KR20040102108A - 화상 변환 장치 및 화상 변환 방법 - Google Patents

화상 변환 장치 및 화상 변환 방법 Download PDF

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KR20040102108A KR10-2004-7016509A KR20047016509A KR20040102108A KR 20040102108 A KR20040102108 A KR 20040102108A KR 20047016509 A KR20047016509 A KR 20047016509A KR 20040102108 A KR20040102108 A KR 20040102108A
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Abstract

입력된 인터레이스 영상 신호에 근거하여, 연속하는 복수의 필드에 각각 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호가 복수의 제 1, 제 2 및 제 3 1 필드 지연 회로에 의해 생성된다. 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 제 1 프로그래시브 영상 필드 신호가 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로에 의해 생성된다. 기수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 제 2 프로그래시브 영상 필드 신호가 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로에 의해 생성된다. 제 1 프로그래시브 영상 필드 신호 및 제 2 프로그래시브 영상 필드 신호에 근거하여 화상의 수직 방향의 움직임량 정보가 비교 회로에 의해 산출된다.

Description

화상 변환 장치 및 화상 변환 방법{IMAGE CONVERSION DEVICE AND IMAGE CONVERSION METHOD}
종래, 인터레이스 영상 신호를 프로그래시브 영상 신호로 변환하기 위해, 움직임 적응형 프로그래시브 변환 장치가 이용되고 있었다.
도 14는 인터레이스 영상 신호의 일례를 나타낸다. 1 프레임의 인터레이스 영상 신호는 2 필드의 화상으로서 전송된다. 예컨대, L이 임의의 우수 값인 경우에, N 필드에서 L 라인, L+2 라인, L+4 라인, L+6 라인, L+8 라인 등의 우수번째의 라인의 신호가 전송된다. 계속해서, N+1 필드에서는, L+1 라인, L+3 라인, L+5 라인, L+7 라인 등의 기수번째의 라인의 신호가 전송된다. 또한 다음 N+2 필드에서는, N 필드와 동일한 우수번째의 라인의 신호가 전송된다.
이와 같이, 인터레이스 영상 신호는 2 필드로 나눠 전송되고, 이것들의 2 필드의 주사선에 의해 1 프레임의 영상이 표시된다.
각 필드에서 전송되어 있지 않은 라인의 신호는, 시간적으로 전후의 필드 또는 현재 필드의 신호(예컨대 상하 라인의 신호)로부터 생성된다. 그 신호와 전송되는 신호가 합성되는 것에 의해, 프로그래시브 영상 신호가 형성된다.
이하, 현재 필드에서 실제로 전송되고 있는 라인을 현재 라인이라고 부르고, 시간적으로 전후의 복수의 필드로부터, 또는, 현재 필드의 신호로부터 생성된 라인을 보간 라인이라고 부른다.
도 15는 종래의 움직임 적응형 프로그래시브 변환 장치의 일 구성예를 나타낸다. 도 15에 도시하는 바와 같이, 움직임 적응형 프로그래시브 변환 장치는, 1 필드 지연 회로 J1, J2, 움직임 검출 회로 J3, 프레임간 보간 회로 J4, 필드내 보간 회로 J5, 전환 회로 J6을 구비한다. 인터레이스 영상 신호 J0은 1 필드 지연 회로 J1 및 1 필드 지연 회로 J2에서 각각 1 필드씩 지연된다.
움직임 검출 회로 J3은 시간적으로 2 필드 앞 또는 뒤의 필드끼리의 사이(이하, 이것을 프레임 사이라고 부름)의 동일 라인 위의 대응하는 화소를 비교한다. 움직임 검출 회로 J3은, 비교한 화소의 값의 차가 작은 경우는 그들 화소를 「정지 화상」이라고 판정하고, 비교한 화소의 값의 차가 큰 경우는 그들 화소를 「동화상」이라고 판정한다.
프레임간 보간 회로 J4는 프레임간의 동일 라인 위의 화소로부터 대응하는 화소를 생성한다. 예컨대, 도 14에서, N+1 필드의 L+4 라인의 화소 X를 보간하는 경우는, 프레임간 보간 회로 J4는, N 필드의 L+4 라인의 화소 A와 N+2 필드의 L+4라인의 화소 B로부터, 예컨대 「X=(A+B)/2」(A, B는 화소 신호의 밝기 레벨을 나타냄)라는 연산에 의해 화소 X를 생성한다.
필드내 보간 회로 J5는 동일 필드내의 인접하는 라인의 화소로부터 대응하는 화소를 생성한다. 예컨대, 도 14에서, N+1 필드의 L+4 라인의 화소 X를 보간하는 경우는, 필드내 보간 회로 J5는, N+1 필드의 L+3 라인의 화소 C와 N+1 필드의 L+5 라인의 화소 D로부터, 예컨대 「X=(C+D)/2」(C, D는 화소의 신호의 밝기 레벨을 나타냄)라는 연산에 의해 화소 X를 생성한다.
전환 회로 J6은, 1 필드 지연 회로 J1의 출력이 현재 라인인 경우에는, 이 현재 라인 신호를 선택하여 프로그래시브 영상 신호 J7로서 출력한다. 전환 회로 J6은, 움직임 검출 회로 J3이 주목 화소를 「정지 화상」이라고 판정하면 프레임간 보간 회로 J4로부터 인가되는 신호를 프로그래시브 영상 신호 J7로서 출력하고, 움직임 검출 회로 J3이 주목 화소를 「동화상」이라고 판정하면 필드내 보간 회로 J5로부터 인가되는 생성 신호를 프로그래시브 영상 신호 J7로서 출력한다.
이러한 구성의 장치이면, 프레임 사이에서 상관이 큰 정지 화상에 대해서는, 프레임간 보간(시간적으로 두 개 앞 또는 뒤의 필드로 이루어지는 보간)에 의해 생성된 프로그래시브 영상 신호가 출력된다. 한편, 프레임 사이에서 상관성이 작은 동화상에 대해서는, 필드내 보간에 의해 생성된 프로그래시브 영상 신호가 출력된다. 따라서, 이 방법에 의하면, 이론상은, 화상의 움직임에 거의 합치한 보간 처리가 가능해질 것이다.
그러나, 종래예와 같은 방법에서는 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 천천히 움직였을 때에 정확한 판정을 할 수 없기 때문에, 정지 화상에 적합한 프레임간 보간 처리와 동화상에 적합한 필드내 보간 처리가 잘 행해지지 않아 화상이 열화하는 경우가 있다.
이러한 경우의 예를 이하에 나타낸다. 도 16은 인터레이스 영상 신호로 변환되기 전인 본래의 영상 신호를 나타낸다. 이 영상 신호는, 정현파적으로 밝기의 정도(휘도)가 변화된다. 세로축은 휘도를 나타내고, 가로축은 라인의 번호를 나타내고 있다. 흑(黑)의 휘도는 최저의 값 「0」으로 하고, 백(白)의 휘도는 최대의 값 「255」로 하여 표시되어 있다. 도면 중의 수치는 샘플링 후의 샘플값을 나타낸다.
본래의 영상 신호의 휘도는, L 라인에서 값 「218」로 되고, L 라인과 L+1 라인 사이에서 값 「255」인 최대 휘도로 되며, L+1 라인에서 값 「218」로 되고, L+1 라인과 L+2 라인 사이에서 값 「128」로 되며, L+2 라인에서 값 「37」로 되고, L+2 라인과 L+3 라인 사이에서 값 「0」인 최소 휘도로 되며, L+3 라인에서 값 「37」로 되고, L+3 라인과 L+4 라인 사이에서 값 「128」로 되며, L+4 라인에서 값 「218」로 된다. 이하, 마찬가지로 L+5 라인 이후도 변화하고 있다. 이 화상이 인터레이스 영상 신호로서 전송된 경우는, 도 17과 같이 된다. 즉, 임의의 필드에서는 검은 점의 값이 전송되고, 다음 필드에서는 흰 점의 값이 전송된다.
도 18은, 이러한 인터레이스 영상 신호가 1 필드마다 1/2 라인씩 움직였을 때의 영상 신호를 포갠 것이다. 즉, f1 필드에서는, L 라인에서 값 「218」, L+2 라인에서 값 「37」, L+4 라인에서 값 「218」, L+6 라인에서 값 「37」의 각각의휘도가 전송된다.
계속해서, f2 필드에서는 본래의 영상 신호의 파형이 1/2 라인씩 움직이고 있기 때문에, L+1 라인에서 값 「255」, L+3 라인에서 값 「0」, L+5 라인에서 값 「255」, L+7 라인에서 값 「0」이 전송된다. 이하, f3 필드, f4 필드, f5 필드 및 f6 필드에서는 각각 도면과 같이 영상 신호의 휘도값이 전송된다. 이러한 각 필드에서의 라인과 샘플값의 관계를 표 1에 나타낸다.
표 1(a)는, 각 필드에서 인터레이스 영상 신호로서 샘플링되기 전의 본래의 영상 신호의 휘도값을 나타내고, 표 1(b)는 인터레이스 영상 신호로서 샘플링된 후의 영상 신호의 휘도값을 나타내고 있다. 이 인터레이스 영상 신호를 받은 수신기측에서 보간 신호 처리되어 전송되지 않는 라인, 즉 표 1(b)의 「-」란의 휘도값이 구해져, 프로그래시브 영상 신호로 변환된다.
이러한 인터레이스 영상 신호가 도 15에 나타내는 종래의 움직임 적응형 프로그래시브 변환 장치에 의해 처리되는 경우의 동작에 대하여 설명한다. 종래의 움직임 적응형 프로그래시브 변환 장치에서는, 움직임 검출 회로 J3은, 임의의 필드의 인터레이스 영상 신호의 휘도값과 시간적으로 2 필드 뒤 또는 앞의 필드의 인터레이스 영상 신호의 휘도값의 차에 의해, 주목 화소가 「정지 화상」인지 「동화상」인지를 판정한다. 그 판정 결과는 전환 회로 J6으로 전송된다.
전환 회로 J6은, 움직임 검출 회로 J3에 의한 판정 결과가 「정지 화상」이라면 프레임간 보간 회로 J4로부터 인가되는 신호를 프로그래시브 영상 신호 J7로서 출력한다. 또한, 움직임 검출 회로 J3에 의한 판정 결과가 「동화상」이라면 필드내 보간 회로 J5로부터 인가되는 신호를 프로그래시브 영상 신호 J7로서 출력한다.
우선, 움직임 검출 회로 J3의 동작을 표 2(a), 표 2(b)를 이용하여 설명한다.
표 2(a)는, 임의의 필드의 인터레이스 영상 신호의 휘도값과 2 필드 뒤 또는 앞의 필드의 인터레이스 영상 신호의 휘도값의 차를 나타내고 있다. 표 2(a)의 값은 움직임 검출 회로 J3에 의해 연산된 것이다. 예컨대, f2 필드의 L 라인의 휘도값은, f1 필드의 L 라인의 값 「218」과 f3 필드의 L 라인의 값 「37」의 차를 취해 값 「181」로 되어 있다. 마찬가지로 각 필드의 각 라인의 휘도값이 연산되어 있다.
표 2(b)는, 표 2(a)의 휘도값을 바탕으로 하여 움직임 검출 회로 J3이 주목 화소가 「동화상」인지 또는 「정지 화상」인지를 판정한 결과이다. 여기서는, 동화상과 정지 화상의 밝기의 임계값을 값 「20」으로 한다. 임계값 「20」 이상인 경우는 움직임 검출 회로 J3은 주목 화소를 「동화상」이라고 판정하고, 「19」 이하인 경우는 움직임 검출 회로 J3은 주목 화소를 「정지 화상」이라고 판정한다.
다음에, 프레임간 보간 회로 J4 및 필드내 보간 회로 J5의 동작을 설명한다.
표 3(a)는 프레임간 보간 회로 J4의 출력값을 나타낸 것이다. 예컨대, 영상 입력이 f2 필드의 L 라인에서는, 인터레이스 영상 신호에 의해서는 실제로는 전송되지 않고, 프레임간에서의 보간 신호 처리에 의해 구해진다. 그래서 프레임간 보간 회로 J4에서의 f2 필드의 L 라인의 휘도값은, 표 1(b)의 f1 필드의 L 라인의 값 「218」과 f3 필드의 L 라인의 값 「37」의 평균을 취해, 즉 「(218+37)/2=128」로서 계산되어 있다. 표 3(a)의 그 밖의 휘도값도 마찬가지로 해서 프레임간의 휘도값의 평균으로서 산출되어 있다.
한편, 표 3(b)는 필드내 보간 회로 J5의 출력값을 나타낸 것이다. 예컨대 f1 필드의 L+1 라인의 휘도값을 필드 사이에서의 보간 처리를 하는 경우, 표 1(b)의 f1 필드의 L 라인의 값 「218」과 동일한 f1 필드의 L+2 라인의 값 「37」로부터 평균이 구해지고, 「(218+37)/2=128」로 계산되어 있다. 표 3(b)의 그 밖의 휘도값도 마찬가지로 해서, 필드내의 상하 라인의 값의 평균으로서 산출되어 있다.
다음에, 전환 회로 J6의 동작을 설명한다. 전환 회로 J6에는, 프레임간 보간 회로 J4로부터 인가되는 신호와, 필드내 보간 회로 J5로부터 인가되는 신호와, 현재 라인 신호와, 또한 움직임 검출 회로 J3으로부터 인가되는 신호가 인가된다.
다음 표 4는, 전환 회로 J6으로부터 출력되는 프로그래시브 영상 신호 J7의 신호의 휘도값을 나타내는 것이다.
표 4(a)는, 표 2(b)의 움직임 검출 회로 J3의 판정 결과에 따라, 프레임간 보간 신호와 필드내 보간 신호를 전환하여 출력한 결과를 나타내고 있다. 움직임 검출 회로 J3이 주목 화소를 「정지 화상」이라고 판정하면 프레임간 보간 회로 J4가 생성한 신호를 출력하고, 움직임 검출 회로 J3이 주목 화소를 「동화상」이라고 판정하면 필드내 보간 회로 J5가 생성한 신호를 출력한다.
표 4(a)에서 해칭되어 있는 부분이 「동화상」이라고 판정된 부분이다. 또,표 4(a)의 「-」의 개소는, 현재 라인의 인터레이스 영상 신호가 출력되고 있는 것을 나타낸다.
표 4(b)는, 보간 라인에서 출력된 신호의 휘도값과, 표 1(a)의 인터레이스되기 전의 본래의 영상 신호의 휘도값의 차를 나타낸 것이다. 이 표 4(b)로부터 알 수 있듯이 f3 필드 및 f5 필드에서, 그 휘도의 차가 값 「90」이며, 매우 크게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이들 신호의 최대값이 값 「255」인 데 비하여, 값 「90」이라는 값은 매우 커서, 프로그래시브 변환된 프로그래시브 영상 신호를 보아도 큰 노이즈로 되어 버려, 현저한 화질 열화로서 인식된다.
이와 같이, 종래의 움직임 적응형 프로그래시브 변환 장치에서는, 화상이 천천히 라인 방향에 대하여 수직으로 움직였을 때에는 움직임 검출 회로 J3이 주목 화소를 「동화상」이라고 판정하기 쉬워, 화질이 열화하기 쉽다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 인터레이스 영상 신호(intelaced video signal)를 프로그래시브 영상 신호(progressive video signal)로 변환하는 화상 변환 장치 및 화상 변환 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 화상 변환 장치를 나타내는 블록도,
도 2(a)는 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로의 내부의 구성예를 나타내는 도면, 도 2(b)는 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로의 내부의 구성예를 나타내는 도면,
도 3은 비교 회로의 내부의 구성예를 나타내는 도면,
도 4는 프레임간 보간 회로의 내부의 구성예를 나타내는 도면,
도 5는 필드내 보간 회로의 구성예를 나타내는 도면,
도 6은 출력 회로의 내부의 구성예를 나타내는 도면,
도 7은 실시예 2에 따른 화상 변환 장치의 블록도,
도 8(a)는 제 1 영상 신호 형성 회로(10)의 구성을 나타내는 도면, 도 8(b)는 제 2 영상 신호 형성 회로의 구성을 나타내는 도면,
도 9는 비교 회로의 내부 구성을 나타내는 블록도,
도 10은 출력 회로의 내부 구성의 일례를 나타내는 도면,
도 11은 실시예 3에 따른 화상 변환 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 12는 비적용 영역 검출 회로의 다른 예를 나타내는 블록도,
도 13은 비적용 영역 검출 회로의 또 다른 예를 나타내는 블록도,
도 14는 인터레이스 영상 신호의 형태를 나타내는 도면,
도 15는 종래의 움직임 적응형 프로그래시브 변환 장치의 구성을 나타내는 블록도,
도 16은 수직 방향으로 정현파적으로 휘도가 변화되는 화상의 일례를 나타내는 도면,
도 17은 인터레이스 영상 신호로 변환되기 전의 본래의 영상 신호를 나타내는 도면,
도 18은 인터레이스 영상 신호가 1 필드마다 1/2 라인씩 움직였을 때의 영상 신호를 포갠 도면이다.
