(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを、上記第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、
所定のパラメータを含み、上記推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データを格納する格納手段と、
上記所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、
上記格納手段に格納された係数データに基づいて、上記生成式により、上記パラメータ設定手段で設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する行列要素生成手段と、
上記行列要素生成手段で生成された上記各要素からなる足し込み行列を用いて、上記推定式の係数データを生成する係数データ生成手段と
を備えることを特徴とする係数データ生成装置。
【請求項２】
上記所定のパラメータは、上記第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。
【請求項３】
上記所定のパラメータは、上記第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、上記第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。
【請求項４】
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを、上記第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、
所定のパラメータの値を設定する第１のステップと、
上記所定のパラメータを含み、上記推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データに基づいて、上記生成式により、上記第１のステップで設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する第２のステップと、
上記第２のステップで生成された上記各要素からなる足し込み行列を用いて、上記推定式の係数データを生成する第３のステップと
を備えることを特徴とする係数データ生成方法。
【請求項５】
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを、上記第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成するために、
所定のパラメータの値を設定する第１のステップと、
上記所定のパラメータを含み、上記推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データに基づいて、上記生成式により、上記第１のステップで設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する第２のステップと、
上記第２のステップで生成された上記各要素からなる足し込み行列を用いて、上記推定式の係数データを生成する第３のステップと
を実行するためのコンピュータプログラムが記録された情報記録媒体。
【請求項６】
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、
所定のパラメータを含み、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データを格納する格納手段と、
上記所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、
上記格納手段に格納された係数データに基づいて、上記生成式により、上記パラメータ設定手段で設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記足し込み行列の各要素をそれぞれ生成し、該各要素からなる足し込み行列を用いて、上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生する係数データ発生手段と、
上記第１の情報信号から、上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第１の情報データを選択する第１のデータ選択手段と、
上記係数データ発生手段で発生された上記推定式の係数データと上記第１のデータ選択手段で選択された上記複数の第１の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る演算手段と
を備えることを特徴とする情報信号処理装置。
【請求項７】
上記第１の情報信号から、上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第２の情報データを選択する第２のデータ選択手段と、
上記第２のデータ選択手段で選択された上記複数の第２の情報データに基づいて上記注目点が属するクラスを検出するクラス検出手段とをさらに備え、
上記格納手段は、上記クラス検出手段で検出し得るクラス毎に、上記係数データを格納しており、
上記係数データ発生手段は、上記クラス検出手段で検出されたクラスおよび上記パラメータ設定手段で設定された上記所定のパラメータの値に対応した、上記推定式の係数データを発生する
ことを特徴とする請求項６に記載の情報信号処理装置。
【請求項８】
上記係数データ発生手段は、
上記格納手段に格納された上記係数データに基づいて、クラス毎に、上記足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する行列要素生成部と、
上記行列要素生成部で生成された上記各要素からなるクラス毎の足し込み行列を用いて、上記推定式の係数データをクラス毎に生成する係数データ生成部と、
上記係数データ生成部で生成された上記クラス毎の推定式の係数データを格納する格納部と、
上記格納部より上記検出手段で検出されたクラスに対応した上記推定式の係数データを読み出して出力する係数データ読み出し部とを有してなる
ことを特徴とする請求項７に記載の情報信号処理装置。
【請求項９】
上記所定のパラメータは、上記第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである
ことを特徴とする請求項６に記載の情報信号処理装置。
【請求項１０】
上記所定のパラメータは、上記第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、上記第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである
ことを特徴とする請求項６に記載の情報信号処理装置。
【請求項１１】
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理方法であって、
所定のパラメータの値を設定する第１のステップと、
上記所定のパラメータを含み、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データに基づいて、上記生成式により、第１のステップで設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記足し込み行列の各要素をそれぞれ生成し、該各要素からなる足し込み行列を用いて、上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生する第２のステップと、
上記第１の情報信号から、上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択する第３のステップと、
上記第２のステップで発生された上記推定式の係数データと上記第３のステップで選択された上記複数の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る第４のステップと
を備えることを特徴とする情報信号処理方法。
【請求項１２】
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換するために、
所定のパラメータの値を設定する第１のステップと、
上記所定のパラメータを含み、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データに基づいて、上記生成式により、第１のステップで設定された上記所定のパラメータの値に対応した上記足し込み行列の各要素をそれぞれ生成し、該各要素からなる足し込み行列を用いて、上記所定のパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生する第２のステップと、
上記第１の情報信号から、上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択する第３のステップと、
上記第２のステップで発生された上記係数データと上記第３のステップで選択された上記複数の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る第４のステップと
を実行するためのコンピュータプログラムが記録された情報記録媒体。
【請求項１３】
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、所定のパラメータを含む生成式の係数データを取得する装置であって、
上記第１の情報信号に対応する生徒信号から、上記第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択手段と、
上記データ選択手段で選択された複数の情報データおよび上記教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、上記所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した上記推定式の係数データを求めるための足し込み行列を生成する足し込み行列生成手段と、
上記足し込み行列生成手段で生成された上記所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した足し込み行列の各要素を使用して、上記足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、上記所定のパラメータを含む生成式の係数データを生成する係数データ生成手段と
を備えることを特徴とする係数データ取得装置。
【請求項１４】
上記所定のパラメータは、上記第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである
ことを特徴とする請求項１３に記載の係数データ取得装置。
【請求項１５】
上記所定のパラメータは、上記第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、上記第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである
ことを特徴とする請求項１３に記載の係数データ取得装置。
【請求項１６】
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、所定のパラメータを含む生成式の係数データを取得する方法であって、
上記第１の情報信号に対応する生徒信号から、上記第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択する第１のステップと、
上記第１のステップで選択された複数の情報データおよび上記教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、上記所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した上記推定式の係数データを求めるための足し込み行列を生成する第２のステップと、
