(57)【要約】【課題】画質劣化のない黒伸張処理を行なう。【解決手段】インターレース映像信号を走査線変換回路１３によって、順次走査信号に変換すると共に、非補間走査線に対して非補間走査線黒伸張回路１５で黒伸張処理を施すと共に、補間走査線に対して補間走査線黒伸張回路１６で黒伸張処理を施し、両黒伸張処理回路１５，１６の出力を合成回路１７で合成して出力端子１８に出力する。インターレース映像信号に係る映像の動きを動き検出回路１９で検出して、利得補正信号生成回路２０に供給し、映像の動きに応じて利得補正信号を生成して補間走査線黒伸張回路１６に供給する。補間走査線黒伸張回路１６は、利得補正信号によって黒伸張処理の深さを変える。すなわち、映像の動きが大きい程、黒伸張処理の深さを深くする。【選択図】      図１
2004266393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターレース映像信号のフィールドが奇数フィールドであるか偶数フィールドであるかを判別し、当該インターレース映像信号の各フィールドに対応した順次走査変換のためのタイミング信号を出力するフィールド判別手段と、
前記インターレース映像信号に係る映像の動きを検出する動き検出手段と、
前記インターレース映像信号から前記フィールド判別手段からのタイミング信号に基づいて補間走査線を生成し、生成した補間走査線を前記インターレース映像信号の走査線の間に補間する走査線変換手段と、
前記走査線変換手段から出力される非補間走査線の映像信号の黒レベルを伸張する第１の黒伸張手段と、
前記走査線変換手段から出力される前記補間走査線の映像信号の黒レベルを伸張する第２の黒伸張手段であって、その伸張処理が前記動き検出手段の検出出力に基づいて制御される第２の黒伸張手段と、
前記第１の黒伸張手段の出力と前記第２の黒伸張手段の出力を、前記第１の黒伸張手段の出力の走査線の間に前記第２の黒伸張手段の出力の走査線が補間されるように合成する合成手段と、
を具備したことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項２】
インターレース映像信号に係る映像の動きを検出する動き検出手段と、
前記インターレース映像信号から当該インターレース映像信号を順次走査に変換するための補間走査線を生成する補間走査線生成手段と、
前記インターレース映像信号の黒レベルを伸張する第１の黒レベル伸張手段と、
前記補間走査線の映像信号の黒レベルを伸張する第２の黒レベル伸張手段であって、その伸張処理が前記動き検出手段の検出出力に基づいて制御される第２の黒伸張手段と、
前記第１の黒伸張手段で処理された映像信号の走査線の間に前記第２の黒伸張手段で処理された映像信号の走査線を補間して順次走査信号に変換して出力する順次走査変換手段と、
を具備したことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項３】
インターレース方式の映像信号を走査線補間して順次走査方式の映像信号に変換する変換手段と、
前記インターレース方式の映像信号に係る映像の動きを検出する動き検出手段と、
前記変換手段によって走査線が補間される映像信号の走査線に対して黒伸張処理を施す第１の黒伸張手段と、
前記補間走査線に対して前記動き検出手段の検出結果に応じて制御される黒伸張処理を施す第２の黒伸張手段と、
を具備したことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項４】
前記第２の黒伸張手段は、前記動き検出手段で検出された前記映像の動きが大きい程伸張レベルが大きくなるように処理するものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の映像信号処理装置。
【請求項５】
映像信号に係る映像の動きを検出する動き検出手段と、
前記映像信号に対して黒伸張処理を施す黒伸張手段であって、その処理が前記動き検出手段の検出結果に基づいて制御される黒伸張手段と、
を具備したことを特徴とする映像信号処理装置。
【請求項６】
インターレース映像信号に係る映像の動きを検出するステップと、
前記インターレース映像信号から補間走査線を生成するステップと、
前記インターレース映像信号の水平走査線に対して黒伸張処理を施すステップと、
前記補間水平走査線の映像信号に対して前記動き検出手段の検出結果に基づいて制御される黒伸張処理を施すステップと、
前記黒伸張処理の施された非補間水平走査線と補間走査線を合成して順次走査映像信号を生成するステップと、
を具備したことを特徴とする映像信号処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インターレース方式の映像信号を、１フィールド内の走査線数が元の走査線数の倍となる順次走査方式の映像信号に変換する映像信号処理装置及び映像信号処理方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、近年のテレビジョン画面の大型化及び高画質化等により、テレビジョン受信機の表示性能が向上し、以前は目立たなかった画質上の問題も見えるようになってきている。例えば、インターレース方式で送られてきた映像信号をテレビジョン受信機で表示する際に、ラインフリッカや大画面フリッカが目立つ場合がある。
