JPS63187785A - 映像情報補間方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばフィールド信号からフレーム信号とい
うように、映像を高精細化すべく映像情報を補間する方
法に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

１フイールドの静止が映像信号をビデオ・フロッピーに
記録しておき、必要なときに再生して電話回線等で遠隔
地に伝送するシステムが提案されている。伝送しようと
する静止画映像信号がフィールド信号であるならば、そ
のまま伝送すればよいが、フレーム信号の形態での伝送
が必要である場合には、フィールド信号をフレーム信号
に変換しなければならない。

従来の、この種の変換には、補間すべきラインとして前
ラインをそのまま用いる方法、上下のラインの平均値を
用いる方法が採用されている。しかしこれれの補間方法
では、斜線等の垂直方向に相関の無い映像については、
画像劣化が著しくなる。

従来の補間方法のこの問題点は、受信映像信号の走査線
数、を増して画像表示精度を向上させようとする目的で
行われる映像情報の補間についても共通している。

そこで本発明は、斜線等の垂直相関の弱い映像部分でも
精確に補間できる映像情報補間方法を提示することを目
的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る映像情報補間方法は、二次元的映像情報を
ライン単位に補間して高精細化する方法であって、補間
すべきラインの各画素を、その画素の周辺の相関の最も
強い方向の画素情報を用いて補間することを特徴とする
。

〔作用〕

本発明では画像の連続性に注目し、補間しようとするラ
インの各画素について、隣接画素信号の内で最も相関性
の高い方向を検索し、その方向の画素情報を補間に利用
する。この結果、従来例では充分補償できなかった斜線
部分であっても、はぼ完全な補間を行うことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図は静止画像伝送装置に本発明の方法を適用した場
合の回路例を示す。磁気シート１０には、１フイ一ルド
単位の映像信号が同心円状トラックを形成して記録され
ている。磁気シート１０は、モータ駆動回路１４により
制御されるモータ１５により回転駆動される。モータ駆
動回路１４はまたＣＰｔＪ　ｌ　２により制御される。

１６Ａ、１６Ｂは再生ヘッドであり、例えばインライン
・ヘッドとなっており、フィールド再生又はフレーム再
生を行う。再生ヘッド１６Ａはスイッチ１８のＡ端子に
接続し、再生ヘッド１６Ｂはスイッチ１８のＢ＠子に接
続する。スイッチ１８はＣＰＵＩ　２からの切換信号に
より切り換えられる。スイッチ１８の出力は再生アンプ
２０を介して再生プロセス回路２２に供給され、再生プ
ロセス回路２２は、再生輝度信号（Ｙ）２４、線順次色
信号（Ｒ／Ｂ）２６、水平同期信号（Ｈ３）２８、垂直
同期信号（ＶＳ）３０、再生エンベロープの欠如に応じ
て生じるドロップアウト・パルス（ＤＯＰ）３２、及び
再生映像信号がカラーか白黒かを示す信号３４を形成す
る。

再生プロセス回路２２からの再生輝度信号２４と線順次
色信号２６は、メモリ回路３６に一旦記憶され、また再
生輝度信号２４は、映像のモニタのために、加算器３８
を介してモニタ装置４０にも供給される。加算器３８に
は、モニタ装置４０での映像にトラック番号等の表示を
重畳するために、キャラクタ・ジェネレータ４２からフ
ォント・パターン信号４４が供給されている。このキャ
ラクタ・ジェネレータ４２は、ＣＰＵ１２の制御の下で
指定キャラクタのフォント・パターン信号４４を出力す
る。

メモリ回路３６を制御するメモリ制御回路４６には、再
生プロセス回路２２から水平同期信号２８、垂直同期信
号３０及びドロップアウト・パルス３２が供給される。

４８がアドレス・バス、５０がデータ・バス、５２が制
御線である。磁気シート１０には、回転位相検出用に磁
性片（図示せず）を固定してあり、磁気へラド５４でそ
れを読み取る。アンプ５６は磁気ヘッド５４の出力信号
（ＰＣパルス）を増幅し、アンプ５６の出力は、モータ
駆動回路１４にフィードバックして磁気シート１０の回
転位相を制御するために利用されるが、メモリ制御回路
４６にも供給され、メモリ回路３６の制御に利用される
。

