(57)【要約】    【課題】  角度の浅い斜め線が動いている場合においてもジャギーの発生を抑えられる走査変換回路を提供すること。    【解決手段】  上下の走査線のそれぞれ(２ｎ＋１)個の画素についての入力映像信号に基づいて補間走査線の内挿点を中心とした垂直方向及び斜め方向を含む（２ｎ＋１）個の方向の中から相関性の最も強い方向を検出する方向性検出部を具備し、方向性検出部では、上下の（２ｎ＋１）個の画素について、内挿点を基準に対称の位置に存在する画素同士の輝度の差分の絶対値を求め、これを用いて、最も相関性の強い方向が垂直、右肩上がり、右肩下がりの何れの方向に該当するかを表した方向性DRと、内挿する各画素毎に方向性DRを検出し、方向性DRのうち右肩上がり又は右肩下がりが同一方向に連続する数が大きくなるにつれてより角度の浅い斜め線の方向が最も相関性の強い方向であることを表した連続性WDとを求め、これらにより相関性の最も強い方向を決定する。【選択図】  図１
2005354498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補間走査線の上下の走査線の入力映像信号から補間走査線の映像信号を内挿して走査線を２倍にした映像信号を出力する走査変換回路において、前記上下の走査線のそれぞれ（２ｎ＋１）個（ｎは２以上の整数）の画素についての入力映像信号に基づいて、前記補間走査線の内挿点を中心とした垂直方向及び斜め方向を含む（２ｎ＋１）個の方向の中から相関性の最も強い方向を検出する方向性検出部を具備し、この方向性検出部では、前記上下の走査線のそれぞれ（２ｎ＋１）個の画素について、内挿点を基準に対称の位置に存在する画素同士をそれぞれ用いて（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値を求め、この（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値を用いて、内挿点に対して最も相関性の強い方向が垂直方向、右肩上がり方向、右肩下がり方向の何れに該当するかを表した方向性DRと、内挿する各画素毎に方向性DRを検出し、前記方向性DRのうち右肩上がり方向又は右肩下がり方向が同一方向に連続する数が大きくなるにつれてより角度の浅い斜め線の方向が最も相関性の強い方向であることを表した連続性WDとを求め、これらを用いて相関性の最も強い方向を決定するようにしたことを特徴とする走査変換回路。
【請求項２】
補間走査線の上下の走査線の入力映像信号から補間走査線の映像信号を内挿して走査線を２倍にした映像信号を出力する走査変換回路において、前記上下の走査線のそれぞれ（２ｎ＋１）個（ｎは２以上の整数）の画素についての入力映像信号に基づいて、前記補間走査線の内挿点を中心とした垂直方向及び斜め方向を含む（２ｎ＋１）個の方向の中から相関性の最も強い方向を検出する方向性検出部を具備し、この方向性検出部では、前記上下の走査線のそれぞれ（２ｎ＋１）個の画素について、内挿点を基準に対称の位置に存在する画素同士をそれぞれ用いて（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値を求め、この（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値を用いて、内挿点に対して最も相関性の強い方向が垂直方向、右肩上がり方向、右肩下がり方向の何れに該当するかを表した方向性DRと、内挿する各画素毎に方向性DRを検出し、前記方向性DRのうち右肩上がり方向又は右肩下がり方向が同一方向に連続する数が大きくなるにつれてより角度の浅い斜め線の方向が最も相関性の強い方向であることを表した連続性WDと、前記方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向である場合にはそれぞれで（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値のうち垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較していき垂直方向に近い側の値が小さくなった時点でその方向が最も相関性の強い方向であることを表した近似性DSとを求め、これらの方向性DR、連続性WD及び近似性DSとから相関性の最も強い方向の候補として選択された方向のうち、垂直方向に最も近い１方向を相関性の最も強い方向として決定するようにしたことを特徴とする走査変換回路。
【請求項３】
（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値は、垂直方向の１個をCOとし、右肩上がりの斜め線となる方向のｎ個を垂直方向に近い側からR1,R2,…,Rn（このうち最小のものをRmin）とし、右肩下がりの斜め線となる方向のｎ個を垂直方向に近い側からL1,L2,…,Ln（このうち最小のものをLmin）とするものとし、方向性検出部における方向性DRの検出は、COが最小の場合には最も相関性の強い方向が垂直方向であるとし、R1＜COでかつRmin＜Lminの場合には最も相関性の強い方向が右肩上がり方向であるとし、L1＜COでかつLmin＜Rminの場合には最も相関性の強い方向が右肩下がり方向であるとしたことを特徴とする請求項１又は２記載の走査変換回路。
【請求項４】
方向性検出部における方向性DRの検出において、垂直方向の差分の絶対値であるCOがある閾値Xよりも小さい場合には、他の条件を考慮せずに方向性DRは垂直方向とすることを特徴とする請求項３記載の走査変換回路。
【請求項５】
方向性検出部における連続性WDの検出は、垂直方向以外の方向を表す方向性DRが水平方向に何画素連続しているかをカウントし、このカウント値が大きくなるにつれて連続性WDが大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４記載の走査変換回路。
【請求項６】
（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値は、垂直方向の１個をCOとし、右肩上がりの斜め線となる方向のｎ個を垂直方向に近い側からR1,R2,…,Rn（このうち最小のものをRmin）とし、右肩下がりの斜め線となる方向のｎ個を垂直方向に近い側からL1,L2,…,Ln（このうち最小のものをLmin）とするものとし、方向性検出部における方向性DRの検出は、COが最小の場合には最も相関性の強い方向が垂直方向であるとし、R1＜COでかつRmin＜Lminの場合には最も相関性の強い方向が右肩上がり方向であるとし、L1＜COでかつLmin＜Rminの場合には最も相関性の強い方向が右肩下がり方向であるとし、方向性検出部における近似性DSの検出は、方向性DRが垂直方向の場合には近似性DS＝０とし、方向性DRが右肩上がり方向の場合には、R1,R2,…,Rnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較していき、垂直方向に近い側の値が小さくなった時点でその番号を近似性DSの値とし、方向性DRが右肩下がり方向の場合には、L1,L2,…,Lnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較していき、垂直方向に近い側の値が小さくなった時点でその番号を近似性DSの値とするようにしたことを特徴とする請求項２記載の走査変換回路。
