KR100990250B1 - 영상 신호 처리 장치 및 영상 신호 처리 방법 - Google Patents

영상 신호 처리 장치 및 영상 신호 처리 방법 Download PDF

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Abstract

인터레이스 화상의 수직 방향으로 서브밴드 분할을 행하는 경우에, 휘도와 색차의 화소 위치가 표준 포맷에 적합하고, 또한 톱 필드와 보텀 필드의 영상 신호의 주파수 특성을 일치시키는 것이다. 분석 필터(670)는, 톱 필드 저주파 분석 필터(610)와, 그 필터 계수를 상하 반전시킨 필터 계수를 갖는 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)를 갖는다. 또한，톱 필드 고주파 분석 필터(620)와, 그 필터 계수를 상하 반전시킨 필터 계수를 갖는 보텀 필드 고주파 분석 필터(621)를 구비한다. 그리고, 입력 신호가 톱 필드인지 보텀 필드인지에 따라 상기한 필터를 절환하여 사용한다.
Figure R1020090019496
톱 필드, 보텀 필드, 고주파 분석 필터, 저주파 분석 필터, 필터 계수

Description

영상 신호 처리 장치 및 영상 신호 처리 방법{VIDEO SIGNAL PROCESSING DEVICE AND VIDEO SIGNAL PROCESSING METHOD}
본 발명은, 인터레이스 구조를 갖는 영상의 서브밴드 부호화의 대역 분할 및 합성을 행하는 영상 신호 처리 장치 및 영상 신호 처리 방법에 관한 것이다.
고정밀의 영상 신호를 2개 이상의 주파수 대역으로 분할하고, 계층 부호화를 행하는 서브밴드 신호 처리가 널리 제안되어 있다. 이것은, 예를 들면, HD(High Definition) 화상과, 그 절반의 해상도로 다운 샘플링한 SD(Standard Definition) 상당의 화상을 계층적으로 부호화하는 것이다.
도 1은, Z 변환을 이용한 서브밴드 분할의 설명도이다. 분석 필터(170)는, 저주파 분석 필터(110)와, 고주파 분석 필터(120)와, 2:1로의 다운 샘플링을 행하는 다운 샘플러(112, 122)로 이루어진다. 저주파 분석 필터(110)와 고주파 분석 필터(120)는, 각각 Z 변환을 이용하여 A(Z), B(Z)로 나타낼 수 있다.
분석 필터(170)는, 2N점의 입력 신호 X(Z)(100)를, 각각 N점의 저주파 신호L(Z)(104)와 고주파 신호 H(Z)(105)로 분할한다.
합성 필터(180)는, 1:2의 업 샘플링을 행하는 업 샘플러(113, 123)와, 저주 파 합성 필터(130)와, 고주파 합성 필터(140)로 이루어진다. 저주파 합성 필터(130)와 고주파 합성 필터(140)는, 각각 Z 변환을 이용하여 P(Z), Q(Z)로 나타낼 수 있다.
N점의 저주파 신호 L(Z)(104)와 고주파 신호 H(Z)(105)에 대하여 0을 삽입하여 1:2의 업 샘플링을 행하여, 저주파 합성 필터(130)와 고주파 합성 필터(140)의 출력을 각각 가산하고, 2N점의 합성 신호 Y(Z)(101)를 얻는다. 이 때, 완전 재구성 조건을 충족시키는 필터를 이용함으로써, 입력 신호 X(Z)와 합성 신호 Y(Z)는, 고정 지연을 제외하고 완전히 일치한다.
완전 재구성 조건을 충족시키기 위해서는,
Figure 112009013992737-pat00001
Figure 112009013992737-pat00002
상기한 수학식 1과 수학식 2를 충족시킬 필요가 있다. 각 필터의 계수를 유한 탭 길이로 하고, 계수를 실수만으로 한 경우, 상기한 조건에 의해, 이하의 조건을 도출할 수 있다.
Figure 112009013992737-pat00003
Figure 112009013992737-pat00004
Figure 112009013992737-pat00005
여기서, C는 임의의 상수이며, L은 적당한 고정 지연수이다. 상기한 수학식 4와 수학식 5로부터, A(Z) 혹은 Q(Z) 중 어느 한쪽과, P(Z) 혹은 B(Z) 중 어느 한쪽을 각각 규정함으로써, 완전 재구성 필터 뱅크는 규정 가능하다.
종래부터, 상기 조건을 충족시키는 것으로서, SSKF(Symmetric Short Kernel Filter)나 Daubechies 9/7 탭 등의 서브밴드 필터가 알려져 있으며, 다양한 서브밴드 부호화 방식이 JPEG-2000 등에 의해 채용되어 있다. 종래, 화상 부호화의 대역 분할에서 이용되는 완전 재구성 필터는, 전술한 A(Z), P(Z), B(Z), Q(Z)의 각각이 직선 위상인 것이 사용되고 있다.
여기서 직선 위상 필터는 이하와 같이, 탭 수가 홀수 탭, 짝수 탭의 2종류가 있다. 우선，N을 자연수로 하여 필터의 탭 수가 2N+1 탭(홀수)인 경우, 2N+1 탭의 필터 H(Z)는, Z 변환을 이용하여 이하와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009013992737-pat00006
상기한 식의 계수 h(k)는, 이하의 성질을 갖는다.
Figure 112009013992737-pat00007
도 2는, 홀수 탭 필터와 짝수 탭 필터의 필터 처리 전후의 화소 위치를 나타내는 도면이다.
도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 홀수 탭 필터의 필터 처리 후의 화소 위치(210)는, 필터 처리 전의 화소 위치(202)와 동일한 위치에 배치된다. 즉, 이 경우의 군 지연은 0 화소이다. 이 조건을 충족시키는 완전 재구성 필터의 예로서, JPEG-2000 등에서 채용되어 있는 SSKF (3, 5) 탭 필터, Daubechies (9, 7) 탭 필터 등을 들 수 있다.
N을 자연수로서, 필터의 탭 수가 2N탭(짝수)인 경우, 2N탭의 필터 계수h(n)는, 이하의 성질을 갖는다.
Figure 112009013992737-pat00008
도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 짝수 탭 필터의 필터 처리 후의 화소 위치(220)는, 인접하는 화소(211)와 화소(212)를 1:1로 내분하는 점, 즉 화소(211)와 화소(212)의 중간 위치로 된다. 이 경우의 군 지연은 1/2 화소이다. 이 조건을 충족시키는 완전 재구성 필터의 예로서, SSKF (4, 4) 탭 등을 들 수 있다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평7-107445호 공보
[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평6-343162호 공보
도 3의 (a), (b)는, 4:2:2 포맷과 4:2:0 포맷의 휘도와 색차의 화소를 나타내는 도면이다.
도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 4:2:2 포맷의 톱 필드의 휘도 화소(300a)와 색차 화소(301a)는, 동일한 위치에 배치되고, 보텀 필드의 휘도 화소(302a)와 색차 화소(303a)도 동일 위치에 배치된다.
도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 4:2:0 포맷의 톱 필드의 색차 화소(305a)는, 휘도 화소(304a)와 휘도 화소(304b)를 수직 방향으로 위로부터 1:3으로 내분하는 위치에 배치된다. 또한，보텀 필드의 색차 화소(307a)는, 휘도 화소(306a)와 휘도 화소(306b)를 수직 방향으로 위로부터 3:1로 내분하는 위치에 배치된다.
그런데，인터레이스 화상의 수직 성분을 서브밴드 분할하기 위해서, 톱 필드와 보텀 필드를 동일한 필터 뱅크를 이용하여 2:1의 저주파 신호 L(Z)와 고주파 신호 H(Z)로 분할하면，저주파 신호는 인터레이스의 주사선 위치 구조가 불완전하게 된다.
즉, 톱 필드의 화소에 대한 보텀 필드의 화소의 거리, 혹은 보텀 필드의 화소에 대한 톱 필드의 화소의 거리가 동일하게 되어야만 한다는 문제가 있었다. 상세는, 1992년 전자 정보 통신 학회 춘계 대회 D-334 「현행 TV/HDTV 컴패티블 부호화에서의 문제점과 대책」에 기재되어 있다.
이 대책으로서, 종래부터 몇 개인가의 해결 방법이 제안되어 있다. 상기한 특허 문헌 1에는, 3개의 서브밴드로 분할함으로써, 서브밴드 후의 화소의 위치 어긋남을 없애는 것이 기재되어 있다.
