(57)【要約】【課題】　ハードウェア的構成の複雑性を減らして具現時の費用を節減させながら、画質改善の効果に優れるインタレーシング装置及び方法を提供する。【解決手段】　本発明のデインタレーシング方法は、(ａ)連続的に入力される映像信号の前フィールド、現フィールド、及び次フィールドを入力順序に従って順次に保存する段階と、(ｂ)次フィールドと、前フィールドを基準に所定の探索領域単位にＳＡＤ値を算出する段階と、(ｃ)ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域であるか否かと映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する段階と、(ｄ)時間的補間値と空間的補間値を動き情報に基づき適応的に出力する段階と、(ｅ)(ｃ)段階から出力された信号に応じて前記前フィールドと前記次フィールド、及び(ｄ)段階の出力に基づきデインタレーシング結果を出力する段階とを含む。【選択図】　図２
2004064788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　連続的に入力される映像信号の各フィールドを入力順序に従って順次に保存する前フィールドバッファ、現フィールドバッファ、及び次フィールドバッファと、
　該次フィールドバッファに保存された次フィールドと、前記前フィールドバッファに保存された前フィールドを基準に所定の探索領域単位にＳＡＤ値を算出するゼロ動き推定部と、
　前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域であるか否かと前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する静止領域/フィルムモード検出部と、
　時間的補間値と空間的補間値を動き情報に基づき適応的に出力する３Ｄ補間部と、
　前記静止領域/フィルムモード検出部の出力信号に応じて前記前フィールドと前記次フィールド、及び前記３Ｄ補間部出力に基づきデインタレーシング結果を出力する適応的選択部と
を含むことを特徴とするデインタレーシング装置。
【請求項２】
　前記探索領域は所定の大きさを有するマクロブロックであり、前記ゼロ動き推定部は次の式によってＳＡＤ値を算出することを特徴とする請求項１に記載のデインタレーシング装置。
【数１】
2004064788.tif 000009
　ここで、Ｂは前記マクロブロック内のピクセルに該当する(ｘ、ｙ)インデックスの和である。
【請求項３】
　前記静止領域/フィルムモード検出部は、
　前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域か動き領域かを判断する静止領域判断部と、
　該静止領域判断部の判断結果に基づき前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断するフィルムモード検出部と、
　前記静止領域判断部の判断及び前記フィルムモード検出部の判断結果に対応して前記静止領域判断部及び前記フィルムモード検出部の出力のうちいずれか一つを出力するマルチプレクサと
を含むことを特徴とする請求項１に記載のデインタレーシング装置。
【請求項４】
　前記静止領域判断部は、
　前記ＳＡＤの値を所定の臨界値と比較して前記所定の探索領域が静止領域であるか否かを判断する判断部と、
　該判断部の判断結果を保存する判断バッファと、
　該判断バッファに保存された前記所定の探索領域及びその周辺の探索領域に対する判断結果に基づき静止領域であるか否かを示す信号を出力する精密判断部と
を含むことを特徴とする請求項３に記載のデインタレーシング装置。
【請求項５】
　前記判断部は、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より小さい場合は静止領域と判断し、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より大きい場合は動き領域と判断することを特徴とする請求項４に記載のデインタレーシング装置。
【請求項６】
　前記３Ｄ補間部は、
　現フィールドのライン間に対応する前記前フィールド及び前記次フィールドのラインを挿入して補間を行う時間的補間部と、
　現フィールドの２ライン間の領域にその２ラインのデータを二分したデータを挿入して補間する空間的補間部と、
　前記現フィールドを基準に前記前フィールド及び前記次フィールド間の動き情報抽出する動き情報抽出部と、
　前記動き情報に基づき前記時間的補間部の出力及び前記空間的補間部の出力を適応的に混合して出力するソフトスイッチング部と
を含むことを特徴とする請求項１に記載のデインタレーシング装置。
【請求項７】
　連続的に入力される映像信号の各フィールドのラインを入力順序に従って順次に保存する前フィールドバッファ、現フィールドバッファ、及び次フィールドバッファと、
　該次フィールドバッファに保存された次フィールドのラインと、前記前フィールドバッファに保存された前フィールドのラインを基準にＳＡＤ値を算出するゼロ動き推定部と、
　前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域であるか否かと前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する静止領域/フィルムモード検出部と、
時間的補間値と空間的補間値を動き情報に基づき適応的に出力する３Ｄ補間部と、
前記静止領域/フィルムモード検出部の出力信号に応じて前記前フィールドと前記次フィールド、及び前記３Ｄ補間部出力に基づきデインタレーシング結果を出力する適応的選択部と
を含むことを特徴とするデインタレーシング装置。
【請求項８】
　前記ゼロ動き推定部は、
