(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情報信号処理装置であって、
上記第２の情報信号に係る特徴量を調整するための調整信号を入力する入力手段と、
上記入力手段で入力された上記調整信号を、その値に対応した上記特徴量を得るための選択信号に変換する変換手段と、
上記変換手段で得られた上記選択信号に対応して、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを生成する情報データ生成手段と
を備え、
上記情報データ生成手段は、
上記選択信号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記憶するメモリ手段と、
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、
上記メモリ手段に記憶されている、上記変換手段で得られた選択信号の値の近傍の所定個数の上記離散値に対応した推定式の係数データおよび上記第１のデータ選択手段で選択された上記複数の第１の情報データを使用して、上記注目点の情報データを算出する情報データ算出手段と
を有する
情報信号処理装置。
【請求項２】
上記情報データ算出手段は、
上記所定個数の離散値に対応した推定式の係数データおよび上記複数の第１の情報データから上記推定式を用いて上記所定個数の情報データを求めると共に、該所定個数の情報データを用いた補間処理によって上記変換手段で得られた選択信号に対応した上記注目点の情報データを求める
請求項１に記載の情報信号処理装置。
【請求項３】
上記情報データ算出手段は、
上記所定個数の離散値に対応した推定式の係数データを用いた補間処理によって上記変換手段で得られた選択信号に対応した単一の係数データを求めると共に、該単一の係数データおよび上記複数の第１の情報データから上記推定式を用いて上記注目点の情報データを求める
請求項１に記載の情報信号処理装置。
【請求項４】
上記変換手段は、
上記メモリ手段に記憶されている上記複数の離散値にそれぞれ対応した推定式の係数データおよび上記第１のデータ選択手段で選択された上記複数の第１の情報データから、上記推定式を用いて上記複数の離散値にそれぞれ対応した各所定個数の情報データを生成する手段と、
上記各所定個数の情報データから、上記複数の離散値にそれぞれ対応した特徴量を算出する手段と、
上記複数の離散値にそれぞれ対応した特徴量を用いて、上記調整信号に対応した特徴量を算出すると共に、該特徴量を得るための上記選択信号を算出する手段とを有する
請求項１に記載の情報信号処理装置。
【請求項５】
上記情報データは画素データであり、上記所定個数の情報データは１画面分の画素データであり、
上記特徴量を算出する手段では、上記１画面分の画素データより、水平方向の隣接画素データの差分の画面全体の和および垂直方向の隣接画素データの画面全体の和を特徴量として求める
請求項４に記載の情報信号処理装置。
【請求項６】
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、
上記メモリ手段には、上記クラス検出手段で検出されるクラス毎に予め求められた上記係数データが記憶されており、
上記情報データ算出手段は、上記所定個数の離散値に対応した推定式の係数データとして、上記クラス検出手段で検出されたクラスの係数データを使用する
請求項１に記載の情報信号処理装置。
【請求項７】
複数の画素データからなる第１の画像信号を複数の画素データからなる第２の画像信号に変換する画像信号処理装置であって、
上記第２の画像信号に係る特徴量を調整するための調整信号を入力する入力手段と、
上記入力手段で入力された上記調整信号を、その値に対応した上記特徴量を得るための選択信号に変換する変換手段と、
上記変換手段で得られた上記選択信号に対応して、上記第２の画像信号に係る注目画素の画素データを生成する画素データ生成手段と
を備え、
上記画素データ生成手段は、
上記選択信号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記憶するメモリ手段と、
上記第１の画像信号から、上記第２の画像信号に係る注目画素の周辺に位置する複数の第１の画素データを選択する第１のデータ選択手段と、
上記メモリ手段に記憶されている、上記変換手段で得られた選択信号の値の近傍の所定個数の上記離散値に対応した推定式の係数データおよび上記第１のデータ選択手段で選択された上記複数の第１の画素データを使用して、上記注目画素の画素データを算出する画素データ算出手段と
を有する
画像信号処理装置。
【請求項８】
複数の画素データからなる第１の画像信号を入力する画像信号入力手段と、
上記画像信号入力手段から入力された上記第１の画像信号を複数の画素データからなる第２の画像信号に変換して出力する画像信号処理手段と、
上記画像信号処理手段から出力される上記第２の画像信号による画像を画像表示素子に表示する画像表示手段と、
上記第２の画像信号に係る特徴量を調整するための調整信号を入力する入力手段とを備え、
上記画像信号処理手段は、
上記入力手段で入力された上記調整信号を、その値に対応した上記特徴量を得るための選択信号に変換する変換手段と、
上記変換手段で得られた上記選択信号に対応して、上記第２の画像信号に係る注目画素の画素データを生成する画素データ生成手段と
を有し、
上記画素データ生成手段は、
上記選択信号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記憶するメモリ手段と、
上記第１の画像信号から、上記第２の画像信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第１の画素データを選択する第１のデータ選択手段と、
上記メモリ手段に記憶されている、上記変換手段で得られた上記選択信号の値の近傍の所定個数の上記離散値に対応した推定式の係数データおよび上記第１のデータ選択手段で選択された上記複数の第１の画素データを使用して、上記注目画素の画素データを算出する画素データ算出手段と
を有する
画像表示装置。
【請求項９】
上記画素データ算出手段は、
上記所定個数の離散値に対応した推定式の係数データおよび上記複数の第１の画素データから上記推定式を用いて上記所定個数の画素データを求めると共に、該所定個数の画素データを用いた補間処理によって上記選択信号に対応した上記注目画素の画素データを求める
請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
上記画素データ算出手段は、
上記所定個数の離散値に対応した推定式の係数データを用いた補間処理によって上記選択信号に対応した単一の係数データを求めると共に、該単一の係数データおよび上記複数の第１の画素データから上記推定式を用いて上記注目画素の画素データを求める
請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
上記変換手段は、
上記メモリ手段に記憶されている上記複数の離散値にそれぞれ対応した推定式の係数データおよび上記第１のデータ選択手段で選択された上記複数の第１の画素データから、上記推定式を用いて上記複数の離散値にそれぞれ対応した各所定個数の画素データを生成する手段と、
上記各所定個数の画素データから、上記複数の離散値にそれぞれ対応した特徴量を算出する手段と、