특허 문헌 2에는, 톱 필드에 대해서는, 탭 수가 짝수인 완전 재구성 필터에 의한 저주파 신호와 고주파 신호로의 서브밴드 분할을 행하고, 보텀 필드에 대해서는, 탭 수가 홀수인 완전 재구성 필터에 의한 저주파 신호와 고주파 신호로의 서브 밴드 분할을 행함으로써, 톱 필드와 보텀 필드의 주사선 위치 구조를 유지하는 것이 기재되어 있다. 이것에 의해，톱 필드와 보텀 필드의 화소 거리 및 보텀 필드와 톱 필드의 화소 거리가 동일하게 된다.
여기서, 홀수 탭 필터와 짝수 탭 필터를 이용하여 서브밴드 분할을 행한 경우의 다운 샘플시의 화소의 위치를, 도 4의 (a), (b)를 참조하여 설명한다.
톱 필드에 대하여, 도 2의 (b)에서 설명한 짝수 탭 필터를 이용하면，휘도 화소에 대해서는, 원 해상도의 휘도 화소(400a와 400b) 및 휘도 화소(400c와 400d)를 각각 1:1로 내분하는 점에 다운 샘플 후의 휘도 화소(402a 및 402b)가 생성된다. 마찬가지로, 색차 화소에 대해서도, 원 해상도의 색차 화소(401a와 401b)를 1:1로 내분하는 점에 다운 샘플 후의 색차 화소(403)가 생성된다.
보텀 필드에 대하여, 도 2의 (a)에서 설명한 홀수 탭 필터를 이용하면, 휘도 화소에 대해서는, 원 해상도의 휘도 화소(404b와 404d)에 각각 동일한 위치에 다운 샘플 후의 휘도 화소(406a 및 406b)가 생성된다. 마찬가지로, 색차 화소에 대해서도, 원 해상도의 색차 화소(405b)와 동일한 위치에 다운 샘플 후의 색차 화소(407)가 생성된다.
그러나, 특허 문헌 2에 기재된 방법에서는, ITU-T(International Telecommunications Union Telecommunications Standardization Sector)의 H.264/MPEG-4 Part10 등의 동화상 부호화 표준에 의해 정해진, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같은, 인터레이스의 4:2:0 포맷의 휘도와 색차의 수직 방향의 화소 배치의 조건을 충족시킬 수 없다.
즉, 4:2:0 포맷의 톱 필드의 화상에 대하여 짝수 탭 필터를 이용하여 서브밴드 분할을 행한 경우, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 다운 샘플 후의 색차 화소(403)는, 다운 샘플 후의 휘도 화소(402a와 402b)를 위로부터 3:5로 내분하는 위치에 생성된다. 이것은, 도 3의 (b)에 도시한 4:2:0 포맷의 톱 필드의 본래의 색차 화소의 위치인, 휘도 화소를 1:2로 내분하는 위치와 일치하지 않는다.
또한，보텀 필드의 화상에 대하여 홀수 탭 필터를 이용하여 서브밴드 분할을 행한 경우에는, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 다운 샘플 후의 색차 화소(407)는, 다운 샘플 후의 휘도 화소(406a와 406b)를 위로부터 7:1로 내분하는 위치에 생성된다. 이것은, 도 3의 (b)에 도시한 4:2:0 포맷의 보텀 필드의 본래의 색차 화소의 위치인, 휘도 화소를 위로부터 3:1로 내분하는 위치와는 일치하지 않는다.
또한，상기한 방법은, 톱 필드와 보텀 필드에서 서로 다른 필터를 이용할 필요가 있기 때문에, 톱 필드와 보텀 필드의 화소의 필터 처리 후의 진폭의 주파수 특성을 완전히 일치시킬 수 없다.
본 발명의 과제는, 인터레이스 화상의 수직 방향으로 서브밴드 분할을 행하는 경우에, 휘도와 색차의 화소 위치를 표준 포맷에 적합시키고, 또한 톱 필드와 보텀 필드의 신호의 주파수 특성을 일치시키는 것이다.
개시된 영상 신호 처리 장치는, 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 저주파 영역과 고주파 영역으로 분할하는 신호 처리 장치로서, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 저주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 저주파 신호를 생성하는 제1 저주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 고주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 고주파 신호를 생성하는 제1 고주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 저주파 분석 필터의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 저주파 신호를 생성하는 제2 저주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 고주파 분석 필터의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 고주파 신호를 생성하는 제2 고주파 신호 생성 수단을 가지며，상기 제1 저주파 분석 필터와, 상기 제1 고주파 분석 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 재구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 합성 필터 및 고주파 합성 필터가 존재하고, 또한, 상기 제1 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출한다.
이 영상 신호 처리 장치에 의하면, 다운 샘플시의 휘도, 색차의 화소 위치를 표준의 화소 포맷에 적합시킬 수 있다. 또한，제1 필드의 화소에 대하여 이용되는 제1 저주파 분석 필터와, 제2 필드의 화소에 대하여 이용되는 제2 저주파 분석 필터 및 제1 고주파 분석 필터와 제2 고주파 분석 필터의 주파수 특성을 거의 동일하게 할 수 있다.
개시된 영상 신호 처리 장치의 다른 양태는, 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 대역 분할된, 제1 저 주파 신호, 제1 고주파 신호, 제2 저주파 신호, 제2 고주파 신호로부터 합성하는 신호 처리 장치로서, 상기 제1 저주파 신호를 수직 방향으로 제1 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 제1 고주파 신호를 수직 방향으로 제1 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여 제1 필드를 생성하는 제1 합성 수단과, 상기 제2 저주파 신호를 수직 방향으로 상기 제1 저주파 합성 필터의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제2 고주파 신호를 수직 방향으로 상기 제1 고주파 합성 필터의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여, 제2 필드를 생성하는 제2 합성 수단을 가지며，상기 제1 저주파 합성 필터 및 상기 제1 고주파 합성 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 분석 필터 및 고주파 분석 필터가 존재하고, 또한 상기 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출한다.
이 영상 신호 처리 장치에 의하면, 업 샘플시의 휘도, 색차의 화소 위치를 표준의 화소 포맷에 적합시킬 수 있다. 또한，제1 필드의 화소에 대하여 이용되는 제1 저주파 합성 필터와, 제2 필드의 화소에 대하여 이용되는 제2 저주파 합성 필터 및 제1 고주파 합성 필터와 제2 고주파 합성 필터의 주파수 특성을 거의 동일하게 할 수 있다.
개시된 영상 신호 처리 장치의 다른 양태는, 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 저주파 영역과 고주파 영역으로 분할하는 신호 처리 장치로서, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 저주파 분석 필터 A(Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 저주파 신호를 생성하는 제1 저주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 고주파 분석 필터 B(Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 고주파 신호를 생성하는 제1 고주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 저주파 분석 필터 A(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 분석 필터 A(1/Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 저주파 신호를 생성하는 제2 저주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 고주파 분석 필터 B(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 분석 필터 B(1/Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 고주파 신호를 생성하는 제2 고주파 신호 생성 수단을 가지며，상기 제1 저주파 분석 필터 A(Z) 및 상기 제1 고주파 분석 필터 B(Z)에 대하여, 완전 재구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 합성 필터 P(Z) 및 고주파 합성 필터 Q(Z)가 존재하고, 또한, 상기 제1 저주파 분석 필터 A(Z)가 각 화소를 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출한다.
이 영상 신호 처리 장치에 의하면, 다운 샘플시의 휘도, 색차의 화소 위치를 표준의 화소 포맷에 적합시킬 수 있다. 또한，제1 필드의 화소에 대하여 이용되는 제1 저주파 분석 필터 A(Z)와, 제2 필드의 화소에 대하여 이용되는 제2 저주파 분석 필터 A(1/Z)와, 제1 고주파 분석 필터 B(Z)와 제2 고주파 분석 필터 B(1/Z)의 주파수 특성을 거의 동일하게 할 수 있다.
개시된 영상 신호 처리 장치는, 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 대역 분할된, 제1 저주파 신호, 제1 고주파 신호, 제2 저주파 신호, 제2 고주파 신호로부터 합성하는 신호 처리 장치로서, 상기 제1 저주파 신호를 수직 방향으로 제1 저주파 합성 필터 P(Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제1 고주파 신호를 수직 방향으로 제1 고주파 합성 필터 Q(Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여 제1 필드를 생성하는 제1 합성 수단과, 상기 제2 저주파 신호를 수직 방향으로 상기 제1 저주파 합성 필터 P(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 합성 필터 P(1/Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제2 고주파 신호를 수직 방향으로 상기 제1 고주파 합성 필터 Q(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 합성 필터 Q(1/Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여, 제2 필드를 생성하는 제2 합성 수단을 가지며，상기 제1 저주파 합성 필터 P(Z)와, 상기 제1 고주파 합성 필터 Q(Z)에 대하여, 완전 구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 분석 필터 A(Z) 및 고주파 분석 필터 B(Z)가 존재하고, 또한 상기 저주파 분석 필터 A(Z)가 각 화소를 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출한다.