　所定のサイズを有するラインについてセグメントＳＡＤ値を算出するセグメントＳＡＤ算出部と、
　前記セグメントＳＡＤ算出部から算出されたセグメントＳＡＤ値を保存するＳＡＤバッファと、
　該ＳＡＤバッファに保存された前記セグメントＳＡＤ値を合算してＳＡＤ値を算出するブロックＳＡＤ算出部と
を含むことを特徴とする請求項７に記載のデインタレーシング装置。
【請求項９】
　前記セグメントＳＡＤ算出部は、
　所定のサイズを有するラインについて次の式によって前記セグメントＳＡＤを算出することを特徴とする請求項８に記載のデインタレーシング装置。
【数２】
2004064788.tif 000010
ここで、Ｌは所定のマクロブロック内のピクセルに該当するｘインデックスの和である。
【請求項１０】
　前記静止領域/フィルムモード検出部は、
　前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域か動き領域かを判断する静止領域判断部と、
　該静止領域の判断結果に基づき前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断するフィルムモード検出部と、
　前記静止領域判断部の判断及び前記フィルムモード検出部の判断結果に対応して前記静止領域判断部及び前記フィルムモード検出部の出力のうちいずれか一つを出力するマルチプレクサと
を含むことを特徴とする請求項７に記載のデインタレーシング装置。
【請求項１１】
　前記静止領域判断部は、
　前記ＳＡＤの値を所定の臨界値と比較して前記所定の探索領域が静止領域であるか否かを判断する判断部と、
　該判断部の判断結果を保存する判断バッファと、
　前記判断バッファに保存された前記所定の探索領域及びその周辺の探索領域に対する判断結果に基づき静止領域か否かを示す信号を出力する精密判断部と
を含むことを特徴とする請求項１０に記載のデインタレーシング装置。
【請求項１２】
　前記判断部は、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より小さい場合は静止領域と判断し、前記ＳＡＤの値が前記所定の臨界値より大きい場合は動き領域と判断することを特徴とする請求項１１に記載のデインタレーシング装置。
【請求項１３】
　前記３Ｄ補間部は、
　現フィールドのライン間に対応する前記前フィールド及び前記次フィールドのラインを挿入して補間を行う時間的補間部と、
　現フィールドの２ライン間の領域にその２ラインのデータを二分したデータを挿入して補間する空間的補間部と、
　前記現フィールドを基準に前記前フィールド及び前記次フィールド間の動き情報を抽出する動き情報抽出部と、
　前記動き情報に基づき前記時間的補間部の出力及び前記空間的補間部の出力を適応的に混合して出力するソフトスイッチング部と
を含むことを特徴とする請求項７に記載のデインタレーシング装置。
【請求項１４】
　(ａ)連続的に入力される映像信号の前フィールド、現フィールド、及び次フィールドを入力順序に従って順次に保存する段階と、
　(ｂ)前記次フィールドと、前記前フィールドを基準に所定の探索領域単位にＳＡＤ値を算出する段階と、
　(ｃ)前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域であるか否かと前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する段階と、
　(ｄ)時間的補間値と空間的補間値を動き情報に基づき適応的に出力する段階と、
　(ｅ)前記(ｃ)段階から出力された信号に応じて前記前フィールドと前記次フィールド、及び前記(ｄ)段階の出力に基づきデインタレーシング結果を出力する段階と
を含むことを特徴とするデインタレーシング方法。
【請求項１５】
　前記探索領域は、所定のサイズを有するマクロブロックであり、前記(ｂ)段階では次の式によってＳＡＤを算出することを特徴とする請求項１４に記載のデインタレーシング方法。
【数３】
2004064788.tif 000011
　ここで、Ｂは前記マクロブロック内のピクセルに該当する(ｘ、ｙ)インデックスの和である。
【請求項１６】
　前記(ｃ)段階は、
　(ｃ１)前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域であるか動き領域であるかを判断する段階と、
　(ｃ２)前記(ｃ１)段階の判断結果に基づき前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する段階と、
　(ｃ３)前記(ｃ１)段階及び前記(ｃ２)段階の判断結果に対応して、前記(ｃ１)段階及び前記(ｃ２)段階の出力のうちいずれか一つを出力する段階と
を含むことを特徴とする請求項１４に記載のデインタレーシング方法。
【請求項１７】
　前記(ｃ１)段階は、
　前記ＳＡＤの値を所定の臨界値と比較して前記所定の探索領域が静止領域であるか否かを判断して保存する段階と、
　前記保存された前記所定の探索領域及びその周辺の探索領域の判断値に基づき静止領域であるか否かを示す信号を出力する段階と
を含むことを特徴とする請求項１６に記載のデインタレーシング方法。
【請求項１８】
　前記静止領域であるかを判断する段階は、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より小さい場合は静止領域と判断し、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より大きい場合は動き領域と判断することを特徴とする請求項１７に記載のデインタレーシング方法。
【請求項１９】
　前記(ｄ)段階は、
　(ｄ１)現フィールドのライン間に対応する前記前フィールド及び前記次フィールドのラインを挿入して補間を行う段階と、
　(ｄ２)現フィールドの２ライン間の領域にその２ラインのデータを二分したデータを挿入して補間する段階と、