上記複数の離散値にそれぞれ対応した特徴量を用いて、上記調整信号に対応した特徴量を算出すると共に、該特徴量を得るための上記選択信号を算出する手段と
を有する
請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
上記所定個数の画素データは１画面分の画素データであり、
上記特徴量を算出する手段では、上記１画面分の画素データより、水平方向の隣接画素データの画面全体の和および垂直方向の隣接画素データの画面全体の和を特徴量として求める
請求項１１に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
上記第１の画像信号から、上記第２の画像信号に係る注目画素の周辺に位置する複数の第２の画素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の画素データに基づいて、上記注目画素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、
上記メモリ手段には、上記クラス検出手段で検出されるクラス毎に予め求められた上記係数データが記憶されており、
上記画素データ算出手段は、上記所定個数の離散値に対応した推定式の係数データとして、上記クラス検出手段で検出されたクラスの係数データを使用する
請求項８に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
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、
上記第２の情報信号に係る特徴量を調整するための調整信号を入力する第１のステップと、
上記第１のステップで入力された上記調整信号を、その値に対応した上記特徴量を得るための選択信号に変換する第２のステップと、
上記第２のステップで得られた上記選択信号に対応して、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを生成する第３のステップと
を備え、
上記第３のステップは、
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ステップと、
上記選択信号の値の近傍の所定個数の離散値に対応した推定式の係数データおよび上記選択された複数の第１の情報データを使用して、上記注目点の情報データを算出するステップと
を有する
情報信号処理方法。
【請求項１５】
上記情報データを算出するステップでは、
上記所定個数の離散値に対応した推定式の係数データおよび上記複数の第１の情報データから上記推定式を用いて上記所定個数の情報データを求めると共に、該所定個数の情報データを用いた補間処理によって上記選択信号に対応した上記注目点の情報データを求める
請求項１４に記載の情報信号処理方法。
【請求項１６】
上記情報データを算出するステップでは、
上記所定個数の離散値に対応した推定式の係数データを用いた補間処理によって上記選択信号に対応した単一の係数データを求めると共に、該単一の係数データおよび上記複数の第１の情報データから上記推定式を用いて上記注目点の情報データを求める
請求項１４に記載の情報信号処理方法。
【請求項１７】
上記第２のステップは、
上記選択信号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および上記選択された複数の第１の情報データから、上記推定式を用いて上記複数の離散値にそれぞれ対応した各所定個数の情報データを生成するステップと、
上記各所定個数の情報データから、上記複数の離散値にそれぞれ対応した特徴量を算出するステップと、
上記複数の離散値にそれぞれ対応した特徴量を用いて、上記調整信号に対応した特徴量を算出すると共に、該特徴量を得るための上記選択信号を算出するステップと
を有する
請求項１４に記載の情報信号処理方法。
【請求項１８】
上記情報データは画素データであり、上記所定個数の情報データは１画面分の画素データであり、
上記特徴量を算出するステップでは、上記１画面分の画素データより、水平方向の隣接画素データの画面全体の和および垂直方向の隣接画素データの画面全体の和を特徴量として求める
請求項１７に記載の情報信号処理方法。
【請求項１９】
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ステップと、
上記選択された複数の第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ステップとをさらに備え、
上記情報データを算出するステップでは、上記所定個数の離散値に対応した推定式の係数データとして、上記検出されたクラスの係数データを使用する
請求項１４に記載の情報信号処理方法。
【請求項２０】
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、
上記第２の情報信号に係る特徴量を調整するための調整信号を入力する第１のステップと、
上記第１のステップで入力された上記調整信号を、その値に対応した上記特徴量を得るための選択信号に変換する第２のステップと、
上記第２のステップで得られた上記選択信号に対応して、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを生成する第３のステップと
を含み、
上記第３のステップは、
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ステップと、
上記選択信号の値の近傍の所定個数の離散値に対応した推定式の係数データおよび上記選択された複数の第１の情報データを使用して、上記注目点の情報データを算出するステップと
を有する
処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録する記録媒体。
【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情報信号処理装置、情報信号処理方法、画像信号処理装置およびそれを使用した画像表示装置、並びに情報提供媒体に関する。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、入力調整信号をその値に対応した特徴量を得るための選択信号に変換し、この選択信号に対応して第２の情報信号に係る注目点の情報データを生成することによって、第２の情報信号に係る特徴量の調整を可能とすると共に、その特徴量が調整量に比例して変化するようにした情報信号処理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１１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。
そこで、この発明では、例えば画像の画質に関連した特徴量を調整可能にすると共に、その特徴量が調整量に比例して変化するようにした情報信号処理装置等を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
