WO2008059704A1

WO2008059704A1 - Dispositif d'interpolation de ligne de balayage et procédé d'interpolation de ligne de balayage

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Publication number: WO2008059704A1
Application number: PCT/JP2007/070903
Authority: WO
Inventors: Katsuyuki Arimoto
Original assignee: Panasonic Corporation
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2008-05-22
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Description

明細書

走査線補間装置および走査線補間方法

技術分野

[0001] 本発明は、走査線の補間処理を行うための走査線補間装置および走査線補間方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、インターレース（追越）走査された映像信号をプログレッシブ (順次）走査された映像信号に変換する等の走査線の補間処理を行うための走査線補間装置において、補間対象画素の斜め方向に位置する少なくとも 2画素の相関に基づいて補間対象画素の画素値を決定する機能（以下、斜め補間機能と称す)を有する走査線補間装置が存在する。斜め補間機能を有する走査線補間装置によれば、斜めエッジを適切に再現することができる。

[0003] 上記のような斜め補間機能を有する走査線補間装置にお!/、て、斜め補間処理による誤動作が発生したときの画質劣化を抑えるために、斜め補間処理によって決定された画素値が上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れている場合に、当該画素値が上下の隣接画素の画素値の間の範囲に収まるように画素値を補正するもの力る（例えば、特許文献 1参照）。

特許文献 1 :特開 2002— 185934号公報

[0004] 図 10は、上記のような、斜め補間処理によって決定された画素値を補正する機能を備えた従来の走査線補間装置の構成を示すブロック図である。

[0005] 図 10において、補間処理部 10は、補間対象画素より 1つ上の走査線の映像信号（以下、上ライン映像信号と称す）と、補間対象画素より 1つ下の走査線の映像信号（以下、下ライン映像信号と称す）に基づいて、補間対象画素の斜め方向に位置する 2画素の相関に基づいて補間対象画素の画素値を決定する。

[0006] 補間値制限部 12は、補間処理部 10によって決定された画素値と上ライン映像信号と下ライン映像信号に基づいて、補間処理部 10によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れているか否かを判断する。補間処理部 10によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れている場合には、補間値制限部 12は、補間処理部 10によつて決定された画素値が上下の隣接画素の画素値の間の範囲に収まるように、補間処理部 10によって決定された画素値を補正し、補正後の画素値を補正映像信号として出力する。補間処理部 10によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れていない場合には、補間値制限部 12は、補間処理部 10によって決定された画素値を補正することなく補正映像信号として出力す

[0007] 図 11は、斜めエッジ (斜め方向に走る色の境界線)を有する映像信号における上ライン映像信号と下ライン映像信号と望ましい補間映像信号との関係を示している。ここで、斜め補間処理による誤動作により、補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れた画素値（例えば図 11の"誤った補間値"）が補間処理部 10から出力された場合には、その画素値は、補間値制限部 12によって、図 11の矢印が示すように補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲に収まるように補正される（例えば補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の平均値に補正される）。このようにして、誤った補間値は、望ましい補間値に近づくように補正されるので、斜め補間処理による誤動作が発生したときの画質劣化を抑えることができる。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] しかしながら、本発明の発明者の観察および研究により、図 10に示す従来の走査線補間装置では特定のケースにおいて斜め補間処理の効果が発揮されないことが判明した。

[0009] 図 12は、斜め線 (斜め方向に走る細い線を指し、前述の斜めエッジとは区別される )を有する映像信号における上ライン映像信号と下ライン映像信号と望ましい補間映像信号との関係を示している。この場合、望ましい補間映像信号を示す曲線の一部分が、補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れることになる。したがって、この部分（図 12の"誤動作範囲"の部分）に関しては、たとえ補間処理部 10から正常な画素値が出力されたとしても、補間値制限部 12によって、図 12の矢印が示すように補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲に収まるように画素値が誤って補正されてしまうことになる。