【請求項７】
方向性検出部における近似性DSの検出において、方向性DRが右肩上がり方向のときにR1,R2,…,Rnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較する場合、及び、方向性DRが右肩下がり方向のときにL1,L2,…,Lnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較する場合には、垂直方向に近い側の値が小さいと判断され易いように重み付けをして比較するようにしたことを特徴とする請求項６記載の走査変換回路。
【請求項８】
方向性検出部では、ある内挿点について検出された方向性DRが、前後を２つ以上連続する右肩上がり方向で挟まれている場合にはその内挿点のDRを右肩上がり方向に補正し、前後を２つ以上連続する右肩下がり方向で挟まれている場合にはその内挿点のDRを右肩下がり方向に補正するようにしたことを特徴とする請求項１、２、３又は６記載の走査変換回路。
【請求項９】
方向性検出部では、方向性DRが垂直方向である場合には、連続性WD及び近似性DSの値に関わらず垂直方向を相関性の最も強い方向として選択し、方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向であって連続性WDの値から候補として選択された方向と近似性DSの値から候補として選択された方向とが同一の１方向である場合には、その１方向を相関性の最も強い方向として選択し、方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向であって連続性WDの値から候補として選択された方向と近似性DSの値から候補として選択された方向とが異なる場合には、これらのうち垂直方向に近い側を相関性の最も強い方向として選択するようにしたことを特徴とする請求項２又は６記載の走査変換回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インタレース走査である信号をプログレッシブ走査のディスプレイパネルに表示する場合に行う動き適応ＩＰ変換（インタレース／プログレッシブ変換）処理に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＮＴＳＣ信号などのインタレース走査の信号を、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）などのプログレッシブ走査のパネルに表示する場合には、動き適応ＩＰ変換（インタレース／プログレッシブ変換）処理が行われてきた。この動き適応ＩＰ変換処理は、インタレース走査の間の走査線を内挿するにあたって、画面の動きの有無を検出してその検出結果によって内挿方法を切換えるものであり、例えば、動きがない（静止画）場合には、１フィールド前のデータを用いて内挿（フィールド間内挿）し、動きがあった（動画）場合には、現在のフィールドの上下のラインの平均値を用いて内挿（フィールド内内挿）するようにしていた。しかし、この例のように、単純に上下のラインの平均値を用いたフィールド内内挿処理では、斜めの線が動いている場合にジャギーが目立ち画質劣化の原因となるという問題があった。
【０００３】
この問題を課題としたものとして、特許文献１が存在する。この特許文献１は、補間走査線の内挿点を中心とした上下方向、斜め方向を含む３方向の中から相関性の最も強い方向を検出する方向性検出部５０と、この方向検出信号に基づいて、上側走査線と下側走査線のそれぞれ３個のサンプル点のうちの対応した方向に位置する１組２個のサンプル点の映像信号の平均値を算出してフィールド内内挿処理の映像信号とすることを特徴とした走査変換回路である。この特許文献１の走査変換回路の方向性検出部５０において相関性の最も強い方向を決定する方法は、各方向で対応するサンプル点の輝度レベル差を求めてこれを比較し、最も小さい値となった方向を相関性の最も強い方向とするものであり、これにより、４５°（又は１３５°）の角度のついた斜め線が動いている場合には斜め方向の２点の平均を出力することで、ジャギーの発生を抑えることができる。また、この特許文献１に記載の走査変換回路は３方向の場合に限らず、同様の方向性検出方法に基づいて（２ｎ＋１）方向の場合にも適用できるものであることが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２１８１６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、特許文献１の走査変換回路では、（２ｎ＋１）方向の中から相関性の最も強い方向を検出してその方向の平均値を出力するようにしたので、垂直方向の平均値のみを出力する場合に比べてジャギーの発生を抑えることができる。しかし、この特許文献１の走査変換回路では、相関性の最も強い方向を検出するために用いる条件が、各方向で求めたサンプル点の輝度レベル差のみであるため、角度の浅い斜め線ではない部分、例えば、格子の角部分などにおいて誤って角度の浅い方向として検出してしまう恐れがあり、これによって画質が劣化してしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、角度の浅い斜め線が動いている場合においても適切なフィールド内内挿処理を行ってジャギーの発生を抑えることを可能とした走査変換回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１は、補間走査線の上下の走査線の入力映像信号から補間走査線の映像信号を内挿して走査線を２倍にした映像信号を出力する走査変換回路において、前記上下の走査線のそれぞれ（２ｎ＋１）個（ｎは２以上の整数）の画素についての入力映像信号に基づいて、前記補間走査線の内挿点を中心とした垂直方向及び斜め方向を含む（２ｎ＋１）個の方向の中から相関性の最も強い方向を検出する方向性検出部を具備し、この方向性検出部では、前記上下の走査線のそれぞれ（２ｎ＋１）個の画素について、内挿点を基準に対称の位置に存在する画素同士をそれぞれ用いて（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値を求め、この（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値を用いて、内挿点に対して最も相関性の強い方向が垂直方向、右肩上がり方向、右肩下がり方向の何れに該当するかを表した方向性DRと、内挿する各画素毎に方向性DRを検出し、前記方向性DRのうち右肩上がり方向又は右肩下がり方向が同一方向に連続する数が大きくなるにつれてより角度の浅い斜め線の方向が最も相関性の強い方向であることを表した連続性WDとを求め、これらを用いて相関性の最も強い方向を決定するようにしたことを特徴とする走査変換回路である。
