JPH11112941A - Interpolation method in vertical direction of television signal, aspect ratio conversion method, and frame image picture configuration method - Google Patents
Interpolation method in vertical direction of television signal, aspect ratio conversion method, and frame image picture configuration methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はテレビ受像機や光デ
ィスク再生装置などのAV機器に適用して好適なテレビ
ジョン信号の垂直方向の補間方法に関するものであり、
アスペクト比変換やフィールド画像から高品質なフレー
ム画像を得ようとする場合の技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical interpolation method of a television signal suitable for application to AV equipment such as a television receiver and an optical disk reproducing apparatus.
The present invention relates to a technique for obtaining a high-quality frame image from an aspect ratio conversion and a field image.
【0002】[0002]
【従来の技術】以下図1、図2、図3及び図4を用いて
従来のテレビジョン信号の垂直方向の補間方法について
説明する。なお、以下ではアスペクト4:3のレターボ
ックス画像(上下に垂直方向全体の1/8ずつ無画部の
存在する有効画像領域のアスペクト比が16:9の画
像)から垂直方向に補間を行ってアスペクト比4:3の
スクイーズ画像(アスペクト比4:3のテレビで見ると
縦長に見える画像)を得る場合を例に説明する。2. Description of the Related Art A conventional method for vertically interpolating television signals will be described below with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 4. FIG. In the following, interpolation is performed in the vertical direction from a letterbox image having an aspect ratio of 4: 3 (an image having an effective image area having an aspect ratio of 16: 9 in which a non-image portion exists in the vertical direction by 1/8 of the entire vertical direction). An example will be described in which a squeeze image having an aspect ratio of 4: 3 (an image which is viewed vertically on a television having an aspect ratio of 4: 3) is obtained.
【0003】図1(a)は原画像のラインの位置を示
す。従来の方法では図1(b)に示すように、補間画像
の特定のラインを原画像の対応するラインに一致させ
て、そこから順にラインの補間を原画像の対応する上下
のラインから演算していくのが一般的であった。FIG. 1A shows a line position of an original image. In the conventional method, as shown in FIG. 1B, a specific line of the interpolated image is matched with the corresponding line of the original image, and the line interpolation is sequentially performed from the corresponding upper and lower lines of the original image. It was common to go.
【0004】図2は、図1に示した補間の演算を線形補
間を用いて行う代表的な回路構成である。装置の入力端
子10から入力されたテレビジョン信号は同期分離回路
70に送られると共にラインメモリ30で1水平走査期
間のタイムシフトが行われる。ラインカウンタ80は同
期分離回路70で得た水平及び垂直の同期信号をもと
に、補間後の画像のライン番号を計数している。計数制
御回路90はラインカウンタ80からのライン番号にし
たがって係数を発生し、定数倍器40及び50を制御す
る。定数倍器40及び50はそれぞれ対応する原画像の
1水平走査期間前の信号及び現在の信号に係数を乗算し
て出力する。加算器60は定数倍器40及び50の出力
を加算して出力し、装置の出力端子20から出力信号と
して出力する。FIG. 2 shows a typical circuit configuration for performing the interpolation operation shown in FIG. 1 using linear interpolation. The television signal input from the input terminal 10 of the apparatus is sent to the sync separation circuit 70 and the line memory 30 performs a time shift of one horizontal scanning period. The line counter 80 counts the line numbers of the interpolated image based on the horizontal and vertical synchronization signals obtained by the synchronization separation circuit 70. The count control circuit 90 generates a coefficient according to the line number from the line counter 80, and controls the constant multipliers 40 and 50. Each of the constant multipliers 40 and 50 multiplies the signal of the corresponding original image one horizontal scanning period before and the current signal by a coefficient and outputs the result. The adder 60 adds and outputs the outputs of the constant multipliers 40 and 50, and outputs the result from the output terminal 20 of the device as an output signal.
【0005】図3(a)は図2における係数制御回路9
0の係数の発生順について示した図である。係数制御回
路90では図1(b)に示したように原画像の対応する
走査線との距離が1/4,1/2,3/4,0となるよ
うに、係数p,qが(1/4,3/4),(1/2,1
/2),(3/4,1/4),(1,0)となる値を発
生する。FIG. 3A shows a coefficient control circuit 9 shown in FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating the order in which coefficients of 0 occur. In the coefficient control circuit 90, as shown in FIG. 1B, the coefficients p and q are set so that the distance from the corresponding scanning line of the original image is 1/4, 1/2, 3/4, 0. 1/4, 3/4), (1/2, 1
/ 2), (3/4, 1/4), (1, 0).
