JPS61125295A

JPS61125295A - テレビジヨン方式変換方式

Info

Publication number: JPS61125295A
Application number: JP59244638A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Tanaka; 豊田中; Daiji Nishizawa; 台次西澤; Yuichi Ninomiya; 佑一二宮
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 1984-11-21
Filing date: 1984-11-21
Publication date: 1986-06-12
Also published as: JPH0479509B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野〕本発明は、テレビジョン画像信号のフレーム数および走
査線数を変換するテレビジョン方式変換方式に関し、特
に、簡単な構成の回路装置により、方式変換に伴って生
ずる動き画像のぼけおよびジャキーネスなどの画質劣化
を軽減し得るようにしたものである。

（従来技術）従来方式のテレビジョン方式変換装置では、第８図に示
すように、Ｎライン／Ｍフィールド方式のテレビジョン
信号ｉＫライン／Ｌフィールドの異種方式のテレビジョ
ン信号に変換するために、補間フィルタ１と間引き回路
２とにより、時空間線形信号処理を行なって、毎秒フィ
ールド数と走査線数を変換していた。例えば、Ｍ＝６０
フィールド／秒の入力テレビジョン信号１Ｎ＝５０フイ
ールド／秒の出力テレビジョン信号に変換する場合には
、第９図に示すように、入力信号の第】〜第６フイール
ドを出力信号の５フイールドａ〜ｅ′に変換するのが変
換周期となる。かかるフィールド数変換においては、連
続した２フイールドの入力画像信号の中間に位置する新
を−なフィールドの出力画像信号を形成するのに、前後
のフィールドの入力画像信号のカロ重平均を求める線形
信号処理を行なう際に、画像に動きがあると、加重平均
を求める２フイールドの入力画像信号の位置がずれてい
るので、画像のエツジ部にほけやジャキーネスが生じ、
動き画像が著しい画質劣化を来たす、という重大が欠点
があった。

（発明の目的）本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、簡単な
構成の回路により、方式変換を施すべきテレビジョン信
号の画像全体に動きがあっても、変換出力画像信号の動
きほけやジャキー不スによる画質劣化を大幅に軽減し得
るようにしたテレビジョン方式変換方式を提供すること
にある。

（発明の構成）すなわち、本発明テレビジョン方式変換方式は、テレビ
ジョン方式の！換に際し、走査線数の変換に先立って順
次走査に変換した原画像信号のフレーム数を変換するに
当り、連続しｆｃ２フレームの前記原画像信号から線形
内挿により新たなフレームの内挿画像信号を形成すると
ともに、前記原画像信号が表わす画像全体について検出
した平行移動の方向および距離に応じて前記内挿画像信
号が表わす画像全体（Ｉ−平行移動させた動き補償画像
信号を形成し、前記原画像信号のフレーム間差が所定の
閾値を超えないときには前記内挿画像信号の割合いを大
きくシ、前記動き補償画像信号のフレーム間差が所定の
閾値を超えた隔ときには当該動き補償画像信号の割合い
を大きくして、前記内挿画像信号と前記動き補償画像信
号とを加算することにより変換出力画像信号を形成する
ようにしたことを特徴とするものである。

（実施例〕以下に図面を参照して実施例につき本発明の詳細な説明
する。

まず、本発明方式によるテレビジョン方式変換装置の基
本的構成の例を第１図に示す。図示の構成においては、
Ｎライン／Ｍフィールド方式の入力画像信号を順次走査
変換部８に導いて、２；１インターレース走査から順次
走査に変換してＮライン／Ｍフレーム方式の順次走査画
像信号に変換し、引続くフレーム数変換に際して時間軸
方向の情報を有効に利用し得るようにする。ついで、そ
の順次走査画像信号を動き補償型フレーム数変換部４に
導き、Ｎライン／Ｍフレーム方式からＮライン／Ｌフレ
ーム方式に変換するＯこのフレーム数変換に際しては、
カメラのパンやチルトによる一方向性の画像の動きに対
し、動ベクトルを検出し、その勤ベクトルに蟇いて画像
の動きによる変換出力画像の画質劣化を補償する。つい
で、その動き補償変換出力画像信号を走査線数変換部５
および２：ｌインターレース変換部６に順次に供給し、
Ｎライン／Ｌフレーム方式の順次走査画像信号を所要の
にライン／Ｌフィールド方式の２：１インタ一レース走
査画儂信号に変換して取出す。かかる方式変換装置の構
成のうち、順次走査変換部８、走査線数変換部５および
２；１インタ一レース変換部６については従来慣用の技
術によって実現が可能であるので、以下では専ら本発明
による動き補償型フレーム数変換部４について詳細に説
明する。

