JPS6388980A - 補間信号発生システム - 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、複合ビデオ入力信号の成分についての補間ラ
インのピクセルを表わす信号を発生するシステムを含ん
でいる倍走査のノンインターレース（順次走査）テレビ
ジョン信号表示装置に関する。

発明の背景 現在のビデオ信号伝送標準規格は、２対１のインターレ
ース走査を規定している。しかしながら、このような走
査方式によって表示される画像には、元来、目につくア
ーティファクトが存在する。第一に、文字の上部および
下部のような、画像対′：泌物の水平エツジ疋ライン・
フリッカのアーティファクトが発生する。第二に、ライ
ン走査構成は、１つ置きの水平ラインによる第一の垂直
走査、これに続いて、この第一の垂直走査による水平走
査ライン間に入るラインによる第二の垂直走査による交
互の表示のために目につくものである。

１９８３年８月２３日にパワーズ（Ｐｏｗｅｒｓ　）氏
に付与された、“ライン走査に起因するアーティファク
トを減少させたテレビジョン表示システム”という名称
の米国特許第４，４００，７１９号明細書には、その第
１３図と、それに対応する説明部分において、倍走査の
ノンインターレースのテレビジョン表示システムの一例
てついて説明されている。このシステムにおいては、現
在受信されつつあるフィールドについて２つのライン間
に表示されるべき補間ラインを表わす信号が発生される
。

この信号は、補間ラインにおける２つのピクセルの推定
値で構成される。第一番目のものは、同じフィールド中
の補間ラインの上部と下部のラインからのピクセルの値
の平均値をとる。第２番目のの ものは、前フィールドか〜行名するピクセルの値をとる
。ビデオ信号に応答する動き検出器は、補間ラインのピ
クセルの近辺における動きの有無を検出する。動きが検
出されると、補間ラインと同じフィールドにおいて垂直
方向て隣接するラインにおけるピクセルから発生される
推定値が続いての処理のためて補間ラインのピクセルと
して供給される。動きが無いと、前フィールドにおける
対応するピクセルから発生される推定値が後の処理のた
めて供給される。

株式会社日立製作所により出願され、１９８６年１月２
９日に公開された、６テレビジヨン受像機のための信号
変換方法および回路”という名称の欧州特許出願第１６
９，５２７号は、補間ラインにおけるピクセルが、補間
ラインと同じフィールドにおいて垂直方向に隣接する２
つのラインのピクセルの重み付けされた平均により推定
が行なわれる倍走査ノンインターレース方式のビデオ信
号表示システムが開示されている。上部および下部の隣
接ラインからのピクセルの重みは、前フィールドからの
対応ビクセルと上部および下部の隣接ラインにおけるピ
クセルの相対値によって決まる。

補間ライン信号を発生するために使用される、どのライ
ン平均化方法も再生画像の垂直解像度を低下させる。さ
らに、本願の発明者達は、ライン平均化方法を用いる補
間色差信号発生システムは、カラー遷移が存在する場合
に発生される補間ラインにおける適切なカラー変換に悪
い影響を与えることを発見した。例えば、異なる色の境
界領域において、ライン平均化方法によれば、ルミナン
スの埴を２つの異なるカラー領域のルミナンスの値の間
のグレイ・レベルにあるものと推定する。従って、垂直
の解像度が低下する。クロミナンスの値のライン平均比
された推定値は、２つの領域のいずれでもないことが多
い推定されたカラーを発生する。例えば、十分に飽和し
た青のラインおよび十分に飽和した緑のラインの平均は
、約６０％の飽和度（完全な飽和に対して）を有し、シ
アンのΦ相を有するラインである。

発明の概要 本発明の原理によると、先に述べたよりなアーティファ
クトを避けるために、補間ビクセルの近辺に動きが検出
されなければ、補間ピクセルのフィールドＶｃ隣接する
フィールドにおけるピクセルから発生されるピクセルが
続いての処理に使用される補間ピクセルとして選択され
る。補間ピクセルの近辺における動きが比較的上向きの
場合、補間ピクセルのフィールドと同じフィールド中の
上部隣接ラインにおけるピクセルから発生されるピクセ
ルが補間ピクセルとして選択される。補間ビクセルの近
辺の動きが比較的下向きの場合、補間ピクセルのフィー
ルドと同じフィールド中の下部隣接ラインにおけるピク
セルから発生されるピクセルが補間ピクセルとして選択
される。

