JPS63119394A

JPS63119394A - 画像信号補間回路

Info

Publication number: JPS63119394A
Application number: JP61265034A
Authority: JP
Inventors: Seijirou Yasuki; 成次郎安木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1988-05-24

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】〔発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、オフセット　サブ　サンプリングにより帯
域圧縮された画像信号を補間する画像信号補間回路の改
良に関する。

（従来の技術）近時、画像機器の分野では、テレビジョン画像の高画質
化が要求されており、これに答えて高品位対応のテレビ
ジョン受像機が開発されてきている。ところで、画像信
号を伝送することができる現在の周波数帯域を用いて、
高画質対応の画像信号を伝送するためには、信号帯域を
圧縮する必要が生じる。

すなわち、送信側で予め画像信号に折り返しが生じない
ように前置処理を施した後、信号帯域を現行の帯域まで
圧縮して伝送するようにしている。

この場合、受信側では、圧縮された画像信号を復調する
機能が必要となるが、その機能は、一般に、画像メモリ
を利用したデジタル信号処理によって達っせられている
。

ここで、画像信号を圧縮する手段としては、従来より、
サブ　ナイキスト伝送（オフセット　サブ　サンプリン
グ）が知られている。これは、人間の視覚が斜め方向の
画像成分に対して感度が低いことを利用したもので、予
め斜め方向の画像信号成分を前置フィルタで除去し、第
４図に示すように、五の目状のサンプリングを行なうも
のである。なお、第４図において、χは画像の水平方向
を示し、ｙは画像の垂直方向をそれぞれ示している。

また、画像信号の水平方向の周波数をｆｘとし、画像信
号の垂直方向の周波数をｆｙとすると、オフセット　サ
ブ　サンプリングによる画素スペクトルは、第５図に示
すようになる。つまり、上記前置フィルタで斜め方向の
成分を除去されたａに示す画像スペクトルは、ｂに示す
ような折り返しを生じる。この場合、予め前置フィルタ
で斜め方向の成分が除去されていることにより、ｂによ
る折り返しがａのスペクトル内に混入することが防止さ
れている。

このようにして、画像信号が帯域圧縮されて伝送される
と、受信機側では、補間回路（補間フィルタ）を用いて
、帯域圧縮された画像信号を元の信号に復元するように
している。ここで、補間回路の特性としては、第５図に
示した折り返し成分すを取り除き、第６図に示すような
画素スペクトルにするものが要求される。このため、受
信機側の補間回路は、画像信号の水平及び垂直方向に対
してそれぞれ処理を行なう必要が生じる。

第７図は、このような従来の補間回路を示すものである
。すなわち、１１は入力端子で、オフセット　サブ　サ
ンプリングされたデジタル画像データが供給されている
。この入力端子１１に供給されたデジタル画像データは
、ラインメモリ１２．遅延回路１３及びラインメモリ１
４を介して加算回路１５の一方の入力端に供給されると
ともに、該加算回路１５の他方の入力端に供給されてい
る。

そして、上記加算回路１５の出力は、加算回路１８゜１
７の各一方の入力端にそれぞれ供給されるとともに、遅
延回路１８を介して、該加算回路１６の他方の入力端に
供給されている。また、上記遅延回路１３の出力は、加
算回路１９．２０の各一方の入力端にそれぞれ供給され
ている。さらに、ラインメモリ１２の出力は、加算回路
１９の他方の入力端に供給されており、該加算回路１９
の出力は、上記加算回路１７の他方の入力端に供給され
ている。

また、上記加算回路１Ｂの出力は、加算回路２０の他方
の入力端に供給されている。そして、上記加算回路１７
．２０の各出力は、セレクタ２１によって選択的に出力
端子２２に導かれるようになされている。

上記のような構成において、以下、その動作を説明する
。なお、ここでは、デジタル画像データのサンプリング
周波数をｆ　ｓ　／　２　Ｈｚとし、１水平走査ライン
の周期をＴＨｓｅｅとすると、ラインメモリ１２．１４
はＴＨｓｅｅの遅延時間を存し、遅延回路１３．１８は
２／ｆｓｓｅｃの遅延時間を有しているものとする。

まず、入力端子１１に供給されたデジタル画像データが
、第８図（ａ）に示す画素２３であるとすれば、ライン
メモリ１２の出力は画素２４となり、遅延回路１３の出
力は画素２５となり、ラインメモリ１２の出力は画素２
Ｂとなる。このため、加算回路１９によって画素２４と
２５とが加算され、加算回路１５によって画素２３と２
８とが加算された後、各加算回路１９゜２０の出力が加
算回路１７で加算されて、第８図（ｂ）に示すように、
画素２７が生成される。