본 발명의 목적은, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 천천히 움직였을 때에도, 정확한 움직임 판정을 하여, 인터레이스 영상 신호를 안정적으로 해상도가 높은 프로그래시브 영상 신호로 변환하는 화상 변환 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 국면에 따른 화상 변환 장치는, 입력된 인터레이스 영상 신호를 프로그래시브 영상 신호로 변환하는 화상 변환 장치로서, 입력된 인터레이스 영상 신호에 근거한 연산에 의해 프로그래시브 신호를 생성하는 프로그래시브 신호생성 회로와, 프로그래시브 신호 생성 회로에 의해 생성된 상기 프로그래시브 신호에 근거하여 화상의 수직 방향의 움직임량을 산출하는 움직임 산출 회로와, 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 정지 화상 처리에 의해 정지 화상 프로그래시브 신호를 생성하는 정지 화상 처리 회로와, 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 동화상 처리에 의해 동화상 프로그래시브 신호를 생성하는 동화상 처리 회로와, 움직임 산출 회로에 의해 산출된 수직 방향의 움직임량이 제 1 값보다 작은 경우에 정지 화상 처리 회로에 의해 출력되는 정지 화상 프로그래시브 신호를 출력하는 출력 회로를 구비한 것이다.
본 발명에 따른 화상 변환 장치에 있어서는, 입력된 인터레이스 영상 신호에 근거하여 프로그래시브 신호가 생성되고, 프로그래시브 신호에 근거하여 화상의 수직 방향의 움직임량이 움직임 산출 회로에 의해 산출된다.
또한, 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 정지 화상 처리에 의해 정지 화상 프로그래시브 신호가 정지 화상 처리 회로에 의해 생성되고, 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 동화상 처리에 의해 동화상 프로그래시브 신호가 동화상 처리 회로에 의해 생성된다. 수직 방향의 움직임량이 제 1 값보다 작은 경우에 정지 화상 프로그래시브 신호가 출력 회로에 의해 출력된다.
이 경우, 프로그래시브 신호에 근거하여 움직임량이 산출되기 때문에, 보다 정확하고 치밀한 움직임량을 산출할 수 있다. 따라서, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 1 라인 이하로 천천히 움직인 경우라도 정확한 움직임량을 산출하여 화상의 움직임을 판정할 수 있기 때문에, 안정적으로 해상도가 높은 영상을 제공할수 있다.
프로그래시브 신호 생성 회로는, 입력된 인터레이스 영상 신호에 근거하여, 연속하는 복수의 필드에 각각 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호를 생성하는 인터레이스 생성 회로와, 인터레이스 생성 회로에 의해 생성된 복수의 인터레이스 영상 신호 중 제 1 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 제 1 프로그래시브 신호를 생성하는 제 1 프로그래시브 회로와, 인터레이스 생성 회로에 의해 생성된 복수의 인터레이스 영상 신호 중 제 1 조합과 서로 다른 제 2 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 제 2 프로그래시브 신호를 생성하는 제 2 프로그래시브 회로를 포함하고, 움직임 산출 회로는, 제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 1 프로그래시브 신호 및 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 2 프로그래시브 신호에 근거하여 움직임량을 산출해도 좋다.
이 경우, 제 1 프로그래시브 신호와 제 2 프로그래시브 신호에 근거하여 움직임량이 산출되기 때문에, 보다 정확하고 치밀한 움직임량을 산출할 수 있다. 따라서, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 1 라인 이하로 천천히 움직인 경우라도 정확한 움직임량을 산출하여 화상의 움직임을 판정할 수 있기 때문에, 안정적으로 해상도가 높은 영상을 제공할 수 있다.
제 1 값은 라인간의 간격 이하의 값이더라도 좋다. 이 경우, 움직임 산출 회로에 의해 산출된 수직 방향의 움직임량이 라인간의 간격 이하인 경우에 정지 화상 프로그래시브 신호가 프로그래시브 영상 신호로서 출력된다. 따라서, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 천천히 움직였을 때에도, 정확한 움직임 판정을하여, 인터레이스 영상 신호를 안정적으로 해상도가 높은 프로그래시브 영상으로 변환할 수 있다.
움직임 산출 회로는 라인간의 간격보다도 작은 단위로 수직 방향의 움직임량을 산출해도 좋다. 이 경우, 정확한 움직임 검출을 할 수 있어, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 천천히 움직였을 때에도, 정확한 움직임 판정을 하여, 인터레이스 영상 신호를 안정적으로 해상도가 높은 프로그래시브 영상으로 변환할 수 있다.
화상 변환 장치는, 제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 1 프로그래시브 신호를 이용한 보간 처리에 의해 라인간의 보간 화소를 생성하고, 제 1 프로그래시브 신호에서의 화소 및 보간 화소를 포함하는 제 1 보간 신호를 출력하는 제 1 화소 형성 회로와, 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 2 프로그래시브 신호를 이용한 보간 처리에 의해 라인간의 보간 화소를 생성하고, 제 2 프로그래시브 신호에서의 화소 및 보간 화소를 포함하는 제 2 보간 신호를 출력하는 제 2 화소 형성 회로를 더 구비하고, 움직임 산출 회로는 제 1 화소 형성 회로로부터 출력된 제 1 보간 신호 및 제 2 화소 형성 회로로부터 출력된 제 2 보간 신호에 근거하여 움직임량을 산출해도 좋다.
이 경우, 제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 제 1 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 제 1 프로그래시브 신호가 생성되고, 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 제 2 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 제 2 프로그래시브 신호가 생성된다.
또한, 제 1 화소 형성 회로에 의해 제 1 프로그래시브 신호에서의 화소 및 보간 화소를 포함하는 제 1 보간 신호가 출력되고, 제 2 화소 형성 회로에 의해 제 2 프로그래시브 신호에서의 화소 및 보간 화소를 포함하는 제 2 보간 신호가 출력되며, 움직임 산출 회로에 의해 제 1 보간 신호 및 제 2 보간 신호로부터 움직임량이 산출된다.
따라서, 인터레이스 영상 신호를 프로그래시브 영상 신호로 변환할 때에, 보다 엄격한 변환 정밀도가 요구되는 수직 방향에서의 정밀도를 높일 수 있고, 수평 방향에서 새롭게 화소를 생성하는 회로를 생략할 수 있기 때문에, 회로 규모의 증대를 낮게 억제할 수 있어, 저비용으로 고밀도의 프로그래시브 영상으로 변환할 수 있다.
출력 회로는, 움직임량이 제 2 값보다 큰 경우에 동화상 프로그래시브 신호를 프로그래시브 영상 신호로서 출력해도 좋다. 이 경우, 움직임 산출 회로에 의해 산출된 수직 방향의 움직임량이 제 2 값보다 큰 경우에 동화상 처리 회로에 의해 출력되는 동화상 프로그래시브 신호가 프로그래시브 영상 신호로서 출력 회로로부터 출력된다.
따라서, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 천천히 움직였을 때에도, 정확한 움직임 판정을 하여, 인터레이스 영상 신호를 안정적으로 해상도가 높은 프로그래시브 영상으로 변환할 수 있다.
출력 회로는, 움직임량이 제 1 값과 제 2 값의 사이에 있는 경우, 움직임량에 근거한 비율로 동화상 프로그래시브 신호와 정지 화상 프로그래시브 신호를 합성하고, 합성된 신호를 프로그래시브 영상 신호로서 출력해도 좋다.
이 경우, 움직임량에 따라 동화상 프로그래시브 신호와 정지 화상 프로그래시브 신호로부터 프로그래시브 영상 신호가 생성되기 때문에, 화질 열화가 적고, 해상도가 높은 프로그래시브 영상 신호를 생성하는 것이 가능하다.
출력 회로는, 움직임량이 라인간의 간격 이하인 경우에 정지 화상 프로그래시브 신호의 비율을 0.5 이상으로 해도 좋다. 이 경우, 움직임이 큰 화상에 대한 오 동작을 방지할 수 있어, 화질 열화가 적은 프로그래시브 영상 신호를 생성할 수 있다.
복수의 인터레이스 영상 신호는, 연속하는 제 1∼제 4 필드에 대응하는 제 1∼제 4 인터레이스 영상 신호를 포함하고, 제 1 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호는 제 1∼제 3 인터레이스 영상 신호를 포함하고, 제 2 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호는 제 2∼제 4 인터레이스 영상 신호를 포함해도 좋다.
이 경우, 보다 정확한 움직임 검출을 할 수 있어, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 천천히 움직였을 때에도, 정확한 움직임 판정을 할 수 있어, 안정적으로 해상도가 높은 영상을 영향할 수 있다.
제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 1 프로그래시브 신호는 현재 라인 신호 및 보간 라인 신호에 의해 구성되고, 제 1 프로그래시브 신호의 현재 라인 신호는 제 2 인터레이스 영상 신호를 이용하여 생성되며, 제 1 프로그래시브 신호의 보간 라인 신호는 제 1 인터레이스 영상 신호와 제 3 인터레이스 영상 신호의 연산값을 이용하여 생성되고, 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 2 프로그래시브 신호는 현재 라인 신호 및 보간 라인 신호에 의해 구성되며, 제 2 프로그래시브 신호의 현재 라인 신호는 제 3 인터레이스 영상 신호를 이용하여 생성되고, 제 2 프로그래시브 신호의 보간 라인 신호는 제 2 인터레이스 영상 신호와 제 4 인터레이스 영상 신호의 연산값을 이용하여 생성되더라도 좋다.
이 경우, 인터레이스 영상 신호에 다소의 움직임이 있었다고 해도, 보간 라인에는, 제 1, 제 3 인터레이스 영상 신호의 연산에 의해, 또한 제 2, 제 3 인터레이스 영상 신호의 연산에 의해, 상대적인 움직임량이 서로 상쇄되도록 작용하기 때문에, 화상에 움직임이 있었다고 해도 「정지 화상」, 「동화상」의 판정을 정확히 실행할 수 있어, 고정밀도로 화질을 개선할 수 있고, 보다 고화질인 프로그래시브 영상 신호를 제공할 수 있다.
제 1 인터레이스 영상 신호와 제 3 인터레이스 영상 신호의 연산값은, 제 1 및 제 3 인터레이스 영상 신호의 대응하는 화소와 그 주변 화소의 연산값이며, 제 2 인터레이스 영상 신호와 제 4 인터레이스 영상 신호의 연산값은, 제 2 및 제 4 인터레이스 영상 신호의 대응하는 화소와 그 주변 화소의 연산값이더라도 좋다.
이 경우, 복수의 인터레이스 영상 신호의 대응하는 화소와 그 주변 화소의 연산값을 이용하기 때문에, 보다 노이즈에 강하고, 보다 정밀도가 높은 제 1 프로그래시브 신호와 제 2 프로그래시브 신호를 생성할 수 있어, 보다 고밀도의 움직임 검출을 할 수 있다.
제 1 인터레이스 영상 신호와 제 3 인터레이스 영상 신호의 연산값은, 제 1 및 제 3 인터레이스 영상 신호의 대응하는 화소의 평균값이며, 제 2 인터레이스 영상 신호와 제 4 인터레이스 영상 신호의 연산값은, 제 2 및 제 4 인터레이스 영상 신호의 대응하는 화소의 평균값이더라도 좋다.
이 경우, 연산이 평균을 잡기 때문에 매우 간단히 연산을 할 수 있어, 연산 회로를 작은 규모로 할 수 있다. 따라서, 저비용으로 화상 변환 장치를 제공할 수 있다.
움직임 산출 회로는, 제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 1 프로그래시브 신호와 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 2 프로그래시브 신호 사이에서 주목 화소의 값을 비교하고, 또한, 주목 화소와 그 주변 화소의 값을 비교하고, 그 비교 결과를 움직임량으로서 출력해도 좋다.
이 경우, 움직임 산출 회로의 비교가 주목 화소에만 그치지 않고, 그 주변 화소도 포함하기 때문에, 움직임 검출을 보다 고밀도로 실행할 수 있다.
움직임 산출 회로는, 제 2 프로그래시브 신호의 보간 라인 신호의 주목 화소의 값과, 주목 화소에 대응한 제 1 프로그래시브 신호의 현재 라인 신호의 화소의 값과, 현재 라인 신호의 화소의 상하의 보간 라인 신호의 화소의 값을 연산하고, 그 연산 결과를 움직임량으로서 출력하고, 및/또는, 제 1 프로그래시브 신호의 보간 라인 신호의 주목 화소의 값과, 주목 화소에 대응한 제 2 프로그래시브 신호의 현재 라인 신호의 화소의 값과, 현재 라인 신호의 화소의 상하의 보간 라인 신호의 화소의 값을 연산하고, 그 연산 결과를 움직임량으로서 출력해도 좋다.
이 경우, 움직임량을 연산하는 연산이, 두 개의 프로그래시브 신호의 주목 화소와 그 상하의 보간 라인의 화소에 한정되기 때문에, 연산량을 적게 억제할 수있어, 비용을 저감하는 것이 가능해진다.
화상 변환 장치는, 제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 1 프로그래시브 신호를 이용한 보간 처리에 의해 라인간의 보간 화소를 생성하고, 제 1 프로그래시브 신호에서의 화소 및 보간 화소를 포함하는 제 1 보간 신호를 출력하는 화소 형성 회로를 더 구비하고, 움직임 산출 회로는, 제 1 화소 형성 회로로부터 출력된 제 1 보간 신호 및 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 2 프로그래시브 신호에 근거하여 화상의 수직 방향의 움직임량을 산출해도 좋다.
이 경우, 제 1 화소 형성 회로로부터 출력된 제 1 보간 신호 및 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 2 프로그래시브 신호에 근거하여 화상의 수직 방향의 움직임량이 산출되기 때문에, 보다 정밀도가 높은 움직임 검출이 가능하게 되어, 화질 열화가 적고, 해상도가 높은 프로그래시브 영상 필드 신호를 생성하는 것이 가능해진다.
또한, 인터레이스 영상 신호를 프로그래시브 영상 신호로 변환할 때에, 보다 엄격한 변환 정밀도가 요구되는 수직 방향에서의 정밀도를 높일 수 있고, 수평 방향에서 새롭게 화소를 생성하는 회로를 생략할 수 있기 때문에, 또한 회로 규모의 증대를 더 낮게 억제할 수 있어, 저비용으로 고밀도의 프로그래시브 영상으로 변환할 수 있다.
화상 변환 장치는, 복수의 필드에 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호에서의 주목 화소 및 그 주변 화소의 값의 평균값을 각각 산출하고, 산출된 평균값에 근거하여 정지 화상 프로그래시브 신호의 적용 또는 비적용을 판정하는 판정 회로를 더 구비하고, 출력 회로는, 판정 회로의 판정 결과가 비적용인 경우에 동화상 프로그래시브 신호를 프로그래시브 영상 신호로서 출력해도 좋다.
이 경우, 복수의 필드에 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호에서의 주목 화소 및 그 주변 화소의 값의 평균값에 근거하여 판정 회로에 의해 정지 화상 프로그래시브 신호의 적용 또는 비적용이 판정되고, 판정 회로의 판정 결과가 비적용인 경우에 동화상 프로그래시브 신호가 프로그래시브 영상 신호로서 출력된다.
따라서, 플리커성(flicker property)의 화상, 예컨대 연속한 카메라의 플래시 등이 포함되는 화상에 대해서도, 잘못하여 정지 화상 처리를 하지 않도록 할 수 있어, 보다 정밀도가 높은 프로그래시브 영상 신호를 생성할 수 있다.
또한, 비적용 영역 검출 회로는, 복수의 필드에 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호에서의 주목 화소 및 그 주변 화소의 신호의 값의 평균값을 검출하고 있다. 그 결과, 회로 규모를 비교적 작게 할 수 있다.
