JPH08322020A - 動き補償されたアップコンバージョンの方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、アーティファクトを誘起すること
なく、動き補償を行うためのアップコンバージョンの方
法及び装置の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明の方法及び装置は、動き補償され
たアップコンバージョンとノイズ圧縮を行うため、フィ
ールド周波数を２倍にするためのフィールドメモリ（Ｓ
ＰＵＦＭ，ＦＭ）と、動き評価器（ＭＥ）と、動き補償
された補間器（ＭＣＩ）を、空間的ノイズ圧縮手段（Ｓ
Ｆ）と、予測器（ＰＲＥＤ）を含む反復時間的ノイズ圧
縮手段（ＴＦ）と共に使用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は動き補償されたアッ
プコンバージョンの方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＴＶ標準規格は、５０、５９．９
４又は６０Ｈｚのフィールド周波数を有する。かかる画
像が表示されるとき、特定の画像の内容の場合にライン
状のフリッカーが発生し、或いは、明るい画像の場合
に、大きい領域状のフリッカーが、特に、大きい画面上
で発生する。かかるアーティファクトは、表示アップコ
ンバージョンが受像機で行われ、フィールド周波数が２
倍にされるとき、低減される。しかし、ＡＡＢＢのよう
な簡単なアップコンバージョンアルゴリズムは、新しい
動きのアーティファクトを誘起する。上記アーティファ
クトを防止するため、通常、スピードアップ、動き評価
及び動き補償用の三つの高価なフィールドメモリを必要
とする動き補償が受像機内で行われる。

【０００３】欧州特許出願第０５７４０６８号明細書に
は、スピードアップ用のフィールドメモリと、動き評価
及び動き補償に共通のフィールドメモリの二つのフィー
ルドメモリだけを用いて上記機能を行う方法が記載され
ている。しかし、多量の動きベクトルを格納するため付
加的なメモリが必要とされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の一つの目的
は、二つのフィールドメモリと、動きベクトルを格納す
る一つの小記憶容量のベクトルメモリだけを必要とし、
これにより付加的なノイズ圧縮を実現する動き補償され
たアップコンバージョンの方法を開示することである。
上記目的は請求項１に記載された方法によって実現され
る。

【０００５】本発明の他の目的は、上記本発明の方法を
利用する装置を開示することである。上記目的は、請求
項２９及び３０に記載された装置によって実現される。

【０００６】

【課題を解決するための手段】第１のフィールドメモリ
はフィールド周波数を２倍にするため使用される。第２
のフィールドメモリは、高いフィールド周波数の信号上
でノイズ圧縮と共に動き補償された補間を行うため、動
き評価器、動き補償された補間器、予測器、反復フィル
タ手段、及び、適当な処理時間遅延とに接続されて使用
される。

【０００７】本発明は、例えば、５０／５９．９４／６
０／５０Ｈｚのインターレース方式から１００／１１
９．８８／１２０／７５Ｈｚのインターレース方式への
アップコンバージョン、５０／５９．９４／６０／５０
Ｈｚのインターレース方式から１００／１１９．８８／
１２０／７５Ｈｚのプロスキャン（proscan)方式へのア
ップコンバージョン、及び、５０／５９．９４／６０／
５０Ｈｚのプロスキャン方式から１００／１１９．８８
／１２０／７５Ｈｚのプロスキャン方式へのアップコン
バージョンのため使用することが可能である。

【０００８】本発明の一つの利点は、空間的かつ反復時
間的なノイズ圧縮が動き補償されたアップコンバージョ
ン（ＭＣＵ）に追加された場合でさえ、上記機能を行う
ためには二つのフィールドメモリだけで十分な点であ
る。これは、動き補償された補間が、動き評価器と部分
的に同一のビデオ入力信号を受け、誤りのある動きベク
トルが計算された後、時間的フィルタは上記誤差を伝播
しないという条件下で特殊な回路を用いることにより達
成される。

【０００９】上記時間的フィルタに誤差の伝播がないこ
とは、時間的ノイズ圧縮に使用される制御の種類に起因
して得られ、かつ、誤差はフィールドからフィールドで
減衰することがテストによって分かった。本発明の他の
利点は、大きい主ブロックの動きベクトルだけを格納す
ればよいので、ベクトルメモリの容量は小さくても構わ
ないことである。これは、副ブロックの動きベクトルを
格納しなくても済むように、処理中で必要とされる直前
に、上記主ブロックの動きベクトルから、修正された副
ブロックの動きベクトルを計算することにより実現され
る。

【００１０】動きベクトル及び／又は時間的フィルタの
計算は、計算されたノイズレベルによって制御し得る利
点がある。原理的に、本発明の方法は、第１の段階で、
ソースフィールドは２倍のフィールド周波数のフィール
ドを形成するため変換され、第２の段階で、動き評価及
び該動き評価からの動き情報を使用する動き補償された
補間は、該２倍のフィールド周波数のフィールドで行わ
れるインターレース方式ビデオ信号の動き補償されたア
ップコンバージョンの方法であって、空間的及び／又は
時間的ノイズ圧縮が該動き補償された補間に含まれる。

【００１１】本発明の方法の有利な他の実施例は夫々の
従属項に記載されている。原理的に、本発明のインター
レース方式のビデオ信号の動き補償されたアップコンバ
ージョン用の装置は： − ソースフィールドを２倍のフィールド周波数のフィ
ールドに変換するため使用される第１の記憶手段と； − フィールドからフィールドで動き評価を行う動き評
価器に、その入力及び出力が接続された後続の第２の記
憶手段と； − その入力及び出力が、該動き評価器から該副ブロッ
クの動きベクトルを受け、フィールドからフィールドで
動き補償を行ない、動き補償されたアップコンバージョ
ン出力信号を発生する動き補償された補間器に接続され
た第３の記憶手段と； − 夫々の入力信号は該第２の記憶手段の入力信号から
得られ、最終的な出力信号は該第３の記憶手段の入力に
供給される空間的ノイズ圧縮手段及び／又は後続の時間
的ノイズ圧縮手段とからなり、或いは上記装置は： − ソースフィールドを２倍のフィールド周波数のフィ
ールドに変換するため使用される第１の記憶手段と； − 第２の記憶手段の入力信号は、該第１の記憶手段の
出力信号から得られ、かつ、動き評価器から動き情報を
受け、フィールドからフィールドで動き補償を行い、動
き補償されたアップコンバージョン出力信号を発生する
動き補償された補間器の第１の入力に供給され、これに
より、該動き補償された補間器の第２の入力の信号は第
２の記憶手段の出力信号から得られる後続の第２の記憶
手段と； − 該第２の記憶手段の出力信号を第２の入力に受け、
第１の入力の信号は該第１の記憶手段の出力信号から得
られ、フィールドからフィールドで動き補償を行なう動
き評価器と； − 夫々の入力信号は該第２の記憶手段の入力信号から
得られ、最終的な出力信号は、該第２の記憶手段の入力
と、該動き補償された補間器の上記第１の入力とに供給
される空間的ノイズ圧縮手段及び／又は後続の時間的ノ
イズ圧縮手段とからなる。

【００１２】本発明の装置の有利な他の実施例は、夫々
の従属項に記載されている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好ましい実施例を説明する。動き補償されたアップコン
バージョン処理は以下の三つの段階、即ち： − ルミナンスだけを水平方向及び垂直方向に動き補償
する段階と； − ルミナンスに対し空間的かつ時間的にノイズ圧縮を
行う段階と； − クロミナンスに対し時間的のみにノイズ圧縮を行う
段階と； − ルミナンス及びクロミナンスの動き補償された補間
の段階と に分割することが可能である。

【００１４】動き補償評価器は、ＭＶで示される動きベ
クトルを計算し、上記ＭＶには信頼度ＣＬと、１フィー
ルド当たりのノイズレベルＮが付随している。この結果
は、ノイス圧縮され、かつ、動き補償された出力画素を
生成するため使用される。以下では、５０／６０Ｈｚの
範囲において： − 偶数ソースフィールド ＝ ソースフィールド
１，５，．．．， − 奇数ソースフィールド ＝ ソースフィールド
３，７，．．．， の場合を考え、１００／１２０Ｈｚの範囲では： − 出力フィールド １ ← ソースフィールド１から − 出力フィールド ２ ← ソースフィールド１とソ
ースフィールド３の組合せ − 出力フィールド ３ ← ソースフィールド３とソ
ースフィールド５の組合せ − 出力フィールド ４ ← ソースフィールド３とソ
ースフィールド５の組合せ の場合を想定する。

【００１５】入力及び出力サンプルは、０＝ＬＳＢ（最
下位ビット）乃至７＝ＭＳＢ（最上位ビット）の８ビッ
ト語で表わされる。ビデオ入力フォーマット（４：１：
１）は： − Ｙ＝１６（黒）．．．２４０（白）、ブランク値＝
１６ − Ｕ，Ｖ＝−１１２．．．０．．．＋１１２、ブラン
ク値＝０（２の補数） の場合を想定する。

【００１６】ビデオ出力フォーマット（Ｄ／Ａ変換の
前）は： − Ｙ＝０（極限の黒）．．．２５５（極限の白）、ブ
ランク値＝１６ − Ｕ，Ｖ＝０．．．１２８．．．２５５、ブランク値
＝１２８ の場合を想定する。図１において、フィールドメモリ又
はＦＩＦＯ（先入れ先出し）スピードアップフィールド
メモリＳＰＵＦＭは、入力信号Ｉのフィールド周波数を
２倍にするため使用される。出力信号は、小容量のベク
トルメモリを含む動き評価器ＭＥと、第２のフィールド
メモリ又はＦＩＦＯフィールドメモリＦＭ１と、空間的
ノイズフィルタＳＦとに供給される。動き評価器ＭＥの
第２の入力には、フィールドメモリＦＭ１の出力が供給
される。動き評価器ＭＥの出力は、動きベクトルＭＶ及
び他の幾つかの情報を動き補償された補間器ＭＣＩと、
予測器ＰＲＥＤの第１の入力とに送る。空間的ノイスフ
ィルタＳＦの空間的にノイズフィルタリングされた出力
は、時間的ノイズフィルタＴＮＲを介して動き補償され
た補間器ＭＣＩの第１の入力と、第３のフィールドメモ
リ又はＦＩＦＯフィールドメモリＦＭ２とに供給され
る。動き補償された補間器ＭＣＩの第２の入力は、フィ
ールドメモリＦＭ２の出力によって供給される。フィー
ルドメモリＦＭ２の出力は、予測器ＰＲＥＤの第２の入
力に供給される。予測器ＰＲＥＤの出力は、時間的ノイ
ズフィルタＴＮＲの第２の入力に供給される。

【００１７】動き補償された補間器ＭＣＩの出力Ｏは、
格納、或いは、画面に表示されるべく、最終的な動き補
償をされ、アップコンバージョンをされ、ノイズ圧縮さ
れた信号である。動き補償されたアップコンバージョン
ＭＣＵ回路内の処理時間は、別の図に示された適当な遅
延、例えば、ＰＴＤ１及びＰＴＤ２を使用して容易に適
合させ得る。種々のブロックの機能は、他の図面を参照
して以下に説明する。

【００１８】図１及び３乃至６において、平行な太線の
ダッシュは、全長（例えば、７０４画素）のライン遅延
を表わし、それ以外のダッシュは、副サンプリングされ
た画像データを格納する半分のライン遅延を示してい
る。分割された太線のダッシュは、動き補償された補間
器ＭＣＩ及び予測器ＰＲＥＤの両方で使用される共通の
ライン遅延である。