【０００３】
このため、インターレース方式の映像信号を、画像メモリを使用して倍速変換し、１フィールド内の走査線数が元の走査線数の倍となる順次走査方式の映像信号に変換して表示することが行なわれている。ところが、この手法では、ラインフリッカや大画面フリッカはなくなるものの、走査線の補間方法に起因して垂直解像度が劣化するという問題を有している。
【０００４】
この問題を解消するために従来から種々の提案がなされており、例えば、特許文献１に示されるように、元の映像信号の輝度レベルに応じて補間信号の輝度レベルを可変させることにより、元の映像信号による走査線と補間信号による走査線との視覚的なコントラスト感を向上させて、画質劣化を改善しようとする試みもなされている。
【０００５】
一方、テレビジョン受信機にあっては、インターレース方式の映像信号のみを表示するタイプ、または、インターレース方式の映像信号とそれを順次走査方式に変換した映像信号とを表示可能なタイプ等を問わず、表示画像の視覚的なコントラスト感を改善するために、映像信号の輝度レベルの低い部分を、黒信号レベル以下にまで引き下げる黒伸張回路が設けられている。
【０００６】
この黒伸張回路は、インターレース方式の映像信号を、その各走査線から補間信号を生成して元の走査線の間に補間することで順次走査方式の映像信号に変換する処理の過程においても、生成した補間信号に対しその輝度レベルを変更する黒伸張処理を施す機能を有している。
【０００７】
そして、この補間される走査線の映像信号に対して黒伸張処理が施され、順次走査方式に変換された映像信号は、さらに元の映像信号の各走査線に対して黒伸張処理が施された後、表示ドライブ回路を介して、表示部によって画像表示される。
このような黒伸張処理は、コントラスト感を改善するものではあるが、映像によっては必ずしも効果を発揮しない場合もある。例えば、朝夕の風景等、黒より少し明るい程度の映像に対しては、画面全体に亘って黒伸張が働いてしまうため、補間走査線がより黒く表示されてしまい、順次走査方式の表示にもかかわらず、インターレース表示のような走査線の粗さを目立たせてしまう。この問題を避けるために、黒伸張処理の利得を低く設定すると、黒伸張処理本来の効果が発揮されなくなる。
【０００８】
また、インターレース映像信号を順次走査方式に変換した際、垂直解像度の低下が画面全体に生ずるものであるが、映像の輪郭部分には、常に高域成分が多く含まれるため、視覚的には動きのある絵柄の輪郭付近で画質劣化が目立つことになる。
【特許文献１】
特開昭６３−１７９６８５号公報（第２，３頁、図１，３）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来、コントラスト感を改善する目的で適用される黒伸張回路は、画質劣化の要因となる場合があり、特にインターレース映像信号を順次走査方式に変換する際に適用した場合、黒伸張が強く行なわれると暗部で補間走査線が強調されて順次走査変換の効果が充分に発揮されないという問題がある。
【００１０】
本発明は、以上の点に対処してなされたもので、映像の動きを検出し、その検出結果に基づいて黒伸張処理を制御することで、順次走査変換による効果を損なわずに黒伸張の効果を最大限に発揮できるようにした映像信号処理装置及び映像信号処理方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の映像信号処理装置は、インターレース映像信号のフィールドが奇数フィールドであるか偶数フィールドであるかを判別し、当該インターレース映像信号の各フィールドに対応した順次走査変換タイミングを有するタイミング信号を出力するフィールド判別手段と、前記インターレース映像信号に係る映像の動きを検出する動き検出手段と、前記インターレース映像信号から前記フィールド判別手段からのタイミング信号に基づいて補間走査線を生成し、生成した補間走査線を前記インターレース映像信号の走査線の間に補間する走査線変換手段と、前記走査線変換手段から出力される非補間走査線の映像信号の黒レベルを伸張する第１の黒伸張手段と、前記走査線変換手段から出力される前記補間走査線の映像信号の黒レベルを伸張する第２の黒伸張手段であって、その伸張処理が前記動き検出手段の検出出力に基づいて制御される第２の黒伸張手段と、前記第１の黒伸張手段の出力と前記第２の黒伸張手段の出力を、前記第１の黒伸張手段の出力の走査線の間に前記第２の黒伸張手段の出力の走査線が補間されるように合成する合成手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、補間走査線に対して施す黒伸張処理を、映像の動きに応じて制御するようにしたので、順次走査変換の効果を損なわずに、黒伸張処理の効果を最大限に発揮できるようになるものである。