판정 회로는, 복수의 필드에 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호의 주목 화소 및 그 주변 화소의 값의 최대값 및 최소값을 각각 산출하고, 산출된 평균값, 최대값 및 최소값에 근거하여 정지 화상 프로그래시브 신호의 적용 또는 비적용을 판정해도 좋다.
이 경우, 복수의 필드에 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호의 주목 화소 및 그 주변 화소의 값의 평균값, 최대값 및 최소값에 근거하여 정지 화상 프로그래시브 신호의 적용 또는 비적용이 판정된다. 따라서, 보다 정확히 정지 화상 프로그래시브 신호의 적용 또는 비적용이 판정된다.
판정 회로는, 산출된 평균값의 각각의 차가 소정값보다 크고, 산출된 동일 필드의 최대값과 최소값의 차의 각각의 값이 소정값보다 작은 경우에 정지 화상 프로그래시브 신호를 비적용이라고 판정해도 좋다.
이 경우, 보다 정확히 정지 화상 프로그래시브 신호의 적용 또는 비적용이 판정된다.
본 발명의 다른 국면에 따른 화상 변환 방법은, 입력된 인터레이스 영상 신호를 프로그래시브 영상 신호로 변환하는 화상 변환 방법으로서, 입력된 인터레이스 영상 신호에 근거한 연산에 의해 프로그래시브 신호를 생성하는 단계와, 생성된 프로그래시브 신호에 근거하여 화상의 수직 방향의 움직임량을 산출하는 단계와, 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 정지 화상 처리에 의해 정지 화상 프로그래시브 신호를 생성하는 단계와, 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 동화상 처리에 의해 동화상 프로그래시브 신호를 생성하는 단계와, 산출된 수직 방향의 움직임량이 제 1 값보다 작은 경우에 정지 화상 프로그래시브 신호를 출력하는 단계를 구비한 것이다.
본 발명에 따른 화상 변환 방법은, 입력된 인터레이스 영상 신호에 근거하여 프로그래시브 신호가 생성되고, 프로그래시브 신호에 근거하여 화상의 수직 방향의 움직임량이 산출된다.
또한, 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 정지 화상 처리에 의해 정지 화상 프로그래시브 신호가 생성되고, 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 동화상 처리에 의해 동화상 프로그래시브 신호가 생성된다. 수직 방향의 움직임량이 제 1 값보다작은 경우에 정지 화상 프로그래시브 신호가 출력된다.
이 경우, 생성된 프로그래시브 신호에 근거하여 움직임량이 산출되기 때문에, 보다 정확하고 치밀한 움직임량을 산출할 수 있다. 따라서, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 1 라인 이하로 천천히 움직인 경우라도 정확한 움직임량을 산출하여 화상의 움직임을 판정할 수 있기 때문에, 안정적으로 해상도가 높은 영상을 제공할 수 있다.
프로그래시브 신호를 생성하는 단계는, 입력된 인터레이스 영상 신호에 근거하여, 연속하는 복수의 필드에 각각 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호를 생성하는 단계와, 복수의 인터레이스 영상 신호 중 제 1 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 제 1 프로그래시브 신호를 생성하는 단계와, 복수의 인터레이스 영상 신호 중 제 1 조합과 서로 다른 제 2 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 제 2 프로그래시브 신호를 생성하는 단계를 포함하고, 움직임량을 산출하는 단계는, 생성된 제 1 프로그래시브 신호 및 생성된 제 2 프로그래시브 신호에 근거하여 움직임량을 산출해도 좋다.
이 경우, 제 1 프로그래시브 신호와 제 2 프로그래시브 신호에 근거하여 움직임량이 산출되기 때문에, 보다 정확하고 치밀한 움직임량을 산출할 수 있다. 따라서, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 1 라인 이하로 천천히 움직인 경우라도 정확한 움직임량을 산출하여 화상의 움직임을 판정할 수 있기 때문에, 안정적으로 해상도가 높은 영상을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 화상 변환 장치에 대하여 설명한다. 또, 이하의 설명에서는, 영상 신호를 휘도 신호에 대응시켜 설명하지만, 색 신호에 대해서도 동일한 처리를 할 수도 있다. 또한, 이 예에 한정되지 않고, 컬러 표시를 하는 경우에도 각 색마다 이하와 마찬가지로 처리함으로써, RGB 신호에 대해서도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(실시예 1)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)를 나타내는 블록도이다. 도 1에 나타내는 화상 변환 장치(100)는, 제 1 1 필드 지연 회로(1), 제 2 1 필드 지연 회로(2), 제 3 1 필드 지연 회로(3), 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4), 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5), 비교 회로(6), 프레임간 보간 회로(7), 필드내 보간 회로(8) 및 출력 회로(9)를 구비한다. 또한, 도시하지 않지만,화상 변환 장치(100)는, 인터레이스 영상 신호 V1의 동기 신호, 또는 그것에 대응하는 신호를 받아 이것들의 각 블록에 필요한 타이밍 신호를 발생하는 타이밍 발생 회로를 구비하고 있다.
화상 변환 장치(100)의 동작에 대하여 이하에 설명한다. 우선, 인터레이스 영상 신호 V1은, 연속하여 접속된 제 1 1 필드 지연 회로(1), 제 2 1 필드 지연 회로(2) 및 제 3 1 필드 지연 회로(3)에 의해 순서대로 지연된다. 그에 따라, 1 필드 지연된 인터레이스 영상 신호 a, 2 필드 지연된 인터레이스 영상 신호 b 및 3 필드 지연된 인터레이스 영상 신호 c가 각각 생성된다. 따라서, 1 필드씩 연속하여 지연된 네 개의 인터레이스 영상 신호가 생성되는 것으로 된다.
이들 네 개의 인터레이스 영상 신호의 각각은, 제 1 오드필드 신호(odd field signal), 제 1 이븐필드 신호(even field signal), 제 2 오드필드 신호 및 제 2 이븐필드 신호에 의해 구성되거나, 또는, 제 1 이븐필드 신호, 제 1 오드필드 신호, 제 2 이븐필드 신호 및 제 2 오드필드 신호에 의해 구성되는 것으로 된다. 또, 인터레이스 영상 신호는 2 필드로 화면의 전 주사선을 구성하기 때문에, 여기서는 그 한쪽 필드를 오드필드라고 부르고, 다른 쪽을 이븐필드라고 부르고 있다.
제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)에는 인터레이스 영상 신호 a, b, c가 인가된다. 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)는 그들의 신호로부터 프로그래시브 영상 필드 신호 P1을 생성하여, 비교 회로(6)에 인가한다. 또한, 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)에는 인터레이스 영상 신호 V1, a, b가 인가된다. 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)는 그들의 신호로부터 프로그래시브 영상 필드 신호 P2를 생성하여, 비교 회로(6)에 인가한다.
비교 회로(6)는, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1과 프로그래시브 영상 필드 신호 P2를 비교하여 움직임량 정보 M을 연산하고, 출력 회로(9)에 인가한다.
또한, 인터레이스 영상 신호 V1 및 인터레이스 영상 신호 b는 프레임간 보간 회로(7)에 인가된다. 프레임간 보간 회로(7)는, 시간적으로 2 필드 전후의 필드 사이에서 보간 처리하는 프레임간 보간에 의해 프레임간 보간 신호 F1을 생성하여, 출력 회로(9)에 인가한다.
또한, 인터레이스 영상 신호 a는 필드내 보간 회로(8)에 인가된다. 필드내 보간 회로(8)는, 인터레이스 영상 신호 a로부터 필드내 보간에 의해 필드내 보간 신호 F2를 생성하여, 출력 회로(9)에 인가한다.
출력 회로(9)는, 움직임량 정보 M에 따라 프레임간 보간 신호 F1 및 필드내 보간 신호 F2를 화소마다 비율을 변경하여 생성한 프로그래시브 영상 신호 V2를 출력한다. 움직임량 정보 M이 작은 경우에는 정지 화상의 확률이 높게 되기 때문에, 출력 회로(9)는, 프레임간 보간 신호 F1의 비율이 많아지도록 프로그래시브 영상 신호 V2를 생성한다.
본 실시예에 따른 화상 변환 장치(100)는, 1 필드씩 연속하여 지연된 네 개의 인터레이스 영상 신호 중 1∼3번째의 인터레이스 영상 신호로부터 프로그래시브 영상 필드 신호 P2를 생성하고, 2∼4번째의 인터레이스 영상 신호로부터 프로그래시브 영상 필드 신호 P1을 생성한다.
다음에, 화상 변환 장치(100)는, 이 프로그래시브 영상 필드 신호 P1과 프로그래시브 영상 필드 신호 P2를 비교하고, 그 비교 결과를 움직임량 정보 M으로서 출력할 수 있다. 그에 따라, 화상 변환 장치(100)는 정확한 움직임 판정을 할 수 있다. 따라서, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 천천히 움직였을 때 등에도, 정확한 움직임 판정을 할 수 있어, 안정적으로 해상도가 높은 프로그래시브 영상 신호를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 효과를, 종래예에서 화질 열화가 발생한 도 16에 나타내는 수직 방향으로 정현파적으로 휘도가 변화되는 화상이 도 18에 도시하는 바와 같이 수직 방향으로 천천히 움직였을 때의 동작의 예를 이용하여 설명한다.
본래의 영상 신호의 값과 인터레이스 영상 신호로서 샘플링된 후의 영상 신호의 값은 표 5(a) 및 표 5(b)에 종래예의 표 1(a) 및 표 1(b)와 마찬가지로 표시된다. 표 5(a) 및 표 5(b)는 f1 필드로부터 f9 필드까지의 9 필드분을 나타내고 있다.
표 5(a)에는 본래의 영상 신호의 각 필드의 각 라인의 값이 표시되고, 표 5(b)에는 인터레이스 영상 신호로서 샘플링된 후의 신호의 각 필드의 각 라인의 값이 표시되어 있다. 일반적으로 표 5(b)에 나타내는 인터레이스 영상 신호가 필드마다 순서대로 전송되어 있다. 도 1에서도 표 5(b)에 표시되는 인터레이스 영상 신호가, 필드마다 순서대로 화상 변환 장치(100)에 인터레이스 영상 신호 V1로서 인가된다.
인터레이스 영상 신호 V1은 제 1 1 필드 지연 회로(1), 제 2 1 필드 지연 회로(2) 및 제 3 1 필드 지연 회로(3)에 인가된다. 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4) 및 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)는 각각이 보간 처리에 의해 프로그래시브 영상 필드 신호 P1 및 프로그래시브 영상 필드 신호 P2를 생성한다. 그 동작을 이하에 자세히 설명한다.
도 2(a)는 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)의 내부의 구성예를 나타내고, 도 2(b)는 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)의 내부의 구성예를 나타낸다.
도 2(a)의 입력 단자(501)에는 도 1의 인터레이스 영상 입력 V1이 인가되고, 입력 단자(502)에는 인터레이스 영상 신호 a가 인가되며, 입력 단자(503)에는 인터레이스 영상 신호 b가 인가된다.
도 2(b)의 입력 단자(401)에는 도 1의 인터레이스 영상 신호 a가 인가되고, 입력 단자(402)에는 인터레이스 영상 신호 b가 인가되며, 입력 단자(403)에는 인터레이스 영상 신호 c가 인가된다.
도 2(a)의 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)는 1 클럭의 지연 회로(504∼508), 승산 회로(509∼514), 가산 회로(515) 및 전환 회로(516)를 구비한다.
도 2(b)의 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)는 1 클럭의 지연 회로(404∼408), 승산 회로(409∼414), 가산 회로(415) 및 전환 회로(416)를 구비한다.
승산 회로(409, 411, 412, 414, 509, 511, 512, 514)에서는 각각 1/8의 승산이 행해지고, 승산 회로(410, 413, 510, 513)에서는 1/4의 승산이 행해진다.
가산 회로(415)에서는 승산 회로(409∼414)로부터 출력된 신호가 가산된다. 마찬가지로 가산 회로(515)에서는 승산 회로(509∼514)로부터 출력된 신호가 가산된다.
이러한 구성에 의해, 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)에서는, 인터레이스 영상 신호 a, c가 각각 수평 방향으로 필터링된 후에 평균화되어, 가산 회로(415)에 인가된다.
전환 회로(416)는, 타이밍 발생 회로(도시하지 않음)로부터 인가되는 신호 K1에 근거하여, 인터레이스 영상 신호 b가 현재 라인의 신호이면 1 클럭 지연 회로(406)에서 1 필드 지연된 인터레이스 영상 신호 b를 출력하고, 인터레이스 영상 신호 b가 보간 라인의 신호이면 가산 회로(415)에서 생성된 신호를 출력한다.
또한, 마찬가지로 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)에서는, 인터레이스 영상 신호 V1 및 인터레이스 영상 신호 b가 각각 수평 방향으로 필터링된 후에 평균화되어, 가산 회로(515)에 인가된다.
전환 회로(516)는, 타이밍 발생 회로(도시하지 않음)로부터 인가되는 신호 K2에 근거하여, 인터레이스 영상 신호 a가 현재 라인의 신호이면 1 클럭 지연 회로(506)에서 인터레이스 영상 신호 a를 1 필드 지연한 신호를 출력하고, 인터레이스 영상 신호 a가 보간 라인의 신호이면 가산 회로(515)에서 생성된 신호를 출력한다.
또한, 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4), 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)의 내부에서 행해지고 있는 필터링 처리 및 가산 처리가, 보간 라인에 대한 제 1 필드 및 제 3 필드의 대응하는 화소와 그 주변 화소의 연산, 또는, 제 2 필드 및 제 4 필드의 대응하는 화소와 그 주변 화소의 연산에 상당하고 있다. 특히 이 경우, 평균값이 산출되어 있다.
평균값을 이용하면 복잡한 연산을 간략화할 수 있어, 회로의 규모를 삭감할 수 있지만, 이것에 한정되지 않더라도 좋다. 예컨대, 필드간 가중치의 대소를 고려하여, 각 필드의 기여하는 크기를 변경하여 보간 처리를 하는 것도 가능하다.
표 6(a) 및 표 6(b)는, 이러한 동작에 의해, 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4) 및 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)로부터 출력된 신호를 각각 나타낸다.
표 6(a) 및 표 6(b)에서, 해칭 부분이 보간 라인으로서 연산에 의해 구해진 부분이다. 또한, 이 연산의 예에 대해서는, 수평 방향으로 동일한 값의 신호가 계속해 있는 것으로 해서, 수평 방향의 영향은 없는 것으로 하고 있다.
물론, 실제의 장치에 대해서는 수평 방향의 필터 연산을 하는 것에 따라 노이즈 등의 영향을 저감할 수 있다.
표 6(a)의 f4 필드의 L 라인의 값은 아래와 같이 하여 산출된다. 예컨대,인터레이스 영상 신호 V1로서 f4 필드의 신호가 화상 변환 장치(100)에 인가된 경우를 설명한다. 표 5(b)에 도시하는 바와 같이, f4 필드의 L 라인은 신호가 전송되어 있지 않기 때문에, 보간 처리를 해야 한다. 인터레이스 영상 신호 V1로서 f4 필드의 신호가 입력됐을 때에는, 제 3 1 필드 지연 회로(3)로부터는 f1 필드의 신호가 출력되고, 제 2 1 필드 지연 회로(2)로부터는 f2 필드의 신호가 출력되며, 제 1 1 필드 지연 회로(1)로부터는 f3 필드의 신호가 출력된다.
이 때, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1의 보간 라인은, 제 3 1 필드 지연 회로(3)로부터 출력되는 f1 필드와 제 1 1 필드 지연 회로(1)의 f3 필드의 각각의 현재 라인의 값으로부터 연산된다. 이 경우는 평균값(또는 평균값에 가까운 값)이 연산된다.
따라서, 표 5(a)로부터, f4 필드의 L 라인의 값은, f1 필드의 L 라인의 값 「218」과 f3 필드의 L 라인의 값 「37」의 평균값 「(218+37)/2=127.5」를 근방의 정수값으로서 사사오입에 의해 구한 값 「128」로 된다. 마찬가지로 해서, 각각의 보간 라인의 신호가 구해진다. 또, 표 6(a)에서 「-」로 기재된 란은 표 5(b)에서만 값이 구해지지 않으므로 표시를 생략하고 있다.
또한, 표 6(b)의 f3 필드의 L 라인의 값은, 아래와 같이 하여 산출된다. 인터레이스 영상 신호 V1로서 f3 필드가 화상 변환 장치(100)에 인가된 경우에는, 제 2 1 필드 지연 회로(2)로부터는 f1 필드가 출력되고, 제 1 1 필드 지연 회로(1)로부터는 f2 필드가 출력된다.