　(ｄ３)前記現フィールドを基準に前記前フィールド及び前記次フィールド間の動き情報抽出する段階と、
　(ｄ４)前記動き情報に基づき前記(ｄ２)段階の出力及び前記(ｄ３)段階の出力を適応的に混合して出力する段階と
を含むことを特徴とする請求項１４に記載のデインタレーシング方法。
【請求項２０】
　(ａ)連続的に入力される映像信号の前フィールド、現フィールド、及び次フィールドのそれぞれラインを入力順序に従って順次に保存する段階と、
　(ｂ)前記次フィールドのラインと、前記前フィールドのラインを基準にＳＡＤ値を算出する段階と、
　(ｃ)前記ＳＡＤ値に基づき前記現フィールドの所定の探索領域が静止領域であるか否かと前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する段階と、
　(ｄ)時間的補間値と空間的補間値を動き情報に基づき適応的に出力する段階と、
　(ｅ)前記(ｃ)段階において判断結果によって、前記前フィールドのラインと前記次フィールドのライン、及び(ｄ)段階の出力に基づきデインタレーシング結果を出力する段階と
を含むことを特徴とするデインタレーシング方法。
【請求項２１】
　前記(ｂ)段階は、
　(ｂ１)前記所定のサイズを有するラインについてセグメントＳＡＤ値を算出する段階と、
　(ｂ２)前記セグメントＳＡＤ値を保存する段階と、
　(ｂ３)前記保存されたセグメントＳＡＤ値を合算してＳＡＤ値を算出する段階と
を含むことを特徴とする請求項２０に記載のデインタレーシング方法。
【請求項２２】
　前記(ｂ１)段階では、所定のサイズを有するラインについて次の式によってセグメントＳＡＤを算出することを特徴とする請求項２１に記載のデインタレーシング方法。
【数４】
2004064788.tif 000012
　ここで、Ｌは所定のマクロブロック内のピクセルに該当するｘインデックスの和である。
【請求項２３】
　前記(ｃ)段階は、
　(ｃ１)前記ＳＡＤ値に基づき前記現フィールドの所定の探索領域が静止領域であるか動き領域であるかを判断する段階と、
　(ｃ２)前記(ｃ１)段階の判断結果に基づき前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する段階と、
　(ｃ３)前記(ｃ１)段階及び前記(c２)段階の判断結果に対応して、前記(ｃ１)段階の出力及び前記(ｃ２)段階の出力のうちいずれか一つを出力する段階と
を含むことを特徴とする請求項２０に記載のデインタレーシング方法。
【請求項２４】
前記(ｃ１)段階は、
　前記ＳＡＤの値を所定の臨界値と比較して前記所定の探索領域が静止領域であるか否かを判断して保存する段階と、
　前記保存された前記所定の探索領域及びその周辺の探索領域に対する判断結果に基づき静止領域であるか否かを示す信号を出力する段階と
を含むことを特徴とする請求項２３に記載のデインタレーシング方法。
【請求項２５】
　前記静止領域であるかを判断する段階は、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より小さい場合は静止領域と判断し、前記ＳＡＤの値が前記所定の臨界値より大きい場合は動き領域と判断することを特徴とする請求項２４に記載のデインタレーシング方法。
【請求項２６】
　前記(ｄ)段階は、
　(ｄ１)現フィールドのライン間に対応する前記前フィールド及び前記次フィールドのラインを挿入して補間を行う段階と、
　(ｄ２)現フィールドの２ライン間の領域にその２ラインのデータを二分したデータを挿入して補間する段階と、
　(ｄ３)前記現フィールドを基準に前記前フィールド及び前記次フィールド間の動き情報を抽出する段階と、
　(ｄ４)前記動き情報に基づき前記(ｄ２)段階の出力及び前記(ｄ３)段階の出力を適応的に混合して出力する段階と
を含むことを特徴とする請求項２０に記載のデインタレーシング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明はデインタレーシング装置及び方法に係り、さらに詳しくは画面内の静止領域と動き領域を区分し、これによって適応的に補間できるデインタレーシング装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　映像ディスプレイ装置における走査方式には飛越走査方式と順次走査方式とがある。飛越走査(interlaced scan)方式は一般のＴＶなどに使われ、図１ａないし図１ｃに示されている通り、一つの映像を表示する際、一つのイメージフレームを二つのフィールドに分けて順次に交代に画面に表示する方式を指す。この際、二つのフィールドはトップフィールドとボトムフィールド、上部フィールドと下部フィールド、奇数フィールドと偶数フィールドなどと呼ばれ、図１ａないし図１ｃにおいて、実線は現画面に走査されているラインを示し、点線は前画面に走査されたラインを示す。
【０００３】
　順次走査(progressive scanあるいはnon-interlaced scan)方式は、コンピュータモニター、デジタルＴＶなどに使われ、フィルムをスクリーンに映写するように一つのイメージフレームをフレーム単位にして全フレームを一気に表示する方式である。すなわち、図１ａないし図１ｃにおいて点線で表示されたラインも実線で表示されたラインと共に順次に走査される方式を指す。
【０００４】
　デインタレーシング(deinterlacing)装置とは前述した飛越走査方式の映像信号を順次走査方式の映像信号に変換する装置を指す。順次走査方式の映像信号を処理するディスプレイ装置において、飛越走査方式の映像信号が正常に処理されるためにはディスプレイ装置の内部に飛越走査方式の映像信号を順次走査方式の映像信号に変換させるデインタレーシング装置を必要とする。
【０００５】