이 영상 신호 처리 장치에 의하면, 업 샘플시의 휘도, 색차의 화소 위치를 표준의 화소 포맷에 적합시킬 수 있다. 또한，제1 필드의 화소에 대하여 이용되는 제1 저주파 합성 필터 P(Z)와, 제2 필드에 대하여 이용되는 제2 저주파 합성 필터 P(1/Z) 및 제1 고주파 합성 필터 Q(Z)와 제2 고주파 합성 필터 Q(1/Z)의 주파수 특 성을 거의 동일하게 할 수 있다.
상기한 영상 신호 처리 장치에서, 상기 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호의 제1 필드는 톱 필드이며, 제2 필드는 보텀 필드이다.
이와 같이 구성함으로써, 톱 필드와 보텀 필드의 주파수 특성을 거의 일치시킬 수 있다.
개시된 영상 신호 처리 장치에 의하면, 다운 샘플링시 또는 업 샘플링시의 휘도와 색차의 화소의 위치 관계를 표준의 포맷을 충족하도록 할 수 있다. 또한，제1 필드의 화소에 대하여 이용되는 필터와, 제2 필드의 화소에 대하여 이용되는 필터의 주파수 특성을 거의 동일하게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명한다. 도 5는, 실시 형태의 저주파 분석 필터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5의 저주파 분석 필터 A(Z)는, 각각 1 지연 단위(Z-1)의 지연을 부여하는 복수의 지연기(551a, 551b, 551c …, 551g)와, 복수의 승산기(552a, 552b, 552c, …, 552h)와, 승산기(552a∼552h)의 출력을 가산하는 가산기(553)와, 가산기(553)의 출력을 소정의 지연 단위(Z-N)분 지연시키는 지연기(554)를 갖는다. 또한，지연기(554)는, 화소의 출력 타이밍을 조정하기 위한 것으로 필요에 따라서 적절히 설 치한다.
입력 신호(500)로서 공급되는 원 화상의 화소(550a∼550e)는, 저주파 분석 필터 A(Z)에 순서대로 입력되고, 각 지연기(551a∼551g)에서 1 지연 단위씩 지연되고, 입력 신호(500)와 각 지연기(551a∼551g)의 출력 신호가, 대응하는 승산기(552a∼552h)에 출력된다.
이 저주파 분석 필터 A(Z)는, 예를 들면, 탭 수 8의 저주파 통과 필터이다. 승산기(552a∼552h)는, 8개의 필터 계수 a(-3), a(-2), a(-1), …, a(4)의 승산을 행한다.
다음으로，도 6은, 제1 실시 형태의 영상 신호 처리 장치의 분석 필터(670)와 합성 필터(680)의 구성을 나타내는 도면이다.
영상 신호 처리 장치는, 예를 들면, 인터레이스의 영상 신호를 서브밴드 부호화하는 부호화 장치, 서브밴드 부호화된 신호를 복호하는 복호화 장치, 혹은 그 양쪽의 기능을 갖는 장치이다.
분석 필터(670)는, 필터 선택부(650a, 650b, 650c, 650d)와, 톱 필드 저주파 분석 필터(610)와, 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)와, 톱 필드 고주파 분석 필터(620)와, 보텀 필드 고주파 분석 필터(B621)와, 다운 샘플러(612, 622)를 갖는다.
톱 필드 저주파 분석 필터(610)와 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)는, 예를 들면, Z 변환을 이용하여, 각각 A(Z), A(1/Z)로 나타낼 수 있다. 또한，톱 필드 고주파 분석 필터(620)와 보텀 필드 고주파 분석 필터(621)는, Z 변환을 이용하여, 각각 B(Z), B(1/Z)로 나타낼 수 있다.
합성 필터(680)는, 업 샘플러(613, 623)와, 필터 선택부(650e, 650f, 650g, 650h)와, 톱 필드 저주파 합성 필터(630)와, 보텀 필드 저주파 합성 필터(631)와, 톱 필드 고주파 합성 필터(640)와, 보텀 필드 고주파 합성 필터(641)와, 가산기(660)를 갖는다.
톱 필드 저주파 합성 필터(630)와 보텀 필드 저주파 합성 필터(631)는, Z 변환을 이용하여, P(Z), P(1/Z)로 나타낼 수 있고, 톱 필드 고주파 합성 필터(640)와 보텀 필드 고주파 합성 필터(641)는, 각각 Q(Z), Q(1/Z)로 나타낼 수 있다.
본 실시 형태에서는，이하의 조건 1, 2를 동시에 충족시키도록 분석 필터(670)와 합성 필터(680)를 설계하였다.
저주파 분석 필터(도 6의 A(Z)와 A(1/Z)), 고주파 분석 필터(도 6의 B(Z)와 B(1/Z)), 저주파 합성 필터(도 6의 P(Z)와 P(1/Z)), 고주파 합성 필터(도 6의 Q(Z)와 Q(1/Z))가 완전 재구성 조건을 충족시킨다. ‥… 조건 1
저주파 분석 필터가, 각 화소를 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출한다. ‥… 조건 2
전술한 바와 같이, 도 1의 저주파 분석 필터 A(Z)와 고주파 합성 필터 Q(Z) 중 어느 한쪽과, 저주파 합성 필터 P(Z)와 고주파 분석 필터 B(Z) 중 어느 한쪽을 각각 규정함으로써 완전 재구성 필터를 실현할 수 있다.
본 실시 형태는, 상기한 조건 1 및 조건 2를 충족하고, 또한 톱 필드와 보텀 필드의 저주파 분석 필터(610과 611)의 필터 계수를 상하 반전시키고, 톱 필드와 보텀 필드의 고주파 분석 필터(620과 621)의 필터 계수를 상하 반전시킨 것을 이용한다. 또한，합성 필터(680)의 톱 필드와 보텀 필드의 저주파 합성 필터(630, 631)의 필터 계수를 상하 반전시키고, 톱 필드와 보텀 필드의 고주파 합성 필터(640, 641)의 필터 계수를 상하 반전시킨 것을 이용함으로써, 필터 처리 후의 신호가 동일한 주파수 특성을 갖는, 완전 재구성 필터를 실현할 수 있다.
도 6의 분석 필터(670)의 필터 선택부(650a, 650b, 650c, 650d)는, 입력 신호 X(Z)(600)가 톱 필드인지, 보텀 필드인지에 따라 접속처가 절환되는 스위치 회로 등에 의해 구성되어 있다.
필터 선택부(650a∼650d)는, 입력 신호 X(Z)(600)가 톱 필드인 경우에는, 2개의 저주파 분석 필터 중 상측의 톱 필드 저주파 분석 필터(610)와, 2개의 고주파 분석 필터 중 상측의 톱 필드 고주파 분석 필터(620)를 선택한다.
이 경우, 입력 신호 X(Z)(600)는, 톱 필드 저주파 분석 필터(610)와 톱 필드 고주파 분석 필터(620)에 공급되고, 각각의 필터의 출력 신호가 다운 샘플러(612, 622)에 출력된다.
또한，필터 선택부(650a∼650d)는, 입력 신호 X(Z)(600)가 보텀 필드인 경우에는, 하측의 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)와 보텀 필드 고주파 분석 필터(621)를 선택한다.
이 경우, 입력 신호 X(Z)(600)는, 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)와 보텀 필드 고주파 분석 필터(621)에 공급되고, 각각의 필터의 출력 신호가 다운 샘플러(612, 622)에 출력된다.
톱 필드 저주파 분석 필터(610)는, 입력 신호 X(Z)(600)의 고주파 성분을 저지하고, 저주파 성분을 통과시키는 저주파 통과 필터 A(Z)이다.
보텀 필드 저주파 분석 필터(611)는, 톱 필드 저주파 분석 필터(610)의 필터 계수를 상하 반전한 필터 계수를 갖는 저주파 통과 필터 A(1/Z)이다.
다운 샘플러(612)는, 톱 필드 저주파 분석 필터(610)의 출력 신호와, 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)의 출력 신호를, 2:1로 다운 샘플하여, 저주파 신호 L(Z)(604)로서 출력한다. 다운 샘플 후의 저주파 신호(604)는, 원래의 영상 신호의 화소 위치를 위부터 거의 1:3으로 내분하는 위치의 화소값으로 된다.
또한，다운 샘플러(622)는, 톱 필드 고주파 분석 필터(620)의 출력 신호와, 보텀 필드 고주파 분석 필터(621)의 출력 신호를, 2:1로 다운 샘플하여 고주파 신호 H(Z)(605)로서 출력한다.
