(57)【要約】【課題】  従来の画像走査方式変換装置では、動きの誤検出等により、滑らかな境界が再現できないことがある。【解決手段】  重み付け総和計算部３はＤＣＴ２からのＤＣＴ係数Ｂｐ,ｑを重み付けしながら総和をとって評価関数を計算する。計算補間候補選択部４は、これから求めようとする画素Ａ１,１及びＡ１,２の補間候補値Ａ１,１’及びＡ１,２’と、遅延器５により１処理分遅延された補間候補値Ａ１,０’とからなる組み合わせのうち、重み付け総和計算部３から供給される評価関数が最小となる組み合わせを選択して、それらを画素Ａ１,０、Ａ１,１及びＡ１,２の補間値としてフレームメモリ６に書き込む。これにより、滑らかな境界を再現できる。補間候補選択部４から出力されたＡ１,１の補間値は遅延器５にも供給されて、ここで１処理時間分遅延されて前記補間候補値Ａ１,０’とされる。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛び越し走査画像の走査線を補間して順次走査画像に変換する際に、前記飛び越し走査画像の補間すべき画素を順次特定し、該特定した補間すべき画素を中心とし、この補間すべき画素に対して所定の画素範囲を順次設定する画素範囲設定手段と、
前記画素範囲が設定される毎に、この画素範囲における前記補間すべき画素と水平、垂直、斜め方向の隣接する画素とから前記それぞれの方向毎に複数の補間値の候補値を生成する補間候補値生成手段と、
前記補間候補値生成手段により生成された補間値と、該補間値を生成するために用いた隣接する画素とを周波数変換する周波数変換手段と、
前記周波数変換手段により得られた変換後の周波数成分から評価関数を演算する評価関数演算手段と、
前記複数の補間値の候補値のうち、前記評価関数が最小値となる候補値を、前記補間すべき画素の補間値として選択する選択手段と
を有することを特徴とする画像走査方式変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像走査方式変換装置に係り、特に画像を表示する際に、飛び越し走査から順次走査に変換する（以下、ＩＰ変換と呼ぶ）画像走査方式変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＰ変換は、変換後の順次走査の走査線の数が、変換前の飛び越し走査のそれの２倍となるため、飛び越し走査の走査線だけでは足りず、補間により足りない走査線を生成する必要がある。従来、簡易的なＩＰ変換では、時間、空間的に隣り合う走査線をそのまま用いたり、動き検出を行い、物体の動きに追従した画素の位置を求め、その画素を補間対象画素とするような方式が一般的であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、この特許文献１記載の従来の画像走査方式変換装置では、入力された映像信号の１フレーム差分により動き検出を行い、これにより得られた動き検出信号に応じて動き適応型補間によるインタレース・プログレッシブ変換を行う動き適応型補間手段を有している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−５７９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
静止画を対象とした場合、時間的に隣り合う走査線をそのまま補間すれば、最も精度の良いＩＰ変換が可能だが、移動物体が存在する動画像ではＩＰ変換後の画像中の物体の境界にジャギーができてしまい、滑らかな境界が再現できないことがある。そこで、上記の特許文献１記載の従来の画像走査方式変換装置のように、ＩＰ変換対象の画像の動きを検出し、その結果に応じた位置の画素を用いて補間を行う手法が一般的である。
【０００６】