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】以上図1(b)、図2
及び図3(a)により示した、垂直方向の補間方法は従
来より用いられているアスペクト比の変換方法である。
しかしながら、このような構成では、補間ラインと対応
する原画像のラインからの距離によって周波数特性が異
なるので、垂直方向の高域成分については補間ラインに
よって著しく異なってくる。即ち、補間ラインが原画像
のラインに近いほど垂直方向の解像度が充分に伸びる
が、補間ラインが原画像のラインから遠くなるほど解像
度が劣化する。図4は線形補間を用いて垂直方向に補間
した時の垂直周波数特性について示した図である。原画
像のラインをそのまま出力した場合には、同図(a)に
示すように原画像の持つ周波数特性がそのまま維持され
るが、原画像のラインから遠ざかるに従って同図のB線
に示すように垂直周波数特性が劣化し、原画像間の中央
を線形補間により得た場合には同図C線に示すように垂
直周波数特性が最も悪くなる。FIG. 1 (b) and FIG.
The vertical interpolation method shown in FIG. 3A and FIG. 3A is an aspect ratio conversion method conventionally used.
However, in such a configuration, since the frequency characteristics differ depending on the distance from the line of the original image corresponding to the interpolation line, the high-frequency component in the vertical direction differs significantly depending on the interpolation line. That is, the resolution in the vertical direction is sufficiently increased as the interpolation line is closer to the line of the original image, but the resolution is deteriorated as the interpolation line is farther from the line of the original image. FIG. 4 is a diagram illustrating a vertical frequency characteristic when interpolation is performed in the vertical direction using linear interpolation. When the line of the original image is output as it is, the frequency characteristic of the original image is maintained as shown in FIG. 9A, but as the distance from the line of the original image increases, as shown in FIG. When the vertical frequency characteristic is degraded and the center between the original images is obtained by linear interpolation, the vertical frequency characteristic becomes the worst as shown by the line C in FIG.
【0007】図1(b)で示したように原画像との距離
がそれぞれ1/4,1/2,3/4,0となるような位
置を補間により求めていった場合には、図4(a)に示
すA〜C線で示す様々な周波数特性のラインが周期的に
繰り返し補間ラインとして得ることになる。即ち周波数
特性がライン毎に同図(a)においてA〜Cまで大幅に
変化する補間画像を得ることになる。この結果、画面全
体が芝生や砂地などのような高域成分を多く含むような
画面を垂直方向にパンした場合などの補間後の画面は、
ライン毎に垂直方向の周波数特性が異なるので、垂直方
向に画面がギクシャクして見えたりするなどの著しい画
質劣化を来すという課題を有していた。[0007] As shown in FIG. 1B, when the positions at which the distances from the original image are 1/4, 1/2, 3/4, and 0 are obtained by interpolation, FIG. Lines having various frequency characteristics indicated by lines A to C shown in FIG. 4A are periodically obtained as interpolation lines repeatedly. That is, an interpolated image whose frequency characteristic changes greatly from A to C in FIG. As a result, the screen after interpolation, such as when panning the screen in which the entire screen contains many high-frequency components such as lawn or sand, in the vertical direction,
Since the frequency characteristics in the vertical direction are different for each line, there is a problem that the image quality is remarkably degraded such that the screen looks jerky in the vertical direction.
【0008】また、このような課題を解決するために、
多項式による補間など補間の精度をあげて補間後の垂直
周波数の劣化を防ぐ方法もあるが、垂直方向の補間に必
要な補間フィルタのタップ数の増大や、演算語長の増大
など、回路規模の増大が課題とされていた。In order to solve such a problem,
There are methods such as polynomial interpolation to increase the accuracy of interpolation to prevent the deterioration of the vertical frequency after interpolation.However, the number of taps of the interpolation filter necessary for interpolation in the vertical direction and the length of operation words are increased. Growth was a challenge.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によるテレビジョ
ン信号の垂直補間方法では、補間後の各ラインの位置を
対応する原画像のラインとの距離がほぼ一定となるよう
に選び、補間後の各ラインの垂直周波数特性が略一定と
なるようにして補間を行う。In the vertical interpolation method of a television signal according to the present invention, the position of each line after interpolation is selected so that the distance from the corresponding line of the original image is substantially constant, and the position after interpolation is selected. Interpolation is performed such that the vertical frequency characteristics of each line are substantially constant.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、補間後の各ラインの位置と補間前の対応する各ライ
ンの位置との距離がほぼ一定となるように、各ラインの
相対的な位置を決めて補間するように構成したので、補
間後の各ライン間での垂直周波数特性のばらつきを最小
限にすることができ、高域成分の多い画面がパンされた
とき等にでもざわつきの無い高品質な画像を得ることが
できるという作用を有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is such that the distance between each line position after interpolation and the position of each corresponding line before interpolation is substantially constant. Since the interpolation is performed by determining the relative position, it is possible to minimize the variation of the vertical frequency characteristics between the respective lines after the interpolation, and when the screen having many high frequency components is panned, etc. However, it has an effect that a high-quality image free from roughness can be obtained.