メモリ制御回路４６はまた、制御線５８、データ・バス
６０及びアドレス・バス６２を介してＣＰＵ１２にも接
続する。再生プロセス回路２２がらメモリ回路３６に書
き込まれた再生映像信号は、データ・バス５０、メモリ
制御回路４６及びデータ・バス６０を介してＣＰＵ１２
に取り込まれ、ＣＰＵ１２はその映像データを送信回路
６４に送出する。送信回路６４は入力された映像データ
を送信に適した信号形態（ＡＭ、ＦＭ等）に変換し、出
力端子６６から伝送路に送り出す。

ＣＰＵ１２には、ＣＰＵ１２の動作を指定する各種のス
イッチが接続する。アップ・スイッチ６８は、再生へラ
ド１６Ａ、１６Ｂをトラック番号の増加方向に移動する
ように指示し、ダウン・スイッチ７０は逆に減少方向に
移動するよう指示する。７２はメモリ回路３６に書き込
んである再生映像信号を出力端子６６から送出する伝送
動作のスタート・スイッチである。７４は、伝送途中で
伝送を中止するための伝送停止スイッチである。

７６．７８．８０は伝送モードを指定するためのスイッ
チであり、スイッチ７６の閉成はモノクロ・フィールド
伝送を指定し、スイッチ７８の閉成はモノクロ・フレー
ム伝送を指定し、スイッチ８０の閉成はカラー・フィー
ルド伝送を指定する。

スイッチ７６．７８．８０はその何れか一つだけが閉成
されるべきである。スイッチ８２は、再生モード（フィ
ールド又はフレーム再生）を選択するためのもので、Ｃ
ＰＵ１２はこれに応じて、スイッチ１８をＡ端子又はＢ
端子の何れか一方に継続的に接続するか、又は１フイー
ルド毎に交互に切り換える。これらのスイッチ６８〜８
２の幾つかは、プログラム制御の下で対応するフラグ変
数に置き換えてもよいことは言うまでもない。

第２図は、ヘッド送り及び伝送動作の開始・終了等を行
うための全体ルーチンを示す。電源が投入されると、伝
送フラグＴＸ、ＦＬＧを０”にリセットする（Ｓ２−１
）。伝送フラグＴＸ、ＦＬＧは、伝送中では”１”であ
り、伝送していないときには”０”である。アップ・ス
イッチ６８が押されると（Ｓ２−２）、トラック番号が
増加する方向にヘッド１６Ａ。

１６Ｂを送り（Ｓ２−４）、ＣＰＵ１２内に保持するト
ラック番号をインクリメントする（Ｓ２−５）。このと
き、再生モードとしては、モード選択スイッチ８２に応
じて、フィールド再生又はフレーム再生の何れかが選択
される。また、ステップ５２−５でのトラック番号のイ
ンクリメントに応じて、モニタ装Ｗ４０でのトラック番
号の表示を更新するために、キャラクタ・ジェネレータ
４２の表示トラック番号データをも変更する。

ステップ５２−２でアップ・スイッチ６８が閉成されて
いなければ、次にダウン・スイッチ７０が閉成されてい
ないかどうかを調べ（Ｓ２−３）、閉成されていれば、
ステップ５２−４．５２−５とは逆に、トラック番号の
減少方向にヘッドを送り（Ｓ２−６）、ＣＰＵ１２のト
ラック番号を１だけデクリメントする（Ｓ２−７）。ト
ラック番号のデクリメントに応じて、キャラクタ・ジェ
ネレータ４２の表示トラック番号データも変更する。

