JPH0783468B2 - ビデオ信号の補間器 - Google Patents
ビデオ信号の補間器Info
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- JPH0783468B2 JPH0783468B2 JP61227952A JP22795286A JPH0783468B2 JP H0783468 B2 JPH0783468 B2 JP H0783468B2 JP 61227952 A JP61227952 A JP 61227952A JP 22795286 A JP22795286 A JP 22795286A JP H0783468 B2 JPH0783468 B2 JP H0783468B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N7/00—Television systems
- H04N7/01—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level
-
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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- H04N7/01—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level
- H04N7/0117—Conversion of standards, e.g. involving analogue television standards or digital television standards processed at pixel level involving conversion of the spatial resolution of the incoming video signal
- H04N7/012—Conversion between an interlaced and a progressive signal
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Television Systems (AREA)
- Processing Of Color Television Signals (AREA)
- Picture Signal Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ビデオ信号の処理技術に、詳しくは、現フ
イールドの画素がその直前と直後の両フイールドにおけ
る対応する画素の補間によつて生成され、かつ運動によ
つて誘起されるアーテイフアクト（不所望信号成分）に
対する補償が施された処理済ビデオ出力信号を供給する
フイルタに関するものである。
イールドの画素がその直前と直後の両フイールドにおけ
る対応する画素の補間によつて生成され、かつ運動によ
つて誘起されるアーテイフアクト（不所望信号成分）に
対する補償が施された処理済ビデオ出力信号を供給する
フイルタに関するものである。
この発明による補間フイルタは一般の用途に用いられる
が、特に、２倍走査線（ライン・ダブリング）型表示ま
たは順次走査型テレビジヨン表示装置において付加水平
線を発生させるのに有効である。順次走査装置の或る形
式においては、水平走査周波数が倍加すなわち２倍にさ
れ、各ビデオ線が２回表示されることによつて線状縞が
目立たない表示画像を得ている。しかし、この発明を適
用することが重要であることが判つた別の順次走査装置
では、補間法によつて表示用の付加（走査）線を得てい
る。これは、メモリ中でビデオ信号をスピードアツプ
（すなわち、時間的圧縮）する前に或いはその後で行な
われる。補間技術を使つて原走査線から付加走査線を得
るようにした順次走査型表示装置の実例は、パワーズ
（K.H.Powers）氏の米国特許第4400719号「線走査アー
テイフアクトの減少したテレビジヨン表示方式」および
1983年６月29日付で公開されたフジムラ・ヤスシ氏の英
国特許出願公開第2111343A号に記述されている。
が、特に、２倍走査線（ライン・ダブリング）型表示ま
たは順次走査型テレビジヨン表示装置において付加水平
線を発生させるのに有効である。順次走査装置の或る形
式においては、水平走査周波数が倍加すなわち２倍にさ
れ、各ビデオ線が２回表示されることによつて線状縞が
目立たない表示画像を得ている。しかし、この発明を適
用することが重要であることが判つた別の順次走査装置
では、補間法によつて表示用の付加（走査）線を得てい
る。これは、メモリ中でビデオ信号をスピードアツプ
（すなわち、時間的圧縮）する前に或いはその後で行な
われる。補間技術を使つて原走査線から付加走査線を得
るようにした順次走査型表示装置の実例は、パワーズ
（K.H.Powers）氏の米国特許第4400719号「線走査アー
テイフアクトの減少したテレビジヨン表示方式」および
1983年６月29日付で公開されたフジムラ・ヤスシ氏の英
国特許出願公開第2111343A号に記述されている。
被写体である情景に目立つような動き（運動）が無い場
合には、到来ビデオ信号を１フイールドだけ遅延させる
フイールド・メモリを使つて良質の順次走査画像を得ら
れることが（たとえば、前記パワーズ氏特許によつて）
判つている。このやり方では、各フイールド期間中に、
総計525本の線より成る飛越しフレーム（NTSC式と仮定
して）が表示用に得られるので、普通の線補間器の垂直
解像度特性の低下は避けられる。しかし、情景に動きが
加わると、遅延を受けない線と１フィールド遅延された
線との間の時間的な差（NTSC式の場合は、60分の１秒）
によつて、動きのある物体の端縁部がギザギザに見える
ようになる。
合には、到来ビデオ信号を１フイールドだけ遅延させる
フイールド・メモリを使つて良質の順次走査画像を得ら
れることが（たとえば、前記パワーズ氏特許によつて）