上記第２のステップで生成された上記所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した足し込み行列の各要素を使用して、上記足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、上記所定のパラメータを含む生成式の係数データを生成する第３のステップと
を備えることを特徴とする係数データ取得方法。
【請求項１７】
複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、所定のパラメータを含む生成式の係数データを生成するために、
上記第１の情報信号に対応する生徒信号から、上記第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択する第１のステップと、
上記第１のステップで選択された複数の情報データおよび上記教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、上記所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した上記推定式の係数データを求めるための足し込み行列を生成する第２のステップと、
上記第２のステップで生成された上記所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した足し込み行列の各要素を使用して、上記足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、上記所定のパラメータを含む生成式の係数データを生成する第３のステップと
を実行するためのコンピュータプログラムが記録された情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＮＴＳＣ方式のビデオ信号をハイビジョンのビデオ信号に変換する際に適用して好適な係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の処理装置および処理方法、それに使用する係数データの取得装置および取得方法、並びに情報記録媒体に関する。詳しくは、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、生成式により所定のパラメータの値に対応した足し込み行列の各要素をそれぞれ生成し、その各要素からなる足し込み行列を用いて生成することによって、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、第１の情報信号から所定のパラメータの値に対応した第２の情報信号を良好に得ることができるようにした係数データ生成装置等に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば５２５ｉ信号というＳＤ(Standard Definition）信号を、１０５０ｉ信号というＨＤ(High Definition)信号に変換するフォーマット変換が提案されている。５２５ｉ信号は、ライン数が５２５本でインタレース方式の画像信号を意味し、１０５０ｉ信号は、ライン数が１０５０本でインタレース方式の画像信号を意味する。
【０００３】
図１２は、５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を示している。ここで、大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さなドットが１０５０ｉ信号の画素である。また、奇数フィールドの画素位置を実線で示し、偶数フィールドの画素位置を破線で示している。５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要がある。
【０００４】
従来、上述したようなフォーマット変換を行うために、５２５ｉ信号の画素データより１０５０ｉ信号の画素データを得る際に、５２５ｉ信号の画素に対する１０５０ｉ信号の各画素の位相に対応した推定式の係数データをメモリに格納しておき、この係数データを用いて推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求めることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求めるものにおいては、この１０５０ｉ信号による画像の解像度は固定されており、従来のコントラストやシャープネス等の調整のように、画像内容等に応じて所望の解像度とすることができなかった。ユーザが所望の解像度に任意に調整するために、複数の解像度に対応する係数データを用意しておくことが考えられるが、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招き、装置のコストアップにつながる。
【０００６】
この発明は、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、所定のパラメータの値に対応した第２の情報信号を良好に得ることができる係数データ生成装置等を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る係数データ生成装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、第２の情報信号に係る注目点の情報データを、第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データを格納する格納手段と、所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、格納手段に格納された係数データに基づいて、生成式により、パラメータ設定手段で設定された所定のパラメータの値に対応した足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する行列要素生成手段と、この行列要素生成手段で生成された各要素からなる足し込み行列を用いて、上記推定式の係数データを生成する係数データ生成手段とを備えるものである。
【０００８】
また、この発明に係る係数データ生成方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、第２の情報信号に係る注目点の情報データを、第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、所定のパラメータの値を設定する第１のステップと、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データに基づいて、この生成式により、第１のステップで設定された所定のパラメータの値に対応した足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する第２のステップと、この第２のステップで生成された上記各要素からなる足し込み行列を用いて、上記推定式の係数データを生成する第３のステップとを備えるものである。
また、この発明に係る情報記録媒体は、上述の係数データ生成方法の各ステップを実行するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【０００９】
この発明においては、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データが格納手段に格納されている。例えば、所定のパラメータは、第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである。また例えば、所定のパラメータは、第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである。
【００１０】
格納手段に格納されている係数データに基づいて、生成式により、所定のパラメータの値に対応した足し込み行列の各要素がそれぞれ生成される。そして、このように生成された各要素からなる足し込み行列が用いられ、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データが生成される。
【００１１】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、生成式により所定のパラメータの値に対応した足し込み行列の各要素をそれぞれ生成し、その各要素からなる足し込み行列を用いて生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して出力の質を任意に調整でき、またパラメータの値を調整して任意の出力位相の情報データを得ることが可能となる。
【００１２】
また、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを、推定式の係数データを直接近似した生成式に所定のパラメータの値を代入して求めるものでなく、所定のパラメータの値の変化に大きく依存する、推定式の係数データを得るための足し込み行列の各要素をそれぞれ近似した生成式に、所定のパラメータの値を代入して足し込み行列の各要素を生成し、この足し込み行列を用いて求めるものであり、推定式の係数データとして所定のパラメータの値により対応した信頼性の高いものを得ることができ、第１の情報信号から第２の情報信号への変換を良好に行うことができる。
【００１３】
この発明に係る情報信号処理装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データを格納する格納手段と、所定のパラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、格納手段に格納された係数データに基づいて、生成式により、パラメータ設定手段で設定された所定のパラメータの値に対応した足し込み行列の各要素をそれぞれ生成し、その各要素からなる足し込み行列を用いて、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを発生する係数データ発生手段と、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第１の情報データを選択する第１のデータ選択手段と、係数データ発生手段で発生された係数データと第１のデータ選択手段で選択された複数の第１の情報データとから、推定式を用いて注目点の情報データを算出して得る演算手段とを備えるものである。
【００１４】
また、この発明に係る情報信号処理方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理方法であって、所定のパラメータの値を設定する第１のステップと、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データに基づいて、生成式により、第１のステップで設定された所定のパラメータの値に対応した足し込み行列の各要素をそれぞれ生成し、その各要素からなる足し込み行列を用いて、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを発生する第２のステップと、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択する第３のステップと、第２のステップで発生された推定式の係数データと第３のステップで選択された複数の情報データとから、推定式を用いて注目点の情報データを算出して得る第４のステップとを備えるものである。
また、この発明に係る情報記録媒体は、上述の情報信号処理方法の各ステップを実行するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【００１５】
この発明においては、所定のパラメータを含み、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データが格納手段に格納されている。例えば、所定のパラメータは、第２の情報信号によって得られる出力の質を決めるものである。また例えば、所定のパラメータは、第１の情報信号の情報データの位置を基準とする、第２の情報信号に係る注目点の位相を示すものである。
【００１６】