実施例 第１図において、入力端子５は複合ビデオ信号の成分の
源（図示せず）に結合される。この源は、標準のテレビ
ジョン受像磯におけるルミナンス／クロミナンス分離器
の出力のこともある。また、この源はクロミナンス復調
器の色差信号出力のこともある。入力端子５は、補間ピ
クセルの推定値発生回路１０のデータ入力端子とピクセ
ル選択回路３５の制御入力端子に結合される。推定値発
生回路１０は、補間ピクセルの３つの推定値を各出力端
子に発生する。この３つの出力端子はピクセル選択回路
３５の各データ入力端子に結合される。

ピクセル選択回路３５は、連続する補間ピクセルを表わ
す信号を補間成分信号の出力端子１５に発生する。

動作を説明すると、推定値発生回路１０は、隣接フィー
ルドのピクセルから補間ピクセルの推定値に対する第１
の推定値を発生する。例えば、補間ピクセルと同じ水平
および垂直位置にあって、すぐ前のフィールドからのピ
クセル。第２の推定値は、補間ピクセルに対して上部に
隣接するラインであって、中間にあるピクセルと同じフ
ィールド中のピクセル、例えば、補間ピクセルと同じ水
平位置であるが上部に隣接するラインにおけるピクセル
から発生される。第３の推定値は、補間ピクセルに対し
て下部に隣接するラインであって、補間ピクセルと同じ
フィールド中のピクセル、例えば、補間ピクセルに対し
て同じ水平位置であるが、それに対して下部に隣接する
ラインにおけるピクセルから発生される。

ピクセル選択回路３５は、補間ピクセルの近辺の画像の
動きの大きさおよび方向を計算する。画像の動きの大き
さは、前フィールドや後フィールドからではなくて、補
間ピクセルと同じ水平および垂直位置にある各ピクセル
を比較することにより計算することができる。画像の動
きの方向は、前フィールドにおいて補間ピクセルと同じ
水平および垂直位置にあるピクセルと、補間ピクセルと
同じフィールドにおけるピクセルであるが、そのすぐ上
と下にあるピクセルとをそれぞれ比較することにより計
算することができる。動きの大きさが比較的小さいと、
隣接フィールドからの推定値が補間ピクセルとして選択
される。画像の動きが比較的下向き方向ならば、下部の
隣接ラインからの推定値が補間ピクセルとして選択され
る。画像の動きが比較的上向き方向にあるならば、上部
の隣接ラインからの推定値が補間ピクセルとして選択さ
れる。

第２図は、補間信号発生システムの更に詳細な一実施例
を示す。第１図中の要素と同様な要素は、同じ参照番号
が付されており、同様な動作を行う。

入力端子５は、遅延装置１０′（推定値発生回路として
動作する。）、動きの方向検出器２０および動き検出器
４０の各入力端子に結合される。遅延装置１０′は、マ
ルチプレクサ５０の第１のデータ入力端子に結合される
フィールド遅延された成分信号、第２のマルチプレクサ
３０の各データ入力端子に結合される上部および下部の
隣接ライン成分信号を各出力端子に発生する。マルチプ
レクサ３０のデータ出力端子は、マルチプレクサ５０の
第２のデータ入力端子に結合される。マルチプレクサ５
０の出力端子は、補間成分信号の出力端子１５に結合さ
れる。動きの方向検出器２０の出力端子は、マルチプレ
クサ３００制御入力端子に結合される。、動久検出器４
０の出力端子は−マルチプレクサ５０の制御入力端子に
結合される。動きの方向検出器２０、動き検出器４０、
およびマルチプレクサ３０と５０の組み合わせは、第１
図のピクセル選択回路３５の機能を実行する。補間成分
信号の出力端子１５は、補間ラインにおけるピクセルを
表わす信号を発生する。この信号は、時間圧縮され、現
フィールドからの信号と時分割多重化され、倍走査ノン
インターレース表示を行なう。

