(57)【要約】【課題】  画像の高周波成分を維持しつつ、画像の画素数または走査線数を変更する補間信号処理回路を提供することを目的とする。【解決手段】  互いに隣接する第１および第２の走査線の中間に位置する中間ライン上の相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する斜め相関判定部８と、斜め相関判定部８が検出した実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する補間制御部１０と、第１および第２の走査線上において補間位相に対して補間方向に位置する実画素２点を参照画素として、この参照画素の画素値を出力する参照画素生成部１１、１２と、参照画素と補間位相との距離に関連した重み付けを参照画素の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を算出する補間画素生成部１３とを具備することを特徴としている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置され、この複数の走査線の各々の上に複数の実画素が配置された画像において、補間位相に隣接する少なくとも１点の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを前記相関判定位相ごとに検出する斜め相関判定手段と、
前記斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する補間方向決定手段と、
前記補間位相に対して前記補間方向に位置する少なくとも２点の画素を参照画素として、この参照画素の画素値を出力する参照画素出力手段と、
前記参照画素出力手段から前記参照画素の画素値が入力され、この参照画素と前記補間位相との距離に関連した重み付けを前記参照画素の画素値に行うことにより、前記補間位相における補間画素の画素値を算出する補間画素生成手段とを具備することを特徴とする補間信号処理回路。
【請求項２】
複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置され、この複数の走査線の各々の上に複数の実画素が配置された画像において、前記一定間隔で互いに対向する第１および第２の走査線の中間に位置する中間ライン上の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する斜め相関判定手段と、
前記斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する補間方向決定手段と、
前記第１の走査線上において補間位相に対して前記補間方向に位置する実画素を第１の参照画素とし、前記第２の走査線上において前記補間位相に対して前記補間方向に位置する実画素を第２の参照画素として、この第１および第２の参照画素の画素値を出力する参照画素出力手段と、
前記参照画素出力手段から前記第１および第２の参照画素の画素値が入力され、この第１および第２の参照画素と前記補間位相との距離に関連した重み付けを前記第１および第２の参照画素の画素値に行うことにより、前記補間位相における補間画素の画素値を算出する補間画素生成手段とを具備することを特徴とする補間信号処理回路。
【請求項３】
複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置され、この複数の走査線の各々の上に複数の実画素が配置された画像において、前記一定間隔で互いに対向する第１および第２の走査線の中間に位置する中間ライン上の第１の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第１の斜め相関判定手段と、
前記斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する補間方向決定手段と、
前記第１の走査線上において補間位相に対して前記補間方向に位置する第１の参照画素の画素値を実画素の画素値を用いて算出し、前記第２の走査線上において前記補間位相に対して前記補間方向に位置する第２の参照画素の画素値を実画素の画素値を用いて算出して、この第１および第２の参照画素の画素値を出力する参照画素出力手段と、
前記参照画素出力手段から前記第１および第２の参照画素の画素値が入力され、この第１および第２の参照画素と前記補間位相との距離に関連した重み付けを前記第１および第２の参照画素の画素値に行うことにより、前記補間位相における補間画素の画素値を算出する補間画素生成手段とを具備することを特徴とする補間信号処理回路。
【請求項４】
前記中間ライン上において前記第１の相関判定位相に隣接する第２の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第２の斜め相関判定手段を更に具備し、
前記補間方向決定手段が、前記第１の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせとともに、前記第２の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて前記補間方向を決定することを特徴とする請求項３記載の補間信号処理回路。
【請求項５】
前記第１の走査線上において前記第１の相関判定位相と同一の水平位置にある第３の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素と前記第３の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第３の斜め相関判定手段と、
前記第２の走査線上において前記第１および第３の相関判定位相と同一の水平位置にある第４の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素と前記第４の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第４の斜め相関判定手段とを更に具備し、
前記補間方向決定手段が、前記第１の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせとともに、前記第３および第４の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて前記補間方向を決定することを特徴とする請求項３記載の補間信号処理回路。
【請求項６】
前記中間ライン上において前記第１の相関判定位相に隣接する第２の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第２の斜め相関判定手段と、
前記第１の走査線上において前記第２の相関判定位相と同一の水平位置にある第５の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素と前記第５の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第５の斜め相関判定手段と、
前記第２の走査線上において前記第２および第５の相関判定位相と同一の水平位置にある第６の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素と前記第６の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第６の斜め相関判定手段とを更に具備し、
前記補間方向決定手段が、前記第１の相関判定手段、前記第３の斜め相関判定手段および前記第４の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせとともに、前記第２の斜め相関判定手段、前記第５の斜め相関判定手段および前記第６の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて前記補間方向を決定することを特徴とする請求項５記載の補間信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の画素数または走査線数を変更する補間信号処理回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビジョンの映像信号については、画素数が（１９２０×１０８０）のＨＤＴＶ（High Definition Television）など、様々なフォーマットが採用されている。また、近年、テレビジョン放送などの受信画面を映し出す表示装置として、プラズマディスプレイ装置や液晶ディスプレイ装置が用いられており、これらのプラズマディスプレイ装置や液晶ディスプレイ装置は、表示画面上の画素配列が決められている。このような表示装置においては、映像信号を表示画面上に映し出すために、その表示装置に適した画素数または走査線数に映像信号を補間信号処理する必要がある。
【０００３】
このため、入力されるインターレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換して出力するＩ／Ｐ変換システムにおいて上記補間信号処理が必要とされる場合は、まず、インターレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に順次走査変換し、このプログレッシブ走査の映像信号にスケーリング処理を行っていた。この従来の補間信号処理方法について図１３を参照しながら説明する。図１３においては、実画素（補間信号処理前の画像（元画像）を構成する画素）が水平方向に隣接して並んだ走査線Ｌ１、Ｌ２との間に補間画素Ｐを補間する場合について説明する。また、図１３において、各画素に付された色は各画素の画素値を示している。なお、画素値とは画素の明るさや色の濃淡を表すデータ値であり、図１３においては、明度が低い画素ほど黒い色を付し、明度が高い画素ほど白い色を付している。
【０００４】
まず、スケーリング処理に先立って行う順次走査変換について図１３（ａ）および図１３（ｂ）を参照しながら説明する。なお、ここでは、順次走査変換技術として、斜め方向の相関性を利用したもの（例えば、特許文献１参照）を例に挙げて説明する。この順次走査変換は、隣接する２本の走査線Ｌ１、Ｌ２の中間に位置する中間ラインＭにおいて、実画素と同じ水平位置に画素を補間することにより行う。
【０００５】
画素ｍ０を生成する場合は、画素ｍ０を中心とした画像の上下方向および斜め方向のうち、２画素間の相関の高い方向を判定する。例えば、図１３（ａ）に示すように、走査線Ｌ１、Ｌ２において画素ｍ０を中心として対向する画素の組み合わせ（Ａ１，Ｂ５）（Ａ２，Ｂ４）（Ａ３，Ｂ３）（Ａ４，Ｂ２）（Ａ５，Ｂ１）に対して画素値の差分の絶対値を比較し、最も差分が小さい画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。ここでは、この相関判定の結果、（Ａ２，Ｂ４）の画素の組み合わせが最も相関が高いと判定される。そして、この相関が最も高いと判定された２つの画素（Ａ２，Ｂ４）の画素値の平均を算出し、この平均値を画素ｍ０の画素値とする。
【０００６】