格納手段に格納されている係数データに基づいて、生成式により、所定のパラメータの値に対応した足し込み行列の各要素がそれぞれ生成される。そして、このように生成された各要素からなる足し込み行列が用いられ、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データが生成される。
【００１７】
また、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第１の情報データが選択される。そして、この複数の第１の情報データと推定式の係数データとから、推定式を用いて、第２の情報信号に係る注目点の情報データが算出される。
【００１８】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、生成式により所定のパラメータの値に対応した足し込み行列の各要素をそれぞれ生成し、その各要素からなる足し込み行列を用いて生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して出力の質を任意に調整でき、またパラメータの値を調整して任意の出力位相の情報データを得ることが可能となる。
【００１９】
また、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを、推定式の係数データを直接近似した生成式に所定のパラメータの値を代入して求めるものでなく、所定のパラメータの値の変化に大きく依存する、推定式の係数データを得るための足し込み行列の各要素をそれぞれ近似した生成式に、所定のパラメータの値を代入して足し込み行列の各要素を生成し、この足し込み行列を用いて求めるものであり、推定式の係数データとして所定のパラメータの値により対応した信頼性の高いものを得ることができ、第１の情報信号から第２の情報信号への変換を良好に行うことができる。
【００２０】
この発明に係る係数データ取得装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、所定のパラメータを含む生成式の係数データを生成する装置であって、第１の情報信号に対応する生徒信号から第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択手段と、このデータ選択手段で選択された複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した推定式の係数データを求めるための足し込み行列を生成する足し込み行列生成手段と、この足し込み行列生成手段で生成された所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した足し込み行列の各要素を使用して、足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、所定のパラメータを含む生成式の係数データを生成する係数データ生成手段とを備えるものである。
【００２１】
また、この発明に係る係数データ取得方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、所定のパラメータを含む生成式の係数データを生成する方法であって、第１の情報信号に対応する生徒信号から第２の情報信号に対応する教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択する第１のステップと、この第１のステップで選択された複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した推定式の係数データを求めるための足し込み行列を生成する第２のステップと、この第２のステップで生成された所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した足し込み行列の各要素を使用して、足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、所定のパラメータを含む生成式の係数データを生成する第３のステップとを備えるものである。
また、この発明に係る情報記録媒体は、上述の係数データ取得方法の各ステップを実行するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【００２２】
この発明においては、生徒信号から教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データが選択される。この複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて、所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した上記推定式の係数データを求めるための足し込み行列が生成される。
【００２３】
そして、所定のパラメータの複数の離散値にそれぞれ対応した足し込み行列の各要素が使用されて、足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する、所定のパラメータを含む生成式の係数データが生成される。
【００２４】
このように生成される係数データに基づいて、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素を生成する、所定のパラメータを含む生成式を構成できる。この生成式によって、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素を生成でき、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを得ることが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としてのテレビ受信機１００の構成を示している。このテレビ受信機１００は、放送信号より５２５ｉ信号というＳＤ信号を得、この５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号というＨＤ信号に変換し、その１０５０ｉ信号による画像を表示するものである。
【００２６】
テレビ受信機１００は、マイクロコンピュータを備え、システム全体の動作を制御するためのシステムコントローラ１０１と、リモートコントロール信号を受信するリモコン信号受信回路１０２とを有している。リモコン信号受信回路１０２は、システムコントローラ１０１に接続され、リモコン送信機２００よりユーザの操作に応じて出力されるリモートコントロール信号ＲＭを受信し、その信号ＲＭに対応する操作信号をシステムコントローラ１０１に供給するように構成されている。
【００２７】
また、テレビ受信機１００は、受信アンテナ１０５と、この受信アンテナ１０５で捕らえられた放送信号（ＲＦ変調信号）が供給され、選局処理、中間周波増幅処理、検波処理等を行って上述したＳＤ信号（５２５ｉ信号）を得るチューナ１０６と、このチューナ１０６より出力されるＳＤ信号を一時的に保存するためのバッファメモリ１０９とを有している。
【００２８】
また、テレビ受信機１００は、バッファメモリ１０９に一時的に保存されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する画像信号処理部１１０と、この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像を表示するディスプレイ部１１１と、このディスプレイ部１１１の画面上に文字図形などの表示を行うための表示信号ＳＣＨを発生させるためのＯＳＤ(On Screen Display)回路１１２と、その表示信号ＳＣＨを上述した画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号に合成してディスプレイ部１１１に供給するための合成器１１３とを有している。ディスプレイ部１１１は、例えばＣＲＴ（cathode-ray tube)ディスプレイ、あるいはＬＣＤ（liquid crystal display）等のフラットパネルディスプレイで構成されている。
【００２９】
図１に示すテレビ受信機１００の動作を説明する。
チューナ１０６より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）は、バッファメモリ１０９に供給されて一時的に保存される。そして、このバッファメモリ１０９に一時的に記憶されたＳＤ信号は画像信号処理部１１０に供給され、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換される。すなわち、画像信号処理部１１０では、ＳＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＳＤ画素データ」という）から、ＨＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＨＤ画素データ」という）が得られる。この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号はディスプレイ部１１１に供給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはそのＨＤ信号による画像が表示される。
【００３０】
ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、上述したようにディスプレイ部１１１の画面上に表示される画像の水平および垂直の解像度を変更できる。画像信号処理部１１０では、後述するように、ＨＤ画素データが推定式によって算出されるが、この推定式の係数データとして、ユーザのリモコン送信機２００の操作によって調整された水平、垂直の解像度を決めるパラメータｈ，ｖの値に対応したものが生成されて使用される。
【００３１】
これにより、画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像の水平、垂直の解像度は、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応したものとなる。なお、パラメータｈ，ｖの調整状態では、ディスプレイ部１１１の画面上に、パラメータｈ，ｖの値の表示が行われる。ユーザは、この表示を参照して、パラメータｈ，ｖの値を調整できる。
【００３２】
次に、画像信号処理部１１０の詳細を説明する。
画像信号処理部１１０は、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３を有している。
【００３３】
第１のタップ選択回路１２１は、予測に使用するＳＤ画素（「予測タップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路１２２は、ＳＤ画素データのレベル分布パターンに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「空間クラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第３のタップ選択回路１２３は、動きに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「動きクラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出するものである。なお、空間クラスを複数フィールドに属するＳＤ画素データを使用して決定する場合には、この空間クラスにも動き情報が含まれることになる。
【００３４】
また、画像信号処理部１１０は、第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１２４を有している。
【００３５】
空間クラス検出回路１２４では、例えば、各ＳＤ画素データを、８ビットデータから２ビットデータに圧縮するような演算が行われる。そして、空間クラス検出回路１２４からは、各ＳＤ画素データに対応した圧縮データが空間クラスのクラス情報として出力される。本実施の形態においては、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）によって、データ圧縮が行われる。なお、情報圧縮手段としては、ＡＤＲＣ以外にＤＰＣＭ（予測符号化）、ＶＱ（ベクトル量子化）等を用いてもよい。