本発明方式のテレビジョン方式変換装置における動き補
償型フレーム数変換部の詳細構成の例を第２図に示す。

図示の構成によるフレーム数変換部においては、順次走
査画像信号を線形補間フィルタ７、動き調整バッファメ
モリ８および動き争動きベクトル検出回路９に並列に供
給する。線形補間フィルタ７ＦＸ、、従来慣用のものと
同様に、入力順次走査画像信号に対して連続した２フレ
一ム信号の７１０重平均による線形内挿を施し、新たな
内挿フレーム画像信号を形成する。一方、動き調整バッ
ファメモリ８は、一旦記憶した順次走査画像信号につい
て、後述するようにして動き−動きベクトル検出回路９
によって検出した一方向性ベクトル、すなわち、撮像カ
メラのパン、チルトなどによる移動の方向に対応した水
平・垂直画成分を有する動きベクトルθ、により制御し
たメモリアドレスの画像信号を読出すことにより、画像
の動きに対する信号波形のなまりを補償した内挿画像信
号を形成する。なお、この動きベクトルは、】画面、す
なわち、】フレーム毎に１ベクトルが形成されるものと
する。

第８図に、撮像カメラを速度Ｖ□でパン（７ながら、速
度ｖ１の移動物体例えば人物を背景例えば樹木とともに
撮像している状態を示すと、かがる場合には、移動物体
がカメラのパン方向にパン速度と同じ速度で平行移動し
ていることになるので、移動物体については、カメラに
対する相対速度が零となるから、移動物体像は画面上に
おいては静止画像領域となり、反対に、静止している背
景の万が画面上では動き画像領域となる。これに対し、
動き・動きベクトル検出１ｍ路９においては、入力順次
走査画像信号１□のフレーム間差信号に基づいて従来周
知のとおりの動きベクトルθ□を検出し、その動きベク
トルθ□により前述したように動き調整バッファメモリ
８を制御して入力順次走査画像信号１１の動き画像領域
に対して画像の動きによるぼけやジャキーネスを補償し
た動き補償内挿画像信号１□を形成させるとともに、そ
の動き補償内挿画像信号１．と入力順次走査画像信号１
１とのそれぞれのフレーム間差信号のうち、それらの画
像信号を後述するように加重加算して合成する際に、フ
レーム間差信号が小さい方の画像信号１１もしくは１２
に対する加重比を大きくするように後述する可変係数器
１０および１］をそれぞれ制御するようにした動きベク
トルθ２を形成する。

したがって、第２図示の構成により、線形補間フィルタ
７からの線形補間内挿画像信号を可変係数器】０に供給
するとともに、動き調整バッファメモリ８からの動き補
償内挿画像信号を可変係数器】１に供給し、それらの可
変係数器】０および１１の谷保数ｌおよび（１−β）を
動き−動きベクトル検出回路９からの上述した動きベク
トルθ２により相補的に可変制御したうえで、それらの
可変係数器の出力画像信号を加算器】２によりカロ算合
成し、Ｎライン／Ｌフレーム方式のフレーム数変換出力
１１Ｆ＋次走査画像信号として取出せば、第８図につき
前述したパン撮像出力画像信号に対しては、画面上動き
画像領竣となる大面積の背景画像は、画像の動きによる
１１けやジャキーネスの少ない動き補償内挿画像信号成
分の大きい変換出力画像となり、また、画面上静止画像
領域となる移動物体画像は、線形補間による完全な内挿
画像信号成分の大きい変換出力画像信号となり、その結
果、画面全体として画像の動きによる画質劣化が極めて
少ないフレーム数変換出力画像信号が得られる。

上述のような基本構成による本発明方式の動き補償型フ
レーム数変換部の絆細構成の例を第４図に示す。図示の
構成例においては、第２図示の基本構成におけると同様
Ｋ、Ｎライン／Ｍフレーム万式からＮ→イン／Ｌフレー
ム方式へ順次走査画像信号のフレーム数変換金行ない、
フレームメモリ１４、可変係数器１５．１６および加算
器】９が第２図の基本構成における線形補間フィルタフ
に相当し、バッファメモリ（ｆＪ　２２　、２８が動き
調整バッファメモリ８に相当し、動き・動きベクトル検
出回路２４が動き・動きベクトル検出回路９に相当し、
可変係数器１７および１８が可変係数器１０および１１
にそれぞれ相当する。なお、第４図示の構成におけるフ
レーム順位判別回路１３は、第９図につき前述した順次
走査画像信号のフィールド数すなわちフレーム数の変換
過程における１周期の内挿フレームａ〜ｅの変換順位を
判別して指定し、可変係数器１５および１６の係数値を
制御するものである。

