JPH09130746A - 動き適応型走査線変換回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡素な構成をもって、動領域で残像が
なく、静止領域で垂直解像度が劣化しないようにする。 【解決手段】 第１のフィールドメモリ回路１には、第
１のＴ−ＨＰＦ回路２、第２のフィールドメモリ回路３
及び第１の遅延回路６が接続され、第２のフィールドメ
モリ回路３には、第２のＴ−ＨＰＦ回路４及び第２の遅
延回路９が接続されている。第１のＴ−ＨＰＦ回路２及
び第２のＴ−ＨＰＦ回路４には、フィールド間適応化回
路５が接続され、フィールド間適応化回路５及び第１の
遅延回路６には、減算回路７が接続されている。減算回
路７には、第１の乗算回路８が接続され、第２の遅延回
路９には、第２の乗算回路１０が接続されている。第１
の乗算回路８及び第２の乗算回路１０には、加算回路１
１が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＮＴＳＣ方式など
インターレースされた走査方式の映像信号を表示するテ
レビジョンなどの映像表示機器、特に１６：９のアスペ
クト比をもつワイド受像機において、入力される映像信
号の形態に応じて走査線数を変換させることにより、た
とえばレターボックス形式の映像信号を映すとき、映像
信号のアスペクト比を変換し画面全面に映像を映すなど
して、最適なまたは所望の状態で映像を映像表示機器に
映すための走査線変換回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＮＴＳＣ方式のような４：３のアスペク
ト比のインターレース走査信号において、例えば映像の
上下をマスキングすることでワイドアスペクト化された
１フレームあたりの有効走査線が３６０本の映像信号が
ある。従来、この信号を、１６：９のアスペクト比のワ
イド受像機の画面全面を使って映す場合、１フレームあ
たりの有効走査線数を４８０本に変換（３→４変換）す
ることにより、真円率を１にして映すという方法があ
る。

【０００３】このような３→４変換に限らず、映像によ
っては別の比率の変換もあり得る。走査線数の変換の比
率は異なっても動作の基本的特徴は変わらないので、こ
こでは３→４変換の例で従来の走査線変換の技術を説明
する。

【０００４】従来の走査線変換回路の一例として、フィ
ールド内での走査線変換を行う図２２に示す構成があ
る。この走査線変換回路は、フィールド内信号処理によ
り、１フィールドあたりの有効走査線が１８０本の映像
信号から、１フィールドあたりの有効走査線が２４０本
の映像信号に変換する。図２２に示す従来の走査線変換
回路では、所定のクロックでサンプリングされた入力映
像信号１５１を、映像信号の１フィールドあたりの有効
走査線数を１８０本から２４０本に変換するために、最
低６０Ｈ分以上の容量をもつフィールドメモリ回路５１
が接続されている。フィールドメモリ回路５１には、フ
ィールドメモリ回路５１の出力信号１５２を１Ｈ遅延す
るラインメモリ回路５２が接続されている。ラインメモ
リ回路５２には、ラインメモリ回路５２の出力信号１５
３を１Ｈ遅延するラインメモリ回路５３が接続されてい
る。フィールドメモリ回路５１とラインメモリ回路５２
には、それぞれの出力信号１５２，１５３を選択して出
力する選択回路５４が接続されている。ラインメモリ回
路５２とラインメモリ回路５３には、それぞれの出力信
号１５３，１５４を選択して出力する選択回路５６が接
続されている。選択回路５４には、選択回路５４の出力
信号１５５に走査線毎に適切な係数を乗算する乗算回路
５５が接続され、選択回路５６には、選択回路５６の出
力信号１５７に走査線毎に適切な係数を乗算する乗算回
路５７が接続されている。乗算回路５５と乗算回路５７
には、それぞれの出力信号１５６，１５８を加算して出
力する加算回路５８が接続されている。

【０００５】図２２に示す走査線変換回路の動作原理を
図２３〜図２６を参照しながら説明する。図２３は、図
２２に示す走査線変換回路の変換方法の一例である１５
タップの直線補間フィルタによる走査線の垂直−時間の
直線補間の動作を表す。図２４は、走査線変換における
アップサンプル処理、ＬＰＦ処理、及びダウンサンプル
処理の垂直−振幅の様子を示す説明図である。図２５
は、走査線変換における垂直−時間周波数スペクトルの
遷移を示す特性図である。図２６は、この直線補間フィ
ルタの特性図である。

【０００６】入力映像信号は、１フレームあたりの有効
走査線が３６０本のインターレース走査信号なので、図
２４（ａ）に示す状態にある。図２４において、白丸は
走査線の位置を、曲線上の黒丸は映像信号の振幅値を表
している。このときの入力映像信号のスペクトルを、図
２５（ａ）に示す。図２５（ａ）において、×印がサン
プリング周波数の高調波のスペクトルで、点線内が映像
信号の占有帯域である。まず、図２４（ｂ）に示すよう
に、白丸と白丸の間にある黒丸で表した零信号を挿入し
て、８倍に垂直方向のサンプリング周波数を上げて、３
６０本と４８０本の最小公倍数である１４４０本の走査
線の順次走査信号にする。サンプリング周波数を上げた
ことにより、図２５（ｂ）に示すように、サンプリング
周波数の高調波のスペクトルは、○印の所に移る。この
とき、映像信号のスペクトルは、図２４（ａ）と変わら
ない。

【０００７】次に、この走査信号に対し、図２３（ｂ）
に示す直線補間を行う。この補間を行うのは１５タップ
の直線補間フィルタであり、このフィルタは図２５に示
すような特性をもち、その伝達関数Ｈｖ₁₁（ｗ）が、次
式（１）である。

【数１】 この直線補間により、走査信号は図２４（ｃ）のように
なる。

【０００８】その後、図２４（ｄ）に示すように、１フ
レームあたりの有効走査線が４８０本のインターレース
走査信号になるように間引くことにより、図２５（ｃ）
に示すように、サンプリング周波数の高調波のスペクト
ルは、×印の所に移る。図２５（Ｃ）が、図２２に示す
走査線変換回路における３→４変換後の映像信号のスペ
クトルである。図２５（ｃ）からわかるように、垂直周
波数成分の中抜けが生じる。

【０００９】上記の走査線変換回路の動作原理の説明で
は、アップサンプル、ＬＰＦ、ダウンサンプルという３
段階の処理によって行っているが、実際に３６０本と４
８０本の最小公倍数である走査線数１４４０本順次走査
信号に変換せずに、ひとまとめの処理として実現するこ
とができる。図２４（ａ）の白丸で表された走査線か
ら、零補間して８倍にアップサンプルし、式（１）に示
す直線補間フィルタをかけ、図２４（ｃ）の白丸で表さ
れた走査線にした後、１／６に間引き、図２４（ｄ）の
白丸で表された走査線を得るので、式（１）と等価にな
るように、図２４（ａ）の白丸で表された走査線から、
図２４（ｄ）の白丸で表された走査線を直接求めればよ
い。つまり間引かれる走査線は計算せず必要な走査線だ
けを計算するようにする。走査線変換後の映像信号を図
２３（ａ）に示すように、係数が１の所ではそのまま用
い、その他の所では上下２本の走査線の距離に反比例し
た係数でつくる直線補間で求めることで、ひとまとめの
処理として実現することができる。以上に述べた走査線
変換回路の動作原理を、ひとまとめの処理として従来の
走査線変換回路で実現する様子を以下に説明する。

【００１０】入力映像信号１５１は、フィールドメモリ
回路５１に入力される。フィールドメモリ回路５１は、
入力映像信号の１フィールドあたり１８０本の有効走査
線を２４０本に変換する処理を行う。入力される１８０
本の有効走査線は、１，２，３，４，５，６，７，８，
…，と順次フィールドメモリ回路５１に書き込みが行わ
れる。読み出すときには、１，２，３，−，４，５，
６，−，７，８，…，と３本の走査線を読み出した後
に、１Ｈ分出力を禁止させる（−は出力禁止状態、また
数字は走査線を表す）。１，２，３，４，５，６，７，
８，…，と順次入力された走査線を、１，２，３，−，
４，５，６，−，７，８，…，と読み出すことで、１８
０本の有効走査線を無信号状態の走査線を含めて、２４
０本の有効走査線に変換する。よってフィールドメモリ
回路５１の容量は、最低でも６０Ｈ分以上必要である。

【００１１】フィールドメモリ回路５１の出力信号１５
２は、ラインメモリ回路５２、ラインメモリ回路５３に
より、１Ｈ遅延した信号と、２Ｈ遅延した信号がつくら
れる。選択回路５４は、フィールドメモリ回路５１の出
力信号１５２と、それを１Ｈ遅延したラインメモリ回路
５２の出力信号１５３を、図２３（ａ）に示す直線補間
処理になるように選択し、乗算回路５５は、同様に図２
３（ａ）に示す直線補間処理になるように、選択回路５
４の出力信号１５５に乗算する係数を走査線毎に変え
る。選択回路５６は、ラインメモリ回路５２の出力信号
１５３と、それを１Ｈ遅延したラインメモリ回路５３の
出力信号１５４を、図２３（ａ）に示す直線補間処理に
なるように選択し、乗算回路５７は、同様に図２３
（ａ）に示す直線補間処理になるように、選択回路５６
の出力信号１５７に乗算する係数を走査線毎に変える。
加算回路５８は、乗算回路５５の出力信号１５６と、乗
算回路５７の出力信号１５８を、図２３（ａ）に示す直
線補間処理になるように加算する。以上の動作により、
図２２に示す走査線変換回路による、フィールド内信号
処理を用いた３→４変換を行うことができる。