【００３６】
本来、ＡＤＲＣは、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）向け高性能符号化用に開発された適応再量子化法であるが、信号レベルの局所的なパターンを短い語長で効率的に表現できるので、上述したデータ圧縮に使用して好適なものである。ＡＤＲＣを使用する場合、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の最大値をＭＡＸ、その最小値をＭＩＮ、空間クラスタップのデータのダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データｋｉに対して、（１）式の演算により、圧縮データとしての再量子化コードｑｉが得られる。ただし、（１）式において、[  ]は切り捨て処理を意味している。空間クラスタップのデータとして、Ｎａ個のＳＤ画素データがあるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。
ｑｉ＝［（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２P／ＤＲ］      ・・・（１）
【００３７】
また、画像信号処理部１１０は、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報を出力する動きクラス検出回路１２５を有している。
【００３８】
この動きクラス検出回路１２５では、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）ｍｉ，ｎｉからフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。すなわち、動きクラス検出回路１２５では、（２）式によって、差分の絶対値の平均値ＡＶが算出される。第３のタップ選択回路１２３で、例えば上述したように１２個のＳＤ画素データｍ１〜ｍ６，ｎ１〜ｎ６が取り出されるとき、（２）式におけるＮｂは６である。
【００３９】
【数１】
0004691835.tif 000002
【００４０】
そして、動きクラス検出回路１２５では、上述したように算出された平均値ＡＶが１個または複数個のしきい値と比較されて動きクラスのクラス情報ＭＶが得られる。例えば、３個のしきい値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３（ｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３）が用意され、４つの動きクラスを検出する場合、ＡＶ≦ｔｈ１のときはＭＶ＝０、ｔｈ１＜ＡＶ≦ｔｈ２のときはＭＶ＝１、ｔｈ２＜ＡＶ≦ｔｈ３のときはＭＶ＝２、ｔｈ３＜ＡＶのときはＭＶ＝３とされる。
【００４１】
また、画像信号処理部１１０は、空間クラス検出回路１２４より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）の画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１２６を有している。
【００４２】
このクラス合成回路１２６では、（３）式によって、クラスコードＣＬの演算が行われる。なお、（３）式において、Ｎａは空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の個数、ＰはＡＤＲＣにおける再量子化ビット数を示している。
【００４３】
【数２】
0004691835.tif 000003
【００４４】
また、画像信号処理部１１０は、係数メモリ１３４を有している。この係数メモリ１３４は、後述する推定予測演算回路１２７で使用される推定式の複数の係数データを、クラス毎に、格納するものである。この係数データは、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換するための情報である。係数メモリ１３４には上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この係数メモリ１３４からはクラスコードＣＬに対応した推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が読み出され、推定予測演算回路１２７に供給されることとなる。
【００４５】
また、画像信号処理部１１０は、情報メモリバンク１３５を有している。この情報メモリバンク１３５には、パラメータｈ，ｖを含み、推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データが予め蓄えられている。
【００４６】
上述したように、５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要がある。この場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素は、それぞれ中心予測タップに対して異なる位相ずれを持っている。
【００４７】
図２は、奇数フィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素ＨＤ1〜ＨＤ4における中心予測タップＳＤ0からの位相ずれを示している。ここで、ＨＤ1〜ＨＤ4の位置は、それぞれ、ＳＤ0の位置から水平方向にｋ1〜ｋ4、垂直方向にｍ1〜ｍ4だけずれている。
【００４８】
図３は、偶数フィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素ＨＤ1′〜ＨＤ4′における中心予測タップＳＤ0′からの位相ずれを示している。ここで、ＨＤ1′〜ＨＤ4′の位置は、それぞれ、ＳＤ0′の位置から水平方向にｋ1′〜ｋ4′、垂直方向にｍ1′〜ｍ4′だけずれている。
【００４９】
したがって、上述した情報メモリバンク１３５には、クラスおよび出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）の組み合わせ毎に、上述した推定式の係数データを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式の係数データが格納されている。
【００５０】
情報メモリバンク１３５に蓄えられる係数データについて詳細に説明する。
後述する推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される複数の係数データＷｉとから、（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ画素データｙが演算される。第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップ数が１０個であるとき、（４）式におけるｎは１０となる。
【００５１】
【数３】
0004691835.tif 000004
【００５２】
本出願人による先の出願（特願平２０００−３４８７３０号）においては、各クラスにおける各予測タップの係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、例えば（５）式に示すように、パラメータｈ，ｖを含む生成式によって生成することを提案した。この生成式の係数データｗ10〜ｗn9は、予め学習によって求められ、情報メモリバンクに格納されている。
【００５３】
【数４】
0004691835.tif 000005
【００５４】
この（５）式で示すような生成式は、パラメータｈ，ｖを含んでおり、パラメータｈ，ｖの値を変化させることで、そのパラメータｈ，ｖの値に対応した係数データＷｉを得ることができ、画質調整が可能となる。しかし、上述の（５）式で示すような生成式は、パラメータｈ，ｖの各離散値における推定式の係数データを直接近似したものであって、パラメータｈ，ｖの値とこのパラメータｈ，ｖを代入して生成された係数データＷｉとの間に直接的な関係を見い出すことが難しく、生成された係数データＷｉの信頼性に疑問が残るものであった。
【００５５】
図４は、情報メモリバンク１３５に格納される係数データの取得方法の概念を示している。
まず、教師信号としてのＨＤ信号から生徒信号としての複数のＳＤ信号を生成する。例えば、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域を可変するパラメータｈ，ｖの値をそれぞれ９段階（０，１，・・・，８）に可変して、合計８１種類のＳＤ信号を生成する。このようにして生成した各ＳＤ信号とＨＤ信号との間で学習を行って、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、（４）式の推定式の係数データＷｉを求めるための足し込み行列Ａを生成する。
【００５６】
この足し込み行列Ａは、（４）式の推定式の係数データＷｉを求めるための正規方程式を、掃き出し法（Gauss-Jordanの消去法）等を用いて実際に解く場合に採られる形態である。
推定式の係数データＷｉの求め方を説明する。
（４）式の推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を最小二乗法により求める。一般化した例として、Ｘを入力データ、Ｗを係数データ、Ｙを予測値として、（６）式の観測方程式を考える。この（６）式において、ｍは学習データの数を示し、ｎは予測タップの数を示している。
【００５７】
【数５】
0004691835.tif 000006
【００５８】
（６）式の観測方程式により収集されたデータに最小二乗法を適用する。この（６）式の観測方程式をもとに、（７）式の残差方程式を考える。
【００５９】
【数６】
0004691835.tif 000007
【００６０】
（７）式の残差方程式から、各Ｗiの最確値は、（８）式のｅ2を最小にする条件が成り立つ場合と考えられる。すなわち、（９）式の条件を考慮すればよいわけである。
【００６１】
【数７】
0004691835.tif 000008
【００６２】
つまり、（９）式のｉに基づくｎ個の条件を考え、これを満たす、Ｗ1，Ｗ2，・・・，Ｗnを算出すればよい。そこで、（７）式の残差方程式から、（１０）式が得られる。さらに、（１０）式と（６）式とから、（１１）式が得られる。
【００６３】
【数８】
0004691835.tif 000009
【００６４】
そして、（７）式と（１１）式とから、（１２）式の正規方程式が得られる。
【００６５】
【数９】
0004691835.tif 000010
【００６６】
（１２）式の正規方程式は、未知数の数ｎと同じ数の方程式を立てることが可能であるので、各Ｗiの最確値を求めることができる。この正規方程式を掃き出し法等を用いて実際に解く場合には、（１３）式のような行列にまとめてから演算をする。この行列が上述した足し込み行列Ａである。
【００６７】
【数１０】
0004691835.tif 000011
【００６８】
次に、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの段階的な値（[v=0,h=0],[v=0,h=1],・・・，[v=8,h=8]）にそれぞれ対応して生成された足し込み行列Ａから要素を抜き出して、ｈを行、ｖを列として並べ、（１４）式のような行列（要素行列）Ｂを、固有の要素数分だけ生成する。ここで、足し込み行列Ａは対称行列であることから、固有の要素数Ｎは、Ｎ＝（ｎ2＋３ｎ）／２となる。
【００６９】
【数１１】
0004691835.tif 000012
【００７０】
次に、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、固有の要素数分の行列Ｂのそれぞれに関して、行列Ｂの要素Ａ0,0〜Ａ8,8の値を近似式ｆ(h,v)で近似する。この場合、行列Ｂの要素Ａ0,0〜Ａ8,8の値をｈ，ｖの平面上にプロットし、その点と二乗誤差の和が最小となるように曲面ｆ(h,v)で近似することを意味する。例えば、Σｘ5ｘ8の要素に着目した場合、図５に示すように、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して生成された足し込み行列Ａから要素Σｘ5ｘ8を抽出してｈ，ｖ平面上にその値をサンプル点としてプロットし、それを曲面ｆ(h,v)で近似することになる。