画素ｍ１を生成する場合も、画素ｍ０と同様に、画素ｍ１を中心とした画像の上下方向および斜め方向のうち、２画素間の相関の高い方向を判定する。例えば、図１３（ｂ）に示すように、走査線Ｌ１、Ｌ２において補間画素ｍ１を中心として対向する画素の組み合わせ（Ａ２，Ｂ６）（Ａ３，Ｂ５）（Ａ４，Ｂ４）（Ａ５，Ｂ３）（Ａ６，Ｂ２）に対して画素値の差分の絶対値を比較し、最も差分が小さい画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。ここでは、この相関判定の結果、（Ａ３，Ｂ５）の画素の組み合わせが最も相関が高いと判定される。そして、この相関が最も高いと判定された２つの画素（Ａ３，Ｂ５）の画素値の平均を算出し、この平均値を画素ｍ１の画素値とする。以上に説明した処理を中間ラインＭ上の他の画素に対しても行うことで、順次走査変換が行われる。
【０００７】
続いて、順次走査変換の後に行うスケーリング処理について図１３（ｃ）を参照しながら説明する。まず、補間点Ｐを通る補間ラインＮ上において、画素ｍ０、ｍ１と同じ水平位置に画素を補間する。
【０００８】
画素ｐ０を生成する場合は、画素Ａ３と画素ｐ０との距離と画素ｍ０と画素ｐ０との距離とに応じた値を係数とし、その係数を画素Ａ３と画素ｍ０との画素値に重み付けすることで、画素Ａ３と画素ｍ０との画素値の加重平均を算出する。つまり、画素Ａ３と画素ｍ０との画素値の加重平均を以下の式（１）で算出し、この加重平均値を画素ｐ０の画素値とする。ここで、ｋｖ１とは画素Ａ３と画素ｐ０との距離であり、ｋｖ２とは画素ｍ０と画素ｐ０との距離である。
【０００９】
ｐ０＝（ｋｖ２×Ａ３＋ｋｖ１×ｍ０）／（ｋｖ１＋ｋｖ２）  ・・・（１）
画素ｐ１を生成する場合も、画素ｐ０と同様に、画素Ａ４と画素ｐ１との距離と画素ｍ１と画素ｐ１との距離とに応じた値を係数とし、その係数を画素Ａ４と画素ｍ１との画素値に重み付けすることで、画素Ａ４と画素ｍ１との画素値の加重平均を算出する。つまり、画素Ａ４と画素ｍ１との画素値の加重平均を以下の式（２）で算出し、この加重平均値を画素ｐ１の画素値とする。ここで、ｋｖ３とは画素Ａ４と画素ｐ１との距離であり、ｋｖ４とは画素ｍ１と画素ｐ１との距離である。
【００１０】
ｐ１＝（ｋｖ４×Ａ４＋ｋｖ３×ｍ１）／（ｋｖ３＋ｋｖ４）  ・・・（２）
続いて、補間点Ｐに対して画素ｐ０、ｐ１からの水平位相に応じた補間を行う。画素ｐ０と画素Ｐとの距離と画素ｐ１と画素Ｐとの距離とに応じた値を係数とし、その係数を画素ｐ０と画素ｐ１との画素値に重み付けすることで、画素ｐ０と画素ｐ１との画素値の加重平均を算出する。つまり、画素ｐ０と画素ｐ１との画素値の加重平均を以下の式（３）で算出し、この加重平均値を画素Ｐの画素値とする。ここで、ｋｈ１とは画素ｐ０と画素Ｐとの距離であり、ｋｈ２とは画素ｐ１と画素Ｐとの距離である。
【００１１】
Ｐ＝（ｋｈ２×ｐ０＋ｋｈ１×ｐ１）／（ｋｈ１＋ｋｈ２）  ・・・（３）
以上に説明した処理を補間ラインＮ上の他の補間点に対して行うことにより、スケーリング処理が行われる。そして、このスケーリング処理により生成された補間画素Ｐを元画像において実画素間に補間することで、画像の画素数または走査線数が変更される。
【特許文献１】特開平２−２１３２８９号公報（第３頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記従来の補間信号処理方法においては、中間ラインＭ上に位置する画素に対して上下方向および斜め方向の相関を判定して順次走査変換を行っている。しかしながら、その後に行うスケーリング処理において、補間画素Ｐと他の画素との相関に関係なく、垂直方向および水平方向に画素を順次に補間することで補間画素Ｐを生成している。このため、図１３（ａ）に示した画素Ａ３と画素Ｂ５との結線（画素Ａ２と画素Ｂ４との結線）を境界として明度が高い領域と明度が低い領域とに明瞭に分かれた画像に対して、従来の補間信号処理方法により補間信号処理を行うと、図１３（ｃ）に示すように、領域の境界において中間的な明度（灰色で表示）の画素Ｐが補間され、領域の境界が曖昧な画像となってしまう。
【００１３】
このように、従来の補間信号処理方法では、補間画素Ｐと他の画素との相関に関係なく補間画素Ｐを生成しているため、画像の高周波成分が失われ、画像の画質が劣化することが問題視されていた。
【００１４】
本発明は、以上の背景からなされたものであり、画像の高周波成分を維持しつつ、画像の画素数または走査線数を変更する補間信号処理回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明に係る補間信号処理回路は、複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置され、この複数の走査線の各々の上に複数の実画素が配置された画像において、補間位相に隣接する少なくとも１点の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを前記相関判定位相ごとに検出する斜め相関判定手段と、前記斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する補間方向決定手段と、前記補間位相に対して前記補間方向に位置する少なくとも２点の画素を参照画素として、この参照画素の画素値を出力する参照画素出力手段と、前記参照画素出力手段から前記参照画素の画素値が入力され、この参照画素と前記補間位相との距離に関連した重み付けを前記参照画素の画素値に行うことにより、前記補間位相における補間画素の画素値を算出する補間画素生成手段とを具備することを特徴としている。
【００１６】
また、本発明に係る補間信号処理回路は、複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置され、この複数の走査線の各々の上に複数の実画素が配置された画像において、前記一定間隔で互いに対向する第１および第２の走査線の中間に位置する中間ライン上の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する斜め相関判定手段と、前記斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する補間方向決定手段と、前記第１の走査線上において補間位相に対して前記補間方向に位置する実画素を第１の参照画素とし、前記第２の走査線上において前記補間位相に対して前記補間方向に位置する実画素を第２の参照画素として、この第１および第２の参照画素の画素値を出力する参照画素出力手段と、前記参照画素出力手段から前記第１および第２の参照画素の画素値が入力され、この第１および第２の参照画素と前記補間位相との距離に関連した重み付けを前記第１および第２の参照画素の画素値に行うことにより、前記補間位相における補間画素の画素値を算出する補間画素生成手段とを具備することを特徴としている。
【００１７】
更に、本発明に係る補間信号処理回路は、複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置され、この複数の走査線の各々の上に複数の実画素が配置された画像において、前記一定間隔で互いに対向する第１および第２の走査線の中間に位置する中間ライン上の第１の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第１の斜め相関判定手段と、前記斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する補間方向決定手段と、前記第１の走査線上において補間位相に対して前記補間方向に位置する第１の参照画素の画素値を実画素の画素値を用いて算出し、前記第２の走査線上において前記補間位相に対して前記補間方向に位置する第２の参照画素の画素値を実画素の画素値を用いて算出して、この第１および第２の参照画素の画素値を出力する参照画素出力手段と、前記参照画素出力手段から前記第１および第２の参照画素の画素値が入力され、この第１および第２の参照画素と前記補間位相との距離に関連した重み付けを前記第１および第２の参照画素の画素値に行うことにより、前記補間位相における補間画素の画素値を算出する補間画素生成手段とを具備することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、画像の高周波成分を維持しつつ、画像の画素数または走査線数を変更する補間信号処理回路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施例）
以下に、本発明に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法についての第１の実施例を図１乃至４を参照しながら説明する。
【００２０】
まず、本実施例に係る補間信号処理回路の構成について図１を参照しながら説明する。図１は、本実施例に係る補間信号処理回路の構成を示す概略図である。
【００２１】
本実施例に係る補間信号処理回路は、図１に示すように、入力信号生成部１０１、補間信号生成部１０２および表示信号生成部１０３を具備している。
【００２２】
入力信号生成部１０１は、入力映像信号Ａ、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖを入力端子１０４、１０５、１０６から入力され、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖに応じて画像データ列を補間信号生成部１０２に出力する。ここで、入力映像信号Ａとは元画像（補間信号処理前の画像）において画素位置が隣接する実画素（元画像を構成する画素）の画素値を並べたものである。なお、画素値とは画素の明るさや色の濃淡を表すデータ値であり、画像データ列とは元画像において水平方向に画素位置が隣接する実画素の画素値を並べたものである。
【００２３】
補間信号生成部１０２には、入力信号生成部１０１から画像データ列が入力される。補間信号生成部１０２は、この画像データ列を用いて、複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置され、この複数の走査線の各々の上に複数の実画素が配置された画像において、補間位相に隣接する少なくとも１点の相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを相関判定位相ごとに検出する。そして、補間信号生成部１０２は、この検出された実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定し、補間位相に対して補間方向に位置する少なくとも２点の画素を参照画素（補間画素を生成するために画素値が参照される画素）として、この参照画素の画素値を出力する。
【００２４】
表示信号生成部１０３は、補間信号生成部１０２から参照画素の画素値が入力され、この参照画素と補間位相との距離に関連した重み付けを参照画素の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を算出する。ここで、補間位相とは補間画素（補間により生成される画素）の画素位置であり、補間方向とは補間位相に対して参照画素が位置する方向である。
【００２５】
また、表示信号生成部１０３は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖに応じて補間画素または実画素の画素値を出力することにより、出力端子１０７から表示映像信号Ｄを出力する。表示映像信号Ｄとは、補間信号処理後の画像（元画像に補間画素が補間された画像）において画素位置が隣接する画素の画素値を並べたものである。