　飛越走査方式を順次走査方式に変換する方法は色々の方法によって具現可能である。基本的な方法としては、現フィールドのライン情報を単純に反復するライン反復方法がある。この方法は具現が容易であるものの、補間された画面の解像度が半分に落ち、特定時点の特定なイメージが全く消え去る場合もあるという短所がある。
【０００６】
　このような短所を克服するため、現フィールドの２本のライン間の領域にその２ラインのデータを二分したデータを挿入することによって新たなフィールドを具現するフィールド内補間(intra-field interpolation)方法、及び現フィールドのライン間に現フィールド前後のラインを挿入することによって１フレームを具現する動き補償のないフィールド間補間(inter-field interpolation)方法などが開発された。このような方式は単純なハードウェアで具現できるという長所があるが、動きのある映像を補間する場合はエラーが発生したり、補間された画面や画質が劣化するという短所がある。
【０００７】
　前述した方式の短所を補うため、現フィールドのデータを基準に連続的なフィールドデータについて画面を多数個のブロックに分割してそれぞれのブロックについて動きを求め、その動きベクトルを参照して現フレームの画面を補間する動き補償補間(Motion-compensated interpolation)方法が開発された。このような動き補償補間方法は米国特許第５、７７７、６８２号公報(Motion-compensated interpolation、発行日:１９９８年７月７日)などに開示されている。
【０００８】
　その他、動き程度を推定して動きに伴ってフレームを補間する動き適応補間方法がある。このような動き適応補間方法は。米国特許第５、０２７、２０１号公報(Motion detection apparatus as for an interlace to non-interlace scan converter、発行日:１９９１年６月２５日)、米国特許第５、１５９、４５１号公報(Field memory expansible line doubler for television receiver、発行日:１９９２年１０月２７日)などに開示されている。
【０００９】
　ところが、動き補償補間方法は動き推定のためにブロック単位の動きベクトルを使用することが一般的であり、エラー訂正単位がブロック単位よりなることによって補間された映像にブロックアーティファクト(block artifact)が度々発生する。従って、これを防ぐため、後処理過程などを必要とすることからハードウェア的構成がかなり複雑であり、これはコストアップに繋がる。また、動き適応補間方法はハードウェア的構成が相対的に簡単なので具現時安価になるが、画質改善の性能は劣化するという問題点がある。
【特許文献１】米国特許第５、７７７、６８２号公報
【特許文献２】米国特許第５、０２７、２０１号公報
【特許文献３】米国特許第５、１５９、４５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
　本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、その目的はハードウェア的構成の複雑性を減らして具現時の費用を節減しつつ、画質改善の効果に優れたインタレーシング装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
　前述した目的を達成するための本発明に係るデインタレーシング装置は、連続的に入力される映像信号の各フィールドを入力順序に従って順次に保存する前フィールドバッファ、現フィールドバッファ、及び次フィールドバッファと、該次フィールドバッファに保存された次フィールドと、前記前フィールドバッファに保存された前フィールドを基準に所定の探索領域単位にＳＡＤ値を算出するゼロ動き推定部と、前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域であるか否かと前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する静止領域/フィルムモード検出部と、時間的補間値と空間的補間値を動き情報に基づき適応的に出力する３Ｄ補間部、及び前記静止領域/フィルムモード検出部から出力された信号に応じて前記前フィールドと前記次フィールド、及び３Ｄ補間部出力に基づきデインタレーシング結果を出力する適応的選択部とを含む。
【００１２】
　前記所定の探索領域は所定のサイズを有するマクロブロックであり、前記ゼロ動き推定部は次の式によって前記セグメントＳＡＤを算出することが望ましい。ただし、次の式において、Ｂは前記マクロブロック内のピクセルに該当する(ｘ、ｙ)インデックスの和である。
【００１３】
【数５】
2004064788.tif 000003
【００１４】
　前記静止領域/フィルムモード検出部は、前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域か動き領域かを判断する静止領域判断部と、該静止領域判断部の判断結果に基づき前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断するフィルムモード検出部、及び前記静止領域判断部の判断及び前記フィルムモード検出部の判断結果に対応して、前記静止領域判断部及び前記フィルムモード検出部の出力のうちいずれか一つを出力するマルチプレクサとを含むことが望ましい。
【００１５】
　前記静止領域判断部は、前記ＳＡＤの値を所定の臨界値と比較して前記所定の探索領域が静止領域であるか否かを判断する判断部と、該判断部の判断結果を保存する判断バッファ、及び該判断バッファに保存された前記所定の探索領域及びその周辺の探索領域に対する判断結果に基づき静止領域信号を出力する精密判断部とを含むことが望ましい。この際、前記判断部は、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より小さい場合は静止領域と判断し、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より大きい場合は動き領域と判断することが望ましい。
