JPH08130716A - 走査線補間装置及び走査線補間用動きベクトル検出装置 - Google Patents
走査線補間装置及び走査線補間用動きベクトル検出装置Info
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- JPH08130716A JPH08130716A JP29065094A JP29065094A JPH08130716A JP H08130716 A JPH08130716 A JP H08130716A JP 29065094 A JP29065094 A JP 29065094A JP 29065094 A JP29065094 A JP 29065094A JP H08130716 A JPH08130716 A JP H08130716A
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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)
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- Television Systems (AREA)
- Television Signal Processing For Recording (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 動画像信号のフォーマットを変換するため入
力信号にない走査線を近隣の走査線から補間して作る走
査線補間装置や、そこで動き補償補間を行うための動き
ベクトル検出装置を提供する。 【構成】 入力画像信号に無い走査線を補間して作る際
に、被補間走査線の空間的に上下の走査線から作られる
画像内補間信号と、被補間走査線の時間的に前後する画
像から作られる画像間補間信号を適応混合させて補間信
号を得る走査線補間装置において、前記画像間補間信号
を作るのに用いられる時間的に前後する画像の間の画像
間マッチング信号を得る手段１１，１７と、前記画像内
補間信号と前記画像間補間信号の間の垂直方向に低い周
波数成分の差信号である低域差信号を得る手段１２と、
前記低域差信号を絶対値化または二乗して内外マッチン
グ信号を得る手段１３と、前記画像間マッチング信号と
前記内外マッチング信号を加算した信号で前記適応混合
の混合比を変化させる手段６，１０とを有して構成し
た。
力信号にない走査線を近隣の走査線から補間して作る走
査線補間装置や、そこで動き補償補間を行うための動き
ベクトル検出装置を提供する。 【構成】 入力画像信号に無い走査線を補間して作る際
に、被補間走査線の空間的に上下の走査線から作られる
画像内補間信号と、被補間走査線の時間的に前後する画
像から作られる画像間補間信号を適応混合させて補間信
号を得る走査線補間装置において、前記画像間補間信号
を作るのに用いられる時間的に前後する画像の間の画像
間マッチング信号を得る手段１１，１７と、前記画像内
補間信号と前記画像間補間信号の間の垂直方向に低い周
波数成分の差信号である低域差信号を得る手段１２と、
前記低域差信号を絶対値化または二乗して内外マッチン
グ信号を得る手段１３と、前記画像間マッチング信号と
前記内外マッチング信号を加算した信号で前記適応混合
の混合比を変化させる手段６，１０とを有して構成し
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】画像情報の記録、再生、表示を行
う装置に係り、特に動画像信号のフォーマットを変換す
るため入力信号に無い走査線を近隣の走査線から補間し
て作る走査線補間装置や、そこで動き補償補間を行うた
めの動きベクトル検出装置に関する。
う装置に係り、特に動画像信号のフォーマットを変換す
るため入力信号に無い走査線を近隣の走査線から補間し
て作る走査線補間装置や、そこで動き補償補間を行うた
めの動きベクトル検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＮＴＳＣやハイビジョン等の標準的なテ
レビジョン信号は、インターレース信号であり、図６の
１に示される様に、１つのフレームが時間及び垂直方向
にずれた２つのフィールドで構成される。これに対し
て、図６の２に示される様な、走査線構造にずれがない
ものは、ノンインターレースまたはプログレッシブ（順
次）走査と呼ばれる。インターレース信号は、画像の垂
直方向の高い周波数成分が多くなるとラインフリッカを
生じる。
レビジョン信号は、インターレース信号であり、図６の
１に示される様に、１つのフレームが時間及び垂直方向
にずれた２つのフィールドで構成される。これに対し
て、図６の２に示される様な、走査線構造にずれがない
ものは、ノンインターレースまたはプログレッシブ（順
次）走査と呼ばれる。インターレース信号は、画像の垂
直方向の高い周波数成分が多くなるとラインフリッカを
生じる。
【０００３】そこで、図６の３に示される様に、インタ
ーレースで間引かれている部分の走査線を周辺の走査線
で補間して作り、ノンインターレースとする処理があ
る。この様な処理は順次走査変換、倍密変換と呼ばれ
る。そこでの走査線の補間は動き適応処理で行われ、補
間走査腺は、画像が動いている場合は、図７の１に示さ
れる様に上下の隣接走査線から、画像が静止している場
合は、図７の２に示される様に前後のフィールドの同位
置の走査線から作られる。
ーレースで間引かれている部分の走査線を周辺の走査線
で補間して作り、ノンインターレースとする処理があ
る。この様な処理は順次走査変換、倍密変換と呼ばれ
る。そこでの走査線の補間は動き適応処理で行われ、補
間走査腺は、画像が動いている場合は、図７の１に示さ