【００１２】従来の走査線変換回路の別の一例として、
フィールド間での走査線変換を行う図２７に示す構成が
ある。この走査線変換回路は、フィールド間信号処理に
より、１フィールドあたりの有効走査線が１８０本の連
続する２つのフィールドの映像信号を使って、１フィー
ルドあたりの有効走査線が３６０本の映像信号から、１
フィールドあたりの有効走査線が２４０本の映像信号に
変換する。図２７に示す従来の走査線変換回路では、所
定のクロックでサンプリングされた入力映像信号１６０
は、映像信号の走査線数を連続する２つのフィールドの
３６０本から２４０本に変換するために、最低６０Ｈ分
以上の容量をもつフィールドメモリ回路５９と、最低２
４０Ｈ分以上の容量をもつフィールドメモリ回路６３が
接続されている。フィールドメモリ回路５９には、フィ
ールドメモリ回路５９の出力信号１６１を１Ｈ遅延する
ラインメモリ回路６０が接続されている。

【００１３】フィールドメモリ回路５９とラインメモリ
回路６０には、フィールドメモリ回路５９の出力信号１
６１とラインメモリ回路６０の出力信号１６２を選択し
て出力する選択回路６１が接続されている。選択回路６
１には、選択回路６１の出力信号１６３に走査線ごとに
所定の係数を乗算する乗算回路６２が接続されている。
フィールドメモリ回路６３には、フィールドメモリ回路
６３の出力信号１６５を１Ｈ遅延するラインメモリ回路
６４が接続され、フィールドメモリ回路６３とラインメ
モリ回路６４には、フィールドメモリ回路６３の出力信
号１６５とラインメモリ回路６４の出力信号１６６を選
択して出力する選択回路６５が接続されている。選択回
路６５には、選択回路６５の出力信号１６７に走査線毎
に適切な係数を乗算する乗算回路６６が接続されてい
る。乗算回路６２と乗算回路６６には、それぞれの出力
信号１６４，１６８を加算して出力する加算回路６７が
接続されている。

【００１４】図２７に示す走査線変換回路の動作原理を
次に説明する。図２８は、図２７に示す走査線変換回路
の変換方法の一例である７タップの直線補間フィルタに
よる走査線の垂直−時間の動作を表す。図２９は、走査
線変換における垂直方向の、アップサンプル処理、ＬＰ
Ｆ処理、ダウンサンプル処理の走査線の垂直−振幅の様
子を示す図である。図３０は、走査線変換における垂直
−時間周波数スペクトルの遷移を示す特性図である。図
３１は、補間フィルタの特性図である。

【００１５】入力映像信号は、１フレームあたりの有効
走査線が３６０本のインターレース走査信号なので、図
２９（ａ）に示す状態にある。図２９において、白丸は
走査線の位置を、曲線上の黒丸は映像信号の振幅値を表
している。このときの入力映像信号のスペクトルを、図
３０（ａ）に示す。図３０（ａ）において、×印がサン
プリング周波数の高調波のスペクトルで、点線内が映像
信号の占有帯域である。まず、図２９（ａ）に示すよう
に、白丸と白丸の間にある黒丸で表した零信号を挿入し
て、２倍に垂直方向のサンプリング周波数を上げて倍速
変換を行い、１フィールドあたりの有効走査線数が３６
０本順次走査信号にする。サンプリング周波数を上げた
ことにより、図３０（ｂ）に示すように、サンプリング
周波数の高調波のスペクトルは、○印の所に移る。この
とき、映像信号のスペクトルは、図３０（ａ）と変わら
ない。

【００１６】次に、この走査信号に前値補間を行う。こ
の補間を行うのは２タップの補間フィルタであり、この
フィルタの伝達関数Ｈｔ₁₁（ｕ）が、次式（２）となる Ｈｔ₁₁（ｕ）＝（１＋ｕ^-1） …（２） すなわち図２８中の矢印で表しているように前フィール
ドの値で前値補間をすると、図２９（ｂ）のようにな
る。

【００１７】次に、図２９（ｃ）に示すように、白丸と
白丸の間にある黒丸で表した零信号を挿入して、４倍に
垂直方向のサンプリング周波数を上げて、３６０本と４
８０本の最小公倍数である１４４０本の走査線の順次走
査信号にする。サンプリング周波数を上げたことによ
り、図３０（ｃ）に示すように、サンプリング周波数の
高調波のスペクトルは、○印の所に移る。

【００１８】さらに、この走査信号を図２８（ｂ）に示
す直線補間を行う。この補間を行うのは、７タップの直
線補間フィルタであり、このフィルタは図３１（ｄ）に
示す特性をもち、伝達関数Ｈｖ₁₂（ｗ）が、次式（３）
となる。

【数２】 このフィルタをかけることにより、走査信号は、図２９
（ｄ）のようになる。

【００１９】その後、図２９（ｅ）に示すように、１フ
レームあたりの有効走査線が４８０本のインターレース
走査信号になるように間引くことにより、図３０（ｄ）
に示すように、サンプリング周波数の高調波のスペクト
ルは、×印の所に移る。図３０（ｄ）が、図２７に示す
走査線変換回路における３→４変換後の映像信号のスペ
クトルである。図３０（ｄ）からわかるように、時間周
波数における高域成分が、垂直周波数における高域成分
に折り返る現象が生じる。

【００２０】走査線変換回路の原理の説明では、アップ
サンプル、ＬＰＦ、ダウンサンプルという３段階の処理
によって行っているが、図２７に示すような構成にする
ことより、実際に３６０本と４８０本の最小公倍数であ
る走査線数１４４０本順次走査信号に変換せずに、ひと
まとめの処理として実現することができる。図２９
（ａ）の白丸で表された走査線から、零補間して２倍に
アップサンプルし、式（２）に示す補間フィルタをかけ
て、図２９（ｂ）の白丸で表された走査線にする。再び
零補間して４倍にアップサンプルし、式（３）に示す直
線補間フィルタをかけて、図２９（ｄ）の白丸で表され
た走査線にする。その後、１／６に間引き、図２９
（ｅ）の白丸で表された走査線を得るので、式（２），
式（３）と等価になるように、図２９（ａ）の白丸で表
された走査線から、図２９（ｅ）の白丸で表された走査
線を直接求めればよい。つまり間引かれる走査線は計算
せず必要な走査線だけを計算するようにする。走査線変
換後の映像信号を、前述の前値補間をした後、係数が１
の所ではそのまま用い、その他の所では上下２本の走査
線の距離に反比例した係数でつくる直線補間で求めるこ
とで、ひとまとめの処理として実現することができる。

【００２１】以上に述べた走査線変換回路の動作原理
を、ひとまとめの処理として従来の走査線変換回路で実
現する様子を次に説明する。入力映像信号１６０は、フ
ィールドメモリ回路５９とフィールドメモリ回路６３に
入力される。フィールドメモリ回路５９は、入力映像信
号の１フィールドあたり１８０本の有効走査線を２４０
本に変換する処理を行う。入力される１８０本の有効走
査線は、１，２，３，４，５，６，７，８，…，と順次
フィールドメモリ回路５９に書き込みが行われる。読み
出すときには、１，２，３，−，４，５，６，−，７，
８，…，と３本の走査線を読み出した後に、１Ｈ分出力
を禁止させる（−は出力禁止状態、また数字は走査線を
表す）。１，２，３，４，５，６，７，８，…，と順次
入力された走査線を、１，２，３，−，４，５，６，
−，７，８，…，と読み出すことで、１８０本の有効走
査線を無信号状態の走査線を含めて、２４０本の有効走
査線に変換する。よってフィールドメモリ回路５９の容
量は、最低でも６０Ｈ分以上必要である。

【００２２】フィールドメモリ回路５９の出力信号１６
１は、ラインメモリ回路６０により、１Ｈ遅延した信号
がつくられる。選択回路６１は、フィールドメモリ回路
５９の出力信号１６１と、それを１Ｈ遅延したラインメ
モリ回路６０の出力信号１６２を、図２８（ａ）に示す
直線補間フィルタ処理になるように選択し、乗算回路６
２は、同様に図２８（ａ）に示す直線補間フィルタ処理
になるように、選択回路６１の出力信号１６３に乗算す
る係数を走査線毎に変える。フィールドメモリ回路６３
は、入力映像信号の１フィールドあたり１８０本の有効
走査線を２４０本に変換する処理を行う。入力される１
８０本の有効走査線は、１，２，３，４，５，６，７，
８，…，と順次フィールドメモリ回路５９に書き込みが
行われる。読み出すときには、１，２，３，−，４，
５，６，−，７，８，…，と３本の走査線を読み出した
後に、１Ｈ分出力を禁止させる。１，２，３，４，５，
６，７，８，…，と順次入力された走査線を、１，２，
３，−，４，５，６，−，７，８，…，と読み出すこと
で、１８０本の有効走査線を無信号状態の走査線を含め
て、２４０本の有効走査線に変換する。