[0010] 具体例として、図 13Aのように走査線 Aの映像信号（上ライン映像信号）と走査線 C の映像信号（下ライン映像信号）に基づく走査線補間処理によって走査線 Bの映像信号 (補間映像信号)を生成する場合について説明する。図 13Bの走査線 Bは、補間処理部 10から出力される画素値を示している。ここで、画素 B2の画素値は、斜め補間処理の誤動作によって誤った値となっており、その他の画素値は正常な値となつているものとする。図 13Cの走査線 Bは、補間値制限部 12から出力される画素値を示している。画素 B2の画素値は、補間値制限部 12によって、画素 B2の上下の隣接画素（すなわち画素 A2および画素 C2)の画素値の間の範囲に収まるように補正されるので、理想的な値に近づくことになる。し力、しながら、画素 B6の画素値は、補間値制限部 12によって、画素 B6の上下の隣接画素（すなわち画素 A6および画素 C6 )の画素値の間の範囲に収まるように誤って補正されてしまう。その結果、図 13Cに示すように、斜め線が正常に補間されない。

[0011] それゆえに本発明は、斜め補間処理の誤動作による画質劣化を抑えながらも、斜め補間処理の効果が十分に発揮されるような走査線補間装置および走査線補間方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号は、本発明の理解を助けるために図面との対応関係の一例を示しているに過ぎず、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

[0013] 本発明の走査線補間装置は、補間対象画素 (Pi)の斜め方向に位置する少なくとも

2画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する補間処理手段（10)と、前記補間処理手段によって決定された画素値が、補間対象画素の上下に隣接する 2つの画素（Pu, Pd)の画素値の間の範囲外に存在する場合に、補間対象画素の画素値が補間対象画素の上下に隣接する 2つの画素の画素値の間の値になるように、前記補間処理手段によって決定された画素値を補正する補間値制限手段（12) と、補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づいて、前記補間処理手段によって決定された画素値または前記補間値制限手段によって補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって前記補間値制限手段の誤動作を防止する誤動作防止手段（ 14, 16)とを備える。

[0014] 前記誤動作防止手段は、水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域である交差領域に補間対象画素が位置するか否力、を判定する交差領域検出手段（14)と、前記交差領域検出手段の判定結果に応じて、前記交差領域に位置しないと判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、前記交差領域に位置すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択手段（16)とを含んでいてもよい。

[0015] 前記交差領域検出手段は、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の左手に位置する第 1画素（Pul)の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第 1画素と同じ水平位置に位置する第 2画素（Pdl)の画素値を減算した結果の値である第 1減算結果値 (Uの符号と、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の右手に位置する第 3画素（Pur)の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第 3画素と同じ水平位置に位置する第 4画素（Pdr)の画素値を減算した結果の値である第 2減算結果値 (R)の符号が同じか否力、を判定し、前記第 1減算結果値の符号と前記第 2減算結果値の符号が同じであれば、前記交差領域に補間対象画素が位置しなレ、と判定してもよレ、。

[0016] 前記交差領域検出手段は、第 1減算結果値の符号と第 2減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第 1減算結果値の絶対値と前記第 2減算結果値の絶対値の両方が 0より大きな第 1の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定してもよい。

[0017] 前記交差領域検出手段は、第 1減算結果値の符号と第 2減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第 1減算結果値の絶対値と前記第 2減算結果値の絶対値の両方が 0より大きな第 1の閾値以上であり、なおかつ前記第 1画素と前記第 3画素の差分の絶対値と前記第 2画素と前記第 4画素の差分の絶対値の両方が 0より大きな第 2の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定してもよい。

[0018] 前記誤動作防止手段は、補間対象画素の近傍に斜めエッジではなく斜め線が存在するか否かを判定する斜め線検出手段と、前記斜め線検出手段の検出結果に応じて、その近傍に斜め線が存在しないと判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、その近傍に斜め線が存在すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によつて決定された画素値を補間映像信号として出力する選択手段とを含んでいてもよい

[0019] 本発明の走査線補間方法は、補間対象画素 (Pi)の斜め方向に位置する少なくとも

2画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する補間処理ステップと、前記補間処理ステップにお!/、て決定された画素値が、補間対象画素の上下に隣接する 2つの画素（Pu, Pd)の画素値の間の範囲外に存在する場合に、補間対象画素の画素値が補間対象画素の上下に隣接する 2つの画素の画素値の間の値になるように、前記補間処理ステップにおいて決定された画素値を補正する補間値制限ステップと、補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づ!/、て、前記補間処理ステップにお!/、て決定された画素値または前記補間値制限ステップにおいて補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって前記補間値制限ステップにおける誤動作を防止する誤動作防止ステップとを備える。