れる様に上下の隣接走査線から、画像が静止している場
合は、図７の２に示される様に前後のフィールドの同位
置の走査線から作られる。
【０００４】さらに、最近では画像間の補間に動き補償
を適用する方法も検討されている。この場合、図７の３
に示される様に前後のフィールドの異なった位置の走査
線が使われることになる。一方、ＩＴＵ−ＴのＨ．２６
１やＩＳＯ／ＩＥＣのＭＰＥＧ１等の標準高能率符号化
方式の規格は、ノンインターレース信号を符号化対象と
しており、インターレース信号を信号源とする場合には
ノンインターレース信号にまず変換する必要がある。
を適用する方法も検討されている。この場合、図７の３
に示される様に前後のフィールドの異なった位置の走査
線が使われることになる。一方、ＩＴＵ−ＴのＨ．２６
１やＩＳＯ／ＩＥＣのＭＰＥＧ１等の標準高能率符号化
方式の規格は、ノンインターレース信号を符号化対象と
しており、インターレース信号を信号源とする場合には
ノンインターレース信号にまず変換する必要がある。
【０００５】前記規格は符号化対象の画素数が標準テレ
ビジョン信号より少ないので、インターレース信号の片
方のフィールドのみを被符号化画像とすればよいが、単
純な間引きでは折り返し歪みが多量に含まれ、主観画質
や符号化効率の低下を招く。折り返し歪みを除去するに
は、プログレッシブ（順次）走査のフレームを作成し、
垂直方向に適切なフィルタリングを施してから、走査線
を間引く必要がある。その際、順次フレームが適切に作
られていないと理想的な処理とならない。
ビジョン信号より少ないので、インターレース信号の片
方のフィールドのみを被符号化画像とすればよいが、単
純な間引きでは折り返し歪みが多量に含まれ、主観画質
や符号化効率の低下を招く。折り返し歪みを除去するに
は、プログレッシブ（順次）走査のフレームを作成し、
垂直方向に適切なフィルタリングを施してから、走査線
を間引く必要がある。その際、順次フレームが適切に作
られていないと理想的な処理とならない。
【０００６】動き補償を用いる従来例の走査線補間装置
について、以下に図３と共に説明する。これは「動き補
償を用いたインターレース画像の順次走査変換法の検討
とその装置」（テレビジョン学会，技術報告ＢＣＳ９３
−７０）等に示されているものと同じである。画像入力
１より入力されたインターレース画像信号は、フィール
ド遅延器２、動き補償器３、動きベクトル（以下ＭＶと
も表現する。）検出部２０に夫々供給される。
について、以下に図３と共に説明する。これは「動き補
償を用いたインターレース画像の順次走査変換法の検討
とその装置」（テレビジョン学会，技術報告ＢＣＳ９３
−７０）等に示されているものと同じである。画像入力
１より入力されたインターレース画像信号は、フィール
ド遅延器２、動き補償器３、動きベクトル（以下ＭＶと
も表現する。）検出部２０に夫々供給される。
【０００７】フィールド遅延器２では、１フィールド分
の時間信号を遅延させ、その出力信号を画像内補間器
（面内補間器）９とフィールド遅延器１５とに夫々供給
する。フィールド遅延器１５は、フィールド遅延器２と
同様に１フィールド分の時間信号を遅延させ、動き補償
器１６に信号を供給する。従って、動き補償器３、画像
内補間器９、動き補償器１６には、夫々１フィールドず
つ異なった信号が供給されることになる。
の時間信号を遅延させ、その出力信号を画像内補間器
（面内補間器）９とフィールド遅延器１５とに夫々供給
する。フィールド遅延器１５は、フィールド遅延器２と
同様に１フィールド分の時間信号を遅延させ、動き補償
器１６に信号を供給する。従って、動き補償器３、画像
内補間器９、動き補償器１６には、夫々１フィールドず
つ異なった信号が供給されることになる。
【０００８】一方、ＭＶ検出部２０では、後述する様な
方法で、２フィールド（１フレーム）間の画像の動きベ
クトルが求められ、その値が動き補償器３と動き補償器
１６とに夫々供給される。動き補償器３と動き補償器１
６は、動きベクトル値に従って入力画像を空間的に移動
させ、その結果を出力する。ここで、動き補償器３で動
き補償されるフィールドと、動き補償器１６のものと
は、被補間フィールドから見て時間関係が逆なので、図
７の３に示される様に移動方向も逆にする。
方法で、２フィールド（１フレーム）間の画像の動きベ
クトルが求められ、その値が動き補償器３と動き補償器
１６とに夫々供給される。動き補償器３と動き補償器１
６は、動きベクトル値に従って入力画像を空間的に移動
させ、その結果を出力する。ここで、動き補償器３で動
き補償されるフィールドと、動き補償器１６のものと
は、被補間フィールドから見て時間関係が逆なので、図
７の３に示される様に移動方向も逆にする。
【０００９】この様にして動き補償された信号は、夫々
加算器４と減算器１１との両方に供給される。加算器４
では、動き補償された前後フィールドの信号が加算さ
れ、１／２倍されて、画像間補間信号となり、乗算器６
に供給される。減算器１１では、前後フィールド間の差
が取られ、差信号は絶対値化器１７に供給される。絶対
値化器１７で差信号は絶対値となり、空間ＬＰＦ１９に
供給される。絶対値化された差信号は、空間ＬＰＦ１９
で空間的な変化がスムージングされ、非線形変換器１４
に供給される。
加算器４と減算器１１との両方に供給される。加算器４
では、動き補償された前後フィールドの信号が加算さ
れ、１／２倍されて、画像間補間信号となり、乗算器６
に供給される。減算器１１では、前後フィールド間の差
が取られ、差信号は絶対値化器１７に供給される。絶対
値化器１７で差信号は絶対値となり、空間ＬＰＦ１９に
供給される。絶対値化された差信号は、空間ＬＰＦ１９
で空間的な変化がスムージングされ、非線形変換器１４
に供給される。
【００１０】非線形変換器１４では、空間ＬＰＦ１９の