【００２３】またフィールドメモリ回路５９の出力と時
間的に整合をとるために、１フィールド分遅延させなけ
ればならない。よってフィールドメモリ回路６３の容量
は、最低でも２４０Ｈ分以上必要である。フィールドメ
モリ回路６３の出力信号１６５は、ラインメモリ回路６
４により、１Ｈ遅延した信号がつくられる。選択回路６
５は、フィールドメモリ回路６３の出力信号１６５と、
それを１Ｈ遅延したラインメモリ回路６４の出力信号１
６６を、図２８に示す直線補間フィルタ処理になるよう
に選択し、乗算回路６６は、同様に図２８に示す直線補
間フィルタ処理になるように、選択回路６５の出力信号
１６７に乗算する係数を走査線毎に変える。加算回路６
７は、乗算回路６２の出力信号１６４と、乗算回路６６
の出力信号１６８を、図２８に示す直線補間フィルタ処
理になるように加算する。以上の動作により、図２７に
示す走査線変換回路における、フィールド内信号処理の
３→４変換を行うことができる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】従来の走査線変換回路
は、フィールド内の信号処理による走査線変換を行う場
合、その構成が小規模で済み、また映像の動領域におけ
る残像による劣化は起こらない。しかし、図２５（ｃ）
に示すように、垂直周波数成分の中抜けが生じることに
より、垂直周波数成分の高域の部分では、走査線変換を
行う前と後で周波数成分が変化する。そのため、例えば
１フレームに１本の横線があるような映像では走査線変
換後に二重線になるということが起こり、フィールド間
の信号処理による走査線補間に比べて、映像の静止領域
では、画質が極めて劣化する。

【００２５】一方フィールド間の信号処理による走査線
変換を行う場合、フィールド内の信号処理による走査線
変換と異なり、映像の静止領域で画質が劣化することは
ない。しかし、そのため走査線変換回路の構成は大規模
になる。さらに、映像の動領域では、図３０（ｄ）から
わかるように、前値補間による時間方向のＬＰＦのため
に、時間周波数の高域成分が失われ、さらに垂直周波数
の高域成分に折り返る現象が生じることにより、フィー
ルド間の相関性が低い領域では、残像などの雑音を発生
させ動きの不自然さも生じる。

【００２６】そのため、従来の走査線変換回路では、残
像がなく垂直周波数成分の中抜けが起きないように、映
像のフィールド間もしくはフレーム間で動き検出を行
い、映像の静止領域ではフィールド間の信号処理による
走査線変換を、動領域ではフィールド内の信号処理によ
る走査線変換を行うという具合に、適切に両者を組み合
わせるという構成により実現する。すなわちフィールド
内の信号処理によって変換した走査線と、フィールド間
の信号処理によって変換した走査線を、映像の動きに応
じて重みを変えて合成して出力するというような構成に
することで、映像の静止領域では垂直解像度を損なうこ
となく、また映像の動領域では動きに対する残像などの
雑音を発生させることなく、走査線を変換できる。しか
し、その構成は、高度な動き検出回路などの複雑な処理
を含め、さらなる大規模な信号処理回路を必要とし、そ
のため非常に高価な構成となる。

【００２７】本発明は、上記に示す問題点を解消するた
めになされたもので、比較的簡素な構成をもって、動領
域で残像がなく、静止領域で垂直解像度が劣化しない動
き適応型走査線変換回路を提供することを目的とする。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明は、所定のクロッ
クでサンプリングされた入力映像信号を順次書き込んだ
後読みだし時には一定期間順次読みだし一定期間読みだ
し禁止を繰り返す動作を行う第１のフィールドメモリ回
路と、該第１のフィールドメモリ回路の出力信号のフレ
ーム間での時間方向の高域成分を抽出する第１のテンポ
ラルハイパスフィルタ回路と、前記第１のフィールドメ
モリ回路の出力信号を１フィールド遅延する第２のフィ
ールドメモリ回路と、該第２のフィールドメモリ回路の
出力信号のフィールド間での時間方向の高域成分を抽出
する第２のテンポラルハイパスフィルタ回路と、前記第
１のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信号と前記
第２のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信号から
フィールド間での時間方向の高域成分を生成するフィー
ルド間適応化回路と、前記第１のフィールドメモリ回路
の出力信号を任意のライン分遅延させる第１の遅延回路
と、前記第１の遅延回路の出力信号から前記フィールド
間適応化回路の出力信号を減算する減算回路と、該減算
回路の出力信号にライン毎に適切な係数を乗算する第１
の乗算回路と、前記第２のフィールドメモリ回路の出力
信号を任意のライン分遅延させる第２の遅延回路と、該
第２の遅延回路の出力信号にライン毎に適切な係数を乗
算する第２の乗算回路と、前記第１の乗算回路の出力信
号と前記第２の乗算回路の出力信号を加算する加算回路
とを備え、フィールド間の信号処理による入力映像信号
の時間方向の変化に対応できることを特徴とする動き適
応型走査線変換回路である。

【００２９】前記第１の遅延回路及び第２の遅延回路
は、入力信号を直列に繋いだ複数のラインメモリ回路
と、該ラインメモリ回路の出力を選択し出力する選択回
路とからなることを特徴とする。

【００３０】前記第１のテンポラルハイパスフィルタ回
路は、入力信号を任意のライン分遅延させるために複数
のラインメモリを直列に繋いだ第１のフィルタ用ライン
メモリ回路と、該第１のフィルタ用ラインメモリ回路の
複数のラインメモリの出力を選択し出力する第１のフィ
ルタ用選択回路と、該第１のフィルタ用選択回路の出力
信号にライン毎に適切な係数を乗算する第１のフィルタ
用乗算回路と、前記入力信号を１フレーム遅延するフィ
ルタ用フレームメモリ回路と、該フレームメモリ回路の
出力信号を任意のライン分遅延させるために複数のライ
ンメモリを直列に繋いだ第２のフィルタ用ラインメモリ
回路と、該第２のフィルタ用ラインメモリ回路の複数の
ラインメモリの出力を選択し出力する第２のフィルタ用
選択回路と、該第２のフィルタ用選択回路の出力信号に
ライン毎に適切な係数を乗算する第２のフィルタ用乗算
回路と、前記第１のフィルタ用乗算回路の出力信号から
前記第２のフィルタ用乗算回路の出力信号を減算するフ
ィルタ用減算回路とからなることを特徴とする。

【００３１】前記第２のテンポラルハイパスフィルタ回
路は、前記第１のテンポラルハイパスフィルタの構成に
おいて、フィルタ用フレームメモリ回路に替えてフィル
タ用フィールドメモリ回路を配置したことを特徴とす
る。

【００３２】また、前記第２のテンポラルハイパスフィ
ルタ回路は、前記第１のテンポラルハイパスフィルタの
構成において、フィルタ用フレームメモリ回路に替えて
フィルタ用フィールドメモリ回路を配置し、さらに、第
１のフィルタ用ラインメモリ回路の複数のラインメモリ
の出力をそれぞれ選択し出力する第１のフィルタ用選択
回路を２個として、前記第１のフィルタ用選択回路のそ
れぞれの出力信号を加算するフィルタ用加算回路を配置
し、該フィルタ用加算回路に第１のフィルタ用乗算回路
を接続した構成でもよい。

【００３３】前記フィールド間適応化回路は、前記第１
のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信号の振幅レ
ベルを検出しその振幅レベルに応じた制御信号を出力す
る信号レベル検出回路と、該信号レベル検出回路から出
力される制御信号により前記第２のテンポラルハイパス
フィルタ回路の出力信号の振幅レベルを制限して出力す
る信号レベル制御信号と、前記第１のテンポラルハイパ
スフィルタ回路の出力信号から前記信号レベル制御回路
の出力信号を減算する適応化回路用減算回路とからなる
ことを特徴とする。

【００３４】また前記フィールド間適応化回路は、前記
第２のテンポラルハイパスフィルタ回路中の第１の選択
回路の出力信号と前記第１の加算回路の出力信号の振幅
レベルを比較した結果と前記第１のテンポラルハイパス
フィルタ回路の出力信号の振幅レベルからその振幅レベ
ルに応じた制御信号を出力する信号レベル比較回路と、
前記信号レベル比較回路から出力される制御信号により
前記第２のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信号
の振幅レベルを制限して出力する信号レベル制御回路
と、前記第１のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力
信号から前記信号レベル制御回路の出力信号を減算する
適応化回路用減算回路とからなる構成でもよい。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。本実施形態は、ＮＴ
ＳＣ方式のように４：３のアスペクト比のインターレー
ス走査信号において、映像の上下をマスキングすること
でワイドアスペクト化された映像信号を、１６：９のア
スペクト比のワイド受像機の画面全面を使って映す場合
の走査線変換装置である。つまり、１フレームあたりの
有効走査線が３６０本の映像信号を、１フレームあたり
の有効走査線数を４８０本に変換（３→４変換）するこ
とにより、真円率を１にもしくは１に近づけて映すとい
う走査線変換装置である。