【０００７】
本発明の請求項２は、補間走査線の上下の走査線の入力映像信号から補間走査線の映像信号を内挿して走査線を２倍にした映像信号を出力する走査変換回路において、前記上下の走査線のそれぞれ（２ｎ＋１）個（ｎは２以上の整数）の画素についての入力映像信号に基づいて、前記補間走査線の内挿点を中心とした垂直方向及び斜め方向を含む（２ｎ＋１）個の方向の中から相関性の最も強い方向を検出する方向性検出部を具備し、この方向性検出部では、前記上下の走査線のそれぞれ（２ｎ＋１）個の画素について、内挿点を基準に対称の位置に存在する画素同士をそれぞれ用いて（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値を求め、この（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値を用いて、内挿点に対して最も相関性の強い方向が垂直方向、右肩上がり方向、右肩下がり方向の何れに該当するかを表した方向性DRと、内挿する各画素毎に方向性DRを検出し、前記方向性DRのうち右肩上がり方向又は右肩下がり方向が同一方向に連続する数が大きくなるにつれてより角度の浅い斜め線の方向が最も相関性の強い方向であることを表した連続性WDと、前記方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向である場合にはそれぞれで（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値のうち垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較していき垂直方向に近い側の値が小さくなった時点でその方向が最も相関性の強い方向であることを表した近似性DSとを求め、これらの方向性DR、連続性WD及び近似性DSとから相関性の最も強い方向の候補として選択された方向のうち、垂直方向に最も近い１方向を相関性の最も強い方向として決定するようにしたことを特徴とする走査変換回路である。
【０００８】
本発明の請求項３は、請求項１又は２に加えて、（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値は、垂直方向の１個をCOとし、右肩上がりの斜め線となる方向のｎ個を垂直方向に近い側からR1,R2,…,Rn（このうち最小のものをRmin）とし、右肩下がりの斜め線となる方向のｎ個を垂直方向に近い側からL1,L2,…,Ln（このうち最小のものをLmin）とするものとし、方向性検出部における方向性DRの検出は、COが最小の場合には最も相関性の強い方向が垂直方向であるとし、R1＜COでかつRmin＜Lminの場合には最も相関性の強い方向が右肩上がり方向であるとし、L1＜COでかつLmin＜Rminの場合には最も相関性の強い方向が右肩下がり方向であるとしたことを特徴とする走査変換回路である。
【０００９】
本発明の請求項４は、請求項３に加えて、方向性検出部における方向性DRの検出において、垂直方向の差分の絶対値であるCOがある閾値Xよりも小さい場合には、他の条件を考慮せずに方向性DRは垂直方向とすることを特徴とする走査変換回路である。
【００１０】
本発明の請求項５は、請求項１乃至４に加えて、方向性検出部における連続性WDの検出は、垂直方向以外の方向を表す方向性DRが水平方向に何画素連続しているかをカウントし、このカウント値が大きくなるにつれて連続性WDが大きくなるようにしたことを特徴とする走査変換回路である。
【００１１】
本発明の請求項６は、請求項２に加えて、（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値は、垂直方向の１個をCOとし、右肩上がりの斜め線となる方向のｎ個を垂直方向に近い側からR1,R2,…,Rn（このうち最小のものをRmin）とし、右肩下がりの斜め線となる方向のｎ個を垂直方向に近い側からL1,L2,…,Ln（このうち最小のものをLmin）とするものとし、方向性検出部における方向性DRの検出は、COが最小の場合には最も相関性の強い方向が垂直方向であるとし、R1＜COでかつRmin＜Lminの場合には最も相関性の強い方向が右肩上がり方向であるとし、L1＜COでかつLmin＜Rminの場合には最も相関性の強い方向が右肩下がり方向であるとし、方向性検出部における近似性DSの検出は、方向性DRが垂直方向の場合には近似性DS＝０とし、方向性DRが右肩上がり方向の場合には、R1,R2,…,Rnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較していき、垂直方向に近い側の値が小さくなった時点でその番号を近似性DSの値とし、方向性DRが右肩下がり方向の場合には、L1,L2,…,Lnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較していき、垂直方向に近い側の値が小さくなった時点でその番号を近似性DSの値とするようにしたことを特徴とする走査変換回路である。
【００１２】
本発明の請求項７は、請求項６に加えて、方向性検出部における近似性DSの検出において、方向性DRが右肩上がり方向のときにR1,R2,…,Rnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較する場合、及び、方向性DRが右肩下がり方向のときにL1,L2,…,Lnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較する場合には、垂直方向に近い側の値が小さいと判断され易いように重み付けをして比較するようにしたことを特徴とする走査変換回路である。
【００１３】
本発明の請求項８は、請求項１、２、３又は６に加えて、方向性検出部では、ある内挿点について検出された方向性DRが、前後を２つ以上連続する右肩上がり方向で挟まれている場合にはその内挿点のDRを右肩上がり方向に補正し、前後を２つ以上連続する右肩下がり方向で挟まれている場合にはその内挿点のDRを右肩下がり方向に補正するようにしたことを特徴とする走査変換回路である。