出力を画像間マッチング程度を示す値“ｋ”に非線形変
換する。その変換特性は、空間ＬＰＦ１９の出力がノイ
ズレベル以下の場合を０とし、明らかに画像間補間より
画像内補間が適当なレベル以上を１とし、その間は線形
に変換する。この様にして得られたｋは、乗算器６と乗
算器１０とに夫々供給される。
出力を画像間マッチング程度を示す値“ｋ”に非線形変
換する。その変換特性は、空間ＬＰＦ１９の出力がノイ
ズレベル以下の場合を０とし、明らかに画像間補間より
画像内補間が適当なレベル以上を１とし、その間は線形
に変換する。この様にして得られたｋは、乗算器６と乗
算器１０とに夫々供給される。
【００１１】一方、画像内補間器９では、図７の１の様
に被補間走査線の上下の走査線を加算し、画像内補間走
査線を作る。ここでは動き補償処理で生じる遅延も補償
され、画像間補間信号と同期した画像内補間信号が乗算
器１０に供給される。乗算器６、乗算器１０には、非線
形変換器１４からマッチング程度を示す値ｋが与えら
れ、乗算器６では画像間補間信号に（１−ｋ）が、乗算
器１０では画像内補間信号にｋが乗じられ、夫々の乗算
結果が加算器７に供給される。
に被補間走査線の上下の走査線を加算し、画像内補間走
査線を作る。ここでは動き補償処理で生じる遅延も補償
され、画像間補間信号と同期した画像内補間信号が乗算
器１０に供給される。乗算器６、乗算器１０には、非線
形変換器１４からマッチング程度を示す値ｋが与えら
れ、乗算器６では画像間補間信号に（１−ｋ）が、乗算
器１０では画像内補間信号にｋが乗じられ、夫々の乗算
結果が加算器７に供給される。
【００１２】加算器７は、マッチング程度により重み付
けされた画像間補間信号と画像内補間信号とが加算さ
れ、最終的な補間信号が補間信号出力８から出力され
る。この様な補間信号を用いて順次走査信号を作るため
には、図５に示した様な順次走査変換装置を用いる。
けされた画像間補間信号と画像内補間信号とが加算さ
れ、最終的な補間信号が補間信号出力８から出力され
る。この様な補間信号を用いて順次走査信号を作るため
には、図５に示した様な順次走査変換装置を用いる。
【００１３】図５に示した順次走査変換装置において、
補間信号補間装置５０の出力である補間信号はラインバ
ッファ５２に、フィールド遅延器２で補間信号補間装置
５０で生じる処理遅延が補償された入力信号は、ライン
バッファ５１に供給される。ラインバッファ５１と５２
は、１ライン分の信号を保持し、入力信号の２倍の速度
で読み出される。これらの信号は切換スイッチ５３で交
互に選択され順次走査となり、画像出力５４から出力さ
れる。
補間信号補間装置５０の出力である補間信号はラインバ
ッファ５２に、フィールド遅延器２で補間信号補間装置
５０で生じる処理遅延が補償された入力信号は、ライン
バッファ５１に供給される。ラインバッファ５１と５２
は、１ライン分の信号を保持し、入力信号の２倍の速度
で読み出される。これらの信号は切換スイッチ５３で交
互に選択され順次走査となり、画像出力５４から出力さ
れる。
【００１４】次に、図３のＭＶ検出部２０Ｂに相当する
動き補償走査線補間用の動きベクトル検出装置につい
て、以下に図４と共に説明する。図４は、その動きベク
トル検出装置の一例を示すブロック構成図である。画像
入力１より入力されたインターレース画像信号は、フィ
ールド遅延器２、動き補償器３、仮ＭＶ発生器２１に夫
々供給される。フィールド遅延器２、フィールド遅延器
１５は夫々１フィールド信号を遅延させ、合計で１フレ
ーム遅延された信号が次の動き補償器１６に供給され
る。
動き補償走査線補間用の動きベクトル検出装置につい
て、以下に図４と共に説明する。図４は、その動きベク
トル検出装置の一例を示すブロック構成図である。画像
入力１より入力されたインターレース画像信号は、フィ
ールド遅延器２、動き補償器３、仮ＭＶ発生器２１に夫
々供給される。フィールド遅延器２、フィールド遅延器
１５は夫々１フィールド信号を遅延させ、合計で１フレ
ーム遅延された信号が次の動き補償器１６に供給され
る。
【００１５】一方、仮ＭＶ発生器２１では、予め設定さ
れているＭＶのサーチレンジ（探索範囲）の各ＭＶを順
次発生させる。例えばサーチレンジを垂直方向に走査線
単位で±３、水平方向に画素単位で±７とすると、７×
１５（垂直×水平）で１０５個のＭＶ値を順次発生す
る。そのＭＶ値は動き補償器３と動き補償器１６とに供
給される。
れているＭＶのサーチレンジ（探索範囲）の各ＭＶを順
次発生させる。例えばサーチレンジを垂直方向に走査線
単位で±３、水平方向に画素単位で±７とすると、７×
１５（垂直×水平）で１０５個のＭＶ値を順次発生す
る。そのＭＶ値は動き補償器３と動き補償器１６とに供
給される。
【００１６】動き補償器３と動き補償器１６とは動きベ
クトル値に従って入力画像を空間的に移動させ、その結
果を出力する。この動き補償処理は１６×８画素等のブ
ロック単位で行われ、ＭＶもそのブロックで１つの値と
なる。
クトル値に従って入力画像を空間的に移動させ、その結
果を出力する。この動き補償処理は１６×８画素等のブ
ロック単位で行われ、ＭＶもそのブロックで１つの値と
なる。
【００１７】また、動き補償器３で動き補償されるフィ
ールドと、動き補償器１６のものとは、被補間フィール
ドから見て時間関係が逆なので、図７の３に示される様
に移動方向も逆にする。この様にして動き補償された信
号は減算器１１に供給される。減算器１１ではフレーム
間差が取られ、差信号は絶対値化器１７に与られる。絶
対値化器１７で差信号は絶対値化または二乗され、次の
ブロック累積器２４に供給される。
ールドと、動き補償器１６のものとは、被補間フィール
ドから見て時間関係が逆なので、図７の３に示される様
に移動方向も逆にする。この様にして動き補償された信
号は減算器１１に供給される。減算器１１ではフレーム