【００７１】
曲面近似に用いる近似式ｆ(h,v)として、例えば（１５）式に示すような３次式が使用される。ｋ1〜ｋ10の１０個の係数データを保持することで、任意のパラメータｈ，ｖの値に対する近似値を得ることが可能となる。
0004691835.tif 000013
【００７２】
（１５）式の係数データｋ1〜ｋ10も、例えば最小二乗法により求める。そのため、行列Ｂに対して、上述した（１３）式の足し込み行列と同様の足し込み行列を生成し、掃き出し法等によって、係数データｋ1〜ｋ10を求める。
【００７３】
（１３）式の足し込み行列においては、ＳＤ信号からサンプルした値をｘ1，ｘ2，・・・，ｘnとして用いたのに対して、ここでは近似式に対応するｈ，ｖの値を順次使用する。すなわち、ｎ＝１０とし、ｘ1〜ｘ10として、ｘ1＝１、ｘ2＝ｖ、ｘ3＝ｖ2、ｘ4＝ｖ3、ｘ5＝ｖｈ、ｘ6＝ｖ2ｈ、ｘ7＝ｖｈ2、ｘ8＝ｈ、ｘ9＝ｈ2、ｘ10＝ｈ3という値を用いる。また、ｙとして、ｈ，ｖの値に対応する行列Ｂの要素を用いる。
【００７４】
上述した情報メモリバンク１３５には、クラスおよび出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）の組み合わせ毎に、上述したように足し込み行列Ａの各要素にそれぞれ対応して求められた、（１５）式の係数データｋ1〜ｋ10が、予め蓄えられる。
【００７５】
また、図１に戻って、画像信号処理部１１０は、情報メモリバンク１３５に記憶されている係数データに基づいて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、生成式（（１５）式の近似式と同じ）を使用して、パラメータｈ，ｖの値に対応した、足し込み行列Ａ（（１３）式参照）の各要素を生成して、当該足し込み行列Ａを生成する足し込み行列生成回路１３３と、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、足し込み行列Ａを用いて、推定式の係数データＷｉを演算で求める係数決定回路１３６とを有している。
【００７６】
足し込み行列生成回路１３３および係数決定回路１３６による推定式の係数データＷｉの生成は、例えば各垂直ブランキング期間で行われる。これにより、ユーザのリモコン送信機２００の操作によってパラメータｈ，ｖの値が変更されても、係数メモリ１３４に格納される各クラスの係数データＷｉを、そのパラメータｈ，ｖの値に対応したものに即座に変更でき、ユーザによる解像度の調整がスムーズに行われる。
【００７７】
また、画像信号処理部１１０は、係数決定回路１３６で求められる係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓを、（１６）式によって、演算する正規化係数演算部１３７と、この正規化係数Ｓを格納する正規化係数メモリ１３８とを有している。正規化係数メモリ１３８には上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓが読み出され、後述する正規化演算回路１２８に供給されることとなる。
【００７８】
【数１２】
0004691835.tif 000014
【００７９】
また、画像信号処理部１１０は、第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される係数データＷｉとから、（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータを演算する推定予測演算回路１２７を有している。
【００８０】
上述したように、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する際には、ＳＤ信号の１画素に対してＨＤ信号の４画素（図２のＨＤ1〜ＨＤ4、図３のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）を得る必要があることから、この推定予測演算回路１２７では、ＨＤ信号を構成する２×２の単位画素ブロック毎に、画素データが生成される。すなわち、この推定予測演算回路１２７には、第１のタップ選択回路１２１より単位画素ブロック内の４画素（注目画素）に対応した予測タップのデータｘｉと、係数メモリ１３４よりその単位画素ブロックを構成する４画素に対応した係数データＷｉとが供給され、単位画素ブロックを構成する４画素のデータｙ1〜ｙ4は、それぞれ個別に上述した（４）式の推定式で演算される。
【００８１】
また、画像信号処理部１１０は、推定予測演算回路１２７より順次出力される４画素のデータｙ1〜ｙ4を、正規化係数メモリ１３８より読み出される。それぞれの演算に使用された係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓで除算して正規化する正規化演算回路１２８を有している。上述せずも、係数決定回路１３６で足し込み行列Ａを用いて推定式の係数データＷｉを求めるものであるが、求められる係数データは丸め誤差を含み、係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）の総和が１．０になることは保証されない。そのため、推定予測演算回路１２７で演算される各画素のデータｙ1〜ｙ4は、丸め誤差によってレベル変動したものとなる。上述したように、正規化演算回路１２８で正規化することで、その変動を除去できる。
【００８２】
また、画像信号処理部１１０は、正規化演算回路１２８で正規化されて順次供給される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′を線順次化して１０５０ｉ信号のフォーマットで出力する後処理回路１２９を有している。
【００８３】
次に、画像信号処理部１１０の動作を説明する。
バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１２２で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１２４に供給される。この空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【００８４】
また、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第３のタップ選択回路１２３で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１２５に供給される。この動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【００８５】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロック内の４画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。そして、このクラスコードＣＬは、係数メモリ１３４および正規化係数メモリ１３８に読み出しアドレス情報として供給される。
【００８６】
係数メモリ１３４には、例えば各垂直ブランキング期間に、ユーザによって調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応して、クラスおよび出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）の組み合わせ毎に、推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が足し込み行列生成回路１３３および係数決定回路１３６で求められて格納される。また、正規化係数メモリ１３８には、上述したように係数決定回路１３６で求められた推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓが正規化係数演算部１３７で生成されて格納される。
【００８７】
係数メモリ１３４に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ１３４からクラスコードＣＬに対応した４出力画素（奇数フィールドではＨＤ1〜ＨＤ4、偶数フィールドではＨＤ1′〜ＨＤ4′）分の推定式の係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。また、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第１のタップ選択回路１２１で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。
【００８８】
推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される４出力画素分の係数データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）のデータｙ1〜ｙ4が演算される（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回路１２７より順次出力されるＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1〜ｙ4は正規化演算回路１２８に供給される。
【００８９】
正規化係数メモリ１３８には上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓ、つまり推定予測演算回路１２７より出力されるＨＤ画素データｙ1〜ｙ4の演算に使用された係数データＷｉに対応した正規化係数Ｓが読み出されて正規化演算回路１２８に供給される。この正規化演算回路１２８では、推定予測演算回路１２７より出力されるＨＤ画素データｙ1〜ｙ4がそれぞれ対応する正規化係数Ｓで除算されて正規化される。これにより、足し込み行列Ａ（（１３）式参照）から演算によって推定式（（４）式参照）の係数データＷｉを求める際の丸め誤差によるデータｙ1〜ｙ4のレベル変動が除去される。
【００９０】
このように正規化演算回路１２８で正規化されて順次出力される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′は後処理回路１２９に供給される。この後処理回路１２９では、正規化演算回路１２８より順次供給される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′が線順次化され、１０５０ｉ信号のフォーマットで出力される。つまり、後処理回路１２９からは、ＨＤ信号としての１０５０ｉ信号が出力される。
【００９１】
上述したように、図１に示すテレビ受信機１００では、足し込み行列生成回路１３３で、情報メモリバンク１３５に記憶されている係数データに基づいて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、生成式（（１５）式の近似式と同じ）を使用して、パラメータｈ，ｖの値に対応した、足し込み行列Ａ（（１３）式参照）の各要素が生成されて、当該足し込み行列が生成され、そして係数決定回路１３６で、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、足し込み行列Ａを用いて、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉが演算で求められる。このクラスおよび出力画素の組み合わせ毎の推定式の係数データＷｉが係数メモリ１３４に格納される。そして、この係数メモリ１３４より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７でＨＤ画素データｙが演算される。
【００９２】
したがって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平および垂直の解像度を、任意に調整することができる。なおこの場合、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応した、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉをその都度、足し込み行列生成回路１３３および係数決定回路１３６で生成して使用するものであり、大量の係数データを格納しておくメモリを必要としない。