第２図に示すシステムの動作は、第３図に示す図を参照
することにより良く理解することができる。説明の便宜
上、第２図の入力端子５に供給される成分信号は、クロ
ミナンス信号復調器（図示せず）からの１色差信号であ
るものと仮定する。

第３図は、垂直軸および時間軸に映し出される時、表示
されたシーンの個々の水平位置を表わす選択されたピク
セルの相対位置を示す。すべての主たるテレビジョン標
準方式によると、上端から下端に画像を走査する。従っ
て、第３図に示すラインは、Ｌ−１、Ｌ、Ｌ−ｊ−１の
順に走査される。発生されつつある補間ピクセルは、＊
印で示され、工Ｆ、Ｌと付されている。ＩＰ−１，Ｌお
よび”Ｆ＋１　、　Ｌと付された小さな丸は、補間ピク
セルと同じライン上のピクセルであるが、それぞれ前フ
ィールドおよび後フィールドからのピクセルである。工
Ｆ　Ｌ−１および’Ｆ、Ｌ＋１と付された小さい黒丸は
、補間ピクセルと同じフィールドからのピクセルである
が、補間ピクセルのラインにそれぞれ隣接する上部と下
部のラインからのピクセルを表わす。

再び第２図を参照すると、遅延要素１０′は、補間ピク
セルの位置を囲んでいる３つのピクセルを表わす各信号
、すなわち、工Ｆ−１，Ｌ　（フィールド遅延されてい
るもの）、工Ｆ、Ｌ−１（上部に隣接しているもの）、
”Ｆ、Ｌ−１−１（下部に隣接しているもの）を発生す
る。動き検出器４０も入力端子５から１色差信号を受け
取る。動き検出器４０は、補間ピクセル近辺における動
きの有無を検出する。動き検出器４０は、例えば、ピク
セルＩＦ−１−ｊ、Ｌと■Ｆ−１．Ｌの値を比較し、そ
れらが所定の閾値以上具っていれば、動きが検出された
ことを示す指示信号を発生する。マルチプレクサ５０の
制御入力端子に供給される信号は、動きが検出されたこ
とを示し、マルチプレクサ５０は、マルチプレクサ３０
からの信号を補間成分信号の出力端子１５に供給するよ
うに条件づけられる。動きが検出されない場合、マルチ
プレクサ５０は、遅延要素１０’からのフィールド遅延
信号を補間成分信号の出力端子１５に供給するように条
件づけられる。

マルチプレクサ３０は、補間ピクセルの近辺における動
きの相対方向に依存して、上部隣接ピクセルおよび下部
隣接ピクセルの中の１つを、動きの方向検出器２０によ
り検出されたものとしてマルチプレクサ５０の入力に供
給する。動きの方向検出器２０は、例えば、ピクセルＩ
Ｆ７１．Ｌの値と、ピクセルエＦ、Ｌ−４およびビクセ
ルエＦ、Ｌ−１−ｊの値とをそれぞれ比較する。ピクセ
ルエＦ、Ｌ−１の値の方がピクセル’Ｆ−１，Ｌの値に
より近ければ、これは前にラインＬ上にあった画像要素
が現在ラインＬ−１上にあることを示す。従って、動き
が上向き方向にあるものと考えられ、マルチプレクサ３
０は、上部に隣接するピクセルエＦ　Ｌ−１を表わす信
号をマルチプレクサ５０の入力に供給するように条件づ
けられる。ピクセルエ　　　の値の方がピクセル’ｙＬ
＋１ 工Ｆ−Ｉ　ＬＯ値により近ければ、これは前にラインＬ
上にあった画像要素が現在ラインＬ＋１上にあることを
示す。従って、動きが下向き方向にあるものと考えられ
、マルチプレクサ３０は、下部に隣接するピクセルエ　
　　を表わす信号をマルチプレＦ、Ｌ＋１ フサ５０の入力に供給するように条件づけられる。

第２図のシステムによって発生される補間成分は、平均
化処理により発生されるものでは決してない。従って、
この補間成分は垂直解像度を過度に低下させることは有
りえず、またシーン中に現われないカラーを決して表わ
さない。さらに、上部に隣接するピクセルが補間ピクセ
ルとして無条件に供給される場合のように、垂直解像度
は過度に低下されない。