間差が取られ、差信号は絶対値化器１７に与られる。絶
対値化器１７で差信号は絶対値化または二乗され、次の
ブロック累積器２４に供給される。
【００１８】ブロック累積器２４で絶対値化された差信
号は、１ブロックの累積加算値がマッチング程度を示す
値として求められ、ＭＶ選択器２２に供給される。ＭＶ
選択器２２には各ＭＶ値と、そのＭＶ値で動き補償した
場合のフレーム間マッチング値とが入力される。ＭＶ選
択器２２では、各ＭＶのマッチング値が比較され、最も
マッチングのよい、即ち、差の累積加算値が最小となる
ＭＶを選択し、最終的なＭＶとしてＭＶ出力２３より出
力する。
号は、１ブロックの累積加算値がマッチング程度を示す
値として求められ、ＭＶ選択器２２に供給される。ＭＶ
選択器２２には各ＭＶ値と、そのＭＶ値で動き補償した
場合のフレーム間マッチング値とが入力される。ＭＶ選
択器２２では、各ＭＶのマッチング値が比較され、最も
マッチングのよい、即ち、差の累積加算値が最小となる
ＭＶを選択し、最終的なＭＶとしてＭＶ出力２３より出
力する。
【００１９】動き補償器３，１６、減算器１１、絶対値
化器１７の動作は、図３の場合と同じであるが、各ＭＶ
に対して同じ処理を行うので、処理量は設定されるＭＶ
の数に比例して多くなる。即ち、入力される動画像をリ
アルタイムで処理するためには、ＭＶの数に比例した処
理速度が要求され、必要に応じて並列処理で実現するこ
とになる。
化器１７の動作は、図３の場合と同じであるが、各ＭＶ
に対して同じ処理を行うので、処理量は設定されるＭＶ
の数に比例して多くなる。即ち、入力される動画像をリ
アルタイムで処理するためには、ＭＶの数に比例した処
理速度が要求され、必要に応じて並列処理で実現するこ
とになる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】従来の走査線補間装置
における画像間補間と画像内補間の切換えや、動き補償
走査線補間のための動きベクトルの選択は、被補間フィ
ールドの前と後のフィールドのフレーム間マッチングに
基いて行われており、補間信号と上下の走査線が全く異
なる画像でも、フレーム間マッチングが良好ならば選択
される。特に動き補償を行う場合は、空間的に離れた位
置の画像も使われるので不適切な補間となりやすい。
における画像間補間と画像内補間の切換えや、動き補償
走査線補間のための動きベクトルの選択は、被補間フィ
ールドの前と後のフィールドのフレーム間マッチングに
基いて行われており、補間信号と上下の走査線が全く異
なる画像でも、フレーム間マッチングが良好ならば選択
される。特に動き補償を行う場合は、空間的に離れた位
置の画像も使われるので不適切な補間となりやすい。
【００２１】本発明は以上の点に着目してなされたもの
で、フレーム間マッチングの他に画像内補間信号と画像
間補間信号の絶対値化した差信号に、垂直ＬＰＦを作用
させた信号を用いて画像間補間と画像内補間の適応切り
換えを行う走査線補間装置や、動きベクトルの選択を行
なう動きベクトル検出装置を提供することを目的とす
る。
で、フレーム間マッチングの他に画像内補間信号と画像
間補間信号の絶対値化した差信号に、垂直ＬＰＦを作用
させた信号を用いて画像間補間と画像内補間の適応切り
換えを行う走査線補間装置や、動きベクトルの選択を行
なう動きベクトル検出装置を提供することを目的とす
る。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の走査線補間装置
において、被補間走査線の上下の走査線から作られる画
像内補間信号と、前後フィールドから作られる画像間補
間信号を混合させて補間信号を得る際に、画像内補間信
号と画像間補間信号の間の垂直方向に低い周波数成分の
差信号を絶対値化または二乗して内外マッチング信号と
し、画像間補間信号で用いられる画像のフレーム間マッ
チング信号と前記内外マッチング信号を加算した信号に
より混合比を制御する走査線補間装置である。
において、被補間走査線の上下の走査線から作られる画
像内補間信号と、前後フィールドから作られる画像間補
間信号を混合させて補間信号を得る際に、画像内補間信
号と画像間補間信号の間の垂直方向に低い周波数成分の
差信号を絶対値化または二乗して内外マッチング信号と
し、画像間補間信号で用いられる画像のフレーム間マッ
チング信号と前記内外マッチング信号を加算した信号に
より混合比を制御する走査線補間装置である。
【００２３】また、走査線補間用動きベクトル検出装置
において、設定サーチエリア内の各ベクトル値で、被補
間走査線の前と後のフィールドを動き補償し、加算して
作られる画像間補間信号と、被補間走査線の上下の走査
線から作られる画像内補間信号との間の垂直方向に低い
周波数成分の差信号を絶対値化または二乗して内外マッ
チング信号とし、画像間補間信号で用いられる画像のフ
レーム間マッチング信号と前記内外マッチング信号を加
算した信号が最小となるベクトルを最終的な動きベクト
ルと判断する動きベクトル検出装置である。
において、設定サーチエリア内の各ベクトル値で、被補
間走査線の前と後のフィールドを動き補償し、加算して
作られる画像間補間信号と、被補間走査線の上下の走査
線から作られる画像内補間信号との間の垂直方向に低い
周波数成分の差信号を絶対値化または二乗して内外マッ
チング信号とし、画像間補間信号で用いられる画像のフ
レーム間マッチング信号と前記内外マッチング信号を加
算した信号が最小となるベクトルを最終的な動きベクト
ルと判断する動きベクトル検出装置である。
【００２４】
【作用】本発明は、フレーム間マッチングの他に画像内
補間信号と画像間信号の絶対値化した差信号に、垂直Ｌ
ＰＦを作用させた信号を用いて画像間補間と画像内補間
の適応切り替えや動きベクトルの選択を行うが、画像内
