(57)【要約】【課題】インタレース走査入力映像信号をプログレッシブ走査映像信号に変換する際に、簡単な回路構成で、良好な変換画像を得る。【解決手段】フィールドメモリ１、２によりインタレース走査入力信号１０を遅延させ、３フィールド分の映像信号を得る。インタレース走査入力信号１０、フィールドメモリ２の出力に基づく差分値判定回路５による判定値と、インタレース走査入力信号１０、フィールドメモリ２の出力および補間回路３から中間値選択回路４により補間信号が作成される。倍速変換メモリ６、７および選択回路８によって現信号と補間信号を倍速で読み出すことにより、プログレッシブ走査出力信号２０を得る。【選択図】  図１
2006173657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インタレース走査の入力映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する際に必要な補間走査線を生成する映像信号処理回路であって、前記入力映像信号の連続する第（ｎ−１）フィールド、第ｎフィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドのうち前記第ｎフィールド内の補間により補間対象画素に対する補間値Ｍを生成する第１の補間回路と、前記第（ｎ−１）フィールドと前記第（ｎ＋１）フィールド内のそれぞれ前記補間対象画素に対応する画素値Ｐ、画素値Ｓおよび前記補間値Ｍの中間値を判定する中間値判定回路と、前記第（ｎ−１）フィールドと前記第（ｎ＋１）フィールドの映像信号から差分値ΔＬを求め、所定の値Ｄと前記差分値ΔＬの値に応じた判定結果を出力する差分値判定回路と、
前記差分値判定回路によりΔＬ≧Ｄと判定された場合または前記中間値判定回路により前記補間値Ｍが中間値として判定された場合に前記補間値Ｍを出力し、
前記差分値判定回路によりΔＬ＜Ｄと判定され同時に前記中間値判定回路により前記画素値Ｐが中間値と判定された場合に少なくとも前記第（ｎ−１）フィールド内の映像信号を用いた第１のフレーム間補間により生成された補間値を出力し、
前記差分値判定回路によりΔＬ＜Ｄと判定され同時に前記中間値判定回路により前記画素値Ｓが中間値と判定された場合に少なくとも前記第（ｎ＋１）フィールド内の映像信号を用いた第２のフレーム間補間により生成された補間値を出力して、
補間対象画素の画素値とする補間対象画素生成回路とを備えたことを特徴とする映像信号処理回路。
【請求項２】
前記補間画素値生成回路は、前記第（ｎ−１）フィールドの映像信号の垂直高域成分を抽出する第１の高域成分抽出回路と、前記第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の垂直高域成分を抽出する第２の高域成分抽出回路と、前記第ｎフィールド内の映像信号の補間により前記補間対象画素に対する補間値を生成する第２の補間回路と、前記第１の高域成分抽出回路の出力値と前記第２の補間回路の出力値とを用いた演算を行う第１の演算回路と、前記第２の高域成分抽出回路の出力値と前記第２の補間回路の出力値とを用いた演算を行う第２の演算回路を備え、前記第１のフレーム間補間による補間画素値は、前記第１の演算回路の出力値であり、前記第２のフレーム間補間による値は、前記第２の演算回路の出力値であることを特徴とする請求項１記載の映像信号処理回路。
【請求項３】
インタレース走査の入力映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する際に必要な補間走査線を生成する映像信号処理回路であって、前記入力映像信号の連続する第（ｎ−１）フィールド、第ｎフィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドのうち前記第ｎフィールド内の補間により補間対象画素に対する補間値Ｍを生成する第１の補間回路と、前記第（ｎ−１）フィールドと前記第（ｎ＋１）フィールド内のそれぞれ前記補間対象画素に対応する画素値Ｐ、画素値Ｓおよび前記補間値Ｍの中間値と判定する中間値判定回路と、前記第（ｎ−１）フィールドと前記第（ｎ＋１）フィールドの映像信号から差分値ΔＬを求め、所定の値Ｄと前記差分値ΔＬの値に応じた判定結果を出力する差分値判定回路と、前記第（ｎ−１）フィールドの映像信号の垂直高域成分を抽出する第１の高域成分抽出回路と、前記第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の垂直高域成分を抽出する第２の高域成分抽出回路と、前記第ｎフィールド内の映像信号の補間により前記補間対象画素に対する補間値を生成する第２の補間回路と、前記第１の高域成分抽出回路の出力値と前記第２の補間回路の出力値とを用いた演算を行う第１の演算回路と、前記第２の高域成分抽出回路の出力値と前記第２の補間回路の出力値とを用いた演算を行う第２の演算回路と、
前記中間値判定回路により前記補間値Ｍが中間値として判定された場合に前記第１の補間回路の出力値を選択し、
前記中間値判定回路により前記画素値Ｐが中間値と判定された場合に前記第１の演算回路の出力値を選択し、
前記中間値判定回路により前記画素値Ｓが中間値と判定された場合に前記第２の演算回路の出力値を選択して、