【００２６】
このように、図１に示した本実施例に係る補間信号処理回路は、相関判定位相に対して相関の高い方向を補間方向として検出し、補間位相に対して補間方向に位置する画素を参照画素として補間画素を生成している。このため、本実施例に係る補間信号処理回路は、画像の高周波成分を維持しつつ、画像の画素数または走査線数を変更することができる。
【００２７】
また、本実施例に係る補間信号処理回路は、参照画素と補間位相との距離に関連した重み付けを参照画素の画素値に行うことにより、補間画素を生成している。このため、本実施例に係る補間信号処理回路は、任意の画素数または走査線数に画像を変換することができる。
【００２８】
次に、本実施例に係る補間信号処理回路の具体的な構成について図２を参照しながら説明する。図２は、本実施例に係る補間信号処理回路の回路構成を示す回路図である。
【００２９】
まず、入力信号生成部１０１の具体的な構成について説明する。入力信号生成部１０１は、図２に示すように、フィールドメモリ制御部１、フィールドメモリ２、ラインメモリ制御部３およびラインメモリ４、５を具備している。
【００３０】
フィールドメモリ制御部１には、入力端子１０５から水平同期信号Ｈが入力され、入力端子１０６から垂直同期信号Ｖが入力される。フィールドメモリ制御部１は、この水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖに基づいて制御信号をフィールドメモリ２に出力する。フィールドメモリ２は、フィールドメモリ制御部１からの制御信号に基づいて、入力端子１０４からフィールド毎またはフレーム毎に入力される入力映像信号Ａを所定の方法で保持する。
【００３１】
ラインメモリ制御部３には、入力端子１０５から水平同期信号Ｈが入力され、入力端子１０６から垂直同期信号Ｖが入力される。ラインメモリ制御部３は、この水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖに基づいて制御信号をラインメモリ４、５に出力する。ラインメモリ４は、ラインメモリ制御部３からの制御信号に基づいて、フィールドメモリ２に保持された入力映像信号Ａのうち、元画像における所定の走査線Ｌ１（第１の走査線）上の画像データ列を保持する。また、ラインメモリ５は、ラインメモリ制御部３からの制御信号に基づいて、フィールドメモリ２に保持された入力映像信号Ａのうち、走査線Ｌ１に隣接する走査線Ｌ２（第２の走査線）上の画像データ列を保持する。すなわち、ラインメモリ４、５は、複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置された画像において上記一定間隔で互いに対向する２本の走査線Ｌ１、Ｌ２上の画像データ列を保持する。
【００３２】
次に、補間信号生成部１０２の具体的な構成について説明する。補間信号生成部１０２は、図２に示すように、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅ、斜め相関判定部８、補間位相生成部９、補間制御部１０および参照画素出力部１１、１２を具備している。
【００３３】
レジスタ６ａ〜ｅは、イネーブル付きのＤ型フリップフロップであり、これらのイネーブルが制御されることで、各フリップフロップの出力データの保持と更新が制御される。また、レジスタ６ａ〜ｅは、タップ数（斜め相関判定において画素値が参照される実画素の数）に応じた遅延回路を形成しており、ラインメモリ４から入力された画像データ列を順次遅延する。これにより、レジスタ６ａ〜ｅには、走査線Ｌ１上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値が保持され、これらの実画素の画素値が斜め相関判定部８および参照画素出力部１１に出力される。
【００３４】
レジスタ７ａ〜ｅは、レジスタ６ａ〜ｅと同様にイネーブル付きのＤ型フリップフロップであり、これらのイネーブルが制御されることで、各フリップフロップの出力データの保持と更新が制御される。また、レジスタ７ａ〜ｅは、タップ数に応じた遅延回路を形成しており、ラインメモリ５から入力された画像データ列を順次遅延する。これにより、レジスタ７ａ〜ｅには、走査線Ｌ２において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値が保持され、これらの実画素の画素値が斜め相関判定部８および参照画素出力部１２に出力される。
【００３５】
また、このレジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持される実画素は、同一のタップ位置において同一の水平位置となっている。例えば、レジスタ６ａ、７ａに画素値が保持された実画素は、元画像において同一の水平位置となっており、レジスタ６ｂ、７ｂに画素値が保持された実画素は、元画像において同一の水平位置となっている。
【００３６】
斜め相関判定部８は、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅから走査線上の実画素の画素値が入力され、中間ラインＭ（走査線Ｌ１、Ｌ２の中間に位置するライン）上において実画素と同じ水平位置にある相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出し、この検出結果を相関判定結果として補間制御部１０に出力する。
【００３７】
補間位相生成部９は、水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖが入力され、この水平同期信号Ｈおよび垂直同期信号Ｖに基づいて水平位相情報（補間画素の水平方向の画素位置）および垂直位相情報（補間画素の垂直方向の画素位置）を生成し、補間制御部１０に出力する。
【００３８】
補間制御部１０は、斜め相関判定部８の相関判定結果、水平位相情報および垂直位相情報が入力され、斜め相関判定部８が検出した実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定し、補間方向を示す水平位相係数信号および垂直位相係数信号を生成する。この水平位相係数信号は参照画素出力部１１、１２に出力される。
【００３９】
参照画素出力部１１、１２は、補間制御部１０から入力された水平位相係数信号に基づいて、走査線Ｌ１上において補間位相に対して斜め相関判定部８が検出した補間方向に位置する実画素を第１の参照画素とし、走査線Ｌ２上において補間位相に対して補間方向に位置する実画素を第２の参照画素として、この第１および第２の参照画素の画素値を出力する。
【００４０】
次に、表示信号生成部１０３の具体的な構成について説明する。表示信号生成部１０３は、図２に示すように、補間画素生成部１３、ラインメモリ制御部１４およびラインメモリ１５を具備している。
【００４１】
補間画素生成部１３は、補間制御部１０から垂直位相係数信号が入力され、参照画素出力部１１、１２から第１および第２の参照画素の画素値が入力される。そして、補間画素生成部１３は、この第１および第２の参照画素と補間位相との距離に関連した重み付けを第１および第２の参照画素の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を算出する。
【００４２】
ラインメモリ制御部１４は、水平同期信号Ｈ、垂直同期信号Ｖ、水平位相情報および垂直位相情報が入力され、これらの信号に基づいて制御信号をラインメモリ１５に出力する。ラインメモリ１５は、ラインメモリ制御部１４に基づいて、補間画素または実画素の画素値を保持し、これらの画素値を表示映像信号Ｄに必要な順序で出力する。
【００４３】
次に、図２に示した本実施例に係る補間信号処理回路の動作について図３を参照しながら説明する。図３は、本実施例に係る補間信号処理回路が行う補間信号処理方法を示す説明図である。図３においては、走査線Ｌ１、Ｌ２との間の補間ラインＮ１、Ｎ２、Ｎ３に補間画素を補間することで、元画像を垂直方向に４倍伸張する場合について説明する。また、図３において各画素に付された色は各画素の画素値を示しており、明度が低い画素ほど黒い色を付し、明度が高い画素ほど白い色を付している。
【００４４】
まず、ラインメモリ４から入力された画像データ列を順次遅延することで、レジスタ６ａ〜ｅが、走査線Ｌ１上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を保持する。また、ラインメモリ５から入力された画像データ列を順次遅延することで、レジスタ７ａ〜ｅが、走査線Ｌ２上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５を保持する。
【００４５】
そして、斜め相関判定部８が、中間ラインＭにおいて実画素Ａ３、Ｂ３と同じ水平位置にある相関判定位相Ｍ３を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。例えば、図３（ａ）に示すように、走査線Ｌ１、Ｌ２において画素Ｍ３を中心として対向する実画素の組み合わせ（Ａ１，Ｂ５）（Ａ２，Ｂ４）（Ａ３，Ｂ３）（Ａ４，Ｂ２）（Ａ５，Ｂ１）に対して画素値の差分の絶対値を比較し、最も差分が小さい画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。ここでは、この相関判定の結果、（Ａ１，Ｂ５）の画素の組み合わせが最も相関が高いと判定されたとする。
【００４６】
この斜め相関判定部８の判定結果は、補間制御部１０に入力される。そして、補間制御部１０が、斜め相関判定部８の相関判定結果、水平位相情報および垂直位相情報に基づいて、最も相関の高いと判定された実画素２点（Ａ１，Ｂ５）が対向する方向を補間方向と決定し、この補間方向を示す水平位相係数信号および垂直位相係数信号を出力する。
【００４７】
参照画素出力部１１、１２は、補間制御部１０から入力された水平位相係数信号に基づいて、図３（ｂ）に示すように、走査線Ｌ１、Ｌ２上において補間位相Ｐに対して補間方向（実画素２点（Ａ１，Ｂ５）が対向する方向と同一の方向）に位置する実画素２点（Ａ２，Ｂ６）の画素値を補間画素生成部１３に出力する。
【００４８】
補間画素生成部１３は、実画素２点（Ａ２，Ｂ６）の画素値が水平補間位相生成部１１、１２から入力され、この実画素２点と補間位相Ｐとの距離に関連した重み付けを実画素２点（Ａ２，Ｂ６）の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を算出する。つまり、実画素と補間位相Ｐとの距離が長い場合は係数の値を小さくし、逆に実画素と補間位相Ｐとの距離が短い場合は係数の値を大きくして、これらの係数を実画素の画素値に重み付けすることで、実画素の画素値の加重平均を算出する。例えば、以下の式（４）で実画素Ａ２と実画素Ｂ６との画素値の加重平均を算出し、この加重平均値を補間画素の画素値とする。ここで、ｋｖ１とは実画素Ａ２と補間位相Ｐとの距離であり、ｋｖ２とは実画素Ｂ６と補間位相Ｐとの距離である。
【００４９】
Ｐ＝（ｋｖ２×Ａ２＋ｋｖ１×Ｂ６）／（ｋｖ１＋ｋｖ２）  ・・・（４）
以上に説明した処理を補間ラインＮ１、Ｎ２、Ｎ３上の他の補間点に対しても行うことにより、図３（ｃ）に示すように、元画像を垂直方向に４倍伸張した画像が得られる。
【００５０】