이 때, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 보간 라인은, 제 2 1 필드 지연회로(2)의 출력의 f1 필드의 현재 라인의 값과 인터레이스 영상 신호 V1의 신호인 f3 필드의 현재 라인의 값으로부터 연산된다. 이 경우는 평균값(또는 평균값에 가까운 값)이 연산된다. 따라서, f4 필드의 L 라인의 값은, 표 5(a)에 나타내는 f1 필드의 L 라인의 값 「218」과 f3 필드의 L 라인의 값 「37」의 평균값 「(218+37)/2=127.5」를 근방의 정수값으로서 사사 오입에 의해 구한 값 「128」로 된다. 마찬가지로 해서, 각각의 보간 라인의 신호가 구해진다.
다음에, 비교 회로(6)의 동작에 대하여 자세히 설명한다. 도 3은 비교 회로(6)의 내부의 구성예를 나타낸다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 입력 단자(601)에는 프로그래시브 영상 필드 신호 P2가 인가되고, 입력 단자(602)에는 프로그래시브 영상 필드 신호 P1이 인가된다.
비교 회로(6)는 1 라인 지연 회로(603∼605), 승산 회로(606∼608), 가산 회로(609, 610), 감산 회로(611∼613) 및 최소값 선택 회로(614)를 구비한다.
입력 단자(601)에 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P2는 1 라인 지연 회로(603)에 인가된다. 입력 단자(602)에 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P1은 1 라인 지연 회로(604)에 인가된다. 이 1 라인 지연 회로(604)로부터 출력되는 신호는 1 라인 지연 회로(605)에 인가된다.
승산 회로(606)는 1 라인 지연 회로(605)로부터 출력된 신호를 1/2배하고, 승산 회로(607)는 1 라인 지연 회로(604)로부터 출력된 신호를 1/2배하며, 승산 회로(608)는 프로그래시브 영상 필드 신호 P1을 1/2배한다.
가산 회로(609)는 승산 회로(606, 607)로부터 출력된 신호를 가산하고, 가산 회로(610)는 승산 회로(607, 608)로부터 출력된 신호를 가산한다.
감산 회로(611)는, 1 라인 지연 회로(603)로부터 출력된 신호와 가산 회로(609)로부터 출력된 신호를 감산한 값을 구하고, 그 값의 절대값을 출력한다. 감산 회로(612)는, 1 라인 지연 회로(603)로부터 출력된 신호와 1 라인 지연 회로(604)로부터 출력된 신호를 감산한 값을 구하고, 그 값의 절대값을 출력한다. 감산 회로(613)는, 1 라인 지연 회로(603)로부터 출력된 신호와 가산 회로(610)로부터 출력된 신호를 감산한 값을 구하고, 그 값의 절대값을 출력한다.
최소값 선택 회로(614)는 감산 회로(611∼613)로부터 출력된 신호의 최소값을 선택한다. 최소값 선택 회로(614)로부터 출력된 신호는 비교 회로(6)로부터의 출력 신호로서 출력 단자(615)로부터 출력된다.
이 동작은, 입력 단자(601)에 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)가 생성하는 보간 라인이 인가됐을 때에, 그 보간 라인의 화소와 입력 단자(602)에 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P1의 대응하는 화소 사이에서 행해진다. 즉, 이 동작은, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1 및 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 대응하는 화소간의 비교와 대응하는 화소 및 그 주변 화소의 값의 화소마다의 비교에 의해, 그 결과를 움직임량 정보 M으로서 출력하는 것에 상당하고 있다.
이 비교 연산의 결과를 표 7(a)에 나타낸다. 또 표 7에서, 세로의 라인 란 및 가로의 필드 란은 제 1 1 필드 지연 회로(1)로부터 출력되는 인터레이스 영상 신호 a의 타이밍이다.
예컨대, f4 필드의 L+2 라인이 비교 회로(6)에 인가되는 경우의 연산은 하기와 같이 된다. 이 경우의 감산 회로(611)에는, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 f4 필드의 L+1 라인의 값인 값 「191」이 입력된다.
또한, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1의 f4 필드의 L 라인의 값 「128」과 L+1 라인의 값 「255」의 평균값 「191.5」가 승산 회로(607, 608) 및 가산 회로(610)로부터 구해지고, 그 근방의 정수값 「191」이 감산 회로(611)에 인가된다.따라서, 감산 회로(611)는 감산값의 절대값 「0」을 출력한다.
또한, 감산 회로(612)에는, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 f4 필드의 L+1 라인의 값 「191」과 프로그래시브 영상 필드 신호 P1의 f4 필드의 L+1 라인의 값 「255」가 인가된다. 따라서, 감산 회로(612)는, 감산값의 절대값 「64」를 출력한다.
또한, 감산 회로(613)에는, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 f4 필드의 L+1 라인의 값 「191」이 인가된다. 또한, 감산 회로(613)에는, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1의 f4 필드의 L+1 라인의 값 「255」와 L+2의 값인 값 「128」의 평균값 「191」이 인가된다. 따라서, 감산 회로(613)는 감산값의 절대값 「0」을 출력한다.
이 세 개의 연산 결과가 표 7(a)의 f4 필드의 L+1 라인의 란에 값 「0」, 「64」 및 「0」으로 기재되어 있다. 마찬가지로 해서 표 7(a)의 해칭이 있는 보간 라인의 란에는, 감산 회로(611∼613)로부터의 연산 결과의 값이 표시되어 있다.
표 7(b)는, 이 감산 회로(611∼613)에 인가되는 값의 최소값을 나타내고 있다. 예컨대, f4 필드의 L+1 라인에서는, 감산 회로(611∼613)로부터의 출력 신호인 값 「0」, 「64」 및 「0」 중의 최소값인 값 「0」이 선택되어 표시되고 있다.
이와 같이, 비교 회로(6)의 동작으로서 상술한 바와 같은 연산의 예를 나타내었지만, 비교 회로(6)의 연산은 상기에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 또한 주변 라인의 값을 가미하여 연산해도 좋다. 그 경우, 또한 주변 화소와의 연산이 가능해지기 때문에, 보다 정밀도가 높은 비교가 가능해지고, 또한 노이즈 등에도 강한 구성으로 할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 화상 변환 장치(100)는, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 보간 라인의 화소에 대하여, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1의 현재 라인의 대응하는 화소의 신호의 값과 현재 라인의 화소의 상하 보간 라인의 화소의 값의 차를 연산함으로써 움직임량 정보 M을 구하고 있다. 그러나, 이것과는 반대로, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1의 보간 라인의 화소에 대하여, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 현재 라인의 대응하는 화소의 신호의 값과 현재 라인의 화소의 상하 보간 라인의 화소의 값의 차를 연산함으로써 움직임량 정보 M을 구해도 좋고, 또한, 이 양자를 조합시키는 구성으로 해도 좋다.
다음에, 프레임간 보간 회로(7) 및 필드내 보간 회로(8)의 동작에 대하여 자세히 설명한다.
도 4는 프레임간 보간 회로(7)의 내부의 구성예를 나타내고, 도 5는 필드내 보간 회로(8)의 구성예를 나타낸다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 프레임간 보간 회로(7)는 1/2 승산 회로(703, 704), 가산 회로(705)를 구비한다. 프레임간 보간 회로(7)의 입력 단자(701)에는, 도 1의 인터레이스 영상 입력 신호 V1이 인가된다. 입력 단자(702)에는, 인터레이스 영상 신호 b가 인가된다.
프레임간 보간 회로(7)에 인가된 인터레이스 영상 신호 V1, b는, 각각 승산 회로(703, 704)에서 각각 1/2로 승산된 후에 가산 회로(705)에서 가산되어, 프레임간 보간 신호 F1로서 출력(706)으로부터 출력된다.
또한, 프레임간 보간 회로(7)는, 도시하지 않는 타이밍 발생 회로로부터의 신호에 의해 타이밍 제어되고, 주목하는 필드의 보간 라인의 연산을 하도록 동작한다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 필드내 보간 회로(8)는 1 라인 지연 회로(802), 1/2 승산 회로(803, 804) 및 가산 회로(805)를 구비한다.
필드내 보간 회로(8)의 입력 단자(801)에는, 도 1의 인터레이스 영상 신호 a가 인가된다. 인터레이스 영상 신호 a는 1 라인 지연 회로(802) 및 승산 회로(804)에 인가된다. 승산 회로(803)는 인가된 신호에 1/2를 승산한 후, 가산 회로(805)에 인가한다. 승산 회로(804)는 인가된 신호에 1/2를 승산한 후에 가산 회로(805)에 인가한다.
가산 회로(805)는 인가된 신호를 가산하여, 출력 단자(806)로부터 프레임간 보간 신호 f2로서 출력한다.
또한, 프레임간 보간 회로(7)와 마찬가지로, 필드내 보간 회로(8)는 도시하지 않는 타이밍 발생 회로로부터의 신호로 타이밍 제어되고, 주목하는 필드의 보간 라인의 연산을 하도록 동작한다.
프레임간 보간 회로(7) 및 필드내 보간 회로(8)의 출력 신호의 일례를, 각각 하기에 나타낸다.
표 8(a)는 프레임간 보간 회로(7)로부터 출력된 신호를 나타내고, 표 8(b)는 필드내 보간 회로(8)로부터 출력된 신호를 나타낸다. 이 표에서 해칭이 있는 부분이 주목 필드의 보간 라인의 신호이며, 이것들의 값이 연산된다. 또, 표 8은 인터레이스 영상 신호 a의 타이밍에서의 보간 처리의 값을 표시하고 있다.
예컨대, 표 8(a)에서 f3 필드의 L 라인의 란의 값은 이하와 같게 된다. 즉, 인터레이스 영상 신호 a가 f3 필드의 L 라인의 경우의 값을 하기와 같이 구해진다.
이 경우, 프레임간 보간 회로(7)의 입력 단자(701)에는 인터레이스 영상 신호 V1의 f3 필드의 L 라인의 값 「37」(표 5(b) 참조)이 인가된다. 또한, 프레임간 보간 회로(7)의 입력 단자(702)에는 인터레이스 영상 신호 b의 f1 필드의 L 라인의 값 「218」이 인가된다. 프레임간 보간 회로(7)는, 인가된 값을 승산 회로(703, 704)의 각각에 의해 1/2로 승산하고, 가산 회로(705)에서 각각의 값을 가산한 값 「127.5」의 근방의 정수값 「128」을 구한다. 마찬가지로 해서, 그 밖의 해칭된 부분의 값도 연산된다.
다음에, 필드내 보간 회로(8)로부터 출력되는 필드내 보간 신호 F2의 일례에 대해서는 표 8(b)에 나타낸다. 표 8(b)도, 인터레이스 영상 신호 a의 타이밍에서의 보간 처리의 값을 나타내고 있다. 일례로서, 인터레이스 영상 신호 a가 f3 필드의 L+1 라인에서의 보간 처리한 값에 대하여 이하에 설명한다.
f3 필드의 L+1 라인이 인터레이스 영상 신호 a인 경우에는, 필드내 보간 회로(8)에는 제 1 1 필드 지연 회로(1)로부터의 출력인 f2 필드의 L+3 라인의 값이 입력된다. 이 때 1 라인 지연 회로(802)로부터는 1 라인 이상 앞의 값, 즉 f2 필드의 L+1 라인의 값 「255」가 출력되어 승산 회로(803)에 의해 1/2에 승산된다. 또한 승산 회로(804)에서는 f2 필드의 L+3 라인의 값인 「0」이 1/2에 승산되어 출력되고 있다.
필드내 보간 회로(8)는, 승산 회로(803, 804)로부터 인가된 신호를 가산 회로(805)에서 가산하고, 그 값 「127.5」의 근방값인 「128」을 필드내 보간한 값으로서 구한다. 마찬가지로 해서, 그 밖의 해칭된 부분의 수치가 연산된다.
다음에, 출력 회로(9)의 동작에 대하여 자세히 설명한다. 도 6은 출력 회로(9)의 내부의 구성예를 나타낸다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 출력 회로(9)는 비율 연산 회로(905), 승산 회로(906, 907), 가산 회로(908) 및 전환 회로(909)를 구비한다. 여기서, α는 비율 연산 회로(905)에 의해 연산되는 비율값이며, 0 이상 1 이하의 수치이다. 승산 회로(907)는 α배의 승산 회로이며, 승산 회로(906)는 (1-α)배의 승산 회로이다.
입력 단자(901)에는 프레임간 보간 신호 F1이 인가되고, 입력 단자(902)에는 필드내 보간 신호 F2가 인가된다. 또한, 입력 단자(904)에는 인터레이스 영상 신호 a가 인가되고, 입력 단자(903)에는 움직임량 정보 M에 따른 값이 인가된다.
비율 연산 회로(905)는, 입력 단자(903)로부터 인가되는 움직임량 정보 M에 따라 출력 회로(9)로부터 출력되는 정지 화상과 동화상의 비율을 연산하는 비율 연산 회로이다.
비율 연산 회로(905)는, 입력 단자(903)로부터 인가된 움직임량 정보 M에 의해, 프레임간 보간 신호 F1과 필드내 보간 신호 F2의 비율을 정하는 계수인 비율값 α를 특정한다. 예컨대, 비교 회로(6)로부터 출력되는 움직임량 정보 M에 대하여, 0≤M<10일 때는 「α=0」으로 하고, 10≤M<20일 때는 「α=0.2」로 하고, 20≤M<30일 때는 「α=0.5」로 하며, 30≤M일 때는 「α=1」로 하도록 정한다. 이와 같이, 출력 회로(9)는, 움직임량 정보 M이 작을수록 비율값 α가 작아지도록 제어한다.
승산 회로(906, 907)는, 입력 단자(901, 902)로부터 각각 입력된 프레임간 보간 회로(7)로부터 출력된 신호, 필드내 보간 회로(8)로부터의 출력 신호를 각각승산하고, 가산 회로(908)에서 가산한다.
이와 같이 하면, 움직임량 정보 M이 작을수록 프레임간 보간 회로(7)의 출력의 비율이 높게 되도록 제어할 수 있다.
전환 회로(909)는, 입력 단자(904)에 인가된 인터레이스 영상 신호 a와 가산 회로(908)로부터 인가된 신호를 전환한다. 전환 회로(909)는, 도시하지 않는 타이밍 발생 회로에 의해, 주목하는 필드의 신호가 현재 라인이라면 인터레이스 영상 신호 a를 출력하고, 보간 라인이라면 가산 회로(908)로부터 출력되는 신호를 출력하도록 전환할 수 있다.
전환 회로(9)의 입력 단자(903)에는, 표 7(b)에 표시되고 있는 움직임량 정보 M이 입력된다. 예컨대, f4 필드, f5 필드 및 f8 필드의 움직임량 정보 M은 「0」이기 때문에, 비율 연산 회로(905)로부터 출력되는 비율값 α은 「0」으로 연산된다.
f6 필드, f7 필드 및 f9 필드의 움직임량 정보 M은 「19」 또는 「13」이기 때문에, 비율 연산 회로(905)로부터 출력되는 비율값 α은 「0.2」로 연산된다. 이 비율값 α은 표 7(b)의 괄호 내에 도시되고 있다.
이와 같이, 출력 회로(9)가 비율값 α의 대소에 따라 연산 동작을 한 결과를 표 9에 나타낸다.
표 9(a)에서, 예컨대, f4 필드의 L+1 라인의 값은, 움직임량 정보 M으로부터 구해지는 비율값 α가 값 「0.0」(표 7(b) 참조)이기 때문에, 프레임간 보간 회로(7)의 출력값은 값 「191」(표 8(a) 참조)로 된다. 또한, 예컨대 f6 필드의 L+1 라인의 값은, 움직임량 정보 M으로부터 구해지는 비율값 α가 값 「0.2」(표 7(b) 참조)이기 때문에, 프레임간 보간 회로(7)의 출력값은 「64」(표 8(a) 참조)에 「0.8」(=1-0.2)을 곱한 값 「51.2」와, 필드내 보간 회로(8)의 출력값인 값 「128」(표 8(b) 참조)에 값 「0.2」를 곱한 값 「25.6」을 더한 값 「76.8」의 근방값인 값 「77」로 된다.
이와 같이, 해칭되어 있는 보간 라인의 값과, 해칭이 없는 현재 라인의 값이 표 9(a)에 도시하는 바와 같이 연산된다.