出力する選択回路と、前記第ｎフィールド内の映像信号の補間により前記補間対象画素に対する補間値を生成する第３の補間回路と、前記差分値判定回路の出力に応じて重み付け係数を算出する係数算出回路と、係数算出回路から出力された係数を前記選択回路と第３の補間回路のそれぞれの対応する出力に対し乗算した後、加算した値を前記補間画素値として出力する重み付け加算回路を含むことを特徴とする映像信号処理回路。
【請求項４】
前記差分値判定回路は、差分値ΔＬとして前記画素値Ｐと前記画素値Ｑの差分値を求め、前記差分値ΔＬと前記所定の値Ｄの値に応じた判定結果を出力するものであることを特徴とする請求項１または３の映像信号処理装置。
【請求項５】
前記差分値判定回路は、差分値ΔＬとして前記補間対象画素に対応する前記第（ｎ−１）フィールドの画素を中心とする所定の範囲内の同一フィールドに位置する画素群の平均値ＰＰと、前記補間対象画素に対応する前記第（ｎ＋１）フィールドの画素を中心とする所定の範囲内の同一フィールドに位置する画素群の平均値ＳＳの差分値を求め、前記差分値ΔＬと前記所定の値Ｄの値に応じた判定結果を出力するものであることを特徴とする請求項１または３の映像信号処理装置。
【請求項６】
前記差分値判定回路は、ΔＬ≧Ｄと判定した場合は値１を出力し、ΔＬ＜Ｄと判定した場合は値０を出力する回路であり、前記係数算出回路は、前記補間対象画素および前記補間対象画素に近接する所定の範囲内の補間画素に対応する前記差分値判定回路の出力を補間対象画素との距離に応じた重み付けにより加算した値Ｆを算出し、前記第３の補間回路の出力に対応する係数をＦとし、前記選択回路の出力に対応する係数を（１−Ｆ）とすることを特徴とする請求項３記載の映像信号処理回路。
【請求項７】
前記差分値判定回路は、ΔＬ≧Ｄと判定した場合は（Ｄ−ΔＬ）の大きさに応じた値０以上１以下の値を出力し、ΔＬ＜Ｄと判定した場合は値０を出力する回路であり、この値を値Ｇとすると、前記係数算出回路は、前記第３の補間回路の出力に対応する係数をＧとし、前記選択回路の出力に対応する係数を（１−Ｇ）とすることを特徴とする請求項３記載の映像信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する映像信号処理回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する走査線変換技術としては、動き適応走査線補間処理が用いられている。この動き適応走査線補間処理では、映像信号による画像の動きを検出し、静止画像の場合には前フィールドの映像信号を用いてフィールド間補間により補間走査線を生成し、動画像の場合には同一フィールド内の映像信号を用いてフィールド内補間により補間走査線を生成する。このような動き適応走査線補間処理を行うためには、回路規模の大きな動き検出回路が必要となる。
【０００３】
そこで、特開平９−２２４２２３号公報に、動き検出回路を用いることなくフィールド内補間およびフィールド間補間を切り替えて良好な映像を得ることができる映像信号処理回路が提案されている。
【０００４】
図７は従来の映像信号処理回路の一例を示すブロック図である。
【０００５】
図７の映像信号処理回路は、フィールドメモリ２１、２２、補間回路２３、中間値選択回路２４、倍速変換メモリ２６、２７および選択回路２８により構成される。
【０００６】
入力端子１０にはインタレース走査の映像信号が入力される。入力端子１０の映像信号は、フィールドメモリ２１および中間値選択回路２４に与えられる。フィールドメモリ２１は、映像信号を１フィールド期間遅延して出力する。フィールドメモリ２１から出力される映像信号は、フィールドメモリ２２、補間回路２３および倍速変換メモリ２６に与えられる。フィールドメモリ２２は、フィールドメモリ２１から与えられた映像信号を１フィールド期間遅延して出力する。
【０００７】
フィールドメモリ２１から出力される映像信号を第ｎフィールドの映像信号とすると、入力端子１０に入力される映像信号は第（ｎ＋１）フィールドの映像信号であり、フィールドメモリ２２から出力される映像信号は第（ｎ−１）フィールドの映像信号である。ここで、ｎは正の整数である。
【０００８】
補間回路２３は、フィールドメモリ２２から与えられる映像信号を用いて同一フィールド内の画素により補間信号を生成する。
【０００９】
中間値選択回路２４には、フィールドメモリ２２から出力される映像信号、補間回路２３により生成される補間信号および入力端子１０に入力される映像信号が与えられる。フィールドメモリ２２から出力される映像信号の画素値をＡとし、補間回路２３から出力される補間信号の画素値をＢとし、入力端子１０に入力される映像信号の画素値をＣとする。
【００１０】
中間値選択回路２４は、画素周期ごとに画素値Ａ、画素値Ｂおよび画素値Ｃを比較し、画素値Ａ、画素値Ｂおよび画素値Ｃのうち中間値を選択し、選択した画素値を倍速変換メモリ２６に出力する。それにより、倍速変換メモリ２６には、中間値選択回路２４から出力される画素値が順次記憶される。倍速変換メモリ２７には、入力端子１０に入力される映像信号の画素値が順次記憶される。
【００１１】
図８は中間値選択回路２４における中間値の判定条件を示す図である。図８に示すように、Ｃ≧Ａ＞ＢまたはＢ≧Ａ＞Ｃの場合に画素値Ａが選択される。また、Ａ＞Ｂ＞Ｃの場合またはＣ≧Ｂ≧Ａの場合に画素値Ｂが選択される。さらに、Ａ＞Ｃ≧ＢまたはＢ＞Ｃ≧Ａの場合に画素値Ｃが選択される。