【００１９】上記ライン遅延は、現在のラインの画素が
出力されるとき必要とされる先の計算結果を上記図のブ
ロックで利用可能にするため使用される。動き補償され
た補間器ＭＣＩは、更に、例えば、スイッチＳＷ３の出
力信号を使用する。図２の基本的なブロック図には、フ
ィールドメモリ又はＦＩＦＯスピードアップフィールド
メモリＳＰＵＦＭと、第２のフィールドメモリ又はＦＩ
ＦＯフィールドメモリＦＭと、動き評価器ＭＥと、動き
補償された補間器ＭＣＩとが示されている。別個の配置
であるため、二つのフィールドメモリ又はＦＩＦＯだけ
が必要とされる。図１に対し、スピードアップフィール
ドメモリＳＰＵＦＭの出力は、第１の処理時間遅延ＰＴ
Ｄ１を介して動き補償された補間器ＭＣＩの第１の入力
と、フィールドメモリＦＭとに接続されている。処理時
間遅延ＰＴＤ１は、動き評価器ＭＥで必要とされる処理
時間を表わしている。フィールドメモリＦＭの出力は、
動き評価器ＭＥの第２の入力に接続され、第２の処理時
間遅延ＰＴＤ２を介して動き補償された補間器ＭＣＩの
第２の入力に供給される。

【００２０】ＳＧＳ−トムソン製のＳＴｉ３２２０のよ
うな動き評価チップと、ＳＧＳ−トムソン製のＩＭＳＡ
１１０のような２次元の動き補償された補間フィルタ
と、ＳＧＳ−トムソン製のＳＴｉ３５００のような２次
元の動き補償された補間器を含むＭＰＥＧ２方式の復号
化器は、既に市場に出ている。遅延ＰＴＤ１とＰＴＤ２
の遅延時間は等しい。フィールドメモリＦＭの遅延時間
は、１フィールドから遅延ＰＴＤ１の遅延時間を引算し
た時間である。これは、動き評価器の第１と第２の入力
の間、及び、動き補償された補間器ＭＣＩの第１と第２
の入力の間に、夫々、１フィールド（例えば、１０ｍ
ｓ）の総遅延時間が得られることを意味している。

【００２１】ＰＴＤ１で示されたブロックは、遅延ＰＴ
Ｄ２の出力からの入力信号と、動き評価器からの動き情
報とを受ける新規のノイズ圧縮を含んでいる。図３乃至
６は、図２の基本回路をより詳細に示す他の実施例を表
している。図３の（Ａ）において、図２中のブロックＰ
ＴＤ１＋ＮＲは、第１のライン遅延ＬＤ１と、処理時間
遅延ＰＴＤ１と、空間的ノイズフィルタＳＦと、時間的
ノイズフィルタＴＦを直列に含んでいる。フィールドメ
モリＦＭの出力は、第２のライン遅延ＬＤ２と、第２の
スイッチＳＷ２の第１の入力と、ＰＴＤ２とを介して、
動き補償された補間器ＭＣＩの第２の入力と、予測器Ｐ
ＲＥＤの第２の入力とに供給されている。スイッチＳＷ
２の第２の入力は、フィールドメモリＦＭの出力に接続
されている。

【００２２】動きベクトルＭＶと、例えば、ノイズレベ
ルＮに関する情報及びベクトルの信頼度ＣＬに関する情
報は、第３のライン遅延ＬＤ３を介して動き評価器ＭＥ
から動き補償された補間器ＭＣＩに送られる。ライン遅
延ＬＤ３の入力は第１のスイッチＳＷ１の第１の入力に
接続され、ライン遅延ＬＤ３の出力は第１のスイッチＳ
Ｗ１の第２の入力に接続されている。スイッチＳＷ１の
出力は、動きベクトルＭＶを予測器ＰＲＥＤの第１の入
力に供給する。ライン遅延ＬＤ３は、１ラインに対し書
き込まれ、連続する２ラインに対し読み出される。その
理由は、同一の副ブロック動きベクトルが２本のライン
に適用されるからである。

【００２３】予測器ＰＲＥＤの出力は、時間的ノイズフ
ィルタＴＦの第２の入力に接続されている。偶数出力ラ
インＥＯＬの場合、スイッチＳＷ１の第１の入力は動作
的であり、一方、奇数出力ラインＯＯＬの場合、スイッ
チＳＷ１の第２の入力は動作的である。フィールド１及
び２の場合、スイッチＳＷ２の第１の入力は動作的であ
り、一方、フィールド３及び４の場合、スイッチＳＷ２
の第２の入力は動作的であり、即ち、スイッチＳＷ２の
出力に接続されている。

【００２４】動き評価器ＭＥは、主ブロック動きベクト
ルと、主ブロックゼロベクトルとを格納するベクトルメ
モリＲＡＭを含む。図３の（Ｂ）には、入力信号Ｉの場
合に現れる信号Ｏの上記出力フィールドが（ライン番号
と共に）示されている。しかし、フィールドＦ３及びＦ
７は、共にＯ出力フレームの最初のフィールドである。

【００２５】基本的に図４の実施例は、ライン遅延ＬＤ
１の機能が、動き評価器ＭＥの一部である夫々の１ライ
ン遅延によって行われる点で図４の実施例と相違してい
る。動き評価器ＭＥは、遅延ＰＴＤ１の入力に接続され
た対応する第２の出力を有する。その上、第２のライン
遅延ＬＤ２は図４では省かれている。第２のスイッチＳ
Ｗ２の第２の入力は、動き補償された補間器ＭＣＩの第
２の出力と、内部の１ライン遅延とを介して、動き補償
された補間器ＭＣＩ内の第３のスイッチＳＷ３の出力に
接続されている。スイッチＳＷ３の第１の入力は、フィ
ールド１及び２に対し動作的であり、内部の１ライン遅
延を介して動き補償された補間器ＭＣＩの第１の入力に
接続されている。スイッチＳＷ３の第２の入力は、フィ
ールド３及び４に対し動作的であり、動き補償された補
間器ＭＣＩの第３の入力を介してフィールドメモリＦＭ
の出力に接続されている。予測器ＰＲＥＤは、出力フィ
ールドＯＦ３及びＯＦ４の処理中に、第４のライン遅延
を必要とする。スイッチＳＷ３の出力のライン遅延は、
動き補償された補間器ＭＣＩ／予測器ＰＲＥＤの右側で
三つの後続のライン遅延に対し予め配置されたライン遅
延であると見なし得る。

【００２６】基本的に、図５の実施例は、空間的フィル
タＳＦが元の位置で省かれているが、空間的フィルタＳ
Ｆの機能が動き評価器ＭＥに組み込まれている点で図４
の実施例とは相違している。基本的に、図６の実施例
は、予測器ＰＲＥＤが元の位置で省かれているが、予測
器ＰＲＥＤの機能が、動き補償された補間器ＭＣＩに組
み込まれている点で相違している。

【００２７】図２乃至６において、動き評価器ＭＥは、
ノイズ圧縮されていない入力信号と、先に計算された動
きベクトルが既に適用されたノイズ圧縮された入力信号
とを受け、一方、動き補償された補間器ＭＣＩは、二つ
のノイズ圧縮された入力信号を受ける。フィールドメモ
リＦＭは、１フィールドの遅延から時間的フィルタＴＦ
の遅延、例えば、２ラインを引算した遅延を有する。

【００２８】ルミナンス処理 ソース信号Ｉ、５０／６０Ｈｚ／２：１／６２５は、フ
ィールドメモリによって、１００／１２０Ｈｚ／２：１
／６２５のＡＡＢＢフィールド繰り返しフォーマットに
スピードアップされる。図７のタイミングチャートは、
信号Ｉの奇数（Ｏ）／偶数（Ｅ）フィールド Ｆ１，Ｆ
３，Ｆ５，．．．と、スピードアップ（ＳＰＵ）フィー
ルド Ｆ１，Ｆ１，Ｆ３，Ｆ３，Ｆ５，．．．と、出力
信号Ｏのフィールド Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ
５，．．．を示している。

【００２９】上記処理の中間段階はプロスキャン変換で
あり、そのグリッドが図９に示されている。動き評価器
ＭＥ（図８の（Ａ））の場合、奇数及び偶数フィールド
のラインを共通の垂直方向グリッドに置くため、ルミナ
ンスの奇数ソースフィールドだけが垂直方向に補間され
る。動き補償された補間器の場合、ソースフィールド
と、ルミナンス及びクロミナンスの両方のプロスキャン
のグリッド（図８の（Ｂ））は、垂直方向のフィルタに
よって生成される。

【００３０】図８では、以下の符号： × ソースグリッド； ○ 垂直方向のプロスキャン補間によって生じたライ
ン； ● 出力ラインの空間的位置； が使用されている。Ｆ１は奇数（Ｏ）ソースフィールド
であり、一方、Ｆ３は偶数（Ｅ）ソースフィールドであ
る。

【００３１】奇数フィールドＦ１に対する図９の（Ａ）
と、偶数フィールドＦ３に対する図９の（Ｂ）とに示さ
れているように、動き評価器において、両方のフィール
ドは、水平方向に予めフィルタリングされ、副サンプリ
ングされている。上記の如く生成されたグリッドは、図
８の（Ａ）に示す如く、垂直方向Ｖ及び水平方向Ｈに副
サンプリングされたプロスキャンのグリッドに対応す
る。水平方向の前置フィルタは、係数（１／１６，２／
１６，３／１６，４／１６，３／１６，２／１６，１／
１６）を有し、ルミナンス上だけで行われる。フィルタ
リングは、最初に加算し、次いで、切捨てることにより
行われる。

【００３２】図９では、以下の符号が使用されている： × ソースグリッド； ×又は○ プロスキャングリッド。○の値は×の値を垂
直方向に平均化することによって計算される； □ 垂直方向及び水平方向に副サンプリングされたプロ
スキャンのグリッド（＝第１，第３，第５，．．．動作
的画素）。これは、動き評価と、信頼度と、ノイズレベ
ルの計算に使用されるグリッドである； 〇 副サンプリング。大きい円で示された中心画素は出
力画素の場所である。

【００３３】図１０は、垂直方向及び水平方向に副サン
プリングされたプロスキャンのグリッド内の主ブロック
ＭＢと副ブロックＳＢとを示している。副ブロックＳＢ
は、２＊２画素の寸法を有する。副サンプリングされて
いない主ブロックは、１フレームに３２画素＊１６ライ
ンの寸法と、１フィールドに３２画素＊８ラインの寸法
とを有する。主ブロックは、水平方向及び垂直方向に副
サンプリングされたプロスキャンのグリッドに１６画素
＊８ラインの寸法を有する。

【００３４】動き評価器は、ＭＢで示された大きいルミ
ナンス主ブロック上で両側のブロック突き合わせを行え
る利点がある。主ブロックは１６画素＊８ラインの寸法
を有する。両側のブロック突き合わせは、本出願人の国
際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ９４／０２８７０号により詳細
に記載されている。動き評価器において、実現可能な各
動きベクトルＭＶは各主ブロックＭＢに適用される。各
動きベクトルに対し、前のフィールドの主ブロックと、
動き方向に沿った現在のフィールドの対応する画素の絶
対値の差（２の補数）を累積することにより誤差Ｅが計
算される。次いで、最良の突き合わせ、即ち、最小の誤
差を与えるベクトルが、ＭＢＭＶによって示される主ブ
ロック動きベクトルとして選択される。

