(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する画像処理装置において、
前記コンポジット映像信号を取り込む取り込み手段と、
前記コンポーネント映像信号の画素に基づいて前記コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出手段と、
前記クラスタップ抽出手段により抽出された前記クラスタップに基づいて、前記クラスタップの時空間の対称性を利用して前記クラスコードを決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された前記クラスコードに対応する係数を取得する取得手段と、
前記取り込み手段により取り込まれた前記コンポジット映像信号の画素に基づいて前記コンポーネント映像信号を生成するための予測タップを抽出する予測タップ抽出手段と、
前記取得手段により取得された前記係数と、前記予測タップ抽出手段により抽出された前記予測タップに基づいて、前記コンポーネント映像信号を演算する演算手段と
を備え、
前記決定手段は、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内の前記クラスタップの対称性を利用して前記クラスコードを決定する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する画像処理装置の画像処理方法において、
前記コンポジット映像信号を取り込む取り込みステップと、
前記コンポーネント映像信号の画素に基づいて、前記コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、
前記クラスタップ抽出ステップの処理により抽出された前記クラスタップに基づいて、前記クラスタップの時空間の対称性を利用して前記クラスコードを決定する決定ステップと、
前記決定ステップの処理により決定された前記クラスコードに対応する係数を取得する取得ステップと、
前記取り込みステップの処理により取り込まれた前記コンポジット映像信号の画素に基づいて前記コンポーネント映像信号を生成するための予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、
前記取得ステップの処理により取得された前記係数と、前記予測タップ抽出ステップの処理により抽出された前記予測タップに基づいて、前記コンポーネント映像信号を演算する演算ステップとを含み、
前記決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内の前記クラスタップの対称性を利用して前記クラスコードが決定される
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】
コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する画像処理装置のプログラムであって、
前記コンポジット映像信号を取り込む取り込みステップと、
前記コンポーネント映像信号の画素に基づいて、前記コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、
前記クラスタップ抽出ステップの処理により抽出された前記クラスタップに基づいて、前記クラスタップの時空間の対称性を利用して前記クラスコードを決定する決定ステップと、
前記決定ステップの処理により決定された前記クラスコードに対応する係数を取得する取得ステップと、
前記取り込みステップの処理により取り込まれた前記コンポジット映像信号の画素に基づいて前記コンポーネント映像信号を生成するための予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、
前記取得ステップの処理により取得された前記係数と、前記予測タップ抽出ステップの処理により抽出された前記予測タップに基づいて、前記コンポーネント映像信号を演算する演算ステップとを含み、
前記決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内の前記クラスタップの対称性を利用して前記クラスコードが決定される
ことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項４】
コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する画像処理装置を制御するコンピュータに、
前記コンポジット映像信号を取り込む取り込みステップと、
前記コンポーネント映像信号の画素に基づいて、前記コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、
前記クラスタップ抽出ステップの処理により抽出された前記クラスタップに基づいて、前記クラスタップの時空間の対称性を利用して前記クラスコードを決定する決定ステップと、
前記決定ステップの処理により決定された前記クラスコードに対応する係数を取得する取得ステップと、
前記取り込みステップの処理により取り込まれた前記コンポジット映像信号の画素に基づいて前記コンポーネント映像信号を生成するための予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、
前記取得ステップの処理により取得された前記係数と、前記予測タップ抽出ステップの処理により抽出された前記予測タップに基づいて、前記コンポーネント映像信号を演算する演算ステップとを含む処理を実行させ、
前記決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内の前記クラスタップの対称性を利用して前記クラスコードが決定される
を実行させるプログラム。
【請求項５】
コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる予測係数を生成する画像処理装置において、
教師信号としての前記コンポーネント映像信号から、生徒信号としての前記コンポジット映像信号を生成するコンポジット映像信号生成手段と、
前記コンポジット映像信号生成手段により生成された前記コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出手段と、
前記クラスタップ抽出手段により抽出された前記クラスタップに基づいて、前記クラスタップの時空間の対称性を利用して前記クラスコードを決定するクラスコード決定手段と、
前記コンポジット映像信号生成手段により生成された前記コンポジット映像信号から予測タップを抽出する予測タップ抽出手段と、
前記クラスコード決定手段により決定された前記クラスコード毎に、前記教師信号としての前記コンポーネント映像信号と、前記予測タップ抽出手段により抽出された前記予測タップとに基づいて正規方程式を生成する正規方程式生成手段と、
前記正規方程式生成手段により生成された前記正規方程式に基づいて、前記コンポジット映像信号から前記コンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる前記予測係数を決定する係数決定手段とを備え、
前記クラスコード決定手段は、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内の前記クラスタップの対称性を利用して前記クラスコードを決定する
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項６】
コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる予測係数を生成する画像処理装置の画像処理方法において、
教師信号としての前記コンポーネント映像信号から、生徒信号としての前記コンポジット映像信号を生成するコンポジット映像信号生成ステップと、
前記コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成された前記コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、
前記クラスタップ抽出ステップの処理により抽出された前記クラスタップに基づいて、前記クラスタップの時空間の対称性を利用して前記クラスコードを決定するクラスコード決定ステップと、