【００１２】
図７の選択回路２８は、倍速変換メモリ２６に記憶される画素値および倍速変換メモリ２７に記憶される画素値を入力端子１０に入力される映像信号の画素周期の２分の１の周期で交互に出力端子２０に読み出す。それにより、出力端子２０にプログレッシブ走査の映像信号が得られる。
【００１３】
このように、第(ｎ−１)フィールドの画素値Ａが中間値と判定された場合には、第(ｎ−１)フィールドの映像信号を用いたフィールド間補間により補間走査線が生成され、画素値Ｂが中間値と判定された場合には、第ｎフィールドの映像信号を用いたフィールド内補間により補間走査線が生成され、第(ｎ＋１)フィールドの画素値Ｃが中間値と判定された場合には、第(ｎ＋１)フィールドの映像信号を用いたフィールド間補間により補間走査線が生成される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の図７の映像信号処理回路においては、動き検出回路を用いることなくフィールド内補間およびフィールド間補間を切り替えて良好な映像を得ることができる。
【００１５】
また、同じく特開平９−２２４２２３号公報には、前フィールドまたは後フィールドの映像信号の垂直高域成分のみを用いてフィールド間補間を行う映像信号処理装置が開示されている。ここで、前フィールドまたは後フィールドの映像信号の垂直高域成分を用いてフィールド間補間を行う走査線補間処理の具体例を図９および図１０を用いて説明する。
【００１６】
図９は前フィールドまたは後フィールドの映像信号の垂直高域成分のみを用いてフィールド間補間を行う走査線補間処理の具体例を示す模式図である。また、図１０は図９の走査線補間処理における中間値の判定条件を示す図である。
【００１７】
図９において、丸印は第（ｎ−１）フィールド、第ｎフィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドの同一水平位置で垂直方向に並ぶ画素を表している。ＰＣ、ＰＢおよびＰＡは第（ｎ＋１）フィールドのそれぞれ第（ｍ−１）ライン、第ｍラインおよび第（ｍ＋１）ラインの画素値を示す。ＭＤ、ＭＣ、ＭＢおよびＭＡは第ｎフィールドのそれぞれ第（ｍ−１）ライン、第ｍライン、第（ｍ＋１）ラインおよび第（ｍ＋２）ラインの画素値を示す。ＳＣ、ＳＢおよびＳＡは第（ｎ＋１）フィールドのそれぞれ第（ｍ−１）ライン、第ｍラインおよび第（ｍ＋１）ラインの画素値を示す。ここで、ｍは正の整数である。
【００１８】
ここでは、第ｎフィールドの第ｍラインと第（ｍ＋１）ラインとの間の補間走査線の画素を生成する場合について説明する。斜線で網掛けのある点線の丸印は補間処理により得られる補間走査線の補間画素を示し、ＩＮは補間画素の画素値（以下、補間画素値と呼ぶ）を示す。
【００１９】
本例では、第（ｎ−１）フィールドの画素値ＰＢ、第ｎフィールドの補間値Ｍおよび第（ｎ＋１）フィールドの画素値ＳＢを比較し、画素値ＰＢ、補間値Ｍおよび画素値ＳＢのうち中間値を判定し、判定結果に基づいて以下に示す補間値ａ、ｂ、ｃのいずれかを補間画素値ＩＮとして選択する。なお、Ｍ＝（ＭＢ＋ＭＣ）／２である。
【００２０】
補間値ａ、ｂ、ｃは次式のように求められる。
【００２１】
ａ＝｛２×ＰＢ−（ＰＡ＋ＰＣ）｝／４＋｛１×（ＭＡ＋ＭＤ）＋５×（ＭＢ＋ＭＣ）｝／１２
ｂ＝（ＭＢ＋ＭＣ）／２
ｃ＝｛２×ＳＢ−（ＳＡ＋ＳＣ）｝／４＋｛１×（ＭＡ＋ＭＤ）＋５×（ＭＢ＋ＭＣ）｝／１２
なお、図９において、丸印の右下に記載した数字は補間値ａ、ｂ、ｃを算出する際の重みを表す。
【００２２】
図１０に示すように、ＳＢ≧ＰＢ＞ＭまたはＭ≧ＰＢ＞ＳＢの場合には補間値ａを補間画素値ＩＮとして選択する。また、ＰＢ＞Ｍ＞ＳＢまたはＳＢ≧Ｍ≧ＰＢの場合には補間値ｂを補間画素値ＩＮとして選択する。さらに、ＰＢ＞ＳＢ≧ＭまたはＭ＞ＳＢ≧ＰＢの場合には補間値ｃを補間画素値ＩＮとして選択する。
【００２３】
このように、第（ｎ−１）フィールドの画素値ＰＢを中間値と判定した場合には補間値ａを補間画素値ＩＮとして選択し、第ｎフィールドの補間値Ｍを中間値と判定した場合には補間値ｂを補間画素値ＩＮとして選択し、第（ｎ＋１）フィールドの画素値ＳＢを中間値と判定した場合には補間値ｃを補間画素値ＩＮとして選択する。
【００２４】
ここで、画素値ＰＡ、ＭＡ、ＭＢ、ＭＣ、ＭＤ、ＳＡ、ＳＣを１００とし、画素値ＳＢを５０、画素値ＰＢを１０、画素値ＰＣを０とする。第ｎフィールドは各画素が一様な画素値を持つ画像のイメージである。この場合、補間値Ｍは１００となる。したがって、ＰＢ≦Ｍ、ＰＢ≦ＳＢ、Ｍ＞ＳＢとなるため、補間値ｃを補間画素値ＩＮとして選択する。補間画素値ＩＮは次式のようになる。
【００２５】
ＩＮ＝ｃ＝｛２×５０−（１００＋１００）｝／４＋｛１×（１００＋１００）＋５×（１００＋１００）｝／１２＝７５