[0020] 前記誤動作防止ステップは、水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域である交差領域に補間対象画素が位置するか否力、を判定する交差領域検出ステップと、前記交差領域検出ステップの判定結果に応じて、前記交差領域に位置しな!、と判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、前記交差領域に位置すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択ステップとを含んでレ、てもよ!/、。

[0021] 前記交差領域検出ステップにおいて、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の左手に位置する第 1画素（Pul)の画素値から、補間対象画素の下の走查線上でかつ前記第 1画素と同じ水平位置に位置する第 2画素（Pdl)の画素値を減算した結果の値である第 1減算結果値 (Uの符号と、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の右手に位置する第 3画素（Pur)の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第 3画素と同じ水平位置に位置する第 4画素（Pdr)の画素値を減算した結果の値である第 2減算結果値 (R)の符号が同じか否力、を判定し、前記第 1減算結果値の符号と前記第 2減算結果値の符号が同じであれば、前記交差領域に補間対象画素が位置しなレ、と判定してもよレ、。

[0022] 前記交差領域検出ステップにおいて、第 1減算結果値の符号と第 2減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第 1減算結果値の絶対値と前記第 2減算結果値の絶対値の両方が 0より大きな第 1の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定してもよレ、。

[0023] 前記交差領域検出ステップにおいて、第 1減算結果値の符号と第 2減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第 1減算結果値の絶対値と前記第 2減算結果値の絶対値の両方が 0より大きな第 1の閾値以上であり、なおかつ前記第 1画素と前記第 3画素の差分の絶対値と前記第 2画素と前記第 4画素の差分の絶対値の両方が 0 より大きな第 2の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定してもよい。

[0024] 前記誤動作防止ステップは、補間対象画素の近傍に斜めエッジではなく斜め線が存在するか否かを判定する斜め線検出ステップと、前記斜め線検出ステップの検出結果に応じて、その近傍に斜め線が存在しないと判定された補間対象画素については前記補間値制限ステップにおいて補正された画素値を補間映像信号として出力し、その近傍に斜め線が存在すると判定された補間対象画素については前記補間処理ステップにおいて決定された画素値を補間映像信号として出力する選択ステップとを含んでいてもよい。

発明の効果

[0025] 本発明によれば、斜め補間処理の誤動作による画質劣化を抑えながらも、斜め補間処理の効果が十分に発揮されるような走査線補間装置および走査線補間方法を提供すること力でさる。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に力、かる走査線補間装置の構成を示すブロック図である。

[図 2]図 2は、補間処理部 10の構成の一例を示すブロック図である。

[図 3]図 3は、交差領域検出部 14の動作を説明するための図である。

[図 4]図 4は、補間対象画素 Piが交差領域に位置しないときの走査線補間装置の動作を説明するための図である。

[図 5]図 5は、補間対象画素 Piが交差領域に位置するときの走査線補間装置の動作を説明するための図である。

[図 6]図 6は、走査線補間装置によって生成される補間映像信号の具体例を示す図である。

[図 7]図 7は、変形例に力、かる走査線補間装置の動作を説明するための図である。

[図 8]図 8は、変形例にかかる走査線補間装置の動作を説明するための図である。

[図 9]図 9は、変形例に力、かる走査線補間装置の動作を説明するための図である。

[図 10]図 10は、従来の走査線補間装置の構成を示すブロック図である。

[図 11]図 11は、斜めエッジを有する映像信号が入力されたときの従来の走査線補間装置の動作を説明するための図である。

[図 12]図 12は、斜め線を有する映像信号が入力されたときの従来の走査線補間装置の動作を説明するための図である。

[図 13A]図 13Aは、従来の走査線補間装置の動作を説明するための図である。

[図 13B]図 13Bは、従来の走査線補間装置の動作を説明するための図である。

[図 13C]図 13Cは、従来の走査線補間装置の動作を説明するための図である。符号の説明 [0027] 10 補間処理部

12 補間値制限部

14 交差領域検出部

16 選択部

101 角度 ·相関検出部

102 斜め補間処理部

103 垂直補間処理部

104 混合部

発明を実施するための最良の形態

[0028] 図 1は本発明の一実施形態にかかる走査線補間装置の構成を示すブロック図であ

[0029] 図 1において、走査線補間装置は、補間処理部 10と、補間値制限部 12と、交差領域検出部 14と、選択部 16とを備えている。

[0030] 補間処理部 10は、上ライン映像信号と下ライン映像信号に基づいて、補間対象画素の斜め方向に位置する 2画素の相関に基づいて補間対象画素の画素値を決定す