【００３６】図１は、本発明に係る動き適応型走査線変
換回路の一実施形態を示す構成ブロック図である。この
走査線変換回路は、フィールド間信号処理により、１フ
ィールドあたりの有効走査線が１８０本の連続する２つ
のフィールドの映像信号を使って、１フィールドあたり
の有効走査線が３６０本の映像信号から、１フィールド
あたりの有効走査線が２４０本の映像信号に変換する。
図１に示す走査線変換回路では、所定のクロックでサン
プリングされた入力映像信号１０１は、第１のフィール
ドメモリ回路１に入力される。第１のフィールドメモリ
回路１には、第１のテンポラルハイパスフィルタ（以後
Ｔ−ＨＰＦとする）回路２、第２のフィールドメモリ回
路３および第１の遅延回路６が接続されている。第２の
フィールドメモリ回路３には、第２のＴ−ＨＰＦ回路４
および第２の遅延回路９が接続されている。第１のＴ−
ＨＰＦ回路２および第２のＴ−ＨＰＦ回路４には、フィ
ールド間適応化回路５が接続されている。フィールド間
適応化回路５および第１の遅延回路６には、減算回路７
が接続されている。減算回路７には、第１の乗算回路８
が接続されている。第２の遅延回路９には、第２の乗算
回路１０が接続されている。第１の乗算回路８および第
２の乗算回路１０には、加算回路１１が接続されてい
る。加算回路１１の出力信号１１２は、所定のクロック
でサンプリングされた入力映像信号１０１を走査線変換
した後の映像信号である。

【００３７】図１に示す走査線変換回路の動作原理を図
２〜５を参照しながら説明する。図２は、図１に示す走
査線変換回路による変換方法の一例である７タップの直
線補間フィルタによる直線補間の動作を表した垂直−時
間の説明図である。図３は、走査線変換における垂直方
向の、アップサンプル処理、ＬＰＦ処理、ダウンサンプ
ル処理の垂直−振幅の様子を示す説明図である。図４
は、走査線変換における垂直−時間周波数スペクトルの
遷移を示す特性図である。図５は、補間フィルタの特性
図である。

【００３８】ここで入力映像信号は、１フレームあたり
の有効走査線が３６０本のインターレース走査信号なの
で、図３（ａ）に示す状態にある。図３において、白丸
は走査線の位置を、曲線上の黒丸は映像信号の振幅値を
表している。このときの入力映像信号のスペクトルを、
図４（ａ）に示す。図４（ａ）において、×印がサンプ
リング周波数の高調波のスペクトルで、点線内が映像信
号の占有帯域である。まず、図３（ａ）に示すように、
白丸と白丸の間にある黒丸で表した零信号を挿入して、
２倍に垂直方向のサンプリング周波数を上げて倍速変換
を行い、１フィールドあたりの有効走査線数が３６０本
順次走査信号にする。サンプリング周波数を上げたこと
により、図４（ｂ）に示すように、サンプリング周波数
の高調波のスペクトルは、○印の所に移る。このとき、
映像信号のスペクトルは、図４（ａ）と変わらない。

【００３９】次に、この走査信号に対して図２の矢印と
なる前値補間を行う。その補間を行うのは２タップの補
間フィルタであり、そのフィルタは図５（ａ）に示す特
性をもち、その伝達関数Ｈｔ₂₁（ｕ）が次式（４）であ
る。 Ｈｔ₂₁（ｕ）＝（１＋ｕ^-1） …（４） すなわち、フィルタをかけることにより、図２中の矢印
で表しているように後フィールドの値で前値補間をする
と、図３（ｂ）のようになる。このとき本実施形態では
単純な前値補間ではなく、後フィールドの値は、後フィ
ールドの値から後フィールドと現フィールド間の差分を
引いたものである。

【００４０】そのため次に、図３（ｃ）に示すように、
白丸と白丸の間にある黒丸で表した零信号を挿入して、
４倍に垂直方向のサンプリング周波数を上げて、３６０
本と４８０本の最小公倍数である１４４０本の走査線の
順次走査信号にしたとき、図４（ｄ）に示すように、白
抜きで表している領域の周波数成分は遮断され、またサ
ンプリング周波数を上げたことにより、サンプリング周
波数の高調波のスペクトルは、○印の所に移る。

【００４１】さらに、この走査信号に対し図２（ｂ）に
示す直線補間を行う。この直線補間を行う補間フィルタ
は、図５（ｂ）に示す特性をもち、この伝達関数Ｈｖ₂₁
（ｗ）が、次式（５）である。

【数３】 この７タップの直線補間フィルタをかけると、図３
（ｄ）のようになる。

【００４２】その後、図３（ｅ）に示すように、１フレ
ームあたりの有効走査線が４８０本のインターレース走
査信号になるように間引くことにより、図４（ｄ）に示
すように、サンプリング周波数の高調波のスペクトル
は、×印の所に移る。図４（ｄ）が、図１に示す走査線
変換回路における３→４変換後の映像信号のスペクトル
である。図４（ｄ）からわかるように、従来のフィール
ド間の走査線変換において時間周波数における高域成分
が、垂直周波数における高域成分に折り返るような現象
は抑えられている。

【００４３】走査線変換回路の原理の説明では、アップ
サンプル、ＬＰＦ、ダウンサンプルという３段階の処理
によって行っているが、図１に示すような構成にするこ
とより、実際に３６０本と４８０本の最小公倍数である
走査線数１４４０本順次走査信号に変換せずに、ひとま
とめの処理として実現することができる。図３（ａ）の
白丸で表された走査線から、零補間して２倍にアップサ
ンプルし、式（４）に示す補間フィルタをかけて、図３
（ｂ）の白丸で表された走査線にする。再び零補間して
４倍にアップサンプルし、式（５）に示す直線補間フィ
ルタをかけて、図３（ｄ）の白丸で表された走査線にす
る。その後、インターレース走査信号になるように１／
６に間引き、図３（ｅ）の白丸で表された走査線を得る
ので、式（４），式（５）を含む処理と等価になるよう
に、図３（ａ）の白丸で表された走査線から、図３
（ｅ）の白丸で表された走査線を直接求めればよい。つ
まり間引かれる走査線は計算せず必要な走査線だけを計
算するように、走査線変換後の映像信号を、図２（ａ）
に示すような、前値補間をした後、係数が１の所ではそ
のまま用い、その他の所では上下２本の走査線の距離に
反比例した係数でつくる直線補間で求めることで、ひと
まとめの処理として実現することができる。

【００４４】次に走査線変換回路の動作原理を、ひとま
とめの処理として本実施形態の走査線変換回路で実現す
る様子を説明する。入力映像信号１０１は、第１のフィ
ールドメモリ回路１に入力される。入力映像信号の走査
線数を連続する２つのフィールドの３６０本から２４０
本に変換するために、第１のフィールドメモリ回路１
は、最低６０Ｈ分以上の容量をもち、入力映像信号の１
フィールドあたり１８０本の有効走査線を２４０本に変
換する処理を行う。入力される１８０本の有効走査線
は、１，２，３，４，５，６，７，８，…，と順次第１
のフィールドメモリ回路１に書き込みが行われる。読み
出すときには、１，２，３，−，４，５，６，−，７，
８，…，と３本の走査線を読み出した後に、１Ｈ分出力
を禁止させる（−は出力禁止状態、また数字は走査線を
表す）。１，２，３，４，５，６，７，８，…，と順次
入力された走査線を、１，２，３，−，４，５，６，
−，７，８，…，と読み出すことで、１８０本の有効走
査線を無信号状態の走査線を含めて、２４０本の有効走
査線に変換する。第１のフィールドメモリ回路１に接続
されている第１のＴ−ＨＰＦ回路２により、第１のフィ
ールドメモリ回路１の出力信号１０２は、フレーム間に
おける時間方向の高域成分を抽出させられる。

【００４５】図６は第１のＴ−ＨＰＦ回路２を示す構成
ブロック図となっている。図６において、第１のフィー
ルドメモリ回路１の出力信号１０２は、入力信号を任意
のライン分遅延させるために複数のラインメモリを直列
に繋いだ第１のラインメモリ回路１３に入力される。第
１のラインメモリ回路１３中の各ラインメモリの出力タ
イミングを図７の上段に示す。図７の上段に示すライン
メモリの出力タイミングから、第１のラインメモリ回路
１３中のラインメモリは２個使用していることになる
が、これは本実施形態の直線補間フィルタを７タップに
設定したためであり、直線補間ではなくより高次の補間
フィルタを用いれば、第１のラインメモリ回路１３中の
ラインメモリ数は、さらに増える。

【００４６】第１のフィルタドメモリ回路１の出力信号
１０２は、フレーム間における時間方向の高域成分を抽
出するため、入力信号を１フレーム分遅延させるフレー
ムメモリ回路１６に入力される。フレームメモリ回路１
６の出力信号１１７は、入力信号を任意のライン分遅延
させるために複数のラインメモリを直列に繋いだ第２の
ラインメモリ回路１８に入力される。第２のラインメモ
リ回路１８中の各ラインメモリの出力タイミングを図７
の下段に示す。図７の下段に示すラインメモリの出力タ
イミングから、第２のラインメモリ回路１８中のライン
メモリは２個使用していることになるが、これは本実施
形態の直線補間フィルタを７タップに設定したためであ
り、直線補間ではなくより高次の補間フィルタを用いれ
ば、第２のラインメモリ回路１８中のラインメモリ数
は、さらに増える。

【００４７】第１のラインメモリ回路１３の複数のライ
ンメモリの出力信号１１４は、それぞれのラインメモリ
の出力を１Ｈ単位で選択し出力する第１の選択回路１４
に入力される。第１の選択回路１４は、図８に示す直線
補間フィルタ処理になるように選択し出力する。第１の
選択回路１４の出力信号１１５は、第１の選択回路１４
の出力信号１１５と適切な係数を乗算する第１の乗算回
路１５に入力される。