前記コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成された前記コンポジット映像信号から予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、
前記クラスコード決定ステップの処理により決定された前記クラスコード毎に、前記教師信号としての前記コンポーネント映像信号と、前記予測タップ抽出ステップの処理により抽出された前記予測タップとに基づいて正規方程式を生成する正規方程式生成ステップと、
前記正規方程式生成ステップの処理により生成された前記正規方程式に基づいて、前記コンポジット映像信号から前記コンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる前記予測係数を決定する係数決定ステップとを含み、
前記クラスコード決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内の前記クラスタップの対称性を利用して前記クラスコードが決定される
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項７】
コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる予測係数を生成する画像処理装置のプログラムであって、
教師信号としての前記コンポーネント映像信号から、生徒信号としての前記コンポジット映像信号を生成するコンポジット映像信号生成ステップと、
前記コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成された前記コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、
前記クラスタップ抽出ステップの処理により抽出された前記クラスタップに基づいて、前記クラスタップの時空間の対称性を利用して前記クラスコードを決定するクラスコード決定ステップと、
前記コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成された前記コンポジット映像信号から予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、
前記クラスコード決定ステップの処理により決定された前記クラスコード毎に、前記教師信号としての前記コンポーネント映像信号と、前記予測タップ抽出ステップの処理により抽出された前記予測タップとに基づいて正規方程式を生成する正規方程式生成ステップと、
前記正規方程式生成ステップの処理により生成された前記正規方程式に基づいて、前記コンポジット映像信号から前記コンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる前記予測係数を決定する係数決定ステップとを含み、
前記クラスコード決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内の前記クラスタップの対称性を利用して前記クラスコードが決定される
ことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項８】
コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる予測係数を生成する画像処理装置を制御するコンピュータに、
教師信号としての前記コンポーネント映像信号から、生徒信号としての前記コンポジット映像信号を生成するコンポジット映像信号生成ステップと、
前記コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成された前記コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、
前記クラスタップ抽出ステップの処理により抽出された前記クラスタップに基づいて、前記クラスタップの時空間の対称性を利用して前記クラスコードを決定するクラスコード決定ステップと、
前記コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成された前記コンポジット映像信号から予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、
前記クラスコード決定ステップの処理により決定された前記クラスコード毎に、前記教師信号としての前記コンポーネント映像信号と、前記予測タップ抽出ステップの処理により抽出された前記予測タップとに基づいて正規方程式を生成する正規方程式生成ステップと、
前記正規方程式生成ステップの処理により生成された前記正規方程式に基づいて、前記コンポジット映像信号から前記コンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる前記予測係数を決定する係数決定ステップとを含む処理を実行させ、
前記クラスコード決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内の前記クラスタップの対称性を利用して前記クラスコードが決定される
プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、画質を向上させつつ、回路規模が大きくなるのを抑制することができるようにした画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、NTSC方式の映像信号は、輝度信号Y にクロマ信号C が平衡変調されて多重化されているコンポジット信号である。したがって、従来のテレビジョン受像機においてNTSC信号を受信してCRT等の表示装置にカラー画像を表示する場合には、コンポジット信号から輝度信号Y とクロマ信号C とを分離し（Y/C分離し）、クロマ信号Cを復調して、輝度信号Yと色差信号R-Y, B-Yからなるコンポーネント信号に変換し、さらに、マトリクス変換をして、RGB信号を生成する必要がある。
【０００３】
図1は、このような処理を行う従来のテレビジョン受像機の構成の一例を示している。チューナー12は、アンテナ11を介して受信した所定のチャンネルの映像中間周波信号を、映像中間周波信号処理回路(VIF回路)13に出力する。VIF回路13は、入力された映像中間周波信号を復調し、コンポジット映像信号をY/C分離回路14に出力する。Y/C分離回路14は、入力されたコンポジット映像信号から輝度信号 Y とクロマ信号 C を分離する。
【０００４】
クロマ復調回路15は、Y/C分離回路14において分離された クロマ信号C を復調して、R-Y信号とB-Y信号からなる色差信号を出力する。マトリクス回路16は、Y/C分離回路14において分離された輝度信号Yと、クロマ復調回路15において復調された R-Y信号、および、B-Y信号とから、3原色のR，G，B信号を生成し、表示デバイス17に出力する。
【０００５】
また、図2は、他のテレビジョン受像機の構成の一例を示している。この例においては、画素数変換回路21が、Y/C分離回路14において分離された 輝度信号Yと、クロマ復調回路15において復調された R-Y信号、および、B-Y信号とから、時空間的な画素密度の変更や IP (Interlace - Progressive) 変換等を行い、変換処理後の各コンポーネント信号をマトリクス回路16に出力する。その他の構成は、図1の場合と同様である。
【０００６】
図１や図２のテレビジョン受像機は、処理回路の規模が大きくなる欠点があった。また、2次元Y/C分離回路や3次元Y/C分離回路などにより構成されるY/C分離回路14を用いたフィルタ処理では、特に画像のエッジ部分や動画像部分において、ドット妨害やクロスカラーといったY/C分離エラーに起因する画質劣化が発生しやすい欠点があった。そこで、このような状況を改善するために、本出願人は、例えば、特願平10-284022号として、クラス分類適応処理を用いた方法を提案している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
クラス分類適応処理を用いた方法では、注目画素における Y，R-Y，B-Yといったコンポーネント信号を求める為に、まず、注目画素を含めてその近傍に位置する画素（クラスタップ）の特徴等をコンポジット信号から求め、それを基にクラス分類が行なわれる。そして、そのクラス毎に用意された（学習によって求められた）固定の係数と、同じく、注目画素を含めてその近傍に位置する画素のコンポジット信号からなる予測タップ（クラスタップと異なることもある）との演算を行うことによって、コンポジット信号から注目画素におけるコンポーネント信号が直接求められる。従って、クラス分類適応処理においては、適切なクラス分類手法が必要になる。