上式のように、期待される出力結果（１００）に対して大きくずれが生じてしまい、これがプログレッシブ走査変換映像においてはノイズとなって現れてしまう。これは、本例の映像信号処理装置が、動き検出回路を用いていないため、入力映像信号の動きが大きい場合においてもフィールド間補間が用いられることが原因である。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するため、本発明は、第（ｎ−１）フィールドと第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応する画素値の差分値の大きさの大きさを判定し、差分値判定結果と、従来の中間値判定結果に基づき、補間画素作成手段を選択する映像信号処理装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
請求項１、２、４、５によると、本発明は、インタレース走査入力映像信号の連続する第（ｎ−１）フィールド、第ｎフィールド、第（ｎ＋１）フィールドを用いて、プログレッシブ走査のために必要な補間信号を生成する回路であり、第（ｎ−１）フィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応するそれぞれの画素値の差分値判定回路と、第ｎフィールドのフィールド内補間による補間対象画素に対する補間値および上述した第（ｎ−１）フィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応するそれぞれの画素値の中間値を判定する中間値判定回路を備え、差分値判定回路と中間値判定回路の判定結果により補間対象画素を生成する演算を変化させる映像信号処理回路である。中間値判定回路により第ｎフィールドのフィールド内補間による補間対象画素に対する補間値が中間値と判定された場合もしくは、第（ｎ−１）フィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応するそれぞれの画素値の差分値が所定の値以上であると判定された場合は補間画素値を前述の第ｎフィールドのフィールド内補間による補間値とする。一方、第（ｎ−１）フィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応するそれぞれの画素値の差分値が所定の値未満であると判定されかつ、中間値判定回路により第（ｎ−１）フィールドまたは第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応する画素値が中間値と判定された場合は、少なくとも中間値判定された画素を含むフィールドの映像信号と第ｎフィールドの映像信号を用いたフィールド間補間により補間画素値を生成する。
【００２８】
このように、従来の中間値判定に加えてフレーム間差分値判定を加えることにより、動きの大きいシーンにおいてフィールド間補間を用いてしまうことによる変換ノイズの発生を抑えることができ、良好なプログレッシブ走査変換結果を得ることができる。
【００２９】
また、請求項３〜７によると、本発明は、インタレース走査入力映像信号の連続する第（ｎ−１）フィールド、第ｎフィールド、第（ｎ＋１）フィールドを用いて、プログレッシブ走査のために必要な補間信号を生成する回路であり、第（ｎ−１）フィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応するそれぞれの画素値の差分値判定回路と、第ｎフィールドのフィールド内補間による補間対象画素に対する補間値および上述した第（ｎ−１）フィールドおよび第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応するそれぞれの画素値の中間値を判定する中間値判定回路の２つの判定回路を備える。中間値判定回路により第ｎフィールドのフィールド内補間による補間対象画素に対する補間値が中間値と判定された場合は、この補間値を第１の補間画素値とし、中間値判定回路により第（ｎ−１）フィールドまたは第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応する画素値が中間値と判定された場合は、少なくとも中間値判定された画素を含むフィールドの映像信号と第ｎフィールドの映像信号を用いたフィールド間補間により第１の補間画素値を生成する。一方、前述のフィールド内補間演算とは必ずしも一致しない第ｎフィールドのフィールド内補間による補間対象画素に対する補間値を第２の補間画素値とする。差分値判定回路の判定結果により定められる割合で第１の補間画素値と第２の補間画素値を重み付け加算を行い、補間対象画素に対する補間画素値を生成する。
【００３０】
このように、従来の中間値判定によって生成された補間画素値とフィールド内補間画素値をフレーム間差分の値に基づく重み付け加算により補間対象画素値を生成することにより、動きの大きいシーンにおいてフィールド間補間を用いてしまうことによる変換ノイズの発生を抑えることができると同時に、差分値判定回路の判定結果に応じて段階的に重み付け比率を変えることにより補間演算を画素毎に変化する切り替わりの境界を目立たなくすることができ、良好なプログレッシブ走査変換結果を得ることができる。
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における映像信号処理回路の構成を示したものであり、フィールドメモリ１、２、補間回路３、中間値選択回路４、差分値判定回路５、倍速変換メモリ６、７および選択回路８を備える。
【００３３】
入力端子１０にはインタレース走査の映像信号が入力される。入力端子１０の映像信号は、フィールドメモリ１および中間値選択回路４に与えられる。