補間信号の垂直方向に低い周波数成分は目的とする補間
信号とほぼ同一であるので、それと画像間補間信号の垂
直方向に低い周波数成分のマッチング程度を判断に使う
ことで、フレーム間補間マッチングが良くても前記のマ
ッチングが悪ければ選択され難くなる。一方、フレーム
間補間マッチングは全周波数帯域での処理なので、感度
の高い検出であり、両方のマッチングを併用すること
で、より正確な判定が可能になる。
補間信号と画像間信号の絶対値化した差信号に、垂直Ｌ
ＰＦを作用させた信号を用いて画像間補間と画像内補間
の適応切り替えや動きベクトルの選択を行うが、画像内
補間信号の垂直方向に低い周波数成分は目的とする補間
信号とほぼ同一であるので、それと画像間補間信号の垂
直方向に低い周波数成分のマッチング程度を判断に使う
ことで、フレーム間補間マッチングが良くても前記のマ
ッチングが悪ければ選択され難くなる。一方、フレーム
間補間マッチングは全周波数帯域での処理なので、感度
の高い検出であり、両方のマッチングを併用すること
で、より正確な判定が可能になる。
【００２５】
【実施例】図１は走査線補間装置の第１の実施例を示す
ブロック構成図である。図３の従来例と同じ部分には、
同じ番号を付してある。図３とは減算器５、垂直ＬＰＦ
１２，絶対値化器１３、加算器１８がある点が構成上大
きく異なる。図１で主たる適応補間の方法は従来例と同
じで、適応処理の判定基準方法が異なる。画像入力１よ
り入力されたインターレース画像信号は、フィールド遅
延器２、動き補償器３、ＭＶ検出部２０に供給される。
ここでフィールド遅延器２，１５、動き補償器３，１
５、減算器１１の動作は、従来例と同じである。
ブロック構成図である。図３の従来例と同じ部分には、
同じ番号を付してある。図３とは減算器５、垂直ＬＰＦ
１２，絶対値化器１３、加算器１８がある点が構成上大
きく異なる。図１で主たる適応補間の方法は従来例と同
じで、適応処理の判定基準方法が異なる。画像入力１よ
り入力されたインターレース画像信号は、フィールド遅
延器２、動き補償器３、ＭＶ検出部２０に供給される。
ここでフィールド遅延器２，１５、動き補償器３，１
５、減算器１１の動作は、従来例と同じである。
【００２６】画像内補間器９の処理は従来例と同じだ
が、出力である画像内補間信号は乗算器６の他に減算器
５にも供給される。加算器４の処理も従来例と同じだ
が、出力である画像間補間信号は乗算器１０の他に減算
器５にも供給される。絶対値化器１７の処理も従来例と
同じだが、出力であるフレーム間マッチング信号は加算
器１８に供給される。ＭＶ検出部２０は従来例のものも
使用可能だが、後述する実施例のものを用いれば総合的
な改善が可能になる。
が、出力である画像内補間信号は乗算器６の他に減算器
５にも供給される。加算器４の処理も従来例と同じだ
が、出力である画像間補間信号は乗算器１０の他に減算
器５にも供給される。絶対値化器１７の処理も従来例と
同じだが、出力であるフレーム間マッチング信号は加算
器１８に供給される。ＭＶ検出部２０は従来例のものも
使用可能だが、後述する実施例のものを用いれば総合的
な改善が可能になる。
【００２７】減算器５で画像間補間信号と画像内補間信
号の差信号が得られ、差信号は垂直ＬＰＦ１２に供給さ
れる。垂直ＬＰＦ１２は、差信号に垂直方向の高い周波
数成分を抑圧する。具体例としては、１ライン遅延器を
４個有し、２ライン上と２ライン下の走査線に１／８、
中心とそのすぐ上と下の走査線に１／４を乗じて加算す
る。これで、略１／３より高い帯域が抑圧される。
号の差信号が得られ、差信号は垂直ＬＰＦ１２に供給さ
れる。垂直ＬＰＦ１２は、差信号に垂直方向の高い周波
数成分を抑圧する。具体例としては、１ライン遅延器を
４個有し、２ライン上と２ライン下の走査線に１／８、
中心とそのすぐ上と下の走査線に１／４を乗じて加算す
る。これで、略１／３より高い帯域が抑圧される。
【００２８】本実施例では内外マッチング信号として垂
直方向の低い周波数成分を使用するのは下記のような理
由による。有効走査線４８０本のフレーム信号を、偶奇
２つのフィールドに分割し夫々２４０本とすると、フレ
ームで２４０ＴＶ本より高い周波数成分は折り返し歪み
となるが、１００ＴＶ本より低い周波数に混入するの
は、元のフレームで３８０ＴＶ本以上の成分であり、こ
の様な周波数成分は通常の画像では非常に少ない。
直方向の低い周波数成分を使用するのは下記のような理
由による。有効走査線４８０本のフレーム信号を、偶奇
２つのフィールドに分割し夫々２４０本とすると、フレ
ームで２４０ＴＶ本より高い周波数成分は折り返し歪み
となるが、１００ＴＶ本より低い周波数に混入するの
は、元のフレームで３８０ＴＶ本以上の成分であり、こ
の様な周波数成分は通常の画像では非常に少ない。
【００２９】一方、折り返し歪みでない１００ＴＶ本よ
り低い周波数成分は、偶数フィールドと奇数フィールド
で位相が異なるのみで、基本的に共通である。これらよ
り、垂直方向の低い周波数成分は、偶数フィールドと奇
数フィールドでかなり相関が高く、理想的な補間信号と
画像内補間信号の間にも同様なことが言える。
り低い周波数成分は、偶数フィールドと奇数フィールド
で位相が異なるのみで、基本的に共通である。これらよ
り、垂直方向の低い周波数成分は、偶数フィールドと奇
数フィールドでかなり相関が高く、理想的な補間信号と
画像内補間信号の間にも同様なことが言える。
【００３０】従って、この成分が画像内補間信号と大き
く異なる画像間補間信号は不適当である可能性が高いた
めである。なお、補間方法の違いにより水平方向の高い
周波数成分にもある程度違いが発生するので、それを無
視するために垂直ＬＰＦ１２を水平方向の高い周波数成
分も抑圧する２次元（空間）ＬＰＦとしてもよい。
く異なる画像間補間信号は不適当である可能性が高いた