【００９３】
また、図１に示すテレビ受信機１００では、情報メモリバンク１３５には、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉを、推定式の係数データＷｉを直接近似した生成式（（５）式参照）にパラメータｈ，ｖの値を代入して求めるものでなく、パラメータｈ，ｖの値の変化に大きく依存する、推定式の係数データＷｉを求めるための足し込み行列Ａの各要素をそれぞれ近似した生成式（（１５）式参照）に、パラメータｈ，ｖの値を代入して足し込み行列Ａの各要素を生成し、この足し込み行列Ａを用いて求めるものであり、推定式の係数データＷｉとしてパラメータｈ，ｖの値により対応した信頼性の高いものを得ることができ、パラメータｈ，ｖの値に対応したＨＤ信号を良好に得ることができる。したがって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平および垂直の解像度をなめらかに調整できる。
【００９４】
ここで、上述した（５）式でパラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉを生成して用いる場合（従来方法）と、本実施の形態のように（１５）式でパラメータｈ，ｖに対応した足し込み行列Ａの各要素を生成し、当該足し込み行列を用いて推定式の係数データＷｉを生成して使用する場合（提案方法）とのいずれで、学習に用いていないパラメータｈ，ｖの値に対応した中間解像度の画像としてふさわしいものが得られるかを検証した。
【００９５】
まず、ｈ＝０，２，４，６，８の５段階、ｖ＝０，２，４，６の４段階の組み合わせで２０通りの解像度のＳＤ信号を生徒信号として、（５）式における係数データｗ10〜ｗn9と、足し込み行列Ａの各要素に対応した（１５）式における係数データｋ1〜ｋ10を取得した。
【００９６】
次に、図６Ａに「■」で示すように、ｖ＝３に固定し、ｈ＝１，２，・・・，７に可変して得られる各組み合わせに対応してＨＤ信号から生成された各ＳＤ信号から、従来方法によりパラメータｈ，ｖの各組み合わせに対応して生成された推定式の係数データＷｉを用いて、それぞれＨＤ信号を生成した。そして、生成されたＨＤ信号のそれぞれと元のＨＤ信号との間で、Ｓ／Ｎを求めた。図６Ａで「●」は学習に用いたパラメータｈ，ｖの値を示している。
【００９７】
このＳ／Ｎは、例えば（１７）式で定義される。この（１７）式において、ｎは画素数を示し、Ａｉは生成されたＨＤ信号のｉ番目の画素値、Ｂｉは元のＨＤ信号のｉ番目の画素値を示している。この定義により、対応する画素値Ａｉ，Ｂｉが近いほど分母が小さくなるため、Ｓ／Ｎとしては値が大きくなる。
【００９８】
【数１３】
0004691835.tif 000015
【００９９】
同様にして、ｖ＝３に固定し、ｈ＝１，２，・・・，７に可変して得られる各組み合わせに対応してＨＤ信号から生成された各ＳＤ信号から、提案方法によりパラメータｈ，ｖの各組み合わせに対応して生成された推定式の係数データＷｉを用いて、それぞれＨＤ信号を生成した。そして、生成されたＨＤ信号のそれぞれと元のＨＤ信号との間で、（１７）式により、Ｓ／Ｎを求めた。
【０１００】
図６Ｂは、ｖ＝３に固定し、ｈ＝１，２，・・・，７に可変して得られる各組み合わせにおいて、上述したように求められた従来方法および提案方法におけるＳ／Ｎを比較して示したものである。提案方法におけるＳ／Ｎの値は、従来方法のＳ／Ｎの値より大きくなった。
【０１０１】
また、ｈ＝０，２，４，６，８の５段階、ｖ＝０，２，４，６の４段階の組み合わせで、２０通りの解像度のＳＤ信号を生徒信号として、（５）式における係数データｗ10〜ｗn9と、足し込み行列Ａの各要素に対応した（１５）式における係数データｋ1〜ｋ10を取得した。
【０１０２】
次に、図７Ａに「■」で示すように、ｈ＝４に固定し、ｖ＝１，２，・・・，６に可変して得られる各組み合わせに対応してＨＤ信号から生成された各ＳＤ信号から、従来方法によりパラメータｈ，ｖの各組み合わせに対応して生成された推定式の係数データＷｉを用いて、それぞれＨＤ信号を生成した。そして、生成されたＨＤ信号のそれぞれと元のＨＤ信号との間で、（１７）式により、Ｓ／Ｎを求めた。図７Ａで「●」は学習に用いたパラメータｈ，ｖの値を示している。ただし、「■」で示されている（ｈ，ｖ）＝（４，２）、（４，４）、（４，６）の３点も学習に用いられている。
【０１０３】
同様にして、ｈ＝４に固定し、ｖ＝１，２，・・・，６に可変して得られる各組み合わせに対応してＨＤ信号から生成された各ＳＤ信号から、提案方法によりパラメータｈ，ｖの各組み合わせに対応して生成された推定式の係数データＷｉを用いて、それぞれＨＤ信号を生成した。そして、生成されたＨＤ信号のそれぞれと元のＨＤ信号との間で、（１７）式により、Ｓ／Ｎを求めた。
【０１０４】
図７Ｂは、ｈ＝４に固定し、ｖ＝１，２，・・・，６に可変して得られる各組み合わせにおいて、上述したように求められた従来方法および提案方法におけるＳ／Ｎを比較して示したものである。提案方法におけるＳ／Ｎの値は、従来方法のＳ／Ｎの値より大きくなった。
【０１０５】
上述したことから、提案方法により生成された推定式の係数データＷｉは、従来方法により生成された推定式の係数データＷｉに比べて、パラメータｈ，ｖの値に、より対応した信頼性の高いものであることが検証された。
【０１０６】
なお、図１に示すテレビ受信機１００においては、足し込み行列生成回路１３３および係数決定回路１３６で各クラスの係数データＷｉを生成して係数メモリ１３４に格納し、クラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉをこの係数メモリ１３４より読み出して使用するものであったが、足し込み行列生成回路１３３および係数決定回路１３６でクラス合成回路１２６からのクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉをその都度生成し、これを推定予測演算回路１２７で使用するようにしてもよい。その場合には、係数メモリ１３４は不要となる。またこの場合、正規化係数メモリ１３８も不要となる。
【０１０７】
図８は、図４に示す概念に基づいて、係数データを取得する係数データ取得装置１５０の構成を示している。
この係数データ取得装置１５０は、教師信号としてのＨＤ信号（１０５０ｉ信号）が入力される入力端子１５１と、このＨＤ信号に対して水平および垂直の間引き処理を行って、生徒信号としてのＳＤ信号を得るＳＤ信号生成回路１５２とを有している。
【０１０８】
ＳＤ信号生成回路１５２には、パラメータｈ，ｖが制御信号として供給される。このパラメータｈ，ｖに対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用するフィルタの水平帯域と垂直帯域とが可変される。
【０１０９】
このフィルタは、例えば水平帯域を制限する１次元ガウシアンフィルタと垂直帯域を生成する１次元ガウシアンフィルタとから構成される。この１次元ガウシアンフィルタは、（１８）式で示される。この場合、ｈまたはｖの段階的な値に対応して標準偏差σの値を段階的に変えることにより、ｈまたはｖの段階的な値に対応した周波数特性を持つ１次元ガウシアンフィルタを得ることができる。
【０１１０】
【数１４】
0004691835.tif 000016
【０１１１】
また、係数データ取得装置１５０は、ＳＤ信号生成回路１５２より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５を有している。これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５は、上述した画像信号処理部１１０の第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３と同様に構成される。
【０１１２】
また、係数データ取得装置１５０は、第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１５７を有している。この空間クラス検出回路１５７は、上述した画像信号処理部１１０の空間クラス検出回路１２４と同様に構成される。この空間クラス検出回路１５７からは、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データ毎の再量子化コードｑｉが空間クラスを示すクラス情報として出力される。
【０１１３】
また、係数データ取得装置１５０は、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報ＭＶを出力する動きクラス検出回路１５８を有している。この動きクラス検出回路１５８は、上述した画像信号処理部１１０の動きクラス検出回路１２５と同様に構成される。この動きクラス検出回路１５８では、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）からフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。
【０１１４】
また、係数データ取得装置１５０は、空間クラス検出回路１５７より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１５９を有している。このクラス合成回路１５９も、上述した画像信号処理部１１０のクラス合成回路１２６と同様に構成される。
【０１１５】
また、係数データ取得装置１５０は、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、クラス毎に、（４）式の推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を求めるための足し込み行列Ａ（（１３）式参照）を生成する足し込み行列生成部１６０を有している。
【０１１６】
この場合、１個のＨＤ画素データｙとｎ個の予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉとの組み合わせで学習データが生成されるが、足し込み行列生成部１６０では、出力画素（図２のＨＤ1〜ＨＤ4、図３のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）毎に、足し込み行列Ａが生成される。例えば、ＨＤ1に対応した足し込み行列Ａは、中心予測タップに対するずれ値がＨＤ1と同じ関係にあるＨＤ画素のデータｙから構成される学習データから生成される。
【０１１７】
さらに、ＳＤ信号生成回路１５２へのパラメータｈ，ｖが順次変更されていき、足し込み行列生成部１６０では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、足し込み行列Ａが生成される。これにより、足し込み行列生成部１６０では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、推定式（（４）式参照）の係数データＷｉを求めるための足し込み行列Ａが生成される。
【０１１８】
また、係数データ取得装置１５０は、足し込み行列生成部１６０で、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して生成された足し込み行列Ａから要素を抜き出して、ｈを行、ｖを列として並べ、行列（要素行列）Ｂ（（１４）式参照）を、固有の要素数分だけ生成する要素行列生成部１６１を有している。
【０１１９】
また、係数データ取得装置１５０は、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、固有の要素数分の行列Ｂのそれぞれに関して、行列Ｂの要素Ａ0,0〜Ａ8,8の値を、（１５）式の近似式ｆ(h,v)で近似するものとし、この近似式の係数データｋ1〜ｋ10を最小二乗法により求めるための正規方程式（足し込み行列）を生成する正規方程式生成部１６２と、各正規方程式を解いて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、係数データｋ1〜ｋ10を求める係数データ決定部１６３と、この求められた係数データｋ1〜ｋ10を記憶する係数メモリ１６４とを有している。係数データ決定部１６３では、正規方程式が例えば掃き出し法などによって解かれて、係数データｋ1〜ｋ10が求められる。