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、第２の情報信号に係る特徴量を調整するための調整信号を入力する入力手段と、この入力手段で入力された調整信号をその値に対応した特徴量を得るための選択信号に変換する変換手段と、この変換手段で得られた選択信号に対応して第２の情報信号に係る注目点の情報データを生成する情報データ生成手段とを備え、この情報データ生成手段は、選択信号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記憶するメモリ手段と、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、メモリ手段に記憶されている、変換手段で得られた選択信号の値の近傍の所定個数の離散値に対応した推定式の係数データおよび第１のデータ選択手段で選択された複数の第１の情報データを使用して、注目点の情報データを算出する情報データ算出手段とを有するものである。
【０００８】
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、第２の情報信号に係る特徴量を調整するための調整信号を入力する第１のステップと、この第１のステップで入力された調整信号をその値に対応した特徴量を得るための選択信号に変換する第２のステップと、第２のステップで得られた選択信号に対応して第２の情報信号に係る注目点の情報データを生成する第３のステップとを備え、この第３のステップは、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ステップと、選択信号の値の近傍の所定個数の離散値に対応した推定式の係数データおよび選択された複数の第１の情報データを使用して、注目点の情報データを算出するステップとを有するものである。
【０００９】
また、この発明に係る記録媒体は、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記録するものである。
【００１０】
また、この発明に係る画像信号処理装置は、複数の画素データからなる第１の画像信号を複数の画素データからなる第２の画像信号に変換する画像信号処理装置であって、第２の画像信号に係る特徴量を調整するための調整信号を入力する入力手段と、この入力手段で入力された調整信号をその値に対応した特徴量を得るための選択信号に変換する変換手段と、この変換手段で得られた選択信号に対応して第２の画像信号に係る注目画素の画素データを生成する画素データ生成手段とを備え、この画素データ生成手段は、選択信号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記憶するメモリ手段と、第１の画像信号から、第２の画像信号に係る注目画素の周辺に位置する複数の第１の画素データを選択する第１のデータ選択手段と、メモリ手段に記憶されている、変換手段で得られた選択信号の値の近傍の所定個数の離散値に対応した推定式の係数データおよび第１のデータ選択手段で選択された複数の第１の画素データを使用して、注目画素の画素データを算出する画素データ算出手段とを有するものである。
【００１１】
この発明においては、入力手段により第２の情報信号に係る特徴量を調整するための調整信号が入力される。ここで、情報信号は、例えば画像信号や音声信号である。情報信号が画像信号である場合、例えば水平方向の隣接画素データの差分の画面全体の和および垂直方向の隣接画素データの差分の画面全体（１フィールド分または１フレーム分）の和が、画像の特徴量として導入される。
【００１２】
入力された調整信号は、その値に対応した特徴量を得るための選択信号に変換され、この選択信号に対応して第２の情報信号に係る注目点の情報データが生成される。
【００１３】
例えば、選択信号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がメモリ手段に記憶されている。第２の情報信号に係る注目点の情報データは、第１の情報信号から選択された第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の情報データおよび上記調整信号を変換して得られた選択信号の値の近傍の所定個数の離散値に対応した推定式の係数データを使用して算出される。
【００１４】
この場合、例えば所定個数の離散値に対応した推定式の係数データおよび複数の第１の情報データから上記推定式を用いて上記所定個数の情報データが求められると共に、この所定個数の情報データが用いられた補間処理によって上記調整信号が変換されて得られた選択信号に対応した注目点の情報データが求められる。
【００１５】
また例えば、所定個数の離散値に対応した推定式の係数データを用いた補間処理によって上記調整信号を変換して得られた選択信号に対応した単一の係数データが求められると共に、この単一の係数データおよび複数の第１の情報データから上記推定式を用いて注目点の情報データが求められる。
【００１６】
入力された調整信号の選択信号への変換は、例えば以下のように行われる。すなわち、メモリ手段に記憶されている選択信号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および第１の情報信号から選択された複数の第１の情報データから推定式を用いて複数の離散値にそれぞれ対応した各所定個数の情報データが生成され、この各所定個数の情報データから上記複数の離散値にそれぞれ対応した特徴量が算出される。そして、この複数の離散値にそれぞれ対応した特徴量を用いて、調整信号に対応した特徴量が算出されると共に、この特徴量を得るための選択信号が算出される。
【００１７】
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、入力される調整信号がその値に対応した特徴量を得るための選択信号に変換され、この選択信号に対応して第２の情報信号に係る注目点の情報データが生成される。これにより、ユーザは、第２の情報信号に係る特徴量を自由に調整できるようになる。また、第２の情報信号に係る特徴量は調整量に比例して変化するため、ユーザが特徴量を調整する際の調整感も良好となる。
【００１８】
【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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、上述せずも、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特徴量を調整できる。本実施の形態においては、水平方向の隣接画素データの差分の画面全体の和および垂直方向の隣接画素データの差分の画面全体の和を、画像の特徴量として導入する。
【００２４】
画像信号処理部１１０では、ユーザのリモコン送信機２００の操作によって入力された調整信号ｄｈ*，ｄｖ*がその値に対応した特徴量を得るための画質選択信号ｈ，ｖに変換され、この画質選択信号ｈ，ｖに対応して、ＨＤ画素データが算出される。これにより、画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像の特徴量は、調整信号ｄｈ*，ｄｖ*の値、つまり調整量に比例したものとなる。
【００２５】
なお、ユーザのリモコン送信機２００の操作によって調整信号ｄｈ*，ｄｖ*の値を変更する状態では、ディスプレイ部１１１の画面上に、調整信号ｄｈ*，ｄｖ*の値の表示が行われる。ここでは図示しないが、この表示は数値または棒グラフ等をもって行われる。ユーザは、この表示を参照して、調整信号ｄｈ*，ｄｖ*の値を変更できる。このように画面上に調整信号ｄｈ*，ｄｖ*の値を表示する際、システムコントローラ１０１は表示データをＯＳＤ回路１１２に供給する。ＯＳＤ回路１１２は、その表示データに基づいて表示信号ＳＣＨを発生し、この表示信号ＳＣＨを合成器１１３を介してディスプレイ部１１１に供給することとなる。