표 9(b)에, 표 9(a)에 표시되는 출력 회로(9)로부터 출력되는 값과 본래의 영상 신호의 차의 절대값을 나타낸 것을 나타낸다. 표 9(b)는, 화상 변환 장치1.00에서의 지연분인 1 필드의 시간차를 가미하고, 아래와 같이 차가 계산되어 있다.
예컨대, 본래의 영상 신호에서는 f5 필드의 +3 라인의 값 「218」은 인터레이스 영상 신호에서는 전송되지 않는 라인이지만, 1 필드분의 지연을 가미하여, 출력 회로(9)로부터는, f6 필드의 L+3 라인의 값으로서 값 「179」가 출력되고 있다. 이 f5 필드의 L+3 라인의 값 「218」과 출력되고 있는 f6 필드의 L+3 라인의 값 「179」의 차의 절대값으로서 값 「39」가 계산된다. 이렇게 하여, 보간 라인에서의 본래의 영상 신호의 값과 출력 회로(9)로부터 출력된 값의 차가 표 9(b)와 같이 계산된다.
표 9(b)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)에 의하면, 보간 라인에서의 현재 신호와의 밝기의 차를, 값 「40」 이하로 억제할 수 있다. 이 값은, 표 4(b)에 표시되는 종래예의 보간 라인에서의 현재 신호와의 차인 값 「90」에 비해, 대폭 작게 하는 것을 실현할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따르면 화상이 천천히 수직 방향으로 움직였을 때에 동화상 처리로 되기 쉬워, 화질이 열화하기 쉽다고 하는 종래예에서의 과제를 대폭 경감하는 것이 가능해지고 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 화상 변환 장치(100)는, 근거로 되는 필드가 서로 다른 프로그래시브 영상 필드 신호 P1과 프로그래시브 영상 필드 신호 P2를 비교하고, 그 비교 결과를 움직임량 정보 M으로서 출력할 수 있기 때문에, 정확한 움직임 검출을 할 수 있다. 또한, 화상 변환 장치(100)는, 수직 방향으로 큰 휘도차를 가지는 화상이 천천히 움직였을 때 등에도, 정확한 움직임 판정을 할 수 있어, 안정적으로 해상도가 높은 영상을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 1 필드씩 연속하여 지연된 네 개의 인터레이스 영상 신호 V1, a, b, c 중 인터레이스 영상 신호 V1, a, b로부터 프로그래시브 영상 필드 신호 P2를 생성하고, 인터레이스 영상 신호 a, b, c로부터 프로그래시브 영상 필드 신호 P1을 생성한다. 이 프로그래시브 영상 필드 신호 P1과 프로그래시브 영상 필드 신호 P2를 비교하고 있다.
또, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1 및 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 생성은, 1 필드씩 연속하여 지연된 네 개의 인터레이스 영상 신호의 필드 신호로 작성하는 것에 한정되지 않는다. 예컨대, 인터레이스 영상 신호 V1, a, b 중의 인터레이스 영상 신호 V1의 필드 신호와 인터레이스 영상 신호 a의 필드 신호에 의해 프로그래시브 영상 필드 신호 P1을 작성하고, 인터레이스 영상 신호 a, b에 의해 프로그래시브 영상 필드 신호 P2를 작성해도 좋다. 이와 같이 하면, 필드 메모리에 저장되는 데이터량을 삭감할 수 있어 저비용으로 고성능의 화상 변환 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1의 현재 라인으로서, 인터레이스 영상 신호 a를 이용하여, 보간 라인으로서 인터레이스 영상 신호 V1과 인터레이스 영상 신호 b의 연산값을 이용하여, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 현재 라인으로서, 인터레이스 영상 신호 b의 필드 신호를 이용하여, 보간 라인으로서 인터레이스 영상 V1의 필드 신호와 인터레이스 영상 신호 c의 필드 신호의 연산값을 이용하고 있다.
이에 따라, 다소의 움직임이 있었다고 해도, 보간 라인에는, 인터레이스 영상 신호 V1, b의 연산에 의해, 또한, 인터레이스 영상 신호 a, b의 연산에 의해, 상대적인 움직임량이 서로 상쇄되도록 작용하기 때문에, 영상에 움직임이 있었다고 해도, 「정지 화상」, 「동화상」의 판정을 정확히 실행할 수 있어, 고정밀도로 화질을 개선할 수 있고, 보다 고화질인 프로그래시브 영상을 제공할 수 있다.
또한 보간 라인의 신호를 연산하는 데에 있어서, 대응하는 인터레이스 영상 신호의 대응하는 화소와 그 주변 화소를 연산에 포함시키고 있다. 이에 따라, 노이즈에 강하고, 보다 정밀도가 높은 프로그래시브 영상 필드 신호 P1과 프로그래시브 영상 필드 신호 P2를 생성할 수 있어, 보다 고밀도의 움직임 검출을 할 수 있다.
또한, 보간 라인의 신호를 연산하는 데에 있어서, 대응하는 인터레이스 영상 필드의 대응하는 화소의 평균값을 연산하고 있다. 이에 따라, 회로 규모를 간략화하는 것이 가능해져, 저비용인 회로를 실현할 수 있다.
또한, 비교 회로(6)는, 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)가 생성한 프로그래시브 영상 필드 신호 P1과 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)가 생성한 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 대응하는 화소간의 비교와 대응하는 화소 및 그 주변 화소의 값을 화소마다의 비교에 의해, 그 결과를 움직임량 M으로서 출력하는 것이다.
이 경우, 비교 회로(6)의 비교가 대응하는 화소에만 그치지 않고, 주변 화소도 포함하기 때문에, 움직임 검출을 보다 고밀도로 실행할 수 있는 것이다.
일반적으로는, 인터레이스 영상 신호를 인터레이스 영상 필드 신호라고 부르고, 프로그래시브 영상 신호를, 특히, 프로그래시브 화상 프레임 신호라고 부르는 경우가 있다.
본 발명의 실시예의 설명에서는, 최종적인 출력에 이르기 전의 중간적인 프로그래시브 영상 신호를 텔레비전 영상의 필드 단위의 처리 신호인 것이므로, 프로그래시브 영상 필드 신호라고 기재하고 있다. 이 명칭에 대하여, 특히 필드 신호는, 합성된 프레임 신호로 바꿔 불러도 의미적으로는 동일하다. 즉, 본 발명에서는, 프로그래시브 영상 필드 신호를 프로그래시브 화상 프레임 신호로 바꿔 불러도 동일한 의미를 가리키는 것이며, 본 발명은 프로그래시브 영상 필드 신호라는 표기에 한정되지 않는다. 즉, 프로그래시브 영상 필드 신호는 인터레이스 영상 필드 신호로부터 생성된 프로그래시브 영상 신호를 나타내는 것이다.
본 실시예에서는, 제 1 1 필드 지연 회로(1), 제 2 1 필드 지연 회로(2) 및제 3 1 필드 지연 회로(3), 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4) 및 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)가 프로그래시브 신호 생성 회로에 상당하고, 제 1 1 필드 지연 회로(1), 제 2 1 필드 지연 회로(2) 및 제 3 1 필드 지연 회로(3)가 인터레이스 생성 회로에 상당하고, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1이 제 1 프로그래시브 신호에 상당하고, 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)가 제 1 프로그래시브 회로에 상당하고, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2가 제 2 프로그래시브 신호에 상당하고, 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)가 제 2 프로그래시브 회로에 상당한다.
또한, 비교 회로(6)가 움직임 산출 회로에 상당하고, 프레임간 보간 신호 F1이 정지 화상 프로그래시브 신호에 상당하고, 프레임간 보간 회로(7)가 정지 화상 처리 회로에 상당하고, 필드내 보간 신호 F2가 동화상 프로그래시브 신호에 상당하고, 필드내 보간 회로(8)가 동화상 처리 회로에 상당하고, 인터레이스 영상 신호 V1, a, b, c가 각각 제 1∼제 4 인터레이스 영상 신호에 상당한다.
(실시예 2)
다음에, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치에 대하여 설명한다. 실시예 2에 따른 화상 변환 장치에 있어서는, 도 1의 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)가 형성한 프로그래시브 영상 필드 신호 P1 및 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)가 형성한 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 라인 사이에 새롭게 복수의 가상 화소를 형성한다.
그 결과, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치에 있어서는, 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)와 비교하여, 화상이 1 라인/필드 이하로 천천히 움직였을 때에도, 복수의 가상 화소에 근거하여, 보다 정밀히 움직임 정보를 검출할 수 있고, 또한, 최적의 정지 화상 처리와 동화상 처리의 제어를 실현할 수 있다.
도 7은 실시예 2에 따른 화상 변환 장치의 블록도이다. 도 7에 나타내는 실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)가 도 1에 나타내는 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)와 다른 점은 이하의 점이다.
실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)는, 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)의 구성에, 제 1 영상 신호 형성 회로(10) 및 제 2 영상 신호 형성 회로(11)를 더 포함하는 것이다.
또한, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)는, 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)의 비교 회로(6) 대신에 비교 회로(6a)를 포함하고, 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)의 출력 회로(9) 대신에 출력 회로(9a)를 포함한다.
실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)의 그 밖의 구성은, 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)의 구성과 마찬가지기 때문에, 동일 구성 부분에는 동일 부호를 붙이는 것으로 한다.
이하, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)가 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)의 구성과 다른 점에 대하여 설명한다.
실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)의 제 1 영상 신호 형성 회로(10)는, 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)가 출력하는 프로그래시브 영상 필드 신호 P1의 화소 사이에 새롭게 화소를 형성한다. 또한, 제 2 영상 신호 형성 회로(11)는, 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)가 출력하는 프로그래시브 영상 필드 신호 P2의 화소 사이에 새롭게 화소를 형성한다.
다음에, 비교 회로(6a)는, 제 1 영상 신호 형성 회로(10)가 출력하는 새롭게 형성된 프로그래시브 영상 필드 신호 P3과 제 2 영상 신호 형성 회로(11)가 출력하는 새롭게 형성된 프로그래시브 영상 필드 신호 P4를 각각 대응하는 화소 사이에서 화소의 값을 비교하고, 또는 대응하는 화소와 그 주변 화소의 값을 비교하고, 그 비교 결과를 움직임량 정보 Ma로서 출력한다.
이하에, 제 1 영상 신호 형성 회로(10) 및 제 2 영상 신호 형성 회로(11)의 구성에 대하여 설명한다.
도 8(a)는 제 1 영상 신호 형성 회로(10)의 구성을 도시하는 도면이며, 도 8(b)는 제 2 영상 신호 형성 회로(11)의 구성을 도시하는 도면이다.
도 8(a)에 도시하는 바와 같이, 제 1 영상 신호 형성 회로(10)는, 1 라인 지연 회로(1002, 1003), 승산 회로(1004, 1005, …, 1015) 및 가산 회로(1016, 1017, …, 1021)를 포함한다.
또한, 승산 회로(1005, 1008, 1011, 1014)의 각각의 승산 계수는 1/4로 설정되어 있다. 승산 회로(1006, 1007, 1012, 1013)의 각각의 승산 계수는 2/4로 설정되어 있다. 승산 회로(1004, 1009, 1010, 1015)의 각각의 승산 계수는 3/4로 설정되어 있다.
도 8(b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 영상 신호 형성 회로(11)는, 1 라인 지연 회로(1102, 1103), 승산 회로(1104, 1105, …, 1115) 및 가산 회로(1116, 1117, …, 1121)를 포함한다.
또한, 승산 회로(1105, 1108, 1111, 1114)의 각각의 승산 계수는 1/4로 설정되어 있다. 승산 회로(1106, 1107, 1112, 1113)의 각각의 승산 계수는 2/4로 설정되어 있다. 승산 회로(1104, 1109, 1110, 1115)의 각각의 승산 계수는 3/4로 설정되어 있다.
다음에, 도 8(a)을 이용하여 제 1 영상 신호 형성 회로(10)의 동작에 대하여 설명한다.
제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)로부터 출력된 프로그래시브 영상 필드 신호 P1이, 입력 단자(1001)에 인가된다. 입력 단자(1001)에 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P1은 1 라인 지연 회로(1002)에 인가된다.
1 라인 지연 회로(1002)는, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1을 1 라인분 지연하여, 프로그래시브 영상 필드 신호 P11을 생성하고, 그 생성된 프로그래시브 영상 필드 신호 P11을 1 라인 지연 회로(1003)에 인가한다. 1 라인 지연 회로(1003)는 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P11을 1 라인분 지연하여, 프로그래시브 영상 필드 신호 P12를 생성한다.
입력 단자(1001)에 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P1은 승산 회로(1011, 1013, 1015)에 각각 인가된다. 1 라인 지연 회로(1002)에 의해 생성된 프로그래시브 영상 필드 신호 P11은 승산 회로(1005, 1007, 1009, 1010, 1012, 1014)에 각각 인가된다. 1 라인 지연 회로(1003)에 의해 생성된 프로그래시브 영상 필드 신호 P12는 승산 회로(1004, 1006, 1008)에 각각 인가된다.
다음에, 승산 회로(1004)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P12가 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1016)로 출력된다. 승산 회로(1005)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P11이 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1016)로 출력된다. 승산 회로(1006)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P12가 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1017)로 출력된다.
승산 회로(1007)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P11이, 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1017)로 출력된다. 승산 회로(1008)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P12가 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1018)로 출력된다. 승산 회로(1009)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P11이 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1018)로 출력된다. 승산 회로(1010)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P11이 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1019)로 출력된다.
승산 회로(1011)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P1이 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1019)로 출력된다. 승산 회로(1012)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P11이 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1020)로 출력된다. 승산 회로(1013)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P1이 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1020)로 출력된다. 승산 회로(1014)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P11이 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1021)로 출력된다. 승산 회로(1015)에서, 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호P1이 설정된 승산 계수와 승산되어 가산 회로(1021)로 출력된다.
계속해서, 가산 회로(1016)에서, 승산 회로(1004)와 승산 회로(1005)의 출력 신호가 가산되고, 출력 단자(1022)로부터 프로그래시브 영상 필드 신호가 출력된다. 가산 회로(1017)에서, 승산 회로(1006)와 승산 회로(1007)의 출력 신호가 가산되고, 출력 단자(1023)로부터 프로그래시브 영상 필드 신호가 출력된다. 가산 회로(1018)에서, 승산 회로(1008)와 승산 회로(1009)의 출력 신호가 가산되고, 출력 단자(1024)로부터 프로그래시브 영상 필드 신호가 출력된다.
가산 회로(1019)에서, 승산 회로(1010)와 승산 회로(1011)의 출력 신호가 가산되고, 출력 단자(1026)로부터 프로그래시브 영상 필드 신호가 출력된다. 가산 회로(1020)에서, 승산 회로(1012)와 승산 회로(1013)의 출력 신호가 가산되고, 출력 단자(1027)로부터 프로그래시브 영상 필드 신호가 출력된다. 가산 회로(1021)에서, 승산 회로(1014)와 승산 회로(1015)의 출력 신호가 가산되고, 출력 단자(1028)로부터 프로그래시브 영상 필드 신호가 출력된다. 1 라인 지연 회로(1002)의 프로그래시브 영상 필드 신호 P11이 출력 단자(1025)로부터 출력된다. 도 8(a)에 나타내는 제 1 영상 신호 형성 회로(10)에서는, 출력 단자(1022), …, 출력 단자(1028)로부터 출력되는 프로그래시브 영상 필드 신호가 출력 단자(1029)로부터 출력된다.
상기의 제 1 영상 신호 형성 회로(10)의 동작은, 타이밍 발생 회로(도시하지 않음)의 신호에 근거하여 연산된다. 또, 타이밍 발생 회로의 신호는, 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)에 의해 생성되는 프로그래시브 영상 필드 신호 P1의 보간 라인이, 1 라인 지연 회로(1002)로부터 출력되는 타이밍으로 형성되어 있다.
이 때, 출력 단자(1022)에는, 주목해야 할 보간 라인의 화소의 1/4의 값과, 보간 라인 위의 현재 라인의 화소의 3/4의 값이 가산되어 출력되고 있다. 따라서, 주목해야 할 보간 라인의 화소로부터 보간 라인 위의 현재 라인의 화소에의 1 라인의 3/4의 거리에 있는 장소의 화소를 형성한 것이 된다.