【０１２０】
図８に示す係数データ取得装置１５０の動作を説明する。
入力端子１５１には教師信号としてのＨＤ信号（１０５０ｉ信号）が供給され、そしてこのＨＤ信号に対してＳＤ信号生成回路１５２で水平および垂直の間引き処理が行われて生徒信号としてのＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成される。この場合、ＳＤ信号生成回路１５２には、パラメータｈ，ｖが制御信号として供給され、水平および垂直の帯域が段階的に変化した複数のＳＤ信号が順次生成されていく。
【０１２１】
このＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１５７に供給される。この空間クラス検出回路１５７では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【０１２２】
また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されたＳＤ信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１５８に供給される。この動きクラス検出回路１５８では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１２３】
このクラス情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラス合成回路１５９では、これらクラス情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。
【０１２４】
また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されるＳＤ信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。そして、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、足し込み行列生成部１６０では、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して、クラスおよび出力画素（図２のＨＤ1〜ＨＤ4、図３のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）の組み合わせ毎に、推定式の係数データＷｉを求めるための足し込み行列Ａ（（１３）式参照）が個別に生成される。
【０１２５】
そして、要素行列生成部１６１で、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して生成された足し込み行列Ａから要素を抜き出して、ｈを行、ｖを列として並べ、行列（要素行列）Ｂ（（１４）式参照）が、固有の要素数分だけ生成される。
【０１２６】
正規方程式生成部１６２では、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、固有の要素数分の行列Ｂのそれぞれに関して、行列Ｂの要素Ａ0,0〜Ａ8,8の値を近似する近似式ｆ(h,v)（（１５）式参照）の係数データｋ1〜ｋ10を最小二乗法により求めるための正規方程式（足し込み行列）が個別に生成される。
そして、係数データ決定部１６３で各正規方程式（足し込み行列）が解かれ、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データｋ1〜ｋ10が求められ、それらの係数データｋ1〜ｋ10は係数メモリ１６４に記憶される。
【０１２７】
このように、図８に示す係数データ取得装置１５０においては、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に記憶される、クラスおよび出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）の組み合わせ毎の、推定式の係数データＷｉを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式（（１５）式参照）の係数データｋ1〜ｋ10を取得することができる。
【０１２８】
図８に示す係数データ取得装置１５０では、教師信号（１０５０ｉ信号）から生徒信号（５２５ｉ信号）を生成して学習を行うものであった。しかし、教師信号と生徒信号を取得できる撮像装置を利用するなどして、独立して得られた教師信号、生徒信号を用いて学習を行ってもよい。
【０１２９】
なお、図１の画像信号処理部１１０における処理を、例えば図９に示すような画像信号処理装置３００によって、ソフトウェアで実現することも可能である。
まず、図９に示す画像信号処理装置３００について説明する。この画像信号処理装置３００は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ３０１と、このＣＰＵ３０１の動作プログラム、さらに係数データｋ1〜ｋ10（係数データｋ1〜ｋ10は、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に予め蓄えられているものと同じ）等が格納されたＲＯＭ（read only memory）３０２と、ＣＰＵ３０１の作業領域を構成するＲＡＭ（random access memory）３０３とを有している。これらＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２およびＲＡＭ３０３は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１３０】
また、画像信号処理装置３００は、外部記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０５と、フロッピー（Ｒ）ディスク３０６をドライブするフロッピー（Ｒ）ディスクドライブ（ＦＤＤ）３０７とを有している。これらドライブ３０５，３０７は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１３１】
また、画像信号処理装置３００は、インターネット等の通信網４００に有線または無線で接続する通信部３０８を有している。この通信部３０８は、インタフェース３０９を介してバス３０４に接続されている。
【０１３２】
また、画像信号処理装置３００は、ユーザインタフェース部を備えている。このユーザインタフェース部は、リモコン送信機２００からのリモコン信号ＲＭを受信するリモコン信号受信回路３１０と、ＬＣＤ（liquid crystal display）等からなるディスプレイ３１１とを有している。受信回路３１０はインタフェース３１２を介してバス３０４に接続され、同様にディスプレイ３１１はインタフェース３１３を介してバス３０４に接続されている。
【０１３３】
また、画像信号処理装置３００は、ＳＤ信号を入力するための入力端子３１４と、ＨＤ信号を出力するための出力端子３１５とを有している。入力端子３１４はインタフェース３１６を介してバス３０４に接続され、同様に出力端子３１５はインタフェース３１７を介してバス３０４に接続される。
【０１３４】
ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処理プログラム、係数データｋ1〜ｋ10等を予め格納しておく代わりに、例えばインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードし、ハードディスクやＲＡＭ３０３に蓄積して使用することもできる。また、これら処理プログラム、係数データ等をフロッピー（Ｒ）ディスク３０６で提供するようにしてもよい。
【０１３５】
また、処理すべきＳＤ信号を入力端子３１４より入力する代わりに、予めハードディスクに記録しておき、あるいはインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードしてもよい。また、処理後のＨＤ信号を出力端子３１５に出力する代わり、あるいはそれと並行してディスプレイ３１１に供給して画像表示をしたり、さらにはハードディスクに格納したり、通信部３０８を介してインターネットなどの通信網４００に送出するようにしてもよい。
【０１３６】
図１０のフローチャートを参照して、図９に示す画像信号処理装置３００における、ＳＤ信号よりＨＤ信号を得るため処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ１で、処理を開始し、ステップＳＴ２で、ＳＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。このＳＤ画素データが入力端子３１４より入力される場合には、このＳＤ画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、このＳＤ画素データがハードディスクに記録されている場合には、ハードディスクドライブ３０７でこのＳＤ画素データを読み出し、ＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ３で、入力ＳＤ画素データの全フレームまたは全フィールドの処理が終わっているか否かを判定する。処理が終わっているときは、ステップＳＴ４で、処理を終了する。一方、処理が終わっていないときは、ステップＳＴ５に進む。
【０１３７】
このステップＳＴ５では、ユーザがリモコン送信機２００を操作して入力した画質指定値、つまりパラメータｈ，ｖの値を例えばＲＡＭ３０３より読み込む。そして、ステップＳＴ６で、例えばＲＯＭ３０２から、係数データｋ1〜ｋ10を読み込む。
【０１３８】
次に、ステップＳＴ７で、ステップＳＴ５で読み込んだパラメータｈ，ｖおよびステップＳＴ６で取得された係数データｋ1〜ｋ10とから、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、生成式（（１５）式参照）を使用してパラメータｈ，ｖの値に対応した足し込み行列Ａ（（１３）式参照）の各要素を生成し、当該足し込み行列Ａを用いて推定式の係数データＷｉを生成する。
【０１３９】
次に、ステップＳＴ８で、ステップＳＴ２で入力されたＳＤ画素データより、生成すべき各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ９で、入力されたＳＤ画素データの全領域においてＨＤ画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップＳＴ２に戻り、次のフレームまたはフィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップＳＴ１０に進む。
【０１４０】
このステップＳＴ１０では、ステップＳＴ９で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ１１で、そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タップのＳＤ画素データを使用して、推定式により、ＨＤ画素データを生成し、その後にステップＳＴ８に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０１４１】
このように、図１０に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力されたＳＤ信号を構成するＳＤ画素データを処理して、ＨＤ信号を構成するＨＤ画素データを得ることができる。上述したように、このように処理して得られたＨＤ信号は出力端子３１５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれによる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたりする。