【００３４】
フィールドメモリ１は、映像信号を１フィールド期間遅延して出力する。フィールドメモリ１から出力される映像信号は、フィールドメモリ２、補間回路３、中間値選択回路４、倍速変換メモリ７に与えられる。フィールドメモリ２は、映像信号を１フィールド期間遅延して出力する。フィールドメモリ１から出力される映像信号を第ｎフィールドの映像信号とすると、入力端子１０に入力される映像信号は第（ｎ＋１）フィールドの映像信号であり、フィールドメモリ２から出力される映像信号は第（ｎ−１）フィールドの映像信号である。ここで、ｎは正の整数である。
【００３５】
補間回路３は、フィールドメモリ２から与えられる映像信号を用いて同一フィールド内の画素により補間信号を生成する。中間値選択回路４には、フィールドメモリ２から出力される映像信号、補間回路３により生成される補間信号および入力端子１０に入力される映像信号が与えられる。
【００３６】
フィールドメモリ２から出力される映像信号の画素値をＰとし、補間回路３から出力される補間信号の画素値（以下、補間値と呼ぶ）をＭとし、入力端子１０に入力される映像信号の画素値をＳとする。また、フィールドメモリ１から出力される映像信号の画素値をＮとする。
【００３７】
差分値判定回路５は、入力信号１０および２から与えられる映像信号の差分値と別に定められる所定の値を比較し、比較判定結果αを出力する。αは差分値が所定の値以上である場合１、差分値が所定の値未満である場合０となるように差分値判定回路５は動作する。
【００３８】
中間値選択回路４は、画素周期ごとに画素値Ｐ、補間画素値Ｍおよび画素値Ｓを比較し、画素値Ｐ、補間画素値Ｍおよび画素値Ｓのうち中間値を判定し、判定結果に基づいてフィールド間補間およびフィールド内補間を切り替えて補間画素値ＩＮを出力する。それにより、倍速変換メモリ６には、中間値選択回路４から出力される補間画素値ＩＮが順次記憶される。倍速変換メモリ７には、フィールドメモリ１から出力される映像信号の画素値Ｎが順次記憶される。
【００３９】
選択回路８は、倍速変換メモリ６に記憶される補間画素値ＩＮおよび倍速変換メモリ７に記憶される画素値Ｎを入力端子１０に入力される映像信号の画素周期の２分の１の周期で交互に出力端子２０に読み出す。それにより、出力端子２０にプログレッシブ走査の映像信号が得られる。
【００４０】
図２は図１の映像信号処理回路における中間値選択回路４の構成を示すブロック図であり、中間値選択回路４は、中間値判定処理回路３０、垂直ハイパスフィルタ３１、３２、加算器３３、３４、補間回路３５および選択回路３６を含む。
【００４１】
中間値判定処理回路３０には、図１のフィールドメモリ２から出力される第（ｎ−１）フィールドの映像信号の画素値Ｐ、補間回路３から出力される補間信号の補間値Ｍおよび入力端子１０に入力される第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓが与えられる。
【００４２】
中間値判定処理回路３０は、後述するように、第（ｎ−１）フィールドの映像信号の画素値Ｐ、第ｎフィールドのフィールド内補間値Ｍおよび第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓを比較し、画素値Ｐ、補間値Ｍおよび画素値Ｓのうち中間値を判定し、判定結果を選択回路３６に与える。
【００４３】
垂直ハイパスフィルタ３１には、フィールドメモリ２から出力される第（ｎ−１）フィールドの映像信号の画素値Ｐが与えられ、垂直ハイパスフィルタ３２には第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓが与えられる。
【００４４】
垂直ハイパスフィルタ３１は、第（ｎ−１）フィールドの映像信号における垂直高域成分を抽出する。また、垂直ハイパスフィルタ３２は、第（ｎ＋１）フィールドの映像信号における垂直高域成分を抽出する。補間回路３５は、図１のフィールドメモリ１から出力される第ｎフィールドの映像信号の補間により補間値を生成する。
【００４５】
加算器３３は、垂直ハイパスフィルタ３１の出力値および補間回路３５から出力される補間値にそれぞれ重み付けを行ってこれらの出力値と補間値とを加算し、加算結果を補間値ａとして選択回路３６に出力する。加算器３４は、垂直ハイパスフィルタ３２の出力値および補間回路３５から出力される補間値にそれぞれ重み付けを行ってこれらの出力値と補間値とを加算し、加算結果を補間値ｃとして選択回路３６に出力する。図１の補間回路３から出力される補間値Ｍは補間値ｂとして選択回路３６に与えられる。
【００４６】
選択回路３６は、中間値判定処理回路３０の判定結果および差分値判定回路５の判定結果αの値に基づいて加算器３３から出力される補間値ａ、補間回路３から与えられる補間値ｂおよび加算器３４から出力される補間値ｃのうちいずれかを選択し、選択された補間値を補間画素値ＩＮとして出力する。
【００４７】
この場合、図３に示すように、選択回路３６は、中間値判定処理回路３０により画素値Ｐが中間値と判定され、かつα＝０である場合に補間値ａを補間画素値ＩＮとして出力し、中間値判定処理回路３０により補間値Ｍが中間値と判定された場合またはα＝１である場合に補間値ｂを補間画素値ＩＮとして出力し、中間値判定処理回路３０により画素値Ｓが中間値と判定され、かつα＝０である場合に補間値ｃを補間画素値ＩＮとして出力する。