本発明の映像信号処理装置は、インターレース映像信号に係る映像の動きを検出する動き検出手段と、前記インターレース映像信号から当該インターレース映像信号を順次走査に変換するための補間走査線を生成する補間走査線生成手段と、前記インターレース映像信号の黒レベルを伸張する第１の黒レベル伸張手段と、前記補間走査線の映像信号の黒レベルを伸張する第２の黒レベル伸張手段であって、その伸張処理が前記動き検出手段の検出出力に基づいて制御される第２の黒伸張手段と、前記第１の黒伸張手段で処理された映像信号の走査線の間に前記第２の黒伸張手段で処理された映像信号の走査線を補間して順次走査信号に変換して出力する順次走査変換手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、補間走査線に対して施す黒伸張処理を、映像の動きに応じて制御するようにしたので、順次走査変換の効果を損なわずに、黒伸張処理の効果を最大限に発揮できるようになるものである。
本発明の映像信号処理装置は、インターレース方式の映像信号を走査線補間して順次走査方式の映像信号に変換する変換手段と、前記インターレース方式の映像信号の動きを検出する動き検出手段と、前記変換手段によって走査線が補間される映像信号の走査線に対して黒伸張処理を施す第１の黒伸張手段と、前記補間走査線に対して前記動き検出手段の検出結果に応じて制御される黒伸張処理を施す第２の黒伸張手段と、を具備したことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、補間走査線に対して施す黒伸張処理を、映像の動きに応じて制御するようにしたので、順次走査変換の効果を損なわずに、黒伸張処理の効果を最大限に発揮できるようになるものである。
本発明の映像信号処理装置は、映像信号の動きを検出する動き検出手段と、前記映像信号に対して黒伸張処理を施す黒伸張手段であって、その処理が前記動き検出手段の検出結果に基づいて制御される黒伸張手段と、を具備したことを特徴とする。
本発明によれば、黒伸張処理を映像の動きに応じて制御するようにしたので、黒伸張処理の効果を最大限に発揮できるようになるものである。
本発明の映像信号処理方法は、インターレース映像信号に係る映像のの動きを検出するステップと、前記インターレース映像信号から補間走査線を生成するステップと、前記インターレース映像信号の水平走査線に対して黒伸張処理を施すステップと、前記補間水平走査線の映像信号に対して前記動き検出手段の検出結果に基づいて制御される黒伸張処理を施すステップと、前記黒伸張処理の施された非補間水平走査線と補間走査線を合成して順次走査映像信号を生成するステップと、を具備したことを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、補間走査線に対して施す黒伸張処理を、映像の動きに応じて制御するようにしたので、順次走査変換の効果を損なわずに、黒伸張処理の効果を最大限に発揮できるようになるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の映像信号処理装置１０の一実施形態を示す回路ブロック図である。入力端子１１には、例えば図示しないアンテナで受信されたテレビジョン放送信号が供給される。入力端子１１は、受信回路１２に接続されており、放送信号はここで、所定チャンネルの選局が行なわれ、さらに放送がデジタル放送である場合にはそれに対応した処理が実行される。
【００１７】
すなわち、まず復調が行なわれ、次いで必要に応じてスクランブルの解除が行なわれ、それによって得られる多重ストリームから所望のストリームを分離抽出し、抽出したストリームの復号が行なわれ、さらにデジタル信号がアナログ信号に変換されて、その結果、受信回路１２からは、ベースバンドのインターレース方式の映像信号が出力される。
【００１８】
受信回路１２の出力は、走査線変換回路１３に供給されて、ここで各水平走査線の間を補間する補間走査線が生成され、この補間走査線が受信回路１２から出力される映像信号の各水平走査線の間に補間され、順次走査信号に変換される。
走査線変換回路１３による走査線変換処理は、周知のものであり、例えば、補間走査線を生成するには、１水平走査期間の遅延時間を有する遅延線を通った信号と通らない信号を加算して、加算出力に１／２の係数を掛けて出力するいわゆる走査線内挿が適用可能である。
【００１９】
そして、走査線変換回路１３では、そのようにして生成した補間走査線と受信回路１２から出力される映像信号の各走査線（非補間走査線）をそれぞれ１／２に時間圧縮してから、非補間走査線と補間走査線とを水平周期の１／２で交互に選択して出力することにより、順次走査に変換するものである。
【００２０】