【００３５】幾つかの等しい最小誤差、即ち、幾つかの
同等に良好な動きベクトルが存在する場合、動きベクト
ルは以下の順序で選択される： 第１番目 最もゼロに近い水平成分を有する動きベクト
ルＭＶ 第２番目 正の水平成分を有する動きベクトルＭＶ 第３番目 最もゼロに近い垂直成分を有する動きベクト
ルＭＶ 第４番目 正の垂直成分を有する動きベクトルＭＶ 動きベクトルＭＶは、水平成分ＭＶＨと垂直成分ＭＶＶ
とにより構成される。水平成分は、画面上を左から右へ
動く場合に正である。垂直成分は、画面上を上から下へ
動く場合に正である。図１１には、補間されるべきフィ
ールド内の次の各主ブロックＭＢに対し動きベクトルＭ
Ｖが生成するための前のフィールドＰＦ（ｚ−１）と、
現在のフィールドＣＦ（ｚ）の特定の探索ウィンドウＳ
ＷＷ内の両側ブロック突き合わせが示されている。

【００３６】図１２の（Ｂ）に示したように、使用され
た副グリッドに起因して、ある種の動きベクトル（−１
４，−１０，−６，−２，＋２，＋６，＋１０，＋１
４）に対し副グリッド画素の距離の２分の１の小さい位
置的誤差が発生する可能性がある。この小さい誤差は許
容可能である。図１２の（Ａ）には、垂直動きベクトル
成分ＭＶＶ：＋２，０，−２が示されている。原理的
に、より長いライン遅延が費やされたとき、垂直動きベ
クトルＭＶＶに対しより多数の値を実現することができ
る。ライン遅延は高価である（大きいチップ面積を必要
とする）ので、アップコンバージョンの目的に上記三つ
の値で十分であることを示すテストが行われる。

【００３７】図１２の（Ｂ）には実現可能な水平動きベ
クトル成分ＭＶＨが示されている。使用された符号は以
下の意味がある： □ 垂直方向及び水平方向に副サンプリングされたプロ
スキャンのグリッド； ○ 動きベクトルを計算するための正確な位置； ● 動きベクトルを計算するための僅かに誤りのある位
置。

【００３８】本発明の一つの特徴は、動き補償されたア
ップコンバージョンを制御するためノイズ測定を使用す
ることである。本発明で使用し得るノイズ測定の一例
は、本出願人の欧州特許出願第０５６２４０７号明細書
に記載されている。更なるノイズ測定法を図１３と組み
合わせて説明する。テレビ標準規格のＢ及びＧの場合、
動作的画像ＡＣＰは、３６の主ブロックの高さを有し、
テレビ標準規格のＭの場合、３２の主ブロックの高さを
有する。一つの中心ゾーンＰＮＬ０、又は、例えば、
（実現可能なピクチャーインピクチャーの特徴による）
三つのゾーンＰＮＬ１、ＰＮＬ２及びＰＮＬ３は、ノイ
ズを測定するため使用される。最初に、各ゾーンに対す
る最小の主ブロック誤差が計算され、次に、予備のノイ
ズレベルＰＮＬを得るため三つの最小値がメジアンフィ
ルタリングされる。現在のソースフィールドｚにおい
て： ＰＮＬ＝メジアン〔ＰＮＬ１，ＰＮＬ２，ＰＮＬ３〕 のように表わされ、ＰＮＬは１６で分割され： ＰＮ_(z) ＝ＰＮＬ／１６ である。最終的なノイズレベルＮ_(z) は更なるメジアン
フィルタリングによって形成され： Ｎ_(z) ＝メジアン〔Ｎ_(z-1) ＋２，〔ＰＮ_(z) ＋ＰＮ
_(z-1) 〕／２，Ｎ_(z-1) −２〕｛切捨て｝ のように表わされる。

【００３９】従って、ノイズ評価は、１入力フィールド
当たり１回更新され、フィールドとフィールドの間に±
２の最大値で変えられる。Ｎ_(z) は現在の動作的なフィ
ールドの終わりまで分からないので、Ｎ_(z) を主ブロッ
ク動きベクトルＭＢＭＶに続くブランキング期間中に更
新することが可能である。Ｎ_(z) は適応時間的ノイズ圧
縮によって使用される。１１ビットワード長の場合、Ｎ
_(z-1) は、上記メジアン値を計算する際にアンダーフロ
ーとオーバーフローを防止するため２と２０４５の間に
制限される。Ｎ_(z) 又はそのビットの一部は、Ｉ２Ｃバ
スを介して読出可能である。

【００４０】電源投入時の初期化は：ＰＮＬ，Ｐ
Ｎ_(z) ，ＰＮ_(z-1) ＝０，Ｎ_(z-1) ＝２である。本発明
の更なる特徴は、動き補償されたアップコンバージョン
を制御、即ち、両側のブロック突き合わせによって見つ
けられた動きベクトルを補正する周期的な構造を検出
し、考慮する点である。本発明で使用し得る周期的な構
造の検出の一例は、本出願人の欧州特許出願第９４１１
５７３２号明細書に記載されている。

【００４１】周期的な構造において動き評価は非常に重
要である。非常に良好な突き合わせ、即ち、非常に小さ
い誤差を示す幾つかのベクトルが存在する。従って、好
ましくは、水平方向の周期的な構造の補正が行われる。
ブロックの突き合わせ処理から、実現可能な各主ブロッ
ク動きベクトルの対応する誤差が分かる。理論的には、
図１４の（Ａ）乃至（Ｄ）から分かるように、水平方向
の周期的な構造によって、行の範囲内に幾つかの誤差の
最小値が得られるが、同じ行の範囲内に幾つかの誤差の
最大値が生じる。図１４において、画素の上側の行はソ
ースフィールド（ｚ）のラインｎを示し、下側の行はソ
ースフィールド（ｚ−１）のラインｎを示している。図
１４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、夫々、同
図の（Ａ）の下側に示された周期的な画像輝度信号（例
えば、フェンス）の第１、第２、第３及び第４の実現可
能な動きベクトルを表わしている。従って、最大と最小
の誤差の間に大きな差が存在し、かつ、真の第２の最小
値が存在するならば、現在の主ブロックは周期的な構造
を有すると考えられる。上記ブロックは周期的な構造を
有することが確認された場合、上側又は左側のいずれか
の隣接する最小の誤差が得られる主ブロックに属する動
きベクトルは、現在の主ブロックに対し見つけられた動
きベクトルを置き換える。同一の場合、左側の主ブロッ
クのベクトルの方が優先される。

【００４２】フィールド内の第１、即ち、左上の主ブロ
ックに対し、周期的な構造の補正はスイッチオフされ
る。第１の主ブロックの行の残りの部分に対し、左側の
候補だけが得られる。第１の主ブロックの列の残りの部
分に対し、上側の候補だけが得られる。これにより、以
下のアルゴリズムが得られる： もし 〔（真の第２の最小の行の誤差が存在し） かつ （２番目の最小の 行の誤差 − 最小の行の誤差 ＜ 最大のブロック誤差／２）〕 ならば （もし 現在のブロックは最も左側ではない ならば 主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ ＝主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ_left であり もし 現在のブロックは最も上側ではない かつ ＭＢＭＶ_upは最良の突き合わせを与える ならば 主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ ＝主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ_up であり） それ以外の場合 主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ ＝（最小ブロック誤差に対応する）主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ 第２の最小の行の誤差は、水平方向の両側により大きい
誤差のある真の最小値でなければならない。従って、行
の境界は、非常に小さい誤差、即ち、誤差＝ゼロを表わ
していると見なすことができる。

【００４３】第２の最小の行の誤差は、現在のブロック
が周期的であるかどうかを判定するためだけに使用され
るので、同一の第２の最小の行の誤差が幾つか存在する
場合、最終的に使用された誤差がどれであるかは重要で
はない。図１５には、現在のベクトル範囲のブロックＣ
ＵＢと、対応する左側のブロックＬＥＢと、上側のブロ
ックＵＰＢの一例が示されている。ＭＶＨは水平動きベ
クトル成分、ＭＶＶは水平動きベクトル成分、ＭＶＵＰ
は上側ブロックから選択された動きベクトルの場所、Ｍ
ＶＬＥは左側ブロックから選択された動きベクトルの場
所を表わしている。

【００４４】ＭＢＥは最大のブロックの誤差の場所を、
ＭＲＥは最大の行の誤差の場所を、２ＭＲＥは第２の最
小の行の誤差を、ＭＩＮＲＥは、上記例の場合、最小の
ブロックの誤差ＭＩＮＢＥと一致する最小の行の誤差
を、ＣＨＲは最小のブロックの誤差のある行に対応する
選択された行を表わしている。場所ＭＶＬＥ及びＭＶＵ
Ｐから始まる矢印は、夫々、隣接するブロックから対応
する最小の誤差ＣＥＲＲに従って選択された移動ベクト
ルを表わしている。

【００４５】偶数出力フィールドにおいて、水平動きベ
クトル成分ＭＶＨは、ノイズによる曖昧さを回避するた
めゼロの方向への僅かなバイアスを有する。垂直動きベ
クトル成分ＭＶＶは、動きベクトルを計算するため使用
された二つのフィールドの中の一方の垂直方向の補間に
よって、ゼロの方向へのより強いバイアスを受ける。垂
直方向主ブロック境界ＶＭＢＢを用いて図１６に示され
ているように、垂直方向の移動の問題を回避することが
重要である。奇数ソースフィールドＯＳＦと偶数ソース
フィールドＥＳＦの間に、奇数の補間されたフィールド
ＯＩＦが形成される。

【００４６】例えば、Ｂは値１６の黒画素であり、Ｇは
値１２８のグレイ画素であり、Ｗは値２４０の白画素で
ある。主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ（０，０）は、
垂直方向主ブロック境界ＶＭＢＢの上にある主ブロック
の最も下の行から１６画素＊値１２８＝２０４８の誤差
を生じる。主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ（０，＋
２）はゼロの誤差を生じる。

【００４７】垂直方向のゼロ強制： もし Ｅｒｒｏｒ（ｈ，０） ≦ 〔Ｅｒｒｏｒ（ｈ，ｖ）＋２０４８〕 ならば 主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ＝ｈ，０ それ以外の場合 主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ＝ｈ，ｖ 水平方向のゼロ強制（上記結果を使用する）： もし Ｅｒｒｏｒ（ｈ，０） ≦ 〔Ｅｒｒｏｒ（ｈ，ｖ）＋６４＋ＺＦＥ＋Ｎ_(z) ／４〕 ならば 主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ＝０，ｖ それ以外の場合 主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ＝ｈ，ｖ ＺＦＥ＝ゼロ強制化偶数フィールドであり、ＺＦＥ＝
０，１，２又は４は、Ｉ２Ｃ−バスを介してプログラミ
ング可能である。デフォルトは：ＺＦＥ＝１である。Ｎ
_(z) は上記ノイズレベルである。

【００４８】出力フィールド３のゼロ強制：フィールド
ＯＦ３は、非常に限界的であり、実在するゼロモーショ
ンが検出されなかった場合、ラインフリッカーを生じ
る。しかし、主ブロック動きベクトルＭＢＭＶを計算す
るための水平方向及び垂直方向のゼロ強制は分離されて
いるので、主ブロックゼロベクトルＭＢＺＶは主ブロッ
ク動きベクトルＭＢＭＶから直接得られる。

【００４９】 もし （主ブロック動きベクトルＭＢＭＶ＝０） ならば 主ブロックゼロベクトルＭＢＺＶ＝０ それ以外の場合 主ブロックゼロベクトルＭＢＺＶ＝１ ここまで説明したアルゴリズムは、主ブロック当たり１
個の動きベクトルを生成する。水平動きベクトル成分Ｍ
ＶＨには１６個の実現可能な値があり、４ビットで符号
化することが可能である。垂直動きベクトル成分ＭＶＶ
には３個の実現可能な値があり、２ビットで符号化でき
る。完全な動作的な画像（図１３を参照のこと）は、現
在の画像（ｚ）当たり７９２個の主ブロックを生じる３
６＊２２個の主ブロックを有し、主ブロックは６ビット
毎のワード長で動き評価器ＭＥのベクトルメモリＲＡＭ
に格納される。上記ベクトルメモリは、出力フィールド
ＯＦ３の計算のため主ブロックゼロベクトルＭＢＺＶの
値を格納する。