【００４８】
このようにして、第（ｎ−１）フィールドの映像信号の画素値Ｐが中間値と判定され、かつ第（ｎ−１）フィールドと第（ｎ＋１）フィールドの映像信号のフレーム間差分が所定の値未満の場合には、第（ｎ−１）フィールドの映像信号における垂直高域成分を用いたフィールド間補間により補間画素値ＩＮが生成される。また、補間値Ｍが中間値と判定された場合または第（ｎ−１）フィールドと第（ｎ＋１）フィールドの映像信号のフレーム間差分が所定の値以上の場合には、第ｎフィールドの映像信号を用いたフィールド内補間により補間画素値ＩＮが生成される。さらに、第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓが中間値と判定され、かつ第（ｎ−１）フィールドと第（ｎ＋１）フィールドの映像信号のフレーム間差分が所定の値未満の場合には、第（ｎ＋１）フィールドの映像信号における垂直高域成分を用いたフィールド間補間により補間画素値ＩＮが生成される。
【００４９】
本実施の形態の映像信号処理回路においては、中間値判定回路と、フレーム間差分値判定回路による判定結果に応じて、フィールド内補間およびフィールド間補間を切り替えて良好な映像を得ることができる。
【００５０】
また、フィールド間補間において前フィールドまたは後フィールドの映像信号の垂直高域成分が用いられるので、原理的に動きが検出できないような映像信号において本来フィールド内補間が行われるべきところでフィールド間補間が行われた場合でも、二重像の残像として残る映像が視覚上認識されにくい垂直高域成分に限定される。したがって、良好な画質の走査線補間処理を行うことができる。
【００５１】
さらに、動きの大きい映像信号に対しては、フレーム間差分値がα＝１を出力するため、フィールド内補間値が選択され、動きの大きい映像信号に対してフィールド間補間値を用いてしまうことによる変換ノイズの発生を抑制できる。
【００５２】
なお、フレーム間差分値を算出するにおいて、第（ｎ−１）フィールドと第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応する画素を含み近接する所定の範囲内の画素群の平均をそれぞれ求め、その差分値をもってフレーム間差分値とすることにより、入力画像信号のノイズに判定結果が影響されにくくなり、変換画質が向上する。
【００５３】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２における映像信号処理回路の構成を示したものであり、フィールドメモリ１、２、補間回路３、９、中間値選択回路１４、差分値判定回路１５、倍速変換メモリ６、７、選択回路８、重み付け係数設定回路１１、重み付け加算回路１２を備える。
【００５４】
入力端子１０にはインタレース走査の映像信号が入力される。入力端子１０の映像信号は、フィールドメモリ１および中間値選択回路１４に与えられる。
【００５５】
フィールドメモリ１は、映像信号を１フィールド期間遅延して出力する。フィールドメモリ１から出力される映像信号は、フィールドメモリ２、補間回路３、９、中間値選択回路１４、差分値判定回路１５および倍速変換メモリ７に与えられる。フィールドメモリ２は、映像信号を１フィールド期間遅延して出力する。フィールドメモリ１から出力される映像信号を第ｎフィールドの映像信号とすると、入力端子１０に入力される映像信号は第（ｎ＋１）フィールドの映像信号であり、フィールドメモリ２から出力される映像信号は第（ｎ−１）フィールドの映像信号である。ここで、ｎは正の整数である。
【００５６】
補間回路３は、フィールドメモリ２から与えられる映像信号を用いて同一フィールド内の画素により補間信号を生成する。中間値選択回路１４には、フィールドメモリ２から出力される映像信号、補間回路３により生成される補間信号および入力端子１０に入力される映像信号が与えられる。
【００５７】
フィールドメモリ２から出力される映像信号の画素値をＰとし、補間回路３から出力される補間信号の画素値（以下、補間値と呼ぶ）をＭとし、入力端子１０に入力される映像信号の画素値をＳとする。また、フィールドメモリ１から出力される映像信号の画素値をＮとする。
【００５８】
中間値選択回路１４は、画素周期ごとに画素値Ｐ、補間画素値Ｍおよび画素値Ｓを比較し、画素値Ｐ、補間画素値Ｍおよび画素値Ｓのうち中間値を判定し、判定結果に基づいてフィールド間補間およびフィールド内補間を切り替えて補間画素値ＩＮを出力する。
【００５９】
差分値判定回路１５は、入力信号１０および２から与えられる映像信号の差分値と別に定められる所定の値を比較し、比較判定結果αを重み付け係数設定回路１１に与える。重み付け係数設定回路１１では、αの値に基づき重み付け係数Ｊが算出され、重み付け係数Ｊは重み付け加算回路１２に入力される。
【００６０】
補間回路９は、フィールドメモリ１から与えられる映像信号を用いて同一フィールド内の画素により補間信号を生成する。この補間信号の画素値をＲとする。
【００６１】
重み付け加算回路１２には、補間値ＩＮ、Ｒおよび重み付け係数Ｊが入力され、
Ｙ＝Ｒ×β＋ＩＮ×（１−β）
により算出される値Ｙを補間画素値として出力する。
【００６２】