예를 들면, 상기한 톱 필드 저주파 분석 필터(610)와 다운 샘플러(612)는, 제1 저주파 신호 생성 수단에 대응한다. 또한，톱 필드 고주파 분석 필터(620)와 다운 샘플러(622)는, 제1 고주파 신호 생성 수단에 대응한다. 또한, 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)와 다운 샘플러(612)는, 제2 저주파 신호 생성 수단에 대응한다. 보텀 필드 고주파 분석 필터(621)와 다운 샘플러(622)는, 제2 고주파 신호 생성 수단에 대응한다.
여기서, 도 6의 분석 필터(670)의 동작을 설명한다. 예를 들면, 고정밀도의 인터레이스 영상 신호가 입력 신호 X(Z)(600)로서 공급되면, 도시하지 않은 제어부에 의해, 입력 신호 X(Z)(600)가 톱 필드와 보텀 필드 중 어느 하나가 판정되고, 필터 선택부(650a∼650d)가 절환된다.
입력 신호 X(Z)(600)가 톱 필드인 경우에는, 톱 필드 저주파 분석 필터(610)와 톱 필드 고주파 분석 필터(620)가 선택되고, 입력 신호 X(Z)(600)에 대하여, 수직 방향으로 각각 저주파 필터링과 고주파 필터링이 행해진다. 그리고, 다운 샘플러(612, 622)에 의해, 화소 수가 2:1로 다운 샘플되고, 저주파 신호 L(Z)(604)와 고주파 신호 H(Z)(605)가 생성된다.
입력 신호 X(Z)(600)가 보텀 필드인 경우에는, 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)와 보텀 필드 고주파 분석 필터(621)가 선택되고, 입력 신호 X(Z)(600)에 대하여, 수직 방향으로 각각 저주파 필터링과 고주파 필터링이 행해진다. 그 후, 다운 샘플러(612, 622)에 의해, 화소가 2:1로 다운 샘플되고, 저주파 신호 L(Z)(604)와 고주파 신호 H(Z)가 생성된다.
분석 필터(670)는, 합성 필터(680)에 대하여 완전 재구성 조건(조건 1 및 조건 2)을 충족시키도록 설계되어 있으므로, 합성 필터(680)에서 재구성 가능한 서브밴드 신호를 생성할 수 있다. 또한，톱 필드 저주파 분석 필터(610)가, 각 화소를 1:3으로 내분하는 위치의 화소를 생성함으로써, 표준의 화소 포맷(예를 들면，4:2:0 포맷)의 화소 위치의 조건을 충족시킬 수 있다.
또한，보텀 필드 저주파 분석 필터(611)의 필터 계수를, 톱 필드 저주파 분석 필터(610)의 필터 계수를 상하 반전시킨 필터 계수를 이용하고, 또한 보텀 필드 고주파 분석 필터(621)의 필터 계수로서, 톱 필드 고주파 분석 필터(620)의 필터 계수를 상하 반전시킨 필터 계수를 이용함으로써, 톱 필드와 보텀 필드의 신호의 주파수 특성을 동일하게 할 수 있다.
다음으로，도 6의 합성 필터(680)의 구성에 대하여 설명한다. 이 합성 필터(680)에는, 예를 들면, 상기한 분석 필터(670)에 의해 서브밴드 분할된 입력 신호 X(Z)(600)가 입력된다.
업 샘플러(613, 623)는, 입력 신호 X(Z)(600)에 0을 삽입하여 1:2로 업 샘플링한다. 업 샘플러(613)에는, 저주파 신호(604)가 입력된다. 저주파 신호(604)는, 톱 필드 저주파 분석 필터(610)에 의해 필터 처리가 실시되고, 2:1로 다운 샘플된 제1 저주파 신호와, 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)에 의해 필터 처리가 실시되어, 2:1로 다운 샘플된 제2 저주파 신호로 이루어진다.
업 샘플러(623)에는, 고주파 신호(605)가 입력된다. 이 고주파 신호(605)는, 톱 필드 고주파 분석 필터(620)에 의해 필터 처리가 실시되어, 2:1로 다운 샘플된 제1 고주파 신호와, 보텀 필드 고주파 분석 필터(621)에 의해 필터 처리가 실시되어, 2:1로 다운 샘플된 제2 고주파 신호로 이루어진다.
필터 선택부(650e, 650f, 650g, 650h)는, 입력 신호 X(Z)(600)가 톱 필드인지, 보텀 필드인지에 따라 접속처가 절환되는 스위치 회로 등으로 구성되어 있다.
필터 선택부(650e∼650g)는, 입력 신호 X(Z)(600)가 톱 필드인 경우에는, 2개의 저주파 합성 필터 중 상측의 톱 필드 저주파 합성 필터(630)와, 2개의 고주파 합성 필터 중 상측의 톱 필드 고주파 합성 필터(640)를 선택한다.
또한，필터 선택부(650e∼650h)는, 입력 신호 X(Z)(600)가 보텀 필드인 경우에는, 하측의 보텀 필드 저주파 합성 필터(631)와 보텀 필드 고주파 합성 필 터(641)를 선택한다.
톱 필드 저주파 합성 필터(630)는, 입력 신호 X(Z)(600)의 저주파 성분을 통과시키는 저주파 통과 필터 P(Z)이다.
보텀 필드 저주파 합성 필터(631)는, 톱 필드 저주파 합성 필터(630)의 필터 계수를 상하 반전한 필터 계수를 갖는 저주파 통과 필터 P(1/Z)이다.
톱 필드 고주파 합성 필터(640)는, 입력 신호 X(Z)(600)의 저주파 성분을 저지하고, 고주파 성분을 통과시키는 고주파 통과 필터 Q(Z)이다.
보텀 필드 고주파 합성 필터(641)는, 톱 필드 고주파 합성 필터(640)의 필터 계수를 상하 반전한 필터 계수를 갖는 고주파 통과 필터 Q(1/Z)이다.
가산기(660)는, 선택부(650g와 650h)에 의해 선택된 저주파 합성 필터(P(Z) 또는 P(1/Z))의 출력 신호와, 고주파 합성 필터(Q(Z) 또는 Q(1/Z))의 출력 신호를 가산하고, 가산 결과의 신호를 합성 신호 Y(Z)(601)로서 출력한다.
여기서, 합성 필터(680)의 동작을 간단히 설명한다. 업 샘플러(613, 623)는, 입력 신호 X(Z)(600)(서브밴드 분할된 신호)에 0을 삽입하여 1:2로 업 샘플한다.
입력 신호 X(Z)(600)가 톱 필드인 경우에는, 필터 선택부(650e∼650h)는, 톱 필드 저주파 합성 필터(630)와 톱 필드 고주파 합성 필터(640)를 선택한다. 이 결과, 업 샘플된 신호에 대하여, 저주파 합성 필터 P(Z)의 필터 처리와, 고주파 합성 필터 Q(Z)의 필터 처리가 실시되고, 필터 처리 후의 신호가 가산기(660)에 의해 가산되어, 톱 필드의 합성 신호(601)가 재구성된다.
또한，입력 신호 X(Z)(600)가 보텀 필드인 경우에는, 필터 선택부(650e∼650h)는, 보텀 필드 저주파 합성 필터(631)와 보텀 필드 고주파 합성 필터(641)를 선택한다. 이 결과, 업 샘플된 신호에 대하여, 저주파 합성 필터 P(1/Z)의 필터 처리와, 고주파 합성 필터 Q(1/Z)의 필터 처리가 실시되고, 필터 처리 후의 신호가 가산기(660)에 의해 가산되어, 보텀 필드의 합성 신호(601)가 재구성된다.
합성 필터(680)는, 분석 필터(670)에 대하여 완전 재구성 조건(조건 1 및 조건 2)을 충족시키도록 설계하고 있으므로, 서브밴드 분할된 신호로부터 원래의 영상 신호와 동일한 신호를 생성할 수 있다.
또한，보텀 필드 저주파 합성 필터(631)의 필터 계수로서, 톱 필드 저주파 합성 필터(630)의 필터 계수를 상하 반전시킨 필터 계수를 이용하고, 또한 보텀 필드 고주파 합성 필터(641)의 필터 계수로서, 톱 필드 고주파 합성 필터(640)의 필터 계수를 상하 반전시킨 필터 계수를 이용함으로써, 톱 필드와 보텀 필드의 신호의 주파수 특성을 동일하게 할 수 있다.
도 6의 예는, 톱 필드 저주파 분석 필터(610)와 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)의 입력 및 출력, 톱 필드 고주파 분석 필터(620)와 보텀 필드 고주파 분석 필터(621)의 입력 및 출력과, 합성 필터(680)의 각 필터의 입력 및 출력에 각각 필터 선택부(650a∼650h)를 설치하고 있지만, 입력측, 출력측 중 한쪽에 필터 선택부를 설치하여도 된다.