【００５０】次のステップは、例えば、副サンプリング
されたプロスキャングリッド上に２＊２画素、又は、プ
ロスキャングリッド上に４＊４画素の寸法を有する副ブ
ロックとして知られているより小さい領域に特有の動き
ベクトルを計算するため上記情報を使用することであ
る。副ブロックの動きベクトルの計算の一例は、欧州特
許出願第９４１１３４９４号明細書により詳細に記載さ
れている。そこから得られる利点は、副ブロック動きベ
クトルが必要とされる直前に計算されるので、格納する
必要がなく、動き評価器に少ない容量のＲＡＭが得られ
る。主ブロックベクトルは最初のフィールドで計算さ
れ、副ブロック動きベクトルは次のフィールドで計算さ
れる。

【００５１】三つの空間的に最も近くにある隣接する主
ブロック動きベクトルを特有の副ブロックに適用し、三
つの対応する副ブロック誤差ＳＥを計算することによ
り、特定の副ブロックの動きベクトルとして三つの空間
的に最も近くにある隣接する主ブロック動きベクトルの
中の一つが選択される。図１７において、主ブロックＣ
は四つの領域に分割されている。左上側の領域の副ブロ
ックの候補動きベクトルは、最も近くにある主ブロック
Ａ、Ｂ及びＣの動きベクトルから選択される。左上側の
領域の副ブロックの候補動きベクトルは、最も近くにあ
る主ブロックＡ、Ｃ及びＤの動きベクトルから選択され
る。左下側の領域の副ブロックの候補動きベクトルは、
最も近くにある主ブロックＢ、Ｃ及びＥの動きベクトル
から選択される。右下側の領域の副ブロックの候補動き
ベクトルは、最も近くにある主ブロックＣ、Ｄ及びＥの
動きベクトルから選択される。

【００５２】副ブロックの誤差は、図１８に示したよう
に、フィールド（ｚ）とフィールド（ｚ−１）の間の副
ブロックＳＢの領域内の４個の画素の差ｄ_i の累積によ
って計算され： ＳＥ（ｘ，ｙ）＝｜ｄ₁ ｜＋｜ｄ₂ ｜＋｜ｄ₃ ｜＋｜ｄ₄ ｜ が得られ、式中、ｘ，ｙは三つの主ブロック動きベクト
ルの中の一つの成分を表わしている。

【００５３】最小の誤差ＳＥ（ｘ，ｙ）が得られる主ブ
ロック動きベクトルＭＢＭＶ（ｘ，ｙ）は、現在のブロ
ックに対し予備的に選択されている。次いで、誤りのあ
るベクトルを消去するため、３タップの水平方向メジア
ンフィルタリング演算が副ブロック動きベクトルの各成
分ＳＢＭＶＨ及びＳＢＭＶＶに対し行われる。得られた
動きベクトルは、上記副ブロックに属する偶数出力フィ
ールドの画素を計算するため使用される。ｘ及びｙは、
夫々、水平及び垂直方向の副ブロックの位置である。

【００５４】上記計算された副ブロック誤差ＳＥは、動
きベクトルの信頼度を直接的に表わすことが利点であ
る。副ブロック誤差ＳＥが小さい数値を有する場合、信
頼度ＣＬは大きく、副ブロック誤差ＳＥが大きい数値を
有する場合、信頼度ＣＬは小さい。本出願人による欧州
特許出願第９４１１５７３３号明細書には、信頼度の測
定がより詳細に記載されている。

【００５５】信頼度ＣＬは、以下の式に従って、動き評
価器ＭＥで計算することができる： ＣＬ”＝メジアン〔ＳＥ_(x-1) ／２，ＳＥ_(x) ／２，ＳＥ_(x+1) ／２〕 ＣＬ ＝ＣＬ”／ＣＬｄｉｖ ｛切捨て｝ 信頼度ＣＬは、例えば、８ビットに制限される。ＣＬｄ
ｉｖは、例えば、Ｉ２Ｃバスによってプログラム可能な
予め選択された倍数１，２，４，８である。デフォルト
値は：ＣＬｄｉｖ＝２である。

【００５６】水平方向メジアンフィルタは、信頼度がブ
ロック境界の両側で良好な場合、境界全体で良好な状態
を維持し、一方、フィルタリングされていない信頼度は
良くないことを保証するため適用される。クロミナンス
処理で使用されるソフトスイッチのため、クロマ信頼度
ＣＣを動き評価器ＭＥで計算することが可能である：Ｃ
Ｃ＝ＣＬ／２。

【００５７】更に、信頼度ＣＬと、ノイズレベルＮとは
無関係の時間的ノイズ圧縮オン／オフ信号ＴＮＲＳは、
以下のように動き評価器ＭＥで生成される： もし （ＣＬ＊ＣＬｄｉｖ ＜ ２＊Ｎ） ならば 時間的ノイズ圧縮オン／オフ信号ＴＮＲＳ＝１ それ以外の場合 時間的ノイズ圧縮オン／オフ信号ＴＮＲＳ＝０ 本発明の更なる特徴はノイズ圧縮である。ノイズ圧縮に
は２段のノイズ圧縮、即ち、空間的ノイズ圧縮ＳＮＲ
と、時間的ノイズ圧縮ＴＮＲがある。空間的ノイズ圧縮
は、好ましくは、ルミナンス上だけで行われるが、クロ
ミナンスにも適用可能であり、一方、時間的ノイズ圧縮
は、好ましくは、ルミナンス及びクロミナンスの両方で
行われる。図１９には、図１乃至６による実施例のノイ
ズ圧縮に対する共通の原理が示されている。付加的な処
理時間又はライン遅延は示されていない。スピードアッ
プ入力信号ＩＳＰＵは、最初に空間的ノイズ圧縮ＳＮＲ
手段で処理される。しかし、空間的ノイズ圧縮ＳＮＲ
と、時間的ノイズ圧縮ＴＮＲの順序は反対でも構わな
い。

【００５８】空間的ノイズ圧縮ＳＮＲはノイズレベルＮ
で制御され、Ｎが低い場合、例えば、Ｎ≦４の場合、起
こり得る分解能の劣化を回避するためバイパスされる。
上記Ｎは動き評価器ＭＥから得られる。空間的ノイズ圧
縮は、Ｉ２Ｃバスを介して、動作可能／動作禁止にされ
る。デフォルトは、動作可能である。図２０に示したよ
うに、空間的ノイズ圧縮フィルタは、水平方向及び／又
は垂直方向及び／又は対角方向ローパスフィルタによっ
て構成され、或いは、２次元又は方向性メジアンフィル
タによって構成してもよい。方向性フィルタリングの場
合、フィルタの方向は、中心画素の対応する隣接する画
素との相関の関数である。

【００５９】図２０のフィルタは、例えば、３＊３画素
のウィンドウ内で動作し、インパルスノイズを低減する
が、テクスチャー、ディテール、及び、エッジを保存
し、以下の通り動作する：矢印ｄ１乃至ｄ４は、ｘ１１
乃至ｘ３３の画素値のフィルタリング方向を示してい
る。

【００６０】四つの対応する相関は： ｋ１ ＝ ｍｉｎ（｜ｘ２１−ｘ２２｜，｜ｘ２２−ｘ２３｜） ｋ２ ＝ ｍｉｎ（｜ｘ１２−ｘ２２｜，｜ｘ２２−ｘ３２｜） ｋ３ ＝ ｍｉｎ（｜ｘ１３−ｘ２２｜，｜ｘ２２−ｘ３１｜） ｋ４ ＝ ｍｉｎ（｜ｘ１１−ｘ２２｜，｜ｘ２２−ｘ３３｜） のように形成される。

【００６１】四つの対応するフィルタリング結果は： ｍ１ ＝ メジアン（ｘ２１，ｘ２２，ｘ２３） ｍ２ ＝ メジアン（ｘ１２，ｘ２２，ｘ３２） ｍ３ ＝ メジアン（ｘ１３，ｘ２２，ｘ３１） ｍ４ ＝ メジアン（ｘ１１，ｘ２２，ｘ３３） のように形成される。

【００６２】最小の相関の方向い対応するフィルタリン
グ結果は、位置２２の最終的な出力画素の値として選択
される。最小値が二つ以上存在する場合、例えば、次の
順序：ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４で優先順位を付けること
ができる。ウィンドがより大きい場合、他の方向に対応
する計算を行ってもよい。図１９を参照すると、空間的
ノイズ圧縮の出力は、時間的ノイズフィルタＴＮＲを通
過し、その時間的ノイズフィルタＴＮＲの出力は、動き
補償された補間器ＭＣＩに入力されている。基本的に、
時間的フィルタは、現在のフィールドを含む種々のフィ
ールドからのデータを結合する。時間的フィルタＴＦ
（ルミナンス及びクロミナンス）は、非線形係数を伴う
反復フィルタでもよい点が有利である。時間的フィルタ
ＴＦの後ろには、予測器ＰＲＥＤと、補間器ＭＣＩと、
フィールド遅延ＦＭとが接続されている。時間的フィル
タＴＦは、時間的ノイズフィルタＴＮＲとノイズレベル
Ｎとによって制御される。予測器ＰＲＥＤは、フィール
ドメモリＦＭの出力信号と、動き評価器ＭＥからの副ブ
ロック動きベクトルＳＢＭＶとを受ける。ルミナンスの
場合、空間的及び時間的にノイズ圧縮されたソースフィ
ールド（ｚ−１）からの予測された副ブロックは、空間
的ノイズ圧縮から得られるフィールド（ｚ）の空間的に
ノイス圧縮されたソースフィールドの副ブロックと共に
時間的フィルタＴＦで考慮される。時間的ノイズ圧縮Ｔ
ＮＲの出力信号は、空間的及び時間的にノイズ圧縮され
たソースフィールド（ｚ）の副ブロックからなる。

【００６３】ノイズのために誤りのある動きベクトルが
計算された場合、動き評価器ＭＥは、先に計算された動
きベクトルを用いて構成された動き補償された信号を利
用するので、反復時間的フィルタは、誤りのある空間的
位置で部分的に誤りのあるビデオ情報に関する上記誤差
を伝播する。従って、時間的に続く動きベクトルの計算
は、間違っている可能性がある。時間的ノイズ圧縮にお
いて予測されたビデオ情報に適用された係数に起因し
て、かかる妨害の影響はフィールドからフィールドで減
衰する。注意深いテストによって、実際上、かかる誤差
は伝播することなく、従って、本発明のより安価な動き
補償されたアップコンバージョンＭＣＵ回路を使用でき
ることが分かった。

【００６４】上記係数によって、最大で上記予測された
ビデオ信号の約３／４の部分だけを現在のフィールドの
ビデオ信号に加算することができるようになる。例え
ば、ノイズを含むソース信号の場合に、動きベクトルの
信頼度ＣＬがより低いならば、上記部分は削減されるの
で、可能な誤差伝播は一層減少させられる。動き補償さ
れた補間器ＭＣＩは、動き評価器ＭＥから信号ＳＢＭ
Ｖ、Ｎ、ＣＬ、ＣＣ及びＭＢＺＶを受け、ＭＢＺＶは、
ソースフィールド（ｚ−１）の最後の動き評価からの主
ブロックゼロ動きベクトルである。