次に、ステップ３２−８で伝送フラグＴＸ、ＦＬＧの状
態を判別し、０”即ち非伝送状態であればステップ５２
−９以下へ分岐し、”１”即ち伝送状態であればステッ
プＳ２−１５以下へ分岐する。

ステップ５２−９では伝送スタート・スイッチ７２が押
されたか否かを調べ、押されれば、再生モード・スイ・
ノチ８２で決まる再生モード及び、伝送モードスイッチ
７６．７８．８０により選択される伝送モードに従い、
表１に示す区分で各信号がメモリ回路３６にフリーズ（
書込）される。尚、メモリ回路３６は２つのフィールド
・メモリＭ０、Ｍｌを持ち、その各容量は、水平方向６
４０画素、走査線数２５６本としである。基本的には、
メモリＭ、には輝度信号Ｙが収容され、メモリＭ、には
輝度信号又は色線順次信号Ｒ／Ｂが収容される。

再生モード・スイッチ８２がフィールド再生を指定して
いる場合、メモリＭ０には輝度信号Ｙが収容され、伝送
モードがカラー・フィールド・モード（スイッチ８０）
になっている時にのみメモリＭ１に色線順次信号Ｒ／Ｂ
が収容される。しかし、実際の再生信号がモノクロであ
るにもかかわらず、モノクロ・フレーム・モード（スイ
ッチ７８）が指定されているときには、１フイ一ルド分
の輝度信号のみをメモリＭ０に収容する。カラー・フィ
ールド伝送モードが設定されているときには、輝度信号
ＹのみをメモリＭ０に収容する。

再生モードスイッチ８２がフレーム再生を指定している
場合、フィールド毎に奇数フィールドと偶数フィールド
とが繰り返して再生されるが、図示例では、伝送スター
ト・スイッチ７２が押された時にその後に現れるフィー
ルドが取り込まれるようになっている。

第３図及び第４図にフィールド・メモリＭ０゜Ｍ、の映
像信号の収容状態を模式的に図示した。

第３図はカラー・フィールド信号が収容されている状態
を示し、第４図はフレーム信号の２フイ一ルド分の輝度
信号が収容されている状態を示す。

また、フィールド・メモリＭＯ，Ｍ、に映像信号が収容
される際、メモリ制御回路４６は、再生プロセス回路２
２から供給されるドロップアウト信号３２の発生タイミ
ングに応じて、直接ＣＰＵ　１２内のドロップアウト・
フラグ用メモリをＤＭＡ（Ｄｉｒｅｃｔ　Ｍｅｍｏｒｙ
　Ａｃｃｅｓｓ）制御する。

第５図は、ＣＰＵ１２内のドロップアウト・フラグ用メ
モリの構成を示す。メモリ回路３６の画素構成に対応し
て各１ビツトずつフラグが割り当てられている。ドロッ
プアウト位置の検索速度を上げるために第６４０列（第
５図の斜線部）を設けてあり、ライン中に１箇所でもド
ロップアウトが存在する時にはこの第６４０列のフラグ
を立てる。

メモリ制御回路４６は、ドロップアウトの発生に応じて
対応箇所のフラグを“１”にセントすると共に、ドロッ
プアウトの存在するラインに対応する第６４０列のビッ
トを１”にセットする。

第２図に戻り、ステップＳ２−１０でメモリ・フリーズ
動作を終了すると、ドロップアウト補償ルーチン（Ｓ２
−１１）に行く。このドロップアウト補償ルーチンの詳
細なフローチャートを第６図に示す。

第６図において、先ず垂直位置変数ＹをクリアしてＯに
しくＳ６−１）、ライン内のドロップアウトの有無を調
べるために水平位置変数Ｘを６４０にして（Ｓ６−２）
。第５図のフラグＦ（Ｘ、Ｙ）が”１”か”０”かを８
周べる（Ｓ６−３）。リセットされていいればステップ
５６−９に分岐し、セットされていれば、そのライン内
のドロップアウト位置を検索するためにＸを０にしくＳ
６−９）、フラグＦ（Ｘ、Ｙ）を調べる（３６−１０）
。