【０００８】
クラス毎の係数が最適でない場合や、クラス分類結果が適当でない場合、ドット妨害やクロスカラーといった画質劣化を充分に改善することができない。例えば、前述したように、コンポジット信号においては、輝度信号Y にクロマ信号C が重畳されているために、狭い範囲を見ただけではコンポジット信号の波形からコンポーネント信号の波形を予測することは難しい。このため、適切なクラス分類を行って性能をより向上させるためには、コンポジット信号をより広い範囲で見てクラス分類する必要があるが、その場合、基本的にクラス数の増大を招いてしまい、処理回路の規模が大きくなる問題がある。
【０００９】
また、コンポジット映像信号を単純に同画枠のコンポーネント信号に変換する場合に限らず、クラス分類適応処理を用いて解像度創造等の空間／時間的な画像情報変換を同時に一括して行う場合を想定すると、同時に行う処理のためのクラス分類も行う結果、更にクラス数の増大を招いてしまい、処理回路の規模が増大する問題がある。
【００１０】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、クラス分類適応処理を用いてコンポジット映像信号を輝度信号Y，色差信号R-Y，B-Yなどのコンポーネント信号に直接変換するのに際し、回路規模の削減を可能とする画像情報変換方法および装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の画像処理装置は、コンポジット映像信号を取り込む取り込み手段と、コンポーネント映像信号の画素に基づいてコンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出手段と、クラスタップ抽出手段により抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードを決定する決定手段と、決定手段により決定されたクラスコードに対応する係数を取得する取得手段と、取り込み手段により取り込まれたコンポジット映像信号の画素に基づいてコンポーネント映像信号を生成するための予測タップを抽出する予測タップ抽出手段と、取得手段により取得された係数と、予測タップ抽出手段により抽出された予測タップに基づいて、コンポーネント映像信号を演算する演算手段とを備え、決定手段は、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内のクラスタップの対称性を利用してクラスコードを決定することを特徴とする。
【００１７】
本発明の第１の画像処理方法は、コンポジット映像信号を取り込む取り込みステップと、コンポーネント映像信号の画素に基づいて、コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、クラスタップ抽出ステップの処理により抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードを決定する決定ステップと、決定ステップの処理により決定されたクラスコードに対応する係数を取得する取得ステップと、取り込みステップの処理により取り込まれたコンポジット映像信号の画素に基づいてコンポーネント映像信号を生成するための予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、取得ステップの処理により取得された係数と、予測タップ抽出ステップの処理により抽出された予測タップに基づいて、コンポーネント映像信号を演算する演算ステップとを含み、決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内のクラスタップの対称性を利用してクラスコードが決定されることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１の記録媒体のプログラムは、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する画像処理装置のプログラムであって、コンポジット映像信号を取り込む取り込みステップと、コンポーネント映像信号の画素に基づいて、コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、クラスタップ抽出ステップの処理により抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードを決定する決定ステップと、決定ステップの処理により決定されたクラスコードに対応する係数を取得する取得ステップと、取り込みステップの処理により取り込まれたコンポジット映像信号の画素に基づいてコンポーネント映像信号を生成するための予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、取得ステップの処理により取得された係数と、予測タップ抽出ステップの処理により抽出された予測タップに基づいて、コンポーネント映像信号を演算する演算ステップとを含み、決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内のクラスタップの対称性を利用してクラスコードが決定されることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１のプログラムは、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する画像処理装置を制御するコンピュータに、コンポジット映像信号を取り込む取り込みステップと、コンポーネント映像信号の画素に基づいて、コンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、クラスタップ抽出ステップの処理により抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードを決定する決定ステップと、決定ステップの処理により決定されたクラスコードに対応する係数を取得する取得ステップと、取り込みステップの処理により取り込まれたコンポジット映像信号の画素に基づいてコンポーネント映像信号を生成するための予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、取得ステップの処理により取得された係数と、予測タップ抽出ステップの処理により抽出された予測タップに基づいて、コンポーネント映像信号を演算する演算ステップとを含む処理を実行させ、決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内のクラスタップの対称性を利用してクラスコードが決定される。
【００２５】
本発明の第２の画像処理装置は、教師信号としてのコンポーネント映像信号から、生徒信号としてのコンポジット映像信号を生成するコンポジット映像信号生成手段と、コンポジット映像信号生成手段により生成されたコンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出手段と、クラスタップ抽出手段により抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードを決定するクラスコード決定手段と、コンポジット映像信号生成手段により生成されたコンポジット映像信号から予測タップを抽出する予測タップ抽出手段と、クラスコード決定手段により決定されたクラスコード毎に、教師信号としてのコンポーネント映像信号と、予測タップ抽出手段により抽出された予測タップとに基づいて正規方程式を生成する正規方程式生成手段と、正規方程式生成手段により生成された正規方程式に基づいて、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる予測係数を決定する係数決定手段とを備え、クラスコード決定手段は、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内のクラスタップの対称性を利用してクラスコードを決定することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