   前記読出しアドレスに従って読出して各種映像効果を実
   現する映像信号処理装置において、 映像の不連続な領域間の境界を識別するために各画素に
   付与された判別信号を出力する判別信号発生手段と、 前記判別信号を用いて注目する画素が前記境界に位置し
   ているかどうかを識別する判別手段と、 前記判別手段が境界に位置していると識別した場合に前
   記画素に関する前記フィルタ係数制御値を補正する補正
   手段とを設けたことを特徴とする映像信号処理装置。
9. 【請求項９】 出力映像を表示する画素間の読出しアド
   レスの差分値に基づいてフィルタ係数制御値を求めるフ
   ィルタ係数算出手段と、前記制御値を書込むメモリと、
   フィルタ係数を前記制御値で制御しながら入力デジタル
   映像信号のフィルタ処理を行なうローパスフィルタと、
   フィルタ処理後の画像データを書込むフレームメモリと
   を備え、前記フレームメモリに書込まれた画像データを
   前記読出しアドレスに従って読出して各種映像効果を実
   現する映像信号処理装置において、 前記メモリから順次読出された前記フィルタ係数制御値
   を１フィールド遅延させるフィールド遅延器と、 前記メモリのアドレスに対するフィルタ係数制御値の書
   込みを表わす信号を発生する信号発生手段と、 前記信号に基づいて前記メモリから直接読出したフィル
   タ係数制御値と前記フィールド遅延器から出力されたフ
   ィルタ係数制御値とを交互に選択して前記ローパスフィ
   ルタに出力する選択手段とを設けたことを特徴とする映
   像信号処理装置。
10. 【請求項１０】 出力映像を表示する画素間の読出しア
    ドレスの差分値に基づいてフィルタ係数制御値を求める
    フィルタ係数算出手段と、前記制御値を書込むメモリ
    と、フィルタ係数を前記制御値で制御しながら入力デジ
    タル映像信号のフィルタ処理を行なうローパスフィルタ
    と、フィルタ処理後の画像データを書込むフレームメモ
    リとを備え、前記フレームメモリに書込まれた画像デー
    タを前記読出しアドレスに従って読出して各種映像効果
    を実現する映像信号処理装置において、 前記フィルタ係数制御値を並列処理によって求める複数
    のフィルタ係数算出手段およびメモリと、 各メモリの同一アドレスから読出されたフィルタ係数制
    御値の内の１つを選択して前記ローパスフィルタに出力
    する選択手段と、 前記フィルタ係数制御値を読出した後の前記メモリのア
    ドレスに初期値を書込むデータ置換手段とを設けたこと
    を特徴とする映像信号処理装置。