判つている。このやり方では、各フイールド期間中に、
総計525本の線より成る飛越しフレーム（NTSC式と仮定
して）が表示用に得られるので、普通の線補間器の垂直
解像度特性の低下は避けられる。しかし、情景に動きが
加わると、遅延を受けない線と１フィールド遅延された
線との間の時間的な差（NTSC式の場合は、60分の１秒）
によつて、動きのある物体の端縁部がギザギザに見える
ようになる。
このギザギザは、ケーシイ（Casey）氏の米国特許第459
8309号「運動補償機能を有する、非飛越し走査形式を使
つたフレーム記憶装置を持つたテレビジヨン受像機」に
記載された方法で修正することができる。このケーシイ
氏特許の一実施例装置では、運動応動スイツチがあつ
て、被写体の動きが無いか極く少ない期間中はフレーム
くし形濾波された輝度信号を選択した表示用に供給し、
またそれ以外の期間にはフイールド遅延を受けた輝度信
号（これは更に線くし形濾波されている）を選択して表
示用に供給している。
8309号「運動補償機能を有する、非飛越し走査形式を使
つたフレーム記憶装置を持つたテレビジヨン受像機」に
記載された方法で修正することができる。このケーシイ
氏特許の一実施例装置では、運動応動スイツチがあつ
て、被写体の動きが無いか極く少ない期間中はフレーム
くし形濾波された輝度信号を選択した表示用に供給し、
またそれ以外の期間にはフイールド遅延を受けた輝度信
号（これは更に線くし形濾波されている）を選択して表
示用に供給している。
２つの処理モード間を自動的に切換える適応型方式の別
の例は、1985年５月29日付でケーシイ氏他により出願さ
れた米国特許出願第738974号「輝度チヤンネルに補間法
を採用した順次走査処理器」（特願昭61−124599号対
応）中に開示されている。この方式では、選択スイッチ
を使用して、入力信号の垂直細部成分が最小閾値より大
きくかつフレーム相互間で被写体の動きが無いか極めて
少ないときには表示画像中の中間線に表示するためフイ
ールド遅延を受けた輝度画像信号を選択し、またそうで
ない場合にはフレームくし形濾波されかつ補間された輝
度信号を表示用に選択して、垂直細部が改善されまたフ
イールド間運動によるアーテイフアクトの少ない表示画
像が得られるようにしている。
の例は、1985年５月29日付でケーシイ氏他により出願さ
れた米国特許出願第738974号「輝度チヤンネルに補間法
を採用した順次走査処理器」（特願昭61−124599号対
応）中に開示されている。この方式では、選択スイッチ
を使用して、入力信号の垂直細部成分が最小閾値より大
きくかつフレーム相互間で被写体の動きが無いか極めて
少ないときには表示画像中の中間線に表示するためフイ
ールド遅延を受けた輝度画像信号を選択し、またそうで
ない場合にはフレームくし形濾波されかつ補間された輝
度信号を表示用に選択して、垂直細部が改善されまたフ
イールド間運動によるアーテイフアクトの少ない表示画
像が得られるようにしている。
被写体の動きを検知して、フイールド内処理（たとえ
ば、線くし形濾波）とフイールド相互間処理（たとえ
ば、フイールドまたはフレーム処理）の間を自動的に切
換える適応型処理器は、たとえばビデオ入力信号の信号
対雑音比（S/N）が悪いという様な或種の状況下では、
スイツチング（切換）誤差に悩まされる可能性のあるこ
とが判つた。低信号対雑音比の状態においてスイツチン
グ動作不良があると画像中にノイズとして現われる。
ば、線くし形濾波）とフイールド相互間処理（たとえ
ば、フイールドまたはフレーム処理）の間を自動的に切
換える適応型処理器は、たとえばビデオ入力信号の信号
対雑音比（S/N）が悪いという様な或種の状況下では、
スイツチング（切換）誤差に悩まされる可能性のあるこ
とが判つた。低信号対雑音比の状態においてスイツチン
グ動作不良があると画像中にノイズとして現われる。
そこで、フイールド処理器またはフレーム処理器が比較
的高い解像度特性を有するビデオ処理器で、垂直または
フイールド内補間器が運動アーテイフアクト不感特性を
有しかつ運動適応形装置のスイツチング誤差特性を除去
したものに対する要望がある。
的高い解像度特性を有するビデオ処理器で、垂直または
フイールド内補間器が運動アーテイフアクト不感特性を
有しかつ運動適応形装置のスイツチング誤差特性を除去
したものに対する要望がある。
この発明の一態様によれば、線形濾波技法を使用して表
示用のビデオ信号の補間済水平線を発生させることによ
り、上記した適応形装置のスイツチング誤差特性を除去
するものである。この発明は、ビデオ信号に応じて連続
的に動作し、かつその濾波パラメータが連続線形関数で
しかもフイールド相互間の画像データの動きの結果とし
て切換えられることのないという意味で非適応形の、補
間フイルタに実施されるものである。ビデオ信号のフイ
ールドごとの処理の結果として生ずる傾向をもつ運動ア
ーテイフアクトは、線くし形フイルタとフレームくし形
フイルタの組合せによつて、連続的に抑制される。
示用のビデオ信号の補間済水平線を発生させることによ
り、上記した適応形装置のスイツチング誤差特性を除去
するものである。この発明は、ビデオ信号に応じて連続
的に動作し、かつその濾波パラメータが連続線形関数で
しかもフイールド相互間の画像データの動きの結果とし
て切換えられることのないという意味で非適応形の、補
間フイルタに実施されるものである。ビデオ信号のフイ
ールドごとの処理の結果として生ずる傾向をもつ運動ア
ーテイフアクトは、線くし形フイルタとフレームくし形
フイルタの組合せによつて、連続的に抑制される。
この発明を実施した補間フイルタは補間されるべきビデ
オ入力信号を受入れる入力端子を持つている。この入力
端子に結合されたフレームくし形フイルタは、或るフイ
ールドの画素がその直前と直後の両フイールド中の対応
する画素の補間によつて発生された補間済ビデオ出力信
号を生成する。入力端子には第１の線くし形フイルタ手
段が結合されていて、ビデオ入力信号を線くし形濾波す
ると共に実質的に１フイールド期間遅延させて第１の線
くし形濾波されかつ遅延したビデオ出力信号を生成す