めである。なお、補間方法の違いにより水平方向の高い
周波数成分にもある程度違いが発生するので、それを無
視するために垂直ＬＰＦ１２を水平方向の高い周波数成
分も抑圧する２次元（空間）ＬＰＦとしてもよい。
【００３１】垂直ＬＰＦ１２の出力は絶対値化器１３で
絶対値化または二乗され、得られた内外マッチング信号
は加算器１８に供給される。加算器１８では、内外マッ
チング信号とフレーム間マッチング信号を加算して空間
ＬＰＦ１９に与える。空間ＬＰＦ１９、非線形変換器１
４、乗算器６、１０、加算器７の動作は従来例と同じ
で、最終的な補間信号が補間信号出力８から出力され
る。非線形変換器１４は、基本的には従来例と同じであ
るが、内外マッチング信号が加算されていることを考慮
し、全体の変換ゲインを２〜３割程度下げる。
絶対値化または二乗され、得られた内外マッチング信号
は加算器１８に供給される。加算器１８では、内外マッ
チング信号とフレーム間マッチング信号を加算して空間
ＬＰＦ１９に与える。空間ＬＰＦ１９、非線形変換器１
４、乗算器６、１０、加算器７の動作は従来例と同じ
で、最終的な補間信号が補間信号出力８から出力され
る。非線形変換器１４は、基本的には従来例と同じであ
るが、内外マッチング信号が加算されていることを考慮
し、全体の変換ゲインを２〜３割程度下げる。
【００３２】乗算器６，１０には、非線形変換器１４か
らマッチング程度を示す値ｋが与えられ、乗算器６では
画像間補間信号に（１−ｋ）が、乗算器１０では画像内
補間信号にｋが乗じられ、夫々の乗算結果が加算器７に
供給される。加算器７は、マッチング程度により重み付
けされた画像間補間信号と画像内補間信号とが加算さ
れ、適応混合されて、最終的な補間信号が補間信号出力
８から出力される。この様な補間信号を用いて順次走査
信号を作るためには、図５に示した様な順次走査変換装
置を用いる。
らマッチング程度を示す値ｋが与えられ、乗算器６では
画像間補間信号に（１−ｋ）が、乗算器１０では画像内
補間信号にｋが乗じられ、夫々の乗算結果が加算器７に
供給される。加算器７は、マッチング程度により重み付
けされた画像間補間信号と画像内補間信号とが加算さ
れ、適応混合されて、最終的な補間信号が補間信号出力
８から出力される。この様な補間信号を用いて順次走査
信号を作るためには、図５に示した様な順次走査変換装
置を用いる。
【００３３】次に、図１のＭＶ検出部２０に相当する動
き補償走査線補間用の動きベクトル検出装置について、
以下に図２と共に説明する。図２は、図１の実施例走査
線補間装置で特徴となる判定方法を、動きベクトル検出
装置に適用したものの実施例を示すブロック構成図であ
る。
き補償走査線補間用の動きベクトル検出装置について、
以下に図２と共に説明する。図２は、図１の実施例走査
線補間装置で特徴となる判定方法を、動きベクトル検出
装置に適用したものの実施例を示すブロック構成図であ
る。
【００３４】図１の実施例や図４の従来例と同じ部分に
は、同じ番号を付してある。図４の動きベクトル検出装
置とは画像内補間器９、減算器５、垂直ＬＰＦ１２，絶
対値化器１３、加算器４，１８を有する点が異なる。図
２では主たるＭＶ検出の方法は従来例と同じで、最適Ｍ
Ｖの判定基準方法が異なる。画像入力１より入力された
インターレース画像信号は、動き補償器３、フィールド
遅延器２、仮ＭＶ発生部２１に夫々供給される。
は、同じ番号を付してある。図４の動きベクトル検出装
置とは画像内補間器９、減算器５、垂直ＬＰＦ１２，絶
対値化器１３、加算器４，１８を有する点が異なる。図
２では主たるＭＶ検出の方法は従来例と同じで、最適Ｍ
Ｖの判定基準方法が異なる。画像入力１より入力された
インターレース画像信号は、動き補償器３、フィールド
遅延器２、仮ＭＶ発生部２１に夫々供給される。
【００３５】ここで、フィールド遅延器２，１５、減算
器１１、仮ＭＶ発生器２１の動作は従来例と同じであ
る。絶対値化器１７の処理は従来例と同じだが、出力で
あるフレーム間マッチング信号は加算器１８に供給され
る。動き補償器３、１５の処理は従来例と同じである
が、出力は減算器１１の他に加算器４にも供給される。
器１１、仮ＭＶ発生器２１の動作は従来例と同じであ
る。絶対値化器１７の処理は従来例と同じだが、出力で
あるフレーム間マッチング信号は加算器１８に供給され
る。動き補償器３、１５の処理は従来例と同じである
が、出力は減算器１１の他に加算器４にも供給される。
【００３６】加算器４は、図１や図３の補間装置と同じ
で、両フレームの信号を加算して画像間補間信号を減算
器５に供給する。画像内補間器９の処理も図１や図３の
補間装置と同じで、非補間走査線の上下走査線から画像
内補間信号を作り減算器５に供給する。
で、両フレームの信号を加算して画像間補間信号を減算
器５に供給する。画像内補間器９の処理も図１や図３の
補間装置と同じで、非補間走査線の上下走査線から画像
内補間信号を作り減算器５に供給する。
【００３７】減算器５で画像間補間信号と画像内補間信
号との差を取り、その差信号は垂直ＬＰＦ１２に供給さ
れる。垂直ＬＰＦ１２は、基本的には図１の実施例と同
じものであるが、動きベクトル検出の処理がブロック単
位なのに合わせて、タップはブロック内に閉じたものに
する。これで、略１／３より高い帯域が抑圧される。
号との差を取り、その差信号は垂直ＬＰＦ１２に供給さ
れる。垂直ＬＰＦ１２は、基本的には図１の実施例と同
じものであるが、動きベクトル検出の処理がブロック単
位なのに合わせて、タップはブロック内に閉じたものに
する。これで、略１／３より高い帯域が抑圧される。
【００３８】垂直ＬＰＦ１２の出力は絶対値化器１３で
絶対値化または二乗され、得られた内外マッチング信号
は加算器１８に供給される。加算器１８では、内外マッ
チング信号とフレーム間マッチング信号を加算してブロ