倍速変換メモリ６には、重み付け加算回路１２から出力される補間画素値Ｙが順次記憶される。倍速変換メモリ７には、フィールドメモリ１から出力される映像信号の画素値Ｎが順次記憶される。選択回路８は、倍速変換メモリ６に記憶される補間画素値ＩＮおよび倍速変換メモリ７に記憶される画素値Ｎを入力端子１０に入力される映像信号の画素周期の２分の１の周期で交互に出力端子２０に読み出す。それにより、出力端子２０にプログレッシブ走査の映像信号が得られる。
【００６３】
図５は図４の映像信号処理回路における中間値選択回路１４の構成を示すブロック図であり、中間値選択回路１４は、中間値判定処理回路４０、垂直ハイパスフィルタ４１、４２、加算器４３、４４、補間回路４５および選択回路４６を含む。
【００６４】
中間値判定処理回路４０には、図１のフィールドメモリ２から出力される第（ｎ−１）フィールドの映像信号の画素値Ｐ、補間回路３から出力される補間信号の補間値Ｍおよび入力端子１０に入力される第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓが与えられる。
【００６５】
中間値判定処理回路４０は、後述するように、第（ｎ−１）フィールドの映像信号の画素値Ｐ、第ｎフィールドのフィールド内補間値Ｍおよび第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓを比較し、画素値Ｐ、補間値Ｍおよび画素値Ｓのうち中間値を判定し、判定結果を選択回路４６に与える。
【００６６】
垂直ハイパスフィルタ４１には、フィールドメモリ２から出力される第（ｎ−１）フィールドの映像信号の画素値Ｐが与えられ、垂直ハイパスフィルタ４２には第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓが与えられる。
【００６７】
垂直ハイパスフィルタ４１は、第（ｎ−１）フィールドの映像信号における垂直高域成分を抽出する。また、垂直ハイパスフィルタ４２は、第（ｎ＋１）フィールドの映像信号における垂直高域成分を抽出する。補間回路４５は、図１のフィールドメモリ１から出力される第ｎフィールドの映像信号の補間により補間値を生成する。
【００６８】
加算器４３は、垂直ハイパスフィルタ４１の出力値および補間回路４５から出力される補間値にそれぞれ重み付けを行ってこれらの出力値と補間値とを加算し、加算結果を補間値ａとして選択回路４６に出力する。加算器４４は、垂直ハイパスフィルタ４２の出力値および補間回路４５から出力される補間値にそれぞれ重み付けを行ってこれらの出力値と補間値とを加算し、加算結果を補間値ｃとして選択回路４６に出力する。図４の補間回路３から出力される補間値Ｍは補間値ｂとして選択回路４６に与えられる。
【００６９】
選択回路４６は、中間値判定処理回路４０の判定結果および差分値判定回路１５の判定結果αの値に基づいて加算器４３から出力される補間値ａ、補間回路３から与えられる補間値ｂおよび加算器４４から出力される補間値ｃのうちいずれかを選択し、選択された補間値を補間画素値ＩＮとして出力する。
【００７０】
この場合、選択回路４６は、中間値判定処理回路４０により画素値Ｐが中間値と判定された場合に補間値ａを補間画素値ＩＮとして出力し、中間値判定処理回路４０により補間値Ｍが中間値と判定された場合に補間値ｂを補間画素値ＩＮとして出力し、中間値判定処理回路４０により画素値Ｓが中間値と判定された場合に補間値ｃを補間画素値ＩＮとして出力する。
【００７１】
このようにして、第（ｎ−１）フィールドの映像信号の画素値Ｐが中間値と判定され、かつ第（ｎ−１）フィールドと第（ｎ＋１）フィールドの映像信号のフレーム間差分が所定の値未満の場合には、第（ｎ−１）フィールドの映像信号における垂直高域成分を用いたフィールド間補間により補間画素値ＩＮが生成される。また、補間値Ｍが中間値と判定された場合または第（ｎ−１）フィールドと第（ｎ＋１）フィールドの映像信号のフレーム間差分が所定の値以上の場合には、第ｎフィールドの映像信号を用いたフィールド内補間により補間画素値ＩＮが生成される。さらに、第（ｎ＋１）フィールドの映像信号の画素値Ｓが中間値と判定され、かつ第（ｎ−１）フィールドと第（ｎ＋１）フィールドの映像信号のフレーム間差分が所定の値未満の場合には、第（ｎ＋１）フィールドの映像信号における垂直高域成分を用いたフィールド間補間により補間画素値ＩＮが生成される。
【００７２】
本実施の形態の映像信号処理回路においては、中間値判定回路と、フレーム間差分値判定回路による判定結果に応じて、フィールド内補間およびフィールド間補間を切り替えて良好な映像を得ることができる。
【００７３】
また、フィールド間補間において前フィールドまたは後フィールドの映像信号の垂直高域成分が用いられるので、原理的に動きが検出できないような映像信号において本来フィールド内補間が行われるべきところでフィールド間補間が行われた場合でも、二重像の残像として残る映像が視覚上認識されにくい垂直高域成分に限定される。したがって、良好な画質の走査線補間処理を行うことができる。
【００７４】