る。フレームくし形フイルタ手段には第２のくし形フイ
ルタ手段が結合されていて補間されたビデオ出力信号を
線くし形濾波して第２の線くし形濾波された出力信号を
生成する。各フイルタには出力手段が結合されていて、
補間されたビデオ出力信号を線くし形濾波された信号と
直線的に合成して、被写体の動きに関係のあるアーテイ
フアクトが減少した補間ビデオ出力信号を生成する。
オ入力信号を受入れる入力端子を持つている。この入力
端子に結合されたフレームくし形フイルタは、或るフイ
ールドの画素がその直前と直後の両フイールド中の対応
する画素の補間によつて発生された補間済ビデオ出力信
号を生成する。入力端子には第１の線くし形フイルタ手
段が結合されていて、ビデオ入力信号を線くし形濾波す
ると共に実質的に１フイールド期間遅延させて第１の線
くし形濾波されかつ遅延したビデオ出力信号を生成す
る。フレームくし形フイルタ手段には第２のくし形フイ
ルタ手段が結合されていて補間されたビデオ出力信号を
線くし形濾波して第２の線くし形濾波された出力信号を
生成する。各フイルタには出力手段が結合されていて、
補間されたビデオ出力信号を線くし形濾波された信号と
直線的に合成して、被写体の動きに関係のあるアーテイ
フアクトが減少した補間ビデオ出力信号を生成する。
この発明の更に別の特徴によれば、上記の出力手段に
は、上記２つの線くし形フイルタ手段に結合された別の
フイルタ手段があつて、フイールド相互間で動きのある
物体（被写体）の端縁を表わす強化（エンハンスメン
ト）信号を発生させ、またこの運動端縁強化信号を補間
されたビデオ出力信号に加算する手段が構じられてい
る。
は、上記２つの線くし形フイルタ手段に結合された別の
フイルタ手段があつて、フイールド相互間で動きのある
物体（被写体）の端縁を表わす強化（エンハンスメン
ト）信号を発生させ、またこの運動端縁強化信号を補間
されたビデオ出力信号に加算する手段が構じられてい
る。
第１図の順次走査型受像機は、この発明を実施した補間
フイルタ30を使つて補間されたビデオ信号水平線を発生
させ受入れた線（非補間の線）に沿つて順次走査方式で
表示する、好ましい実用例を示している。ラスタの形態
は第２図に例示された通りで、その図中Ydは入来ビデオ
信号（後述するように遅延されている）を、Yiは表示器
に加えられて線数を２倍にしそれにより垂直線状縞が見
えるのを抑制する補間された線を表わしている。図示の
ように、受入れた線（Yd）と補間済の線（Yi）とはラス
タ中で交互に（飛越し式に）表示されている。
フイルタ30を使つて補間されたビデオ信号水平線を発生
させ受入れた線（非補間の線）に沿つて順次走査方式で
表示する、好ましい実用例を示している。ラスタの形態
は第２図に例示された通りで、その図中Ydは入来ビデオ
信号（後述するように遅延されている）を、Yiは表示器
に加えられて線数を２倍にしそれにより垂直線状縞が見
えるのを抑制する補間された線を表わしている。図示の
ように、受入れた線（Yd）と補間済の線（Yi）とはラス
タ中で交互に（飛越し式に）表示されている。
フイルタ30によつて与えられる補間形態は第３図に示さ
れている通りで、円印は受入れたビデオ線を、×印はフ
イールド補間された線（Yi）を表わしている。図示のよ
うに、フイールド２の補間線Ｂの画素（ピクセル）の値
は、直前のフイールド（フイールド１）と直後のフイー
ルド（フイールド３）の相対応する点（ＡとＣ）を平均
化して補間することにより決定される。フイールド相互
間に動きが生ずると、この形式の補間法は、一般に画像
ぼけ、２重画像、ブルーエツジ等々の不所望な可視的な
アーテイフアクトを生成する傾向がある。前述した従来
の適応形装置では、この問題の解決法として、或る閾値
以上のフレーム相互間運動を検出して垂直補間（Ｂ点の
上下のＤ、Ｅ点の平均化）にスイツチする方法をとつて
おり、これは垂直補間が１フイールド内にあつて運動ア
ーテイフアクトを生じないことを利用している。しか
し、このやり方では垂直方向解像度が低下する傾向があ
る。フイルタ30は、後で説明するように線形フイルタで
運動アーテイフアクトが補償されているものである。従
つて、フイルタ30は、運動が生じているときでも原信号
の垂直解像度を維持し、前述したような低S/N比と検知
器のスイツチング雑音の影響を受けることはない。
れている通りで、円印は受入れたビデオ線を、×印はフ
イールド補間された線（Yi）を表わしている。図示のよ
うに、フイールド２の補間線Ｂの画素（ピクセル）の値
は、直前のフイールド（フイールド１）と直後のフイー
ルド（フイールド３）の相対応する点（ＡとＣ）を平均
化して補間することにより決定される。フイールド相互
間に動きが生ずると、この形式の補間法は、一般に画像
ぼけ、２重画像、ブルーエツジ等々の不所望な可視的な
アーテイフアクトを生成する傾向がある。前述した従来
の適応形装置では、この問題の解決法として、或る閾値
以上のフレーム相互間運動を検出して垂直補間（Ｂ点の
上下のＤ、Ｅ点の平均化）にスイツチする方法をとつて
おり、これは垂直補間が１フイールド内にあつて運動ア
ーテイフアクトを生じないことを利用している。しか
し、このやり方では垂直方向解像度が低下する傾向があ
る。フイルタ30は、後で説明するように線形フイルタで
運動アーテイフアクトが補償されているものである。従
つて、フイルタ30は、運動が生じているときでも原信号
の垂直解像度を維持し、前述したような低S/N比と検知
器のスイツチング雑音の影響を受けることはない。
具体的に説明すると、第１図の受像機は、アンテナその
他の適当なビデオRF信号源に接続するための入力12とベ
ースバンドのビデオ出力信号S1を供給する出力とを有す
る、普通の構造の受信回路ユニツト10を持つている。も
しこの受像機がベースバンドのビデオ出力を有する信号
源（たとえば、テープレコーダ）用のモニタとして使用
される場合には、このユニット10を省略することができ
る。信号S1は、普通の構造を有する輝度／クロミナンス
（Y/C）分離器とアナログ−デジタル（A/D）変換器ユニ