ック累積器２４に与える。ブロック累積器２４、ＭＶ選
択器２２の動作は従来例と同じで、選択されたＭＶがＭ
Ｖ出力２３から出力される。
絶対値化または二乗され、得られた内外マッチング信号
は加算器１８に供給される。加算器１８では、内外マッ
チング信号とフレーム間マッチング信号を加算してブロ
ック累積器２４に与える。ブロック累積器２４、ＭＶ選
択器２２の動作は従来例と同じで、選択されたＭＶがＭ
Ｖ出力２３から出力される。
【００３９】
【発明の効果】本発明ではフレーム間マッチングの他に
画像内補間信号と画像間信号の絶対値化した差信号に、
垂直ＬＰＦを作用させたマッチング信号を用いて、画像
間補間と画像内補間の適応切換えや動きベクトルの選択
を行なうことで、フレーム間マッチングが良くても前記
のマッチングが悪ければ選択され難くなり、適応処理や
ベクトル選択の誤判定を大幅に減らすことが可能にな
る。一方、フレーム間補間マッチングは全周波数帯域で
の処理なので、感度の高い検出であり、両方のマッチン
グを併用することで、より正確な判定が可能になる。そ
の結果、正確な補間走査線が得られ、順次走査変換等の
フォーマット変換に適用することでより高画質な画像が
得られ、高能率符号化の前処理に適用することで、より
高い符号化効率を得ることが可能になる。
画像内補間信号と画像間信号の絶対値化した差信号に、
垂直ＬＰＦを作用させたマッチング信号を用いて、画像
間補間と画像内補間の適応切換えや動きベクトルの選択
を行なうことで、フレーム間マッチングが良くても前記
のマッチングが悪ければ選択され難くなり、適応処理や
ベクトル選択の誤判定を大幅に減らすことが可能にな
る。一方、フレーム間補間マッチングは全周波数帯域で
の処理なので、感度の高い検出であり、両方のマッチン
グを併用することで、より正確な判定が可能になる。そ
の結果、正確な補間走査線が得られ、順次走査変換等の
フォーマット変換に適用することでより高画質な画像が
得られ、高能率符号化の前処理に適用することで、より
高い符号化効率を得ることが可能になる。
【図１】本発明の実施例の走査線補間装置のブロック構
成例を示す図である。
成例を示す図である。
【図２】本発明の実施例の動きベクトル検出装置のブロ
ック構成例を示す図である。
ック構成例を示す図である。
【図３】従来例の走査線補間装置のブロック構成例を示
す図である。
す図である。
【図４】従来例の動きベクトル検出装置のブロック構成
例を示す図である。
例を示す図である。
【図５】順次走査変換装置のブロック構成例を示す図で
ある。
ある。
【図６】各種走査線構造を示す図である。
【図７】各種走査線補間方法を示す図である。
１ 画像入力 ２，１５ フィールド遅延器 ３，１６ 動き補償器 ４，７，１８ 加算器 ５，１１ 減算器 ６，１０ 乗算器 ８ 補間信号出力 ９ 画像内補間器（面内補間器） １２ 垂直ＬＰＦ １３，１７ 絶対値化器 １４ 非線形変換器 １９ 空間ＬＰＦ ２０，２０Ｂ ＭＶ検出器 ２１ 仮ＭＶ発生器 ２２ ＭＶ選択器 ２３ ＭＶ出力 ２４ ブロック積算器 ５０ 走査線補間装置（補間信号補間装置） ５１，５２ ラインバッファ ５３ 切換スイッチ ５４ 順次画像出力 ｋ マッチング程度を示す値
Claims (2)
- 【請求項１】入力画像信号に無い走査線を補間して作る
際に、被補間走査線の空間的に上下の走査線から作られ
る画像内補間信号と、被補間走査線の時間的に前後する
画像から作られる画像間補間信号とを適応混合させて補
間信号を得る走査線補間装置において、 前記画像間補間信号を作るのに用いられる時間的に前後
する画像の間の画像間マッチング信号を得る手段と、 前記画像内補間信号と前記画像間補間信号の間の垂直方
向に低い周波数成分の差信号である低域差信号を得る手
段と、 前記低域差信号を絶対値化または二乗して内外マッチン
グ信号を得る手段と、 前記画像間マッチング信号と前記内外マッチング信号を
加算した信号で前記適応混合の混合比を変化させる手段
とを有して構成したことを特徴とする走査線補間装置。 - 【請求項２】動き補償を行って走査線を補間するための
動きベクトルを求める際に、予め決められたサーチエリ
ア内の夫々のベクトル値で、被補間走査線の時間的に前
後する複数の画像を動き補償し、その結果から動きベク
トルを選定する動きベクトル検出装置において、 前記各ベクトル値で動き補償された複数の画像を加算
し、画像間補間信号を得る手段と、 前記各ベクトル値で動き補償された複数の画像間の画像
間マッチング信号を得る手段と、 被補間走査線の空間的に上下の走査線から画像内補間信
号を得る手段と、 前記画像内補間信号と前記画像間補間信号の間の垂直方
向に低い周波数成分の差信号である低域差信号を得る手
段と、 前記低域差信号を絶対値化または二乗して内外マッチン
グ信号を得る手段と、 前記画像間マッチング信号と前記内外マッチング信号を
加算した信号が最小となるベクトルを最終的な動きベク
トルと判定する手段とを有して構成したことを特徴とす
る走査線補間用動きベクトル検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29065094A JP2832927B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 走査線補間装置及び走査線補間用動きベクトル検出装置 |
| EP19950307761 EP0710018B1 (en) | 1994-10-31 | 1995-10-31 | Scanning line interpolating apparatus and motion vector detector |