【００１４】
本発明の請求項９は、請求項２又は６に加えて、方向性検出部では、方向性DRが垂直方向である場合には、連続性WD及び近似性DSの値に関わらず垂直方向を相関性の最も強い方向として選択し、方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向であって連続性WDの値から候補として選択された方向と近似性DSの値から候補として選択された方向とが同一の１方向である場合には、その１方向を相関性の最も強い方向として選択し、方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向であって連続性WDの値から候補として選択された方向と近似性DSの値から候補として選択された方向とが異なる場合には、これらのうち垂直方向に近い側を相関性の最も強い方向として選択するようにしたことを特徴とする走査変換回路である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、内挿点に対して最も相関性の強い方向が垂直方向、右肩上がり方向、右肩下がり方向の何れに該当するかを表した方向性DRと、前記方向性DRのうち右肩上がり方向又は右肩下がり方向が同一方向に連続する数が大きくなるにつれてより角度の浅い斜め線の方向が最も相関性の強い方向であることを表した連続性WDとを求め、これらを用いて相関性の最も強い方向を決定するようにしたので、角度の浅い斜め線が動いている場合においてもジャギーの発生を抑えることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、最も相関性の強い方向が垂直方向、右肩上がり方向、右肩下がり方向の何れに該当するかを表した方向性DRと、前記方向性DRのうち右肩上がり方向又は右肩下がり方向が同一方向に連続する数が大きくなるにつれてより角度の浅い斜め線の方向が最も相関性の強い方向であることを表した連続性WDと、前記方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向である場合にはそれぞれで（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値のうち垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較していき垂直方向に近い側の値が小さくなった時点でその方向が最も相関性の強い方向であることを表した近似性DSとを求め、これらから相関性の最も強い方向の候補として選択された方向のうち、垂直方向に最も近い１方向を相関性の最も強い方向として決定するようにしたので、角度の浅い斜め線が動いている場合を的確に検出してジャギーの発生を抑えることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、方向性検出部における方向性DRの検出は、COが最小の場合には最も相関性の強い方向が垂直方向であるとし、R1＜COでかつRmin＜Lminの場合には最も相関性の強い方向が右肩上がり方向であるとし、L1＜COでかつLmin＜Rminの場合には最も相関性の強い方向が右肩下がり方向であるとしたので、最も相関性の強い方向が垂直方向であるのか、右肩上がりの斜め線の方向であるのか、或いは、右肩下がりの斜め線の方向であるのかを適切に検出することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、方向性検出部における方向性DRの検出において、垂直方向の差分の絶対値であるCOがある閾値Xよりも小さい場合には、他の条件を考慮せずに方向性DRは垂直方向とするようにしたので、誤った方向を検出してしまうリスクを回避して、垂直方向２画素を用いてジャギーの発生のない（COが非常に小さいため）内挿処理を行うことができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、方向性検出部における連続性WDの検出は、垂直方向以外の方向を表す方向性DRが水平方向に何画素連続しているかをカウントし、このカウント値が大きくなるにつれて連続性WDが大きくなるようにしたので、この連続性WDの値が大きい場合には角度の浅い斜め線が動いている可能性が高いと判断することができ、効果的にジャギーの発生を抑えることができる。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、方向性検出部における近似性DSの検出は、方向性DRが垂直方向の場合には近似性DS＝０とし、方向性DRが右肩上がり方向の場合には、R1,R2,…,Rnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較していき、垂直方向に近い側の値が小さくなった時点でその番号を近似性DSの値とし、方向性DRが右肩下がり方向の場合には、L1,L2,…,Lnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較していき、垂直方向に近い側の値が小さくなった時点でその番号を近似性DSの値とするようにしたので、方向性DRと（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値とから求めた近似性DSの値を用いることにより、実際に動いている斜め線の方向に近い方向を選択することができる。
【００２１】
請求項７記載の発明によれば、方向性検出部における近似性DSの検出において、方向性DRが右肩上がり方向のときにR1,R2,…,Rnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較する場合、及び、方向性DRが右肩下がり方向のときにL1,L2,…,Lnについて垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較する場合には、垂直方向に近い側の値が小さいと判断され易いように重み付けをして比較するようにしたので、実際に斜め線が動いている場合にはその斜め線の方向に近い方向を的確に選択することができ、それ以外の場合には垂直方向を優先的に選択することで、画質の劣化のない内挿処理を行うことができる。
【００２２】
請求項８記載の発明によれば、方向性検出部では、ある内挿点について検出された方向性DRが、前後を２つ以上連続する右肩上がり方向で挟まれている場合にはその内挿点のDRを右肩上がり方向に補正し、前後を２つ以上連続する右肩下がり方向で挟まれている場合にはその内挿点のDRを右肩下がり方向に補正するようにしたので、孤立点を除去してより精度の高い方向性の検出を行うことができる。
【００２３】