또한，2개의 필터를 절환하는 것은 아니며, 1개의 필터에 대하여 상하 반전한 필터 계수를 스위치 회로 등에 의해 절환하도록 하여도 된다. 이 경우, 공통의 지연기(또는, 승산기를 포함시켜)를 이용할 수 있으므로, 필터의 구성을 간소하게 할 수 있다.
또한，영상 신호 처리 장치는, 반드시 분석 필터(670)와 합성 필터(680)의 양쪽을 구비할 필요는 없다. 예를 들면, 영상 신호의 서브밴드 부호화의 기능만이어도 되는 경우에는, 분석 필터(670)만을 가지면 된다. 또한，서브밴드 분할된 신호를 복호하는 기능만이어도 되는 경우에는, 영상 신호 처리 장치는 합성 필터(680)만을 가지면 된다.
상기한 분석 필터(670) 및 합성 필터(680)는, 하드웨어에 의해 구성하여도 되고, 연산용 프로세서 등을 이용하여 소프트웨어에 의해 실현하여도 된다.
다음으로，도 7은, 실시 형태의 서브밴드 변환에서의, 다운 샘플 전후의 화소 위치의 설명도이다.
도 6의 분석 필터(670)의 필터 처리 후의 신호는, 톱 필드에서는，원 해상도 화소(700a와 700b 및 700c와 700d)로부터, 그들 화소를 각각 1:3으로 내분하는 점에 다운 샘플 후의 화소(701a, 701b)가 생성된다.
보텀 필드에서는，원 해상도 화상(702a와 702b 및 702c와 702d)으로부터, 그들 화소를 각각 3:1로 내분하는 점에 다운 샘플 후의 화소(703a, 703b)가 생성된다.
이 결과, 다운 샘플 후의 보텀 필드의 화소(703a)는, 다운 샘플 후의 톱 필드의 화소(701a와 701b)를 1:1로 내분하는 위치에 생성된다. 따라서, 분석 필터(670)에 의해 서브밴드 분할한 저주파 신호는 인터레이스의 표준 포맷의 조건을 충족시키고 있다.
또한，톱 필드와 보텀 필드의 화소에 이용하는 필터는, 서로 필터 계수의 상하를 반전시킨 것을 이용하고 있으므로, 필터 처리 후의 진폭의 주파수 특성은, 톱 필드와 보텀 필드에서 완전히 동일하게 되어, 보다 자연스러운 저주파 신호의 생성이 가능하게 된다.
도 8은, 4:2:0 포맷의 다운 샘플 시에서의, 휘도와 색차의 화소의 수직 방향의 위치 관계를 나타내는 도면이다.
도 8의 (a)에 도시한, 톱 필드에서는, 원 해상도의 휘도 화소(800a와 800b) 및 휘도 화소(800c와 800d)를, 각각 위로부터 1:3으로 내분하는 위치에 다운 샘플 후의 휘도 화소(802a, 802b)가 생성된다.
마찬가지로, 원 해상도의 색차 화소(801a와 801b)를 위로부터 1:3으로 내분하는 위치에 다운 샘플 후의 색차 화소(803)가 생성된다.
도 8의 (b)에 도시한, 보텀 필드에서는, 원 해상도의 휘도 화소(804a와 804b) 및 휘도 화소(804c와 804d)를, 각각 위로부터 3:1로 내분하는 위치에 다운 샘플 후의 휘도 화소(806a, 806b)가 생성된다.
마찬가지로, 원 해상도의 색차 화소(805a와 805b)를 위로부터 3:1로 내분하는 위치에 다운 샘플 후의 색차 화소(807)가 생성된다.
도 8의 (a), (b)로부터, 다운 샘플 후의 톱 필드와 보텀 필드가, 도 3의 (b)에 도시한, 4:2:0 포맷의 각 화소간의 위치 관계를 충족시키고 있는 것을 알 수 있다.
즉, 톱 필드에서는，다운 샘플 후의 색차 화소(803)는, 다운 샘플 후의 휘도 화소(802a와 802b)를 1:3으로 내분하는 점에 배치된다. 마찬가지로, 보텀 필드에서는，색차 화소(807)는 다운 샘플 후의 휘도 화소(806a와 806b)를 3:1로 내분하는 점에 배치된다.
또한，상기한 설명에서는, 서브밴드 분할된 저주파 신호의 화소가, 톱 필드를 1:3으로, 보텀 필드를 3:1로 내분하는 위치에 생성되는 경우에 대하여 설명하였지만, 다른 위치에 다운 샘플되도록 하여도 된다.
전술한 제1 실시 형태에 의하면, 필터가 조건 1의 완전 재구성 조건과, 조건 2의 저주파 분석 필터가 각 화소를 거의 1:3으로 내분하는 위치의 화소값을 산출한다고 하는 2가지 조건을 충족시킴으로써, 인터레이스의 영상의 휘도와 색차의 화소의 위치 어긋남이 생기는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해 4:2:2, 4:2:0 등의 표준 포맷의 화소의 배치 조건을 충족시킬 수 있다. 또한，필터 계수를 상하 반전한 필터를 톱 필드와 보텀 필드에 이용함으로써, 톱 필드와 보텀 필드의 신호의 주파수 특성을 동일하게 할 수 있다.
도 9는, 제2 실시 형태의 다운 샘플시의 화소의 배치를 나타내는 도면이다.
이 제2 실시 형태는, 도 6의 톱 필드, 보텀 필드의 필터 선택부(650a∼650h)를 반대로 작용시키고 있다. 구체적으로는，도 6에서, 입력 신호 X(Z)(600)가 톱 필드일 때에는, 저주파 분석 필터 A(1/Z)와, 고주파 분석 필터 B(1/Z)를 선택하여 필터 처리를 실시한다.
이와 같이 구성함으로써, 도 9에 도시한 바와 같이, 톱 필드의 화소(900a, 900b)를 3:1로 내분한 점에 다운 샘플 후의 화소(901a)가 배치되고, 보텀 필드의 화소(902b, 902c)를 1:3으로 내분한 점에 다운 샘플 후의 화소(903a)가 배치된다.
도 10은, 도 6의 분석 필터(670)를 이용하여, 4:2:2 포맷의 영상(1050)의 색차 신호(1000)만을 서브밴드 부호화하는 경우의 설명도이다.
이 예는, 색차 신호(1000)를 색차 분석 필터(1070)에서 색차 저주파 신호(1004)와 색차 고주파 신호(1005)로 분리하고, 휘도 신호(1010)와, 2:1로 다운 샘플된 색차 저주파 신호(1004)를 모두 4:2:0 포맷 영상(1060)으로서 취급하는 서브 밴드 부호화의 예이다.
색차 분석 필터(1070)는, 도 6의 분석 필터(670)와 마찬가지로 입력 신호를 저주파 신호와 고주파 신호로 서브밴드 분할하는 필터이다.
도 11은, 4:2:2 포맷으로부터 4:2:0으로의 서브밴드 변환의 설명도이다. 도 11의 (a)는, 종래의 방법으로 서브밴드 변환을 행한 경우의 다운 샘플 후의 화소 위치를 나타내고, 도 11의 (b)는, 실시 형태의 분석 필터(670)를 이용하여 서브밴드 변환을 행한 경우의 다운 샘플 후의 화소 위치를 나타내고 있다.
도 11의 (a)에 도시한 바와 같이, 종래의 방법에서는, 다운 샘플 후의 색차 화소(1101a, 1101b)는, 톱 필드의 휘도 화소(1100a와 1100b) 및 휘도 화소(1100c와 1100d)를 1:1로 내분하는 점에 배치된다.
보텀 필드의 색차 화소(1103a, 1103b)는, 휘도 화소(1102b, 1102d)와 동일한 위치에 배치되고, 도 3의 (b)에 도시한 본래의 4:2:0 포맷과 1/4 화소 피치만큼 어긋나게 된다.
이에 대하여, 실시 형태의 분석 필터(670)를 이용하여 서브밴드 변환을 행한 경우에는, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이, 톱 필드의 다운 샘플 후의 색차 화소(1105a, 1105b, 1105c)는, 휘도 화소(1104a와 1104b), 휘도 화소(1104c와 1104d)를, 각각 1:3으로 내분하는 점에 생성된다.
또한，보텀 필드의 다운 샘플 후의 색차 화소(1107a, 1107b)는, 휘도 화소(1106a와 1106b), 휘도 화소(1106c와 1106d)를, 각각 3:1로 내분하는 위치에 생성된다. 도 11의 (b)의 화소 배치는, 도 3의 (b)에 도시한 본래의 4:2:0 포맷의 화소의 배치와 일치한다.
우리들은, 전술한 제1 실시 형태의 분석 필터(670)와 합성 필터(680)의 일례를 설계하였다. 이하에 그 필터 계수를 나타낸다.