第４図は、補間色差信号のピクセル発生システムの別の
実施例を示す。第４図において、第２図の構成要素と同
様な構成要素は同じ参照番号が付されており、同様な動
作を行う。従って、これらの要素については詳細に説明
しない。

第４図において、成分信号の入力端子５は、ライン置換
要素１００、フィールド置換要素８０、および動き検出
器４０の各入力端子に結合される。

ライン置換要素１００およびフィールド置換要素８０の
各出力端子は、マルチプレクサ５０のデータ入力端子に
結合される。動き検出器４０の出力端子は、マルチプレ
クサ５０の制御入力端子に結合される。マルチプレクサ
５０のデータ出力端子は、補間信号の出力端子１５に結
合される。

ライン置換要素１００の入力端子７は、上部隣接ライン
の置換要素６０、下部隣接ラインの置換要素７０および
動きの方向検出器２０の各入力端子に結合される。上部
隣接ラインの置換要素６０および下部隣接ラインの置換
要素７０の出力端子は、マルチプレクサ３０の各データ
入力端子に結合される。動きの方向検出器２０の出力端
子は、マルチプレクサ３０の制御入力端子に結合される
。

マルチプレクサ３０のデータ出力端子は、ライン置換要
素１００の出力端子９に結合される。

動作を説明すると、ライン置換要素ｌＯＯは、検出され
た動きの方向に依存して上部隣接ピクセルもしくは下部
隣接ピクセルのいずれかを表わす信号を発生する。フィ
ールド置換要素８０は、補間ピクセルと同じライン上の
ピクセルでおるが前フィールドからのピクセルを表わす
信号を発生する。動き検出器４０は、補間ピクセルの近
辺における動きの有無を示す信号を発生する。動きが在
る場合、マルチプレクサ５０は、ライン置換要素１００
からの信号を補間成分信号の出力端子１５に供給するよ
うに条件づけられる。動きが無い場合、マルチプレクサ
５０は、フィールド置換要素８０からの出力信号を補間
成分信号の出力端子１５に結合するように条件づけられ
る。

フィールド置換要素８０は、第３図のぎクセルエＰ−ｉ
、Ｌを表わす信号を発生する。上記隣接ラインの置換要
素６０は、ピクセルエＦＬ−１を表わす信号を発生し、
下部隣接ラインの置換要素７０は、ピクセルエア、Ｌ＋
、を表わす信号を発生する。動きの方向検出器２０およ
びマルチプレクサ３０は第２図に示すシステムの場合と
同様に協同動作し、補間ピクセルのフィールドと同じフ
ィールドからのピクセルに基づいて補間ピクセルＩＦＬ
の推定値をライン置換要素１００の出力端子９に発生す
る。

第５図は、本発明によるシステムのもう１つの実施例を
示す。第２図および第４図に示すシステム中の構成要素
と同様な構成要素は、同じ参照番号が付され、同様な動
作を行う。

第５図において、成分信号の入力端子５は、遅延要素１
１０，１２０，１３０″ｆｔ縦続接続することにより構
成されるピクセル推定値発生回路ｌＯの入力端子、およ
び動き検出器４σの第１の入力端子に結合される。遅延
要素１１０は、その入力端子における信号に対して２６
２水平ライン期間遅延されている信号を出力端子に発生
する。遅延要素１２０は、その入力端子における信号に
対して１水平ライン期間遅延されている信号全出力端子
に発生する。遅延要素１３０は、その入力端子における
信号に対して２６２水平ライン期間遅延されている信号
を出力端子に発生する。

遅延要素１１０の出力端子は、マルチプレクサ３０の第
１のデータ入力端子および動きの方向検出器２０′の第
１の入力端子に結合される。遅延要素１２０の出力端子
は、マルチプレクサ３０の第２のデータ入力端子および
動きの方向検出器２０′の第２の入力端子に結合される
。遅延要素１３０の出力端子は、動きの方向検出器２０
′の第３の入力端子、動き検出器４σの第２の入力端子
およびマルチプレクサ５０の第１のデータ入力端子に結
合される。マルチプレクサ３０の出力端子は、マルチプ
レクサ５０の第２のデータ入力端子に結合される。動き
の方向検出器２０′の出力端子は、マルチプレクサ３０
の制御入力端予知結合される。