ツト14に供給される。このユニツト14はデジタル化され
た分離された輝度（Ｙ）出力信号とクロミナンス（Ｃ）
出力信号とを生成する。上記の信号は、通常のランダム
アクセス・メモリ（RAM）に記憶させ易いようにデジタ
ル的に処理されることが望ましい。或いは、他のサンプ
ル・データ装置（たとえば、電荷結合装置）を使つて処
理することもできるが、その場合にはデジタル形式への
変換は必要でない。
他の適当なビデオRF信号源に接続するための入力12とベ
ースバンドのビデオ出力信号S1を供給する出力とを有す
る、普通の構造の受信回路ユニツト10を持つている。も
しこの受像機がベースバンドのビデオ出力を有する信号
源（たとえば、テープレコーダ）用のモニタとして使用
される場合には、このユニット10を省略することができ
る。信号S1は、普通の構造を有する輝度／クロミナンス
（Y/C）分離器とアナログ−デジタル（A/D）変換器ユニ
ツト14に供給される。このユニツト14はデジタル化され
た分離された輝度（Ｙ）出力信号とクロミナンス（Ｃ）
出力信号とを生成する。上記の信号は、通常のランダム
アクセス・メモリ（RAM）に記憶させ易いようにデジタ
ル的に処理されることが望ましい。或いは、他のサンプ
ル・データ装置（たとえば、電荷結合装置）を使つて処
理することもできるが、その場合にはデジタル形式への
変換は必要でない。
輝度信号Ｙは、フイルタ30に印加され、そこでフイール
ド遅延された輝度信号Ydとフレーム補間された輝度信号
Yiが発生する。運動補償作用を伴なう全補間遅延は１フ
イールド期間と２分の１線期間の和（たとえば、NTSC式
入力信号の場合には総線数263本分）である。非補間輝
度信号Ydは上記の期間だけ遅延されて、信号が最終的に
表示ユニツト20上に表示されたときYdとYiとが適正に重
なり合うようにされる。クロミナンス信号Ｃはユニツト
16によつて上記と同様に遅延される。フイルタ30の出力
32と33における輝度信号YdとYiは輝度スピードアツプ回
路18に印加され、そこで両信号は時間的に圧縮されると
共に２倍線周波数ビデオ出力信号Ｙ′が発生するように
飛び越し関係にされる。ユニツト18は、たとえば前述し
たパワーズ氏の特許（4400719）に開示されている並列
構成の先入れ先出し（FIFO）式バツフアのような普通の
設計のものでよい。クロミナンス信号はまたスピードア
ツプ・ユニツト22にも印加され、このユニツトはクロミ
ナンス信号の線周波数を２倍にして時間圧縮された２倍
線周波数クロミナンス出力信号Ｃ′を生成する。クロミ
ナンス信号処理の目的には、クロミナンス信号を単純に
繰返してその線周波数を２倍にすれば充分である。デイ
スチヤート（Dischert）氏は米国特許第4415931号中に
適当な線繰返し処理器を開示している。或いは、このク
ロミナンス信号を輝度信号と同様に処理することもでき
る。また別のやり方は、信号S1を復号して、Ｒ、Ｇ、Ｂ
成分に、またはＹ、Ｉ、Ｑ成分に或いはＹ、Ｂ−Ｙ、Ｒ
−Ｙ成分にした上で、全成分を輝度信号Ｙの様に処理す
る方法である。
ド遅延された輝度信号Ydとフレーム補間された輝度信号
Yiが発生する。運動補償作用を伴なう全補間遅延は１フ
イールド期間と２分の１線期間の和（たとえば、NTSC式
入力信号の場合には総線数263本分）である。非補間輝
度信号Ydは上記の期間だけ遅延されて、信号が最終的に
表示ユニツト20上に表示されたときYdとYiとが適正に重
なり合うようにされる。クロミナンス信号Ｃはユニツト
16によつて上記と同様に遅延される。フイルタ30の出力
32と33における輝度信号YdとYiは輝度スピードアツプ回
路18に印加され、そこで両信号は時間的に圧縮されると
共に２倍線周波数ビデオ出力信号Ｙ′が発生するように
飛び越し関係にされる。ユニツト18は、たとえば前述し
たパワーズ氏の特許（4400719）に開示されている並列
構成の先入れ先出し（FIFO）式バツフアのような普通の
設計のものでよい。クロミナンス信号はまたスピードア
ツプ・ユニツト22にも印加され、このユニツトはクロミ
ナンス信号の線周波数を２倍にして時間圧縮された２倍
線周波数クロミナンス出力信号Ｃ′を生成する。クロミ
ナンス信号処理の目的には、クロミナンス信号を単純に
繰返してその線周波数を２倍にすれば充分である。デイ
スチヤート（Dischert）氏は米国特許第4415931号中に
適当な線繰返し処理器を開示している。或いは、このク
ロミナンス信号を輝度信号と同様に処理することもでき
る。また別のやり方は、信号S1を復号して、Ｒ、Ｇ、Ｂ
成分に、またはＹ、Ｉ、Ｑ成分に或いはＹ、Ｂ−Ｙ、Ｒ
−Ｙ成分にした上で、全成分を輝度信号Ｙの様に処理す
る方法である。
この２倍線周波数の輝度Ｙ′およびクロミナンスＣ′の
両信号は、普通のマトリクスとデジタル−アナログ（D/
A）変換器ユニツト24に印加され、このユニツトはビデ
オ出力信号S1をＲ、Ｇ、Ｂの形で表示ユニツト20に供給
する。表示ユニツト20は、掃引回路ユニツト26で同期さ
れてビデオ入力信号S1のフイールド周波数FV、および２
倍の線周波数2FHで動作するようにされている。前述の
ように、ユニツト20は、YdとYiが順次走査形式で交互に
並び、Yiが第３図に示すようにその直前のフイールドと
直後のフイールドから補間されているラスタ（第２図）
を作り出す。YdとYiの発生のし方を除けば、この受像機
の詳しい動作はパワーズ氏の米国特許第4400719号に開
示された垂直補間順次走査方式中に記載されたものとほ
とんど同じであるから、詳しい説明は省略する。これか
ら詳しく説明するが、相違点は、この発明の順次走査装
置は運動補償機能を有する線形フレーム補間法を使用し
て、垂直解像度を維持すると共にいわゆる適応形フイー
ルドまたはフレーム順次走査変換方式のスイツチング・
アーテイフアクト特性を除去することである。
両信号は、普通のマトリクスとデジタル−アナログ（D/
A）変換器ユニツト24に印加され、このユニツトはビデ
オ出力信号S1をＲ、Ｇ、Ｂの形で表示ユニツト20に供給