톱 필드 저주파 분석 필터(A(Z))(610)를, Z 변환을 사용하여 표현하면, 이하와 같이 된다.
Figure 112009013992737-pat00009
탭 수를 8로 하여, k의 범위를 -3∼4로 제한한 경우의 필터 계수 a(k)의 바람직한 값은, 아래와 같이 된다. 계산값은, 소수점 이하 8 자릿수로 사사오입하였다.
Figure 112009013992737-pat00010
또한，톱 필드 저주파 합성 필터(P(Z))(630)를, Z 변환을 사용하여 표현하면, 이하와 같이 된다.
Figure 112009013992737-pat00011
탭 수를 8로 하여, k의 범위를 -3∼4로 제한한 경우의 필터 계수 p(k)의 바람직한 값은, 이하와 같이 된다.
Figure 112009013992737-pat00012
또한，톱 필드 고주파 분석 필터(B(Z))(620)와, 톱 필드 고주파 합성 필터(Q(Z))(640)는, 전술한 바와 같이 상수 C를 이용하여, 이하와 같이 표현할 수 있다.
B(Z)=C·P(-Z)
Q(Z)=-(1/C)·A(-Z)
C=1/2로 하면，8탭의 고주파 분석 필터 B(Z)의 필터 계수의 바람직한 값은, k의 값을 -3∼4로 하였을 때에, 이하와 같이 된다.
Figure 112009013992737-pat00013
또한，고주파 합성 필터 Q(Z)의 8탭의 필터 계수의 바람직한 값은, k의 값을 -3∼4로 하였을 때에, 이하와 같이 된다.
Figure 112009013992737-pat00014
상기한 필터 A(Z), B(Z), P(Z), Q(Z)는, 완전 재구성 조건을 충족함과 함께, 저주파 분석 필터 A(Z)에서 필터 처리가 실시되어, 다운 샘플된 화소는, k=1과 k=0의 계수가 승산된 2 화소의 사이를 0.9375:3.0625, 즉, 거의 1:3으로 내분하는 위치로 된다.
일반적으로, 필터 처리 후의 회소가, 원래의 화소에 대하여 얼마만큼 어긋난 위치의 화소값을 대표하고 있는지라는 것을 나타내는 것에, 군 지연 특성이 이용된다.
필터 F의 주파수 특성을, 이하의 식으로 표현한다.
Figure 112009013992737-pat00015
여기서, F(ω)는 주파수ω의 필터의 주파수 특성이며, z 변환, 즉 z의 다항식으로 표현된 필터의 z에 대하여, z=ej ω를 대입함으로써 구해진다.
여기서, j는 허수 단위이다. 또한 Fre(ω)는, F(ω)의 실수부, Fim(ω)는, F(ω)의 허수부를 나타낸다. 이 때, 필터 F(ω)의 주파수 ω에서의 군 지연 특성 GDC(ω)는, 이하의 식으로 표현된다.
Figure 112009013992737-pat00016
그리고, 이 군 지연 특성은, 필터를 실시한 후의 주파수 ω의 성분이, 약 몇화소만큼 시프트하였는지를 나타낸다.
즉, GDC(ω)가 값 α인 경우에는, 주파수 성분 ω의 성분은, 필터 처리 후에는 현 신호에 대하여 α 화소만큼 시프트하는 것으로 된다. 영상에서는，특히 저주파 성분이 중요하므로, 이 군 지연 특성에서도, 저주파, 특히 ω=0 부근의 값이 중요하다. 이 필터 A(z)의 ω=0의 군 지연은, 0.23375이다. 이 점으로부터, 전술 한 바와 같이, 화소는, k=1과 k=0의 계수가 승산되는 2화소의 사이를 0.9375:3.0625로 내분하는 것이 도출된다.
다음으로，저주파 분석 필터 A(Z)의 필터 계수를 상하 반전시킨 필터 계수를 갖는, 보텀 필드 저주파 분석 필터(611)는, Z 변환을 이용하여, 이하와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112009013992737-pat00017
필터 계수 a'(k)는, 수학식 8의 저주파 분석 필터 A(Z)의 필터 계수 a(k)로부터, 이하의 값으로 된다.
Figure 112009013992737-pat00018
마찬가지로, 보텀 필드 고주파 분석 필터(B(1/Z))(621)의 계수 b'(k)는, 수학식 10의 고주파 분석 필터 B(Z)의 계수 b(k)를 상하 반전시켜, 이하와 같이 표현할 수 있다.
b'(3)=b(-3), b'(2)=b(-2), b'(1)=b(-1), b'(0)=b(0), b'(-1)=b(1), b'(-2)=b(2), b'(-3)=b(3), b'(-4)=b(4)
보텀 필드 저주파 합성 필터(P(1/Z))(631)의 계수 p'(k)도, 수학식 9의 저주 파 합성 필터 P(Z)의 계수 p(k)를 상하 반전시켜 마찬가지로 구할 수 있다.
보텀 필드 고주파 합성 필터(Q(1/Z))(641)의 계수 q'(k)도, 수학식 11의 고주파 합성 필터 Q(Z)의 계수 q(k)를 상하 반전시켜 마찬가지로 구할 수 있다.
또한，상기한 필터 계수는 일례이며, 이 밖에, 전술한 조건 1 및 조건 2를 충족하는 필터는 다수 존재한다. 탭 수도 8로 한정하는 것은 아니다. 또한，장치에의 실장에서는，하드웨어의 규모의 제약에 의해, 재구성시의 오차를 허용할 수 있는 범위에서, 원하는 유효 자릿수로 잘라 올려진 계수를 이용할 수 있다.
잘라 올려진 계수를 이용한 연산의 예를 이하에 기재한다. 조건 1 및 조건 2를 충족하는 필터 A(z), P(z)의 다른 실시예로서, 이하의 것이 있다.
Figure 112009013992737-pat00019
Figure 112009013992737-pat00020
이 계수를 2진수로 소수점 이하 10비트의 정밀도로 잘라 올리면, 이하와 같이 된다.
Figure 112009013992737-pat00021
Figure 112009013992737-pat00022
바람직한 연산 방법으로서는, 상기 A(z), P(z)의 각 필터 계수의 분모의 정수 부분과, 필터를 실시하는 화소값을 정수 승산하고, 승산값을 누적 가산하고, 그 누적 가산값에 사사오입용으로서 512를 가산한 후에, 10비트 절사함(1024로 나눔)으로써, 필터 처리를 실현할 수 있다.
본 발명은, 2개의 서브밴드로 분할하는 것에 한하지 않고, 3 이상의 서브밴드로 분할하는 것에도 적용할 수 있다. 또한, 저주파 분석 필터, 고주파 분석 필터, 저주파 합성 필터 등은, 실시 형태에 나타낸 회로에 한하지 않고, 다른 회로 구성의 필터를 이용하여도 된다.
<부기 1>
제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 저주파 영역과 고주파 영역으로 분할하는 신호 처리 장치로서, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 저주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 저주파 신호를 생성하는 제1 저주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 고주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 고주파 신호를 생성하는 제1 고주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 저주파 분석 필터의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 저주파 신호를 생성하는 제2 저주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 고주파 분석 필터의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 고주파 신호를 생성하는 제2 고주파 신호 생성 수단을 가지며，상기 제1 저주파 분석 필터 및 상기 제1 고주파 분석 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 재구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 합성 필터 및 고주파 합성 필터가 존재하고, 또한, 상기 제1 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
<부기 2>
제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 대역 분할된, 제1 저주파 신호, 제1 고주파 신호, 제2 저주파 신호, 제2 고주파 신호로부터 합성하는 신호 처리 장치로서, 상기 제1 저주파 신호를 수직 방향으로 제1 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 제1 고주파 신호에 수직 방향으로 제1 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여 제1 필드를 생성하는 제1 합성 수단과, 상기 제2 저주파 신호를 수직 방향으로 상기 제1 저주파 합성 필터의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제2 고주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 고주파 합성 필터의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여, 제2 필드를 생성하는 제2 합성 수단을 가지며，상기 제1 저주파 합성 필터 및 상기 제1 고주파 합성 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 분석 필터 및 고주파 분석 필터가 존재하고, 또한 상기 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 특 징을 갖는 영상 신호 처리 장치.