【００２６】
次に、画像信号処理部１１０の詳細を説明する。この画像信号処理部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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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が空間クラスのクラス情報として得られる。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）
【００３１】
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。
【００３２】
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、例えばクラスタップのデータとして、６個のＳＤ画素データｍ１〜ｍ６と、その１フレーム前の６個のＳＤ画素データｎ１〜ｎ６が取り出されるとき、（２）式におけるＮｂは６である。
【００３３】
【数１】
0004692798.tif 000002
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
【数２】
0004692798.tif 000003
【００３８】
また、画像信号処理部１１０は、係数メモリ１３１を有している。この係数メモリ１３１は、後述する推定予測演算回路１２７で使用される推定式の係数データを格納するものである。この係数メモリ１３１には、上述した画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応した各クラスの係数データが格納されている。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。この係数メモリ１３１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１３１からはクラスコードＣＬに対応した、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値における係数データが読み出され、推定予測演算回路１２７に供給される。
【００３９】
なお、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。そのため、あるクラスの所定の離散値に対応した係数データは、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画素に対応した係数データからなっている。この２×２の単位画素ブロック内の４画素は、５２５ｉ信号の画素に対して互いに異なる位相関係にある。
【００４０】
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１３１より読み出される係数データｗｉとから、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータ（ＨＤ画素データ）ｙを演算する推定予測演算回路１２７を有している。
【００４１】
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、ＨＤ画素データが生成される。
【００４２】
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１３１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（４）式の推定式で演算される。
【００４３】
また、上述したように係数メモリ１３１からは画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値における係数データが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給されるため、この推定予測演算回路１２７では画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値に対応したＨＤ画素データｙ1〜ｙ4が、それぞれ個別に（４）式の推定式で演算される。
【００４４】
【数３】
0004692798.tif 000004
【００４５】
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、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応したＨＤ画素データｙ1〜ｙ4を一時的に格納する画素データメモリ１２８を有している。画素データメモリ１２８には、上述した画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応したＨＤ画素データｙ1〜ｙ4がそれぞれ格納される。
【００４６】
また、画像信号処理部１１０は、画素データメモリ１２８に順次格納される、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値に対応した各１フィールド分のＨＤ画素データから、特徴量ｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)を演算する特徴量演算回路１３２を有している。ここで、ｄｈ(h,v)は、水平方向の隣接画素データの差分の１フィールド分の和であって、（５）式で演算される。また、ｄｖ(h,v)、垂直方向の隣接画素データの差分の１フィールド分の和であって、（６）式で演算される。これら、（５）式および（６）式で、Ｎは水平方向の画素数を示している。なお、ここでは、１フィールド分の演算で特徴量を求めるものであるが、１フレーム分の特徴量を求めるようにうしてもよい。
【００４７】
この特徴量演算回路１３２では、画質選択信号ｈ，ｖの離散値の数をＬとすると、Ｌ組のｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)が求められることとなる。例えば、ｈ，ｖがそれぞれ０，１，・・・，８の９個の値をとる場合、画質選択信号ｈ，ｖの離散値の数は９×９＝８１となり、８１組のｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)が演算によって求められる。図２は、８１個のｄｈ(h,v)をプロットした例を示しており、ｄｈ(h,v)はｈが大きくなるに従って小さくなっていく。なお、図２は、ｄｈ(h,v)の最大値ｄｈmaxが１．０となり、最小値ｄｈminが０となるように正規化されている。また、ここでは図示しないが、ｄｖ(h,v)はｖも大きくなるに従って小さくなっていく。
【００４８】
【数４】
0004692798.tif 000005
【００４９】
また、画像信号処理部１１０は、特徴量演算回路１３２で算出された複数組のｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)を用いて、入力された調整信号ｄｈ*，ｄｖ*を、その値に対応した特徴量ｄｈ，ｄｖを得るための画質選択信号ｈ，ｖに変換する信号変換回路１３３を有している。
【００５０】