図３（ｃ）に示した本実施例に係る補間信号処理回路により補間信号処理を行った画像は、実画素Ａ３と実画素Ｂ７との結線（実画素Ａ２と実画素Ｂ６との結線）を境界として明度が高い領域と明度が低い領域とに明瞭に分かれており、元画像の高周波成分が失われていない。このように、本実施例に係る補間信号処理回路によれば、画像の高周波成分を維持しつつ、画像の画素数または走査線数を変更することができる。
【００５１】
続いて、本実施例に係る補間信号処理方法について図４を参照しながら説明する。図４は、本実施例に係る補間信号処理方法の手順を示すフローチャートである。なお、本実施例に係る補間信号処理方法は、以上に説明した本実施例に係る補間信号処理回路により実施可能である。よって、ここでは、本実施例に係る補間信号処理回路により実施した場合について説明する。
【００５２】
まず、フィールドメモリ２およびラインメモリ４、５から実画素の画素値を読み出し、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持される走査線Ｌ１、Ｌ２上の画像データ列を更新する（Ｓ１１）。次に、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持された画像データ列を用いて斜め相関判定部８により斜め相関判定を行う（Ｓ１２）。このステップＳ１２においては、中間ラインＭにおいて実画素と同一の水平位置にある相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。
【００５３】
次に、ステップＳ１２において検出された最も相関の高い実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する（Ｓ１３）。このステップＳ１３においては、ステップＳ１２において検出された２点の実画素が対向する方向を補間方向と決定する。そして、補間位相に対して補間方向に位置する２点の実画素を参照画素とし、参照画素と補間位相との距離に関連した重み付けを参照画素の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を生成する（Ｓ１４）。
【００５４】
ステップＳ１４における補間画素生成処理が終了した後、一画面分の処理が終了していない場合には、ステップ１１に戻り、一画面分の処理が終了するまで、上述したステップＳ１１〜Ｓ１４までの処理を繰り返す（Ｓ１５）。
【００５５】
以上に説明した本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法は、中間ラインＭ上において実画素と同じ水平位置にある相関判定位相を中心として相関の高い方向を判定し、補間位相に対して相関の高い方向に位置する２点の実画素を参照画素として補間画素を生成している。このため、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法は、画像の高周波成分を維持しつつ、画像の画素数または走査線数を変更することができる。
【００５６】
また、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法は、２点の実画素を参照画素とし、この参照画素と補間位相との距離に関連した重み付けを参照画素の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を算出している。このため、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法は、任意の画素数または走査線数に画像を変換することができる。
【００５７】
なお、本実施例に係る補間信号処理回路の説明において、入力信号生成部１０１、補間信号生成部１０２および表示信号生成部１０３の具体的な回路構成を示しているが、これらの回路構成は、本実施例において示したものに限られない。
【００５８】
また、本実施例に係る補間信号処理回路における各構成要素（入力信号生成部１０１、補間信号生成部１０２および表示信号生成部１０３）は、その全てが同一の半導体チップに設けられてもよいし、これらの一部、または、すべてが他の構成要素から独立して設けられても構わない。
【００５９】
更に、本実施例に係る補間信号処理方法においては、本実施例に係る補間信号処理回路により実施した場合を例に挙げて説明したが、本実施例に係る補間信号処理方法を行う回路は、本実施例に係る補間信号処理回路に限られない。
【００６０】
更に、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法においては、相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出することで、斜め相関判定を行っているが、この斜め相関判定に用いる実画素の数は２点に限られない。３点以上の実画素を斜め相関判定に用いることによっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
（第２の実施例）
以下に、本発明に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法についての第２の実施例について図５乃至８を参照しながら説明する。なお、本実施例に係る補間信号処理回路は、図２に示した第１の実施例に係る補間信号処理回路において補間信号処理回路１０２および表示信号生成回路１０３の回路構成を変更したものである。
【００６２】
まず、本実施例に係る補間信号処理回路の構成について図５を参照しながら説明する。図５は、本実施例に係る補間信号処理回路の構成を示す回路図である。ここでは、第１の実施例において図２を参照して説明したものと共通する部分については、図２と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
斜め信号生成部１０２は、図５に示すように、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅ、１６、斜め相関判定部８、補間位相生成部９、補間制御部１７および参照画素出力部１８、１９を具備している。
【００６４】
斜め相関判定部８は、第１の実施例において説明したように、中間ラインＭにおいて実画素と同じ水平位置にある相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する実画素２点の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素２点の組み合わせを検出し、この検出結果を相関判定結果として補間制御部１０に出力する。
【００６５】
レジスタ１６は、斜め相関判定部８から相関判定結果が入力され、この相関判定結果を保持する。このレジスタ１６により、斜め相関判定部８から出力された相関判定結果は１段遅延されて補間制御部１７に入力される。
【００６６】
補間制御部１７は、斜め相関判定部８およびレジスタ１６から相関判定結果が入力される。つまり、補間制御部１７には、斜め相関判定部８が連続して行った２つの相関判定結果が入力される。そして、補間制御部１７は、これらの２つの相関判定結果が示す２組の実画素２点の組み合わせに基づいて補間方向を決定し、水平位相情報および垂直位相情報に基づいて水平位相係数信号および垂直位相係数信号を生成する。この水平位相係数信号は参照画素出力部１８、１９に出力される。
【００６７】
参照画素出力部１８、１９は、補間制御部１０からの水平位相係数信号に基づいて、走査線Ｌ１上において補間位相に対して補間制御部１７が決定した補間方向に位置する第１の参照画素の画素値を実画素の画素値を用いて算出し、走査線Ｌ２上において補間位相に対して補間方向に位置する第２の参照画素の画素値を実画素の画素値を用いて算出して、この第１および第２の参照画素の画素値を出力する。
【００６８】
次に、表示信号生成部１０３の具体的な構成について説明する。表示信号生成部１０３は、図５に示すように、補間画素生成部２０、ラインメモリ制御部１４およびラインメモリ１５を具備している。
【００６９】
補間画素生成部２０は、補間制御部１７から垂直位相係数信号が入力され、参照画素出力部１８、１９から第１および第２の参照画素の画素値が入力され、この第１および第２の参照画素と補間位相との距離に関連した重み付けを第１および第２の参照画素の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を算出する。
【００７０】
次に、図５に示した本実施例に係る補間信号処理回路の動作について図６および図７を参照して説明する。図６および図７は、本実施例に係る補間信号処理回路が行う補間信号処理方法を示す説明図である。なお、図６および図７においては、走査線Ｌ１、Ｌ２との間の補間ラインＮ１、Ｎ２、Ｎ３に補間画素を補間することで、元画像を垂直方向に４倍また水平方向に２倍伸張する場合について説明する。また、図６および図７において各画素に付された色は各画素の画素値を示しており、明度が低い画素ほど黒い色を付し、明度が高い画素ほど白い色を付している。
【００７１】
まず、ラインメモリ４から入力された画像データ列を順次遅延することで、レジスタ６ａ〜ｅが、走査線Ｌ１上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を保持する。また、ラインメモリ５から入力された画像データ列を順次遅延することで、レジスタ７ａ〜ｅが、走査線Ｌ２上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５を保持する。
【００７２】
そして、斜め相関判定部８が、中間ラインＭにおいて実画素Ａ３、Ｂ３と同じ水平位置にある相関判定位相Ｍ３（第１の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。例えば、図６（ａ）に示すように、走査線Ｌ１、Ｌ２において画素Ｍ３を中心として対向する実画素の組み合わせ（Ａ１，Ｂ５）（Ａ２，Ｂ４）（Ａ３，Ｂ３）（Ａ４，Ｂ２）（Ａ５，Ｂ１）に対して画素値の差分の絶対値を比較し、最も差分が小さい実画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。ここでは、この相関判定の結果、（Ａ１，Ｂ５）の実画素の組み合わせが最も相関が高いと判定されたとする。この相関判定位相Ｍ３を中心とした相関判定の結果はレジスタ１６に保持される。
【００７３】
次に、レジスタ６ａ〜ｅが、画像データ列を１画素分遅延することで、走査線Ｌ１上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６を保持する。また、レジスタ７ａ〜ｅが、画像データ列を１画素分遅延することで、走査線Ｌ２上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６を保持する。
【００７４】
そして、斜め相関判定部８が、中間ラインＭにおいて実画素Ａ４、Ｂ４と同じ水平位置にある相関判定位相Ｍ４（第２の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。例えば、図６（ｂ）に示すように、走査線Ｌ１、Ｌ２において画素Ｍ４を中心として対向する実画素の組み合わせ（Ａ２，Ｂ６）（Ａ３，Ｂ５）（Ａ４，Ｂ４）（Ａ５，Ｂ３）（Ａ６，Ｂ２）に対して画素値の差分の絶対値を比較し、最も差分が小さい実画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。ここでは、この相関判定の結果、（Ａ２，Ｂ６）の実画素の組み合わせが最も相関が高いと判定されたとする。この斜め相関判定部８の相関判定結果は補間制御部１７に入力される。