[0031] なお、上記のような補間対象画素の斜め方向に位置する 2画素の相関に基づく補間処理自体は公知の技術であり、従来、斜め補間処理方法として種々の方法が考えられている。補間処理部 10は、それらのうちのいずれの方法を用いても構わない。

[0032] 図 2に、補間処理部 10の構成の一例を示す。図 2において、角度'相関検出部 10 1は、補間対象画素の斜め方向に位置する 2画素の相関に基づいて斜めエッジまたは斜め線の角度を検出し、さらに検出された角度に対応する 2画素の相関の確からしさを算出する。斜め補間処理部 102は、角度 ·相関検出部 101によって検出された角度に対応する 2画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する。垂直補間処理部 103は、補間対象画素の上下に隣接する 2画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する。混合部 104は、斜め補間処理部 102によって得られる補間値 (斜め補間値)と、垂直補間処理部 103によって得られる補間値 (垂直補間値)を、角度 ·相関検出部 101によって算出された相関の確からしさに応じた比率で混合する。なお、相関の確からしさの算出方法は公知の任意の算出方法を用いること力 Sできる。例えば、前述の特許文献 1のように、検出された角度に対応する 2 画素の相関の確からしさとして、斜め方向の 2画素の画素値の差分の絶対値に応じて、斜め補間値と垂直補間値とを混合してもよい。

[0033] 補間値制限部 12は、補間処理部 10によって決定された画素値と上ライン映像信号と下ライン映像信号に基づいて、補間処理部 10によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れているか否かを判断する

。補間処理部 10によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れている場合には、補間値制限部 12は、補間対象画素の画素値が上下の隣接画素の画素値の間の範囲に収まるように、補間処理部 10によつて決定された画素値を補正して出力する。補間処理部 10によって決定された画素値が補間対象画素の上下の隣接画素の画素値の間の範囲から外れていない場合には、補間値制限部 12は、補間処理部 10によって決定された画素値を補正することなくそのまま出力する。

[0034] 交差領域検出部 14および選択部 16は、補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づ!/、て、補間処理部 10によって決定された画素値または補間値制限部 12によって補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって、図 12に示したような補間値制限部 12の誤動作を防止する誤動作防止手段として機能する。

[0035] 交差領域検出部 14は、水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域（図 12の誤動作範囲に相当。以下では、この領域を交差領域と称する。）に補間対象画素が位置するか否かを判定し、この判定結果を示す信号を出力する。交差領域検出部 14の具体的な動作にっレ、ては後述する。

[0036] 選択部 16は、交差領域検出部 14の判定結果に応じて、補間処理部 10から出力される画素値または補間値制限部 12から出力される画素値のいずれか一方を選択して補間映像信号として出力する。より具体的には、交差領域検出部 14によって補間対象画素が交差領域に位置しないと判定された場合には、選択部 16は、補間値制限部 12から出力される画素値を補間映像信号として出力し、交差領域検出部 14によって補間対象画素が交差領域に位置すると判定された場合には、選択部 16は、補間処理部 10から出力される画素値を補間映像信号として出力する。

[0037] このような構成により、交差領域に位置する補間対象画素については補間値制限部 12の処理対象から除外され、それ以外の補間対象画素については補間値制限部 12の処理対象となる。したがって、斜め補間処理の誤動作による画質劣化を抑えな力 ¾も、斜め補間処理の効果が十分に発揮される。