する。表示ユニツト20は、掃引回路ユニツト26で同期さ
れてビデオ入力信号S1のフイールド周波数FV、および２
倍の線周波数2FHで動作するようにされている。前述の
ように、ユニツト20は、YdとYiが順次走査形式で交互に
並び、Yiが第３図に示すようにその直前のフイールドと
直後のフイールドから補間されているラスタ（第２図）
を作り出す。YdとYiの発生のし方を除けば、この受像機
の詳しい動作はパワーズ氏の米国特許第4400719号に開
示された垂直補間順次走査方式中に記載されたものとほ
とんど同じであるから、詳しい説明は省略する。これか
ら詳しく説明するが、相違点は、この発明の順次走査装
置は運動補償機能を有する線形フレーム補間法を使用し
て、垂直解像度を維持すると共にいわゆる適応形フイー
ルドまたはフレーム順次走査変換方式のスイツチング・
アーテイフアクト特性を除去することである。
第４図は、以下説明するが、実際に数個のフイルタから
成り補間された信号（Yi）と非補間信号（Yd）の正確な
重ね合わせを確実に行なうに必要な遅延を与える、フイ
ルタ30の第１実施例を示す。このフイルタは、ユニツト
14から供給される要補間輝度信号Ｙを受入れる入力端子
31を持つている。入力端子31はフレームくし形フイルタ
（全体として402で示す）の入力に結合されており、こ
のフイルタ402は端子31に直結された第１入力とそれぞ
れ遅延量が263H、１−Ｈおよび261H（こゝにＨは１水平
線期間に相当する）の３個の遅延ユニツトを含むカスケ
ード接続体を介して端子31に接続された第２の入力とを
有する加算器404を持つている。従つて全遅延量は１フ
レーム（NTSC式では水平線525本）であり、加算器404か
らの出力信号（S3）は１フレーム離れた両ピクセルの和
を表わしている。この信号S3はユニツト412中で係数２
をもつ減衰させられて、第３図に示されるように入力信
号の現フイールドについて（Ａ＋Ｃ）/2に等しい補間さ
れた出力信号S4を生ずる。信号S4は入力輝度信号Ｙの全
垂直方向解像度を持つているが、一方運動アーテイフア
クトを含んでいる。
成り補間された信号（Yi）と非補間信号（Yd）の正確な
重ね合わせを確実に行なうに必要な遅延を与える、フイ
ルタ30の第１実施例を示す。このフイルタは、ユニツト
14から供給される要補間輝度信号Ｙを受入れる入力端子
31を持つている。入力端子31はフレームくし形フイルタ
（全体として402で示す）の入力に結合されており、こ
のフイルタ402は端子31に直結された第１入力とそれぞ
れ遅延量が263H、１−Ｈおよび261H（こゝにＨは１水平
線期間に相当する）の３個の遅延ユニツトを含むカスケ
ード接続体を介して端子31に接続された第２の入力とを
有する加算器404を持つている。従つて全遅延量は１フ
レーム（NTSC式では水平線525本）であり、加算器404か
らの出力信号（S3）は１フレーム離れた両ピクセルの和
を表わしている。この信号S3はユニツト412中で係数２
をもつ減衰させられて、第３図に示されるように入力信
号の現フイールドについて（Ａ＋Ｃ）/2に等しい補間さ
れた出力信号S4を生ずる。信号S4は入力輝度信号Ｙの全
垂直方向解像度を持つているが、一方運動アーテイフア
クトを含んでいる。
フイルタ402中で補間済信号S4が受ける遅延はユニツト4
06〜410における全遅延量の２分の１すなわち（NTSC式
の場合は）走査線262.5本分に等しい。信号S4は、更に
１−Ｈ遅延ユニツト414で遅延を受けて信号S5となり、
これは加算器450を介して出力端子33に供給される。従
つて加算器450の入力における信号S5は走査線263.5本分
の総遅延量を受け、そして或る１フイールド（たとえば
第３図のフイールド２）の画素がその直前および直後の
両フイールド（たとえば第３図のフイールド１と３）の
対応画素（第３図のＡとＣ）を平均化することによつて
発生させられた補間済ビデオ出力信号を表わしている。
06〜410における全遅延量の２分の１すなわち（NTSC式
の場合は）走査線262.5本分に等しい。信号S4は、更に
１−Ｈ遅延ユニツト414で遅延を受けて信号S5となり、
これは加算器450を介して出力端子33に供給される。従
つて加算器450の入力における信号S5は走査線263.5本分
の総遅延量を受け、そして或る１フイールド（たとえば
第３図のフイールド２）の画素がその直前および直後の
両フイールド（たとえば第３図のフイールド１と３）の
対応画素（第３図のＡとＣ）を平均化することによつて
発生させられた補間済ビデオ出力信号を表わしている。
信号S4（またはS5）は２つのフイールドの平均であるか
ら運動アーテイフアクトを生ずる可能性がある。フイー
ルド相互間で何かゞ運動すると上記の平均化処理のため
にその運動物体の端縁はギザギザになりまたぼけること
になる。この現象は、補間されたフイールド（たとえば
第３図のフイールド２）内の運動効果を表わす補償信号
S6を発生する２個の線くし形フイルタ430と440によつて
修正される。
ら運動アーテイフアクトを生ずる可能性がある。フイー
ルド相互間で何かゞ運動すると上記の平均化処理のため
にその運動物体の端縁はギザギザになりまたぼけること
になる。この現象は、補間されたフイールド（たとえば
第３図のフイールド２）内の運動効果を表わす補償信号
S6を発生する２個の線くし形フイルタ430と440によつて
修正される。
概説すれば、この運動補償信号S6は、フイルタ402によ
つて生成されるフレーム補間されたフイールドと線くし
形フイルタ430から供給される垂直補間されたフイール
ドとの間の差を表わしている。第３図において、点Ｂ
は、前述のように点ＡとＣを平均することによつてフレ
ーム補間されている。フイルタ430は点ＤとＥを平均し
て、垂直方向にすなわちフイールド内で補間された点Ｂ
の推定値を生成する。従つて、互に空間的におよび時間
的に一致した、点Ｂの２つの推定値がある。そこで、も
し垂直細部が無かつたとすれば、フレーム推定値（Ａ＋
Ｃ）/2と垂直推定値（Ｄ＋Ｅ）/2の間の差は上記２つの