しかし、このような手法を採用した従来の画像走査方式変換装置でも、動きの誤検出等により、同様に滑らかな境界が再現できないことがある。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、動き検出を行わず、滑らかな境界線を再現し得る画像走査方式変換装置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】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明は、飛び越し走査画像の走査線を補間して順次走査画像に変換する際に、飛び越し走査画像の補間すべき画素を順次特定し、特定した補間すべき画素を中心とし、この補間すべき画素に対して所定の画素範囲を順次設定する画素範囲設定手段と、画素範囲が設定される毎に、この画素範囲における補間すべき画素と水平、垂直、斜め方向の隣接する画素とからそれぞれの方向毎に複数の補間値の候補値を生成する補間候補値生成手段と、補間候補値生成手段により生成された補間値と、補間値を生成するために用いた隣接する画素とを周波数変換する周波数変換手段と、周波数変換手段により得られた変換後の周波数成分から評価関数を演算する評価関数演算手段と、複数の補間値の候補値のうち、評価関数が最小値となる候補値を、補間すべき画素の補間値として選択する選択手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
この発明では、補間すべき画素の周辺に位置する、飛び越し走査画像の走査線上の複数の画素と補間候補値とから、動き検出を行わずに、補間すべき画素の補間値を生成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、補間すべき画素の周辺に位置する、飛び越し走査画像の走査線上の複数の画素と補間候補値とから、動き検出を行わずに、補間すべき画素の補間値を生成するようにしたため、動きの誤検出による滑らかな境界が再現できないという従来の課題を解決でき、変換後の順次走査方式画像において滑らかな物体境界線を再現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる画像走査方式変換装置の一実施の形態のブロック図を示す。ところで、空間領域で、走査線毎に凹凸があるような境界は、周波数領域に変換すると、高周波成分が非常に大きいことがわかる。従って、ある画素を補間する際には、空間と時間のそれぞれの方向で実在する近傍画素領域を周波数領域に変換し、高周波成分が最も少なくなるような値を補間値として選択することで、滑らかな境界を得ることができる。
【００１２】
そこで、本実施の形態では、フィールド内の図２に示した空間方向領域を近傍とし、補間対象位置の画素値を求めるものとする。図１において、飛び越し走査方式の映像信号は、フィールドメモリ１に供給されて、その１フィールド分が記憶された後、読み出されて二次元ＤＣＴ変換部２とフレームメモリ６にそれぞれ供給される。
【００１３】
一方、補間候補値が二次元ＤＣＴ変換部２と補間候補選択部４にそれぞれ供給される。二次元ＤＣＴ変換部２は、フィールドメモリ１からの飛び越し走査方式の映像信号と、補間候補値とを入力として受け、周波数領域の変換として入力映像信号の水平方向３画素、垂直方向３画素に対して離散コサイン変換（ＤＣＴ）を行う。これにより、次式で表わされるＤＣＴ係数Ｂｐ,ｑが得られることが知られている。
【００１４】
【数１】
2006135478.tif 000003
【００１５】
【数２】
2006135478.tif 000004
上式中、Ａｍ,ｎは入力画素の値を示し、ｍは垂直方向の座標、ｎは水平方向の座標を示す。また、αｐ、αｑはそれぞれ数２で表わされる定数を示す。
【００１６】
ここで、変換後の順次走査方式の水平方向３画素、垂直方向３画素を、図２に示すように星印で表わした場合、図２の一番上の行（ｍ＝０）の３画素が飛び越し走査方式の入力映像信号の、或るフィールドのＮライン目の画素であり、同図の一番下の行（ｍ＝２）の３画素が上記入力映像信号の上記と同一フィールドの（Ｎ＋１）ライン目の画素であり、上から二番目の行（ｍ＝１）の３画素が、後述する補間により求めた補間ラインの画素を示す。
【００１７】
上記の図２における水平方向３画素、垂直方向３画素の中心の画素Ａ1,１が補間対象画素（補間すべき画素）となるが、通常、画面の左上から右下に補間を行う場合、Ａ1,１の右隣の２行３列目の画素Ａ1,２も未決定値となるため、対で補間を行うこととすると、二次元ＤＣＴ変換部２は、補間対象画素Ａ1,１の近傍画素であるフィールドメモリ１からの飛び越し走査方式の映像信号の或る１フィールドの画素（Ａ０,０、Ａ０,１、Ａ０,２、Ａ２,０、Ａ２,１、Ａ２,２）と、これから求めようとする画素Ａ1,１及びＡ1,２の補間候補値Ａ1,１’及びＡ1,２’と、遅延器５により、前処理で求めたＡ1,１を１処理分遅延することで得られた補間候補値Ａ１,０’とに基づき、３×３の二次元ＤＣＴを行って、数１で表わされるＤＣＴ係数Ｂｐ,ｑを算出する。