【００６５】時間的ノイズ圧縮オン／オフ信号ＴＮＲＳ
のルミナンス処理を以下に示す： もし （ＴＮＲＳＬ 動作可能 〔Ｉ２Ｃ−バスを介して〕） かつ （ＴＮＲＳ ＝ １） ならば 時間的ノイズ圧縮ルマはスイッチオンされる それ以外の場合 評価失敗に起因したブラーリング(blurring)を避けるた め時間的ノイズ圧縮ルマはバイパスされる デフォルト値 ＝ ＴＮＲＳＬ 動作可能 信号ＴＮＲＳのクロミナンス処理を以下に示す： もし （ＴＮＲＳＣ ＝ 強制状態〔Ｉ２Ｃ−バスを介して〕） 又は （ＴＮＲＳ ＝ １） ならば 時間的ノイズ圧縮クロマはスイッチオンされる それ以外の場合 時間的ノイズ圧縮クロマはバイパスされる デフォルト値 ＝ ＴＮＲＳＣ 強制状態 予測器ＰＲＥＤは、前のフィールドを動き方向に投射す
るため副ブロック動きベクトルＳＢＭＶを利用し、か
つ、インターレースに起因して、インターレースされて
いない画像の失われた画素を発生するため補間、例え
ば、垂直方向の平均化を行う。図２１の（Ａ）には垂直
動きベクトル成分ＭＶＶ＝−２の場合の一例が示され、
同図の（Ｂ）には水平動きベクトル成分ＭＶＨ＝−４の
場合の一例が示されている。投射された前のフィールド
ＰＰＲＦは現在のフィールドＣＵＦの位置にある。投射
されたフィールドのラインｎ＋２は、現在のフィールド
のラインｎ＋２の位置にある。

【００６６】×は入力画素、○は垂直方向（１／２，１
／２）に補間された画素、ＣＨはクロ画素の位置、〇は
時間的フィルタＴＦによって使用された画素を表わして
いる。時間的ルミナンスフィルタは、空間的にノイズ圧
縮された現在のフィールド（ｚ）と、予測器から出力さ
れた空間的及び時間的にノイズ圧縮された最後のソース
フィールド（ｚ−１）とを受ける。両方の結合、好まし
くは、非線形結合は、動き補償された補間器ＭＣＩのた
め時間的にノイズ圧縮されたルミナンス入力フィールド
を生じる。

【００６７】時間的クロミナンスフィルタは、現在のフ
ィールド（ｚ）と、予測器から出力された時間的にノイ
ズ圧縮された最後のソースフィールド（ｚ−１）とを受
ける。両方の結合、好ましくは、非線形結合は、動き補
償された補間器ＭＣＩのため時間的にノイズ圧縮された
クロミナンス入力フィールドを生じる。図２２には時間
的フィルタの一実施例が示されている。減算手段ＳＵＢ
において、現在のソースフィールドＣＵＦは予測された
前のフィールドＰＰＲＦから減算される。出力信号は、
符号を表わす１ビットを用いて、第１のスイッチＳＷＡ
を制御し、絶対値手段ＡＢＳを介して第１の乗算手段Ｍ
１及び第２の乗算手段Ｍ２に伝達される。第１の乗算手
段Ｍ１は、入力信号としてノイズレベルＮを有する第１
のルックアップテーブルＬＵＴ１から出力された倍率に
よって制御される。第１の乗算手段Ｍ１の出力信号は、
クリッピング手段ＣＬＰと、入力信号Ｌｙ及び出力信号
Ｌｚを有する第２のルックアップテーブルＬＵＴ２とを
介して、第２の乗算手段の第２の入力に伝達される。第
２の乗算手段の出力は、切捨て手段ＴＲＵを介してスイ
ッチＳＷＡの第１の入力に伝達され、更なる２の補数手
段２ＣＯを介してスイッチＳＷＡの第２の入力に伝達さ
れる。スイッチＳＷＡの出力信号は、結合手段ＡＤＤに
おいて現在のソースフィールドＣＵＦに加えられる。結
合手段ＡＤＤの出力信号は、制限手段ＬＩＭを介して第
２のスイッチＳＷＢの第２の入力に供給される。現在の
ソースフィールドＣＵＦは、スイッチＳＷＢの第１の入
力に供給される。スイッチＳＷＢは、入力信号ＴＮＲ
と、（例えば、Ｉ２Ｂバスを介して）ＴＮＲＳＬ／ＴＮ
ＲＳＣとを受け、上記処理を行う論理部ＬＣによって制
御される。時間的ノイズフィルタは、スイッチＳＷＢの
第２の入力が出力ＯＵに接続されたとき、スイッチオン
される。出力信号ＯＵは、フィールドメモリＦＭと、補
間器ＭＣＩに供給される。クリッピング手段ＣＬＰは値
１７５に留まり、切捨て手段ＴＲＵは６４による除算を
行う。減算手段ＳＵＢと結合手段ＡＤＤの間の回路は、
出力信号ＯＵ中で、現在のソースフィールドＣＵＦと予
測された前のフィールドＰＰＲＦとの間に重みを与える
非線形化ＮＯＮＬを生じる。時間的フィルタＴＦ内での
計算は、何れにしても２の補数を用いて行われる。

【００６８】時間的ノイズ圧縮の改良された性能は、非
線形化ＮＯＮＬが測定ノイズレベルＮに適用された場
合、得られる。これは、例えば、１７ｄＢから３６ｄＢ
まで変化する各ノイズレベルに対し、約１ｄＢの幅で、
異なる非線形化を用いる必要があることを意味する。ル
ックアップテーブルＬＵＴ２は所望の出力の値を発生す
る。しかし、ルックアップテーブルＬＵＴ２をできる限
り小さいままに保つため、値Ｎは、ルックアップテーブ
ルＬＵＴ１を用いて、倍率ＳＦに変換される。上記倍率
ＳＦは非線形化ＮＯＮＬの入力の値に適用される。ルッ
クアップテーブルＬＵＴ１の可能な値は、図２４に示さ
れ、ルックアップテーブルＬＵＴ２の可能な値は、図２
５に示されている。

【００６９】クロミナンス時間的フィルタ（ルミナンス
時間的フィルタと同様である）は、図２３に示したよう
に、付加的に第３のスイッチＳＷＣを含む場合がある。
動き補償されたアップコンバージョンがクロス−カラー
圧縮からなる場合、クロマルックアップテーブルＬＵＴ
１の出力は、スイッチＳＷＣによって、例えば、１にセ
ットされる。デフォルトのとき、ＳＷＣは１に切替えら
れている。

【００７０】動き補償された補間器ＭＣＩは、二つの入
力フィールド毎に四つの出力フィールドを生成する。奇
数の最初の出力フィールドＯＦ１は、図２６に示したよ
うにノイズ圧縮されたソースフィールドＦ１である。Ｆ
１’は次の入力ソースフレームからの最初のフィールド
である。図２６乃至３１において、×は入力画素を表わ
し、□は出力画素を表わし、ＣＨはクロマソース画素を
表わし、ＣＩは水平方向に補間されたクロマ画素を表わ
し、ＣＯはクロマ出力画素を表わしている。図２８の
（Ｂ）乃至３１の（Ｂ）において、両側のブロック突き
合わせに起因して、クロマ画素ＣＩは、その位置がクロ
ミナンス予測器ＰＲＥＤに使用される４の倍数のグリッ
ド内にないことを要求される点に注意が必要である。

【００７１】第３の出力フィールドＯＦ３の処理は、図
２７に示すように非常に特殊である。ノイズ圧縮された
ソースフィールドＦ３のグリッドは、インターレースと
アップコンバージョンのため、出力フィールドＯＦ３の
グリッドと適合しない。従って、出力フィールドＯＦ３
の画素値を構成するため主ブロックゼロベクトルＭＢＺ
Ｖの値に依存して、二つの別個のフィルタタイプ、例え
ば、係数が（１／２，１／２）の垂直方向フィルタと、
垂直方向−時間的メジアンフィルタの一方が以下のよう
に適用される： もし 主ブロックゼロベクトルＭＢＺＶ（ｚ−１）＝０ ならば 垂直方向−時間的メジアンフィルタ それ以外の場合 垂直方向フィルタ ダッシュで表わされた境界のある領域は、垂直方向−時
間的メジアンフィルタに関連する画素を示している。領
域０は、垂直方向フィルタに関連する画素を示してい
る。

【００７２】偶数出力フィールドＯＦ２及びＯＦ４の各
画素に対し、動き補償された画素と、フォールバック(f
all back) 画素が計算される。最終的なルミナンス出力
は、信頼度ＣＬに依存して、図３２に示したソフトスイ
ッチによる動き補償された画素の値と、フォールバック
画素の値の組合せである。異なる処理モードを偶数出力
フィールドＯＦ２及びＯＦ４の計算に使用することが可
能であり、かつ、上記モードはＩ２Ｃバスを介して選択
可能にされる点に利点がある。

【００７３】モード１（デフォルト）：垂直方向の時間
的メジアンフィルタは、図２７に関して説明したように
使用される。出力フィールドＯＦ２の画素は、ノイズ圧
縮されたフィールドＦ１及びＦ３の（動きの方向に適用
された）垂直方向の時間的メジアンを得ることによって
構成される。換言すれば、出力画素は、垂直ベクトル成
分ＭＶＶに対し図２８の（Ａ）に、水平ベクトル成分Ｍ
ＶＨに対し同図の（Ｂ）に示されたような画素ｆ、ｇ及
びｈのメジアン値である。同図の（Ｂ）では、フィール
ドＦ３のラインｎ及びｎ＋２（Ｌｎｎ＋２）と、フィー
ルドＦ１のラインｎ−１（Ｌｎ−１）との間に、フィー
ルドＦ２の出力ラインｎ（ＯＬｎ）が（水平方向−時間
的範囲において）示されている。

【００７４】出力フィールドＯＦ４の画素は、ノイズ圧
縮されたフィールドＦ３及びフィールドＦ５の（動きの
方向に適用された）垂直方向の時間的メジアンを得るこ
とによって構成される。換言すれば、出力画素は、垂直
ベクトル成分ＭＶＶに対し図２４の（Ａ）に、水平ベク
トル成分ＭＶＨに対し同図の（Ｂ）に示されたような画
素ｉ、ｊ及びｋのメジアン値である。同図の（Ｂ）で
は、フィールドＦ５のラインｎ（Ｌｎ）と、フィールド
Ｆ３のラインｎ（Ｌｎ）との間に、フィールドＦ４の出
力ラインｎ（ＯＬｎ）が（水平方向−時間的範囲におい
て）示されている。

【００７５】出力フィールドＯＦ２及びＯＦ４のフォー
ルバック画素は、上記動き補償された画素と同様に計算
されるが、ゼロモーション、即ち、副ブロック動きベク
トルＳＢＭＶ＝（０，０）が仮定される。フォールバッ
ク画素は、本出願人による欧州特許出願第９４１１５６
３４号に従って計算し得る。モード ２：線形平均化フィルタが図２７に関し説明した
ように使用される。出力フィールドＯＦ２は、ノイズ圧
縮されたフィールドＦ１及びフィールドＦ３の線形平均
である。換言すれば、出力画素は、垂直ベクトル成分Ｍ
ＶＶに対し図３０の（Ａ）に、水平ベクトル成分ＭＶＨ
に対し同図の（Ｂ）に示されたように画素ｆの１／２、
かつ、画素ｇｈの１／２である。同図の（Ｂ）では、フ
ィールドＦ３のラインｎ＋１（Ｌｎ＋１）と、フィール
ドＦ１のラインｎ−１（Ｌｎ−１）との間に、フィール
ドＯＦ２の出力ラインｎ（ＯＬｎ）が（水平方向−時間
的範囲において）示されている。