<부기 3>
제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 저주파 영역과 고주파 영역으로 분할하는 신호 처리 장치로서, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 저주파 분석 필터 A(Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 저주파 신호를 생성하는 제1 저주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 고주파 분석 필터 B(Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 고주파 신호를 생성하는 제1 고주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 저주파 분석 필터 A(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 분석 필터 A(1/Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 저주파 신호를 생성하는 제2 저주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 고주파 분석 필터 B(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 분석 필터 B(1/Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 고주파 신호를 생성하는 제2 고주파 신호 생성 수단을 가지며，상기 제1 저주파 분석 필터 A(Z) 및 상기 제1 고주파 분석 필터 B(Z)에 대하여, 완전 재구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 합성 필터 P(Z) 및 고주파 합성 필터 Q(Z)가 존재하고, 또한, 상기 제1 저주파 분석 필터 A(Z)가 각 화소를 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 특징을 갖는 영상 신호 처리 장치.
<부기 4>
제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 대역 분할된, 제1 저주파 신호, 제1 고주파 신호, 제2 저주파 신호, 제2 고주파 신호로부터 합성하는 신호 처리 장치로서, 상기 제1 저주파 신호에 수직 방향으로 제1 저주파 합성 필터 P(Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제1 고주파 신호에 수직 방향으로 제1 고주파 합성 필터 Q(Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여 제1 필드를 생성하는 제1 합성 수단과, 상기 제2 저주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 저주파 합성 필터 P(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 합성 필터 P(1/Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제2 고주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 고주파 합성 필터 Q(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 합성 필터 Q(1/Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여, 제2 필드를 생성하는 제2 합성 수단을 가지며，상기 제1 저주파 합성 필터 P(Z) 및 상기 제1 고주파 합성 필터 Q(Z)에 대하여, 완전 구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 분석 필터 A(Z) 및 고주파 분석 필터 B(Z)가 존재하고, 또한 상기 저주파 분석 필터 A(Z)가 각 화소를 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
<부기 5>
상기 영상 신호가 제1 필드일 때에는, 상기 제1 저주파 분석 필터와 상기 제1 고주파 분석 필터를 선택하여 필터 처리를 행하게 하고, 영상 신호가 제2 필드일 때에는, 상기 제2 저주파 분석 필터와 상기 제2 고주파 분석 필터를 선택하여 필터 처리를 행하게 하는 선택 수단을 갖는 부기 1 또는 3에 기재된 영상 신호 처리 장치.
<부기 6>
상기 제1 저주파 신호 생성 수단과 상기 제2 저주파 신호 생성 수단은, 신호를 다운 샘플하는 제1 다운 샘플 수단을 공통으로 갖고，상기 제1 고주파 신호 생성 수단과 상기 제2 고주파 신호 생성 수단은, 신호를 다운 샘플하는 제2 다운 샘플 수단을 공통으로 갖는 부기 1 또는 3에 기재된 영상 신호 처리 장치.
<부기 7>
입력 신호가 제1 필드일 때에는, 상기 제1 저주파 합성 필터와 상기 제1 고주파 합성 필터를 선택하여 필터 처리를 행하게 하고, 입력 신호가 제2 필드일 때에는, 상기 제2 저주파 합성 필터와 상기 제2 고주파 합성 필터를 선택하여 필터 처리를 행하게 하는 선택 수단을 갖는 부기 2 또는 4에 기재된 영상 신호 처리 장치.
<부기 8>
상기 제1 합성 수단의 신호를 가산하는 수단과, 상기 제2 합성 수단의 신호를 가산하는 수단은, 하나의 가산 수단인 부기 2 또는 4에 기재된 영상 신호 처리 장치.
<부기 9>
각 필드의 영상 신호는, 휘도 성분 화소와 색차 성분 화소로 구성되는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 영상 신호 처리 장치.
<부기 10>
각 필드의 영상 신호는, 휘도 성분 화소와 색차 성분 화소로 구성되는 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 영상 신호 처리 방법.
<부기 11>
제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호의 제1 필드는 톱 필드이며, 제2 필드는 보텀 필드인 것을 특징으로 하는 부기 1 내지 4 중 어느 하나에 기재된 영상 신호 처리 장치.
<부기 12>
부기 2에 기재된 상기 제1 합성 수단과 상기 제2 합성 수단을 갖는 부기 1에 기재된 영상 신호 처리 장치.
<부기 13>
제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 저주파 영역과 고주파 영역으로 분할하는 신호 처리 방법으로서, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 저주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 저주파 신호를 생성하는 스텝과, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 고주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 고주파 신호를 생성하는 스텝과, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 저주파 분석 필터의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 저주파 신호를 생성하는 스텝과, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 고주파 분석 필터의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 고주파 신호를 생성하는 스텝을 갖고，상기 제1 저주파 분석 필터 및 상기 제1 고주파 분석 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 재구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 합성 필터 및 고주파 합성 필터가 존재하고, 또한, 상기 제1 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 특징을 갖는 영상 신호 처리 방법.
<부기 14>
제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 대역 분할된, 제1 저주파 신호, 제1 고주파 신호, 제2 저주파 신호, 제2 고주파 신호로부터 합성하는 신호 처리 방법으로서, 제1 저주파 신호에 수직 방향으로 제1 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 제1 고주파 신호에 수직 방향으로 제1 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여 제1 필드를 생성하는 제1 합성 스텝과, 상기 제2 저주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 저주파 합성 필터의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제2 고주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 고주파 합성 필터의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여, 제2 필드를 생성하는 제2 합성 스텝을 가지며，상기 제1 저주파 합성 필터 및 상기 제1 고주파 합성 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 분석 필터 및 고주파 분석 필터가 존재하고, 또한 상기 저주파 분 석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
<부기 15>
제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 저주파 영역과 고주파 영역으로 분할하는 신호 처리 장치로서, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 저주파 분석 필터를 이용하여 제1 저주파 신호를 생성하고, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 저주파 분석 필터의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 분석 필터를 이용하여 제2 저주파 신호를 생성하는 저주파 신호 생성 수단과, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 고주파 분석 필터를 이용하여 제1 고주파 신호를 생성하고, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 고주파 분석 필터의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 분석 필터를 이용하여 제2 고주파 신호를 생성하는 고주파 신호 생성 수단을 가지며，상기 제1 저주파 분석 필터 및 상기 제1 고주파 분석 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 재구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 합성 필터 및 고주파 합성 필터가 존재하고, 또한, 상기 제1 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
<부기 16>
제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 대역 분할된, 제1 저주파 신호, 제1 고주파 신호, 제2 저주파 신호, 제2 고주파 신호로부터 합성하는 신호 처리 장치로서, 제1 필드에 대해서는, 상기 제1 저주파 신호를 수직 방향으로 제1 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 제1 고주파 신호를 수직 방향으로 제1 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여 제1 필드를 생성하고, 제2 필드에 대해서는, 상기 제2 저주파 신호를 수직 방향으로 상기 제1 저주파 합성 필터의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제2 고주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 고주파 합성 필터의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여, 제2 필드를 생성하는 합성 수단을 가지며，상기 제1 저주파 합성 필터 및 상기 제1 고주파 합성 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 분석 필터 및 고주파 분석 필터가 존재하고, 또한 상기 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 특징을 갖는 영상 신호 처리 장치.
<부기 17>
부기 16에 기재된 상기 합성 수단을 갖는 부기 15에 기재된 영상 신호 처리 장치.
도 1은 서브밴드 분할의 설명도.
도 2는 홀수 탭 필터와 짝수 탭 필터의 필터 처리 전후의 화소 위치를 나타내는 도면.
도 3은 4:2:2 포맷과 4:2:0 포맷의 화소 위치를 나타내는 도면.
도 4는 종래의 방법에서의, 4:2:0 포맷의 다운 샘플시의 화소의 위치 어긋남을 설명하는 도면.
도 5는 저주파 분석 필터의 구성을 나타내는 도면.
도 6은 실시 형태의 분석 필터와 합성 필터의 구성을 나타내는 도면.
도 7은 실시 형태의 서브밴드 변환에서의 다운 샘플 전후의 화소 위치의 설명도.
도 8은 4:2:0 포맷의 다운 샘플시의 휘도와 색차의 화소의 위치 관계를 나타내는 도면.
도 9는 제2 실시 형태의 다운 샘플시의 화소의 위치를 나타내는 도면.
도 10은 색차 신호만을 서브밴드 부호화하는 경우의 설명도.