請求項９記載の発明によれば、方向性DRが垂直方向である場合には垂直方向を相関性の最も強い方向とし、方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向である場合には、連続性WDの値から候補として選択された方向と近似性DSの値から候補として選択された方向とが同一であるか否かを判断して、同一方向のときはその１方向を、異なる方向のときは垂直方向に近い側を相関性の最も強い方向として選択するようにしたので、垂直方向を優先する条件を付加しつつ、実際に斜め線が動いている場合にはその斜め線の方向に近い方向を的確に選択する構成とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明による走査変換回路は、補間走査線の上下の走査線の入力映像信号から補間走査線の映像信号を内挿して走査線を２倍にした映像信号を出力する走査変換回路において、前記上下の走査線のそれぞれ（２ｎ＋１）個（ｎは２以上の整数）の画素についての入力映像信号に基づいて、前記補間走査線の内挿点を中心とした垂直方向及び斜め方向を含む（２ｎ＋１）個の方向の中から相関性の最も強い方向を検出する方向性検出部を具備し、この方向性検出部では、前記上下の走査線のそれぞれ（２ｎ＋１）個の画素について、内挿点を基準に対称の位置に存在する画素同士をそれぞれ用いて（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値を求め、この（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値を用いて、内挿点に対して最も相関性の強い方向が垂直方向、右肩上がり方向、右肩下がり方向の何れに該当するかを表した方向性DRと、内挿する各画素毎に方向性DRを検出し、前記方向性DRのうち右肩上がり方向又は右肩下がり方向が同一方向に連続する数が大きくなるにつれてより角度の浅い斜め線の方向が最も相関性の強い方向であることを表した連続性WDと、前記方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向である場合にはそれぞれで（２ｎ＋１）方向分の輝度の差分の絶対値のうち垂直方向に近い側から隣接する２組の値を順次比較していき垂直方向に近い側の値が小さくなった時点でその方向が最も相関性の強い方向であることを表した近似性DSとを求め、これらの方向性DR、連続性WD及び近似性DSとから相関性の最も強い方向を決定するようにしたものであり、詳しくは、方向性DRが垂直方向である場合には、連続性WD及び近似性DSの値に関わらず垂直方向を相関性の最も強い方向として選択し、方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向であって連続性WDの値から候補として選択された方向と近似性DSの値から候補として選択された方向とが同一の１方向である場合には、その１方向を相関性の最も強い方向として選択し、方向性DRが右肩上がり方向又は右肩下がり方向であって連続性WDの値から候補として選択された方向と近似性DSの値から候補として選択された方向とが異なる場合には、これらのうち垂直方向に近い側を相関性の最も強い方向として選択するようにしたものである。以下、詳細に説明する。
【実施例１】
【００２５】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による走査変換回路の構成を示したブロック図である。この図１において、インタレース走査信号入力端子１１から入力されたインタレース走査信号は、動き検出部１２に入力されるとともに、１フィールド（１Ｆ）遅延回路１３に入力される。この１フィールド遅延回路１３で１Ｆ遅延された信号は、１ライン（１Ｈ）遅延回路１４に入力されるとともに、フィールド内内挿処理部１６に入力される。１ライン遅延回路１４で１Ｈ遅延された信号は、１フィールド（１Ｆ）遅延回路１５に入力されるとともに、フィールド内内挿処理部１６に入力され、また、１ライン遅延回路１４で１Ｈ遅延された信号は、１ドット（１Ｄ）遅延回路１８を介して１Ｄ遅延された後に倍速変換部２１に入力されて倍速変換された後に合成部２３に入力される。
【００２６】
１フィールド（１Ｆ）遅延回路１５で１Ｆ遅延された信号は、動き検出部１２に入力されるとともに、１ドット（１Ｄ）遅延回路１９を介して１Ｄ遅延された後に切替部２０に入力される。また、フィールド内内挿処理部１６からの出力信号も切替部２０に入力され、さらに、切替選択信号としての動き検出部１２からの出力信号も１ドット（１Ｄ）遅延回路１７を介して１Ｄ遅延された後に切替部２０に入力される。切替部２０からの出力信号は倍速変換部２２に入力されて倍速変換された後に合成部２３に入力され、合成部２３では、倍速変換部２１からの信号と倍速変換部２２からの信号を合成することでプログレッシブ走査信号を生成して、プログレッシブ走査信号出力端子２４から出力する。
【００２７】
前記フィールド内内挿処理部１６は、１フィールド遅延回路１３からの出力信号と１ライン遅延回路１４からの出力信号とが入力され、この２ライン分の信号を用いて２ラインの間のラインを内挿処理するための信号を生成する。先ず、１ライン遅延回路１４からの出力信号に対して６個の１ドット遅延回路２５〜３０を用いることで、上側ラインの連続する７ドット分のデータu0〜u6を得てこれを方向性検出部３７に入力する。同様に、１フィールド遅延回路１３からの出力信号に対して６個の１ドット遅延回路３１〜３６を用いることで、下側ラインの連続する７ドット分のデータb0〜b6を得てこれを方向性検出部３７に入力する。この方向性検出部３７では、上側ラインの連続する７ドット分のデータu0〜u6と、下側ラインの連続する７ドット分のデータb0〜b6とを用いて、図２（ａ）に示す７方向のうち最も相関性の強い方向を判断して、その結果を選択部４５に出力する。
【００２８】
また、上側ラインの連続する７ドット分のデータu0〜u6は、平均値算出回路３８〜４４に入力され、下側ラインの連続する７ドット分のデータb0〜b6は、平均値算出回路４４〜３８に入力され、平均値算出回路３８〜４４ではそれぞれ、u0とb6、u1とb5、u2とb4、u3とb3、u4とb2、u5とb1、u6とb0のデータの平均値が算出されて、選択部４５に入力される。選択部４５では、方向性検出部３７からの方向性検出信号によって選択された最も相関性の強い方向に該当する平均値（図２（ａ）に示す何れか１つの方向にある２画素の平均値）を後段の切替部２０に出力する。
【００２９】
次に、この図１の走査変換回路の作用について説明する。