【００１６】
　そして、前記３Ｄ補間部は、現フィールドのライン間に対応する前記前フィールド及び前記次フィールドのラインを挿入して補間を行う時間的補間部と、現フィールドの２ライン間の領域にその２ラインのデータを二分したデータを挿入して補間する空間的補間部と、前記現フィールドを基準に前記前フィールド及び前記次フィールド間の動き情報を抽出する動き情報抽出部、及び前記動き情報に基づき前記時間的補間部の出力及び前記空間的補間部の出力のうちいずれか一つを適応的に混合して出力するソフトスイッチング部とを含むことが望ましい。
【００１７】
　前述した目的を達成するための本発明のデインタレーシング装置は、連続的に入力される映像信号の各フィールドのラインを入力順序に従って順次に保存する前フィールドバッファ、現フィールドバッファ、及び次フィールドバッファと、該次フィールドバッファに保存された次フィールドのラインと、前記前フィールドバッファに保存された前フィールドのラインを基準にＳＡＤ値を算出するゼロ動き推定部と、前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域であるか否かとフィルムであるか否かを判断する静止領域/フィルムモード検出部と、時間的補間値と空間的補間値を動き情報に基づき適応的に出力する３Ｄ補間部、及び前記静止領域/フィルムモード検出部から出力された信号に応じて前記前フィールドと前記次フィールド、及び前記３Ｄ補間部出力に基づきデインタレーシング結果を出力する適応的選択部とを含む。
【００１８】
　前記ゼロ動き推定部は、所定のサイズを有するラインについてセグメントＳＡＤ値を算出するセグメントＳＡＤ算出部と、該セグメントＳＡＤ算出部から算出されたセグメントＳＡＤ値を保存するＳＡＤバッファ、及び該ＳＡＤバッファに保存された前記セグメントＳＡＤ値を合算してＳＡＤ値を算出するブロックＳＡＤ算出部とを含むことが望ましい。そして、前記セグメントＳＡＤ算出部は、所定のサイズを有するラインについて次の式によってＳＡＤを算出することが望ましい。ただし、次の式において、Ｌは所定のマクロブロック内のピクセルに該当するｘインデックスの和である。
【００１９】
【数６】
2004064788.tif 000004
【００２０】
　前記静止領域/フィルムモード検出部は、前記ブロックＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域か動き領域かを判断する静止領域判断部と、前記静止領域の判断結果に基づき前記映像信号のソースがフィルムモードであるか否かを判断するフィルムモード検出部、及び前記静止領域判断部及び前記フィルムモード検出部の出力のうちいずれか一つを出力するマルチプレクサとを含むことが望ましい。
【００２１】
　前記静止領域判断部は、前記ＳＡＤの値を所定の臨界値と比較して前記所定の探索領域が静止領域であるか否かを判断する判断部と、該判断部の判断結果を保存する判断バッファ、及び該判断バッファに保存された現在前記所定の探索領域及びその周辺の探索領域に対する判断結果に基づき静止領域信号を出力する精密判断部とを含むことが望ましい。この際、前記判断部は前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より小さい場合は静止領域と判断し、前記ＳＡＤの値が前記所定の臨界値より大きい場合は動き領域と判断することが望ましい。
【００２２】
　そして、前記３Ｄ補間部は、現フィールドのライン間に前記前フィールド及び前記次フィールドのラインを挿入して補間を行う時間的補間部と、現フィールドの２ライン間の領域にその２ラインのデータを二分したデータを挿入して補間する空間的補間部と、前記現フィールドを基準に前記前フィールド及び前記次フィールド間の動き情報を抽出する動き情報抽出部、及び前記動き情報に基づき前記時間的補間部の出力及び前記空間的補間部の出力を適応的に混合して出力するソフトスイッチング部とを含むことが望ましい。
【００２３】
　一方、本発明のデインタレーシング方法は、(ａ)連続的に入力される映像信号の前フィールド、現フィールド、及び次フィールドを入力順序に従って順次に保存する段階と、(ｂ)前記次フィールドと、前記前フィールドを基準に所定の探索領域単位にＳＡＤ値を算出する段階と、(ｃ)前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域であるか否かと前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する段階と、(ｄ)時間的補間値と空間的補間値を動き情報に基づき適応的に出力する段階、及び(ｅ)前記(ｃ)段階から出力された信号に応じて前記前フィールドと前記次フィールド、及び前記(ｄ)段階の出力に基づきデインタレーシング結果を出力する段階とを含む。
【００２４】
　前記探索領域は所定のサイズを有するマクロブロックであり、前記(ｂ)段階では次の式によってＳＡＤを算出することが望ましい。ただし、次の式において、Ｂは前記マクロブロック内のピクセルに該当するｘインデックスの和である。
【００２５】
【数７】
2004064788.tif 000005
【００２６】
　前記(ｃ)段階は、(ｃ１)前記ＳＡＤ値に基づき前記所定の探索領域が静止領域か動き領域かを判断する段階と、(ｃ２)前記(ｃ１)段階の判断結果に基づき前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する段階、及び前記(ｃ１)段階及び前記(ｃ２)段階の判断結果に対応して、前記(ｃ１)段階及び前記(ｃ２)段階の出力のうちいずれか一つを出力する段階とを含むことが望ましい。