一方、遅延回路１３の出力が、第９図（ａ）に示す画素
２Ｂであるとすると、加算回路１５の出力は画素２９と
３０との和であり、遅延回路１８の出力は画素３１と３
２との和であるから、加算回路１Ｂの出力は各画素２９
〜３２の和となる。そして、加算回路１Ｂの出力が、加
算回路２０によって、遅延回路１３の出力（画素２８）
と加算されることにより、Ｔ４９図（ｂ）に示す画像デ
ータが生成される。

ここで、加算回路１７の出力は、第８図（ａ）に点線で
示すように、まだ伝送されてこない画素を生成したもの
であり、加算回路２０の出力は、第９図（ａ）に示すよ
うに、すでに伝送されてきた画素２８に画素２９〜３２
を加算したものとなっている。

そして、セレクタ２１は、ｆｓ／２Ｈｚの周波数で加算
回路１７．２０の出力を交互に出力し、出力端子２２か
らサンプリング周波数ｆｓＨｚの画像データを得ること
ができ、帯域圧縮された画像信号を復元することができ
る。

ところで、ビットシフトにより、加算回路１８の出力を
１／８、遅延回路１３の出力を１／２、加算回路１７の
出力を１／４とすると、タップ係数は、垂直　１／８　
　　１／４　　　１／８↑　　ｌ／４　　　１／２　　
　１／４−水平となり、周波数特性は、となる。このため、第５図に示した折り返しｂを除去す
ることはできるが、水平方向がｆｓ　／４゜垂直方向が
１／（２７Ｈ）で、−６ｄＢとなり、解像度が劣化する
という問題が生じる。すなわち、オフセット　サブ　サ
ンプリングは、画像信号を帯域圧縮して伝送することが
できるが、受信機側における補間回路の特性が十分でな
いと、解像度の劣化が生じるものである。

（発明が解決しようとする問題点）以上のように、２個のラインメモリ１２．１４を用いた
、水平、垂直３タップ程度の回路規模で実現した、従来
の補間回路では、伝送されてくる画像信号を折り返しが
なく、十分な解像度で再現することが困難になるもので
ある。

そこで、この発明は上記事情を考慮してなされたもので
、簡易な構成で、解像度を劣化させることなく、かつ折
り返し成分を十分に除去することができる極めて良好な
画像信号補間回路を提供することを目的とする。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）すなわち、この発明に係る画像信号補間回路は、オフセ
ット　サブ　サンプリングにより帯域圧縮された画像信
号の、垂直方向の高周波成分と水平方向の高周波成分と
をそれぞれ検出して、雨検出出力を比較し、垂直方向の
高周波成分が水平方向の高周波成分よりも多い状態で、
画像信号の水平方向の補間動作を行なわせ、水平方向の
高周波成分が垂直方向の高周波成分よりも多い状態で、
画像信号の垂直方向の補間動作を行なわせるようにした
ものである。

（作用）そして、上記のような構成によれば、画像信号の垂直方
向の高周波成分及び水平方向の高周波成分のうち、少な
い方に対して補間処理を行なうようにしたので、回路構
成を複雑化することなく、解像度を劣化させず、かつ折
り返し成分を十分に除去することができるようになるも
のである。

（実施例）以下、この発明の一実施例について図面を参照して詳細
に説明する。第１図において、３３はオフセット　サブ
　サンプリングされたデジタル画像データが供給される
入力端子である。この入力端子３３に供給されたデジタ
ル画像データは、ラインメモリ３４．遅延回路３５及び
ラインメモリ３６を介して、加算回路３７の一方の入力
端に供給されるとともに、該加算回路３７の他方の入力
端に供給されている。そして、この加算回路３７の出力
は、ミクサー回路３８を構成する増幅器３９に供給され
ている。

また、上記入力端子３３に供給された画像データは、減
算回路４０の一方の入力端に供給されている。

さらに、上記ラインメモリ３Ｂの出力は、減算回路４０
の他方の入力端に供給され、この減算回路４０の出力は
、絶対値回路４１を介して比較回路４２の一方の入力端
に供給されている。

ここで、上記ラインメモリ３４の出力は、加算回路４３
及び減算回路４４の各一方の入力端に供給されている。

また、上記遅延回路３５の出力は、加算回路４３及び減
算回路４４の各他方の入力端に供給されている。そして
、この加算回路４３の出力は、上記ミクサー回路３８を
構成する増幅器４５に供給される。

また、上記減算回路４４の出力は、絶対値回路４Ｇを介
して上記比較回路４２の他方の入力端に供給されている
。

そして、上記比較回路４２の出力は、ミクサー回路３８
の各増幅器３９．４５の制御に供されている。さらに、
これら各増幅器３９．４５の出力は、ミクサー回路３８
を構成する加算回路４７の内入力端にそれぞれ供給され
ている。そして、この加算回路４７の出力及び上記遅延
回路３５の出力は、セレクタ４８によって選択的に出力
端子４９に導かれるようになされている。