【００７５】
次に、補間制御部１７が、斜め相関判定部８とレジスタ１６とから入力された相関判定結果が示す実画素２点の組み合わせ（Ａ１，Ｂ５）（Ａ２，Ｂ６）から、補間位相に対する補間方向を決定する。ここでは、（Ａ１，Ｂ５）が対向する方向と（Ａ２，Ｂ６）が対向する方向とが同一であるので、（Ａ１，Ｂ５）が対向する方向（（Ａ２，Ｂ６）が対向する方向）を補間方向に決定する。そして、補間制御部１７は、水平位相情報および垂直位相情報に基づいて、この補間方向の決定結果を示す水平位相係数信号および垂直位相係数信号を生成する。
【００７６】
次に、参照画素出力部１８、１９が、補間制御部１７からの水平位相係数信号に基づいて、図７（ａ）に示すように、走査線Ｌ１上において補間位相Ｐに対して補間方向（実画素２点（Ａ１，Ｂ５）が対向する方向と同一の方向）に位置する第１の参照画素ｐ０の画素値を実画素の画素値を用いて算出し、走査線Ｌ２上において補間位相Ｐに対して補間方向に位置する第２の参照画素ｐ１の画素値を実画素の画素値を用いて算出する。例えば、走査線Ｌ１上に位置する第１の参照画素ｐ０を生成する場合は、第１の参照画素ｐ０に水平方向に隣接する実画素Ａ２と実画素Ａ３との画素値の平均を算出し、この平均値を生成画素ｐ０の画素値とする。走査線Ｌ２上に位置する第２の参照画素ｐ１を生成する場合も、第１の参照画素ｐ０と同様に、第２の参照画素ｐ１に水平方向に隣接する実画素Ｂ６と実画素Ｂ７との画素値の平均を算出し、この平均値を第２の参照画素ｐ１の画素値とする。そして、参照画素出力部１８、１９は、この第１の参照画素ｐ０と第２の参照画素ｐ１との画素値を補間画素生成部２０に出力する。
【００７７】
補間画素生成部２０は、第１の参照画素ｐ０と第２の参照画素ｐ１との画素値が参照画素出力部１８、１９から入力され、この第１および第２の参照画素ｐ０、ｐ１と補間位相Ｐとの距離に関連した重み付けを第１および第２の参照画素ｐ０、ｐ１の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を算出する。つまり、参照画素と補間位相Ｐとの距離が長い場合は係数の値を小さくし、逆に参照画素と補間位相Ｐとの距離が短い場合は係数の値を大きくして、これらの係数を第１および第２の参照画素ｐ０、ｐ１の画素値に重み付けすることで、参照画素の画素値の加重平均を算出する。例えば、以下の式（５）で第１の参照画素ｐ０と第２の参照画素ｐ１との画素値の加重平均を算出し、この加重平均値を補間画素の画素値とする。ここで、ｋｖ３とは第１の参照画素ｐ０と補間位相Ｐとの距離であり、ｋｖ４とは第２の参照画素ｐ１と補間位相Ｐとの距離である。
【００７８】
Ｐ＝（ｋｖ４×ｐ０＋ｋｖ３×ｐ１）／（ｋｖ３＋ｋｖ４）  ・・・（５）
以上に説明した処理を補間ラインＮ１、Ｎ２、Ｎ３上の他の補間点に対しても行うことにより、図７（ｂ）に示すように、元画像を垂直方向に４倍また水平方向に２倍伸張した画像が得られる。なお、走査線Ｌ１上の実画素と走査線Ｌ２上の実画素との間に補間される補間画素は、走査線Ｌ１、Ｌ２上の実画素２点の画素値を第１および第２の参照画素の画素値として生成される。例えば、実画素Ａ１と実画素Ｂ５との結線上の補間画素は、実画素Ａ１の画素値を第１の参照画素の画素値とし、実画素Ｂ５の画素値を第２の参照画素の画素値として生成される。また、実画素Ａ３と実画素Ｂ７との結線上の補間画素は、実画素Ａ３の画素値を第１の参照画素の画素値とし、実画素Ｂ７の画素値を第２の参照画素の画素値として生成される。
【００７９】
図７（ｂ）に示した本実施例に係る補間信号処理回路により補間信号処理を行った画像は、実画素Ａ３と実画素Ｂ７との結線（実画素Ａ２と実画素Ｂ６との結線）を境界として明度が高い領域と明度が低い領域とに明瞭に分かれており、元画像の高周波成分が失われていない。このように、本実施例に係る補間信号処理回路によれば、元画像の高周波成分を維持しつつ、画像の画素数または走査線数を変更することができる。
【００８０】
続いて、本実施例に係る補間信号処理方法について図８を参照しながら説明する。図８は、本実施例に係る補間信号処理方法の手順を示すフローチャートである。なお、本実施例に係る補間信号処理方法は、以上に説明した本実施例に係る補間信号処理回路により実施可能である。よって、ここでは、本実施例に係る補間信号処理回路により実施した場合について説明する。
【００８１】
まず、フィールドメモリ２およびラインメモリ４、５から実画素の画素値を読み出し、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持される走査線Ｌ１、Ｌ２上の画像データ列を更新する（Ｓ２１）。次に、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持された画像データ列を用いて斜め相関判定部８により第１の斜め相関判定を行う（Ｓ２２）。このステップＳ２２においては、中間ラインＭにおいて実画素と同一の水平位置にある相関判定位相（第１の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。
【００８２】
次に、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持される走査線Ｌ１、Ｌ２上の画像データ列を１画素分更新する（Ｓ２３）。そして、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持された画像データ列を用いて斜め相関判定部８により第２の斜め相関判定を行う（Ｓ２４）。このステップＳ２４においては、中間ラインＭにおいて第１の相関判定位相に水平方向に隣接する相関判定位相（第２の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。
【００８３】
次に、ステップＳ２２およびステップＳ２４において検出した２組の実画素の組み合わせに基づいて、補間位相に対する補間方向を決定する（Ｓ２５）。そして、ステップＳ２５において決定された補間方向に補間位相に対して位置する第１および第２の参照画素の画素値を実画素の画素値を用いて算出する（Ｓ２６）。そして、この第１および第２の参照画素と補間位相との距離に関連した重み付けを第１および第２の参照画素の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を生成する（Ｓ２７）。
【００８４】
ステップＳ２７における補間画素生成処理が終了した後、一画面分の処理が終了していない場合には、ステップ２１に戻り、一画面分の処理が終了するまで、上述したステップＳ２１〜Ｓ２７までの処理を繰り返す（Ｓ２８）。
【００８５】
以上に説明した本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法は、中間ラインＭ上において実画素と同じ水平位置にある相関判定位相２点を中心として相関の高い方向を判定した後に、この相関の高い方向に補間位相に対して位置する参照画素２点を実画素の画素値を用いて生成し、この生成された参照画素２点の画素値を用いて補間画素を生成している。このため、走査線Ｌ１、Ｌ２上において補間位相に対して補間方向に実画素がない場合においても、画像の高周波成分を維持しつつ、画像の画素数または走査線数を変更することができる。
【００８６】
また、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法は、中間ラインＭ上の画素２点を相関判定位相とした２回の斜め相関判定を行い、この２回の斜め相関判定の結果から補間方向を決定している。このため、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法は、相関判定の誤検出を防止し、正確に補間信号処理を行うことができる。
【００８７】
なお、本実施例に係る補間信号処理回路の説明において、入力信号生成部１０１、補間信号生成部１０２および表示信号生成部１０３の具体的な回路構成を示しているが、第１の実施例同様、これらの回路構成は、本実施例において示したものに限られない。
【００８８】
また、本実施例に係る補間信号処理回路における各構成要素（入力信号生成部１０１、補間信号生成部１０２および表示信号生成部１０３）は、第１の実施例同様、その全てが同一の半導体チップに設けられてもよいし、これらの一部、または、すべてが他の構成要素から独立して設けられても構わない。
【００８９】
更に、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法においては、中間ラインＭ上の２点の相関判定位相を中心とした２回の斜め相関判定を行っているが、この２回の斜め相関判定は、必ずしも、必須の処理ではない。中間ラインＭ上の１点の相関判定位相を中心とした１回の斜め相関判定のみを行ってもよい。つまり、レジスタ１６が保持した相関判定結果を用いることなく、斜め相関判定部８から直接に補間制御部１７に入力された相関判定結果のみを用いて補間方向を決定しても構わない。この場合においても、中間ラインＭ上の２点の相関判定位相を中心とした２回の斜め相関判定を行った場合と同様に、元画像の高周波成分を維持しつつ、画像の画素数または走査線数を変更することができる。
【００９０】
更に、本実施例に係る補間信号処理方法においては、本実施例に係る補間信号処理回路により実施した場合を例に挙げて説明したが、第１の実施例同様、本実施例に係る補間信号処理方法を行う回路は、本実施例に係る補間信号処理回路に限られない。
【００９１】
更に、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法においては、相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出することで、斜め相関判定を行っているが、第１の実施例同様、この斜め相関判定に用いる実画素の数は２点に限られない。３点以上の実画素を斜め相関判定に用いることによっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
（第３の実施例）
以下に本発明に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法の第３の実施例について図９乃至１２を参照しながら説明する。なお、本実施例に係る補間信号処理回路は、図５に示した第２の実施例に係る補間信号処理回路において、入力信号生成部１０１および補間信号処理回路１０２の回路構成を変更したものである。
【００９３】
まず、本実施例に係る補間信号処理回路の構成について図９を参照しながら説明する。図９は、本実施例に係る補間信号処理回路の構成を示す回路図である。ここでは、第１の実施例において図２を参照して説明したものと共通する部分については、図２と同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００９４】
まず、入力信号生成部１０１の具体的な構成について説明する。入力信号生成部１０１は、図９に示すように、フィールドメモリ制御部１、フィールドメモリ２、ラインメモリ制御部３およびラインメモリ４、５、２１、２２を具備している。
【００９５】