마찬가지로, 출력 단자(1023)에는, 주목해야 할 보간 라인의 화소의 2/4의 값과, 보간 라인 위의 현재 라인의 화소의 2/4의 값이 가산되어 출력되고 있다. 따라서, 주목해야 할 보간 라인의 화소로부터 보간 라인 위의 현재 라인의 화소에의 1 라인의 2/4의 거리에 있는 장소의 화소를 형성한 것이 된다.
또한, 출력 단자(1024)에는, 주목해야 할 보간 라인의 화소의 3/4의 값과, 보간 라인 위의 현재 라인의 화소의 1/4의 값이 가산되어 출력되고 있다. 따라서, 주목해야 할 보간 라인의 화소로부터 보간 라인 위의 현재 라인의 화소에의 1 라인의 1/4의 거리에 있는 장소의 화소를 형성한 것이 된다.
또한, 출력 단자(1026)에는, 주목해야 할 보간 라인의 화소의 3/4의 값과, 보간 라인 아래의 현재 라인의 화소의 1/4의 값이 가산되어 출력되고 있다. 따라서, 주목해야 할 보간 라인의 화소로부터 보간 라인 아래의 현재 라인의 화소에의 1 라인의 1/4의 거리에 있는 장소의 화소를 형성한 것이 된다.
또한, 출력 단자(1027)에는, 주목해야 할 보간 라인의 화소의 2/4의 값과, 보간 라인 아래의 현재 라인의 화소의 2/4의 값이 가산되어 출력되고 있다. 따라서, 주목해야 할 보간 라인의 화소로부터 보간 라인 아래의 현재 라인의 화소에의1 라인의 2/4의 거리에 있는 장소의 화소를 형성한 것이 된다.
또한, 출력 단자(1028)에는, 주목해야 할 보간 라인의 화소의 1/4의 값과, 보간 라인 아래의 현재 라인의 화소의 3/4의 값이 가산되어 출력되고 있다. 따라서, 주목해야 할 보간 라인의 화소로부터 보간 라인 아래의 현재 라인의 화소에의 1 라인의 3/4의 거리에 있는 장소의 화소를 형성한 것이 된다.
상기 제 1 영상 신호 형성 회로(10)의 출력예 및 제 2 영상 신호 형성 회로(11)의 출력예를 표에 나타낸다.
표 10(a)는 제 1 영상 신호 형성 회로(10)의 출력 단자(1029)로부터의 출력 신호를 나타내고, 표 10(b)는 제 2 영상 신호 형성 회로(11)의 출력 단자(1129)로부터의 출력 신호를 나타낸다.
예컨대, 표 10(a)에 도시하는 바와 같이, 제 1 영상 신호 형성 회로(10)가 f4 필드의 L+2 라인과 L+1 라인 사이의 L+1.25 라인의 화소를 산출하는 경우, L+1 라인의 화소의 값인 「255」를 3/4배한 값인 「191.25」와, L+2 라인의 화소의 값인 「128」을 1/4배한 값인 「32」를 가산하고, 그 합계값 「223.25」를 산출한다. 그리고, 제 1 영상 신호 형성 회로(10)는, 산출한 합계값 「223.25」의 근방값으로서 「223」을 선택하고, f4 필드의 L+1.25 라인의 화소의 값으로서 출력한다.
또한, 표 10(b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 영상 신호 형성 회로(11)가 f5 필드의 L+4 라인과 L+5 라인 사이의 L+4.25 라인의 화소를 산출하는 경우, L+4 라인의 화소의 값인 「37」을 3/4배한 값인 「27.75」와, L+5 라인의 화소의 값인 「128」을 1/4배한 값인 「32」를 가산하고, 그 합계값 「59.75」를 산출한다. 그리고, 제 2 영상 신호 형성 회로(11)는, 산출한 합계값 「59.75」의 근방값으로서 「60」을 선택하고, f5 필드의 L+4.25 라인의 화소의 값으로서 출력한다. 이렇게 하여, 다른 라인의 화소의 값도 산출되어 출력된다.
제 1 영상 신호 형성 회로(10) 및 제 2 영상 신호 형성 회로(11)에서는, 상기한 바와 같은 연산이 행해지고, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1, P2에 새롭게 형성된 화소를 추가한 프로그래시브 영상 필드 신호 P3, P4가 비교 회로(6a)에 출력된다.
다음에, 비교 회로(6a)의 구성 및 동작에 대하여 설명한다. 도 9는 비교 회로(6a)의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
비교 회로(6a)는 버퍼 회로(6003, 6004), 움직임 연산 회로(6005) 및 최소값 회로(6006)를 포함한다.
비교 회로(6a)의 입력 단자(6001)에는, 제 1 영상 신호 형성 회로(10)로부터 프로그래시브 영상 필드 신호 P3이 인가되고, 입력 단자(6002)에는 제 2 영상 신호 형성 회로(11)로부터 프로그래시브 영상 필드 신호 P4가 인가된다.
입력 단자(6001, 6002)로부터 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P3, P4는 버퍼 회로(6003, 6004)에 각각 인가된다. 버퍼 회로(6003, 6004)는, 소정의 간격으로 프로그래시브 영상 필드 신호 P3, P4를 축적하여, 소정의 간격 경과 후에 움직임 연산 회로(6005)에 프로그래시브 영상 필드 신호 P7, P8을 인가한다. 움직임 연산 회로(6005)는, 버퍼 회로(6003, 6004)의 양자로부터 인가된 프로그래시브 영상 필드 신호 P7, P8에서, 대응하는 화소 사이, 또는 대응하는 화소와 그 주변 화소의 값을 비교하고, 그 비교 결과를 움직임량 M1로서 출력한다.
최소값 회로(6006)는 움직임 연산 회로(6005)로부터 출력된 움직임량 M1로부터 최소값을 선택하여 출력 단자(6007)로부터 움직임량 정보 Ma로서 출력한다.
다음에, 움직임 연산 회로(6005)의 동작예에 대하여 설명한다. 움직임 연산 회로(6005)는, 입력되는 프로그래시브 영상 필드 신호에 근거하여 움직임 검출을 한다.
우선, 움직임 연산 회로(6005)에서는, 버퍼 회로(6003, 6004)로부터 각각 새롭게 화소를 형성한 프로그래시브 영상 필드 신호 P7, P8이 인가된다.
움직임 연산 회로(6005)에서, 움직임 검출은, 프로그래시브 영상 필드 신호의 f4 필드의 L+3 라인의 1 화소, 그 L+3 라인의 위 3 화소, 및 그 L+3 라인의 아래 3 화소의 합계 7 화소에 근거하여 아래와 같이 행해진다.
f4 필드의 L+3 라인의 값은, 표 10(a)에 나타내는 f4 필드의 L+2.25 라인으로부터 L+3.75 라인의 값과, 표 10(b)에 나타내는 f4 필드의 L+2.25 라인으로부터 L+3.75 라인의 값과의 각각의 차의 절대값을 가산함으로써 구해진다.
즉, f4 필드의 L+3 라인의 값은 다음 수학식으로 표현된다.
상기 식의 값은, 화상이 전혀 움직이지 않고 정지하고 있는 경우에 가장 작은 값을 나타낸다. 예컨대, f4 필드의 L+3 라인의 값이 작은 값을 나타내는 경우, 화소 주변에서의 화상 변화가 발생하고 있지 않다고 판정할 수 있기 때문에, 화상이 정지 화상이라고 추정할 수 있다.
또한, f4 필드의 L+3 라인의 하나 위의 값은, 표 10(a)에 나타내는 f4 필드의 L+2 라인으로부터 L+3.50 라인의 값과, 표 10(b)에 나타내는 f4 필드의 L+2.25 라인으로부터 L+3.75 라인의 값의 각각의 차의 절대값을 가산함으로써 구해진다.
이하, 동일 필드에서 상하에 인접하는 두 개의 라인간의 거리를 1 화소/필드로 표현하고, 상기 두 개의 라인간의 거리의 1/2를 0.5 화소 필드로 표현하며, 상기 두 개의 라인간의 거리의 1/4를 0.25 화소 필드로 표현하고, 상기 두 개의 라인간의 거리의 3/4를 0.75 화소 필드로 표현한다.
즉, f4 필드의 L+3 라인의 하나 위의 값은 다음 수학식으로 표시된다.
상기 식의 값은, 화상이 아래 라인 방향으로 0.25 화소/필드 움직이고 있는 경우에 가장 작은 값을 나타낸다.
또한, f4 필드의 L+3 라인의 두 개 위의 값은, 표 10(a)에 나타내는 f4 필드의 L+1.75 라인으로부터 L+3.25 라인의 값과, 표 10(b)에 나타내는 f4 필드의 L+2.25 라인으로부터 L+3.75 라인의 값의 각각의 차의 절대값을 가산함으로써 구해진다.
즉, f4 필드의 L+3 라인의 두 개 위의 값은 다음 수학식으로 표시된다.
상기 식의 값은, 화상이 아래 라인 방향으로 0.50 화소/필드 움직이고 있는 경우에 가장 작은 값을 나타낸다.
이와 같이, f4 필드의 L+3 라인의 값은 55로 산출되고, f4 필드의 L+3 라인의 하나 위의 값은 「38」로 산출되며, f4 필드의 L+3 라인의 두 개 위의 값은 「18」로 산출된다. 마찬가지로, f4 필드의 L+3 라인의 세 개 위의 값은 「22」로 산출되고, f4 필드의 L+3 라인의 하나 아래의 값은 「71」로 산출되며, f4 필드의 L+3 라인의 두 개 아래의 값은 「84」로 산출되고, f4 필드의 L+3 라인의 세 개 아래의 값은 「98」로 각각 산출된다.
이것들의 f4 필드의 L+3 라인의 값, L+3 라인의 하나 위의 값, L+3 라인의 두 개 위의 값, L+3 라인의 세 개 위의 값, L+3 라인의 하나 아래의 값, L+3 라인의 두 개 아래의 값, L+3 라인의 세 개 아래의 값은, 각각 움직임의 양이 아래 방향으로 0.75 화소/필드, 아래 방향으로 0.50 화소/필드, 아래 방향으로 0.25 화소/필드, 정지, 위 방향으로 0.25 화소/필드, 위 방향으로 0.50 화소/필드, 위 방향으로 0.75 화소/필드인 경우에 최소값을 나타낸다.
이상과 같이, 움직임 연산 회로(6005)에서는, 프로그래시브 영상 필드 신호P7, P8의 상관성에 근거하여 움직임량 및 움직임의 방향과 그 정확도가 산출되어, 움직임량 M1로서 출력된다. 상기의 움직임 연산 회로(6005)의 움직임량 M1의 출력 결과를 표에 나타낸다.
예컨대, 표 11(a)에 도시하는 바와 같이, f4 필드의 L+3 라인의 란의 위 3란과 아래 3란의 값 중에서, 상측에 0.50 화소/필드의 움직임을 나타내는 란이 최소값인 「18」을 나타내고 있다. 그 결과, 영상 필드 신호의 움직임량 및 움직임 방향이 아래 방향으로 0.50 화소/필드이며, 그 정확도는 「18」이라고 판정할 수 있다.
또, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)에서는, 움직임 연산 회로(6005)의 출력중의 최소값에 근거하여 움직임 방향 및 움직임량과 그 정확도를 판정하는것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 소정의 임계값을 설정하여 7개의 란 중의 최소값이 소정의 임계값 이하인 경우에 움직임량이 작다고 판정하게 해도 좋다.
예컨대, 소정의 임계값을 「20」으로 설정한 경우, 표 11(a)로부터 f4 필드의 L+3 라인의 란의 두 개 위의 란에 「20」 이하의 란이 존재하기 때문에, 프로그래시브 영상 필드 신호 P7, P8의 상관성에 근거하여, 아래 방향으로 0.5 화소/필드의 움직임량 및 움직임 방향을 갖는 것으로 판정할 수 있다. 그 결과, 출력 회로(9)로 출력하는 정보를 삭감할 수 있어, 회로를 간략화하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 움직임 연산 회로(6005)는, 0.25 화소/필드, 0.50 화소/필드 및 0.75 화소/필드의 움직임량과 정확도를 산출하여, 최소값 회로(6006)에 움직임량 M1로서 인가한다.
최소값 회로(6006)는, 주목하는 보간 라인의 화소에서의 움직임 연산 회로(6005)로부터 인가되는 움직임량 M1 중 최소값을 나타내는 값을 선택하여 움직임량 정보 Ma를 출력 단자(6007)에 출력한다.
예컨대, 표 11(a)에 나타내는 f4 필드의 L+3 라인의 보간 라인에서는, 아래 방향으로 0.5 화소/필드의 움직임을 나타내는 두 개 위의 란의 「18」이 선택된다. 즉, 표 11(b)에 도시하는 바와 같이, 아래 방향으로 0.5 화소/필드이고, 그 정확도는 「18」이라는 값이 출력된다.
상술한 바와 같이, 선택된 값이 작을수록 주목해야 할 보간 라인에서의 화소에서의 움직임의 방향 및 움직임량의 확률이 높다고 할 수 있다.
표 11(b)는, 상기한 바와 같은 움직임량의 최소값에 대하여, 보간 라인에서의 화소마다 값을 나타낸 것이며, 이 값이 비교 회로(6a)로부터 움직임량 정보 Ma로서 출력된다.
이와 같이, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)에서는, 라인 사이에 새롭게 화소가 형성되고, 보다 해상도가 높은 프로그래시브 영상 필드 신호 P3과 프로그래시브 영상 필드 신호 P4가 형성되며, 이들을 기초로 하여 비교 회로(6a)에 의해 움직임량 정보 Ma가 산출된다.
따라서, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)에서는, 정밀도가 높은 움직임 검출이 가능해져, 후술하는 출력 회로에서의 동화상/정지 화상의 출력 비율의 제어를 정확하게 할 수 있고, 또한, 화질 열화가 적어 해상도가 높은 프로그래시브 영상 필드 신호를 생성하는 것이 가능해진다.
또한, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)의 비교 회로(6a)에서는, 연산시에 대응하는 화소 사이 및 대응하는 화소와 그 주변 화소의 값을 비교하고, 그 비교 결과를 움직임량으로서 출력하고 있다. 이 결과, 주변 화소도 연산에 사용할 수 있기 때문에, 연산 정밀도가 향상하고, 또한, 프로그래시브 영상 필드 신호의 움직임량의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 연산시에 사용하는 화소간의 관계는 상기 실시예에 한정되지 않고, 대응하는 화소끼리에 의한 연산만을 해도 좋고, 또는 대응하는 화소와 그 주변 화소의 연산만을 해도 좋고, 그들 양자의 연산을 아울러 행해도 좋다.
또한, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)에서는, 프로그래시브 영상 필드 신호 P3과 프로그래시브 영상 필드 신호 P4가 형성되고, 이들에 근거하여, 움직임량을 연산하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 비교 방법을 이용해도 좋다.
예컨대, 프로그래시브 영상 필드 신호 P3에 대해서는, 새롭게 형성한 화소를 사용하는 일 없이, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1로서 원래 존재하고 있었던 화소를 사용하는 것으로 하고, 그 원래 존재하고 있었던 화소와 새롭게 형성한 프로그래시브 영상 필드 신호 P4를 비교하는 것으로 해도 좋다.
또한, 예컨대, 프로그래시브 영상 필드 신호 P4에 대해서는, 새롭게 형성한 화소를 사용하는 일 없이, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2로서 원래 존재하고 있던 화소를 사용하는 것으로 하고, 그 원래 존재하고 있었던 화소와 새롭게 형성한 프로그래시브 영상 필드 신호 P3을 비교하는 것으로 해도 좋다.
이러한 경우에는, 제 1 영상 신호 형성 회로(10) 또는 제 2 영상 신호 형성회로(11) 중 어느 한쪽을 삭감할 수 있으므로, 회로 규모를 삭감할 수 있고, 또한 회로 비용의 저감을 도모할 수 있다.
이 경우, 비교 회로(6a)는, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2 및 프로그래시브 영상 필드 신호 P3, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1 및 프로그래시브 영상 필드 신호 P4, 또는 프로그래시브 영상 필드 신호 P3 및 프로그래시브 영상 필드 신호 P4의 대응하는 화소 사이, 및 대응하는 화소와 그 주변 화소의 값을 비교하고, 그 비교 결과를 움직임량으로서 출력함으로써, 움직임량 정보 Ma를 산출할 수 있다.