[0038] 次に、図 3を参照して、交差領域検出部 14の具体的な動作を説明する。

[0039] 交差領域検出部 14は、補間対象画素 Piの真上の画素 Puより左手に m個目（mは自然数）の画素 Pulの画素値から、画素 Pdより左手に m個目の画素 Pdlの画素値を減算して差分 Lを求める。同様にして、補間対象画素 Piの真上の画素 Puより右手に n個目（nは自然数）の画素 Purの画素値から、画素 Pdより右手に n個目の画素 Pdr の画素値を減算して差分 Rを求める。さらに、交差領域検出部 14は、こうして算出した差分 Lと差分 Rの符号が同じか否かを判定し、両者の符号が同じであれば、補間対象画素 Piは交差領域に位置しないと判定し、両者の符号が異なっていれば、補間対象画素 Piは交差領域に位置すると判定する。なお、 mと nは同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。 mと nの値としては、映像信号のフォーマットや補間処理部 10の構成などに応じて最適な値を採用すればよい。さらには、例えば図 2の角度' 相関検出部 101によって検出される角度に応じて、 mと nの値を適応的に変化させてあよい。

[0040] 図 4は、斜め線を有する映像信号における上ライン映像信号と下ライン映像信号と望ましい補間映像信号との関係を示している。横軸は画素の水平位置を示しており、縦軸は画素値を示している。なお、図 4では便宜上、映像信号を連続的な曲線で表している。図 4の例では、差分 L (すなわち画素 Pulの画素値から画素 Pdlの画素値を減算した結果の値）の符号は負であり、差分 R (すなわち画素 Purの画素値から画素 Pdrの画素値を減算した結果の値）の符号も負である。よって、交差領域検出部 14 は、補間対象画素 Piが交差領域に位置しないと判定し、その結果、補間値制限部 1 2から出力される画素値 (すなわち図 4の矢印のように画素 Puと画素 Pdの間の値となるように補正された画素値)が、補間映像信号として選択部 16から出力される。

[0041] 一方、図 5の例では、差分 L (すなわち画素 Pulの画素値から画素 Pdlの画素値を減算した結果の値）の符号は負であり、差分 R (すなわち画素 Purの画素値から画素 Pdrの画素値を減算した結果の値）の符号は正である。よって、交差領域検出部 14 は、補間対象画素 Piが交差領域に位置すると判定し、その結果、補間処理部 10から出力される画素値 (ここでは正常な画素値）力補間値制限部 12によって補正されることなくそのまま、補間映像信号として選択部 16から出力される。

[0042] 具体例として、図 13Aのように走査線 Aの映像信号（上ライン映像信号）と走査線 C の映像信号（下ライン映像信号）に基づく走査線補間処理によって走査線 Bの映像信号 (補間映像信号)を生成する場合について説明する。この場合、補間処理部 10 力、ら出力される画素値は、図 13Bの走査線 Bのようになる。ここで、画素 B2の画素値は、斜め補間処理の誤動作によって誤った値となっており、その他の画素値は正常な値となっているものとする。一方、補間値制限部 12から出力される画素値は、図 13 Cの走査線 Bのようになる。図 13Cでは、画素 B2の画素値は、補間値制限部 12によつて、画素 B2の上下の隣接画素（すなわち画素 A2および画素 C2)の画素の間の範囲に収まるように補正されるので、図 13Bの場合よりも理想的な値に近づいている。しかしながら、画素 B6の画素値は、補間値制限部 12によって、画素 B6の上下の隣接画素（すなわち画素 A6および画素 C6)の画素値の間の範囲に収まるように誤つて補正されている。

[0043] ここで一例として、交差領域検出部 14は、補間対象画素 Piの真上の画素 Puより左手に 2個目の画素 Pulの画素から、画素 Pdより左手に 2個目の画素 Pdlの画素ィ直を減算して差分 Lを求め、補間対象画素 Piの真上の画素 Puより右手に 2個目の画素 Purの画素値から、画素 Pdより右手に 2個目の画素 Pdrの画素値を減算して差分 Rを求めるものと仮定する。この場合、交差領域検出部 14は、画素 B5, B6, B7については交差領域に位置すると判定し、画素 Bl , B2, B3, B4, B8, B9, BIO, B11については交差領域に位置しないと判定することになる。その結果、選択部 16は、画素 B5, B6, B7については補間処理部 10から出力される画素値（すなわち図 13Bの画素 B5, B6, B7)を選択し、画素 Bl , B2, B3, B4, B8, B9, BIO, BI Uこつ!/ヽては補間値制限部 12から出力される画素値 (すなわち図 13Cの画素 Bl , B2, B3, B 4, B8, B9, BIO, B11)を選択する。その結果、選択部 16から出力される補間映像信号は、図 6の走査線 Bのようになる。