【００７６】出力フィールドＯＦ４は、ノイズ圧縮され
たフィールドＦ３及びフィールドＦ５の線形平均であ
る。換言すれば、出力画素は、垂直ベクトル成分ＭＶＶ
に対し図３１の（Ａ）に、水平ベクトル成分ＭＶＨに対
し同図の（Ｂ）に示されたように画素ｉの１／２、か
つ、画素ｊｋの１／２である。同図の（Ｂ）では、フィ
ールドＦ５のラインｎ（Ｌｎ）と、フィールドＦ３のラ
インｎ（Ｌｎ）との間に、フィールドＯＦ４の出力ライ
ンｎ（ＯＬｎ）が（水平方向−時間的範囲において）示
されている。

【００７７】モード１と同様に、モード２において出力
フィールドＯＦ２及びＯＦ４のフォールバック画素は上
記の動き補償された画素と同様に計算されるが、ゼロモ
ーション、即ち、副ブロック動きベクトルＳＢＭＶ＝
（０，０）が仮定される。図３２の回路は動き補償され
た補間器ＭＣＩの出力に設けられている。奇数出力フィ
ールドの画素ＯＯＦＰは、スイッチＳＷＦの第１の入力
に供給される。動き補償された画素ＭＣＰはソフトスイ
ッチＳＳＷの第１の入力に供給される。フォールバック
画素はソフトスイッチＳＳＷの第２の入力に供給され、
信頼度の値ＣＬはソフトスイッチＳＳＷの第３の入力に
供給される。ソフトスイッチＳＳＷの出力信号は、
（０．．．２５５に制限する）制限手段ＬＩＭ３を介し
て、スイッチＳＷＦの第２の入力に送られる。奇数出力
フィールドの場合、スイッチＳＷＦの第１の入力は、制
御信号ＯＦを用いて出力ＯＵＰに接続される。偶数出力
フィールドの場合、スイッチＳＷＦの第２の入力は、出
力ＯＵＰに接続される。

【００７８】ソフトスイッチＳＳＷは、以下の方法で構
築することができる：第１の入力からの信号は、減算手
段ＳＵＢにおいて、第２の入力の信号から減算される。
出力は最小値計算手段ＭＩＮの第１の入力に供給され
る。第３の入力からの信頼度信号ＣＬは、最小値計算手
段ＭＩＮの第２の入力に供給され、２の補数手段２ＣＯ
を介して、最大値計算手段ＭＡＸの第２の入力に供給さ
れる。最大値計算手段ＭＡＸの第１の入力は最小値計算
手段ＭＩＮの出力信号を受ける。最大値計算手段ＭＡＸ
の出力信号は、結合手段ＡＤＤにおいて、ソフトスイッ
チＳＳＷの第１の入力の入力信号に加算され、その結果
はソフトスイッチＳＳＷの出力に供給される。

【００７９】クロミナンス処理 基本的に、クロミナンス（Ｕ及びＶ）処理は、ルミナン
ス処理に従って行われる。特に断らない限り、同じブロ
ック図がクロミナンスの処理に使用される。好ましく
は、以下の少なくとも一つの相違点がある： １）動きベクトルの水平成分ＭＶＨは、図２１から分か
るように、クロミナンスのサンプリンググリッドに突き
合わせるためクロミナンスに適用される前に最も近い４
の倍数に丸められる。以下の表は、動き評価器ＭＥから
得られた動きベクトルの成分がルミナンス及びクロミナ
ンスのため予測器ＰＲＥＤ及び動き補償された補間器Ｍ
ＣＩに適用される方式を示している：

【００８０】

【表１】

【００８１】２）ポイント１）を許容するため、動き補
償された補間器ＭＣＩにおいて付加的な水平方向線形平
均化フィルタが必要とされる。従って、動きベクトルが
クロミナンス画素に適用される前に４：１：１のフォー
マットから４：２：２のフォーマットが生成される。 ３）空間的ノイズ圧縮ＳＦは行われない。

【００８２】４）偶数出力フィールドの補間がルミナン
スの場合のモード２と同様に行われる（線形平均化、プ
ログラム性なし）。 ５）クロミナンス信頼度ＣＣ（ソフトスイッチＳＳＷの
クロマだけに使用される）は、ルミナンス信頼度ＣＬの
半分である：ＣＣ＝ＣＬ／２ ６）線形平均化（１／２，１／２）を用いて４：２：２
→４：４：４の変換を行う。

【００８３】図３３には、スピードアップフィールドメ
モリＳＰＵＦＭの入力及び出力と、フィールドメモリＦ
Ｍの入力及び出力と、動き評価器ＭＥ及び動き補償され
た補間器ＭＣＩの出力信号とに関する全体のタイミング
チャートが示されている。図中のＦ１ＮＲ、．．．．、
Ｆ５ＮＲは、ノイズ圧縮されたフィールドを表わしてい
る。

【００８４】Ｆ３ＮＲ”に対し特殊な計算が行われる。
上記の如く、主ブロックゼロ動きベクトルＭＢＺＶの値
が０の場合、未だノイズ圧縮されていないフィールドＦ
５へのアクセスを有する垂直方向の時間的メジアンフィ
ルタが適用される。副ブロック動きベクトルＳＢＭＶ及
び信頼度ＣＬは分からないので、主ブロックゼロベクト
ルＭＢＺＶ（ｚ−１）が適用される。これにより、小さ
い時間的誤差が生じる。しかし、この誤差は無視し得る
ことがテストにより分かった。

【００８５】本発明の動き補償されたアップコンバージ
ョンＭＣＵは、好ましくは、ルミナンスに対し、垂直方
向及び／又は水平方向ピーキング、及び／又は、ｓｉｎ
（ｘ）／ｘ補正を行うことにより改良される。図３５に
は対応するブロック図が示されている。垂直方向ピーキ
ングＶＰＥＡは、垂直方向の輪郭を増幅するフィールド
間ピーキングでもよい。ノイズの増幅を回避するため、
コアリング関数ＣＯＲ２に依存するノイズレベルは、垂
直方向に高域通過フィルタリングされた信号に加えら
れ、その信号は、次いで、例えば、Ｉ２Ｃバスを介して
予め選択可能な係数ＰＶにより乗算される。高域通過フ
ィルタは、二つのライン遅延Ｈと、加算器と、１／２切
捨て器ＴＲ５と、減算器とにより構成され、ラインｎ−
１とラインｎ＋１の画素の平均は、夫々、ラインｎの画
素から減算される。乗算器ＰＶの後ろに１／４切捨て器
ＴＲ６が接続されている。

【００８６】水平方向ピーキングＨＰＥＡは、水平方向
の輪郭を増幅する。増幅の最大値は、例えば、１００Ｈ
ｚ域で６．７５ＭＨｚである。ノイズの増幅を回避する
ため、コアリング関数ＣＯＲ１に依存するノイズレベル
は、水平方向に高域通過フィルタリングされた信号に加
えられ、その信号は、次いで、例えば、Ｉ２Ｃバスを介
して予め選択可能な係数ＰＨにより乗算される。高域通
過フィルタは、画素遅延の回路Ｔと、加算器と、１／２
切捨て器ＴＲ３と、減算器とにより構成され、現在のラ
インの画素ｍ−２と画素ｍ＋２の平均は、画素ｍから減
算される。乗算器ＰＨの後ろに１／４切捨て器ＴＲ４が
接続されている。

【００８７】ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補正器ＳＩＸＣは、プロ
グラム可能である必要はなく、出力クロックレートに依
存する必要がある。理想的なｓｉｎ（ｘ）／ｘ補正から
の偏差は、非常に小さく、即ち、０乃至８ＭＨｚに対
し、偏差は０．１４ｄｂＢ未満であり、８乃至１１ＭＨ
ｚに対し、偏差は−０．７４ｄＢ未満である。ｓｉｎ
（ｘ）／ｘ補正器は、上記画素遅延回路Ｔを利用するこ
とが可能であり、更に、加算器と、１／２切捨て器ＴＲ
１と、減算器とを有し、現在のラインの画素ｍ−１と画
素ｍ＋１の平均は、画素ｍから減算される。減算器の後
ろには１／８切捨て器ＴＲ２が接続されている。

【００８８】水平ピーキングＨＰＥＡ及び垂直ピーキン
グＶＰＥＡの出力は、夫々の遅延Ｔを用いて加算器ＡＨ
Ｖで結合される。加算器ＡＨＶの出力は、制限器ＬＩＭ
２において予め選択された値ＰＬに制限され、加算器Ｖ
ＨＳにおいて補正器ＳＩＸＣの出力及び画素ｍと結合さ
れる。その結果は、０乃至２５５の更なる制限器ＬＩＭ
１において制限される。遅延Ｔは１／２７ＭＨｚの遅延
時間を有する。ＰＶ、ＰＨ及びＰＬの範囲とデフォルト
値は、以下のようになる： 範囲： ＰＶ＝０乃至７， ＰＨ＝０乃至７， ＰＬ＝７，１
５，３１又は６３ デフォルト値： ＰＶ＝４， ＰＨ＝４， ＰＬ＝１５ 図３４には、コアリング関数ＣＯＲ１及びＣＯＲ２に依
存するノイズレベルＮの一例が示されている。Ｘは入力
信号であり、Ｙは出力信号である。最小コアリングは、
以下の式に従って行われる： もし ｜２＊Ｎ（ｚ−１）｜＜ １６ ならば ＣＯ
ＲＩＮＧ＝１６ 図３６には、非線形化ＮＯＮＬの曲線ＮＬ（ｘ）の特性
の他の例が示されている。上記非線形化は、図２２と同
様に：ｘ＞０の場合に負の入力（−ｘ）に対し、出力
は、ＮＬ（−ｘ）＝−ＮＬ（ｘ）である。

【００８９】正の入力０＜ｘ＜１に対し、上記特性は、
λ＝０．９の場合に： ＮＬ（ｘ）＝ｆ（ｘ）＝λｘ（ｘ−１）² のように定義される。上記特性は、ｘ_M ＝０．３３３の
場合に最大の振幅を有する。反復フィルタの速い時間的
収束を保証するため、以下の比

【００９０】

【数１】

【００９１】は制限される。良好な収束と、効果的なノ
イズ圧縮は、ｋ＝４の場合に得られる。ｋが非常に増加
する場合、フィルタリングは、静止画像に対し効果が良
くなるが、収束は非常に遅いので、予測し得ない動きに
対しフィルタによってアーティファクトが生じる可能性
がある。

【００９２】ｋが“１”に向かう場合、非線形フィルタ
リングされた出力に対応する。従って、非線形化は、以
下の式：

【００９３】

【数２】

【００９４】に従って制限される。上記関数は縮尺され
るべきである。倍率には、アップコンバージョンアルゴ
リズムによって測定されたノイズ評価量Ｎの標準偏差σ
を利用することが可能である。この場合、非線形化はノ
イズ適応的になる。倍率は、最大でＭｘ_M ＝２σであ
る。これにより得られる縮尺された出力は：

【００９５】

【数３】

【００９６】のように表わされる。図２２のスイッチＳ
ＷＢは、信頼度ＣＬ及び／又は動きベクトル上のＣＬ
（及び、ＣＬから得られた情報ＴＮＲＳ又はＴＮＲＳＬ
／ＴＮＲＳＣ）が非常に小さいとき、即ち、誤差の測定
量σ_cfが非常に大きい、即ち、σ_cf≧４σのとき、スイ
ッチの出力として時間的フィルタの出力の代わりに入力
を選択する。ここで、σは、アップコンバージョンモジ
ュールで計算されたノイズＮの標準偏差である。

【００９７】非線形化のよい精度を維持するため、非線
形化を最大の倍率で組み込む必要がある。このため、入
力データは、非線形化部を通過するとき“１”よりも大
きい倍率で−除算ではなく−乗算される。例えば、非線
形化部は１９２個の入力を有する。上記の如く、この数
は、最大のノイズレベルの倍率の値に対応する。夫々の
ルックアップテーブルの出力の値ＮＬ（ｘ）は、図３７
に示されている。