また、走査線変換回路１３は、その変換処理がフィールド判別回路１４の判別結果によって制御される。すなわち、奇数フィールドと偶数フィールドでは、画面上の走査開始位置が異なるため、補間信号もタイミングをそれに合せる必要があり、フィールド判別回路の判別結果に基づいてタイミングを決定している。
【００２１】
走査線変換回路１３の出力は、非補間走査線黒伸張回路１５と補間走査線黒伸張回路１６に供給され、両黒伸張回路１５，１６の出力は合成回路た１７で合成されて順次走査方式の映像信号として出力端子１８から出力される。
さらに、受信回路１２の出力は動き検出回路１９に供給され、ここで映像信号に係る映像の動きが検出される。例えば、動き検出回路１９は、フィールド期間の遅延手段を備え、フィールド間の信号の差分に基づいて走査線の画素毎に動きを、例えば画面垂直方向成分と水平方向成分で示されるベクトルとして検出することが可能である。動き検出回路１９は、検出したベクトルの絶対値を演算によって算出し、その出力を利得補正信号生成回路２０に出力する。
【００２２】
利得補正信号生成回路２０は、フィールド判別回路１４からタイミング信号も供給され、利得補正信号生成回路２０は、補間走査線のタイミングで動き検出回路１９から供給される動き検出信号に基づいて利得補正信号を生成して補間走査線黒伸張回路１６に供給する。その結果、補間走査線黒伸張回路１６は、動き検出回路１９の検出結果に基づいた黒伸張処理を実行する。
【００２３】
図２は、補間走査線黒伸張回路１６において実行される黒伸張処理の内容を説明するための特性図である。図２において、受信回路１２から出力される映像信号、すなわち非補間信号の輝度レベルを示し、０％の黒から１００％の白までとなっている。また縦軸は補間信号の輝度レベルで、同様に０％の黒から１００％の白までとなっている。
【００２４】
図２で示す特性は、非補間走査線黒伸張回路１５と補間走査線黒伸張回路１６の処理の結果を相対的に示すものであり、直線ｄは、両黒伸張回路１５，１６における黒伸張処理が全く同一であることを示す。
動き検出回路１９において、映像が静止画であると判定された場合には、補間走査線黒伸張回路１６は、非補間走査線黒伸張回路１５と全く同じ処理を実行する。すなわち、図２では、直線ｄの処理が実行される。
動き検出回路１９において検出された映像の動きが少ない場合には、補間走査線黒伸張回路１６は、曲線ｃに示すように非補間信号に比べて黒に近い部分を若干より黒に近づける処理を実行する。さらに映像の動きが大きくなるにしたがって、曲線ｂ，ｃに示すように、深い黒伸張処理を実行するようになる。
【００２５】
その結果、映像の動きが大きくなるにしたがって、補間走査線の黒伸張処理がより深くなり、順次走査に変換した映像信号の走査線が目立つというような問題を解決することができるものである。
なお、以上の説明では、インターレース方式の映像信号を順次走査方式に変換する際に、映像の動きを検出してそれに応じて補間走査線の黒伸張処理を制御するとしたが、本発明は、順次走査変換に係りなく、映像信号の動きに応じて黒伸張処理を制御するようにしてもよいものである。
【００２６】
また、以上説明した実施の形態では、映像信号を放送信号から取得するものとしたが、本発明はそれに限定されるものではなく、映像信号としては記録媒体から再生されたものであってもよく、あるいはインターネット等で配信されたものであってよく、その他種々の手段によって提供される映像信号を処理する装置として構成することができるものである。
【００２７】
以上のように本発明によれば、映像の動きに応じて黒伸張処理の処理の深さを変えるようにしたので、画質を劣化させることなくコントラスト感を向上させることができるようになるものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明の映像信号処理装置は、黒伸張処理を映像の動きに応じて制御し、映像の動きが大きければそれに応じて、黒付近の映像信号をより黒レベルに近づけるようにしたので、画質を劣化させることなくコントラスト感を向上させることができるものである。
また、以上の黒伸張処理をインターレース映像信号を順次走査信号に変換する処理と組合わせることで、補間走査線が目立つという現象を抑制して、順次走査変換の効果を最大限に発揮できるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る映像信号処理装置の一実施の形態を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示す装置の動作を説明するための特性図。
【符号の説明】
１０…映像信号処理装置
１１…入力端子
１２…受信回路
１３…走査線変換回路
１４…フィールド判別回路
１５…非補間走査線黒伸張回路
１６…補間走査線黒伸張回路
１７…合成回路
１８…出力端子
１９…動き検出回路
２０…利得補正回路
【図１】
2004266393.tif 000003
【図２】
2004266393.tif 000004