【００２７】
　前記(ｃ１)段階は、前記ＳＡＤの値を所定の臨界値と比較して前記所定の探索領域が静止領域であるか否かを判断して保存する段階、及び前記保存された前記所定の探索領域及びその周辺の探索領域の判断値に基づき静止領域信号を出力する段階とを含む。この際、前記静止領域であるかを判断する段階は、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より小さい場合は静止領域と判断し、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より大きい場合は動き領域と判断することが望ましい。
【００２８】
　そして、前記(ｄ)段階は、(ｄ１)現フィールドのライン間に対応する前記前フィールド及び前記次フィールドのラインを挿入して補間を行う段階と、(ｄ２)現フィールドの２ライン間の領域にその２ラインのデータを二分したデータを挿入して補間する段階と、(ｄ３)前記現フィールドを基準に前記前フィールド及び前記次フィールド間の動き情報を抽出する段階、及び(ｄ４)前記動き情報に基づき前記(ｄ２)段階の出力及び前記(ｄ３)段階の出力を適応的に混合して出力する段階とを含むことが望ましい。
【００２９】
　前述した目的を達成するための本発明に係るデインタレーシング方法は、(ａ)連続的に入力される映像信号の前フィールド、現フィールド、及び次フィールドのそれぞれラインを入力順序に従って順次に保存する段階と、(ｂ)前記次フィールドのラインと、前記前フィールドのラインを基準にＳＡＤ値を算出するゼロ動き推定部と、(ｃ)前記ＳＡＤ値に基づき前記現フィールドの所定の探索領域が静止領域であるか否かとフィルムモードであるか否かを判断する段階と、(ｄ)時間的補間値と空間的補間値を動き情報に基づき適応的に出力する段階、及び(ｅ)前記(ｃ)段階で判断結果によって、前記前フィールドのラインと前記次フィールドのライン、及び(ｄ)段階の出力に基づきデインタレーシング結果を出力する段階とを含む。
【００３０】
　前記(ｂ)段階は、(ｂ１)前記所定のサイズを有するラインについてセグメントＳＡＤ値を算出する段階と、(ｂ２)前記セグメントＳＡＤ値を保存する段階、及び(ｂ３)前記保存されたセグメントＳＡＤ値を合算してＳＡＤ値を算出する段階とを備えることが望ましい。そして、前記所定の探索領域は、所定のサイズを有するラインについて次の式によってブロックＳＡＤを算出することが望ましい。ただし、次の式において、Ｌは所定のマクロブロック内のピクセルに該当するｘインデックスの和である。
【００３１】
【数８】
2004064788.tif 000006
【００３２】
　前記(ｃ)段階は、(ｃ１)前記ＳＡＤ値に基づき前記現在フィールドの所定の探索領域が静止領域であるか動き領域であるかを判断する段階と、(ｃ２)前記(ｃ１)段階の判断結果に基づき前記映像信号のソースがフィルムであるか否かを判断する段階、及び(ｃ３)前記(ｃ１)段階及び前記(ｃ２)段階の判断結果に応じて、前記(ｃ１)段階の出力及び前記(ｃ２)段階の出力のうちいずれか一つを出力する段階とを含むことが望ましい。
【００３３】
　前記(ｃ１)段階は、前記ＳＡＤの値を所定の臨界値と比較して前記所定の探索領域が静止領域であるか否かを判断して保存する段階、及び該保存された前記所定の探索領域及びその周辺の探索領域に対する判断結果に基づき静止領域であるか否かを示す信号を出力する段階とを含むことが望ましい。この際、前記判断する段階は、前記ＳＡＤ値が前記所定の臨界値より小さい場合は静止領域と判断し、前記ＳＡＤの値が前記所定の臨界値より大きい場合は動き領域と判断することが望ましい。
【００３４】
　そして、前記(ｄ)段階は、(ｄ１)現フィールドのライン間に対応する前記前フィールド及び前記次フィールドのラインを挿入して補間を行う段階と、(ｄ２)現フィールドの２本のライン間の領域にその２本のラインのデータを二分したデータを挿入して補間する段階と、(ｄ３)前記現フィールドを基準に前記前フィールド及び前記次フィールド間の動き情報を抽出する段階、及び(ｄ４)前記動き情報に基づき前記(ｄ２)段階の出力及び前記(ｄ３)段階の出力を適応的に混合して出力する段階とを含むことが望ましい。
【発明の効果】
【００３５】
　本発明によれば、補間するフィールド内の静止領域及び動き領域を探し出してそれに適するデインタレーシングを行える。よって、割りと簡単なハードウェア構成で画質を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
　以下、添付した図面に基づき本発明をさらに詳述する。
【００３７】
　図２は本発明に係るデインタレーシング装置のブロック図である。本デインタレーシング装置は、次フィールドバッファ(Next field buffer)１０２、現フィールドバッファ(Current field buffer)１０４、前フィールドバッファ(Previous field buffer)１０６、３Ｄ補間部１２０、ゼロ動き推定部１３０、静止領域/フィルムモード検出部１４０、及び適応的選択部１５０とから構成される。
【００３８】
　３Ｄ補間(３D interpolation)部１２０は動き情報抽出部１２２、空間的補間(Spatial interpolation)部１２４、時間的補間(Temporal interpolation)部１２６、及びソフトスイッチング部１２８で構成される。静止領域/フィルムモード検出(Still region/Film mode detection)部１４０は判断部１４２、精密判断部１４４、判断バッファ１４６、フィルムモード検出部１４８、及びマルチプレクサ(MUX)１４９で構成される。
【００３９】