【００９８】図３８には、図２２の非線形化部ＮＯＮＬ
の他の実施例のブロック図が示され、上記非線形性関数
ＮＬが使用されている。非線形化部ＮＯＮＬの入力の値
は、乗算器Ｍ１を介して関数ＮＬを表わすルックアップ
メモリＬＵＴ２の入力に値ｙ＝ｘ＊ｓとして与えられ
る。ルックアップメモリの出力ｚ＝ＮＬ（ｙ）は、最終
的な出力の値ｗ＝ｚ／ｓを生じる除算器Ｄ１を通過す
る。値ｓは、倍率ルックアップメモリＬＵＴ１の出力か
ら乗算器の第２の入力と除算器に供給され、倍率ルック
アップメモリＬＵＴ１の内容は、図３９に示され、ノイ
ズ評価量Ｎによって制御される。

【００９９】ノイズは、ブロック突き合わせ法を用いて
動き評価処理により直接生成される。従って、現在の画
像の画素の各ブロックに対し、評価されたベクトルの誤
差値を利用することが可能である。上記誤差は、二つの
対照されたフィールドの間の絶対画素値の差のブロック
の合計、或いは、差の２乗和の平方根の何れでもよい。
完全な画像上の上記ブロック誤差の値の最小値は、ノイ
ズ変動の評価量であると見なされ、これにより、画像内
の少なくとも一つのブロックは、略平坦な増幅領域を有
すると想定されるので、対応するブロック誤差は、ノイ
ズだけによって生じる。従って、上記最小のブロック誤
差の値は、ノイズの測定量を表わし、非線形性を較正す
る倍率をその値から得ることが可能である。

【０１００】ノイズレベルに関する精度を非常に高くす
る必要はないので、ノイズレベルの符号化は、ハードウ
ェアの観点から非線形性の倍率が単純化されるような形
で行うことが可能である。一方で、人間の視覚は、二つ
の画像の間で１ｄＢの空間的ノイズ圧縮の差を検出する
ことが可能であり、他方で、アップコンバージョンアル
ゴリズムによって測定されたノイズレベルは、系列内で
１ｄＢの範囲の変動を有することを考慮すると、ノイズ
レベルを符号化するため１ｄＢの精度を選択することが
できる。

【０１０１】自然の画像の通常のノイズレベルは１７ｄ
Ｂと３６ｄＢの範囲を含んでいる。この範囲は、１ｄＢ
毎の１６個の区間に分割することが可能である。従っ
て、非線形性をノイズ適応性にさせるため１６個の符号
化されたノイズレベルＬＮ（係数）を利用し得る。図３
９に示された配列は、符号化ノイズレベルＬＮの一例を
表わしている。上記配列は、ルックアップテーブルがＮ
＝１９２個の入力を有するという仮定に基づいている。

【０１０２】Ｎは、アップコンバージョンアルゴリズム
によって測定されたノイズの値を表わしている。倍率Ｓ
Ｆは、非線形化部ＮＯＮＬの入力に組み込まれている。
ＳＮＲσとσは、前の倍率（スケール＝Ｎｘ_M ／（２
σ））に対応する正確なノイズレベルを表わしている。
ＮからＬＮを発生するため得られた符号化関数は図４０
に示されている。同図には、ノイズ測定によって誘起さ
れた偏差が表わされている。最小値は、非線形性の精度
の損失を補償するため僅かに高められている。最大の測
定値は、可能な過剰評価の影響を制限し、曲線を漸近的
な値に近づけるため、常により小さいレベルに符号化さ
れている。

【０１０３】本発明に示された回路は、１個乃至複数個
のチップ上に集積することが可能であり、Ｉ２Ｃバスに
よって制御可能である。回路の一部は、適当なソフトウ
ェア及びプロセッサ手段とによって置き換えてもよい。
本発明は、４：３又は１６：９の標準的な鮮明度、或い
は、テレビ受像機、衛生受信機、ビデオカセットレコー
ダ、及び、ビデオディスクプレーヤのような高品位装置
に使用することが可能である。

【０１０４】ディジタルビデオ信号の場合には、動き情
報を加えてもよい。このような場合、本発明は、既に存
在する動き情報を利用し、これによって、動き情報の生
成に関連する処理段階を省略、或いは、既に存在する動
き情報に従って適合させ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】三つのフィールドメモリとノイズ圧縮とを備え
た動き補償されたアップコンバータのブロック図であ
る。

【図２】二つのフィールドメモリを備えた動き補償され
たアップコンバータの基本ブロック図である。

【図３】二つのフィールドメモリを備えた動き補償され
たアップコンバータの一実施例のブロック図である。

【図４】二つのフィールドメモリを備えた動き補償され
たアップコンバータの第２の実施例のブロック図であ
る。

【図５】二つのフィールドメモリを備えた動き補償され
たアップコンバータの第３の実施例のブロック図であ
る。

【図６】二つのフィールドメモリを備えた動き補償され
たアップコンバータの第４の実施例のブロック図であ
る。

【図７】アップコンバージョンの主要段階のタイミング
チャートである。

【図８】動き補償された補間器及び評価器で生成された
プロスキャングリッドの説明図である。

【図９】水平方向の前置フィルタと副サンプリングの説
明図である。

【図１０】主ブロックと副ブロックの説明図である。

【図１１】両側ブロック突き合わせの原理説明図であ
る。

【図１２】両側ブロック突き合わせで使用された副グリ
ッドから得られた幾つかの動きベクトルに対する小さい
位置的誤差の説明図である。

【図１３】ノイズ測定ゾーンの説明図である。

【図１４】周期的構造中に実現可能なベクトルの説明図
である。

【図１５】現在のベクトルブロック及び隣接するベクト
ルブロックの詳細図である。

【図１６】垂直方向動きベクトル成分と垂直方向移動の
説明図である。

【図１７】副ブロック動きベクトルを生成するためその
動きベクトルが使用されるサブロック領域及び関連する
主ブロックの説明図である。

【図１８】副ブロックの誤差と共に３次元グリッドを示
す図である。

【図１９】ノイズ圧縮器の単純化されたブロック図であ
る。

【図２０】空間的ノイズフィルタのフィルタリング方向
の説明図である。

【図２１】線形垂直方向平均化の予測器の機能説明図で
ある。

【図２２】時間的なルミナンス又はクロミナンスフィル
タの構成図である。

【図２３】クロスカラー圧縮と共に使用される付加的な
スイッチの説明図である。

【図２４】倍率の第１のルックアップテーブルを表わす
図である。

【図２５】非線形性の第２のルックアップテーブルを表
わす図である。

【図２６】動き補償された補間器の第１の出力フィール
ドの説明図である。

【図２７】動き補償された補間器の第３の出力フィール
ドの説明図である。

【図２８】第１のモード中の動き補償された補間器の第
２の出力フィールドの説明図である。

【図２９】第１のモード中の動き補償された補間器の第
４の出力フィールドの説明図である。

【図３０】第２のモード中の動き補償された補間器の第
２の出力フィールドの説明図である。

【図３１】第２のモード中の動き補償された補間器の第
４の出力フィールドの説明図である。

【図３２】ソフトスイッチと偶数／奇数選択の構成図で
ある。

【図３３】全体のタイミングチャートである。

【図３４】コアリング関数の説明図である。

【図３５】垂直方向及び水平方向ピーキングとｓｉｎ
（ｘ）／ｘ補正の説明図である。

【図３６】図２２の非線形性の更なる実施例の特性の説
明図である。

【図３７】更なる実施例の非線形化の第２のルックアッ
プテーブルである。

【図３８】図２２の非線形化の更なる実施例の構成図で
ある。

【図３９】更なる実施例の倍率の第１のルックアップテ
ーブルである。

【図４０】ノイズレベルの符号化関数のグラフである。

【符号の説明】

２ＣＯ ２の補数手段 ２ＭＲＥ 第２の最小の行の誤差 ＡＢＳ 絶対値手段 ＡＣＰ 動作的画像 ＡＤＤ 結合手段 ＡＨＶ，ＶＨＳ 加算器 ＣＣ クロミナンス信頼度 ＣＥＲＲ 最小の誤差 ＣＨ クロマ出力画素 ＣＨＲ 最小のブロックの誤差のある行に対応する選
択された行 ＣＩ 補間されたクロマ画素 ＣＬ ルミナンス信頼度 ＣＬＰ クリッピング手段 ＣＯ クロマ出力画素 ＣＵＢ 現在のブロック ＣＵＦ 現在のフィールド ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４ フィルタリング方向 Ｄ１ 除算器 ＥＯＬ 偶数出力ライン ＥＳＦ 偶数ソースフィールド ＦＢＰ フォールバック画素 Ｆ１，Ｆ３ ノイズ圧縮されたソースフィールド ＦＭ，ＦＭ１，ＦＭ２ フィールドメモリ ＨＰＥＡ 水平方向ピーキング Ｉ 入力 ＩＳＰＵ スピードアップ入力信号 ＬＣ 論理部 ＬＤ１，．．．，ＬＤ３ ライン遅延 ＬＥＢ 左側のブロック ＬＩＭ，ＬＩＭ１，ＬＩＭ２，ＬＩＭ３ 制限手段 ＬＵＴ１，ＬＵＴ２ ルックアップテーブル Ｍ１，Ｍ２ 乗算手段 ＭＡＸ 最大値計算手段 ＭＢ 主ブロック ＭＢＥ 最大のブロックの誤差の場所 ＭＢＭＶ 主ブロック動きベクトル ＭＣＩ 動き補償された補間器 ＭＣＰ 動き補償された画素 ＭＥ 動き評価器 ＭＩＮ 最小値計算手段 ＭＩＮＢＥ 最小のブロックの誤差 ＭＩＮＲＥ 最小の行の誤差 ＭＲＥ 最大の行の誤差の場所 ＭＶ 動きベクトル ＭＶＨ 水平動きベクトル ＭＶＬＥ 左側ブロックの動きベクトルの場所 ＭＶＵＰ 上側ブロックの動きベクトルの場所 ＭＶＶ 垂直動きベクトル Ｎ ノイズレベル ＮＬ ルックアップメモリ出力 ＮＯＮＬ 非線形化部 ＮＲ ノイズ圧縮 Ｏ，ＯＵ，ＯＵＰ 出力 ＯＦ 制御信号 ＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３，ＯＦ４ 出力フィールド ＯＩＦ 奇数の補間されたフィールド ＯＬｎ 出力ライン ＯＯＦＰ 奇数出力フィールドの画素 ＯＯＬ 奇数出力ライン ＯＳＦ 奇数ソースフィールド ＰＦ 前のフィールド ＰＨ，ＰＶ 乗算器 ＰＮＬ０，ＰＮＬ１，ＰＮＬ２，ＰＮＬ３ 中心ゾー
ン ＰＰＲＦ 予測された前のフィールド ＰＲＥＤ 予測器 ＰＴＤ１，ＰＴＤ２ 遅延 ＲＡＭ ベクトルメモリ ＳＢ 副ブロック ＳＢＭＶ 副ブロック動きベクトル ＳＥ 副ブロックの誤差 ＳＦ 空間的ノイズ圧縮フィルタ ＳＩＧＮ 符号 ＳＩＮＣ 補正器 ＳＮＲ 空間的ノイズ圧縮 ＳＰＵＦＭ スピードアップフィールドメモリ ＳＳＷ ソフトスイッチ ＳＵＢ 減算手段 ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷＡ，ＳＷＢ，ＳＷＣ，ＳＷＦ
スイッチ ＳＷＷ 特定の探索ウィンドウ Ｔ 画素遅延 ＴＦ 時間的フィルタ ＴＮＲ 時間的ノイズ圧縮 ＴＮＲＳ，ＴＮＲＳＣ，ＴＮＲＳＬ 時間的ノイズ圧
縮オン／オフ信号 ＴＲ１，．．．，ＴＲ６，ＴＲＵ 切捨て手段 ＵＰＢ 上側のブロック ＶＭＢＢ 垂直方向の主ブロックの境界 ＶＰＥＡ 垂直ピーキング