第２の画像処理方法は、教師信号としてのコンポーネント映像信号から、生徒信号としてのコンポジット映像信号を生成するコンポジット映像信号生成ステップと、コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成されたコンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、クラスタップ抽出ステップの処理により抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードを決定するクラスコード決定ステップと、コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成されたコンポジット映像信号から予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、クラスコード決定ステップの処理により決定されたクラスコード毎に、教師信号としてのコンポーネント映像信号と、予測タップ抽出ステップの処理により抽出された予測タップとに基づいて正規方程式を生成する正規方程式生成ステップと、正規方程式生成ステップの処理により生成された正規方程式に基づいて、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる予測係数を決定する係数決定ステップとを含み、クラスコード決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内のクラスタップの対称性を利用してクラスコードが決定されることを特徴とする。
【００２７】
本発明の第２の記録媒体のプログラムは、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる予測係数を生成する画像処理装置のプログラムであって、教師信号としてのコンポーネント映像信号から、生徒信号としてのコンポジット映像信号を生成するコンポジット映像信号生成ステップと、コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成されたコンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、クラスタップ抽出ステップの処理により抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードを決定するクラスコード決定ステップと、コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成されたコンポジット映像信号から予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、クラスコード決定ステップの処理により決定されたクラスコード毎に、教師信号としてのコンポーネント映像信号と、予測タップ抽出ステップの処理により抽出された予測タップとに基づいて正規方程式を生成する正規方程式生成ステップと、正規方程式生成ステップの処理により生成された正規方程式に基づいて、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる予測係数を決定する係数決定ステップとを含む処理を実行させ、クラスコード決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内のクラスタップの対称性を利用してクラスコードが決定されることを特徴とする。
【００２８】
本発明の第２のプログラムは、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる予測係数を生成する画像処理装置を制御するコンピュータに、教師信号としてのコンポーネント映像信号から、生徒信号としてのコンポジット映像信号を生成するコンポジット映像信号生成ステップと、コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成されたコンポジット映像信号からクラスコードを決定するためのクラスタップを抽出するクラスタップ抽出ステップと、クラスタップ抽出ステップの処理により抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードを決定するクラスコード決定ステップと、コンポジット映像信号生成ステップの処理により生成されたコンポジット映像信号から予測タップを抽出する予測タップ抽出ステップと、クラスコード決定ステップの処理により決定されたクラスコード毎に、教師信号としてのコンポーネント映像信号と、予測タップ抽出ステップの処理により抽出された予測タップとに基づいて正規方程式を生成する正規方程式生成ステップと、正規方程式生成ステップの処理により生成された正規方程式に基づいて、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合に用いられる予測係数を決定する係数決定ステップとを含む処理を実行させ、クラスコード決定ステップの処理では、注目フィールドと、その前後に隣接するフィールド内のクラスタップの対称性を利用してクラスコードが決定される。
【００２９】
本発明の第１の画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムにおいては、抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードが決定され、そのクラスコードを利用して、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号が生成される。
【００３０】
本発明の第２の画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムにおいては、抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードが決定され、そのクラスコードを利用して、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合の予測係数が決定される。
【００３１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を適用するクラス分類適応処理について、構成例を示して説明する。図3は、クラス分類適応処理を用いてコンポジット信号をコンポーネント信号に直接変換するテレビジョン受像機の構成例を示しており、図１または図２に対応する部分には同一の符号を付してある。
【００３２】
A/D変換器31は、VIF回路１３より入力されたコンポジット信号を所定のタイミングでサンプリングし、デジタイズされたコンポジット信号をクラス分類適応処理回路32に出力する。クラス分類適応処置回路32は、入力されたコンポジット信号を、Y，R-Y，B-Y 信号といったコンポーネント信号に直接変換し、マトリクス回路16に出力する。その他の構成は、図１における場合と同様である。
【００３３】
図4は、図3のクラス分類適応処理回路32の詳細な構成例を示すブロック図である。領域抽出部61は、入力されたコンポジット信号から、クラス分類を行うために必要な画素（クラスタップ）を抽出し、パターン検出部62に出力する。パターン検出部62は、入力されたクラスタップを基に、コンポジット映像信号のパターンを検出し、その結果をクラスコード決定部63に出力する。クラスコード決定部63は、パターン検出部62で検出されたパターンに基づいてクラスを決定し、そのクラスに対応するクラスコードを、係数メモリ64および領域抽出部65に出力する。
【００３４】
係数メモリ64には、後述する学習によって求められたクラス毎の予測係数が予め記憶されている。係数メモリ64は、入力されたクラスコードに対応する予測係数を、予測演算部66に出力する。領域抽出部65は、クラスコード決定部63から入力されるクラスコードに応じて、入力されたコンポジット信号からコンポーネント信号を予測生成するために必要な画素（予測タップ）を抽出し、予測演算部66に出力する。
【００３５】
予測演算部66は、領域抽出部65から入力された予測タップと、係数メモリ64から入力された予測係数とを用いて予測演算を行うことで、コンポーネント信号Yを生成し、出力する。
【００３６】
次に、図５のフローチャートを参照して、クラス分類適応処理回路３２の動作について説明する。