　前フィールドバッファ１０６、現フィールドバッファ１０４、次フィールドバッファ１０２には連続的に入力される映像信号の各フィールドが入力順序に従って順次に保存される。例えば、図１ａないし図１ｃの場合、図１ａの画面を表示する映像信号のフィールドは前フィールドバッファ１０６に保存され、図１ｂの場合は現フィールドバッファ１０４、図１ｃの場合は次フィールドバッファ１０６にそれぞれ保存される。
【００４０】
　３Ｄ補間部１２０は、動き情報を抽出して動きによってフレームを補間する。すなわち、動き情報抽出部１２２は現フィールドの補間する画素周辺の連続的なフィールド内で動きの大小を示す動き情報(Motion information)を抽出する。空間的補間部(Spatial Interpolation)１２４は現在補間を施す領域のフィールドデータの画素値とフィールド内周辺画素値を入力に補間する画素(picture element)周辺の画素値に含まれているエッジ(edge)方向を算出してその方向による補間を行う。時間的補間部(Temporal interpolation)１２６は時間軸方向に補間を行う。すなわち、現在補間するフィールド映像について前フィールドと次フィールドの画素値を平均して補間する。
【００４１】
　ソフトスイッチング部１２８は動き情報抽出部１２２で抽出された動き程度に基づき、空間的補間部１２４と時間的補間部１２６の出力を適応的に混合して出力する。すなわち、ソフトスイッチング部１２８は動き程度によって空間的補間、時間的補間及びこれらを混合した補間のうちいずれか一つが行われて出力させる。
【００４２】
　ゼロ動き推定(Zero motion estimation)部１３０内のブロックＳＡＤ算出部１３２は前フィールドバッファ１０６に保存された前フィールドと、次フィールドバッファ１０２に保存された次フィールドで一定サイズのマクロブロックに該当するイメージを比較してＳＡＤ(Summed Absolute Value)を求める。前フィールドのイメージをｆ（ｘ、ｙ、ｔ−１）、次フィールドのイメージをｆ（ｘ、ｙ、ｔ＋１）とする時、ＳＡＤは次の[数９]のようになる。ただし、次の式において、Ｂはマクロブロック内のピクセルに該当する(ｘ、ｙ)インデックスの和である。ゼロ動き推定部１３０の出力値は静止領域/フィルムモード検出部１４０に伝えられる。
【００４３】
【数９】
2004064788.tif 000007
【００４４】
　静止領域/フィルムモード検出(Still region/Film mode detection)部１４８は与えられたマクロブロックが静止領域であるか否かと、入力される映像信号がフィルムソースから作られたフィルムモードであるか否かを検出する。すなわち、判断部１４２は与えられたマクロブロック内のＳＡＤ値を所定の臨界値と比較して、ＳＡＤ値が臨界値より小さければ静止領域(still region)と判断し、ＳＡＤ値が臨界値より大きければ動き領域(motion region)と決める。このように決められた判断結果は判断バッファ(decision buffer)１４６に保存される。
【００４５】
　図３は判断バッファ１４６を示している。同図において、黒色で表示された部分が現在ＳＡＤ値を求めたマクロブロックの判断結果が保存された領域を示し、点で示した部分は現在マクロブロック周辺のマクロブロックに対する判断結果保存された領域を示す。このように、判断結果がピクセル単位ではなくマクロブロック単位に保存されるため、判断バッファ１４６の大きさはピクセル単位に保存される場合に比べてその大きさが小さくなっても構わない。精密判断部１４４は判断バッファ１４６に保存されている現在マクロブロックの判断結果とその周囲に存するマクロブロックの判断結果を総合的に分析して、最終的に静止領域であるか否かを判断する。精密判断部１４４の出力信号はＭＵＸ１４９を通して適応的選択部１５０に伝達される。
【００４６】
　フィルムモード検出(Film mode detection)部１４８は現フィールドの全てのマクロブロックについてデインタレーシングを行う間判断部１４２で下された判断結果を分析する。すなわち、判断部１４２の判断結果、動き領域と下したマクロブロック数を数えてこれを用いて入力される映像が２４Ｈｚフィルムを３:２プルダウンを通してインタレーシングに作られたものであるか否かを判断する。
【００４７】
　フィルムソースの場合は１秒当たり２４個の順次方式のフレームで構成され、一般のＴＶの場合は１秒当たり６０個のインタレースフィールドで構成される。従って、フィルムソースをインタレースフィールドに作るため、１フレームからボトム(bottom)フィールド、トップ(top)フィールド、及びもう一つのトップフィールドの三つのフィールドを、次フレームでトップフィールド及びボトムフィールドの二つのフィールドを抽出する。このような作業を３：２プルダウン(pull down)と称する。従って、動き領域であると判断されたブロックの数を計算してこれを用いれば、フィルムモードであるか否かが分かる。
【００４８】
　適応的選択部１５０は静止領域/フィルムモード検出部１４０から伝えられた結果を用いて最終デインタレーシング結果を出力する。すなわち、静止領域/フィルムモード検出部１４０で判断結果フィルムモードであると判断されたり静止領域と判断されれば、前フィールドバッファ１０６、次フィールドバッファ１０４にそれぞれ保存された前フィールドと次フィールドを用いてデインタレーシング結果を出力することができる。また、静止領域でないかフィルムモードでないと判断されれば、３Ｄ補間部１２０の出力を選択して出力する。このように静止領域、動き領域、及びフィルムモードであるか否かによって適応的にデインタレーシングを行える。
【００４９】