”０”であればステップ５６−７へ行き、”１”であれ
ば補償データを求めて、メモリ回路３６の該当アドレス
のデータを書き換え（Ｓ６−６）、ステップ５６−７に
行く。ステップ５６−７ではＸを１だけインクリメント
する。Ｘが６３９になるまでこれを繰り返し、Ｘが６３
９を越すと、ステップ５６−９でＹを１だけインクリメ
ントして、次にラインについても同様のドロップアウト
検出及び補償の操作を繰り返す。

２５６本の全ラインについて操作を実行すると、第２図
のステップＳ２−１２に行く。

ステップＳ２−１２では、伝送モードとして２フイ一ル
ド分のデータを送るか否かを決定するパラメータＩその
他の変数を初期化する。表１に示すように、データＤ０
のみを送る時にはＩ＝Ｏ１Ｄ０Ｉ　Ｄｌを送る時にはＩ
＝１にする。更に、第１フイールドからの伝送を開始す
るための変数ｉをクリアしてＯにする。また、フィール
ド・メモリのデータ読み取り用のアドレス（Ｘ、Ｙ）を
（０，０）にリセットする。ＸはＯ〜６３９の水平方向
の画素列番号であり、Ｙは０〜２５５の垂直方向の画素
行番号である。

伝送パラメータを初期化した後、伝送フラグＴＸ。

ＦＬＧをセットしく５２−１３）　、伝送を開始するた
めに、伝送割り込みを禁止するフラグｉＲＱ、ＭＳにを
クリアして割り込み受付可能にする（Ｓ２−１４）。

他方、ステップ５２−８でＴＸ、ＦＬＧがセットされて
おり、伝送中であることを示している場合、伝送中止ス
イッチ７４が押されたか否かを調べる（Ｓ２−１５）。

押されていなければステップ５２−２に行き、押されれ
ば、ｉＲＱ、ＭｓＫをセントして、以後の割り込みを禁
止しく５２−１６）　、ＴＸ、ＦＬＧをクリアしてステ
ップ５２−２に戻る。

第７図は、伝送用の割り込みルーチンのフローチャート
を示す。割り込みが開始されると、後述のアルゴリズム
に従い伝送データＤｉ　（Ｘ、Ｙ）をメモリＭ、、Ｍ、
から形成する（Ｓ７−１）。伝送データＤ、　（Ｘ、Ｙ
）が得られると、これを送信回路６４に供給しくＳ７−
２）、伝送用の信号形態に変換し、出力端子６６から出
力する。こうして１データの伝送を終了すると、水平ア
ドレスＸを１だけインクリメントしくＳ７−３）、その
結果が水平の最大アドレス値６３９以下であれば（Ｓ７
−４）、割り込みを終了する。

６３９より大きければ、１ライン分のデータ伝送が終了
したことになるので、Ｘを０にリセットしくＳ７−５）
、垂直アドレスＹを１だけインクリメントする（Ｓ？−
６）。そのＹが最終ライン番号、即ち２５５以下ならば
割り込みを終了しくＳ７−７）、大きければＹをリセッ
トしくＳ？−８）、伝送フィールド数を表す変数ｉを１
だけインクリメントする（Ｓ７−９）。変数ｉを、伝送
フィールド数を表すパラメータＩと比較しくＳ７−１０
）　、１以下ならば割り込みを終了し、■より大きけれ
ば所定のフィールド分の伝送が終了したことになるので
ｉＲＱ、ＭｓＫを１にセットして以後の割り込みを禁止
しくＳ７−１１）　、伝送フラグＴＸ、　ＦＬＧをＯに
リセットする（Ｓ７−１２）。