| US08/550,625 US5619273A (en) | 1994-10-31 | 1995-10-31 | Scanning line interpolating apparatus and motion vector detecting apparatus for scanning line interpolation |
| DE69510753T DE69510753T2 (de) | 1994-10-31 | 1995-10-31 | Vorrichtung zum Interpolieren von Abtastzeilen und Bewegungsvektordetektor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29065094A JP2832927B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 走査線補間装置及び走査線補間用動きベクトル検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08130716A true JPH08130716A (ja) | 1996-05-21 |
| JP2832927B2 JP2832927B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=17758721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29065094A Expired - Fee Related JP2832927B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 走査線補間装置及び走査線補間用動きベクトル検出装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5619273A (ja) |
| EP (1) | EP0710018B1 (ja) |
| JP (1) | JP2832927B2 (ja) |
| DE (1) | DE69510753T2 (ja) |
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| WO2003088660A1 (fr) * | 2002-04-17 | 2003-10-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif convertisseur d'image et procede correspondant |
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| AU3021999A (en) * | 1998-04-03 | 1999-10-25 | Miranda Technologies Inc. | Hdtv up converter |
| US6181382B1 (en) | 1998-04-03 | 2001-01-30 | Miranda Technologies Inc. | HDTV up converter |
| US6118488A (en) * | 1998-08-31 | 2000-09-12 | Silicon Integrated Systems Corporation | Method and apparatus for adaptive edge-based scan line interpolation using 1-D pixel array motion detection |
| JP3821415B2 (ja) | 1998-09-30 | 2006-09-13 | 日本ビクター株式会社 | 動画像フォーマット変換装置及びその方法 |
| JP2000152191A (ja) * | 1998-11-13 | 2000-05-30 | Nec Corp | ノンインターレース画像表示処理装置及び表示処理方法 |
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| KR20020076296A (ko) * | 2000-12-11 | 2002-10-09 | 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. | 비디오 신호 처리에서 모션 보상된 디-인터레이싱 |
| JP3887346B2 (ja) * | 2003-04-28 | 2007-02-28 | 株式会社東芝 | 映像信号処理装置及び映像信号処理方法、映像表示装置 |
| CN2804798Y (zh) * | 2005-06-21 | 2006-08-09 | 吴东明 | 一种带磁性装置的水平尺 |
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1994
- 1994-10-31 JP JP29065094A patent/JP2832927B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-10-31 US US08/550,625 patent/US5619273A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-31 EP EP19950307761 patent/EP0710018B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-31 DE DE69510753T patent/DE69510753T2/de not_active Expired - Lifetime
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