信号変換回路１３３では、複数個のｄｈ(h,v)で構成される曲面を、（７）式で近似する。この（７）式における定数ａ1，ｂ1，ｃ1，ｄ1，ｅ1の値は、例えば最大値ｄｈmaxと最小値ｄｈminの離散値部分で一致し、その他の離散値部分における誤差の２乗和が最小となるように決定される。同様に、信号変換回路１３３では、複数個のｄｖ(h,v)で構成される曲面を、（８）式で近似する。この（８）式における定数ａ2，ｂ2，ｃ2，ｄ2，ｅ2の値は、最大値ｄｖmaxと最小値ｄｖminの離散値部分で一致し、その他の離散値部分における誤差の２乗和が最小となるように決定される。
【００５１】
【数５】
0004692798.tif 000006
【００５２】
また、信号変換回路１３３では、入力された調整信号ｄｈ*の最大値、最小値がそれぞれ特徴量ｄｈ(h,v)の最大値ｄｈmax、最小値ｄｈminに対応するように、ｄｈ*の値が１次変換されて調整信号ｄｈ*に対応した特徴量ｄｈが求められる。同様に、信号変換回路１３３では、入力された調整信号ｄｖ*の最大値、最小値がそれぞれ特徴量ｄｖ(h,v)の最大値ｄｖmax、最小値ｄｖminに対応するように、ｄｖ*の値が１次変換されて調整信号ｄｖ*に対応した特徴量ｄｖが求められる。本実施の形態においては、ｄｈ*，ｄｖ*はそれぞれ０〜１の値をとるものとし、ｄｈは（９）式で算出され、ｄｖは（１０）式で算出される。この特徴量ｄｈ，ｄｖは、入力された調整信号ｄｈ*，ｄｖ*に対応したもの、つまりユーザが画像に要求する特徴量となる。
【００５３】
【数６】
0004692798.tif 000007
【００５４】
また、信号変換回路１３３では、上述の（７）式のｄｈ(h,v)にｄｈが代入されると共に、上述の（８）式のｄｖ(h,v)にｄｖが代入されて、上述のように算出された特徴量ｄｈ，ｄｖを満足する画質選択信号ｈ，ｖが求められる。この画質選択信号ｈ，ｖは離散値ではなく連続値となる。
【００５５】
図３は、上述したように算出される画質選択信号ｈ，ｖの意義を説明するための模式図である。
図３Ａの曲面１１ｈは、８１個のｄｈ(h,v)で構成されたものである（（７）式参照）。図３Ａは、ｄｈ(h,v)の最大値ｄｈmaxが１．０となり、その最小値ｄｈminが０となるように正規化されている。そして、図３Ｂの曲線１２ｈは、曲面１１ｈのうち、調整信号ｄｈ*に対応した特徴量ｄｈと同値となる全ての点をｈｖ座標に投影して得たものである。
【００５６】
また、図３Ｃの曲面１１ｖは、８１個のｄｖ(h,v)で構成されたものである（（８）式参照）。図３Ｄは、ｄｖ(h,v)の最大値ｄｖmaxが１．０となり、その最小値ｄｖminが０となるように正規化されている。そして、図３Ｄの曲線１２ｖは、曲面１１ｖのうち、調整信号ｄｖ*に対応した特徴量ｄｖと同値となる全ての点をｈｖ座標に投影して得たものである。
【００５７】
そして、図３Ｅに示すように、上述の図３Ｂの曲線１２ｈおよび図３Ｄの曲線１２ｖをｈｖ座標で重ねて得られる交点１３の座標が画質選択信号ｈ，ｖを与えるものとなる。すなわち、画質選択信号ｈ，ｖは、入力された調整信号ｄｈ*，ｄｖ*に対応した特徴量ｄｈ，ｄｖを得るためのものとなる。
【００５８】
なお、上述した特徴量演算回路１３２における特徴量ｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)の演算処理および信号変換回路１３３における画質選択信号ｈ，ｖの演算処理は、例えば１フィールド毎に、垂直ブランキング期間に行われ、そして、後述する補間演算回路１２９では、それに続く垂直有効走査期間に、その画質選択信号ｈ，ｖを使用した補間演算処理が行われる。
【００５９】
また、図１に戻って、画像信号処理部１１０は、画素データメモリ１２８に順次格納された、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値に対応した各１フィールド分のＨＤ画素データから、上述したように信号変換回路１３３で得られた画質選択信号ｈ，ｖに対応した１フィールド分のＨＤ画素データを順次得る補間演算回路１２９を有している。
【００６０】
この補間演算回路１２９では、１フィールドを構成するそれぞれの画素毎に、画質選択信号ｈ，ｖの値の近傍の所定個数、本実施の形態においては４個の離散値に対応したＨＤ画素データを用いた補間処理によって、画質選択信号ｈ，ｖに対応したＨＤ画素データが求められる。この場合、求めようとするＨＤ画素データｙ(h,v)は、（１１）式で算出される。
【００６１】
【数７】
0004692798.tif 000008
【００６２】
図４は、ｈ＝４．３、ｖ＝３．５である場合の補間処理例を示している。この場合には、（4.3,3.5）の値の近傍の４個の離散値(4,3)、(5,3)、(4,4)、(5,4)に対応したＨＤ画素データｙ(4,3)、ｙ(5,3)、ｙ(4,4)、ｙ(5,4)を使用して上述の（１１）式により補間演算が行われ、ＨＤ画素データｙ(4.3,3.5)が求められる。
【００６３】
また、図１に戻って、画像信号処理部１１０は、補間演算回路１２９で順次求められる１フィールド分のＨＤ画素データを線順次化して１０５０ｉ信号のフォーマットで出力する後処理回路１３０を有している。
【００６４】
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）。
【００６５】
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。
【００６６】
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１２６に供給される。このクラス合成回路１２６では、これらクラス情報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１３１に読み出しアドレス情報として供給される。
【００６７】
係数メモリ１３１には、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応した各クラスの係数データが格納されている。係数メモリ１３１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１３１からクラスコードＣＬに対応した、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値における係数データｗｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。
【００６８】
また、第１のタップ選択回路１２１では、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、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。この第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は推定予測演算回路１２７に供給される。
【００６９】
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１３１より読み出される、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値における各４画素分の係数データｗｉとから、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値に対応したＨＤ画素データｙ1〜ｙ4がそれぞれ個別に演算される（（４）式参照）。そして、このように推定予測演算回路１２７で演算された画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値に対応したＨＤ画素データｙ1〜ｙ4は、それぞれ画素データメモリ１２８に格納される。