次に、第７図のステップ３７−１にお５する伝送デ−タ
Ｄ、　（Ｘ、Ｙ）の形成方法を説明する。ｉは０又は１
であり、表１に示したように、Ｄｏはフィールド伝送時
の輝度信号又はＧ信号、若しくはフレーム伝送時の第１
フイールド輝度信号Ｙｏであり、Ｄｌはカラーフィール
ド伝送モード時のＲＢ倍信号又はフレーム伝送モード時
の第２フイールド耀度信号Ｙ、である。尚、表１のＭｏ
はフィールド再生した輝度信号をフレームに拡張するた
めに疑似フレームにしたものであり、後述するアルゴリ
ズムに従ってライン補間されている。

第８図はカラーフィールド・モードの伝送形態での信号
の収容状況を示し、特に、Ｒ，Ｂ信号は第８図（ｂｌに
示すようにＩＨを時分割伝送される。

ＭｌｏはメモリＭ、に収容された線順次色信号を時分割
伝送用に変換したものである。Ｒ／２．　　Ｂ／２は第
３図（ｂ）に示すＲ，Ｂの存在するラインの信号データ
を１画素おきに間引いたもの、Ｒ’　／２、Ｂ″／２は
、線順次で間引かれたＲ信号を後述するアルゴリズムに
従って補間したものである。

Ｇ信号は、Ｙ、Ｒ／Ｂ信号から下記式 ０式％ によって求められる。

第９図は疑似フレーム輝度信号を求める方法の説明図で
あり、そのアルゴリズムを第１０図に示す。

第９図の中央破線で示し、た第ｎ゛　ラインが補間を行
うべきラインであり、中央の＊を補間画素とする。この
画素＊から放射状に延びるどの方向の画素信号が最も相
関が強いかを知るために、図示例では、垂直方向、右上
左下方向及び左上右下方向の３つの方向を考慮する。そ
れぞれの方向の差分をΔ３．Δ２．Δ３とすると、ステ
ップ５ＩＯ−１，５ｌＯ−２，５ＩＯ−３により、下記
式で与えられる。

ΔＩ　　＝　（ＩＢ−Ｇｌ＋ＩＣ−Ｈ１＋１Ｄ−１１）
×　ｋ Δ２　＝ｌＣ−Ｆｌ＋１Ｄ−Ｇｌ＋１Ｅ−Ｈ１Δｆｆ　
＝ｌＡ−Ｈ１＋１Ｂ−１１＋ＩＣ−Ｊｌ但し、Δ１につ
いては、差分をとる距離がΔ２゜Δ３に較べ短いので、
補正係数ｋを掛ける。通常、サンプリング形状が二次元
的に見て正方格子状であれば、ｋは１になる。

次に、これら３個の差分値の何れが最小であるかを判定
しく５１０−４）　、Δ１であれば上下画素の平均（＝
　（Ｃ＋Ｈ）／２）を（ＳＩＯ−５）　、Δ２であれば
右上左下画素の平均（＝　（Ｄ＋Ｇ）／２）を（Ｓ１０
−６）　、Δ、であれば左上右下画素の平均（＝（Ｂ＋
　Ｉ）／２）を補間データＸ、即ち代替データとする（
ＳＩＯ−７）。

次に、第１１図及び第１２図を用いて色信号Ｒ／Ｂの補
間方法を説明する。第１１図において、第ｎラインをＲ
信号ラインとし、Ｂ信号を補間するものとする。尚、第
１１図はフィールド時のライン間隔を示している。補間
に利用できる画素データは、第（ｎ−２）ラインと第（
ｎ＋２）ラインの１４画素Ａ−Ｎである。

第９図及び第１０図の輝度信号の場合と同様に、３方向
について差分Δ１．Δ２．Δ３を計算する。

Δ＋　＝　（Ｉｃ−Ｊｌ＋１Ｄ−Ｋｌ＋１Ｅ−Ｌｌ）×
　ｋ Δｚ　”　ｌ　Ｅ　　Ｈｌ　＋　！　Ｆ　　Ｉ　ｌ　＋
　ｌ　Ｇ　　Ｊ　１Δ１　＝ｌＡ−Ｌｌ＋１Ｂ−１１−
１−ｌ−１−ｌとなる（Ｓ１２−１〜３）。これら３個
の差分値Δ、。