可変係数器１５および］６の容体数値に１およびに、は
、第５図に示すように、内挿フレームの前後の第ｎフレ
ームおよび第（ｎ＋１）フレームの中間における位置に
よって相補的に変化し、かかる加重係数値は、第９図に
示した５フレ一ム変換周期の場合には、順次の内挿フレ
ームａ　−ｅについて、つぎの第１表に示すようになる
。

第　　１　　表なお、バッファメモリ（ｆ’）　２２および２８におけ
る画像の動き調整のための画像信号書込み・読出し間の
遅延量は、第２図示の基本構成におけると同様に、動き
・動きベク）Ａ検出回路２４からの動きベクトルのアド
レス量を表わす検出出力信号ｅおよびｆによってそれぞ
れ制御される。

フレーム数変換過程における第ｎフレームト第（ｎ＋１
）フレームの入力画像信号波形の例を第６図にそれぞれ
実線で示し、その中間の内挿フレームの補間内挿画像信
号波形を同図に点線で示す０図中、速度ｖｘｉｉｌｉＩ
累／フレームを付して示す矢印は水平方向の動きベクト
ルであり、記号ｖｘ□およびｖＸ２　”それぞれ付した
矢印は第ｎフレームおよび第（ｎ＋１）フレームの入力
画像信号に対するそれぞれの動き補正量であり、それら
の入力フレームの中間における内挿フレームの位置に応
じてつぎのようになる。

Ｖ　　＝に−Ｖ　　　、　　Ｖ　　＝−ｋｌ−ＶＸＸＩ
　　　　　＋１　　　　Ｘ　　　　　　　　　Ｘ１１上
式で表わされる動き補正量叛、およびｖｘｓが動き・動
きベクトル検出回路２４の検出出力ｇＩ号ｅおよびｆと
なる。

かかる動き・動きベクトル検出回路の詳細構成の例を第
７図に示す０図示の構成においては、第４図示のフレー
ム数変換部におけるフレームメモリ１４の入出力端から
それぞれ導いた連＃７ｊｔ、２フレームの入力画像信号
ａ、ｂの減算器２５による差分、並びに、それら入力画
像信号ａ、ｂをそれぞれバッファメモリ２２．２８に供
給して動き調整を施した連続２フレームの画像信号Ｃ１
ｄの減算器２６による差分を画像の動′１！５量として
取出し、絶対値器２７並びに２８を介して得たそれぞれ
の絶対値を、入力画像信号ａ、ｂの差分についてはさら
に反転回路２９を介して、非加算混合（ＮＡＭ）回路８
０に供給し、かかる２人力信号のうち大きい万の差分絶
対値Ｃｋ取出す。なお、反転回路２９の介挿により、入
力差分信号（Ｘ）を正規化して（０〜１）とすると、反
転出力信号は（１−Ｘ）となる。かかる非加算混合出力
信号Ｅ′は、第４図示の構成における７ＩＯｊ！器１９
からの線形内挿画像イｇ号と加算器２１からの動き調整
を施した内挿画像信号とのうち、フレーム間差信号が小
さい万を選択するための制御信号ｇとなる。すなわち、
ＮＡＭ回路８０からの非加算混合出力信号２′を、切換
えスイッチ（ＳＷＩＪ　３４の端子（１）に導き、その
切換えスイッチ３４を介し、可変係数器］７に印加して
、線形補間内挿画像信号に乗する係数４を制御するため
の制御信号ｇ、（Ｊ）とするとともに、前述の反転回路
２９と同様に作用する係数器８１に供給して反転信号（
１−１５としたうえで切換えスイッチ（３Ｗ２）８５の
端子（］）に導き、その切換えスイッチ８６を介し、可
変係数器１８に印加して、動き調整内挿画像信号に乗す
る係数（１−１）を制御するための制御信号ｇ、（１−
１）とする０なお、これらの可変係数器１７および１８
にそれぞれ印加する制御信号ｇ□Ｃ１）およびｇ、（１
−１）は、動きベクトル検出回路８６によって一方向性
の動きベクトルβが検出されたとき以外は、線形補間内
挿画像信号をそのままフレーム数変換出力画像信号とし
て取出さなければならないのでおるから、上述した切換
えスイッチ８４の端子（２）には可変係数器１７の係数
Ｅを１とする制御電圧を供給するとともに、切換えスイ
ッチ８５の端子（２）ハ接地して、可変係数器１８の係
数（１−１）を零とする制御電位にし、それらの切換え
スイッチ８４および８５を動きベクトル検出回路８６か
らの動きベクトル検出判定信号βにより制御して、一方
向往動きベクトルが検出されないときには各係数が１＝
１．ｌ−１＝０となるようにする。また、動きベクトル
検出回路８６からの一方向性移動の速度ｖｘに対応した
動きベクトル信号αを係数におよびＩＩ−ｋ）をそれぞ
れ乗する係数器３８および３２に導いて、第５図につき
前述した内挿フレームの前後の入力フレームからの時間
的距りに０およびに、に逆比例して按分し、前後のフレ
ームの入夫画像信号に対する動き補正祉ｖ　およびＶｘ
２にそＩれぞれ相当したメモリアドレス制御信号ｆおよびｅを取
出し、第４図につき前述したように、動き調整用のバッ
ファメモリ（ｆ’１３および２２にそれぞれ供給してそ
の読出しアドレスを制御し、動き補償を行なわさせる。