上記のような構成において、以下、その動作を説明する
。なお、ラインメモリ３４．３Ｂ、遅延回路３５、加算
回路３７．４３及びセレクタ４８は、第７図に示したラ
インメモリ１２．１４、遅延回路１３、加算回路１５．
１９及びセレクタ２１と同様な動作を行なっているもの
とする。

すなわち、入力端子３３に供給されたデジタル画像デー
タは、減算回路４０によって、ラインメモリ３６の出力
と減算される。そして、この減算回路４０の出力が絶対
値回路４１に供給されることにより、画像データの垂直
方向の高周波成分が検出されるようになり、絶対値回路
４１からは、その検出信号が発生される。

また、ラインメモリ３４の出力と遅延回路３５の出力と
が、減算回路４４で減算される。そして、この減算回路
４４の出力が絶対値回路４Ｇに供給されることにより、
画像データの水平方向の高周波成分が検出されるように
なり、絶対値回路４Ｂからは、その検出信号が発生され
る。

ここで、絶対値回路４１．４０の−３検出出力は、比較
回路４２で比較され、その比較出力がミクサー回路３８
に供給される。このミクサー回路３８は、加算回路３７
．４１の各出力を、比較回路４２の出力に応じて混合す
る作用を行なうものである。

すなわち、画像データの垂直方向の高周波成分が水平方
向の高周波成分よりも多い場合には、ミクサー回路３８
は、加算回路４３の出力により補間動作を行なうように
動作する。ここで、加算回路４３の出力は、第２図（ａ
）に示すように水平方向の画素による補間であるため、
同図（ｂ）に示すように、水平方向により折り返し成分
が除去、されることになり、垂直方向の成分が減衰され
ることがなくなるものである。

また、画像データの水平方向の高周波成分が垂直方向の
高周波成分よりも多い場合には、ミクサー回路３８は、
加算回路３７の出力により補間動作を行なうように動作
する。ここで、加算回路３７の出力は、第３図（ａ）に
示すように垂直方向の画素による補間であるため、同図
（ｂ）に示すように、垂直方向により折り返し成分が除
去されることになり、水平方向の成分が減衰されること
がなくなるものである。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。

［発明の効果］したがって、以上詳述したようにこの発明によれば、簡
易な構成で、解像度を劣化させることなく、かつ折り返
し成分を十分に除去することができる極めて良好な画像
信号補間回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る画像信号補間回路の一実施例を
示すブロック構成図、第２図及び第３図はそれぞれ同実
施例の動作を説明するための図、第４図乃至第６図はそ
れぞれオフセット　サブサンプリングによる帯域圧縮さ
れた画像信号を説明するための図、第７図は従来の補間
回路を示すブロック構成図、第８図及び第９図はそれぞ
れ同従来の補間回路の動作を説明す′るための図である
。１１・・・入力端子、１２・・・ラインメモリ、１３・
・・遅延回路、１４・・・ラインメモリ、■５〜１７・
・・加算回路、１８・・・遅延回路、１９．２０・・・
加算回路、２１・・・セレクタ、２２・・・出力端子、
２３〜３２・・・画素、３３・・・入力端子、３４・・
・ラインメモリ、３５・・・遅延回路、３６・・・ライ
ンメモリ、３７・・・加算回路、３８・・・ミクサー回
路、３９・・・増幅器、４０・・・減算回路、４１・・
・絶対値回路、４２．・・・比較回路、４３・・・加算
回路、４４・・・減算回路、４５・・・増幅器、４６・
・・絶対値回路、４７・・・加算回路、４８・・・セレ
クタ、４９・・・出力端子。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦（ａ）　　　　　　　　　　　　　　　（ａ）第２図　
　　　　第３図Ｕ第７図：１１ぬ６３ト／　＼トコ２（ａ）　　　　　　　　（ａ）ｏ　　　　　　Ｏ０（ｂ）（ｂ”）第８図　　　　　第９図

Claims

【特許請求の範囲】オフセットサブサンプリングにより帯域圧縮された画像信号を補間するもので、ラインメモリを
有し前記画像信号の垂直方向の補間動作を行なう第１の
補間手段と、遅延素子を有し前記画像信号の水平方向の
補間動作を行なう第２の補間手段とを備えた画像信号補
間回路において、前記画像信号の垂直方向の高周波成分
を検出する第１の検出手段と、前記画像信号の水平方向
の高周波成分を検出する第２の検出手段と、前記第１及
び第２の検出手段の出力を比較する比較手段と、この比
較手段の出力に応じて前記垂直方向の高周波成分が前記
水平方向の高周波成分よりも多い状態で前記第２の補間
手段による補間処理を行なわせ前記水平方向の高周波成
分が前記垂直方向の高周波成分よりも多い状態で前記第
１の補間手段による補間処理を行なわせる制御手段とを
具備してなることを特徴とする画像信号補間回路。