[0044] 以上のように、本実施形態によれば、斜め補間処理の誤動作による画質劣化を抑えながらも、斜め補間処理の効果が十分に発揮されるような走査線補間が可能となる

[0045] なお、本実施形態では、前述のように、交差領域検出部 14は、差分 Lと差分 Rの符号が同じか否かを判定し、両者の符号が同じであれば、補間対象画素 Piは交差領域に位置しないと判定し、両者の符号が異なっていれば、補間対象画素 Piは交差領域に位置すると判定する。この場合、例えば図 4において、仮に画素 Pdlの画素値が画素 Pulの画素値よりもわずかに小さ!/、場合には、補間対象画素 Piが交差領域に位置すると判定されてしまい、誤った画素値が補正されることなくそのまま補間映像信号として出力されてしまうことになる。そこで、そのような事態を回避するために、交差領域検出部 14は、差分 Lと差分 Rの符号が同じか否かを判定するだけでなぐさらに差分 Lと差分 Rの絶対値がいずれも閾値 S 1 (S 1は 0よりも大きな値)以上かどうかを判定することによって、補間対象画素 Piが交差領域に位置するか否かを判定するのが好ましい。例えば、交差領域検出部 14は、差分 Lと差分 Rの符号が異なっており、なおかつ差分 Lと差分 Rの絶対値がいずれも閾値 S1以上である場合には、補間対象画素 Piが交差領域に位置すると判定し、その他の場合には、補間対象画素 Piが交差領域に位置しないと判定してもよい。これにより、より適切な走査線補間処理が可能となる。なお、 S1の値は、映像信号のフォーマットや補間処理部 10の構成などに応じて最適な値を採用すればょレ、。

[0046] なお、さらなる変形例として、交差領域検出部 14は、画素 Pulの画素値と画素 p_ur の画素値の差分（以下、差分 Uと称す）の絶対値と画素 Pdlの画素値と画素 Pdrの画素値の差分（以下、差分 Dと称す）の絶対値がいずれも閾値 S2 (S2は 0よりも大きな値)以上かどうかをさらに判定することによって、補間対象画素 Piが交差領域に位置するか否かを判定してもよい。例えば、交差領域検出部 14は、差分 Lと差分 Rの符号が異なっており、なおかつ差分 Lと差分 Rの絶対値がいずれも閾値 S I以上であり、なおかつ差分 Uと差分 Dの絶対値がいずれも閾値 S2以上である場合には、補間対象画素 Piが交差領域に位置すると判定し、その他の場合には、補間対象画素 Piが交差領域に位置しなレ、と判定してもよレ、。

[0047] 例えば、上ライン映像信号と下ライン映像信号が図 7,図 8,図 9のような場合には、補間対象画素 Pi付近に斜め線は存在しないので、補間対象画素 Piの画素値は、上下の隣接画素 Pu, Pdの画素値の間の範囲に収まるのが望ましい。しかしながら、前述したように、差分 L,差分 Rの符号および絶対値だけで交差領域の判定を行うと、図 7,図 8,図 9のいずれの場合も、差分 Lと差分 Rの符号が異なっており、なおかつ差分 Lと差分 Rの絶対値がいずれも閾値 S 1以上なので、補間対象画素 Piが交差領域 (誤動作範囲）に位置すると判定されてしまう。そうすると、仮に補間処理部 10から誤った画素値が出力されたとしても、その画素値は残念ながら補正されない。

[0048] 本変形例では、差分 Lと差分 Rの符号が異なっており、なおかつ差分 Lと差分 Rの絶対値がいずれも閾値 S1以上であり、なおかつ差分 Uと差分 Dの絶対値がいずれも閾値 S2以上である場合に、補間対象画素 Piが交差領域に位置すると判定する。よつて、図 7,図 8,図 9のいずれの場合も、差分 D (画素 Pdlの画素値と画素 Pdrの画素値の差分）が比較的小さい値（閾値 S2未満）であるため、補間対象画素 Piは交差領域に位置しないと判定される。その結果、この補間対象画素 Piに対して補間値制限部 12が有効に機能し、仮に補間処理部 10から誤った画素値が出力されたとしても、その画素値は上下の隣接画素 Pu, Pdの画素値の間の範囲に補正される。なお、 S2の値は、映像信号のフォーマットや補間処理部 10の構成などに応じて最適な値を採用すればよい。