先ず、動き検出部１２において、インタレース走査信号入力端子１１からの入力信号と、この入力信号の１フレーム前の信号である１フィールド遅延回路１５からの出力信号とを比較することによって、画像が静止画であるのか動画であるのかを検出する。具体的には、同一画素における輝度値が変化したか否かで検出するもので、輝度値が変化した場合には動画と、変化していない場合には静止画と判断する。ここでの検出結果は切替部２０に入力され、内挿処理の切替に用いられる。
【００３０】
前記動き検出部１２において静止画を検出した場合には、静止画としての検出結果を切替部２０に出力する。切替部２０では、静止画である場合には、入力された２つの信号のうち１フィールド遅延回路１５からの信号を選択して後段に出力する。よって、１ライン遅延回路１４からの信号を倍速変換したものの走査線間に、この１ライン遅延回路１４からの信号よりも１フィールド前の信号である１フィールド遅延回路１５からの信号を倍速変換したものを補間走査線として合成部２３で合成することで、フィールド間内挿処理を行ってプログレッシブ走査信号出力端子２４から出力する。
【００３１】
前記動き検出部１２において動画を検出した場合には、動画としての検出結果を切替部２０に出力する。切替部２０では、動画である場合には、入力された２つの信号のうちフィールド内内挿処理部１６からの信号を選択して後段に出力する。よって、１ライン遅延回路１４からの信号を倍速変換したものの走査線間に、この１ライン遅延回路１４からの信号を用いて生成された信号であるフィールド内内挿処理部１６からの信号を倍速変換したものを補間走査線として合成部２３で合成することで、フィールド内内挿処理を行ってプログレッシブ走査信号出力端子２４から出力する。ここで、フィールド内内挿処理部１６においては、内挿点の画素毎に、内挿点の上下のラインの画素の関係として図２（ａ）に示す７方向の中から最も相関性の強い方向を選択して、その方向に該当する２画素の平均値を出力している。このように、フィールド内内挿処理を行うにあたって、７方向の中から最も相関性の強い方向を選択する点が本発明の大きな特徴であり、この判断は、フィールド内内挿処理部１６中の方向性検出部３７で行っている。以下、この方向性検出部３７における方向性検出の詳細な方法を図面に基づいて説明する。
【００３２】
方向性検出部３７では、上下７画素ずつの輝度値のデータを用いて、図２（ａ）に示すように、内挿点を中心とした７方向について方向性の検出を行う。方向性の検出にあたっては、入力された上側ラインの連続する７ドット分のデータu0〜u6と、下側ラインの連続する７ドット分のデータb0〜b6とを用いる。先ず、図２（ｂ）に示す演算式にそれぞれのデータの輝度値を代入して解くことで、７つの方向でそれぞれ２画素の輝度値の差分の絶対値を求める。ここで、COはu3とb3の差分の絶対値であり、R1はu4とb2の差分の絶対値であり、R2はu5とb1の差分の絶対値であり、R3はu6とb0の差分の絶対値であり、L1はu2とb4の差分の絶対値であり、L2はu1とb5の差分の絶対値であり、L3はu0とb6の差分の絶対値である。ここで、図２（ａ）からも分かるように、求めたR1,R2,R3は、右肩上がりの斜め線の方向に該当し、番号が増えるにつれて垂直方向の２画素から離れていき、かつ、角度の浅い方向となっている。また、求めたL1,L2,L3は、右肩下がりの斜め線の方向に該当し、番号が増えるにつれて垂直方向の２画素から離れていき、かつ、角度の浅い方向となっている。
【００３３】
次に、求めたCO,R1,R2,R3,L1,L2,L3を用いて、内挿点に対して最も相関性の強い方向が垂直方向、右肩上がり方向、右肩下がり方向の何れに該当するかを表した方向性DRを求める。方向性DRの検出は図３のフローチャートによって行われる。ここで、RminはR1,R2,R3の中で最小値となったもの、LminはL1,L2,L3の中で最小値となったものをそれぞれ表すものとする。先ず、図３の（S301）において、R1＜COであり、かつ、Rmin＜Lminとなるか否かを判別する。この判別は、右肩上がりの斜め方向に方向性を有する場合を判別するためのもので、条件を満たす場合には（S303）においてDR＝１とする。上記（S301）の条件を満たさない場合には、次の（S302）のステップに進み、L1＜COであり、かつ、Lmin＜Rminとなるか否かを判別する。この判別は、右肩下がりの斜め方向に方向性を有する場合を判別するためのもので、条件を満たす場合には（S304）においてDR＝２とする。上記（S302）の条件を満たさない場合には、（S305）においてDR＝０とする。
【００３４】
このようなステップにより、方向性DRを０、１又は２として検出する。ここで、方向性DRを検出するにあたり、R1とL1のみ垂直方向の差分の絶対値であるCOとの比較を行っており、垂直方向COに比べてR1とL1との何れか一方の値が小さい場合にのみ方向性DRを１又は２とし、それ以外の場合（例えば、COとR1は同一値だがCOに比べてR2は小さい場合など）については垂直方向を優先してDR＝０とする構成としている。
【００３５】
方向性DRの検出は、内挿する各画素について行っており判断時には隣接画素の影響は受けない。しかし、方向性が連続する部分において１点だけ独立して異なる方向性を有する場合には、誤って検出した可能性があるため、この様な独立点については補正の必要がある。図４に示すように、前後が２つ以上連続する１で挟まれた点がある場合には、その点は１に補正する。同様に、前後が２つ以上連続する２で挟まれた点がある場合には、その点は２に補正する。このように補正をおこなうことで、方向性DRをより正確に設定することができる。
【００３６】
画素毎に方向性DRを検出した後に、この検出した方向性DRのうち右肩上がり方向（DR＝１）又は右肩下がり方向（DR＝２）の場合が同一方向に連続する数が大きくなるにつれてより角度の浅い斜め線の方向が最も相関性の強い方向であることを表した連続性WDを検出する。図５（ａ）に示すように、方向性DRは０、１又は２の値をとり、このうち１又は２が連続して同じ値をとる場合のその連続数をカウントする。図５（ａ）の例では、DR＝２の点が３回連続しており、DR＝１の点が５回連続している。この連続数に応じて連続性WDを決定するが、例えば図５（ｂ）に示すような対応関係によって連続性WDを定める。図５（ｂ）に示すような対応関係を用いると、図５（ａ）の場合には、DR＝２の点が３回連続している部分は連続性WD＝１となり、DR＝１の点が５回連続している部分は連続性WD＝２となる。
【００３７】
さらに、検出した方向性DRとR1,R2,R3,L1,L2,L3の値を用いて、値が大きくなるにつれてより角度の浅い斜め線の方向が最も相関性の強い方向であることを表した近似性DSを検出する。前記方向性DRの検出では、の場合にはDR＝１とし、右肩下がりの斜め線の場合にはDR＝２としたが、全７方向のうち右肩上がりの斜め線となる方向は３種類あり、また、右肩下がりの斜め線となる方向も３種類あるので、この方向性DRのみでは相関性の最も強い１方向を選択することはできないので、実際の斜め線の方向に近い画素の組合わせを選択するために近似性DSを検出する。この近似性DSの検出は、図６に示すフローチャートに基づいて行われる。