また、処理装置の図示は省略するが、図８の係数データ取得装置１５０における処理を、ソフトウェアで実現することも可能である。
【０１４２】
図１１のフローチャートを参照して、係数種データを生成するための処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ４１で、処理を開始し、ステップＳＴ４２で、学習に使われる、画質パターン（例えば、パラメータｈ，ｖで特定される）を選択する。そして、ステップＳＴ４３で、全ての画質パターンに対する係数データの算出処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ４４に進む。
【０１４３】
このステップＳＴ４４では、既知のＨＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。そして、ステップＳＴ４５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ４６で、ステップＳＴ４４で入力されたＨＤ画素データより、ステップＳＴ４２で選択された画質パターンに基づいて、ＳＤ画素データを生成する。
【０１４４】
そして、ステップＳＴ４７で、ステップＳＴ４６で生成されたＳＤ画素データより、ステップＳＴ４４で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ４８で、生成されたＳＤ画素データの全領域において学習処理を終了しているか否かを判定する。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ４４に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述したと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了していないときは、ステップＳＴ４９に進む。
【０１４５】
このステップＳＴ４９では、ステップＳＴ４７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ５０で、係数データを得るための正規方程式（（１２）式参照）を生成する。ここでは、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、係数データＷｉを得るための正規方程式が個別に生成される。その後に、ステップＳＴ４７に戻る。
【０１４６】
上述したステップＳＴ４５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したときは、ステップＳＴ５１で、ステップＳＴ５０で生成された各正規方程式から、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、足し込み行列Ａ（（１３）式参照）を生成する。その後に、ステップＳＴ４２に戻って、次の画質パターンを選択して、上述したと同様の処理を繰り返し、次の画質パターンに対応した、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の足し込み行列Ａを生成する。
【０１４７】
また、上述のステップＳＴ４３で、全ての画質パターンに対する足し込み行列Ａの生成処理が終了したときは、ステップＳＴ５２に進む。このステップＳＴ５２では、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの段階的な値にそれぞれ対応して生成された足し込み行列Ａから要素を抜き出して、ｈを行、ｖを列として並べ、行列（要素行列）Ｂ（（１４）式参照）を、固有の要素数分だけ生成する。
【０１４８】
そして、ステップＳＴ５３で、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、固有の要素数分の行列Ｂのそれぞれに関して、行列Ｂの要素Ａ0,0〜Ａ8,8の値を近似する近似式ｆ(h,v)（（１５）式参照）の係数データｋ1〜ｋ10を最小二乗法により求める。そして、ステップＳＴ５４で、求められた係数データｋ1〜ｋ10をメモリに保存し、その後にステップＳＴ５５で、処理を終了する。
【０１４９】
このように、図１１に示すフローチャートに沿って処理をすることで、図８に示す係数データ取得装置１５０と同様の手法によって、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に記憶される係数データｋ1〜ｋ10を取得することができる。
【０１５０】
なお、上述実施の形態においては、情報メモリバンク１３５には、出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4、ＨＤ1′〜ＨＤ4′）毎に、各クラスの係数データｋ1〜ｋ10が記憶されている。ＳＤ信号（５２５ｉ信号）の画素に対する出力画素の位相を変更することで、１０５０ｉ信号以外のＨＤ信号も同様にして得ることができる。
【０１５１】
また、上述実施の形態においては、推定式の係数データＷｉを求めるための足し込み行列Ａの各要素をそれぞれ生成する生成式（（１５）式参照）は、水平、垂直の解像度を決めるパラメータｈ，ｖを含むものであって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することによって、ＨＤ信号による画像の水平、垂直の解像度を任意に調整できるものであるが、生成式に、画像の画質を決めるその他のパラメータ、例えばノイズ抑圧度を決めるパラメータ等を含むものであってもよい。これにより、ユーザは、パラメータの値を調整することによって、ＨＤ信号による画像のノイズ抑圧度などを任意に調整できる。
【０１５２】
さらに、生成式に、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）の画素位置を基準とする出力画素の位相を示すパラメータを含むものであってもよい。このように、生成式に出力画素の位相を示すパラメータを含む場合には、出力画素の位相情報を与えることで、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）から種々のフォーマットの出力ビデオ信号、あるいは種々の倍率の画素数を持つ出力ビデオ信号を得ることができる。この場合、情報メモリバンク１３５には、クラス毎に、推定式の係数データＷｉを求めるための足し込み行列Ａの各要素をそれぞれ生成する、出力画素の位相を示すパラメータを含む生成式の係数データが蓄えられることとなる。
【０１５３】
このように情報メモリバンク１３５に蓄えられる係数データは、例えば図８に示す係数データ取得装置１５０と同様の装置を使用し、ＨＤ信号（教師信号）とＳＤ信号（生徒信号）の画素の位相を変化させ、足し込み行列生成部１６０で、複数の位相の離散値にそれぞれ対応して、クラス毎に、推定式の係数データＷｉを求めるための足し込み行列Ａを作成し、その他は上述したと同様の処理を行って取得できる。
【０１５４】
また、上述実施の形態においては、推定式の係数データＷｉを求めるための足し込み行列の各要素をそれぞれ生成する生成式（近似式）として、（１５）式を使用したが、これに限定されるものではない。例えば、（１５）式とは次数の異なる多項式や、他の関数で表現される式でも実現可能である。
また、上述実施の形態においては、クラス分けをするものを示したが、この発明はクラス分けをしないものにも同様に適用できることは勿論である。
【０１５５】
また、上述実施の形態においては、ＨＤ信号を生成する際の推定式として線形一次方程式を使用したものを挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば推定式として高次方程式を使用するものであってもよい。
また、上述実地の形態においては、情報信号が画像信号である場合を示したが、この発明はこれに限定されない。例えば、情報信号が音声信号である場合にも、この発明を同様に適用することができる。
【０１５６】
【発明の効果】
この発明によれば、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、生成式により所定のパラメータの値に対応した足し込み行列の各要素をそれぞれ生成し、その各要素からなる足し込み行列を用いて生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、第１の情報信号から所定のパラメータの値に対応した第２の情報信号を良好に得ることができる。
【０１５７】
また、この発明によれば、所定のパラメータの値に対応した推定式の係数データを、推定式の係数データを直接近似した生成式に所定のパラメータの値を代入して求めるものでなく、所定のパラメータの値の変化に大きく依存する、推定式の係数データを得るための足し込み行列の各要素をそれぞれ近似した生成式に、所定のパラメータの値を代入して足し込み行列の各要素を生成し、この足し込み行列を解いて求めるものであり、推定式の係数データとして所定のパラメータの値により対応した信頼性の高いものを得ることができ、第１の情報信号から第２の情報信号への変換を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態としてのテレビ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）の単位画素ブロック内の４画素の中心予測タップからの位相ずれ（奇数フィールド）を示す図である。
【図３】ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）の単位画素ブロック内の４画素の中心予測タップからの位相ずれ（偶数フィールド）を示す図である。
【図４】係数データの取得方法の概念を示す図である。
【図５】各解像度における足し込み行列中の１成分（Σｘ5ｘ8）を曲面近似する際の概念を示す図である。
【図６】従来方法と提案方法における係数データの信頼性の検証を説明するための図である。
【図７】従来方法と提案方法における係数データの信頼性の検証を説明するための図である。
【図８】係数データ取得装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】ソフトウェアで実現するための画像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】画像信号処理を示すフローチャートである。
【図１１】係数データ取得処理を示すフローチャートである。
【図１２】５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１００・・・テレビ受信機、１０１・・・システムコントローラ、１０２・・・リモコン信号受信回路、１０５・・・受信アンテナ、１０６・・・チューナ、１１０・・・画像信号処理部、１１１・・・ディスプレイ部、１１２・・・ＯＳＤ回路、１２１・・・第１のタップ選択回路、１２２・・・第２のタップ選択回路、１２３・・・第３のタップ選択回路、１２４・・・空間クラス検出回路、１２５・・・動きクラス検出回路、１２６・・・クラス合成回路、１２７・・・推定予測演算回路、１２８・・・正規化演算回路、１２９・・・後処理回路、１３３・・・足し込み行列生成回路、１３４・・・係数メモリ、１３５・・・情報メモリバンク、１３６・・・係数決定回路、１３７・・・正規化係数演算部、１３８・・・正規化係数メモリ、１５０・・・係数データ取得装置，１５１・・・入力端子、１５２・・・ＳＤ信号生成回路、１５３・・・第１のタップ選択回路、１５４・・・第２のタップ選択回路、１５５・・・第３のタップ選択回路、１５７・・・空間クラス検出回路、１５８・・・動きクラス検出回路、１５９・・・クラス合成回路、１６０・・・足し込み行列生成部、１６１・・・要素行列生成部、１６２・・・正規方程式生成部、１６３・・・係数データ決定部、１６４・・・係数メモリ、２００・・・リモコン送信機、３００・・・画像信号処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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