【００３７】
最初に、ステップＳ１において、領域抽出部６１は、入力されたコンポジット信号から注目画素を選択する。そして、ステップＳ２において、領域抽出部６１は、ステップＳ１で選択された注目画素とその近郊の画素により構成されるクラスタップを、コンポジット信号から抽出する。
【００３８】
ステップＳ３において、パターン検出部６２は、ステップＳ２の処理で領域抽出部６１により抽出されたクラスタップのパターンを検出する。ステップＳ４において、クラスコード決定部６３は、ステップＳ３の処理でパターン検出部６２により検出されたパターンに対応するクラスコードを決定する。
【００３９】
ステップＳ５において、領域抽出部６５は、ステップＳ４の処理で決定されたクラスコードに基づいて、入力されるコンポジット信号からコンポーネント信号を予測生成するために必要な予測タップを抽出する。
【００４０】
ステップＳ６において、係数メモリ６４は、ステップＳ４の処理でクラスコード決定部６３により決定されたクラスコードに対応する予測係数を読み出す。ステップＳ７において、予測演算部６６は、領域抽出部６５により抽出された予測タップに対して、係数メモリ６４より読み出された予測係数を適用し、予測演算処理を行う。そして、ステップＳ８において、予測演算部６６は、ステップＳ７の処理で予測演算処理により生成したコンポーネント信号をマトリクス回路１６に出力する。
【００４１】
次に、ステップＳ９において、全画素についての処理が終了したか否かが判定され、まだ全画素についての処理が終了していない場合には、ステップＳ１に戻り、それ以降の処理が繰り返し実行される。ステップＳ９においては、全ての画素についての処理が終了したと判定された場合、処理は終了される。
【００４２】
以上の処理が行われることで、信号Ｙが生成されるだけでなく、Ｒ−Ｙ信号とＢ−Ｙ信号も生成される。
【００４３】
本発明は、図４において破線で囲まれた領域抽出部61、パターン検出部62、およびクラスコード決定部63、並びに領域抽出部65に特徴を有するものである。
【００４４】
図6は、図4における係数メモリ64に記憶する予測係数を、予め学習によって求めるための構成例を示したものである。NTSCエンコーダ71は、入力されたコンポーネント信号としての輝度信号Yと、色差信号R-Y，B-Yから、NTSCコンポジット信号を生成し、領域抽出部72と領域抽出部75に出力する。領域抽出部72は、入力されたコンポジット信号から、クラス分類を行うために必要な画素（クラスタップ）を抽出し、パターン検出部73に出力する。
【００４５】
パターン検出部73は、入力されたクラスタップを基にコンポジット映像信号のパターンを検出し、その結果をクラスコード決定部74に出力する。クラスコード決定部74は、パターン検出部73で検出されたパターンに基づいてクラスを決定し、そのクラスに対応するクラスコードを、正規方程式生成部76および領域抽出部75に出力する。
【００４６】
領域抽出部75は、クラスコード決定部74から入力されるクラスコードに応じて、NTSCエンコーダ71より入力されたコンポジット信号からコンポーネント信号を予測生成するために必要な画素（予測タップ）を抽出し、正規方程式生成部76に出力する。
【００４７】
正規方程式生成部76は、入力された教師信号であるコンポーネント信号としての輝度信号Yと、領域抽出部75から入力された生徒信号である予測タップとから、クラスコード決定部74から入力されたクラスコード毎に正規方程式を生成し、係数決定部77に出力する。係数決定部77は、入力された正規方程式の数が充分な場合、例えば最小自乗法を用いて正規方程式を解き、予測係数を演算する。そして、求められた予測係数を、メモリ78に出力し、記憶させる。このメモリ78に記憶された予測係数が、図4の係数メモリ64に書き込まれることになる。
【００４８】
次に、図７のフローチャートを参照して、学習回路７０の処理について説明する。ステップＳ２１において、NTSCエンコーダ７１は、入力されたNTSC方式の教師画像信号としての輝度信号Ｙ並びに色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙから、生徒画像信号としての輝度信号Ｙ並びに色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−ＹからなるNTSCコンポジット信号を生成し、領域抽出部７２と領域抽出部７５に出力する。
【００４９】
ステップＳ２２において、領域抽出部７２は、NTSCエンコーダ７１より入力されたNTSCコンポジット信号からクラスタップを抽出する。ステップＳ２３において、パターン検出部７３は、領域抽出部７２により検出されたクラスタップのパターンを検出する。ステップＳ２４において、クラスコード決定部７４は、ステップＳ２３の処理でパターン検出部７３により検出されたパターンに基づいて、クラスを決定し、そのクラスに対応するクラスコードを正規方程式生成部７６と領域抽出部７５に供給する。
【００５０】
ステップＳ２５において、領域抽出部７５は、NTSCエンコーダ７１より供給されたコンポジット信号から、クラスコード決定部７４より供給されたクラスコードに対応して予測タップを抽出する。ステップＳ２６において、正規方程式生成部７６は、領域抽出部７５より供給された生徒画像データとしてのコンポジット信号と、教師画像データとしての輝度信号Ｙから、クラスコード決定部７４より供給されるクラスコード毎に正規方程式を生成する。
【００５１】
ステップＳ２７において、係数決定部７７は、正規方程式生成部７６において、生成された正規方程式を最小二乗法を用いて解いて、予測係数を演算する。ステップＳ２８において、係数決定部７７は、ステップＳ２７の処理で決定された予測係数をメモリ７８に供給し、記憶させる。
【００５２】
本発明の目的は、前述したように、クラス分類適応処理を用いてコンポジット映像信号をコンポーネント信号に直接変換するのに際し、回路規模の削減を可能とする画像情報変換方法および装置を提供することにある。具体的には、時空間における信号（タップ）の対称性を利用してクラス数の削減を行うことで、回路規模の削減を可能にする。クラス数が削減できれば、図4の係数メモリ64の規模を削減することができる。
【００５３】
以下に、回路規模を削減する方法を説明する。
A. タップの対称性を利用して、パターン検出結果をまとめる方法
【００５４】
図４のクラス分類適応処理回路32において説明したように、クラス分類の流れは次のようになる。
1) 領域抽出部61において、入力信号からクラスタップを抽出する。
2) パターン検出部62において、上記クラスタップから信号のパターンを検出する。
3) クラスコード決定部63において、上記検出結果からクラスコードを決定する。
【００５５】
例えば、NTSC方式のテレビジョン信号は、輝度信号Yにクロマ信号Cが平衡変調されて多重化されているため、サンプリングされたコンポジット信号は、サンプリング点によってクロマ信号の位相が異なる。例として図８に、NTSC信号を色副搬送波周波数fscの4倍のサンプリング周波数(4fsc)でサンプリングした場合のクロマ信号の位相を示す。
【００５６】
すなわち、NTSC信号は、図８に示されるように、同一フィールド内において１水平走査（１ライン）毎に色副搬送波の位相が反転している。例えば、フィールド＃0において、ラインＬ＃０の注目画素の色副搬送波の位相に対して、１ライン前のラインＬ＃-1と、１ライン後のラインＬ＃＋１の注目画素の色副搬送波の位相は、180度ずれている。従って、色副搬送波の位相の関係において、「注目ライン（例えばラインＬ＃0）とその１つ上のライン（ラインＬ＃-1）との関係」と、「注目ライン（ラインＬ＃0）とその１つ下のライン（ラインＬ＃１）との関係」は同一である。
【００５７】
そこで、パターン検出部62において、注目画素に対して上下同じ規範でパターン検出をするとともに、領域抽出部65において、注目画素に対して上下対称になるように予測タップを抽出するとした場合、上下の対称性を利用することで、クラスをまとめることができる。具体例を、次に示す。
【００５８】
A1) パターン検出に ADRCを用いる方法
パターン検出に 1bitADRC を用いてクラスタップにおけるADRCコードを求め、そのままクラスコードとし、このクラスコードをもとにコンポジット信号とコンポーネント信号の間の変換をするクラス分類適応処理が、本出願人により、例えば、特開2000-138950として先に提案されている。