다음에, 출력 회로(9a)의 동작을 설명한다. 도 10은 출력 회로(9a)의 내부 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
실시예 2에 따른 출력 회로(9a)가, 실시예 1에 따른 출력 회로(9)와 다른 점은, 비율 연산 회로(905) 대신에 비율 연산 회로(9005)를 포함하는 점이다. 그 밖의 구성은 도 6에 나타내는 비율 연산 회로(905)와 마찬가지기 때문에, 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 이하에 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 10에 나타내는 비율 연산 회로(9005)의 입력 단자(903)에는, 비교 회로(6a)로부터의 움직임량 및 움직임 방향과 그 정확도를 나타내는 수치가 인가된다.
비율 연산 회로(9005)는, 인가된 움직임량 및 움직임 방향과 그 정확도를 나타내는 수치가 소정의 값 이하인 경우에 정지 화상의 비율이 크다고 판정한다. 이 경우, 비율 연산 회로(9005)는, 정지 화상의 비율이 커지도록 비율값 α를 작게 하여 출력한다.
예컨대, 비율 연산 회로(9005)는, 움직임량 및 움직임 방향과 그 정확도를 나타내는 수치(이하, 움직임량을 나타내는 수치라고 약기함)에 근거하여 비율값 α를 아래와 같이 설정한다.
움직임량을 나타내는 수치가 「0.50」 이하일 때, 비율값 α로서 「0」을 출력하고, 움직임량을 나타내는 수치가 「0.75」 이하일 때, 비율값 α로서 「0.2」를 출력하고, 움직임량을 나타내는 수치가 「1.00」 이하일 때, 비율값 α로서 「0.5」를 출력하고, 움직임량을 나타내는 수치가 「1.00」보다도 클 때, 비율값 α로서 「1.0」을 출력한다.
또한, 움직임량을 나타내는 수치가 「20」 이하의 값을 나타내는 경우는, 정확한 움직임 방향 및 움직임량을 추출하고 있다고 판정하여 상기 각 조건을 사용하고, 움직임량을 나타내는 수치가 「20」보다도 큰 값을 나타내는 경우는, 움직임 방향 및 움직임량이 불확정이라고 하여 비율값 α를 「1.0」으로 고정하여 출력하도록 해도 좋다.
따라서, 표 11(b)에 나타내는 값이 비율 검출 회로(9005)에 인가된 경우, 모든 움직임량을 나타내는 수치가 「0.5」 이하로 되고, 비율 검출 회로(9005)는 승산 회로(906, 907)에 비율값 α로서 「0」을 출력한다.
또한, 실시예 2에 따른 비율값 α의 설정 방법에 대해서는, 영상 필드 신호의 움직임량이 1.0 라인 이하일 때에 정지 화상의 비율이 커지도록 설정하고 있지만, 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 움직임량을 나타내는 수치가 「0.75」 이하일 때에 정지 화상의 비율값 α를 크게 해도 좋고, 움직임량을 나타내는 수치가 「0.50」 이하일 때에 정지 화상의 비율값 α를 크게 해도 좋다.
이 경우, 보다 정확한 영상 필드 신호의 움직임을 구할 수 있고, 또한 엄밀히 정지 화상의 상태를 검출할 수 있기 때문에, 동화상/정지 화상의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상기의 조건에 의해, 움직임량을 나타내는 수치가 「0.50」 이하일 때 비율값 α를 0으로 설정한 경우의 출력 회로(9a)의 출력값을 표에 나타낸다.
또한, 표 12(a)에 의해 움직임 방향 및 움직임량이 확정된 부분에 대하여 보간 화소의 값을 연산하고, 그 확정된 부분의 연산 결과와 인터레이스되기 전의 신호의 차를 표 12(b)에 나타낸다.
표 12(b)에 대해서는, 표 9(b)에서의 계산과 마찬가지로, 이 회로에서의 지연분인 1 필드의 시간차를 가미하여 계산하고 있다. 이 표 12(b)를 표 9(b)와 비교하면 f6 필드에서의 오차가 「39」로부터 「26」으로 감소하고 있는 것을 알 수 있다.
이상과 같이, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)는, 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)보다도 고정밀도로 동화상 또는 정지 화상을 검출할 수 있으므로, 보다 정확히 화상을 변환할 수 있는 것을 나타내고 있다.
즉, 실시예 2에 따른 화상 변환 장치(100a)는, 종래의 움직임 적응형 프로그래시브 변환 장치가 갖는, 화상이 천천히 라인 방향으로 움직였을 때에 동화상 처리로 되기 쉬워, 화질이 열화하기 쉽다는 과제에 대하여, 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)보다도 더 유효히 과제를 해결하고 있다고 할 수 있다.
화상 변환 장치(100a)에서는, 새롭게 가상의 화소를 형성한 프로그래시브 영상 필드 신호 P3과 프로그래시브 영상 필드 신호 P4를 이용하여, 각각의 대응하는 화소 사이, 및 대응하는 화소와 그 주변 화소의 값을 비교하고, 그 비교 결과를 움직임량으로서 출력 검출한 것에 의해, 보다 정밀도가 높은 움직임 검출이 가능하게 되어, 화질 열화가 적은 해상도가 높은 프로그래시브 영상 필드 신호를 생성하는 것이 가능해졌다.
또한, 새롭게 화소를 형성할 때에 있어서, 제 1 영상 신호 형성 회로(10) 또는 제 2 영상 신호 형성 회로(11)는, 각각 프로그래시브 영상 필드 신호 P3, P4의 라인 사이에 새롭게 화소를 형성하고 있기 때문에, 인터레이스 영상 신호 V1을 프로그래시브 영상 필드 신호로 변환할 때보다 엄격한 변환 정밀도가 요구되는 수직 방향에 대한 정밀도를 높일 수 있고, 수평 방향으로의 새롭게 화소를 생성하는 회로를 생략할 수 있기 때문에, 회로 규모의 증대를 낮게 억제할 수 있어, 저비용으로 고밀도의 화상 변환 장치를 제공하는 것이 가능해지고 있다.
제 2 발명의 실시예의 설명에 있어서는, 제 1 1 필드 지연 회로(1), 제 2 1 필드 지연 회로(2) 및 제 3 1 필드 지연 회로(3), 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4), 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5), 제 1 영상 신호 형성 회로(10) 및 제 2 영상 신호 형성 회로(11)가 프로그래시브 신호 생성 회로에 상당하고, 제 1 1 필드 지연 회로(1), 제 2 1 필드 지연 회로(2) 및 제 3 1 필드 지연 회로(3)가 인터레이스 생성 회로에 상당하며, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1이 제 1 프로그래시브 신호에 상당하고, 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)가 제 1 프로그래시브 회로에 상당하며, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2가 제 2 프로그래시브 신호에 상당하고, 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)가 제 2 프로그래시브 회로에 상당하며, 제 1 영상 신호 형성 회로(10)가 제 1 화소 형성 회로에 상당하고, 제 2 영상 신호 형성 회로(11)가 제 2 화소 형성 회로에 상당한다.
또한, 비교 회로(6a)가 움직임 산출 회로에 상당하고, 프레임간 보간 신호 F1이 정지 화상 프로그래시브 신호에 상당하며, 프레임간 보간 회로(7)가 정지 화상 처리 회로에 상당하고, 필드내 보간 신호 F2가 동화상 프로그래시브 신호에 상당하며, 필드내 보간 회로(8)가 동화상 처리 회로에 상당하고, 인터레이스 영상 신호 V1, a, b, c가 각각 제 1∼제 4 인터레이스 영상 신호에 상당한다.
(실시예 3)
다음에, 실시예 3에 따른 화상 변환 장치(100b)에 대하여 설명한다. 도 11은 실시예 3에 따른 화상 변환 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11에 나타내는 화상 변환 장치(100b)가, 도 1의 실시예 1에 따른 화상 변환 장치(100)의 구성과 다른 점은, 프레임간 보간 회로(7)가 삭제되고, 비적용 영역 검출 회로(12)가 부가되고, 출력 회로(9) 대신에 출력 회로(9b)를 포함하는 점이다. 그 밖의 구성은 도 1의 화상 변환 장치(100b)와 마찬가지기 때문에, 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 이하에 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 11의 비적용 영역 검출 회로(12)에는, 인터레이스 영상 신호 V1과 제 1 1 필드 지연 회로(1)로부터의 출력 신호인 인터레이스 영상 신호 a가 인가된다.
비적용 영역 검출 회로(12)는, 인터레이스 영상 신호 V1 및 인터레이스 영상신호 a에 근거하여 각각의 필드간의 화상에 대응하는 화소를 포함하는 주변 화소의 값의 평균값을 검출한다.
일반적으로, 인터레이스 영상 신호 V1의 평균값과, 인터레이스 영상 신호 a의 평균값이 크게 다른 경우, 인가된 영상은, 필드 사이에서 신호값이 원래 크게 변화되는 플리커성의 화상이라고 생각된다.
여기서, 플리커성의 화상이란, 화상 전체가 깜박이는 상태, 예컨대, 화상 전체가 1 필드마다 백, 흑, 백, 흑으로 반복하여 변화되는 상태를 말한다. 실제로는, 암실에서 연속하여 스트로브(플래시)를 발광시킨 경우의 영상 신호에 있어서, 플리커성의 화상이 형성되는 것으로 된다.
이러한 플리커성의 화상에서는, 정지 화상 처리인 프레임간의 보간을 하면 화질 왜곡을 발생시키기 때문에, 화상 변환 장치는 동화상 처리인 필드내 보간 처리의 신호를 출력해야 한다.
즉, 백과 흑이 교대로 발생하는 플리커성의 화상에 대하여 정지 화상 처리인 프레임간의 보간을 하면, 백과 흑의 중간색인 회색 화소의 보간을 하는 것으로 되어, 백만의 화상 또는 흑만의 화상에서 화질에 왜곡이 발생한다.
따라서, 비적용 영역 검출 회로(12)는, 플리커성의 화상인지 여부를 검출하고, 동화상 처리인 필드내 보간 처리의 신호를 출력할 것인지 여부의 취지를 출력 회로(9b)에 인가한다.
출력 회로(9b)는, 동화상 처리인 필드내 보간 처리의 신호를 출력해야 하는 취지가 비적용 영역 검출 회로(12)로부터 인가된 때에, 필드내 보간 회로(8)의 신호의 비율을 증가시켜 출력한다. 이에 따라, 플리커성의 화상, 예컨대 연속한 카메라의 플래시 등이 포함되는 영상에 대해서도, 잘못하여 정지 화상 처리를 하지 않도록 할 수 있어, 보다 정밀도가 높은 화상 변환 장치(100b)를 제공할 수 있다.
또한, 비적용 영역 검출 회로(12)는, 인터레이스 영상 필드의 필드간의 영상 신호의 대응하는 화소를 포함하는 주변 화소의 신호의 값의 평균값을 이용하여 검출하고 있다. 그 결과, 비교적 적은 회로 규모로, 보다 정밀도가 높은 화상 변환 장치(100b)를 제공할 수 있다.
또한, 실시예 3에 따른 화상 변환 장치(100b)에서는, 도 1의 프레임간 보간 회로(7)가 삭제되어, 프레임간 보간 회로(7)로부터의 출력 대신에 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)의 출력 신호가 출력 회로(9b)에 인가되어 있다. 이에 따라, 프레임간 보간 회로(7)를 삭감할 수 있기 때문에, 저비용의 화상 변환 장치(100b)를 제공할 수 있다.
(다른 예)
다음에, 도 11의 비적용 영역 검출 회로의 다른 예에 대하여 설명한다. 도 12는 비적용 영역 검출 회로의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 12에 나타내는 비적용 영역 검출 회로(12a)는 제 1 영역 검출 회로(21), 제 2 영역 회로(22) 및 판별 회로(30)를 포함한다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 인터레이스 영상 신호 V1이, 제 1 1 필드 지연 회로(1) 및 제 1 영역 검출 회로(21)에 인가된다. 제 1 1 필드 지연 회로(1)는 인가된 인터레이스 영상 신호 V1을 1 필드 지연시켜 인터레이스 영상 신호 a를 생성하고, 그 인터레이스 영상 신호 a를 제 2 영역 검출 회로(22)에 인가한다.
제 1 영역 검출 회로(21)는, 인가된 인터레이스 영상 신호 V1로부터 1 라인 위에서의 평균값 AV1, 1 라인 위에서의 최대값 MAX1, 1 라인 위에서의 최소값 MIN1을 판별 회로(30)에 인가한다. 제 2 영역 검출 회로(22)는, 제 1 1 필드 지연 회로(1)로부터 인가된 인터레이스 영상 신호 a의 1 라인의 평균값 AV2, 1 라인의 최대값 MAX2, 1 라인의 최소값 MIN2를 판별 회로(30)에 인가한다.
판별 회로(30)는, 제 1 영역 검출 회로(21) 및 제 2 영역 검출 회로(22)로부터 인가된 평균값 AV1, AV2, 최대값 MAX1, MAX2 및 최소값 MIN1, MIN2에 근거하여 인가된 화상이 필드 사이에서 신호값이 원래 크게 변화되는 플리커성의 화상인지 여부를 검출한다.
예컨대, 판별 회로(30)는, 제 1 평균값 AV1과 제 2 평균값 AV2의 차가 제 1 임계값보다 큰지 여부를 판정한다. 다음에, 판별 회로(30)는, 제 1 최대값 MAX1과 제 1 최소값 MIN1의 차가 제 2 임계값보다 큰지 여부를 판정한다. 또한, 판별 회로(30)는, 제 2 최대값 MAX2와 제 2 최소값 MIN2의 차가 제 3 임계값보다 큰지 여부를 판정한다.
또, 플리커성의 화상은, 필드 사이에서 신호값이 크게 변화되지만, 1 필드내에서 신호값이 크게 변화하지 않는다.
그 때문에, 판별 회로(30)는, 제 1 평균값 AV1과 제 2 평균값 AV2의 차가 제 1 임계값보다도 크고, 제 1 최대값 MAX1과 제 1 최소값 MIN1의 차가 제 2 임계값보다도 작고, 또한 제 2 최대값 MAX2와 제 2 최소값 MIN2의 차가 제 3 임계값보다도 작은 경우에, 플리커성의 화상이라고 판정한 비적용 영역 검출 신호 NI를 출력 회로(9b)에 출력한다.
이와 같이, 비적용 영역 검출 회로(12a)는, 1 라인 지연시킨 영상 신호의 화소를 포함하는 주변 화소와, 현재 라인의 화소를 포함하는 주변 화소의 평균값을 비교함으로써, 플리커성의 화상인지 여부를 정확히 검출하여, 동화상 처리인 필드내 보간 처리의 신호를 출력할 것인지 여부의 취지를 출력 회로(9b)에 인가할 수 있다.
또한, 출력 회로(9b)는, 동화상 처리인 필드내 보간 처리의 신호를 출력해야 하는 취지가 비적용 영역 검출 회로(12a)로부터 인가된 때에, 필드내 보간 회로(8)의 신호의 비율을 증가시켜 출력한다. 이에 따라, 플리커성의 화상, 예컨대 연속한 카메라의 플래시 등이 포함되는 영상에 대해서도, 잘못하여 정지 화상 처리를 하지 않도록 할 수 있어, 보다 정밀도가 높은 화상 변환 장치(100b)를 제공할 수 있다.
또한, 비적용 영역 검출 회로(12a)는, 인터레이스 영상 신호의 필드간의 화상의 대응하는 화소를 포함하는 주변 화소의 신호의 값의 평균값에 의해 플리커성의 화상인지 여부를 검출하고 있다. 그 결과, 비교적 적은 회로 규모로, 보다 정밀도가 높은 화상 변환 장치(100b)를 제공할 수 있다.
(또 다른 예)
다음에, 도 11의 비적용 영역 검출 회로의 또 다른 예에 대하여 설명한다. 도 13은 비적용 영역 검출 회로의 또 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 13에 나타내는 비적용 영역 검출 회로(12b)가 도 12에 나타내는 비적용 영역 검출 회로(12a)와 다른 점은, 비적용 영역 검출 회로(12a)의 구성에 제 3 영역 검출 회로(23) 및 제 2 1 필드 지연 회로(2)를 포함하는 점이다. 그 밖의 구성은 도 12에 나타내는 비적용 영역 검출 회로(12a)와 마찬가지기 때문에, 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고, 이하에 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 13에 도시하는 바와 같이, 제 1 1 필드 지연 회로(1)는, 인가된 인터레이스 영상 신호 V1을 1 필드 지연시켜 인터레이스 영상 신호 a를 생성하고, 그 인터레이스 영상 신호 a를 제 2 1 필드 지연 회로(2) 및 제 2 영역 검출 회로(22)에 인가한다.