空間的および時間的に一致した推定値相互間の運動を表
わすことになる。垂直細部成分は、垂直補間では減衰を
受け一方フレーム平均化処理では維持されるので、厄介
である。垂直補間されたフイールド（Ｄ＋Ｅ）/2とフレ
ーム平均されたフイールド（Ａ＋Ｂ）/2との間の運動を
検出するためには垂直細部成分を等しくすることが必要
である。これは、垂直補間処理によつて失なわれる垂直
細部成分に比例してフレーム補間された信号中の垂直細
部成分を減衰させる別の線くし形フイルタ440を使つて
行なうことができる。フレームくし形濾波された信号と
線くし形（垂直に）濾波された信号の双方で相等しく垂
直細部成分を抑圧することによつて、これら両信号間の
差は２つの空間的および時間的に一致した補間フイール
ド相互間の運動を正しく表わすものとなる。垂直細部成
分の差が補償されたこの差信号は、こうしてフレーム平
均された信号と合成されて、従来技術におけるような２
つの補間モードの間で適応形の切換え操作を行なう必要
なしに、連続的に運動アーテイフアクトを修正すること
になる。更に、この補償信号は運動アーテイフアクトの
みを除去するので、出力信号はなお原ビデオ入力信号の
全垂直細部成分を保有していることになる。
つて生成されるフレーム補間されたフイールドと線くし
形フイルタ430から供給される垂直補間されたフイール
ドとの間の差を表わしている。第３図において、点Ｂ
は、前述のように点ＡとＣを平均することによつてフレ
ーム補間されている。フイルタ430は点ＤとＥを平均し
て、垂直方向にすなわちフイールド内で補間された点Ｂ
の推定値を生成する。従つて、互に空間的におよび時間
的に一致した、点Ｂの２つの推定値がある。そこで、も
し垂直細部が無かつたとすれば、フレーム推定値（Ａ＋
Ｃ）/2と垂直推定値（Ｄ＋Ｅ）/2の間の差は上記２つの
空間的および時間的に一致した推定値相互間の運動を表
わすことになる。垂直細部成分は、垂直補間では減衰を
受け一方フレーム平均化処理では維持されるので、厄介
である。垂直補間されたフイールド（Ｄ＋Ｅ）/2とフレ
ーム平均されたフイールド（Ａ＋Ｂ）/2との間の運動を
検出するためには垂直細部成分を等しくすることが必要
である。これは、垂直補間処理によつて失なわれる垂直
細部成分に比例してフレーム補間された信号中の垂直細
部成分を減衰させる別の線くし形フイルタ440を使つて
行なうことができる。フレームくし形濾波された信号と
線くし形（垂直に）濾波された信号の双方で相等しく垂
直細部成分を抑圧することによつて、これら両信号間の
差は２つの空間的および時間的に一致した補間フイール
ド相互間の運動を正しく表わすものとなる。垂直細部成
分の差が補償されたこの差信号は、こうしてフレーム平
均された信号と合成されて、従来技術におけるような２
つの補間モードの間で適応形の切換え操作を行なう必要
なしに、連続的に運動アーテイフアクトを修正すること
になる。更に、この補償信号は運動アーテイフアクトの
みを除去するので、出力信号はなお原ビデオ入力信号の
全垂直細部成分を保有していることになる。
第１の線くし形フイルタ430は、遅延ユニツト408の入力
信号と出力信号とを加算する加算器432と、その加算に
よる和を２で除算する減算器434とを具えている。出力
信号S7は、１フイールド内でフイルタ402によつて生成
される補間された線のすぐ上と下の線の平均を表わして
いる。これは第３図の点ＤとＥの平均値に相当する。従
つて信号S7は、ＤとＥの平均がＡとＣの平均と空間的に
および時間的に同一点で低下するから、信号S5の運動を
検出するための第１基準点と考えることができる。
信号と出力信号とを加算する加算器432と、その加算に
よる和を２で除算する減算器434とを具えている。出力
信号S7は、１フイールド内でフイルタ402によつて生成
される補間された線のすぐ上と下の線の平均を表わして
いる。これは第３図の点ＤとＥの平均値に相当する。従
つて信号S7は、ＤとＥの平均がＡとＣの平均と空間的に
および時間的に同一点で低下するから、信号S5の運動を
検出するための第１基準点と考えることができる。
フレーム平均信号S5（Ａ＋Ｃ）/2と空間的に時間的に一
致している垂直平均信号S7（Ｄ＋Ｅ）/2を発生させたあ
との、この発明の次の段階は、信号S4から垂直細部成分
を取出して、垂直細部成分が減衰している点を除いてS4
と同じ信号S8を発生させることである。信号S4は入力信
号Ｙの全垂直細部成分を含んでいるが一方信号S7は垂直
平均化操作のために減衰した垂直細部成分しか含んでい
ないので、上記の段階は重要である。垂直細部成分から
運動スペクトルを分離することは重要であり、これは信
号S4から垂直細部成分を除去するフイルタ440によつて
行なわれる。
致している垂直平均信号S7（Ｄ＋Ｅ）/2を発生させたあ
との、この発明の次の段階は、信号S4から垂直細部成分
を取出して、垂直細部成分が減衰している点を除いてS4
と同じ信号S8を発生させることである。信号S4は入力信
号Ｙの全垂直細部成分を含んでいるが一方信号S7は垂直
平均化操作のために減衰した垂直細部成分しか含んでい
ないので、上記の段階は重要である。垂直細部成分から
運動スペクトルを分離することは重要であり、これは信
号S4から垂直細部成分を除去するフイルタ440によつて
行なわれる。
フイルタ440は、重み付け係数0.25、0.5および0.25を有
する、３タツプ形垂直補間線くし形フイルタで構成され
ている。このフイルタは、加算器441で構成され、その
加算器441は、1/4減衰器442を介して遅延線414の入力に
結合された第１入力と、1/2減衰器443を介して遅延線41
4の出力に結合された第２入力と、減衰器444と別の１−
Ｈ遅延線445のカスケード接続体を介して遅延線414の出
力に結合された第３入力とを持つている。
する、３タツプ形垂直補間線くし形フイルタで構成され
ている。このフイルタは、加算器441で構成され、その
加算器441は、1/4減衰器442を介して遅延線414の入力に
結合された第１入力と、1/2減衰器443を介して遅延線41