【００５９】
例えば、図９に示されるように、クラス分類の際に、図中、番号３で示される注目画素を中心とした、番号１乃至５で示される同位相の5つのクラスタップが領域抽出部61で抽出される。そして、パターン検出部６２において、それぞれの1bitADRCコードが求められ、５個のADRCコード（各番号のタップのADRCコードを番号順に配列した５ビットのコード）がパターン検出の結果とされる。
【００６０】
また、この時、領域抽出部65において抽出される予測タップ構造の例が、図１０に示されている。この例では、注目画素（図中、番号８で示す画素）の近傍の１５個のタップ（図中、番号１乃至１５で示されるタップ）と、１個のオフセットタップの、合計１６個のタップで予測タップが構成されている。なお、ここにおけるオフセットタップは定数であり、コンポジット信号をコンポーネント信号に変換するに際して、両信号間に生じるDC的なずれを合わせる為に用いられる。
【００６１】
本発明の場合、クラスコード決定部63において決定されるクラスコードが、次のようにしてまとめられている。すなわち、例えば、5bitのコードをそのままクラスコードとした際の“00011”と“11000”の予測係数を比較すると、前述したような NTSC信号の特性上、前者のコードに対する予測係数と、後者のコードに対する予測係数は、上下に反転した形でほぼ等しくなる（正確には、異なっていたとしても、等しいとして処理した場合と、殆ど同じ結果が得られる）。図１０の予測タップ構造に照らしあわせると、前者のコードに対する予測係数「1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16」と、後者のコードに対する予測係数「11,12,13,14,15,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,16」が、各々対応する形でほぼ等しくなる。
【００６２】
よって、クラスコード決定部63は、この例の場合でいえば、上下の対称性を利用して、所定の5bitのコード“abcde”に対して、“decab”のような対応関係にあるクラス（ビットｃを中心として、その前の２ビット“ab”と、その後の２ビット“de”が、入れ替えられた関係にあるクラス）を、１つのクラスとしてまとめることで、クラス数を削減する（但し、a≠d または b≠e）。従って、回路規模の削減を実現できる。
【００６３】
A2) パターン検出に相関検出を用いる方法
次に、パターン検出に相関検出を用いてクラスコードを求め、このクラスコードをもとにコンポジット信号をコンポーネント信号に変換するクラス分類適応処理においてクラス数を削減する方法について説明する。
【００６４】
領域抽出部61において、例えば、図１１のクラス分類に示されるように、番号２で示される注目画素と、番号１と３で示される、その上下に位置する各画素の色副搬送波成分が、水平バンドパスフィルタ等で抽出される。そして、抽出された成分の相関が、パターン検出部62において検出され、その結果が、パターン検出の結果とされる。例えば、番号２で示される注目画素と番号１で示される画素の色副搬送波成分の相関の有無が１ビットで表され、番号２で示される注目画素と番号３で示される画素の色副搬送波成分の相関の有無が１ビットで表され、合計２ビットでパターンが表される。
【００６５】
また、この時、領域抽出部65において抽出される予測タップ構造の例を、図１２に示す。この予測タップは、図１０における場合と同様とされている。
【００６６】
例えば、2bitのコードをそのままクラスコードとした場合における“01”と “10”の予測係数を比較すると、前述したような NTSC信号の特性上、前者のコードに対する予測係数と後者のコードに対する予測係数は、上下に反転した形でほぼ等しくなる。図１２に示される予測タップ構造に照らしあわせると、前者のコードに対する予測係数「1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16」と、後者のコードに対する予測係数「11,12,13,14,15,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,16」が、各々対応する形でほぼ等しくなる。よって、この例においても、クラスコード決定部63により、上下の対称性を利用して、対応関係にあるクラスを１つにまとめることで、回路規模の削減を実現できる。
【００６７】
以上、具体的に2例を挙げて説明を行ったが、注目画素に対して上下同じ規範でパターン検出をするのであれば、この例に限定されるものではない。
【００６８】
また、NTSC信号は、図８にも示したように、2フィールド（1フレーム）毎に色副搬送波の位相が反転している（例えば、フィールド#0の注目画素の位相と、フィールド#2の注目画素に対応する画素の位相とは、180度異なっている）。従って、色副搬送波の位相の関係において、「注目フィールドとその2フィールド前のフィールドとの関係」と、「注目フィールドとその2フィールド後のフィールドとの関係」は同一である。その結果、前述した上下の対称性を利用してクラスをまとめる方法は、時間方向においても同様に適用することができる。
【００６９】
図１３と図１４に、時空間に張ったタップの対称性を利用することでクラスをまとめる1つの適用例を示す。この例は、図９と図１０の例を、時間方向に拡張したものである。この例では、図１３に示されるように、注目フィールド#0において、５タップ、その１フィールド前のフィールド#-1において、１タップ、そのさらに１フィールド前のフィールド#-2において、2タップが、それぞれクラスタップとされる。また、注目フィールド#0の１フィールド後のフィールド#1において、１タップ、そのさらに１フィールド後のフィールド#2において、2タップが、それぞれクラスタップとされる。結局、この例では11タップがクラスタップとされる。11タップのそれぞれが1bitADRCされ、合計11ビットでクラスコードが表される。
【００７０】
また、図１４に示されるように、注目フィールド#0において、15タップ、その１フィールド前のフィールド#-1において、10タップ、そのさらに１フィールド前のフィールド#-2において、5タップが、それぞれ予測タップとされる。また、注目フィールド#0の１フィールド後のフィールド#1において、10タップ、そのさらに１フィールド後のフィールド#2において、5タップが、それぞれ予測タップとされる。結局、この例では45タップと、１個のオフセットタップの、合計46タップが予測タップとされる。
【００７１】
このように、時空間にタップを張って、時間および垂直方向の対称性を利用する場合には、位相関係を守るために、注目画素を中心として時間方向と、垂直方向の、両方向共に反転される（点対称とされる）。
【００７２】
また、NTSC信号は、図８にも示したように、水平2画素毎に色副搬送波の位相が反転している（注目画素の色副搬送波の位相と、その2画素だけ右側または左側の画素の色副搬送波の位相は、180度異なっている）。よって、色副搬送波の位相の関係において、「注目画素とその水平方向に2画素手前の画素との関係」と、「注目画素とその水平方向に2画素後の画素との関係」は同一である。従って、前述した上下の対称性を利用してクラスをまとめる方法は、水平方向においても同様に適用できる。
【００７３】
但し、領域抽出部65において、注目画素に対して左右対称になるように予測タップを抽出する必要がある為、注目画素と同じ軸でサンプリングされた点のみ予測タップとして使用できる。
【００７４】
図15と図16は、他の例を表している。
【００７５】
図15の例においては、番号１乃至７で示される７個の画素がクラスタップとされ、それぞれが、１ビットADRCされ、番号順に配列されて、合計７ビットのパターンとされる。また、図16に示されるように、番号１乃至15で示される15個の画素と、１個のオフセットタップの、合計16個のタップにより予測タップが構成される。
【００７６】
例えば、7bitのコードをそのままクラスコードとした際の“1010010”と“0100101”の予測係数を比較すると、前述したような NTSC信号の特性上、前者のコードに対する予測係数と、後者のコードに対する予測係数は、左右に反転した形でほぼ等しくなる。図16の予測タップ構造に照らしあわせると、前者のコードに対する予測係数「1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16」と、後者のコードに対する予測係数「5,4,3,2,1,10,9,8,7,6,15,14,13,12,11,16」が、各々対応する形でほぼ等しくなる。