제 2 1 필드 지연 회로(2)는, 인가된 인터레이스 영상 신호 a를 1 필드 지연시켜 인터레이스 영상 신호 b를 생성하고, 그 인터레이스 영상 신호 b를 제 3 영역 검출 회로(23)에 인가한다.
제 3 영역 검출 회로(23)는, 인가된 인터레이스 영상 신호 b로부터 1 라인 위에서의 평균값 AV3, 1 라인 위에서의 최대값 MAX3, 1 라인 위에서의 최소값 MIN3을 판별 회로(30)에 인가한다.
판별 회로(30)는, 제 1 영역 검출 회로(21), 제 2 영역 검출 회로(22) 및 제 3 영역 검출 회로(23)로부터 인가된 평균값 AV1, AV2, AV3, 최대값 MAX1, MAX2,MAX3 및 최소값 MIN1, MIN2, MIN3에 근거하여 인가된 화상이 필드 사이에서 신호값이 원래 크게 변화되는 플리커성의 화상인지 여부를 검출한다.
그 때문에, 예컨대, 판별 회로(30)는, 제 1 평균값 AV1과 제 2 평균값 AV2의 차가 제 1 임계값보다 큰지 여부를 판정한다. 또한, 판별 회로(30)는 제 2 평균값 AV2와 제 3 평균값 AV3의 차가 제 4 임계값보다 큰지 여부를 판정한다.
다음에, 판별 회로(30)는, 제 1 최대값 MAX1과 제 1 최소값 MIN1의 차가 제 2 임계값보다 큰지 여부를 판정한다. 판별 회로(30)는, 제 2 최대값 MAX2와 제 2 최소값 MIN2의 차가 제 3 임계값보다 큰지 여부를 판정한다. 또한 판별 회로(30)는, 제 3 최대값 MAX2와 제 3 최소값 MIN2의 차가 제 5 임계값보다 큰지 여부를 판정한다.
또, 플리커성의 화상은, 필드 사이에서 크게 신호값이 변화되지만, 1 필드내에서 크게 신호값이 변화하지 않는다.
판별 회로(30)는, 제 1 평균값 AV1과 제 2 평균값 AV2의 차가 제 1 임계값보다도 크고, 제 1 최대값 MAX1과 제 1 최소값 MIN1의 차가 제 2 임계값보다도 작고, 제 2 최대값 MAX2와 제 2 최소값 MIN2의 차가 제 3 임계값보다도 작고, 제 3 평균값 AV3과 제 2 평균값 AV2의 차가 제 1 임계값보다도 크고, 또한 제 3 최대값 MAX3과 제 3 최소값 MIN3의 차가 제 5 임계값보다도 작은 경우에, 플리커성의 화상이라고 판정한 비적용 영역 검출 신호 NI를 출력 회로(9b)에 출력한다.
이와 같이, 비적용 영역 검출 회로(12a)는, 2 라인 지연시킨 영상 신호의 화소를 포함하는 주변 화소와, 1 라인 지연시킨 영상 신호의 화소를 포함하는 주변화소와, 현재 라인의 화소를 포함하는 주변 화소의 평균값을 비교함으로써, 플리커성의 화상인지 여부를 보다 정확히 검출하여, 동화상 처리인 필드내 보간 처리의 신호를 출력할 것인지 여부의 취지를 출력 회로(9b)에 인가할 수 있다.
또한, 출력 회로(9b)는, 동화상 처리인 필드내 보간 처리의 신호를 출력해야 하는 취지가 비적용 영역 검출 회로(12a)로부터 인가됐을 때에, 필드내 보간 회로(8)의 신호의 비율을 증가시켜 출력한다. 이에 따라, 플리커성의 화상, 예컨대 연속한 카메라의 플래시 등이 포함되는 영상에 대해서도, 잘못하여 정지 화상 처리를 하지 않도록 할 수 있어, 특히 정밀도가 높은 화상 변환 장치(100b)를 제공할 수 있다.
제 3 발명의 실시예의 설명에 있어서는, 제 1 1 필드 지연 회로(1), 제 2 1 필드 지연 회로(2) 및 제 3 1 필드 지연 회로(3), 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4), 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5), 제 1 영상 신호 형성 회로(10) 및 제 2 영상 신호 형성 회로(11)가 프로그래시브 신호 생성 회로에 상당하고, 제 1 1 필드 지연 회로(1), 제 2 1 필드 지연 회로(2) 및 제 3 1 필드 지연 회로(3)가 인터레이스 생성 회로에 상당하며, 프로그래시브 영상 필드 신호 P1이 제 1 프로그래시브 신호에 상당하고, 제 1 프로그래시브 영상 생성 회로(4)가 제 1 프로그래시브 회로에 상당하며, 프로그래시브 영상 필드 신호 P2가 제 2 프로그래시브 신호에 상당하고, 제 2 프로그래시브 영상 생성 회로(5)가 제 2 프로그래시브 회로에 상당하며, 제 1 영상 신호 형성 회로(10)가 제 1 화소 형성 회로에 상당하고, 제 2 영상 신호 형성 회로(11)가 제 2 화소 형성 회로에 상당하며, 비적용 영역(12, 12a,12b)이 판정 회로에 상당한다.
또한, 비교 회로(6)가 움직임 산출 회로에 상당하고, 프레임간 보간 신호 F1이 정지 화상 프로그래시브 신호에 상당하며, 프레임간 보간 회로(7)가 정지 화상 처리 회로에 상당하고, 필드내 보간 신호 F2가 동화상 프로그래시브 신호에 상당하며, 필드내 보간 회로(8)가 동화상 처리 회로에 상당하고, 인터레이스 영상 신호 V1, a, b, c가 각각 제 1∼제 4 인터레이스 영상 신호에 상당한다.

Claims (20)

  1. 입력된 인터레이스 영상 신호를 프로그래시브 영상 신호로 변환하는 화상 변환 장치로서,
    상기 입력된 인터레이스 영상 신호에 근거한 연산에 의해 프로그래시브 신호를 생성하는 프로그래시브 신호 생성 회로와,
    상기 프로그래시브 신호 생성 회로에 의해 생성된 상기 프로그래시브 신호에 근거하여 화상의 수직 방향의 움직임량을 산출하는 움직임 산출 회로와,
    상기 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 정지 화상 처리에 의해 정지 화상 프로그래시브 신호를 생성하는 정지 화상 처리 회로와,
    상기 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 동화상 처리에 의해 동화상 프로그래시브 신호를 생성하는 동화상 처리 회로와,
    상기 움직임 산출 회로에 의해 산출된 수직 방향의 움직임량이 제 1 값보다 작은 경우에 상기 정지 화상 처리 회로에 의해 출력되는 정지 화상 프로그래시브 신호를 출력하는 출력 회로를 구비한
    화상 변환 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로그래시브 신호 생성 회로는,
    상기 입력된 인터레이스 영상 신호에 근거하여, 연속하는 복수의 필드에 각각 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호를 생성하는 인터레이스 생성 회로와,
    상기 인터레이스 생성 회로에 의해 생성된 복수의 인터레이스 영상 신호 중 제 1 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 상기 제 1 프로그래시브 신호를 생성하는 제 1 프로그래시브 회로와,
    상기 인터레이스 생성 회로에 의해 생성된 복수의 인터레이스 영상 신호 중 상기 제 1 조합과 서로 다른 제 2 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 제 2 프로그래시브 신호를 생성하는 제 2 프로그래시브 회로를 포함하고,
    상기 움직임 산출 회로는,
    상기 제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 상기 제 1 프로그래시브 신호 및 상기 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 상기 제 2 프로그래시브 신호에 근거하여 상기 움직임량을 산출하는
    화상 변환 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 값은 라인간의 간격 이하의 값인 화상 변환 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 움직임 산출 회로는, 라인간의 간격보다도 작은 단위로 수직 방향의 움직임량을 산출하는 화상 변환 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 상기 제 1 프로그래시브 신호를 이용한 보간 처리에 의해 라인간의 보간 화소를 생성하고, 상기 제 1 프로그래시브 신호에서의 화소 및 보간 화소를 포함하는 제 1 보간 신호를 출력하는 제 1 화소 형성 회로와,
    상기 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 상기 제 2 프로그래시브 신호를 이용한 보간 처리에 의해 라인간의 보간 화소를 생성하고, 상기 제 2 프로그래시브 신호에서의 화소 및 보간 화소를 포함하는 제 2 보간 신호를 출력하는 제 2 화소 형성 회로를 더 구비하고,
    상기 움직임 산출 회로는,
    상기 제 1 화소 형성 회로로부터 출력된 상기 제 1 보간 신호 및 상기 제 2 화소 형성 회로로부터 출력된 상기 제 2 보간 신호에 근거하여 상기 움직임량을 산출하는
    화상 변환 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 출력 회로는, 상기 움직임량이 제 2 값보다 큰 경우에 상기 동화상 프로그래시브 신호를 상기 프로그래시브 영상 신호로서 출력하는 화상 변환 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 출력 회로는, 상기 움직임량이 상기 제 1 값과 상기 제 2 값 사이에 있는 경우, 상기 움직임량에 근거한 비율로 상기 동화상 프로그래시브 신호와 정지 화상 프로그래시브 신호를 합성하고, 합성된 신호를 상기 프로그래시브 영상 신호로서 출력하는 화상 변환 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 출력 회로는, 상기 움직임량이 라인간의 간격 이하인 경우에 상기 정지 화상 프로그래시브 신호의 비율을 0.5 이상으로 하는 화상 변환 장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 인터레이스 영상 신호는 연속하는 제 1∼제 4 필드에 대응하는제 1∼제 4 인터레이스 영상 신호를 포함하고,
    상기 제 1 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호는 상기 제 1∼제 3 인터레이스 영상 신호를 포함하고,
    상기 제 2 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호는 상기 제 2∼제 4 인터레이스 영상 신호를 포함하는
    화상 변환 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 상기 제 1 프로그래시브 신호는 현재 라인 신호 및 보간 라인 신호에 의해 구성되고,
    상기 제 1 프로그래시브 신호의 현재 라인 신호는 상기 제 2 인터레이스 영상 신호를 이용하여 생성되며,
    상기 제 1 프로그래시브 신호의 보간 라인 신호는 상기 제 1 인터레이스 영상 신호와 상기 제 3 인터레이스 영상 신호의 연산값을 이용하여 생성되고,
    상기 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 상기 제 2 프로그래시브 신호는 현재 라인 신호 및 보간 라인 신호에 의해 구성되며,
    상기 제 2 프로그래시브 신호의 현재 라인 신호는 상기 제 3 인터레이스 영상 신호를 이용하여 생성되고,
    상기 제 2 프로그래시브 신호의 보간 라인 신호는 상기 제 2 인터레이스 영상 신호와 상기 제 4 인터레이스 영상 신호의 연산값을 이용하여 생성되는
    화상 변환 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 인터레이스 영상 신호와 상기 제 3 인터레이스 영상 신호의 연산값은, 상기 제 1 및 제 3 인터레이스 영상 신호의 대응하는 화소와 그 주변 화소의 연산값이며,
    상기 제 2 인터레이스 영상 신호와 상기 제 4 인터레이스 영상 신호의 연산값은, 상기 제 2 및 제 4 인터레이스 영상 신호의 대응하는 화소와 그 주변 화소의 연산값인
    화상 변환 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 인터레이스 영상 신호와 상기 제 3 인터레이스 영상 신호의 연산값은, 상기 제 1 및 제 3 인터레이스 영상 신호의 대응하는 화소의 평균값이며,
    상기 제 2 인터레이스 영상 신호와 상기 제 4 인터레이스 영상 신호의 연산값은, 상기 제 2 및 제 4 인터레이스 영상 신호의 대응하는 화소의 평균값인
    화상 변환 장치.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 움직임 산출 회로는,
    상기 제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 1 프로그래시브 신호와 상기 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 제 2 프로그래시브 신호 사이에서 주목 화소의 값을 비교하고, 또한, 주목 화소와 그 주변 화소의 값을 비교하고, 그 비교 결과를 움직임량으로서 출력하는 화상 변환 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 움직임 산출 회로는,
    상기 제 2 프로그래시브 신호의 보간 라인 신호의 주목 화소의 값과, 상기 주목 화소에 대응한 상기 제 1 프로그래시브 신호의 현재 라인 신호의 화소의 값과, 현재 라인 신호의 화소의 상하의 보간 라인 신호의 화소의 값을 연산하고, 그 연산 결과를 움직임량으로서 출력하고, 및/또는, 상기 제 1 프로그래시브 신호의 보간 라인 신호의 주목 화소의 값과, 상기 주목 화소에 대응한 상기 제 2 프로그래시브 신호의 현재 라인 신호의 화소의 값과, 현재 라인 신호의 화소의 상하의 보간 라인 신호의 화소의 값을 연산하고, 그 연산 결과를 움직임량으로서 출력하는 화상 변환 장치.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 상기 제 1 프로그래시브 신호를 이용한 보간 처리에 의해 라인간의 보간 화소를 생성하고, 상기 제 1 프로그래시브 신호에서의 화소 및 보간 화소를 포함하는 제 1 보간 신호를 출력하는 화소 형성 회로를 더 구비하고,
    상기 움직임 산출 회로는,
    상기 제 1 화소 형성 회로로부터 출력된 상기 제 1 보간 신호 및 상기 제 2 프로그래시브 생성 회로에 의해 생성된 상기 제 2 프로그래시브 신호에 근거하여 화상의 수직 방향의 상기 움직임량을 산출하는
    화상 변환 장치.
  16. 제 2 항에 있어서,
    복수의 필드에 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호에서의 주목 화소 및 그 주변 화소의 값의 평균값을 각각 산출하고, 상기 산출된 평균값에 근거하여 상기 정지 화상 프로그래시브 신호의 적용 또는 비적용을 판정하는 판정 회로를 더 구비하고,
    상기 출력 회로는, 상기 판정 회로의 판정 결과가 비적용인 경우에 동화상 프로그래시브 신호를 상기 프로그래시브 영상 신호로서 출력하는
    화상 변환 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 판정 회로는, 상기 복수의 필드에 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호의 주목 화소 및 그 주변 화소의 값의 최대값 및 최소값을 각각 산출하고, 상기 산출된 평균값, 최대값 및 최소값에 근거하여 상기 정지 화상 프로그래시브 신호의 적용 또는 비적용을 판정하는 화상 변환 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 판정 회로는, 상기 산출된 평균값의 각각의 차가 소정값보다 크고, 상기 산출된 동일 필드의 최대값과 최소값의 차의 각각의 값이 소정값보다 작은 경우에 상기 정지 화상 프로그래시브 신호를 비적용이라고 판정하는 화상 변환 장치.
  19. 입력된 인터레이스 영상 신호를 프로그래시브 영상 신호로 변환하는 화상 변환 방법으로서,
    상기 입력된 인터레이스 영상 신호에 근거한 연산에 의해 프로그래시브 신호를 생성하는 단계와,
    상기 생성된 프로그래시브 신호에 근거하여 화상의 수직 방향의 움직임량을 산출하는 단계와,
    상기 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 정지 화상 처리에 의해 정지 화상 프로그래시브 신호를 생성하는 단계와,
    상기 입력된 인터레이스 영상 신호로부터 동화상 처리에 의해 동화상 프로그래시브 신호를 생성하는 단계와,
    상기 산출된 수직 방향의 움직임량이 제 1 값보다 작은 경우에 상기 정지 화상 프로그래시브 신호를 출력하는 단계를 구비한
    화상 변환 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 프로그래시브 신호를 생성하는 단계는,
    상기 입력된 인터레이스 영상 신호에 근거하여, 연속하는 복수의 필드에 각각 대응하는 복수의 인터레이스 영상 신호를 생성하는 단계와,
    상기 복수의 인터레이스 영상 신호 중 제 1 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 상기 제 1 프로그래시브 신호를 생성하는 단계와,
    상기 복수의 인터레이스 영상 신호 중 상기 제 1 조합과 서로 다른 제 2 조합의 복수의 인터레이스 영상 신호에 근거하여 제 2 프로그래시브 신호를 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 움직임량을 산출하는 단계는,
    상기 생성된 제 1 프로그래시브 신호 및 상기 생성된 제 2 프로그래시브 신호에 근거하여 상기 움직임량을 산출하는
    화상 변환 방법.
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