【００１８】
なお、上記の補間候補値Ａ1,１’及びＡ1,２’は例えば８ビットの輝度値とすると、各々０〜２５５の値をとり、それら二つの組み合わせであるので、２５６×２５６通りの候補値が存在し、それぞれについて上記のＤＣＴ係数Ｂｐ,ｑの算出が行われる。
【００１９】
重み付け総和計算部３は上記のＤＣＴ係数Ｂｐ,ｑを入力として受け、次式で表わされる重み付けした総和である評価関数を計算して補間候補選択部４に供給する。
【００２０】
【数３】
2006135478.tif 000005
上式中、Ｗｐ,ｑは周波数成分に対する重み付け係数で、どの方向のジャギーを滑らかにするかを、この値によって制御する。
【００２１】
ここで、重み付け係数Ｗｐ，ｑを図３（Ａ）に示すように３行３列の行列で表わされる値であるものとすると、右方向の値ほど水平方向の高い周波数成分を示し、下方向の値ほど垂直方向の高い周波数成分を示し、斜め下方向の値ほど斜め方向の高い周波数成分を示す。これにより、垂直方向のジャギーを滑らかにする場合は、重み付け係数Ｗｐ，ｑは、図３（Ｂ）に示すように垂直方向の高周波数成分の値が大とされ、水平方向のジャギーを滑らかにする場合は、図３（Ｃ）に示すように水平方向の高周波数成分の値が大とされ、斜め方向のジャギーを滑らかにする場合は、図３（Ｄ）に示すように斜め方向の高周波数成分の値が大とされる。また、平均的にジャギーを滑らかにする場合の重み付け係数Ｗｐ，ｑは、図３（Ｅ）に示すように、垂直方向、水平方向及び斜め方向の各高周波数成分の値がそれぞれ等しく大とされる。
【００２２】
補間候補選択部４は、これから求めようとする画素Ａ1,１及びＡ1,２の補間候補値Ａ1,１’及びＡ1,２’と、遅延器５により１処理分遅延された補間候補値Ａ１,０’とからなる組み合わせのうち、重み付け総和計算部３から供給される評価関数が最小となる組み合わせ、すなわち重み付け後の高周波成分の総和が最も少ない組み合わせを選択して、それらを画素Ａ１,０、Ａ1,１及びＡ1,２の補間値としてフレームメモリ６に書き込む。また、補間候補選択部４から出力された画素Ａ１,０、Ａ1,１及びＡ1,２の補間値のうちのＡ1,１の補間値は遅延器５にも供給されて、ここで１処理時間分遅延されて前記補間候補値Ａ１,０’とされる。
【００２３】
以下、同様の動作が繰り返されることにより、フレームメモリ６には、飛び越し走査方式の入力映像信号の１フィールドの各ラインと、その各ラインのうち隣接する上下のラインの各画素から補間により求めた補間画素からなる補間ラインとからなる順次走査方式の映像信号が記憶される。
【００２４】
このように、本実施の形態では、動き検出を行わずにＩＰ変換ができるため、動きの誤検出による滑らかな境界が再現できないという従来の課題を解決でき、また、重み付け総和計算部３における重み付け係数Ｗｐ,ｑを適切な値に設定することにより、ジャギーの殆ど無い滑らかな境界を再現可能な順次走査方式映像信号を得ることができる。
【００２５】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、例えば周波数変換手段としては３×３以外のＤＣＴも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明の空間方向補間の際の補間対象位置とその近傍の画素を示す図である。
【図３】重み付け行列の各例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  フィールドメモリ
２  ３×３二次元ＤＣＴ変換部
３  重み付け総和計算部
４  補間候補選択部
５  遅延器
６  フレームメモリ
【図１】
2006135478.tif 000006
【図２】
2006135478.tif 000007
【図３】
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