【００７７】
よって、この例の場合でいえば、左右の対称性を利用して所定の7bitのコード“abcdefg”に対して“baedcgf”のような対応関係にあるクラスを１つにまとめることで、回路規模の削減を実現できる（但し、ａ≠ｂまたはｃ≠ｅまたはｆ≠ｇ）。
【００７８】
B. タップの対称性を利用して、画素位置モードを削減する方法
【００７９】
クラス分類適応処理を用いることで、コンポジット映像信号を同画枠（同じ画素位置）のコンポーネント信号に直接変換する場合だけではなく、図2に示した画素数変換回路21でもたらされるような画像情報変換を、同時に一括して行う場合にも、本発明は応用することができる。図１７に、コンポジット映像信号を、水平方向と垂直方向のそれぞれに、元よりも各々２倍多い画素密度を持ったコンポーネント信号に変換する例を示す。
【００８０】
この時の学習方法は、図6を用いて説明すると次のようになる。すなわち、NTSCエンコーダ71は、入力された教師画像信号としてのコンポーネント信号を、図１７に示されるように、４画素のコンポーネント信号が１画素のコンポジット信号に対応するように、ダウンコンバートした後、NTSCエンコードを行い、生徒画像信号としてのNTSCコンポジット信号を生成する。また、正規方程式生成部76は、4つの画素位置におけるコンポーネント信号と、コンポジット信号からなる1組の予測タップとから、各画素位置に対応する正規方程式をクラスコード毎に生成する。
【００８１】
上記のような学習の結果求められた予測係数を用いることで、コンポジット映像信号を、水平方向と垂直方向に、元よりも各々２倍多い画素密度を持ったコンポーネント信号に、直接変換することができる。
【００８２】
しかしながら、コンポジット信号を同じ画素位置でコンポーネント信号に変換する場合は、クラス毎に係数を持てばよかったのに比べて、この方法の場合は、単純に同一の画枠の場合と同じクラス分類をするにしても、さらに各画素位置毎に係数を持つ必要がある。もちろん、生成画素位置もクラスと見なせるが、敢えてこれを画素位置モードと呼ぶことにする。この場合も、タップの時空間的な対称性を利用することで画素位置モードの削減が可能である。
【００８３】
図１７に示されるように、フィールド#0においては、番号１と番号２（または番号３と番号４）のコンポーネント信号の画素位置を、水平方向に、ｍ：ｎに内分する位置であり、かつ、番号１と番号３（または番号２と番号４）のコンポーネント信号の画素位置を、垂直方向に、ｐ：ｑに内分する位置に、１つのコンポジット信号の画素が位置している。同様に、フィールド#1においては、番号５と番号６（または番号７と番号８）のコンポーネント信号の画素位置を、水平方向に、ｍ：ｎに内分する位置であり、かつ、番号５と番号７（または番号６と番号８）のコンポーネント信号の画素位置を、垂直方向に、ｑ：ｐに内分する位置に、１つのコンポジット信号の画素が位置している。このような位置関係の場合において、クラス数を削減する具体例を以下に示す。以下の例は、フィールド内処理の例である。
【００８４】
B1) p = q の場合
p = q の場合、図１７中の番号１乃至８で示される画素のうち、「1と5」,「2と6」,「3と7」,「4と8」の各番号の画素を区別する必要がない。そこで、以下においては、番号1から4の画素位置について述べる（何も工夫しなければ、画素位置モードとして4モード必要になる。）
【００８５】
この場合、図１７中の「1と3」および「2と4」の番号の画素は、コンポジット信号の注目画素に対して上下対称の位置にある。よって、「3」の番号の画素を予測する際に、「1」の番号の画素に対するクラス分類と予測タップ構造を上下反転させて用いるようにすることで、「1」と「3」の番号の画素の予測係数はほぼ等しくなる。その結果、上記2対（「1」と「3」の番号の画素の対と、「2」と「4」の番号の画素の対）における係数はまとめることができるので、画素位置モードを上下各々で持つ必要はなくなる。
【００８６】
B2) p ≠ q の場合
p ≠ q の場合、フィールド毎に、注目画素に対する生成画素位置の上下の関係が変わるので、図１７中の「1と5」,「2と6」,「3と7」,「4と8」の番号の画素を区別する必要がある。その為、何も工夫しなければ画素位置モードとして8モード必要になる。しかしながら、この場合にも、次のように、対称性を利用してまとめることができる。
【００８７】
図１７中の「1,2,3,4の注目画素に対する位置関係」と、「7,8,5,6の注目画素に対する位置関係」は、各々対応する形で同一である。よって、例B1)において述べたのと同様に、例えば「7」の番号の画素を予測する際に、「1」の番号の画素に対するクラス分類と予測タップ構造を上下反転させて用いるようにすることで、「1」と「7」の番号の画素の予測係数はほぼ等しくなる。その結果、上記2対における係数はまとめることができるので、画素位置モードを両フィールドの各々で持つ必要はなくなる。
【００８８】
また、例えば、NTSC信号は、図８にも示したように、水平２画素毎に色副搬送波の位相が反転している。よって、色副搬送波の位相の関係において、「注目画素とその水平方向に２画素手前との関係」と「注目画素とその水平方向に２画素後との関係」は同一である。従って、前述した上下の対称性を利用してクラスをまとめる方法は、水平方向においても同様に適用できる。但し、領域抽出部６５において、注目画素に対して左右対称になるように予測タップを抽出する必要があるため、注目画素と同じ軸でサンプリングされた点のみ予測タップとして使用できる。
【００８９】
図１８と図１９は、フィールド内処理により、画素密度を水平方向と垂直方向の両方向に、２倍密にする際の画素位置モードの削減の例を表している。図１８の例においては、番号１乃至５で示される５個の画素がクラスタップとされ、それぞれが、１ビットADRCされ、番号順に配列されて、合計５ビットのパターンとされる。また、図１９に示されるように、番号１乃至15で示される15個の画素と、１個のオフセットタップの、合計16個のタップにより予測タップが構成される。
【００９０】
例えば、5bitのコードをそのままクラスコードとした場合における“abcde”と “decab”の予測係数を比較すると、前述したような NTSC信号の特性上、前者のコードに対する予測係数と後者のコードに対する予測係数は、上下に反転した形でほぼ等しくなる。図１９に示される予測タップ構造に照らしあわせると、前者のコードに対する予測係数「1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16」と、後者のコードに対する予測係数「11,12,13,14,15,6,7,8,9,10,1,2,3,4,5,16」が、各々対応する形でほぼ等しくなる。よって、この例においても、クラスコード決定部63により、上下の対称性を利用して、対応関係にある画素位置モードを１つにまとめることで、回路規模の削減を実現できる。
【００９１】
図２０と図２１は、時空間にタップを張ることにより、画素密度を水平方向と垂直方向の両方向に、２倍密にする際の画素位置モードの削減の例を表している。図２０の例においては、番号１乃至11で示される11個の画素がクラスタップとされ、それぞれが、１ビットADRCされ、番号順に配列されて、合計11ビットのパターンとされる。また、図２１に示されるように、番号１乃至45で示される45個の画素と、１個のオフセットタップの、合計46個のタップにより予測タップが構成される。
【００９２】
例えば、11bitのコードをそのままクラスコードとした場合における“abcdefghijk”と “jkighfdecab”の予測係数を比較すると、前述したような NTSC信号の特性上、前者のコードに対する予測係数と後者のコードに対する予測係数は、点対称にした形でほぼ等しくなる。図２１に示される予測タップ構造に照らしあわせると、前者のコードに対する予測係数「1〜5,6〜10,11〜15, 16〜20,21〜25,26〜30, 31〜35,36〜40,41〜45,46」と、後者のコードに対する予測係数「41〜45, 36〜40, 31〜35, 26〜30, 21〜25, 16〜20, 11〜15, 6〜10, 1〜5,46」が、各々対応する形でほぼ等しくなる。よって、この例においても、クラスコード決定部63により、点対称性を利用して、対応関係にある画素位置モードを１つにまとめることで、回路規模の削減を実現できる。