　図４は図２に示したデインタレーシング装置の動作方法を説明するための流れ図である。同図を参照すれば、まず前フィールドバッファ１０６、現フィールドバッファ１０４、次フィールドバッファ１０２には連続的に入力される映像信号の各フィールドが入力順序に従って順次に保存される(Ｓ３００)。
【００５０】
　ゼロ動き推定部１３０は保存された映像信号からブロックＳＡＤを算出する(Ｓ３１０)。算出されたブロックＳＡＤ値は静止領域/フィルムモード検出部１４０で静止領域及びフィルムモードであるか否かを判断する(Ｓ３２０)。判断結果静止領域やフィルムモードと判断される場合は次フィールドと前フィールドから補間値を算出する(Ｓ３３０)。静止領域やフィルムモードでない場合は３Ｄ補間部１２０で算出した補間値を出力する(Ｓ３４０)。
【００５１】
　図５は本発明に係るインタレーシング装置の他の実施例を示すブロック図である。
【００５２】
　同図を参照すれば、デインタレーシング装置は、次フィールドバッファ２０２、現フィールドバッファ２０４、前フィールドバッファ２０６、３Ｄ補間部２２０、ゼロ動き推定部２３０、静止領域/フィルムモード検出部２４０、及び適応的選択部２５０で構成される。
【００５３】
　ブロック図から分かるように、図４のインタレーシング装置は、図２のインタレーシング装置と比較してゼロ動き推定部２３０の構成が異り、前フィールドバッファ２０６、現フィールドバッファ２０４、次フィールドバッファ２０２に保存される単位がフィールドがラインであるという点において違う。
【００５４】
　３Ｄ補間部２２０、静止領域/フィルムモード検出部２４０、適応的選択部２５０の機能は、図２で説明したインタレーシング装置と同様である。従って、以下では機能上違いのあるブロックについてだけ主に説明する。
【００５５】
　前フィールドバッファ２０６、現フィールドバッファ２０４、次フィールドバッファ２０２には連続的に入力される映像信号の各フィールドのラインを入力順序に従って順次に保存する。入力される映像信号をフィールドの代りにライン単位に保存することによって、バッファの大きさが図２に示したインタレーシング装置に比べて小さくても良い。
【００５６】
　ゼロ動き算出部２３０はセグメントＳＡＤ算出部２３２、ＳＡＤバッファ２３４、ブロックＳＡＤ算出部２３６を備える。
【００５７】
　セグメントＳＡＤ算出部２３２は前フィールドと次フィールドで一定サイズのラインセグメントに該当するイメージを比較してＳＡＤを求める。前フィールドのイメージをｆ（ｘ、ｙ、ｔ−１）、次フィールドのイメージをｆ（ｘ、ｙ、ｔ＋１）とする時、ＳＡＤは次の[数１０]のようになる。ただし、次の式において、Ｌはラインセグメント内のピクセルに該当するｘインデックスの集合である。
【００５８】
【数１０】
2004064788.tif 000008
【００５９】
　求められたＳＡＤはこれを保存するＳＡＤバッファ２３４に保存される。ＳＡＤバッファ２３４の大きさは、図２のインタレーシング装置で説明したマクロブロックのｙ方向の大きさに該当し、ＳＡＤバッファ２３４の個数はマクロブロックのｘ方向の大きさに該当する。ＳＡＤバッファ２３４は以前ラインと同じ位置に該当するラインセグメントのＳＡＤ値を保存している。ブロックＳＡＤ算出部２３６はＳＡＤバッファ２３４に保存されている値を全て足してマクロブロックのＳＡＤに該当する値を求められる。すなわち、以上のような方式によって、図２に示したインタレーシング装置と同様なＳＡＤ値を算出して静止領域/フィルムモード算出部２４０に伝達できる。従って、以降の過程は図２のデインタレーシング装置と同様に進まれる。
【００６０】
　以上では本発明の望ましい実施例について示しかつ説明したが、本発明は前述した特定の実施例に限らず、請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱せず当該発明の属する技術分野において通常の知識を持つ者にとって多様な変形実施が可能なことは勿論、そのような変形実施は本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されるべきではない。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
　本デインタレーシング装置は、順次走査方式を使うディスプレイ装置に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１ａ】画面走査方式を説明するための図である。
【図１ｂ】画面走査方式を説明するための図である。
【図１ｃ】画面走査方式を説明するための図である。
【図２】本発明に係るデインタレーシング装置の一実施例に対するブロック図である。
【図３】判断バッファを示す図である。
【図４】図３のデインタレーシング装置の動作方法を説明するための流れ図である。
【図５】本発明に係るデインタレーシング装置の他の実施例に対するブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
　１０２　次フィールドバッファ
　１０４　現フィールドバッファ
　１０６　前フィールドバッファ
　１２０　３Ｄ補間部
　１２２　動き情報抽出部
　１２４　空間的補間部
　１２６　時間的補間部
　１２８　ソフトスイッチング部
　１３０　ゼロ動き推定部
　１３２　ブロックＳＡＤ算出部
　１４０　静止領域/フィルムモード検出部
　１４２　判断部
　１４４　精密判断部
　１４６　判断バッファ
　１４８　フィルムモード検出部
　１４９　ＭＵＸ
　１５０　適応的選択部
【図１ａ】
2004064788.tif 000013
【図１ｂ】
2004064788.tif 000014
【図１ｃ】
2004064788.tif 000015
【図２】
2004064788.tif 000016
【図３】
2004064788.tif 000017
【図４】
2004064788.tif 000018
【図５】
2004064788.tif 000019