Claims (37)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の段階で、ソースフィールドは２倍
   のフィールド周波数のフィールドを形成するため変換さ
   れ、第２の段階で、動き評価及び該動き評価からの動き
   情報を使用して動き補償された補間は、該２倍のフィー
   ルド周波数のフィールドで行われるインターレース方式
   ビデオ信号の動き補償されたアップコンバージョンの方
   法であって、 空間的及び／又は時間的ノイズ圧縮が該動き補償された
   補間に含まれることを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 該時間的ノイズ圧縮は反復的な時間的ノ
   イズ圧縮である請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 該動き評価と、該動き補償された補間
   と、空間的及び／又は時間的ノイズ圧縮は高々一つのフ
   ィールドメモリを用いて行われる請求項１又は２記載の
   方法。
4. 【請求項４】 該動き情報は、主ブロックの動きベクト
   ルを含み、一方、該動き補償された補間は、該主ブロッ
   クよりも小さい副ブロックに対し行われる請求項１乃至
   ３のうちいずれか１項記載の方法。
5. 【請求項５】 該動き補償された補間を行うため、副ブ
   ロックの動きベクトルは、各出力副ブロックベクトルに
   対し、現在の主ブロックを含む現在の副ブロックの最も
   近くにある三つの主ブロックの主ブロックの動きベクト
   ルから一つのベクトルを選択することにより、該主ブロ
   ックの動きベクトルから計算される請求項４記載の方
   法。
6. 【請求項６】 該空間的ノイズ圧縮はルミナンスだけで
   行われ、該時間的ノイズ圧縮はルミナンス及び／又はク
   ロミナンスで行われる請求項１乃至５のうちいずれか１
   項記載の方法。
7. 【請求項７】 該動き補償された補間はルミナンス及び
   クロミナンスに対し行われる請求項１乃至６のうちいず
   れか１項記載の方法。
8. 【請求項８】 ソースフィールドの各対の該動き補償さ
   れた補間中に４個の出力フィールドが生成され： − 第１の出力フィールドは現在の上記対の中の第１の
   ソースフィールドから得られ； − 第２の出力フィールドは、上記現在の対の中の第１
   及び第２のソースフィールドの組合せであり； − 第３及び第４の出力フィールドは、上記現在の対の
   中の第２のソースフィールドと、次の対の中の第１のソ
   ースフィールドの組合せである請求項１乃至７のうちい
   ずれか１項記載の方法。
9. 【請求項９】 該動き評価中に、プロスキャン変換が一
   つおきのソースフィールドに使用される請求項１乃至８
   のうちいずれか１項記載の方法。
10. 【請求項１０】 該動き評価中に、該プロスキャン変換
    は、水平方向に副サンプリングされた画素のグリッドに
    基づいている請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】 該動き評価中に、両側のブロック突き
    合わせが行われる請求項１乃至１０のうちいずれか１項
    記載の方法。
12. 【請求項１２】 該動き評価中に、該動きベクトルを補
    正するため使用される周期的な構造の検出が行われる請
    求項１乃至１１のうちいずれか１項記載の方法。
13. 【請求項１３】 該動き評価中に、該動きベクトルの一
    方又は両方の成分は、計算されたノイズレベルに依存し
    て強制的に０に近づけられる請求項１乃至１２のうちい
    ずれか１項記載の方法。
14. 【請求項１４】 水平方向又は垂直方向のメジアンフィ
    ルタリングが該副ブロックの動きベクトルの一方又は両
    方の成分上で行われる請求項５乃至１３のうちいずれか
    １項記載の方法。
15. 【請求項１５】 副ブロックの動きベクトルに対し信頼
    度が副ブロックの誤差から計算され、クロミナンスへの
    適用のため該信頼度に依存するクロミナンス信頼度が更
    に計算される請求項５乃至１４のうちいずれか１項記載
    の方法。
16. 【請求項１６】 該空間的及び／又は時間的ノイズ圧縮
    は、夫々、該信頼度及びクロミナンス信頼度によって制
    御される請求項１５記載の方法。
17. 【請求項１７】 該空間的ノイズ圧縮は、方向性のある
    フィルタ、特に、メジアンフィルタを含む請求項１乃至
    １６のうちいずれか１項記載の方法。
18. 【請求項１８】 該時間的ノイズ圧縮は、前のフィール
    ドからの夫々の画素の動き補償の予測器を含む請求項１
    乃至１７のうちいずれか１項記載の方法。
19. 【請求項１９】 該反復的な時間的ノイズ圧縮は、空間
    的にノイズ圧縮された現在のフィールドと、該予測器か
    ら得られる空間的及び／又は時間的にノイズ圧縮され、
    かつ、動き補償された最後のソースフィールドの画素の
    非線形結合を行う請求項１８記載の方法。
20. 【請求項２０】 その中の一つは時間的な成分を含む少
    なくとも二つの別個の補間フィルタのタイプの中で上記
    第３の出力フィールドを構成するため使用されるタイプ
    を制御する主ブロックのゼロベクトルは、該動き評価に
    より得られたブロック突き合わせの誤差から計算される
    請求項８乃至１９のうちいずれか１項記載の方法。
21. 【請求項２１】 該信頼度及びクロミナンス信頼度によ
    って夫々制御される上記第２及び第４の出力フィールド
    を構成するため、 − 上記第２及び第４の出力フィールドの両方で垂直方
    向に時間的補間、又は、垂直方向に補間された画素と、 − フォールバック画素との組合せが使用され、何れの
    場合でも、上記フォールバック画素は動き補償なしで使
    用される請求項１５乃至２０のうちいずれか１項記載の
    方法。
22. 【請求項２２】 該予測器は、上記ルミナンス画素に対
    し水平方向に４の倍率で副サンプリングされたクロミナ
    ンス画素を使用する請求項１８乃至２１のうちいずれか
    １項記載の方法。
23. 【請求項２３】 該信頼度及びクロミナンス信頼度によ
    って夫々制御される上記第２及び第４の出力フィールド
    を構成するため、 − 上記第２及び第４の出力フィールドの両方で垂直方
    向だけに補間された画素と、 − フォールバック画素との組合せが使用され、上記フ
    ォールバック画素は動き補償なしで使用される請求項２
    １又は２２記載の方法。
24. 【請求項２４】 該動き補償された補間は、好ましく
    は、ルミナンスに対し、垂直及び／又は水平ピーキング
    及び／又はｓｉｎ（ｘ）／ｘ補正を含む請求項１乃至２
    ３のうちいずれか１項記載の方法。
25. 【請求項２５】 該垂直及び／又は水平ピーキングは、
    該計算されたノイズレベルに依存するコアリング関数を
    含む請求項１３乃至２４のうちいずれか１項記載の方
    法。
26. 【請求項２６】 該非線形結合を行う関数は、ゼロより
    も大きく、最大可能な量よりも小さい入力の値に対し最
    大の量を有する請求項１９乃至２５のうちいずれか１項
    記載の方法。
27. 【請求項２７】 該関数は、原理的に動き補償されたア
    ップコンバージョン処理で計算されたノイズ評価の標準
    偏差の２倍の値を有する入力の値に対し最大の量を有す
    る請求項２６記載の方法。
28. 【請求項２８】 該関数は最大の倍率で組み込まれてい
    る請求項２６又は２７記載の方法。
29. 【請求項２９】 インターレース方式のビデオ信号の動
    き補償されたアップコンバージョン用の装置であって、 − ソースフィールドを２倍のフィールド周波数のフィ
    ールドに変換するため使用される第１の記憶手段と； − フィールドからフィールドで動き評価を行う動き評
    価器に、その入力及び出力が接続された後続の第２の記
    憶手段と； − その入力及び出力が、該動き評価器から該副ブロッ
    クの動きベクトルを受け、フィールドからフィールドで
    動き補償を行ない、動き補償されたアップコンバージョ
    ン出力信号を発生する動き補償された補間器に接続され
    た第３の記憶手段と； − 夫々の入力信号は該第２の記憶手段の入力信号から
    得られ、最終的な出力信号は該第３の記憶手段の入力に
    供給される空間的ノイズ圧縮手段及び／又は後続の時間
    的ノイズ圧縮手段とからなる請求項１乃至２８のうちい
    ずれか１項記載の方法を行う装置。
30. 【請求項３０】 インターレース方式のビデオ信号の動
    き補償されたアップコンバージョン用の装置であって、 − ソースフィールドを２倍のフィールド周波数のフィ
    ールドに変換するため使用される第１の記憶手段と； − 第２の記憶手段の入力信号は、該第１の記憶手段の
    出力信号から得られ、かつ、動き評価器から動き情報を
    受け、フィールドからフィールドで動き補償を行い、動
    き補償されたアップコンバージョン出力信号を発生する
    動き補償された補間器の第１の入力に供給され、これに
    より、該動き補償された補間器の第２の入力の信号は第
    ２の記憶手段の出力信号から得られる後続の第２の記憶
    手段と； − 該第２の記憶手段の出力信号を第２の入力に受け、
    第１の入力の信号は該第１の記憶手段の出力信号から得
    られ、フィールドからフィールドで動き補償を行なう動
    き評価器と； − 夫々の入力信号は該第２の記憶手段の入力信号から
    得られ、最終的な出力信号は、該第２の記憶手段の入力
    と、該動き補償された補間器の上記第１の入力とに供給
    される空間的ノイズ圧縮手段及び／又は後続の時間的ノ
    イズ圧縮手段とからなる請求項１乃至２８のうちいずれ
    か１項記載の方法を行う装置。
31. 【請求項３１】 該時間的ノイズ圧縮は反復的な時間的
    ノイズ圧縮である請求項２９又は３０記載の装置。
32. 【請求項３２】 該動き情報は主ブロックの動きベクト
    ルを含み、一方、該動き補償された補間は該主ブロック
    よりも小さい副ブロックに対し行われる請求項２９乃至
    ３１のうちいずれか１項記載の方法。
33. 【請求項３３】 該動き補償された補間を行うため、副
    ブロックの動きベクトルは、各出力副ブロックベクトル
    に対し、現在の主ブロックを含む現在の副ブロックの最
    も近くにある三つの主ブロックの主ブロックの動きベク
    トルから一つのベクトルを選択することにより、該主ブ
    ロックの動きベクトルから計算される請求項３２記載の
    装置。
34. 【請求項３４】 該空間的ノイズ圧縮はルミナンスだけ
    で行われ、該時間的ノイズ圧縮はルミナンス及び／又は
    クロミナンスで行われる請求項２９乃至３３のうちいず
    れか１項記載の装置。
35. 【請求項３５】 該動き補償された補間はルミナンス及
    びクロミナンスに対し行われる請求項２９乃至３４のう
    ちいずれか１項記載の装置。
36. 【請求項３６】 該反復的な時間的ノイズ圧縮は、空間
    的にノイズ圧縮された現在のフィールドと、該予測器か
    ら得られる空間的及び／又は時間的にノイズ圧縮され、
    動き補償された最後のソースフィールドからの画素の非
    線形結合を行い、該非線形結合の実行用の第１のルック
    アップテーブルに格納された関数は、その量がゼロより
    も大きく、最大の可能な量よりも小さい入力の値に対し
    最大の量を有する請求項３１乃至３５のうちいずれか１
    項記載の装置。
37. 【請求項３７】 該関数は、該第１のルックアップテー
    ブルの入力の値を発生する別のルックアップテーブルを
    用いて最大の倍率で組み込まれている請求項３６記載の
    装置。