【００９３】
以上においては、コンポジット信号としてNTSCテレビジョン信号を例にとって説明したが、本発明は、位相関係を同様に考慮することで、PAL信号等のNTSC信号以外のコンポジット信号に対しても同様に適用することができる。
【００９４】
また、以上の説明では、クラス分類適応処理回路32により、輝度信号Y、および色差信号R-Y，B-Yからなるコンポーネント信号を生成するようにしたが、図２２に示されるように、図３におけるマトリックス回路16の処理も、クラス分類適応処理回路41により実行させることができる。この場合、例えば、図4の係数メモリ64に、R，G，Bといった各種コンポーネント信号に対応した予測係数が記憶される。また、図6の正規方程式生成部76にR，G，Bといった各種コンポーネント信号を教師信号として入力することによって、全く同じ構成にて、R，G，Bといった各種コンポーネント信号を得るための予測係数を求めることができる。
【００９５】
以上のようにして、従来、別々に処理を行っていた、Y/C分離、色復調、マトリクス処理、画像情報変換を、全てクラス分類適応処理にて一括して処理し、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号に直接変換することで、クラス数、従って、回路規模を削減することができる。もちろん、削減されたクラスを利用して、より適切なクラス分類を行うことで、同程度の回路規模における画質を向上させることも可能である。
【００９６】
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるが、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、図２３に示されるようなパーソナルコンピュータが用いられる。
【００９７】
図２３において、CPU（Central  Processing  Unit）121は、ROM（Read  Only  Memory）122に記憶されているプログラム、または記憶部128からRAM（Random  Access  Memory）123にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM123にはまた、CPU121が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【００９８】
CPU121、ROM122、およびRAM123は、バス124を介して相互に接続されている。このバス124にはまた、入出力インタフェース125も接続されている。
【００９９】
入出力インタフェース125には、キーボード、マウスなどよりなる入力部126、CRT、LCDなどよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部127、ハードディスクなどより構成される記憶部128、モデム、ターミナルアダプタなどより構成される通信部129が接続されている。通信部129は、ネットワークを介しての通信処理を行う。
【０１００】
入出力インタフェース125にはまた、必要に応じてドライブ130が接続され、磁気ディスク141、光ディスク142、光磁気ディスク143、或いは半導体メモリ144などが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部128にインストールされる。
【０１０１】
一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０１０２】
この記録媒体は、図２３に示すように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク141（フロッピディスクを含む）、光ディスク142（CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disk)を含む）、光磁気ディスク143（ＭＤ（Mini-Disk）を含む）、もしくは半導体メモリ144などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM122や、記憶部128に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０１０３】
なお、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０１０４】
また、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【０１０５】
【発明の効果】
以上のごとく、本発明の第１の画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムによれば、抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードを決定し、そのクラスコードを利用して、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成するようにしたので、クラス数を削減し、回路規模を小さくすることが可能となる。
【０１０６】
本発明の第２の画像処理装置および方法、記録媒体、並びにプログラムによれば、抽出されたクラスタップに基づいて、クラスタップの時空間の対称性を利用してクラスコードを決定し、そのクラスコードを利用して、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成する場合の予測係数を決定するようにしたので、クラス数を削減し、回路規模を小さくすることが可能な予測係数を決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のテレビジョン受像機の構成例を示すブロック図である。
【図２】従来のテレビジョン受像機の他の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用したテレビジョン受像機の構成例を示すブロック図である。
【図４】図３のクラス分類適応処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４のクラス分類適応処理回路の動作を説明するフローチャートである。
【図６】図４の係数メモリに記憶する係数を学習する学習回路の構成例を示すブロック図である。
【図７】図６の学習回路の処理を説明するフローチャートである。
【図８】  NTSC信号のクロマ信号の位相を説明する図である。
【図９】クラス分類の例を示す図である。
【図１０】予測タップの構造の例を示す図である。
【図１１】クラス分類の他の例を示す図である。
【図１２】予測タップの構造の他の例を示す図である。
【図１３】クラス分類の更に他の例を示す図である。
【図１４】予測タップの構造の更に他の例を示す図である。
【図１５】クラス分類の例を示す図である。
【図１６】予測タップの構造の例を示す図である。
【図１７】画素密度を水平方向と垂直方向に２倍密にする際のコンポジット信号とコンポーネント信号間における画素位置関係を示す図である。
【図１８】クラス分類の他の例を示す図である。
【図１９】予測タップの構造の他の例を示す図である。
【図２０】クラス分類の更に他の例を示す図である。
【図２１】予測タップの構造の更に他の例を示す図である。
【図２２】本発明を適用したテレビジョン受像機の他の構成例を示すブロック図である。
【図２３】パーソナルコンピュータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１１  アンテナ，  １２  チューナ，  １３  VIF回路，  １６  マトリクス回路，  １７  表示デバイス，  ３１  A/D変換器，  ３２  クラス分類適応処理回路，  ６１  領域抽出部，  ６２  パターン検出部，  ６３  クラスコード決定部，  ６４  係数メモリ，  ６５  領域抽出部，  ６６  予測演算部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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