Δ２．Δ３の何れが最小であるかを判定しく５１２−４
）、Δ、であれば上下画素の平均（＝　（Ｄ＋Ｋ）／２
）　、Δ２であれば右上左下画素の平均（＝　（Ｆ＋　
Ｔ）／２）　、Δ３であれば左上右下画素の平均（＝　
（Ｂ＋Ｍ）／２）を補間データＸとする（Ｓ１２−５〜
７）。

上記実施例では、伝送データをカラー信号のフィールド
伝送でＧ、Ｒ／Ｂ信号としたが、本発明はこれに限定さ
れず、Ｙ及び（Ｒ−Ｙ）／　（Ｂ−Ｙ）の色差信号とし
ても適用できる。また、上記実施例では、補間画素に対
し相関の強い方向を知るために、各方向について３個の
差分値を加算しているが、２個の差分値の加算でも、１
個の差分値だけでも、同様の効果が得られることが実験
で確認されている。相関を見る方向は３方向に限らず、
更に多くの方向で相関を調べてもよい。

〔発明の効果〕

以上の説明から容易に理解出来るように、本発明によれ
ば、補間画素に対し最も相関性の強い画素データで代替
データを形成す〜るので、補間後の画像は極めて良質、
自然のものとなり、特に、垂直相関の無い斜線部分につ
いても、オリジナル画に極めて近い輪郭を再現できる

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の映像情報補間方法をを用いた画像伝
送装置のブロック図、第２図は第１図の装置の伝送シー
ケンスの基本アルゴリズムのフローチャート、第３図及
び第４図は画像メモリへのデータ収容状態を示す図、第
５図はドロップアウト・フラグ・メモリの収容状態図、
第６図はドロップアウトの検出・補償ルーチンのフロー
チャート、第７図は伝送のための割り込みルーチンのフ
ローチャート、第８図はカラーフィールド・モード時の
伝送形態を示す図、第９図及び第１０図は本発明により
疑似フレーム輝度信号を得る方法の説明図、第１１図及
び第１２図は、本発明により色信号Ｒ／Ｂを補間する方
法の説明図である。 １０−＝磁気シート　１２・−ＣＰＵ　　１５・−モー
タ１６Ａ、１６Ｂ・・・再生ヘッド　１８−スイッチ２
２−・・再生プロセス回路　２４−再生輝度信号（Ｙ）
　　２６−・・線順次色信号（Ｒ／Ｂ）　　２８・−水
平同期信号（Ｈ３）　　　３０−垂直同期信号（■Ｓ）
　　３２−・・ドロップアウト・パルス（ＤＯＰ）４４
−フォント・パターン信号　４８−・−アドレス・バス
　５０−データ・バス　５２−ＪＨｎ＆％５８−・・制
御ｖＡ６０−・−チー　／ｙ　−ハス〆ｔ　　６２−ア
ドレス・バス　６６・−・出力端子　６８−アップ・ス
イッチ　マ０−ダウン・スイッチ　７２・−伝送スター
ト・スイッチ　７４−・−伝送停止スイッチ７６・・・
モノクロ・フィールド伝送指定スイッチ７８・−モノク
ロ・フレーム伝送指定スイッチ８０・−・カラー・フィ
ールド伝送指定スイッチ　８２・−再生モード選択スイ
・ノチ ＦＱＨＩＪ 第９図 ＨＩＪ　　　ＫＬＭＮ ′：４ｕｌち 手続補正書 昭和６２年３月２日

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）二次元的映像情報をライン単位に補間して高精細
   化する方法であって、補間すべきラインの各画素を、そ
   の画素の周辺の相関の最も強い方向の画素情報を用いて
   補間することを特徴とする映像情報補間方法。
2. （２）フィールド情報をフレーム情報に変換する特許請
   求の範囲第（１）項に記載の方法。
3. （３）線順次映像情報を同順次情報に変換する特許請求
   の範囲第（１）項に記載の方法。