4の出力に結合された第２入力と、減衰器444と別の１−
Ｈ遅延線445のカスケード接続体を介して遅延線414の出
力に結合された第３入力とを持つている。
線くし形フイルタ430と440の構造が異なつていることは
容易に理解されよう。フイルタ430は２タツプ形フイル
タで一方フイルタ440は３タツプ形フイルタである。こ
の様に形状の違つたフイルタを使用するのは、フイール
ド遅延線くし形濾波された信号S7が確実にフレームくし
形濾波された線くし形濾波信号S8と適正に重なり合うよ
うにするためである。各フイルタの遅延量は走査線で26
3.5本分である。フイルタ430は垂直細部成分が減衰され
た垂直補間信号を生成し、一方フイルタ440は垂直細部
成分が減衰されたフレーム補間信号を生成する。従つ
て、両信号S7とS8間の差（たとえば、減算器461、フイ
ルタ462および加算器450を有する出力回路460の減算器4
61の出力）は、輝度入力信号Ｙの垂直細部成分による汚
染のないフレーム相互間運動を表わしている。
容易に理解されよう。フイルタ430は２タツプ形フイル
タで一方フイルタ440は３タツプ形フイルタである。こ
の様に形状の違つたフイルタを使用するのは、フイール
ド遅延線くし形濾波された信号S7が確実にフレームくし
形濾波された線くし形濾波信号S8と適正に重なり合うよ
うにするためである。各フイルタの遅延量は走査線で26
3.5本分である。フイルタ430は垂直細部成分が減衰され
た垂直補間信号を生成し、一方フイルタ440は垂直細部
成分が減衰されたフレーム補間信号を生成する。従つ
て、両信号S7とS8間の差（たとえば、減算器461、フイ
ルタ462および加算器450を有する出力回路460の減算器4
61の出力）は、輝度入力信号Ｙの垂直細部成分による汚
染のないフレーム相互間運動を表わしている。
線くし形フイルタ430と440は、構造は異なるが、第５図
に示すようにその通過帯域特性に関してはほゞ一致した
伝送特性を示すように選択されている。すなわち各フイ
ルタ430、440は、ビデオ入力信号の線周波数の２分の１
の奇数倍周波数位置（F1、F2等）に谷（ナル）を持つて
いる。２タツプ形フイルタ430はサイクロイド状応答を
有し、３タツプ形フイルタ440は偏位（０レベルより高
くした）余弦波状応答を示している。従つて両線くし形
フイルタは同様な伝送特性と正確に整合した時間的特性
（すなわち、信号S7とS8は等量遅延されている）を持つ
ている。
に示すようにその通過帯域特性に関してはほゞ一致した
伝送特性を示すように選択されている。すなわち各フイ
ルタ430、440は、ビデオ入力信号の線周波数の２分の１
の奇数倍周波数位置（F1、F2等）に谷（ナル）を持つて
いる。２タツプ形フイルタ430はサイクロイド状応答を
有し、３タツプ形フイルタ440は偏位（０レベルより高
くした）余弦波状応答を示している。従つて両線くし形
フイルタは同様な伝送特性と正確に整合した時間的特性
（すなわち、信号S7とS8は等量遅延されている）を持つ
ている。
第５図に示されたフイルタ430と440の伝送特性間の誤差
（差）は残留垂直細部成分を表わしているが、この成分
は高域通過フイルタ462（たとえば0.5MHz）によつて信
号S9から除去される。フイルタ462は運動修正信号S6を
出力回路460中の加算器450に供給する。
（差）は残留垂直細部成分を表わしているが、この成分
は高域通過フイルタ462（たとえば0.5MHz）によつて信
号S9から除去される。フイルタ462は運動修正信号S6を
出力回路460中の加算器450に供給する。
要約すれば、フイルタ402は運動アーテイフアクトを有
するフレーム補間信号S3を生成し、フイルタ430と440
は、それぞれ、垂直細部成分が減衰させられた、線くし
形濾波されたフイールド遅延信号S7とフレームくし形濾
波された線くし形濾波信号S8を生成する。出力ユニツト
460はこれら３個のフイルタ全部の出力を合成して運動
の抑圧されたフレーム補間出力信号Yiを出力する。線く
し形フイルタの伝送特性相互間の不整合は高域通過フイ
ルタ462によつて修正される。
するフレーム補間信号S3を生成し、フイルタ430と440
は、それぞれ、垂直細部成分が減衰させられた、線くし
形濾波されたフイールド遅延信号S7とフレームくし形濾
波された線くし形濾波信号S8を生成する。出力ユニツト
460はこれら３個のフイルタ全部の出力を合成して運動
の抑圧されたフレーム補間出力信号Yiを出力する。線く
し形フイルタの伝送特性相互間の不整合は高域通過フイ
ルタ462によつて修正される。
第４図のフイルタ30は、第６図に示されるように改変し
て運動物体の端縁の細部を強化（改善）することができ
る。既述のように、フイルタ430と440は、それぞれ信号
S7とS8を生成し、この両信号は信号S6を生成するのに使
用され、S6は信号S5と合成されてフレームくし形フイル
タ402により生成された運動アーテイフアクトが除かれ
る。この改変回路では、普通の３〜4MHzの範囲に通過帯
域を持つ帯域通過フイルタ601が信号S6から端縁運動表
示信号S10を発生する。信号S10の振幅は、可変減衰器よ
り成る運動端縁ピーキング・ユニツト制御器602によつ
て制御されて、可変振幅運動端縁ピーキング信号S11と
して供給される。信号S11は加算器603と604によつて、
それぞれ信号YdとYiに加算されて、現輝度信号と補間輝
度信号の双方に確実に端縁ピーキングが施される。動作
時、フイルタ430と440は、既述のように信号S5に対する
運動補償を行なう。上記ユニツト601〜604は運動物体の
端縁のピーキングを行なうだけである。その結果とし
て、運動物体はそのぼけが除かれるが、端縁補償回路60
1〜604によつて与えられる強化された運動補償端縁情報
により運動は表示され続ける。これによつて主観的に快
適な画像が作られることが判つた。
て運動物体の端縁の細部を強化（改善）することができ
る。既述のように、フイルタ430と440は、それぞれ信号
S7とS8を生成し、この両信号は信号S6を生成するのに使