なお、動きベクトル検出回路８６は、従来、フレーム間
符号化などに慣用のマツチング法あるいはグラディエン
ド法などの動ベクトル検出方法を適用して、従来と同様
に、容易に構成することができる。

（効果）以上の説明から明らかなように、本発明によれば、撮像
カメラをパンあるいはチルトしたときなどの画像の一方
向性の動きに対して、線形補間による内挿画像信号とそ
の内挿画像信号に画像の一方向性移動に応じた補償を施
した動き補償内挿画像信号とを画像の動きの有無乃至程
度に応じた比率で混用することにより、画像エツジ部の
ぼけやジャキーネスなどの画質劣化を低減した状態でフ
レーム数変換を行なうことができる。特に、】フレーム
メモリを用いて線形内挿を行なうようにした線形補間フ
ィルタ金相いれば、簡単な構成の装置によりかかるフレ
ーム数変換を達成することができる。

したがって、本発明方式のフレーム数変換を行なえば、
動きほけやジャキーネス等の画質劣化を（１ｉＪして、
５２５ライン／６０フイ一ルド方式と６２５ライン１５
０フイ一ルド方式との間、あるい１１．１１２５ライン
／６０フイ一ルド方式の高品位テレビジョン信号と６２
５ライン／　５０７　イー　＃　ト方式の標準テレビジ
ョン信号との間の方式変換を良好な画質をもって達成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方式によるテレビジョン方式変換装置の
基本的構成を示すブロック線図、第２図は同じくその方
式変換装置における動き補償型フレーム数変換部の基本
的構成を示すブロック線図、第８図は一方向性の動き画像発生過程の例を示す線図、第４図り本発明方式による動き補償型フレーム数変換部
の詳細構成の例を示すブロック線図、第５図は線形内挿
補間の態様の例を示す線図、第６図は同じくその線形内
挿補間の例を示す信号波形図、第７図は本発明方式による動き補償型フレーム数変換部
における動き・動きベクトル検出回路の詳細構成の例を
示すブロック線図、第８図は従来のテレビジョン方式変換装置の概略構成を
示すブロック線図、第９図はフィールド数変換過程の例を示す線図である。ｌ・・・補間フィルタ　　　２・・・間引き回路８・・
・順次走査変換部４・・・動き補償型フレーム数変換部５・・・走査線数変換部６・・・２：、ｌインターレース走査変換部７・・・線
形補間フィルタ８・・・動キ調整バッファメモリ９・・・動き・動きベクトル検出回路１０　、１１・・・可変係数器　１２・・・加算器１８
・・・フレーム順位回Ｎ　　１４・・・フレームメモリ
１５　、１６　、１７　、１８・・・可変係数器１９　
、２０　、２１・・・加算器２２　、２８・・・バッファメモリ２４・・・動き争動きベクトル検出回路２５　、２６・
・・減算器　　　２７　、２８・・・絶対値器２９・・
・反転回路

Claims

【特許請求の範囲】

１、テレビジョン方式の変換に際し、走査線数の変換に
先立って順次走査に変換した原画像信号のフレーム数を
変換するに当り、連続した２フレームの前記原画像信号
から線形内挿により新たなフレームの内挿画像信号を形
成するとともに、前記原画像信号が表わす画像全体につ
いて検出した平行移動の方向および距離に応じて前記内
挿画像信号が表わす画像全体を平行移動させた動き補償
画像信号を形成し、前記原画像信号のフレーム間差が所
定の閾値を超えないときには前記内挿画像信号の割合い
を大きくし、前記動き補償画像信号のフレーム間差が所
定の閾値を超えたいときには当該動き補償画像信号の割
合いを大きくして、前記内挿画像信号と前記動き補償画
像信号とを加算することにより変換出力画像信号を形成
するようにしたことを特徴とするテレビジョン方式変換
方式。