動き検出器４０’の出力端子は、マルチプレクサ５０の
制御入力端子に結合される。動きの方向検出器２０′、
動き検出器４０′、およびマルチプレクサ３０と５０は
、組み合わされて第１図のピクセル選択回路３５の機能
を実行する。マルチプレクサ５０の出力端子は、補間成
分信号の出力端子５０に結合される。

■色差信号に関連して第５図の動作を説明する。

第３図を参照すると、入力端子５における信号は♂り七
ル’？＋１．Ｌを表わすものと考えることができる。遅
延要素１１０，１２０．および１３０の各出力信号は、
それぞれピクセル’Ｆ’、Ｌ＋１　”　Ｆ、Ｌ−１１お
よび工Ｆ−１、Ｌを表わす。動き検出器４０′およびマ
ルチプレクサ５０は、動きが在るときマルチプレクサ３
０からの出力信号を出力端子１５に結合させ、動きが無
い時は遅延要素１３０の出力を補間成分信号の出力端子
１５に結合させるように協同動作する。動きの方向検出
器２０′およびマルチプレクサ３０は、上部隣接ピクセ
ルもしくは下部隣接ピクセル（フィールド遅延されたピ
クセルの直に近い値の方）のいずれかｔ表わす信号をマ
ルチプレクサ５０に結合させるように協同動作する。

第６図は、第５図に示すシステムに使われる動きの方向
検出器２σの一実施例を示す。第６図において、入力端
子２０３は、遅延要素１２０の出力端子に結合され、ピ
クセル■Ｆ、Ｌ−ｊ　（第３図に示される）を表わす信
号を受け取る。入力端子２０５は、遅延要素１３０の出
力端子に結合され、ピクセル”Ｆ−４，Ｌを表わす信号
を受け取り、入力端子２０７は、遅延要素１１０の出力
端子に結合され、ピクセルＩ　　　を表わす信号を受け
取る。

Ｆ、Ｌ＋１ 入力端子２０３は、減算器２１０の第１の入力端子に結
合される。入力端子２０５は、減算器２１０の第２の入
力端子および減算器２３０の第１の入力端子に結合され
る。減算器２１０の出力端子は、絶対値回路２２０の入
力端子に結合される。絶対値回路２２０の出力端子は、
比較器２５０の第１の入力端子に結合される。入力端子
２０７は、減算器２３０の第２の入力端子に結合される
。

減算器２３０の出力端子は、絶対値回路２４０の入力端
子に結合される。絶対値回路２４０の出力端子は、比較
器２５０の第２の入力端子に結合される。比較器２５０
の出力は、動きの方向信号の出力端子２１５に結合され
る。動きの方向信号の出力端子２１５は、第５図のマル
チプレクサ３０の制御入力端子に結合される。

動作を説明すると、減算器２１０および絶対値回路２２
０は、ビクセルエＦ−１，Ｌおよび’Ｆ、Ｌ−１の値の
差の大きさを表わす信号を発生する。減算器２３０およ
び絶対値回路２４０は、ビクセルエＦ−１，Ｌおよび工
Ｆ　、　Ｌ＋１の値の差の大きさを表わす信号を発生す
る。比較器２５０は、絶対値回路２２０からの出力信号
が絶対値回路２４０からの出力信号より大きい場合は、
第１の状態をとり、そうでない場合は第２の状態をとる
信号を出力端子２１５に発生する。比較器２５０が第１
の状態をとる出力信号を発生するということは、ビクセ
ルエＦ、Ｌ＋１の値がビクセルエＦ、Ｌ−１の１直より
ピクセルエＦ−［、Ｌの値により近く、動きの方向が比
較的下向きであることを意味する。比較器２５０からの
第１の状態の出力信号がマルチプレクサ３０の制御入力
端子に供給されると、マルチプレクサ３０は遅延要素１
１０からの出力信号全マルチプレクサ５０の入力端子に
結合させるように条件づけられる。比較器２５０が第２
の状態をとる出力信号を発生するということはビクセル
エＦ、Ｌ−ｆの値がピクセルＩＦ、　Ｌ＋１の値よりピ
クセル■Ｆ−１，ｔ、）値により近く、動きの方向が比
較的下向きであることを意味する。第２の状態の信号が
マルチプレクサ３０の制御入力端子に供給されると、マ
ルチプレクサ３０は遅延要素１２０がらの出力信号をマ
ルｆｆしｐす５０の入力端子に結合させるように条件づ
けられる。