ラインメモリ２１は、ラインメモリ制御部３からの制御信号に基づいて、フィールドメモリ２に保持された入力映像信号Ａのうち、走査線Ｌ２と反対側において走査線Ｌ１に隣接する走査線Ｌ３上の画像データ列を保持する。また、ラインメモリ２２は、ラインメモリ制御部３からの制御信号に基づいて、フィールドメモリ２に保持された入力映像信号Ａのうち、走査線Ｌ１と反対側において走査線Ｌ２に隣接する走査線Ｌ４上の画像データ列を保持する。すなわち、ラインメモリ４、５、２１、２２は、複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置された画像において上記一定間隔おきに配置された４本の走査線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４上の画像データ列を保持する。
【００９６】
次に、補間信号生成部１０２の具体的な構成について説明する。補間信号生成部１０２は、図９に示すように、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅ、１６、２３ａ〜ｅ、２４ａ〜ｅ、２５、２６、斜め相関判定部８、２７、２８、補間位相生成部９、補間制御部２９および参照画素出力部１８、１９を具備している。
【００９７】
レジスタ２３ａ〜ｅは、イネーブル付きのＤ型フリップフロップであり、これらのイネーブルが制御されることで、各フリップフロップの出力データの保持と更新が制御される。また、レジスタ２３ａ〜ｅは、タップ数に応じた遅延回路を形成しており、ラインメモリ２１から入力された画像データ列を順次遅延する。これにより、レジスタ２３ａ〜ｅには、走査線Ｌ３上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値が保持され、これらの実画素の画素値が斜め相関判定部２７に出力される。
【００９８】
レジスタ２４ａ〜ｅは、レジスタ２３ａ〜ｅと同様にイネーブル付きのＤ型フリップフロップであり、これらのイネーブルが制御されることで、各フリップフロップの出力データの保持と更新が制御される。また、レジスタ２４ａ〜ｅは、タップ数に応じた遅延回路を形成しており、ラインメモリ２２から入力された画像データ列を順次遅延する。これにより、レジスタ２４ａ〜ｅには、走査線Ｌ４において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値が保持され、これらの実画素の画素値が斜め相関判定部２８に出力される。
【００９９】
また、このレジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅ、２３ａ〜ｅ、２４ａ〜ｅに保持される実画素は、同一のタップ位置において同一の水平位置となっている。例えば、レジスタ６ａ、７ａ、２３ａ、２４ａに画素値が保持された実画素は、元画像において同一の水平位置となっており、レジスタ６ｂ、７ｂ、２３ｂ、２４ｂに画素値が保持された実画素は、元画像において同一の水平位置となっている。
【０１００】
斜め相関判定部２７は、レジスタ７ａ〜ｅ、２３ａ〜ｅから走査線Ｌ２、Ｌ３上の実画素の画素値が入力され、レジスタ６ｃに画素値が保持された実画素（レジスタ６ａ〜ｅに画素値が保持された走査線Ｌ１上の実画素５点において中心に位置する実画素）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素とレジスタ６ｃに画素値が保持された実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出し、この検出結果を相関判定結果として補間制御部２９に出力する。
【０１０１】
レジスタ２５は、斜め相関判定部２７から相関判定結果が入力され、この相関判定結果を保持する。このレジスタ２５により、斜め相関判定部２７から出力された相関判定結果は１段遅延されて補間制御部２９に入力される。
【０１０２】
斜め相関判定部２８は、レジスタ６ａ〜ｅ、２４ａ〜ｅから走査線Ｌ１、Ｌ４上の実画素の画素値が入力され、レジスタ７ｃに画素値が保持された実画素（レジスタ７ａ〜ｅに画素値が保持された走査線Ｌ２上の実画素５点において中心に位置する実画素）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素とレジスタ７ｃに画素値が保持された実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出し、この検出結果を相関判定結果として補間制御部２９に出力する。
【０１０３】
レジスタ２６は、斜め相関判定部２８から相関判定結果が入力され、この相関判定結果を保持する。このレジスタ２６により、斜め相関判定部２７から出力された相関判定結果は１段遅延されて補間制御部２９に入力される。
【０１０４】
補間制御部２９は、斜め相関判定部８、２７、２８およびレジスタ１６、２５、２６から相関判定結果が入力される。つまり、補間制御部２９には、斜め相関判定部８、２７、２８が連続して行った６つの相関判定結果が入力される。そして、補間制御部２９は、これらの６つの相関判定結果が示す６組の実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定し、水平位相情報および垂直位相情報に基づいて水平位相係数信号および垂直位相係数信号を生成する。この水平位相係数信号は参照画素出力部１８、１９に出力される。
【０１０５】
次に、図９に示した本実施例に係る補間信号処理回路の動作について図１０を参照しながら説明する。図１０および図１１は、本実施例に係る補間信号処理回路が行う補間信号処理方法を示す説明図である。なお、図１０および図１１においては、走査線Ｌ１、Ｌ２との間の補間ラインＮ１、Ｎ２、Ｎ３に補間画素を補間することで、元画像を垂直方向に４倍また水平方向に２倍伸張する場合について説明する。また、図１０および図１１において各画素に付された色は各画素の画素値を示しており、明度が低い画素ほど黒い色を付し、明度が高い画素ほど白い色を付している。
【０１０６】
まず、ラインメモリ４から入力された画像データ列を順次遅延することで、レジスタ６ａ〜ｅが、走査線Ｌ１上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５を保持する。また、ラインメモリ５から入力された画像データ列を順次遅延することで、レジスタ７ａ〜ｅが、走査線Ｌ２上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５を保持する。更に、ラインメモリ２１から入力された画像データ列を順次遅延することで、レジスタ２３ａ〜ｅが、走査線Ｌ３上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５を保持する。更にまた、ラインメモリ２２から入力された画像データ列を順次遅延することで、レジスタ２４ａ〜ｅが、走査線Ｌ４上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５を保持する。
【０１０７】
そして、斜め相関判定部８が、中間ラインＭにおいて実画素Ａ３、Ｂ３と同じ水平位置にある相関判定位相Ｍ３（第１の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。例えば、図１０（ａ）に示すように、走査線Ｌ１、Ｌ２において画素Ｍ３を中心として対向する実画素の組み合わせ（Ａ１，Ｂ５）（Ａ２，Ｂ４）（Ａ３，Ｂ３）（Ａ４，Ｂ２）（Ａ５，Ｂ１）に対して画素値の差分の絶対値を比較し、最も差分が小さい画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。ここでは、この相関判定の結果、（Ａ５，Ｂ１）の画素の組み合わせが最も相関が高いと判定されたとする。この相関判定位相Ｍ３を中心とした相関判定の結果はレジスタ１６に保持される。ここで、実画素Ａ５と実画素Ｂ１との結線の傾きを傾きｋＭ３とする。
【０１０８】
また、斜め相関判定部２７が、走査線Ｌ１上の実画素Ａ３（第２の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素と実画素Ａ３との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。例えば、図１０（ｂ）に示すように、走査線Ｌ２、Ｌ３上において実画素Ａ３を中心として対向する２点の実画素と実画素Ａ３との組み合わせ（Ｃ１，Ａ３，Ｂ５）（Ｃ２，Ａ３，Ｂ４）（Ｃ３，Ａ３，Ｂ３）（Ｃ４，Ａ３，Ｂ２）（Ｃ５，Ａ３，Ｂ１）に対して、走査線Ｌ２上の実画素と実画素Ａ３との画素値の差分の絶対値と走査線Ｌ３上の実画素と実画素Ａ３との画素値の差分の絶対値とを足し合わせて比較し、この足し合わせた値が最も小さい実画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。つまり、実画素の組み合わせ（Ｃ１，Ａ３，Ｂ５）に対しては、画素Ｃ１と画素Ａ３との画素値の差分の絶対値を算出し、更に、画素Ｂ５と画素Ａ３との画素値の差分の絶対値を算出して、これらの値を足し合わせる。そして、実画素の組み合わせ（Ｃ１，Ａ３，Ｂ５）に対して行った計算と同様の計算を他の実画素の組み合わせ（Ｃ２，Ａ３，Ｂ４）（Ｃ３，Ａ３，Ｂ３）（Ｃ４，Ａ３，Ｂ２）（Ｃ５，Ａ３，Ｂ１）に対しても行い、この結果求まった値を比較する。ここでは、この相関判定の結果、（Ｃ１，Ａ３，Ｂ５）の画素の組み合わせが最も相関が高いと判定されたとする。この実画素Ａ３を中心とした相関判定の結果はレジスタ２５に保持される。ここで、実画素Ｃ１と実画素Ｂ５との結線の傾きを傾きｋＡ３とする。
【０１０９】
更に、斜め相関判定部２８が、走査線Ｌ２上の実画素Ｂ３（第３の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素と実画素Ｂ３との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。例えば、図１１（ａ）に示すように、走査線Ｌ１、Ｌ４において画素Ｂ３を中心として対向する２点の実画素と実画素Ｂ３との組み合わせ（Ａ１，Ｂ３，Ｄ５）（Ａ２，Ｂ３，Ｄ４）（Ａ３，Ｂ３，Ｄ３）（Ａ４，Ｂ３，Ｄ２）（Ａ５，Ｂ３，Ｄ１）に対して、走査線Ｌ１上の実画素と実画素Ｂ３との画素値の差分の絶対値と走査線Ｌ４上の実画素と実画素Ｂ３との画素値の差分の絶対値とを足し合わせて比較し、この足し合わせた値が最も小さい実画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。ここでは、この相関判定の結果、（Ａ２，Ｂ３，Ｄ４）の画素の組み合わせが最も相関が高いと判定されたとする。この実画素Ｂ３を中心とした相関判定の結果はレジスタ２６に保持される。ここで、実画素Ａ２と実画素Ｄ４との結線の傾きを傾きｋＢ３とする。
【０１１０】
次に、レジスタ６ａ〜ｅが、画像データ列を１画素分遅延することで、走査線Ｌ１上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５，Ａ６を保持する。また、レジスタ７ａ〜ｅが、画像データ列を１画素分遅延することで、走査線Ｌ２上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６を保持する。更に、レジスタ２３ａ〜ｅが、画像データ列を１画素分遅延することで、走査線Ｌ３上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を保持する。更にまた、レジスタ２４ａ〜ｅが、画像データ列を１画素分遅延することで、走査線Ｌ４上において水平方向に画素位置が隣接する実画素５点の画素値Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６を保持する。