用され、S6は信号S5と合成されてフレームくし形フイル
タ402により生成された運動アーテイフアクトが除かれ
る。この改変回路では、普通の３〜4MHzの範囲に通過帯
域を持つ帯域通過フイルタ601が信号S6から端縁運動表
示信号S10を発生する。信号S10の振幅は、可変減衰器よ
り成る運動端縁ピーキング・ユニツト制御器602によつ
て制御されて、可変振幅運動端縁ピーキング信号S11と
して供給される。信号S11は加算器603と604によつて、
それぞれ信号YdとYiに加算されて、現輝度信号と補間輝
度信号の双方に確実に端縁ピーキングが施される。動作
時、フイルタ430と440は、既述のように信号S5に対する
運動補償を行なう。上記ユニツト601〜604は運動物体の
端縁のピーキングを行なうだけである。その結果とし
て、運動物体はそのぼけが除かれるが、端縁補償回路60
1〜604によつて与えられる強化された運動補償端縁情報
により運動は表示され続ける。これによつて主観的に快
適な画像が作られることが判つた。
第１図はこの発明を実施した順次走査型テレビジヨン受
像機の一例構成を示すブロツク図、第２図は第１図に示
された受像機によつて表示されるラスタ走査線を示す
図、第３図は第１図に示された受像機に使用されている
フイールド補間法を例示する空間的−時間的説明図、第
４図は第１図の受像機に使用されているこの発明を実施
した一例補間フイルタの詳細構造を示すブロツク図、第
５図は第４図の補間フイルタ中に使用されている２つの
線くし形フイルタの通過帯域特性の比較図、第６図はフ
レーム相互間で運動を行なう物体の端縁の細部を改善し
た、第４図の補間フイルタの改変例の構造を示すブロツ
ク図である。 10……受信回路ユニツト、14……輝度クロミナンス分離
およびアナログ−デジタル変換器ユニツト、20……表示
ユニツト、30……ビデオ信号補間器、31……入力、402
……第１の補間フイルタ手段、S3、S4……フレーム補間
されたビデオ出力信号、S7……線補間されたビデオ出力
信号、430……第２の補間フイルタ手段、440……第３の
フイルタ手段、S8……別のビデオ出力信号、461、450…
…出力手段、Yi……フレーム補間されたビデオ出力信
号、Vd……遅延されたビデオ信号、Ｙ……ビデオ入力信
号。
像機の一例構成を示すブロツク図、第２図は第１図に示
された受像機によつて表示されるラスタ走査線を示す
図、第３図は第１図に示された受像機に使用されている
フイールド補間法を例示する空間的−時間的説明図、第
４図は第１図の受像機に使用されているこの発明を実施
した一例補間フイルタの詳細構造を示すブロツク図、第
５図は第４図の補間フイルタ中に使用されている２つの
線くし形フイルタの通過帯域特性の比較図、第６図はフ
レーム相互間で運動を行なう物体の端縁の細部を改善し
た、第４図の補間フイルタの改変例の構造を示すブロツ
ク図である。 10……受信回路ユニツト、14……輝度クロミナンス分離
およびアナログ−デジタル変換器ユニツト、20……表示
ユニツト、30……ビデオ信号補間器、31……入力、402
……第１の補間フイルタ手段、S3、S4……フレーム補間
されたビデオ出力信号、S7……線補間されたビデオ出力
信号、430……第２の補間フイルタ手段、440……第３の
フイルタ手段、S8……別のビデオ出力信号、461、450…
…出力手段、Yi……フレーム補間されたビデオ出力信
号、Vd……遅延されたビデオ信号、Ｙ……ビデオ入力信
号。
Claims (2)
- 【請求項１】補間されるべきビデオ入力信号を受け入れ
る入力端と、 前記入力端に結合されており、運動アーティファクトを
呈する傾向をもつフレーム補間されたビデオ出力信号を
生成する第１の補間フィルタ手段と、 前記入力端に結合されており、前記フレーム補間された
ビデオ出力信号の対応画素と空間的および時間的に一致
した画素を有し、かつ、所定量だけ抑制された垂直細部
成分を有する線補間されたビデオ出力信号を生成する第
２の補間フィルタ手段と、 前記第１の補間フィルタ手段に結合されており、前記フ
レーム補間されたビデオ出力信号の垂直細部成分をほゞ
前記の所定量だけ減衰させて、別のビデオ出力信号を生
成する第３のフィルタ手段と、 前記第１の補間フィルタ手段の出力信号と、前記第２の
補間フィルタ手段の出力信号および前記第３のフィルタ
手段の出力信号の差信号とに応答する信号加算器を含
み、前記運動アーティファクトが減衰されているフレー
ム補間されたビデオ出力信号を生成する出力手段と を具備したことを特徴とするビデオ信号の補間器。 - 【請求項２】共にビデオ入力信号から取出されしかもこ
のビデオ入力信号に対して時間的に圧縮されている、遅
延ビデオ信号と補間されたビデオ信号とが表示装置に互
に線交番的に順次走査形式で表示される順次走査型表示
装置における、ビデオ信号を補間処理するための装置で
あって、 前記入力信号から、運動アーティファクトを呈する傾向
をもつフレーム補間されたビデオ出力信号を取出す第１
の補間フィルタ手段と、 前記フレーム補間されたビデオ出力信号の対応画素と空
間的および時間的に一致した画素を有し、かつ、所定量
だけ抑制された垂直細部成分を有する線補間されたビデ
オ出力信号を前記入力信号から取出す第２の補間フィル
タ手段と、 前記第１の補間フィルタ手段に結合されており、前記フ
レーム補間されたビデオ出力信号の垂直細部成分をほゞ
前記の所定量だけ減衰させて、別のビデオ出力信号を生
成する第３のフィルタ手段と、 前記第１の補間フィルタ手段の出力信号と、前記第２の
補間フィルタ手段の出力信号および前記第３のフィルタ
手段の出力信号の差信号とに応答する信号加算器を含
み、前記運動アーティファクトが減衰されているフレー
ム補間されたビデオ出力信号を生成する出力手段 とを具備したことを特徴とするビデオ信号の補間器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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