【００４８】第２のラインメモリ回路１８の複数のライ
ンメモリの出力信号１１９は、それぞれのラインメモリ
の出力を１Ｈ単位で選択し出力する第２の選択回路１９
に入力される。第２の選択回路１９では、図８に示す直
線補間フィルタ処理になるように選択し、また第１の選
択回路１４と時間的に１フレーム分ずれるように行う。
第２の選択回路１９の出力信号１２０は、第２の選択回
路１９の出力信号１２０と適切な係数を乗算する第２の
乗算回路２０に入力される。第１の乗算回路１５の出力
信号１１６および第２の乗算回路２０の出力信号１２１
は、減算回路２１に入力され、第１の乗算回路１５の出
力信号１１６から第２の乗算回路２０の出力信号１２１
を減算する。これら第１のＴ−ＨＰＦ回路２の処理によ
り、第１のフィールドメモリ回路１の出力信号１０２
は、フレーム間における時間方向の高域成分を抽出させ
られる。

【００４９】このとき第１の乗算回路１５および第２の
乗算回路２０の係数を例えばそれぞれα₁，β₁とすれ
ば、第１のＴ−ＨＰＦ回路２は、伝達関数Ｈｔ₂₂（ｕ）
が、次式（６）である２タップのＨＰＦとなる。 Ｈｔ₂₂（ｕ）＝（α₁−β₁ｕ^-2） …（６） 本実施形態を、α₁＝β₁＝１としているが、所望のＨＰ
Ｆ特性になれば良いので、α₁，β₁の値は任意である。

【００５０】第１のＴ−ＨＰＦ回路２により抽出された
フレーム間における時間方向の高域成分は、入力映像信
号１０１が静止画像ならば基本的には存在しないため出
力されないが、入力映像信号１０１が動画像ならば存在
するため出力される。本実施形態において、入力映像信
号１０１が動画像の場合の走査線変換回路の変換動作の
映像信号の変遷を図９に例示する。第１のＴ−ＨＰＦ回
路２中の第１の乗算回路１５の出力信号１１６を図９
（ａ）、第２の乗算回路２０の出力信号１２１を図９
（ｃ）とすると、第１のＴ−ＨＰＦ回路２の出力信号１
０３は、図９（ｄ）となる。第１のフィールドメモリ回
路１に接続されている第２のフィールドメモリ回路３に
より、第１のフィールドメモリ回路１の出力信号１０２
は、１フレーム分遅延させられる。第２のフィールドメ
モリ回路３は、図７および図８の関係を満足するよう
に、フィールド毎に２６２Ｈ遅延、２６３Ｈ遅延を切り
替える。

【００５１】第２のフィールドメモリ回路３に接続され
ている第２のＴ−ＨＰＦ回路４により、第２のフィール
ドメモリ回路３の出力信号１０４は、フィールド間にお
ける時間方向の高域成分を抽出させられる。第２のＴ−
ＨＰＦ回路４は、図６に例示した第１のＴ−ＨＰＦ回路
２の構成とほぼ同じであり、フィールド間の差分をとる
ために、フレームメモリのかわりにフィールドメモリに
なっている。そのため第２のＴ−ＨＰＦ回路４は、伝達
関数Ｈｔ₂₃（ｕ）が、次式（７）である２タップのＨＰ
Ｆとなる。 Ｈｔ₂₃（ｕ）＝（α₂−β₂ｕ^-1） …（７） 本実施形態では、α₂＝β₂＝１としているが、所望のＨ
ＰＦ特性になれば良いので、α₂，β₂の値は任意であ
る。

【００５２】第２のＴ−ＨＰＦ回路４により抽出された
フィールド間における時間方向の高域成分は、入力映像
信号１０１が静止画像ならば基本的には存在しないため
出力されない。フィールド間における同一ラインで相関
性が低い場合と入力映像信号１０１が動画像ならば、フ
ィールド間における時間方向の高域成分は存在するため
出力される。

【００５３】入力映像信号１０１が動画像の場合の本実
施形態の走査線変換回路の変換動作の映像信号の変遷を
図９に例示する。第２のＴ−ＨＰＦ回路４の出力信号１
０５は、図９（ｅ）となる。第１のＴ−ＨＰＦ回路２と
第２のＴ−ＨＰＦ回路４に接続されているフィールド間
適応化回路５により、現映像信号と１フィールド前の映
像信号の差分信号である新たなフィールド間における時
間方向の高域成分が生成される。つまりフィールド間適
応化回路５は、現映像信号と１フレーム前の映像信号の
差分信号である第１のＴ−ＨＰＦ回路２の出力信号１０
３と、１フィールド前の映像信号と１フレーム前の映像
信号の差分信号である第２のＴ−ＨＰＦ回路４の出力信
号１０５から、この高域成分を生成する。

【００５４】フィールド間適応化回路５の出力信号１０
６は、図９（ｆ）に示すように、現映像信号と１フィー
ルド前の映像信号の差分信号となっている。第１のフィ
ールドメモリ回路１の出力信号１０２は、任意のライン
分遅延させるために複数のラインメモリを直列に繋ぎ、
それぞれのラインメモリの出力を１Ｈ単位で選択し出力
する選択回路からなる第１の遅延回路６に、入力され
る。

【００５５】図１０は、第１の遅延回路６を示すブロッ
ク図である。図１０において、第１のフィールドメモリ
回路１の出力信号１０２は、入力信号を任意のライン分
遅延させるために複数のラインメモリを直列に繋いだラ
インメモリ回路４１に、入力される。ラインメモリ回路
４１中の各ラインメモリの出力タイミングを図７の上段
に示す。図７の上段に示すラインメモリの出力タイミン
グから、ラインメモリ回路４１中のラインメモリは２個
使用していることになるが、これは本実施形態の直線補
間フィルタを７タップに設定したためである。直線補間
ではなく、より高次の補間フィルタを用いれば、ライン
メモリ回路４１中のラインメモリ数は、さらに増える。
ラインメモリ回路４１の出力信号１３８は、それぞれの
ラインメモリの出力を１Ｈ単位で選択し出力する選択回
路４２に入力される。選択回路４２は、図８に示す直線
補間フィルタ処理になるように選択し出力する。

【００５６】フィールド間適応化回路５と第１の遅延回
路６に接続されている減算回路７により、現映像信号で
ある第１の遅延回路６の出力信号１０７からと現映像信
号と１フィールド前の映像信号の差分信号であるフィー
ルド間適応化回路５の出力信号１０６を減算する。入力
映像信号１０１が静止画像ならば基本的にはフィールド
間適応化回路５の出力信号１０６は存在しないが、フィ
ールド間における同一ラインで相関性が低い場合と入力
映像信号１０１が動画像ならば存在するため出力され
る。

【００５７】入力映像信号１０１が動画像の場合の本実
施形態の走査線変換回路の変換動作の映像信号の変遷を
図９に例示したが、減算回路７の出力信号１０８は図９
（ｇ）となり、１フィールド前の映像信号と同じ信号に
なる。入力映像信号１０１が静止画像の場合の本実施形
態の走査線変換回路の変換動作の映像信号の変遷は例示
していないが、フィールド間適応化回路５の出力信号１
０６は存在しないので減算回路７の出力信号１０８は、
１フィールド前の映像信号と同じ信号になることは自明
である。

【００５８】第２のフィールドメモリ回路３の出力信号
１０４は、任意のライン分遅延させるために複数のライ
ンメモリを直列に繋ぎ、それぞれのラインメモリの出力
を１Ｈ単位で選択し出力する選択回路からなる第２の遅
延回路９に入力される。

【００５９】図１１は、第２の遅延回路９を示すブロッ
ク図である。図１１において、第２のフィールドメモリ
回路３の出力信号１０４は、入力信号を任意のライン分
遅延させるために複数のラインメモリを直列に繋いだラ
インメモリ回路４４に入力される。ラインメモリ回路４
４中の各ラインメモリの出力タイミングを図７の中段に
示す。図７の中段に示すラインメモリの出力タイミング
から、ラインメモリ回路４４中のラインメモリは２個使
用していることになるが、これは本実施形態の直線補間
フィルタを７タップに設定したためである。直線補間で
はなくより高次の補間フィルタを用いれば、ラインメモ
リ回路４４中のラインメモリ数は、さらに増える。ライ
ンメモリ回路４４の出力信号１４０は、それぞれのライ
ンメモリの出力を１Ｈ単位で選択し出力する選択回路４
５に入力される。選択回路４５は、図８に示す直線補間
フィルタ処理になるように選択し出力する。

【００６０】減算回路７は、第１の乗算回路８に接続さ
れている。第１の乗算回路８は、図８に示す直線補間フ
ィルタ処理になるように、減算回路７の出力信号１０８
に乗算する係数を走査線毎に変える。第２の遅延回路９
は、第２の乗算回路１０に接続されている。第２の乗算
回路１０は、図８に示す直線補間フィルタ処理になるよ
うに、第２の遅延回路９の出力信号１１０に乗算する係
数を走査線毎に変える。第１の乗算回路８および第２の
乗算回路１０は、加算回路１１に接続されている。加算
回路１１では、１フィールド前の映像信号である第２の
乗算回路１０の出力信号１１１と、現映像信号から現映
像信号と１フィールド前の映像信号の差分信号を減算し
た第１の乗算回路８の出力信号１０９を、図８に示す直
線補間フィルタ処理になるように加算する。そのときの
映像信号は、図９（ｈ）に示すような信号となる。