【０１１１】
そして、斜め相関判定部８が、中間ラインＭにおいて実画素Ａ４、Ｂ４と同じ水平位置にある相関判定位相Ｍ４（第４の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する実画素２点の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素２点を検出する。例えば、走査線Ｌ１、Ｌ２において画素Ｍ４を中心として対向する画素の組み合わせ（Ａ２，Ｂ６）（Ａ３，Ｂ５）（Ａ４，Ｂ４）（Ａ５，Ｂ３）（Ａ６，Ｂ２）に対して画素値の差分の絶対値を比較し、最も差分が小さい画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。ここでは、この相関判定の結果、（Ａ３，Ｂ５）の画素の組み合わせが最も相関が高いと判定されたとする。この斜め相関判定部８の相関判定結果は補間制御部２９に出力される。ここで、実画素Ａ３と実画素Ｂ５との結線の傾きを傾きｋＭ４とする。
【０１１２】
また、斜め相関判定部２７が、走査線Ｌ１上の実画素Ａ４（第５の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素と実画素Ａ４との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。例えば、走査線Ｌ２、Ｌ３において実画素Ａ４を中心として対向する２点の実画素と実画素Ａ４との組み合わせ（Ｃ２，Ａ４，Ｂ６）（Ｃ３，Ａ４，Ｂ５）（Ｃ４，Ａ４，Ｂ４）（Ｃ５，Ａ４，Ｂ３）（Ｃ６，Ａ４，Ｂ２）に対して、走査線Ｌ２上の実画素と実画素Ａ４との画素値の差分の絶対値と走査線Ｌ３上の実画素と実画素Ａ４との画素値の差分の絶対値とを足し合わせて比較し、この足し合わせた値が最も小さい実画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。ここでは、この相関判定の結果、（Ｃ２，Ａ４，Ｂ６）の画素の組み合わせが最も相関が高いと判定されたとする。この実画素Ａ４を中心とした相関判定の結果は補間制御部２９に出力される。ここで、実画素Ｃ２と実画素Ｂ６との結線の傾きを傾きｋＡ４とする。
【０１１３】
更に、斜め相関判定部２８が、走査線Ｌ２上の実画素Ｂ４（第６の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素と実画素Ｂ４との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。例えば、走査線Ｌ１、Ｌ４において画素Ｂ４を中心として対向する２点の実画素と実画素Ｂ４との組み合わせ（Ａ２，Ｂ４，Ｄ６）（Ａ３，Ｂ４，Ｄ５）（Ａ４，Ｂ４，Ｄ４）（Ａ５，Ｂ４，Ｄ３）（Ａ６，Ｂ４，Ｄ２）に対して、走査線Ｌ１上の実画素と実画素Ｂ４との画素値の差分の絶対値と走査線Ｌ４上の実画素と実画素Ｂ４との画素値の差分の絶対値とを足し合わせて比較し、この足し合わせた値が最も小さい実画素の組み合わせが対向する方向を相関の高い方向と判定する。ここでは、この相関判定の結果、（Ａ３，Ｂ４，Ｄ５）の画素の組み合わせが最も相関が高いと判定されたとする。この実画素Ｂ４を中心とした相関判定の結果は補間制御部２９に出力される。ここで、実画素Ａ３と実画素Ｄ５との結線の傾きを傾きｋＢ４とする。
【０１１４】
次に、補間制御部２９が、斜め相関判定部８、２７、２８およびレジスタ１６、２５、２６から入力された相関判定結果が示す実画素の組み合わせ（Ａ５，Ｂ１）（Ｃ１，Ａ３，Ｂ５）（Ａ２，Ｂ３，Ｄ４）（Ａ３，Ｂ５）（Ｃ２，Ａ４，Ｂ６）（Ａ３，Ｂ４，Ｄ５）から、補間位相に対する補間方向を決定する。まず、斜め相関判定部８、２７、２８およびレジスタ１６、２５、２６から入力された相関判定結果のうち、誤検出であることが最も疑わしい相関判定結果を排除する。例えば、図１１（ｂ）に示すように、傾きｋＭ３、ｋＡ３、ｋＢ３、ｋＭ４、ｋＡ４、ｋＢ４のうち、これらの傾きの平均値との差分の絶対値が最も大きい判定結果を検出して排除する。ここでは、傾きｋＭ３が最も平均値との差分の絶対値が最も大きいため、相関判定位相Ｍ３に対する判定結果が排除される。そして、相関判定位相Ａ３、Ｂ３、Ｍ４、Ａ４、Ｂ４と補間位相Ｐとの距離に関連した重み付けを傾きｋＭ３、ｋＡ３、ｋＢ３、ｋＭ４、ｋＡ４、ｋＢ４に行うことにより、これらの傾きの加重平均を算出する。例えば、傾きの加重平均を以下の式（６）で算出し、この算出された加重平均値を補間方向の傾きＫとする。ここで、ｍＡ３、ｍＢ３、ｍＭ４、ｍＡ４、ｍＢ４とは、補間位相Ｐと画素Ａ３、Ｂ３、Ｍ４、Ａ４、Ｂ４との相対的な位置関係による重み付け係数である。
【０１１５】
Ｋ＝（ｍＡ３×ｋＡ３＋ｍＢ３×ｋＢ３＋ｍＭ４×ｋＭ４＋ｍＡ４×ｋＡ４＋ｍＢ４×ｋＢ４）／（ｍＡ３＋ｍＢ３＋ｍＭ４＋ｍＡ４＋ｍＢ４）  ・・・（６）
次に、参照画素出力部１８、１９が、補間制御部２９からの水平位相係数信号に基づいて、走査線Ｌ１上において補間位相Ｐに対して傾きＫの補間方向に位置する第１の参照画素ｐ０の画素値を実画素の画素値を用いて算出し、走査線Ｌ２上において補間位相Ｐに対して傾きＫの補間方向に位置する第２の参照画素ｐ１の画素値を実画素の画素値を用いて算出する。例えば、図１１（ｂ）に示すように、走査線Ｌ１上に位置する第１の参照画素ｐ０を生成する場合は、実画素Ａ２、Ａ３と第１の参照画素ｐ０との距離に関連した重み付けを実画素Ａ２と実画素Ａ３との画素値に行うことにより、実画素Ａ２と実画素Ａ３との画素値の加重平均を算出する。つまり、実画素と補間位相Ｐとの距離が長い場合は係数の値を小さくし、逆に実画素と補間位相Ｐとの距離が短い場合は係数の値を大きくして、これらの係数を実画素Ａ２と実画素Ａ３との画素値に重み付けすることで、実画素の画素値の加重平均を算出する。例えば、実画素Ａ２と実画素Ａ３との画素値の加重平均を以下の式（７）で計算し、この加重平均値を第１の参照画素ｐ０の画素値とする。ここで、ｋｈ１とは実画素Ａ２と第１の参照画素ｐ０との距離であり、ｋｈ２とは実画素Ａ３と第１の参照画素ｐ０との距離である。
【０１１６】
ｐ０＝（ｋｈ２×Ａ２＋ｋｈ１×Ａ３）／（ｋｈ１＋ｋｈ２）  ・・・（７）
また、走査線Ｌ２上に位置する第２の参照画素ｐ１を生成する場合は、実画素Ｂ３、Ｂ４と第２の参照画素ｐ１との距離に関連した重み付けを実画素Ｂ３と実画素Ｂ４との画素値に行うことにより、実画素Ｂ３と実画素Ｂ４との画素値の加重平均を算出する。つまり、実画素と補間位相Ｐとの距離が長い場合は係数の値を小さくし、逆に実画素と補間位相Ｐとの距離が短い場合は係数の値を大きくして、これらの係数を実画素Ｂ３と実画素Ｂ４との画素値に重み付けすることで、実画素の画素値の加重平均を算出する。例えば、実画素Ｂ３と実画素Ｂ４との画素値の加重平均を以下の式（８）で計算し、この加重平均値を第２の参照画素ｐ１の画素値とする。ここで、ｋｈ３とは実画素Ｂ３と第２の参照画素ｐ１との距離であり、ｋｈ４とは実画素Ｂ４と第２の参照画素ｐ１との距離である。
【０１１７】
ｐ１＝（ｋｈ４×Ｂ３＋ｋｈ３×Ｂ４）／（ｋｈ３＋ｋｈ４）  ・・・（８）
そして、補間画素生成部２０が、第１の参照画素ｐ０と第２の参照画素ｐ１との画素値が参照画素出力部１８、１９から入力され、この第１および第２の参照画素ｐ０、ｐ１と補間位相Ｐとの距離に関連した重み付けを第１および第２の参照画素ｐ０、ｐ１の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を算出する。
【０１１８】
以上に説明した処理を補間ラインＮ１、Ｎ２、Ｎ３上の他の補間点に対しても行うことにより、元画像を垂直方向に４倍また水平方向に２倍伸張した画像が得られる。
【０１１９】
続いて、本実施例に係る補間信号処理方法について図１２を参照しながら説明する。図１２は、本実施例に係る補間信号処理方法の手順を示すフローチャートである。なお、本実施例に係る補間信号処理方法は、以上に説明した本実施例に係る補間信号処理回路により実施可能である。よって、ここでは、本実施例に係る補間信号処理回路により実施した場合について説明する。
【０１２０】
まず、フィールドメモリ２およびラインメモリ４、５、２１、２２から実画素の画素値を読み出し、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅ、２３ａ〜ｅ、２４ａ〜ｅに保持される走査線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４上の画像データ列を更新する（Ｓ３１）。次に、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持された画像データ列を用いて斜め相関判定部８により第１の斜め相関判定を行う（Ｓ３２）。このステップＳ３２においては、中間ラインＭにおいて実画素と同一の水平位置にある相関判定位相（第１の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。
【０１２１】
次に、レジスタ２３ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持された画像データ列を用いて斜め相関判定部２７により第２の斜め相関判定を行う（Ｓ３３）。このステップＳ３３においては、走査線Ｌ３において第１の相関判定位相と同一の水平位置にある相関判定位相（第２の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素と第２の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。
【０１２２】
次に、レジスタ６ａ〜ｅ、２４ａ〜ｅに保持された画像データ列を用いて斜め相関判定部２８により第３の斜め相関判定を行う（Ｓ３４）。このステップＳ３４においては、走査線Ｌ４において第１および第２の相関判定位相と同一の水平位置にある相関判定位相（第３の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素と第３の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。
【０１２３】
次に、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅ、２３ａ〜ｅ、２４ａ〜ｅに保持される走査線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４上の画像データ列を１画素分更新する（Ｓ３５）。そして、レジスタ６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持された画像データ列を用いて斜め相関判定部８により第４の斜め相関判定を行う（Ｓ３６）。このステップＳ３６においては、中間ラインＭにおいて第１の相関判定位相に水平方向に隣接する相関判定位相（第４の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。