【0011】本発明の請求項2に記載の発明は、アスペ
クト比4:3のレターボックス画像から垂直方向の補間
を行ってアスペクト比4:3のスクイーズ画像を構成す
る際に、補間後の各ラインの位置と補間前の対応する各
ラインの位置との距離が、ほぼ一定となるように補間画
像の走査線の位置を構成したので、補間後の各ラインで
の垂直周波数特性のばらつきを最小限にすることがで
き、高域成分の多い画面がパンされたとき等にでもざわ
つきの無い高品質な画像を得ることができるという作用
を有する。According to a second aspect of the present invention, when a squeezed image having an aspect ratio of 4: 3 is formed by performing vertical interpolation from a letterbox image having an aspect ratio of 4: 3, Since the positions of the scanning lines of the interpolated image are configured so that the distance between the position of the line and the position of each corresponding line before interpolation is substantially constant, variations in the vertical frequency characteristics of each line after interpolation are minimized. It is possible to obtain a high-quality image with no roughness even when a screen having many high-frequency components is panned.
【0012】本発明の請求項3に記載の発明は、テレビ
ジョン信号のフィールド画像から垂直方向の補間を行っ
てフレーム画像を構成する際に、補間後の各ラインの位
置と補間前の対応する各ラインの位置との距離が一定と
なるように補間画像のラインの位置を構成したので、補
間後の各ライン間での垂直周波数特性のばらつきを一定
にすることができ、高域成分の多い画面がパンされたと
き等にでもざわつきの無い高品質な画像を得ることがで
きるという作用を有する。According to a third aspect of the present invention, when a frame image is constructed by performing vertical interpolation from a field image of a television signal, the position of each line after interpolation corresponds to the position before interpolation. Since the positions of the lines of the interpolated image are configured so that the distance from the position of each line is constant, it is possible to make the variation of the vertical frequency characteristic between the lines after interpolation constant, and there are many high frequency components. This has the effect that a high-quality image free from roughness can be obtained even when the screen is panned.
【0013】以下本発明の実施の形態について図1を用
いて説明する。 (実施の形態1)図1(c)は本発明の実施の形態につ
いて示す。本発明によるテレビジョン信号の補間方法で
は、補間画像の走査線の位置を原画像からずらして配置
(図1(c)では1/8だけ上方向に設定してある)。
この構成により、補間画像の各走査線と対応する原画像
の走査線との距離は図1(c)に示すように、1/8,
1/8,3/8,3/8となり、各走査線と原画像の走
査線との距離の変化を(3/8−1/8=1/4)と小
さくできる。図4(b)はこの時の各ライン毎の垂直周
波数特性に示した図であり同図(b)に示すD線とE線
のように、垂直周波数特性の変化を小さくできる。この
結果、高域成分の多い画面がパンされたとき等にでもざ
わつきの無い高品質な画像を得ることができる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. (Embodiment 1) FIG. 1C shows an embodiment of the present invention. In the television signal interpolation method according to the present invention, the positions of the scanning lines of the interpolated image are arranged so as to be shifted from the original image (in FIG. 1C, the scanning line is set upward by 1/8).
With this configuration, the distance between each scanning line of the interpolation image and the corresponding scanning line of the original image is 1/8, as shown in FIG.
1/8, 3/8, and 3/8, and the change in the distance between each scanning line and the scanning line of the original image can be reduced to (3 / 8-1 / 8 = 1/4). FIG. 4B is a diagram showing the vertical frequency characteristics of each line at this time, and a change in the vertical frequency characteristics can be reduced as indicated by the lines D and E shown in FIG. 4B. As a result, it is possible to obtain a high-quality image free from roughness even when a screen having many high-frequency components is panned.