【００６１】以上述べたように、本発明の走査線変換回
路の第１の実施形態では、１フィールドあたりの有効走
査線が１８０本の連続する２つのフィールドの映像信号
を使って、１フィールドあたりの有効走査線が３６０本
の映像信号から、１フィールドあたりの有効走査線が２
４０本の映像信号に変換する。すなわち１フィールド前
の映像信号と、現映像信号から現映像信号と１フィール
ド前の映像信号の差分信号を減算した映像信号という連
続する２つのフィールドの映像信号を使って走査線変換
を行う。従って、映像信号の静止領域においては、入力
信号と同等の連続する２つのフィールドの映像信号から
変換するため、垂直方向の周波数の中抜けの発生を抑え
て走査線変換前の垂直方向の周波数成分を変換後でも再
現する。一方映像信号の動領域においては、１フィール
ド前の映像信号と１フィールド前と同等の映像信号から
変換するため、時間方向の相関性が低い領域でも残像な
どの雑音の発生を抑えて走査線の変換を行うことができ
る。

【００６２】図１２は、他の第２のＴ−ＨＰＦ回路を示
すブロック図である。図１２において、第２のフィール
ドメモリ回路３の出力信号１０４は、入力信号を任意の
ライン分遅延させるために複数のラインメモリを直列に
繋いだ第１のラインメモリ回路２３に入力される。第１
のラインメモリ回路２３中の各ラインメモリの出力タイ
ミングを図７の中段に示す。図７の中段に示すラインメ
モリの出力タイミングから、第１のラインメモリ回路２
３中のラインメモリは２個使用していることになるが、
これは本実施形態の直線補間フィルタを７タップに設定
したためであり、直線補間ではなくより高次の補間フィ
ルタを用いれば、第１のラインメモリ回路２３中のライ
ンメモリ数は、さらに増える。

【００６３】第２のフィールドメモリ回路３の出力信号
１０４は、フィールド間における時間方向の高域成分を
抽出するため、入力信号を１フィールド分遅延させるフ
ィールドメモリ回路２８に入力される。フィールドメモ
リ回路２８の出力信号１２８は、入力信号を任意のライ
ン分遅延させるために複数のラインメモリを直列に繋い
だ第２のラインメモリ回路３０に入力される。第２のラ
インメモリ回路３０中の各ラインメモリの出力タイミン
グを図７の下段に示す。図７の下段に示すラインメモリ
の出力タイミングから、第２のラインメモリ回路３０中
のラインメモリは２個使用していることになるが、これ
は本実施形態の直線補間フィルタを７タップに設定した
ためである。直線補間ではなくより高次の補間フィルタ
を用いれば、第２のラインメモリ回路３０中のラインメ
モリ数は、さらに増える。

【００６４】第１のラインメモリ回路２３の複数のライ
ンメモリの出力信号１２３は、それぞれのラインメモリ
の出力を１Ｈ単位で選択し出力する第１の選択回路２
４，２５に入力される。第１の選択回路２４，２５は、
図８に示す直線補間フィルタ処理になるように選択し出
力する。第１の選択回路２４，２５の出力信号１２４，
１２５は、それぞれ加算回路２６に入力される。加算回
路２６は、図８に示す直線補間フィルタ処理になるよう
に、第１の選択回路２４，２５の出力信号１２４，１２
５を加算し出力する。加算回路２６の出力信号１２６
は、加算回路２６の出力信号１２６と適切な係数を乗算
する第１の乗算回路２７に入力される。第２のラインメ
モリ回路３０の複数のラインメモリの出力信号１３０
は、それぞれのラインメモリの出力を１Ｈ単位で選択し
出力する第２の選択回路３１に入力される。第２の選択
回路３１では、図８に示す直線補間フィルタ処理になる
ように選択し、また第１の選択回路２４，２５と時間的
に１フィールド分ずれるように行う。第２の選択回路３
１の出力信号１３１は、第２の選択回路３１の出力信号
１３１に適切な係数を乗算する第２の乗算回路３２に入
力される。第１の乗算回路２７の出力信号１２７および
第２の乗算回路３２の出力信号１３２は、減算回路３３
に入力され、第１の乗算回路２７の出力信号１２７から
第２の乗算回路３２の出力信号１３２を減算する。

【００６５】第２のＴ−ＨＰＦ回路の処理により、第２
のフィールドメモリ回路３の出力信号１０４は、フィー
ルド間における時間方向の高域成分を抽出させられる。
このとき第１の乗算回路２７および第２の乗算回路３２
の係数を例えばそれぞれα₃，β₃とすれば、伝達関数Ｈ
ｔ₂₄（ｕ）は、次式（８）である２タップのＨＰＦとな
る。 Ｈｔ₂₄（ｕ）＝（α₃−β₃ｕ^-1） …（８） 本実施形態では、α₃＝β₃＝１としているが、所望のＨ
ＰＦ特性になれば良いので、α₃，β₃の値は任意であ
る。

【００６６】本発明の走査線変換回路の第２のＴ−ＨＰ
Ｆ回路により抽出されたフィールド間における時間方向
の高域成分は、１フィールド前の映像信号から、伝達関
数Ｈｖ₂₂（ｗ）が次式（９）である３タップの直線補間
フィルタをかけて生成する。

【数４】 すなわち、この直線補間フィルタをかけて生成した信号
は、連続する２本の走査線の相加平均して生成した走査
線と現映像信号との差分信号なので、時間方向のみの高
域成分となる。従って、前述の第２のＴ−ＨＰＦ回路の
ように、１本の走査線と現映像信号との差分信号に比べ
て、精度がより高くなる。この時間方向の高域成分は、
映像信号１０１が静止画像ならば基本的には存在しない
ため出力されないが、フィールド間における同一ライン
で相関性が低い場合と入力映像信号１０１が動画像なら
ば存在するためを出力される。

【００６７】こうして、この第２のＴ−ＨＰＦ回路を用
いた走査線変換回路では、更に高精度に時間方向の高域
成分を効果的に除去しているので、映像の静止領域では
映像に重畳している雑音を抑圧し画質の改善ができると
いう、動き適応型の走査線の変換を行うことができる。

【００６８】図１３は、フィールド間適応化回路の一例
を示すブロック図である。図１３において、第１のＴ−
ＨＰＦ回路２の出力信号１０３は、第１のＴ−ＨＰＦ回
路２の出力信号１０３の振幅レベルを検出し、振幅レベ
ルに応じた制御信号を出力する信号レベル検出回路３４
に入力される。信号レベル検出回路３４の出力信号１３
３は、第２のＴ−ＨＰＦ回路４の出力信号１０５の振幅
レベルを信号レベル検出回路３４の出力信号１３３に応
じて制限する信号レベル制御回路３５に入力される。

【００６９】信号レベル検出回路３５の動作は、図１４
を参照しながら説明する。第１のＴ−ＨＰＦ回路２の出
力信号１０３の振幅レベルＰ_IN（ただし−Ｐ≦Ｐ_IN≦
Ｐ，−Ｐ≦−Ｐ２≦−Ｐ１≦Ｐ１≦Ｐ２≦Ｐ）が、−Ｐ
１≦Ｐ_IN≦Ｐ１ならば第２のＴ−ＨＰＦ回路４の出力信
号１０５の振幅レベルは、０に制限される。第１のＴ−
ＨＰＦ回路２の出力信号１０３の振幅レベルＰ_INが、−
Ｐ２≦Ｐ_IN＜−Ｐ１またはＰ１＜Ｐ_IN≦Ｐ２ならば第２
のＴ−ＨＰＦ回路４の出力信号１０５の振幅レベルは、
−Ｋ（Ｐ_IN＋Ｐ１）またはＫ（Ｐ_IN−Ｐ１）に制限され
る（ただし０≦Ｋ≦１）。第１のＴ−ＨＰＦ回路２の出
力信号１０３の振幅レベルＰ_INが、−Ｐ≦Ｐ_IN＜−Ｐ２
またはＰ２＜Ｐ_IN≦Ｐならば第２のＴ−ＨＰＦ回路４の
出力信号１０５の振幅レベルは、−ＱまたはＱに制限さ
れる（ただし−Ｐ≦−Ｑ，Ｑ≦Ｐ）。減算回路３６は、
第１のＴ−ＨＰＦ回路２の出力信号１０３から信号レベ
ル制御回路３５の出力信号１３４を減算し、フィールド
間適応化回路の出力信号１０６を出力する。

【００７０】以上述べたように、このフィールド間適応
化回路を用いた走査線変換回路は、１フィールド前の映
像信号と、現映像信号から現映像信号と１フィールド前
の映像信号の差分信号を減算した映像信号という連続す
る２つのフィールドの映像信号を使って走査線変換を行
い、その際現映像信号と１フィールド前の映像信号の差
分信号はフレーム間の差分信号より大きくなることはな
い。従って、映像信号の静止領域においては、入力信号
と同等の連続する２つのフィールドの映像信号から変換
するため、垂直方向の周波数の中抜けの発生を極力抑え
て走査線変換前の垂直方向の周波数成分を変換後でも再
現することができる。