【００７０】
特徴量演算回路１３２では、画素データメモリ１２８に順次格納される、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値に対応した各１フィールド分のＨＤ画素データから、それぞれ特徴量ｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)が演算される（（５）式、（６）式参照）。さらに、信号変換回路１３３では、特徴量演算回路１３２で算出された複数組のｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)を用いて、入力された調整信号ｄｈ*，ｄｖ*が、その値に対応した特徴量ｄｈ，ｄｖを得るための画質選択信号ｈ，ｖに変換される。この特徴量ｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)の演算処理および画質選択信号ｈ，ｖの演算処理は、例えば１フィールド毎に、垂直ブランキング期間に行われる。
【００７１】
補間演算回路１２９では、この垂直ブランキング期間に続く垂直有効走査期間に、信号変化回路１３３で得られた画質選択信号ｈ，ｖを用いた補間演算処理が行われ（（１１）式参照）、画素データメモリ１２８に順次格納された、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値に対応した各１フィールド分のＨＤ画素データから、上述したように信号変換回路１３３で得られた画質選択信号ｈ，ｖに対応した１フィールド分のＨＤ画素データを順次得られる。
【００７２】
このように補間演算回路１２９で順次求められる１フィールド分のＨＤ画素データは後処理回路１３０に供給される。この後処理回路１３０では、補間演算回路１２９で順次求められる１フィールド分のＨＤ画素データが線順次化されて１０５０ｉ信号のフォーマットで出力される。つまり、この後処理回路１２９からは、ＨＤ信号としての１０５０ｉ信号が出力される。
【００７３】
図５のフローチャートを参照して、上述した画像信号処理部１１０における推定予測演算回路１２７、特徴量算出回路１３２、信号変換回路１３３および補間演算回路１２９の部分における１フィールド分のＨＤ画素データを生成するための処理の流れをさらに説明する。
【００７４】
まず、ステップＳＴ１で、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応した係数データｗｉを使用して、当該画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応した各１フィールド分のＨＤ画素データを生成する。そして、ステップＳＴ２で、各１フィールド分のＨＤ画素データから、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応した特徴量ｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)を算出する。
【００７５】
次に、ステップＳＴ３で、複数組のｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)を用いて、入力された調整信号ｄｈ*，ｄｖ*に対応した特徴量ｄｈ，ｄｖを算出し、さらにこの特徴量を得るための画質選択信号ｈ，ｖを算出する。そして、ステップＳＴ４で、算出された画質選択信号ｈ，ｖと、上記生成された各１フィールド分のＨＤ画素データとから、線形補間により、上記入力された調整信号ｄｈ*，ｄｖ*に対応した特徴量ｄｈ，ｄｖを持つ１フィールド分のＨＤ画素データを生成する。
【００７６】
上述したように、ＳＤ信号をＨＤ信号に変換する際に、画像信号処理部１１０では、入力される調整信号ｄｈ*，ｄｖ*が１フィールド毎にその値に対応した特徴量ｄｈ，ｄｖを得るための画質選択信号ｈ，ｖに変換され、この画質選択信号ｈ，ｖに対応して補間演算回路１２９で補間演算が行われて、入力された調整信号ｄｈ*，ｄｖ*に対応した特徴量ｄｈ，ｄｖを持つ１フィールド分のＨＤ画素データが順次生成される。これにより、ユーザはリモコン送信機２００を操作して調整信号ｄｈ*，ｄｖ*の値を変化させることで、ＨＤ信号の画像の特徴量を自由に調整できるようになる。
【００７７】
また、このＨＤ信号の画像の特徴量は調整量に比例して変化するため、ユーザがＨＤ信号の画像の特徴量を調整する際の調整感も良好となる。図６の「×」印は、入力値としての画質選択信号ｈの各値に対する画像の特徴量ｄｈをプロットした一例である。この図より明らかなように、特徴量ｄｈは入力値に比例しないものとなる。一方、図７の「×」印は、入力値としての調整信号ｄｈ*の各値に対する画像の特徴量ｄｈをプロットした一例である。この図より明らかなように、特徴量ｄｈは入力値に比例したものとなる。なお、図示は省略するが、特徴量ｄｖに関しても同様のことが言える。
【００７８】
上述したように、係数メモリ１３１には、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応した各クラスの係数データが格納されている。この係数データは、予め学習によって生成されたものである。
【００７９】
まず、この学習方法について説明する。（４）式の推定式に基づく係数データｗi（ｉ＝１〜ｎ）を最小二乗法により求める例を示すものとする。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、（１２）式の観測方程式を考える。この（１２）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。
【００８０】
【数８】
0004692798.tif 000009
【００８１】
（１２）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（１２）式の観測方程式をもとに、（１３）式の残差方程式を考える。
【００８２】
【数９】
0004692798.tif 000010
【００８３】
（１３）式の残差方程式から、各ｗiの最確値は、（１４）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、（１５）式の条件を考慮すればよいわけである。
【００８４】
【数１０】
0004692798.tif 000011
【００８５】
つまり、（１５）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、（１３）式の残差方程式から、（１６）式が得られる。さらに、（１６）式と（１２）式とから、（１７）式が得られる。
【００８６】
【数１１】
0004692798.tif 000012
【００８７】
そして、（１３）式と（１７）式とから、（１８）式の正規方程式が得られる。
【００８８】
【数１２】
0004692798.tif 000013
【００８９】
（１８）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。この場合、掃き出し法（Gauss-Jordanの消去法）等を用いて連立方程式を解くことになる。
【００９０】
図８は、上述した概念で係数データを生成する係数データ生成装置１５０を示している。この係数データ生成装置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。