도 11은 4:2:2 포맷으로부터 4:2:0 포맷으로의 서브밴드 변환의 설명도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
610: 톱 필드 저주파 분석 필터
611: 보텀 저주파 분석 필터
612, 622: 다운 샘플러
613, 623: 업 샘플러
620: 톱 필드 고주파 분석 필터
621: 보텀 필드 고주파 분석 필터
630: 톱 필드 저주파 합성 필터
631: 보텀 필드 저주파 합성 필터
640: 톱 필드 고주파 합성 필터
641: 보텀 필드 고주파 합성 필터
650a∼650h: 필터 선택부
660: 가산기
670: 분석 필터
680: 합성 필터

Claims (10)

  1. 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 저주파 영역과 고주파 영역으로 분할하는 영상 신호 처리 장치로서,
    비대칭인 값의 필터 계수를 갖는 제1 저주파 분석 필터를 갖고, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 저주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 저주파 신호를 생성하는 제1 저주파 신호 생성 수단과,
    비대칭인 값의 필터 계수를 갖는 제1 고주파 분석 필터를 갖고, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 고주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 고주파 신호를 생성하는 제1 고주파 신호 생성 수단과,
    상기 제1 저주파 분석 필터의 필터 계수를 상하 반대의 순번으로 한 필터 계수를 갖는 제2 저주파 분석 필터를 갖고, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제2 저주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 저주파 신호를 생성하는 제2 저주파 신호 생성 수단과,
    상기 제1 고주파 분석 필터의 필터 계수를 상하 반대의 순번으로 한 필터 계수를 갖는 제2 고주파 분석 필터를 갖고, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제2 고주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 고주파 신호를 생성하는 제2 고주파 신호 생성 수단
    을 가지며，
    상기 제1 저주파 분석 필터 및 상기 제1 고주파 분석 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 재구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 합성 필터 및 고주파 합성 필터가 존재하고, 또한, 상기 제1 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  2. 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 대역 분할된, 제1 저주파 신호, 제1 고주파 신호, 제2 저주파 신호, 제2 고주파 신호로부터 합성하는 영상 신호 처리 장치로서,
    비대칭인 값의 필터 계수를 갖는 제1 저주파 합성 필터 및 제1 고주파 합성 필터를 갖고, 상기 제1 저주파 신호를 수직 방향으로 상기 제1 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 제1 고주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여 제1 필드를 생성하는 제1 합성 수단과,
    상기 제2 저주파 신호를 수직 방향으로 상기 제1 저주파 합성 필터의 계수를 상하 반대의 순번으로 한 필터 계수를 갖는 제2 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제2 고주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 고주파 합성 필터의 계수를 상하 반대의 순번으로 한 필터 계수를 갖는 제2 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여, 제2 필드를 생성하는 제2 합성 수단
    을 가지며,
    상기 제1 저주파 합성 필터 및 상기 제1 고주파 합성 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 분석 필터 및 고주파 분석 필터가 존재하고, 또한 상기 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 특징을 갖는 영상 신호 처리 장치.
  3. 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 저주파 영역과 고주파 영역으로 분할하는 영상 신호 처리 장치로서,
    상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 저주파 분석 필터 A(Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 저주파 신호를 생성하는 제1 저주파 신호 생성 수단과,
    상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 제1 고주파 분석 필터 B(Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 고주파 신호를 생성하는 제1 고주파 신호 생성 수단과,
    상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 저주파 분석 필터 A(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 분석 필터 A(1/Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 저주파 신호를 생성하는 제2 저주파 신호 생성 수단과,
    상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 고주파 분석 필터 B(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 분석 필터 B(1/Z)를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 고주파 신호를 생성하는 제2 고주파 신호 생성 수단
    을 가지며,
    상기 제1 저주파 분석 필터 A(Z) 및 상기 제1 고주파 분석 필터 B(Z)에 대하여, 완전 재구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 합성 필터 P(Z) 및 고주파 합성 필터 Q(Z)가 존재하고, 또한, 상기 제1 저주파 분석 필터 A(Z)가 각 화소를 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 특징을 갖는 영상 신호 처 리 장치.
  4. 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 대역 분할된, 제1 저주파 신호, 제1 고주파 신호, 제2 저주파 신호, 제2 고주파 신호로부터 합성하는 영상 신호 처리 장치로서,
    상기 제1 저주파 신호에 수직 방향으로 제1 저주파 합성 필터 P(Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제1 고주파 신호에 수직 방향으로 제1 고주파 합성 필터 Q(Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여 제1 필드를 생성하는 제1 합성 수단과,
    상기 제2 저주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 저주파 합성 필터 P(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 저주파 합성 필터 P(1/Z)를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제2 고주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 고주파 합성 필터 Q(Z)의 계수를 상하 반전한 제2 고주파 합성 필터 Q(1/Z)을 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여, 제2 필드를 생성하는 제2 합성 수단
    을 가지며,
    상기 제1 저주파 합성 필터 P(Z) 및 상기 제1 고주파 합성 필터 Q(Z)에 대하여, 완전 구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 분석 필터 A(Z) 및 고주파 분석 필터 B(Z)가 존재하고, 또한 상기 저주파 분석 필터 A(Z)가 각 화소를 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 필드의 영상 신호는, 휘도 성분 화소와 색차 성분 화소로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호의 제1 필드는 톱 필드이며, 제2 필드는 보텀 필드인 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
  7. 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 저주파 영역과 고주파 영역으로 분할하는 영상 신호 처리 방법으로서,
    상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로, 비대칭인 값의 필터 계수를 갖는 제1 저주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 저주파 신호를 생성하는 스텝과,
    상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로, 비대칭인 값의 필터 계수를 갖는 제1 고주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제1 고주파 신호를 생성하는 스텝과,
    상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 저주파 분석 필터의 계수를 상하 반대의 순번으로 한 필터 계수를 갖는 제2 저주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 저주파 신호를 생성하는 스텝과,
    상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 고주파 분석 필터의 계수를 상하 반대의 순번으로 한 필터 계수를 갖는 제2 고주파 분석 필터를 실시하여, 2:1로 다운 샘플된 제2 고주파 신호를 생성하는 스텝
    을 가지며,
    상기 제1 저주파 분석 필터 및 상기 제1 고주파 분석 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 재구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 합성 필터 및 고주파 합성 필터가 존재하고, 또한, 상기 제1 저주파 분석 필터가 각 화소를 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 특징을 갖는 영상 신호 처리 방법.
  8. 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 대역 분할된, 제1 저주파 신호, 제1 고주파 신호, 제2 저주파 신호, 제2 고주파 신호로부터 합성하는 영상 신호 처리 방법으로서,
    제1 저주파 신호에 수직 방향으로, 비대칭인 값의 필터 계수를 갖는 제1 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 제1 고주파 신호에 수직 방향으로, 비대칭인 값의 필터 계수를 갖는 제1 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여 제1 필드를 생성하는 제1 합성 스텝과,
    상기 제2 저주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 저주파 합성 필터의 계수를 상하 반대의 순번으로 한 필터 계수를 갖는 제2 저주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호와, 상기 제2 고주파 신호에 수직 방향으로 상기 제1 고주파 합성 필터의 계수를 상하 반대의 순번으로 한 필터 계수를 갖는 제2 고주파 합성 필터를 이용하여 1:2로 업 샘플링된 신호를 생성하고, 양 신호를 가산하여, 제2 필드를 생성하는 제2 합성 스텝
    을 가지며,
    상기 제1 저주파 합성 필터 및 상기 제1 고주파 합성 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 분석 필터 및 고주파 분석 필터가 존재하고, 또한 상기 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    각 필드의 영상 신호는, 휘도 성분 화소와 색차 성분 화소로 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 방법.
  10. 제1 및 제2 필드로 구성되는 인터레이스 구조를 취하는 영상 신호를, 적어도 수직 방향으로 저주파 영역과 고주파 영역으로 분할하는 영상 신호 처리 장치로서,
    비대칭인 값의 필터 계수를 갖는 제1 저주파 분석 필터 및 상기 제1 저주파 분석 필터의 계수를 상하 반대의 순번으로 한 필터 계수를 갖는 제2 저주파 분석 필터를 갖고, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 저주파 분석 필터를 이용하여 제1 저주파 신호를 생성하고, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제2 저주파 분석 필터를 이용하여 제2 저주파 신호를 생성하는 저주파 신호 생성 수단과,
    비대칭인 값의 필터 계수를 갖는 제1 고주파 분석 필터 및 상기 제1 고주파 분석 필터의 계수를 상하 반대의 순번으로 한 필터 계수를 갖는 제2 고주파 분석 필터를 갖고, 상기 영상 신호의 제1 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제1 고주파 분석 필터를 이용하여 제1 고주파 신호를 생성하고, 상기 영상 신호의 제2 필드의 화소에 대하여, 수직 방향으로 상기 제2 고주파 분석 필터를 이용하여 제2 고주파 신호를 생성하는 고주파 신호 생성 수단
    을 가지며,
    상기 제1 저주파 분석 필터 및 상기 제1 고주파 분석 필터에 대하여, 서브밴드의 완전 재구성 조건을 소정의 오차 범위에서 충족하는 저주파 합성 필터 및 고주파 합성 필터가 존재하고, 또한, 상기 제1 저주파 분석 필터가 각 화소를, 거의 1:3으로 내분한 위치의 화소값을 산출하는 것을 특징으로 하는 영상 신호 처리 장치.
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