【００３８】
図６において、先ず（S601）でDR＝０であるか否かを判別する。DR＝０である場合には（S602）において近似性DS＝０とし、DR＝０でない場合には次の（S603）に進む。（S603）では、DR＝１であるか否かを判別する。DR＝１である場合には（S604）に進み、DR＝１でない場合には（S605）に進む。DR＝１である場合の（S604）では、R2＜R1であるか否かを判別する。この判別でR2≧R1の場合には（S606）で近似性DS＝１とし、R2＜R1である場合には（S607）に進む。（S607）では、R3＜R2であるか否かを判別する。この判別でR3≧R2の場合には（S609）で近似性DS＝２とし、R3＜R2である場合には（S610）で近似性DS＝３とする。
【００３９】
（S603）においてDR＝１でない場合、即ちDR＝２である場合には、（S605）に進み、L2＜L1であるか否かを判別する。この判別でL2≧L1の場合には（S606）で近似性DS＝１とし、L2＜L1である場合には（S608）に進む。（S608）では、L3＜L2であるか否かを判別する。この判別でL3≧L2の場合には（S609）で近似性DS＝２とし、L3＜L2である場合には（S610）で近似性DS＝３とする。このような手順を経て近似性DSを０、１、２又は３の何れかの値として検出する。この近似性DSの値が大きくなるにつれて斜め線の角度が浅い可能性が高くなっている。
【００４０】
このように方向性検出部３７では、方向性DR、連続性WD、及び、近似性DSを求めたが、さらに方向性検出部３７ではこれらの値を用いて、７方向の中から最も相関性の強い方向を選択する。この判別条件としては、図７に示すものが挙げられる。図７に示すように、方向性DR＝０であり、かつ、連続性WD及び近似性DSが共に０である場合には、垂直方向の２画素の平均をとった平均値算出回路４１の出力（u3＋b3）／２を選択するように、後段の選択部４５に信号を出力する。
【００４１】
他の組み合わせについても図７に示すように、方向性DR＝１でかつ連続性WDと近似性DSのうち小さい方の値が０である場合には（u3＋b3）／２を、方向性DR＝１でかつ連続性WDと近似性DSのうち小さい方の値が１である場合には（u4＋b2）／２を、方向性DR＝１でかつ連続性WDと近似性DSのうち小さい方の値が２である場合には（u5＋b1）／２を、方向性DR＝１でかつ連続性WDと近似性DSが共に３である場合には（u6＋b0）／２を、方向性DR＝２でかつ連続性WDと近似性DSのうち小さい方の値が０である場合には（u3＋b3）／２を、方向性DR＝２でかつ連続性WDと近似性DSのうち小さい方の値が１である場合には（u2＋b4）／２を、方向性DR＝２でかつ連続性WDと近似性DSのうち小さい方の値が２である場合には（u1＋b5）／２を、方向性DR＝２でかつ連続性WDと近似性DSが共に３である場合には（u0＋b6）／２を選択するための信号を、後段の選択部４５に出力する。
【００４２】
このように本発明の走査変換回路は、動き検出部１２において静止画と動画の判別を行って、静止画の場合にはフィールド間内挿処理を行い、動画の場合にはフィールド内内挿処理を行うようにしたもので、この動画の場合のフィールド内内挿処理では、方向性検出部３７において方向性DR、連続性WD、及び、近似性DSを検出して、これらの値から７方向の中から最も相関性の強い方向を選択して内挿処理を行うようにした。このような構成により、従来技術において問題であった４５°よりも浅い角度の斜め線が動く場合においてもジャギーの発生を抑えて画質の劣化を防止することができる。
【実施例２】
【００４３】
前記実施例１による走査変換回路によれば、動画の場合のフィールド内内挿処理では、方向性検出部３７において方向性DR、連続性WD、及び、近似性DSを検出して、これらの値から７方向の中から最も相関性の強い方向を選択して内挿処理を行うようにしたので、４５°よりも浅い角度の斜め線が動く場合においてもジャギーの発生を抑えて画質の劣化を防止することができるようになった。前記実施例１においては、７方向の中から最適な方向を選択する場合には、なるべく垂直方向を優先的に選択する構成になっており、これは斜め線ではない部分（例えば、格子の直角部分など）で誤って斜め方向に内挿することを防ぐための構成である。このような垂直方向を優先する構成として、実施例１よりもさらに垂直方向を優先して選択するための条件を付加するようにしてもよく、以下、図面に基づいて説明する。
【００４４】
この実施例２における走査変換回路は、基本的構成は前記実施例１と同様に図１に示すブロック図であり、動き検出部１２において静止画と動画の判別を行って、静止画の場合にはフィールド間内挿処理を行い、動画の場合にはフィールド内内挿処理を行うようにしたものである。この動画の場合のフィールド内内挿処理の際の、方向性検出部３７における方向性DR、及び、近似性DSの検出方法を変更することで、より垂直方向を優先した構成としている。
【００４５】
図８に示すのは、実施例２における方向性DRの検出の流れを示したフローチャートである。この図８のフローチャートによる方向性DRの検出方法は、図３に示す前記実施例１における方向性DRの検出方法の（S301）の前段に１つのステップ（S801）を追加したものであり、図３と同一のステップ部分には同一符号を記して説明は省略する。この図８の（S801）では、垂直方向の２画素の差分の絶対値COを閾値Xと比較して、CO＜Xである場合には他の条件は考慮せずに、（S802）においてDR＝０とする。CO≧Xである場合には、次の（S301）に進み、前記実施例１と同様の方向性DRの検出を行う。この（S801）の条件を追加したのは、最も相関性の強い方向が斜め方向だとしても、垂直方向の２画素の差分の絶対値であるCOがある程度小さい値である場合には、垂直方向を優先してもジャギーが発生する可能性が小さいためである。ここで閾値Xは、ジャギーの発生を抑えられる範囲で適宜設定できるものである。
【００４６】