【００９１】
このＳＤ信号生成回路１５２には、画質選択信号ｈ，ｖが制御信号として供給される。この画質選択信号ｈ，ｖは、図１に示すテレビ受信機１００で、信号変換回路１３３で得られる画質選択信号ｈ，ｖと同義である。この画質選択信号ｈ，ｖに対応して、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用されるフィルタの水平帯域と垂直帯域とが可変される。
【００９２】
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、（１９）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。
【００９３】
【数１３】
0004692798.tif 000014
【００９４】
また、係数データ生成装置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。
【００９５】
また、係数データ生成装置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。
【００９６】
また、係数データ生成装置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。
【００９７】
また、係数データ生成装置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。
【００９８】
また、係数データ生成装置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、ｎ個の係数データｗｉを得るための正規方程式（（１８）式参照）を生成する正規方程式生成部１６０を有している。
【００９９】
この場合、１個のＨＤ画素データｙとそれに対応するｎ個の予測タップ画素データとの組み合わせで上述した学習データが生成され、従って正規方程式生成部１６０では多くの学習データが登録された正規方程式が生成される。なお、図示せずも、第１のタップ選択回路１５３の前段に時間合わせ用の遅延回路を配置することで、この第１のタップ選択回路１５３から正規方程式生成部１６０に供給されるＳＤ画素データｘｉのタイミング合わせが行われる。
【０１００】
また、係数データ生成装置１５０は、正規方程式生成部１６０でクラス毎に生成された正規方程式のデータが供給され、クラス毎に生成された正規方程式を解いて、各クラスの係数データｗｉを求める係数データ決定部１６１と、この求められた係数データｗｉを記憶する係数メモリ１６２とを有している。係数データ決定部１６１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ｗｉが求められる。
【０１０１】
図８に示す係数データ生成装置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、画質選択信号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。
【０１０２】
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）。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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）。
【０１０５】
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、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、正規方程式生成部１６０では、クラス毎に、ｎ個の係数データｗｉを生成するための正規方程式が生成される。
【０１０６】
そして、係数データ決定部１６１でその正規方程式が解かれ、各クラスの係数データｗｉが求められ、その係数データｗｉはクラス別にアドレス分割された係数メモリ１６２に記憶される。
【０１０７】
このように、図８に示す係数データ生成装置１５０においては、図１の画像信号処理部１１０の係数メモリ１３１に記憶される各クラスの係数データｗｉを生成することができる。
【０１０８】
この場合、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されるＳＤ信号の水平および垂直の帯域を画質選択信号ｈ，ｖによって変化させることができる。そのため、画質選択信号ｈ，ｖを段階的に順次変化させてクラス毎の係数データを決定していくことで、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値における各クラスの係数データｗｉを生成できる。
【０１０９】
なお、図１の画像信号処理部１１０においては、補間演算回路１２９で、１フィールドを構成するそれぞれの画素毎に、調整信号ｄｈ*，ｄｈ*が変換されて得られた画質選択信号ｈ，ｖの値の近傍の所定個数、例えば４個の離散値に対応したＨＤ画素データを用いた補間処理によって、当該画質選択信号ｈ，ｖに対応したＨＤ画素データを求めるものであったが、以下のようにして出力すべきＨＤ画素データを求めることも考えられる。
【０１１０】
すなわち、１フィールドを構成するそれぞれの画素毎に、調整信号ｄｈ*，ｄｈ*が変換されて得られた画質選択信号ｈ，ｖの値の近傍の所定個数、例えば４個の離散値に対応した係数データｗｉを用いた補間処理によって、当該画質選択信号ｈ，ｖに対応した単一の係数データｗｉを求め、この単一の係数データｗｉを使用して、推定式により、出力すべきＨＤ画素データを求めるものである。
【０１１１】
また、上述実施の形態においては、画像の特徴量として水平方向の隣接画素データの差分の１フィールド分の和であるｄｈ(h,v)および垂直方向の隣接画素データの差分の１フィールド分の和であるｄｖ(h,v)を用いたものであるが、これに限定されるものではなく、画質選択信号ｈ，ｖと相関のあるその他のものを用いてもよい。
また、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。
【０１１２】
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の動作プログラムや係数データ等が格納された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。
【０１１３】
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、フロッピーディスク３０６をドライブするフロッピーディスクドライブ（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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処理プログラムや係数データ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や係数データ等をフロッピーディスク３０６で提供するようにしてもよい。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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ＳＴ１１で、処理を開始し、ステップＳＴ１２で、ＳＤ画素データを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ＳＴ１３で、入力ＳＤ画素データの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ＳＴ１４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ＳＴ１５に進む。