さらに、従来の中間値判定によって生成された補間画素値とフィールド内補間画素値をフレーム間差分の値に基づく重み付け加算により補間対象画素値を生成することにより、動きの大きいシーンにおいてフィールド間補間を用いてしまうことによる変換ノイズの発生を抑えることができると同時に、差分値判定回路の判定結果に応じて連続的に重み付け比率を変えることにより補間演算を画素毎に変化する切り替わりの境界を目立たなくすることができ、良好なプログレッシブ走査変換結果を得ることができる。
【００７５】
なお、βの決定方法として、以下に挙げるような２通りの方法が挙げられる。
【００７６】
第一の方法は、まず、差分値判定回路１５が、実施の形態１と同様に、入力信号１０と２から与えられる映像信号の差分値と別に定められる所定の値を比較し、比較判定結果αを出力する。αは差分値が所定の値以上である場合１、差分値が所定の値未満である場合０となるように差分値判定回路１５は動作する。次に、重み付け係数設定回路１１では、与えられたαに対し、空間ＬＰＦを作用させる。具体的には、図６に示す斜線で編み掛けされた点線の丸を補間対象画素とする際に、点線の長方形で囲まれた範囲で空間ＬＰＦを作用させる場合を考える。斜線で編み掛けされた以外の点線の丸で示された画素も補間すべき画素であり、それぞれαの値が算出できるので、その値をα００〜α２２とする。このとき、
β＝（（α００＋α２０＋α０２＋α２２）＋２×（α１０＋α０１＋α２１＋α１２）＋４×α１１）／４
と算出される。このようにしてＲは算出される。なお、ＬＰＦの係数やＬＰＦを作用させる範囲を変化させた場合も同様の計算方法でＲの値が算出される。この方法では、画素毎のαの変化が滑らかになるため、補間方法の切り替わりによる境界が目立たなくなり、見た目の自然な画像が得られる。
【００７７】
第二の方法は、まず、差分値判定回路１５が、入力信号１０の値と２から与えられる映像信号の差分値ΔＬと別に定められる所定の値Ｄについて、ΔＬ−Ｄを算出する。ΔＬ−Ｄ≦０の場合はα＝０が出力され、ΔＬ−Ｄ＞０の場合はα＝ΔＬ−Ｄが出力される。次に、重み付け係数設定回路１１では、Ｚを所定の値として、α＝０の時β＝０、α≧Ｚの時β＝１、０＜α＜Ｚの時は０から１の範囲でαからβへの変換の前後で大小関係が変化しないようにβがも止められる。この方法では、画素毎のフレーム間差分値がそのままβの値に反映されるため、的確に補間方法が切り替わり解像度感の高い画像が得られる。
【００７８】
なお、フレーム間差分値を算出するにおいて、第（ｎ−１）フィールドと第（ｎ＋１）フィールドの補間対象画素に対応する画素を含み近接する所定の範囲内の画素群の平均値を求め、その差分値をもってフレーム間差分値とすることにより、入力画像信号のノイズに判定結果が影響されにくくなり、変換画質が向上する。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明はインタレース走査入力映像信号の連続する第（ｎ−１）、第ｎ、第（ｎ＋１）フィールドの３フィールドを用い、第（ｎ−１）フィールド信号と第（ｎ＋１）フィールド信号のフレーム間差分値判定および第（ｎ−１）フィールド信号と第ｎフィールドのフィールド内補間信号と第（ｎ＋１）フィールド信号の中間値判定の２つの判定回路の判定結果によって補間回路を切り替えて補間画素信号を作成することにより、簡単な回路で、良好なプログレッシブ走査変換映像信号へ変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における映像信号処理回路の構成を示すブロック図
【図２】図１の映像信号処理回路における中間値選択回路の構成を示すブロック図
【図３】図１の映像信号処理回路における中間値の判定条件を示す図
【図４】本発明の実施の形態２における映像信号処理回路の構成を示すブロック図
【図５】図４の映像信号処理回路における中間値選択回路の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態２における重み付け係数設定回路の係数算出に用いる値の位置関係の一例を示す模式図
【図７】従来の映像信号処理回路の構成を示すブロック図
【図８】図７の映像信号処理回路における中間値の判定条件を示す図
【図９】従来の映像信号処理回路における入力および出力走査線の位置関係を示す摸式図
【図１０】図９の走査線補間処理における中間値の判定条件を示す図
【符号の説明】
１，２，２１，２２  フィールドメモリ
３，９，２３，３５，４５  補間回路
４，１４，２４  中間値選択回路
５  差分値判定回路
６，７，２６，２７  倍速変換メモリ
８，２８，３６，４６  選択回路
１０  インタレース走査入力映像信号
１１  重み付け係数設定回路
１２  重み付け加算回路
２０  プログレッシブ走査出力映像信号
３０，４０  中間値判定処理回路
３１，３２，４１，４２  垂直ハイパスフィルタ
３３，３４，４３，４４  加算器
【図１】
2006173657.tif 000003
【図２】
2006173657.tif 000004
【図３】
2006173657.tif 000005
【図４】
2006173657.tif 000006
【図５】
2006173657.tif 000007
【図６】
2006173657.tif 000008
【図７】
2006173657.tif 000009
【図８】
2006173657.tif 000010
【図９】
2006173657.tif 000011
【図１０】
2006173657.tif 000012