【００７１】図１５は、フィールド間適応化回路の他の
例を示すブロック図である。図１５において、第１のＴ
−ＨＰＦ回路２の出力信号１０３は、第１のＴ−ＨＰＦ
回路２の出力信号１０３の振幅レベルを検出し、図１２
に示した第２のＴ−ＨＰＦ回路中の垂直補間前後の信号
１２４，１２６に応じた制御信号を出力する信号レベル
比較回路３７に入力される。信号レベル比較回路３７の
出力信号１３５は、第２のＴ−ＨＰＦ回路４の出力信号
１０５の振幅レベルを信号レベル比較回路３７の出力信
号１３５に応じて制限する信号レベル制御回路３８に入
力される。

【００７２】信号レベル制御回路３８の動作は、図１６
を参照しながら説明する。第１のＴ−ＨＰＦ回路２の出
力信号１０３の振幅レベルＰ_IN（ただし−Ｐ≦Ｐ_IN≦
Ｐ，−Ｐ≦−Ｐ２≦−Ｐ１≦Ｐ１≦Ｐ２≦Ｐ）が、−Ｐ
１≦Ｐ_IN≦Ｐ１ならば第２のＴ−ＨＰＦ回路４の出力信
号１０５の振幅レベルは、−ＱまたはＱに制限される
（ただし−Ｐ≦−Ｑ，Ｑ≦Ｐ）。第１のＴ−ＨＰＦ回路
２の出力信号１０３の振幅レベルＰ_INが、−Ｐ２≦Ｐ_IN
＜−Ｐ１またはＰ１＜Ｐ_IN≦Ｐ２ならば第２のＴ−ＨＰ
Ｆ回路４の出力信号１０５の振幅レベルは、−Ｑ＋Ｋ
（Ｐ_IN＋Ｐ１）またはＱ−Ｋ（Ｐ_IN−Ｐ１）に制限され
る（ただし０≦Ｋ≦１）。第１のＴ−ＨＰＦ回路２の出
力信号１０３の振幅レベルＰ_INが、−Ｐ≦Ｐ_IN＜−Ｐ２
またはＰ２＜Ｐ_IN≦Ｐならば第２のＴ−ＨＰＦ回路４の
出力信号１０５の振幅レベルは、０に制限される。減算
回路３９は、第１のＴ−ＨＰＦ回路２の出力信号１０３
から信号レベル制御回路３８の出力信号１３６を減算
し、フィールド間適応化回路の出力信号１０６を出力す
る。

【００７３】以上述べたように、このフィールド間適応
化回路を用いた走査線変換回路は、１フィールド前の映
像信号と、現映像信号から現映像信号と１フィールド前
の映像信号の差分信号を減算した映像信号という連続す
る２つのフィールドの映像信号を使って走査線変換を行
う。その際現映像信号と１フィールド前の映像信号の差
分信号は垂直方向の周波数成分が高いとき大きくする
が、フレーム間の差分信号より大きくなることはないの
で、映像信号の静止領域においては、入力信号と同等の
連続する２つのフィールドの映像信号から変換する。従
って、垂直方向の周波数の中抜けの発生を極力抑えて走
査線変換前の垂直方向の周波数成分を変換後でも再現す
ることができる。

【００７４】図１７、図１８、図１９及び図２０は、第
１のＴ−ＨＰＦ回路、第１の遅延回路、第２の遅延回路
及び第２のＴ−ＨＰＦ回路の他の例を示すブロック図で
ある。これらは、図６、図１０、図１１、図１２に示し
た第１のＴ−ＨＰＦ回路、第１の遅延回路、第２の遅延
回路及び第２のＴ−ＨＰＦ回路Ｔ−ＨＰＦ回路に対して
実線で囲んだラインメモリを含む構成となっている。す
なわち、複数のラインメモリを擁するラインメモリの前
段に時間軸圧縮処理ラインメモリ回路を備えたものであ
る。この時間軸圧縮処理ラインメモリは、図１２に示す
ように、入力映像信号をサンプリングした所定の周波数
のクロックで順次書き込んだ後読みだし時には２倍の周
波数のクロックで同じラインを２回繰り返して読み出す
動作を行う時間軸圧縮処理をするので、図１０に示すよ
うに、倍速動作の順次走査方式の信号に変換できる。

【００７５】以上述べたように、時間軸圧縮処理ライン
メモリを擁した第１のＴ−ＨＰＦ回路、第１の遅延回
路、第２の遅延回路及び第２のＴ−ＨＰＦ回路を備える
走査線変換回路では、１フィールドあたりの有効走査線
が１８０本の連続する２つのフィールドの映像信号を使
って、１フィールドあたりの有効走査線が３６０本の映
像信号から、１フィールドあたりの有効走査線が２４０
本の映像信号に変換する。すなわち１フィールド前の映
像信号と、現映像信号から現映像信号と１フィールド前
の映像信号の差分信号を減算した映像信号という連続す
る２つのフィールドの映像信号を使って走査線変換を行
い、その際現映像信号と１フィールド前の映像信号の差
分信号は垂直方向の周波数成分が高いとき大きくしかし
フレーム間の差分信号より大きくなることはないので、
映像信号の静止領域においては、入力信号と同等の連続
する２つのフィールドの映像信号から変換するため、垂
直方向の周波数の中抜けの発生を極力抑えて走査線変換
前の垂直方向の周波数成分を変換後でも再現する。

【００７６】一方映像信号の動領域においては、１フィ
ールド前の映像信号と１フィールド前と同等の映像信号
から変換するため、時間方向の相関性が低い領域でも残
像などの雑音の発生を極力抑えて走査線の変換を行うこ
とができる。加えてインターレース走査方式の入力映像
信号を倍速動作の順次走査方式の信号に変換しながら、
動き適応型の走査線の変換を行うことができる。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば、１フィールド前の映像
信号と、現映像信号から現映像信号と１フィールド前の
映像信号の差分信号を減算した映像信号という連続する
２つのフィールドの映像信号を使って走査線変換を行う
から、映像信号の静止領域においては、入力信号と同等
の連続する２つのフィールドの映像信号から変換するた
め、垂直方向の周波数の中抜けの発生を抑えて走査線変
換前の垂直方向の周波数成分を変換後でも再現する。一
方映像の動領域においては、１フィールド前の映像信号
と1フィールド前と同等の映像信号から変換するため、時
間方向の相関性が低い領域でも残像などの雑音の発生を
抑えて走査線の変換を行うことができる。

【００７８】また映像の静止領域と動領域それぞれに最
適な走査線変換を行うがその判別を行うための動き検出
回路を特別設ける必要も無く、回路の初段で走査線数を
疑似的に増やしているため簡素に安価な構成とすること
ができる。さらにテンポラルハイパスフィルタ回路を具
備し、時間方向の高域成分を効果的に除去しているので
映像の静止領域では映像に重畳している雑音を抑圧し画
質の改善ができるという、動き適応型の走査線の変換を
行うことができる。

【００７９】更に、時間軸圧縮処理ラインメモリを擁し
た第１のＴ−ＨＰＦ回路、第１の遅延回路、第２の遅延
回路及び第２のＴ−ＨＰＦ回路を備える走査線変換回路
とすることで、入力映像信号をサンプリングした所定の
周波数のクロックで順次書き込んだ後読みだし時には２
倍の周波数のクロックで同じラインを２回繰り返して読
み出す動作を行う時間軸圧縮処理ラインメモリ回路を具
備されているから、インターレース走査方式の入力映像
信号を倍速動作の順次走査方式の信号に変換しながら、
動き感応型の走査線の変換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る走査線変換回路の一実施形態を示
すブロック図である。