第７図は、第５図に示すシステムに使われる動き検出器
４０′を示す。第７図において、入力端子４０３は遅延
要素１３０の出力端子に結合され、ピクセルエ、−４，
Ｌを表わす。入力端子４０５は第５図の入力端子５に結
合され、ピクセルエＰ＋７．Ｌを表わす。入力端子４０
３および４０５は、減算器４１０の各入力端子だ結合さ
れる。減算器４１０の出力端子は、絶対値回路４２０の
入力端子に結合される。絶対値回路４２０の出方端子は
、比較器４４０の第１の入力に結合される。比較器４４
０の出力端子は、動き検出信号の出力端子４１５に結合
される。閾値発生回路４３０の出方端子は比較器４４０
の第２の入力端子に結合される。出力端子４１５は、第
５図のマルチプレクサ５０の％ｉｌＪ御入力端子に結合
される。

動作全説明すると、減算器４１０および絶対値回路４２
０は、ピクセル’Ｆ−１、Ｌおよび’Ｆ＋１．Ｌの値の
差の大きさを表わす信号を発生する。この信号は、１フ
レ一ム期間の期間、すなわち補間ピクセルのフィールド
の前フィールド（Ｆ−１）から後フィールド（Ｆ’＋１
）までの間に亘って発生されつつある補間ピクセルと同
じラインＬにおけるシーン中の変化の量を表わす。比較
器４４０は、絶対値回路４２０からの信号が閾値発生回
路４３０からの値を越えると、第１の状態をとる信号を
発生し、さもなければ第２の状態をとる信号を発生する
。比較器４４０が第１の状態の信号を発生するというこ
とは、発生されつつある補間ピクセルの近辺において動
きが検出されたことを示す。第１の状、態をとる信号が
第５図のマルチプレクサ５０の制御入力端子シて結合さ
れると、マルチプレクサ５０は、マルチプレクサ３０の
出力端子からの信号を出力端子１５に結合させるように
条件づけられる。第２の状態をとる信号がマルチプレク
サ５０の制御入力端子に結合されると、マルチプレクサ
５０は、遅延要素１３０の出力を出力端子１５に結合さ
せるように条件づけられる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明の原理による補間信号発
生システムを示すブロック図である。 第３図は、倍走査ノンインターレース表示システムのラ
インを垂直および時間軸について示し、第１図および第
２図に示すシステムの動作を理解するのに有用である。 第４図および第５図は、本発明の原理による補間信号発
生システムの別の実施例を示すブロック図である。 第６図は、第５図に示すシステムに使われる動きの方向
検出器のブロック図である。 第７図は、第５図に示すシステムに使われる動き検出器
のブロック図である。 ５・・・入力端子、１０′・・・遅延装置（推定値発生
回路）、１５・・・出力端子、２０・・・動きの方向検
出器、４０・・・動き検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複合ビデオ信号中の少なくとも１つの成分につい
   て連続するピクセルを表わす信号を受け取る入力端子と
   、 連続する補間ピクセルを表わす信号を発生する出力端子
   と、 前記入力端子に結合され、前記補間ピクセルのフィール
   ドに隣接するフィールドにおけるピクセル、前記補間ピ
   クセルのフィールドと同じフィールド中の上部隣接ライ
   ンにおけるピクセル、および前記補間ピクセルのフィー
   ルドと同じフィールド中の下部隣接ラインにおけるピク
   セルから、それぞれ発生される前記補間ピクセルについ
   ての第１、第２および第３の推定値を表わす信号を発生
   する推定値発生手段と、 前記入力端子および前記推定値発生手段に結合され、前
   記補間ピクセルの近辺における画像の動きの大きさと方
   向を検出し、画像の動きが無い場合、前記第１の推定値
   を前記出力端子に、画像の動きの方向が比較的上向きな
   らば、前記第２の推定値を前記出力端子に、画像の動き
   の方向が比較的下向きならば、前記第３の推定値を前記
   出力端子に選択的に供給する手段とを含んでいる補間信
   号発生システム。