[0049] なお、本実施形態では、上ライン映像信号と下ライン映像信号の 2本の走査線の映像信号に基づいて補間映像信号を生成する例を説明したが、本発明はこれに限らず、 3本以上の走査線の映像信号に基づ!/、て補間映像信号を生成する場合にも本発明を適用することができる。

[0050] なお、本実施形態では、水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域である交差領域に補間対象画素が位置するか否力、を判定することによって、補間値制限部 12の処理対象とすべき補間対象画素と、補間値制限部 12の処理対象から除外すべき補間対象画素とを判別している。し力もながら、本発明はこれに限らず、他の適当な代替手法によって、補間値制限部 12の処理対象とすべき補間対象画素と、補間値制限部 1 2の処理対象から除外すべき補間対象画素とを判別しても構わない。例えば、補間値制限部 12の誤動作は、水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上（または下）の走査線上の画素の画素値を示す曲線が図 12のように V字または逆 V字の形状 (これは斜め線として表示される）となって!/、るときに発生しやす!/、ということに着目し、その近傍に斜め線が存在しないと判定された補間対象画素については補間値制限部 12の処理対象とし (すなわち補間値制限部 12から出力される画素値を補間映像信号として出力する）、その近傍に斜め線が存在すると判定された補間対象画素については補間値制限部 12の処理対象としない（すなわち補間処理部 10から出力される画素値を補間映像信号として出力する）ようにしてもよい。補間対象画素の近傍に斜め線が存在するか否かは、公知の任意の手法で検出すればよい。

産業上の利用可能性

本発明によれば、斜め補間処理の誤動作による画質劣化を抑えながらも、斜め補間処理の効果が十分に発揮されるような走査線補間が可能となるので、例えばインタ一レース走査された映像信号を順次走査された映像信号に変換する順次走査変換装置に、本発明を好適に適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 補間対象画素の斜め方向に位置する少なくとも 2画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する補間処理手段と、

前記補間処理手段によって決定された画素値が、補間対象画素の上下に隣接する 2つの画素の画素値の間の範囲外に存在する場合に、補間対象画素の画素値が補間対象画素の上下に隣接する 2つの画素の画素値の間の値になるように、前記補間処理手段によって決定された画素値を補正する補間値制限手段と、

補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づいて、前記補間処理手段によって決定された画素値または前記補間値制限手段によって補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって前記補間値制限手段の誤動作を防止する誤動作防止手段とを備えた、走査線補間装置。

[2] 前記誤動作防止手段は、

水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域である交差領域に補間対象画素が位置するか否力、を判定する交差領域検出手段と、

前記交差領域検出手段の判定結果に応じて、前記交差領域に位置しな!、と判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、前記交差領域に位置すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択手段とを含むことを特徴とする、請求項 1に記載の走査線補間装置。

[3] 前記交差領域検出手段は、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の左手に位置する第 1画素の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第 1画素と同じ水平位置に位置する第 2画素の画素値を減算した結果の値である第 1減算結果値の符号と、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の右手に位置する第 3画素の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第 3画素と同じ水平位置に位置する第 4画素の画素値を減算した結果の値である第 2 減算結果値の符号が同じか否かを判定し、前記第 1減算結果値の符号と前記第 2減算結果値の符号が同じであれば、前記交差領域に補間対象画素が位置しないと判定することを特徴とする、請求項 2に記載の走査線補間装置。

[4] 前記交差領域検出手段は、第 1減算結果値の符号と第 2減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第 1減算結果値の絶対値と前記第 2減算結果値の絶対値の両方が 0より大きな第 1の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定することを特徴とする、請求項 3に記載の走査線補間装置。

[5] 前記交差領域検出手段は、第 1減算結果値の符号と第 2減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第 1減算結果値の絶対値と前記第 2減算結果値の絶対値の両方が 0より大きな第 1の閾値以上であり、なおかつ前記第 1画素と前記第 3画素の差分の絶対値と前記第 2画素と前記第 4画素の差分の絶対値の両方が 0より大きな第 2の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定することを特徴とする、請求項 3または請求項 4に記載の走査線補間装置。