【0014】また、本発明による回路構成についても、
従来例と同様係数の制御方法を変更しただけで実施でき
るので、図2に示した構成と全く同様に構成できる。図
3(b)は図2における係数制御回路90の係数の発生
順について示した図である。係数制御回路90では図1
(c)に示したように原画像の対応する走査線との距離
が1/8,1/8,3/8,3/8となるように、係数
p,qが(7/8,1/8),(1/8,7/8),
(3/8,5/8),(5/8,3/8)となる値を発
生する。The circuit configuration according to the present invention also includes:
Since the present embodiment can be implemented only by changing the coefficient control method as in the conventional example, the configuration can be exactly the same as the configuration shown in FIG. FIG. 3B is a diagram showing the order in which the coefficients are generated by the coefficient control circuit 90 in FIG. In the coefficient control circuit 90, FIG.
As shown in (c), the coefficients p and q are set to (7/8, 1) so that the distance from the corresponding scanning line of the original image becomes 1/8, 1/8, 3/8, and 3/8. / 8), (1/8, 7/8),
The values (3/8, 5/8) and (5/8, 3/8) are generated.
【0015】(実施の形態2)図5は本発明におけるも
う一つの実施の形態について示したもので、フィールド
画像からフレーム画像を構成する場合に適用したもので
ある。図5(a)はフィールド画像を構成するラインを
示し、同図(b)は従来の方法によるフレーム画像の構
成方法を、また、同図(c)に本発明によるフレーム画
像の構成方法を示す。従来は同図(b)に示すように、
原画像と同じラインを出力すると共に、各ラインの中央
を補間により得てフレーム画像を構成するのが一般的に
行われてきたが、前述の図4でも述べた通り、周波数特
性の変化がライン間で著しい。そこで本発明による補間
の方法では、原画像のラインを直接出力するのでは無
く、1/4だけずらしたラインを補間により得るように
構成してある。このとき、補間により求めるべきもう一
つのラインも同図(c)に示す通り、原画像から1/4
の距離のところに位置させることができる。従ってこの
場合、補間画像の各ラインはいずれも原画像から等距離
にあり、垂直周波数特性は常に一定となる。この結果、
高域成分の多い画面がパンされたとき等にでもざわつき
の無い高品質な画像を得ることができる。(Embodiment 2) FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, which is applied to a case where a frame image is formed from a field image. FIG. 5A shows lines constituting a field image, FIG. 5B shows a method of constructing a frame image according to a conventional method, and FIG. 5C shows a method of constructing a frame image according to the present invention. . Conventionally, as shown in FIG.
It has been common practice to output the same lines as the original image and obtain the center of each line by interpolation to form a frame image. However, as described in FIG. Notable among. Therefore, the interpolation method according to the present invention is configured not to directly output the lines of the original image, but to obtain lines shifted by 1/4 by interpolation. At this time, another line to be obtained by interpolation is 1 / of the original image as shown in FIG.
At a distance of Accordingly, in this case, all the lines of the interpolation image are equidistant from the original image, and the vertical frequency characteristics are always constant. As a result,
Even when a screen having many high-frequency components is panned, it is possible to obtain a high-quality image without any noise.
【0016】以上の実施の形態では、アスペクト比の変
換やフィールド画像からフレーム画像を構成する場合を
例にとり説明したが、垂直方向に補間を行ってライン数
を増やす場合には、例えばNTSC方式からPAL方式
やHDTV方式への変換など、その適用範囲は当然含ま
れることは言うまでもない。また、本発明では垂直方向
に補間を行ってライン数を増やす場合について説明して
きたが、垂直方向に補間を行いつつライン数を減らす場
合にも同様に適用することができ、本発明の範囲に含ま
れることは自明である。In the above embodiment, the case where the frame image is formed from the conversion of the aspect ratio and the field image has been described as an example. However, when the number of lines is increased by performing the interpolation in the vertical direction, for example, the NTSC system is used. It goes without saying that the applicable range such as conversion to the PAL system or the HDTV system is naturally included. In the present invention, the case where the number of lines is increased by performing interpolation in the vertical direction has been described. However, the present invention can be similarly applied to the case where the number of lines is reduced while performing interpolation in the vertical direction. It is self-evident.