【図２】図１の走査線変換回路による走査線の垂直−時
間の補間動作を示す説明図である。

【図３】図１の走査線変換回路による各処理における走
査線の垂直−振幅を示す説明図である。

【図４】図１の走査線変換回路による走査線変換の垂直
−時間周波数スペクトルを示す特性図である。

【図５】図１の走査線変換回路による補間フィルタの特
性図である。

【図６】図１の走査線変換回路における第１のＴ−ＨＰ
Ｆ回路の一例を示すブロック図である。

【図７】図１の走査線変換回路における各回路のライン
メモリの出力タイミングを示すタイミングチャートであ
る。

【図８】図１の走査線変換回路における各回路の補間動
作による走査線の垂直−時間を示す説明図である。

【図９】図１の走査線変換回路による変換動作の映像信
号の変遷を示す波形図である。

【図１０】図１の走査線変換回路における第１の遅延回
路の一例を示すブロック図である。

【図１１】図１の走査線変換回路における第２の遅延回
路の一例を示すブロック図である。

【図１２】図１の走査線変換回路における第２のＴ−Ｈ
ＰＦ回路の一例を示すブロック図である。

【図１３】図１の走査線変換回路におけるフィールド間
適応化回路の一例を示すブロック図である。

【図１４】図１３のフィールド間適応化回路の動作特性
を示す特性図である。

【図１５】図１の走査線変換回路におけるフィールド間
適応化回路の他の例を示すブロック図である。

【図１６】図１５のフィールド間適応化回路の動作特性
を示す特性図である。

【図１７】図１の走査線変換回路における第１のＴ−Ｈ
ＰＦ回路の他の例を示すブロック図である。

【図１８】図１の走査線変換回路における第１の遅延回
路の他の例を示すブロック図である。

【図１９】図１の走査線変換回路における第２の遅延回
路の他の例を示すブロック図である。

【図２０】図１の走査線変換回路における第２のＴ−Ｈ
ＰＦ回路の他の例を示すブロック図である。

【図２１】図１７〜図２０の各回路のラインメモリの出
力タイミングを示すタイミングチャートである。

【図２２】従来のフィールド内走査線変換回路を示すブ
ロック図である。

【図２３】従来のフィールド内走査線変換回路による走
査線の垂直−時間の補間動作を示す説明図である。

【図２４】従来のフィールド内走査線変換回路による各
処理における走査線の垂直−振幅を示す説明図である。

【図２５】従来のフィールド内走査線変換回路による走
査線変換の垂直−時間周波数スペクトルを示す特性図で
ある。

【図２６】従来のフィールド内走査線変換回路による補
間フィルタの特性図である。

【図２７】従来のフィールド間走査線変換回路を示すブ
ロック図である。

【図２８】従来のフィールド間走査線変換回路による走
査線の垂直−時間の補間動作を示す説明図である。

【図２９】従来のフィールド間走査線変換回路による各
処理における走査線の垂直−振幅を示す説明図である。

【図３０】従来のフィールド間走査線変換回路による走
査線変換の垂直−時間周波数スペクトルを示す特性図で
ある。

【図３１】従来のフィールド内走査線変換回路による補
間フィルタの特性図である。

【符号の説明】

１，３，２８，５１，５９，６３ フィールドメモリ回
路 ２，４ Ｔ−ＨＰＦ回路 ５ フィールド間適応化回路 ６，９ 遅延回路 ７，２１，３３，３６，３９ 減算回路 ８，１０，１５，２０，２７，３２，５５，５７，６
２，６６ 乗算回路 １１，２６，５８，６７ 加算回路 １２，１３，１７，１８，２２，２３，２９，３０，４
０，４１，４３，４４，５２，５３，６０，６４ ライ
ンメモリ回路 １４，１９，２４，２５，３１，４２，４５，５４，５
６，６１，６５ 選択回路 １６ フレームメモリ回路 ３４ 信号レベル検出回路 ３５，３８ 信号レベル制御回路 ３７ 信号レベル比較回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定のクロックでサンプリングされた入
   力映像信号を順次書き込んだ後読みだし時には一定期間
   順次読みだし一定期間読みだし禁止を繰り返す動作を行
   う第１のフィールドメモリ回路と、 該第１のフィールドメモリ回路の出力信号のフレーム間
   での時間方向の高域成分を抽出する第１のテンポラルハ
   イパスフィルタ回路と、 前記第１のフィールドメモリ回路の出力信号を１フィー
   ルド遅延する第２のフィールドメモリ回路と、 該第２のフィールドメモリ回路の出力信号のフィールド
   間での時間方向の高域成分を抽出する第２のテンポラル
   ハイパスフィルタ回路と、 前記第１のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信号
   と前記第２のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信
   号からフィールド間での時間方向の高域成分を生成する
   フィールド間適応化回路と、 前記第１のフィールドメモリ回路の出力信号を任意のラ
   イン分遅延させる第１の遅延回路と、 該第１の遅延回路の出力信号から前記フィールド間適応
   化回路の出力信号を減算する減算回路と、 該減算回路の出力信号にライン毎に適切な係数を乗算す
   る第１の乗算回路と、 前記第２のフィールドメモリ回路の出力信号を任意のラ
   イン分遅延させる第２の遅延回路と、 該第２の遅延回路の出力信号にライン毎に適切な係数を
   乗算する第２の乗算回路と、 前記第１の乗算回路の出力信号と前記第２の乗算回路の
   出力信号を加算する加算回路と、を備え、 フィールド間の信号処理による入力映像信号の時間方向
   の変化に対応できることを特徴とする動き適応型走査線
   変換回路。
2. 【請求項２】 前記第１の遅延回路及び第２の遅延回路
   は、入力信号を直列に繋いだ複数のラインメモリ回路
   と、各々の該ラインメモリ回路の出力を選択し出力する
   選択回路とからなることを特徴とする請求項１記載の動
   き適応型走査線変換回路。
3. 【請求項３】 前記第１のテンポラルハイパスフィルタ
   回路は、 入力信号を任意のライン分遅延させるために複数のライ
   ンメモリを直列に繋いだ第１のフィルタ用ラインメモリ
   回路と、 該第１のフィルタ用ラインメモリ回路の複数のラインメ
   モリの出力を選択し出力する第１のフィルタ用選択回路
   と、 該第１のフィルタ用選択回路の出力信号にライン毎に適
   切な係数を乗算する第１のフィルタ用乗算回路と、 前記入力信号を１フレーム遅延するフィルタ用フレーム
   メモリ回路と、 該フレームメモリ回路の出力信号を任意のライン分遅延
   させるために複数のラインメモリを直列に繋いだ第２の
   フィルタ用ラインメモリ回路と、 該第２のフィルタ用ラインメモリ回路の複数のラインメ
   モリの出力を選択し出力する第２のフィルタ用選択回路
   と、 該第２のフィルタ用選択回路の出力信号にライン毎に適
   切な係数を乗算する第２のフィルタ用乗算回路と、 前記第１のフィルタ用乗算回路の出力信号から前記第２
   のフィルタ用乗算回路の出力信号を減算するフィルタ用
   減算回路と、からなることを特徴とする請求項１記載の
   動き適応型走査線変換回路。
4. 【請求項４】 前記第２のテンポラルハイパスフィルタ
   回路は、 入力信号を任意のライン分遅延させるために複数のライ
   ンメモリを直列に繋いだ第１のフィルタ用ラインメモリ
   回路と、 該第１のフィルタ用ラインメモリ回路の複数のラインメ
   モリの出力を選択し出力する第１のフィルタ用選択回路
   と、 該第１のフィルタ用選択回路の出力信号にライン毎に適
   切な係数を乗算する第１のフィルタ用乗算回路と、 前記入力信号を１フィールド遅延するフィルタ用フィー
   ルドメモリ回路と、 該フィルタ用フィールドメモリ回路の出力信号を任意の
   ライン分遅延させるために複数のラインメモリを直列に
   繋いだ第２のフィルタ用ラインメモリ回路と、 該第２のフィルタ用ラインメモリ回路の複数のラインメ
   モリの出力を選択し出力する第２のフィルタ用選択回路
   と、 該第２のフィルタ用選択回路の出力信号にライン毎に適
   切な係数を乗算する第２のフィルタ用乗算回路と、 前記第１のフィルタ用乗算回路の出力信号から前記第２
   のフィルタ用乗算回路の出力信号を減算するフィルタ用
   減算回路と、からなることを特徴とする請求項１記載の
   動き適応型走査線変換回路。
5. 【請求項５】 前記第２のテンポラルハイパスフィルタ
   回路は、 入力信号を任意のライン分遅延させるために複数のライ
   ンメモリを直列に繋いだ第１のフィルタ用ラインメモリ
   回路と、 該第１のフィルタ用ラインメモリ回路の複数のラインメ
   モリの出力を選択し出力する２個の第１のフィルタ用選
   択回路と、 該第１のフィルタ用選択回路の出力信号を加算するフィ
   ルタ用加算回路と、 該フィルタ用加算回路の出力信号にライン毎に適切な係
   数を乗算する第１のフィルタ用乗算回路と、 前記入力信号を１フィールド遅延するフィルタ用フィー
   ルドメモリ回路と、 該フィルタ用フィールドメモリ回路の出力信号を任意の
   ライン分遅延させるために複数のラインメモリを直列に
   繋いだ第２のフィルタ用ラインメモリ回路と、 該第２のフィルタ用ラインメモリ回路の複数のラインメ
   モリの出力を選択し出力する第３のフィルタ用選択回路
   と、 該第３のフィルタ用選択回路の出力信号にライン毎に適
   切な係数を乗算する第２のフィルタ用乗算回路と、 前記第１のフィルタ用乗算回路の出力信号から前記第２
   のフィルタ用乗算回路の出力信号を減算するフィルタ用
   減算回路と、からなることを特徴とする請求項１記載の
   動き適応型走査線変換回路。
6. 【請求項６】 前記フィールド間適応化回路は、 前記第１のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信号
   の振幅レベルを検出しその振幅レベルに応じた制御信号
   を出力する信号レベル検出回路と、 該信号レベル検出回路から出力される制御信号により前
   記第２のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信号の
   振幅レベルを制限して出力する信号レベル制御信号と、 前記第１のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信号
   から前記信号レベル制御回路の出力信号を減算する適応
   化回路用減算回路と、からなることを特徴とする請求項
   １記載の動き適応型走査線変換回路。
7. 【請求項７】 前記フィールド間適応化回路が、 前記第２のテンポラルハイパスフィルタ回路中の第１の
   選択回路の出力信号と前記第１の加算回路の出力信号の
   振幅レベルを比較した結果と前記第１のテンポラルハイ
   パスフィルタ回路の出力信号の振幅レベルからその振幅
   レベルに応じた制御信号を出力する信号レベル比較回路
   と、 該信号レベル比較回路から出力される制御信号により前
   記第２のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信号の
   振幅レベルを制限して出力する信号レベル制御回路と、 前記第１のテンポラルハイパスフィルタ回路の出力信号
   から前記信号レベル制御回路の出力信号を減算する適応
   化回路用減算回路と、からなることを特徴とする請求項
   １記載の動き適応型走査線変換回路。