【０１２０】
このステップＳＴ１５では、ステップＳＴ１２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ＳＴ１６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。処理が終了していないときは、ステップＳＴ１７に進む。
【０１２１】
このステップＳＴ１７では、ステップＳＴ１５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ＳＴ１８で、そのクラスコードＣＬに対応した、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値における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（（４）式参照）により、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応したＨＤ画素データを生成し、その後にステップＳＴ１５に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０１２２】
また、ステップＳＴ１６で、処理が終了しているときは、ステップＳＴ１９に進む。このステップＳＴ１９では、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応した各１フィールド分のＨＤ画素データから、特徴量ｄｈ(h,v)，ｄｖ(h,v)を演算する（（５）式、（６）式参照）。
【０１２３】
そして、ステップＳＴ２０で、Ｌ個のｄｈ(h,v)で構成される曲面の近似式（（７）式参照）と、Ｌ個のｄｖ(h,v)で構成される曲面の近似式（（８）式参照）とを、例えば最小二乗法を使用して決定する。ここで、Ｌは、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値の数であって、例えば８１である。
【０１２４】
次に、ステップＳＴ２１で、ユーザがリモコン送信機２００を操作して入力した調整信号ｄｈ*，ｄｖ*を例えばＲＡＭ３０３より読み込む。そして、ステップＳＴ２２で、読み込んだ調整信号ｄｈ*，ｄｖ*に対応した特徴量ｄｈ，ｄｖを求める（（９）式、（１０）式参照）。そして、ステップＳＴ２３で、ステップＳＴ２０で求めた曲面の近似式を用いて、ステップＳＴ２２で求めた特徴量ｄｈ，ｄｖを得るための画質選択信号ｈ，ｖを算出する。
【０１２５】
そして、ステップＳＴ２４で、画質選択信号ｈ，ｖの複数の離散値にそれぞれ対応した各１フィールド分のＨＤ画素データから、線形補間処理（（１１）式参照）によって、ステップＳＴ２３で求められた画質選択信号ｈ，ｖに対応した１フィールド分のＨＤ画素データを生成する。その後、ステップＳＴ１２に戻り、次のフィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。
【０１２６】
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。
【０１２７】
なお、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。
【０１２８】
また、上述実施の形態においては、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する例を示したが、この発明はそれに限定されるものでなく、推定式を使用して第１の画像信号を第２の画像信号に変換するその他の場合にも同様に適用できることは勿論である。
【０１２９】
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。
【０１３０】
【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、入力調整信号をその値に対応した特徴量を得るための選択信号に変換し、この選択信号に対応して第２の情報信号に係る注目点の情報データを生成するものであり、第２の情報信号による特徴量を任意に調整でき、またその場合その特徴量が調整量に比例して変化することから良好な調整感を得ることができる。
【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】特徴量（ｄｈ(h,v)）のプロット例を示す図である。
【図３】画質選択信号ｈ，ｖの決定法を説明するための図である。
【図４】補間処理例（ｈ＝４．３，ｖ＝３．５）を示す図である。
【図５】１フィールド分のＨＤ画素データを生成するための処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】入力値（ｈ）と特徴量ｄｈとの関係を示す図である。
【図７】入力値（ｄｈ*）と特徴量ｄｈとの関係を示す図である。
【図８】係数データ生成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】画像信号の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を説明するための図である。
【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、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・・・画素データメモリ、１２９・・・補間演算回路、１３０・・・後処理回路、１３１・・・係数メモリ、１３２・・・特徴量演算回路、１３３・・・信号変換回路、１５０・・・係数データ生成装置、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・・・正規方程式生成部、１６１・・・係数データ決定部、１６２・・・係数メモリ、２００・・・リモコン送信機、３００・・・画像信号処理装置、３０１・・・ＣＰＵ、３０２・・・ＲＯＭ、３０３・・・ＲＡＭ、３０４・・・バス、３０５・・・ハードディスクドライブ、３０７・・・フロッピーディスクドライブ、３０８・・・通信部、３０９，３１２，３１３，３１６，３１７・・・インタフェース、３１０・・・リモコン信号受信回路、３１１・・・ディスプレイ、３１４・・・入力端子、３１５・・・出力端子、４００・・・通信網
【図１】
0004692798.tif 000015
【図２】
0004692798.tif 000016
【図３】
0004692798.tif 000017
【図４】
0004692798.tif 000018
【図５】
0004692798.tif 000019
【図６】
0004692798.tif 000020
【図７】
0004692798.tif 000021
【図８】
0004692798.tif 000022
【図９】
0004692798.tif 000023
【図１０】
0004692798.tif 000024
【図１１】
0004692798.tif 000025