【0017】[0017]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、テレビジ
ョン信号を垂直方向に補間してアスペクト比を変換する
場合や、フィールド画像から垂直方向の補間によりフレ
ーム画像を構成する場合にも、補間後の各ラインの位置
と補間前の対応する各ラインの位置との距離がほぼ一定
となるように、各ラインの相対的な位置を決めて補間す
るように構成したので、補間後の各ライン間での垂直周
波数特性のばらつきを最小限にすることができ、高域成
分の多い画面がパンされたとき等にでもざわつきの無い
高品質な画像を得ることができるという有利な効果が得
られる。また、補間ラインの位置の決定には補間の際の
係数を変更するだけで構成できるので、従来と全く同じ
回路構成で実現できるという有利な効果が得られる。As described above, according to the present invention, even when a television signal is vertically interpolated to convert the aspect ratio, or when a frame image is constructed from a field image by vertical interpolation, Since the distance between the position of each line after interpolation and the position of the corresponding line before interpolation is almost constant, the relative position of each line is determined and interpolation is performed. The advantage that the variation of the vertical frequency characteristic between lines can be minimized, and a high-quality image without roughness can be obtained even when a screen having many high-frequency components is panned. Can be Further, since the position of the interpolation line can be determined only by changing the coefficient at the time of interpolation, an advantageous effect that it can be realized with the same circuit configuration as in the related art is obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の第1の実施の形態による動作と従来の
方法による動作を示す比較説明図FIG. 1 is a comparative explanatory diagram showing an operation according to a first embodiment of the present invention and an operation according to a conventional method.
【図2】垂直方向の補間方法に使用される回路構成のブ
ロック図FIG. 2 is a block diagram of a circuit configuration used for a vertical interpolation method.
【図3】図2で示される係数制御回路90の係数発生順
について示す図FIG. 3 is a diagram showing a coefficient generation order of a coefficient control circuit 90 shown in FIG. 2;
【図4】垂直方向の補間により起こる垂直周波数特性の
劣化について示す周波数特性図FIG. 4 is a frequency characteristic diagram showing deterioration of vertical frequency characteristics caused by vertical interpolation.
【図5】本発明の第2の実施の形態による動作と従来の
方法による動作を示す説明図FIG. 5 is an explanatory diagram showing an operation according to the second embodiment of the present invention and an operation according to a conventional method.
10 入力端子 20 出力端子 30 ラインメモリ 40,50 定数倍器 60 加算器 70 同期分離回路 80 ラインカウンタ 90 係数制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Input terminal 20 Output terminal 30 Line memory 40, 50 Constant multiplier 60 Adder 70 Synchronization separation circuit 80 Line counter 90 Coefficient control circuit
Claims (3)
ン数を増やす際に、補間後の各走査線の位置と補間前の
対応する各走査線の位置との距離がほぼ一定となるよう
に、補間画像の各走査線の位置を決めて補間するように
構成したことを特徴とするテレビジョン信号の垂直方向
の補間方法。When the number of lines is increased by vertically interpolating scanning lines of an original image, the distance between the position of each scanning line after interpolation and the position of each corresponding scanning line before interpolation is substantially constant. A method of vertically interpolating a television signal, wherein a position of each scanning line of an interpolated image is determined and interpolated.
から垂直方向の補間を行ってアスペクト比4:3のスク
イーズ画像を構成する際に、補間後の各走査線の位置と
補間前の対応する各走査線の位置との距離が、ほぼ一定
となるように補間画像の走査線の位置を構成したことを
特徴とするテレビジョン信号のアスペクト比変換方法。2. When a vertical squeeze image having an aspect ratio of 4: 3 is formed by performing vertical interpolation from a letterbox image having an aspect ratio of 4: 3, the position of each scanning line after interpolation and the corresponding position before interpolation are provided. A method for converting the aspect ratio of a television signal, wherein a position of a scanning line of an interpolation image is configured such that a distance from the position of each scanning line is substantially constant.
直方向の補間を行ってフレーム画像を構成する際に、補
間後の各走査線の位置と補間前の対応する各走査線の位
置との距離が一定となるように補間画像の走査線の位置
を構成したことを特徴とするテレビジョン信号のフレー
ム画像構成方法。3. When a frame image is constructed by performing vertical interpolation from a field image of a television signal, the distance between the position of each scanning line after interpolation and the position of each corresponding scanning line before interpolation is determined. A method of constructing a frame image of a television signal, wherein the positions of scanning lines of an interpolation image are configured to be constant.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9274120A JPH11112941A (en) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | Interpolation method in vertical direction of television signal, aspect ratio conversion method, and frame image picture configuration method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9274120A JPH11112941A (en) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | Interpolation method in vertical direction of television signal, aspect ratio conversion method, and frame image picture configuration method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11112941A true JPH11112941A (en) | 1999-04-23 |
Family
ID=17537306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9274120A Pending JPH11112941A (en) | 1997-10-07 | 1997-10-07 | Interpolation method in vertical direction of television signal, aspect ratio conversion method, and frame image picture configuration method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11112941A (en) |
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1997
- 1997-10-07 JP JP9274120A patent/JPH11112941A/en active Pending
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