[6] 前記誤動作防止手段は、

補間対象画素の近傍に斜めエッジではなく斜め線が存在するか否かを判定する斜め線検出手段と、

前記斜め線検出手段の検出結果に応じて、その近傍に斜め線が存在しな!/、と判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、その近傍に斜め線が存在すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択手段とを含むことを特徴とする、請求項 1に記載の走査線補間装置。

[7] 補間対象画素の斜め方向に位置する少なくとも 2画素の画素値に基づいて補間対象画素の画素値を決定する補間処理ステップと、

前記補間処理ステップにお!/、て決定された画素値が、補間対象画素の上下に隣接する 2つの画素の画素値の間の範囲外に存在する場合に、補間対象画素の画素値が補間対象画素の上下に隣接する 2つの画素の画素値の間の値になるように、前記補間処理ステップにおいて決定された画素値を補正する補間値制限ステップと、補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値および補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値に基づ!/、て、前記補間処理ステップにお!/、て決定された画素値または前記補間値制限ステップにおいて補正された画素値を選択的に補間映像信号として出力することによって前記補間値制限ステップにおける誤動作を防止する誤動作防止ステップとを備えた、走査線補間方法。

[8] 前記誤動作防止ステップは、

水平位置を横軸として画素値を縦軸としたときに補間対象画素の上の走査線上の画素の画素値を示す曲線と補間対象画素の下の走査線上の画素の画素値を示す曲線とが交差する水平位置の近傍の領域である交差領域に補間対象画素が位置するか否かを判定する交差領域検出ステップと、

前記交差領域検出ステップの判定結果に応じて、前記交差領域に位置しなレ、と判定された補間対象画素については前記補間値制限手段によって補正された画素値を補間映像信号として出力し、前記交差領域に位置すると判定された補間対象画素については前記補間処理手段によって決定された画素値を補間映像信号として出力する選択ステップとを含むことを特徴とする、請求項 7に記載の走査線補間方法

[9] 前記交差領域検出ステップにおいて、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の左手に位置する第 1画素の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第 1画素と同じ水平位置に位置する第 2画素の画素値を減算した結果の値である第 1減算結果値の符号と、補間対象画素の上の走査線上でかつ補間対象画素の右手に位置する第 3画素の画素値から、補間対象画素の下の走査線上でかつ前記第 3画素と同じ水平位置に位置する第 4画素の画素値を減算した結果の値である第 2減算結果値の符号が同じか否かを判定し、前記第 1減算結果値の符号と前記第 2減算結果値の符号が同じであれば、前記交差領域に補間対象画素が位置しなレ、と判定することを特徴とする、請求項 8に記載の走査線補間方法。

[10] 前記交差領域検出ステップにおいて、第 1減算結果値の符号と第 2減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第 1減算結果値の絶対値と前記第 2減算結果値の絶対値の両方が 0より大きな第 1の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定することを特徴とする、請求項 9に記載の走査線補間方法。

[11] 前記交差領域検出ステップにおいて、第 1減算結果値の符号と第 2減算結果値の符号が異なっており、なおかつ前記第 1減算結果値の絶対値と前記第 2減算結果値の絶対値の両方が 0より大きな第 1の閾値以上であり、なおかつ前記第 1画素と前記第 3画素の差分の絶対値と前記第 2画素と前記第 4画素の差分の絶対値の両方が 0 より大きな第 2の閾値以上であれば、前記交差領域に補間対象画素が位置すると判定することを特徴とする、請求項 9または請求項 10に記載の走査線補間方法。

[12] 前記誤動作防止ステップは、

補間対象画素の近傍に斜めエッジではなく斜め線が存在するか否かを判定する斜め線検出ステップと、

前記斜め線検出ステップの検出結果に応じて、その近傍に斜め線が存在しな!/、と判定された補間対象画素にっレ、ては前記補間値制限ステップにお!/、て補正された画素値を補間映像信号として出力し、その近傍に斜め線が存在すると判定された補間対象画素にっレ、ては前記補間処理ステップにお!/、て決定された画素値を補間映像信号として出力する選択ステップとを含むことを特徴とする、請求項 7に記載の走査線補間方法。