次に、図９に示すのは、実施例２における近似性DSの検出の流れを示したフローチャートである。この図９のフローチャートによる近似性DSの検出方法は、図６に示す前記実施例１における近似性DSの検出方法の（S604）に（S901）を置換えて、同様に、（S605）に（S902）を、（S607）に（S903）を、（S608）に（S904）をそれぞれ置換えている。図９の（S901）では、（R2＋a）＜R1であるか否かを判別しており、（R2＋a）＜R1である場合には（S903）に進み、（R2＋a）≧R1である場合にはDS＝１とする。ここで、前記実施例１における（S604）の場合と異なり、R2に対して＋aしているのは、例えば、R2＜R1であるがR1とR2が非常に近い値であってほとんど差がないような場合には明確に方向性が定まっているとは限らないため、このような場合に垂直方向に近い側を優先して選択するためである。同様に、（S902）では（L2＋a）＜L1であるか否かを判別しており、（S903）では（R3＋b）＜R2であるか否かを判別しており、（S904）では（L3＋b）＜L2であるか否かを判別している。このように、近似性DSの検出を行う場合に、より角度の浅い側に該当するR2、L2又はR3、L3に対して＋a又は＋bすることで、より垂直方向に近い方向が選択され易いようになっている。なお、＋a及び＋bの値は適宜設定可能なものであり、この値を変化させることで垂直方向の優先度を変化させることができる。
【００４７】
前記実施例では、選択部４５での出力を決定するために、方向性検出部３７で求めた方向性DR、連続性WD、及び、近似性DSを用いて７方向の中から最も相関性の強い方向を選択するようにし、その際の判別条件としては、図７に示すように、方向性DRの値と、連続性WDと近似性DSの小さい方の値との組合わせによって決定するようにした。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、選択部４５での出力を決定するために、方向性DRと連続性WDとの２つのみを用いるようにして、近似性DSは検出しないようにしてもよい。この場合の判別条件は、図７において、連続性WDと近似性DSの小さい方の値を示す欄である（WD,DS min）を、連続性WDの値を示す（WD）に変更し、他の欄はそのままとしたものを用いることができる。このように、近似性DSを検出せずに方向性DRと連続性WDとの２つのみを用いるようにしても、従来方法に比べて格段にジャギーの発生を抑えることを可能にした走査変換回路を得ることができる。
【００４８】
前記実施例では、フィールド内内挿処理部１６の方向性検出部３７における検出候補としての方向の数は、上下のライン共に内挿点の垂直方向に対応する画素及びこの画素を中心とした前後３画素ずつの計７画素を用いて７方向を対象としているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上下のライン共に内挿点の垂直方向に対応する画素及びこの画素を中心とした前後２画素ずつの計５画素を用いて５方向を対象としてもよいし、また、上下のライン共に内挿点の垂直方向に対応する画素及びこの画素を中心とした前後４画素ずつの計９画素を用いて９方向を対象としてもよい。
【００４９】
例えば、上記のように９方向を対象とする場合には、方向性検出部３７において以下のように変更して対応することができる。方向性DRについては、方向が９方向になったとしても、前記実施例と同様に３通りの何れかとして検出することができる。連続性WDについては、図５（ｃ）に示すように前記実施例の場合に加えて、連続数が７−８の場合には連続性WD＝３とし、連続数が９以上の場合には連続性WD＝４とする対応関係を持たせて検出することができる。近似性DSについては、図６又は図９のフローチャートに加えて、R3とR4の比較を行うステップと、L3とL4の比較を行うステップとをそれぞれ追加して、それぞれR4又はL4が最小となる場合には近似性DS＝４となるステップを設けることで検出することができる。これらの方向性DR、連続性WD、及び、近似性DSとを用いて９方向の中から最も相関性の強い方向を選択するための判別条件としては、前記実施例で用いた図７に示すものに加えて、連続性WD及び近似性DS＝４の場合の出力を設定することで対応することができる。
【００５０】
このように、本発明の走査変換回路は、５方向、７方向、９方向…というように方向数を適宜変更した構成することが可能であり、これを一般的な表現とすると、上下のライン共に内挿点の垂直方向に対応する画素及びこの画素を中心とした前後ｎ（ｎは２以上の整数）画素ずつの計（２ｎ＋１）画素を用いて（２ｎ＋１）方向を対象とした構成とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明による走査変換回路の構成を示したブロック図である。
【図２】（ａ）は、本発明によるフィールド内内挿処理を行う場合にその候補となる７方向を表した模式図であり、（ｂ）は、７方向から最適な方向を選択するために方向性検出部３７において行う計算式を表したものである。
【図３】図１の方向性検出部３７における方向性DRを検出するための流れを示したフローチャート図である。
【図４】図１の方向性検出部３７において求めた方向性DRを補正するための補正方法を示したである。
【図５】（ａ）は、図１の方向性検出部３７における連続性WDの検出方法を示した模式図であり、（ｂ）は、方向性DRの連続数と連続性WDの関係を示した対応表である。
【図６】図１の方向性検出部３７における近似性DSを検出するための流れを示したフローチャート図である。
【図７】図１の方向性検出部３７において求めた方向性DR、連続性WD、近似性DSを用いて内挿する方向を決定するための対応表である。
【図８】本発明の他の実施例において方向性DRを検出するための流れを示したフローチャート図である。
【図９】本発明の他の実施例において近似性DSを検出するための流れを示したフローチャート図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１…インタレース走査信号入力端子、１２…動き検出部、１３…１フィールド遅延回路、１４…１ライン遅延回路、１５…１フィールド遅延回路、１６…フィールド内内挿処理部、１７〜１９…１ドット遅延回路、２０…切替部、２１…倍速変換部、２２…倍速変換部、２３…合成部、２４…プログレッシブ走査信号出力端子、２５〜３６…１ドット遅延回路、３７…方向性検出部、３８〜４４…平均値算出部、４５…選択部、（S301）〜（S305）…実施例１における方向性DRの検出の流れを表したフローチャートの各ステップ、（S601）〜（S610）…実施例１における近似性DSの検出の流れを表したフローチャートの各ステップ、（S801）〜（S802）…実施例２における方向性DRの検出の流れを表したフローチャートの各ステップ、（S901）〜（S904）…実施例２における近似性DSの検出の流れを表したフローチャートの各ステップ。
【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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