【０１２４】
次に、レジスタ２３ａ〜ｅ、７ａ〜ｅに保持された画像データ列を用いて斜め相関判定部２７により第５の斜め相関判定を行う（Ｓ３７）。このステップＳ３７においては、走査線Ｌ３において第４の相関判定位相と同一の水平位置にある相関判定位相（第５の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素と第５の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。
【０１２５】
次に、レジスタ６ａ〜ｅ、２４ａ〜ｅに保持された画像データ列を用いて斜め相関判定部２８により第６の斜め相関判定を行う（Ｓ３８）。このステップＳ３８においては、走査線Ｌ４において第４および第５の相関判定位相と同一の水平位置にある相関判定位相（第６の相関判定位相）を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素と第６の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する。
【０１２６】
次に、ステップＳ３２、Ｓ３３、Ｓ３４、Ｓ３６、Ｓ３７、Ｓ３８において検出された６組の実画素の組み合わせに基づいて、補間位相に対する補間方向を決定する（Ｓ３９）。そして、ステップＳ３９において決定された補間方向に補間位相に対して位置する参照画素２点を実画素の画素値を用いて算出する（Ｓ３１０）。そして、この参照画素２点と補間位相との距離に関連した重み付けを参照画素２点の画素値に行うことにより、補間画素の画素値を生成する（Ｓ３１１）。
【０１２７】
ステップＳ３１１における補間画素生成処理が終了した後、一画面分の処理が終了していない場合には、ステップ３１に戻り、一画面分の処理が終了するまで、上述したステップＳ３１〜Ｓ３１１までの処理を繰り返す（Ｓ３１２）。
【０１２８】
以上に説明した本実施の形態に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法は、中間ラインＭ上の画素２点と走査線上の実画素４点を相関判定位相として相関判定を行い、これらの相関判定結果から補間方向を決定している。このため、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法は、相関判定の誤検出を防止し、正確に補間信号処理を行うことができる。
【０１２９】
また、本実施の形態に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法は、他の効果においても第１および第２の実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１３０】
なお、本実施例に係る補間信号処理回路の説明において、入力信号生成部１０１、補間信号生成部１０２および表示信号生成部１０３の具体的な回路構成を示しているが、第１および第２の実施例同様、これらの回路構成は、本実施例において示したものに限られない。
【０１３１】
また、本実施例に係る補間信号処理回路における各構成要素（入力信号生成部１０１、補間信号生成部１０２および表示信号生成部１０３）は、第１および第２の実施例同様、その全てが同一の半導体チップに設けられてもよいし、これらの一部、または、すべてが他の構成要素から独立して設けられても構わない。
【０１３２】
更に、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法においては、中間ラインＭ上の画素２点と走査線Ｌ１、Ｌ２上の実画素４点とを相関判定位相とした６回の斜め相関判定を行っているが、この６回の斜め相関判定は、必ずしも、必須の処理ではない。中間ラインＭ上の画素１点および走査線Ｌ１、Ｌ２上の実画素２点を相関判定位相とした３回の斜め相関判定を行ってもよい。つまり、レジスタ１６、２５、２６が保持した相関判定結果を用いることなく、斜め相関判定部８、２７、２８から補間制御部２９に直接に入力された相関判定結果のみを用いて補間方向を決定しても構わない。この場合においても、中間ラインＭ上の画素２点と走査線Ｌ１、Ｌ２上の実画素４点とを相関判定位相とした６回の斜め相関判定を行った場合と同様に、元画像の高周波成分を維持しつつ、画像の画素数または走査線数を変更することができる。ただし、より精度良く相関判定の誤検出を検出するために、より多くの回数の相関判定結果から補間方向を決定することが望ましい。
【０１３３】
更に、本実施例に係る補間信号処理回路においては、斜め相関判定部８、２７、２８およびレジスタ１６、２５、２６から入力された相関判定結果のうち、誤検出であることが最も疑わしい相関判定結果を排除しているが、この処理は、必ずしも、必須の処理ではない。
【０１３４】
更に、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法においては、相関判定位相と補間位相との距離に応じて補間方向を決定しているが、この補間方向の決定方法は、これに限られない。例えば、斜め相関判定部８、２７、２８が検出した６組の実画素２点の組み合わせのうち、最も多く同一方向を示す実画素２点の組み合わせを検出し、この検出された実画素２点が対向する方向を補間方向としてもよい。
【０１３５】
更に、本実施例に係る補間信号処理方法においては、本実施例に係る補間信号処理回路により実施した場合を例に挙げて説明したが、第１および第２の実施例同様、本実施例に係る補間信号処理方法を行う回路は、本実施例に係る補間信号処理回路に限られない。
【０１３６】
更に、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法においては、中間ラインＭ上に相関判定位相が位置する場合、相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出することで、斜め相関判定を行っているが、第１および第２の実施例同様、この斜め相関判定に用いる実画素の数は２点に限られない。３点以上の実画素を斜め相関判定に用いることによっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１３７】
更に、本実施例に係る補間信号処理回路および補間信号処理方法においては、走査線Ｌ１、Ｌ２上に相関判定位相が位置する場合、３点の実画素（相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する２点の実画素と相関判定位相に位置する実画素）の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出することで、斜め相関判定を行っているが、この斜め相関判定に用いる実画素の数は３点に限られない。４点以上の画素（相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に位置する３点以上の実画素と相関判定位相に位置する実画素）を斜め相関判定に用いることによっても、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１３８】
本発明は、実施段階ではその要旨を変更しない範囲で種々に変形することが可能である。
【０１３９】
例えば、本発明の実施例においては、第１の走査線、第２の走査線、または、中間ライン上のいずれかに相関判定位相が位置する場合を示したが、相関判定位相の位置は、これらに限られない。相関判定位相が補間位相に隣接し、かつ、相関判定位相を中心として画像の上下方向または斜め方向に複数の実画素が位置してさえいれば、相関判定位相の位置に限られず、本発明の実施例と同様の効果を得ることができる。
【０１４０】
以上、詳述したように、本発明に係る補間信号処理回路の特徴をまとめると以下の通りになる。
【０１４１】
本発明に係る補間信号処理回路は、複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置され、この複数の走査線の各々の上に複数の実画素が配置された画像において、補間位相に隣接する少なくとも１点の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを前記相関判定位相ごとに検出する斜め相関判定手段と、前記斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する補間方向決定手段と、前記補間位相に対して前記補間方向に位置する少なくとも２点の画素を参照画素として、この参照画素の画素値を出力する参照画素出力手段と、前記参照画素出力手段から前記参照画素の画素値が入力され、この参照画素と前記補間位相との距離に関連した重み付けを前記参照画素の画素値に行うことにより、前記補間位相における補間画素の画素値を算出する補間画素生成手段とを具備することを特徴としている。
【０１４２】
また、本発明に係る補間信号処理回路は、複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置され、この複数の走査線の各々の上に複数の実画素が配置された画像において、前記一定間隔で互いに対向する第１および第２の走査線の中間に位置する中間ライン上の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する斜め相関判定手段と、前記斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する補間方向決定手段と、前記第１の走査線上において補間位相に対して前記補間方向に位置する実画素を第１の参照画素とし、前記第２の走査線上において前記補間位相に対して前記補間方向に位置する実画素を第２の参照画素として、この第１および第２の参照画素の画素値を出力する参照画素出力手段と、前記参照画素出力手段から前記第１および第２の参照画素の画素値が入力され、この第１および第２の参照画素と前記補間位相との距離に関連した重み付けを前記第１および第２の参照画素の画素値に行うことにより、前記補間位相における補間画素の画素値を算出する補間画素生成手段とを具備することを特徴としている。
【０１４３】
更に、本発明に係る補間信号処理回路は、複数の走査線が上下方向に対して一定間隔おきに平行に配置され、この複数の走査線の各々の上に複数の実画素が配置された画像において、前記一定間隔で互いに対向する第１および第２の走査線の中間に位置する中間ライン上の第１の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第１の斜め相関判定手段と、前記斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて補間方向を決定する補間方向決定手段と、前記第１の走査線上において補間位相に対して前記補間方向に位置する第１の参照画素の画素値を実画素の画素値を用いて算出し、前記第２の走査線上において前記補間位相に対して前記補間方向に位置する第２の参照画素の画素値を実画素の画素値を用いて算出して、この第１および第２の参照画素の画素値を出力する参照画素出力手段と、前記参照画素出力手段から前記第１および第２の参照画素の画素値が入力され、この第１および第２の参照画素と前記補間位相との距離に関連した重み付けを前記第１および第２の参照画素の画素値に行うことにより、前記補間位相における補間画素の画素値を算出する補間画素生成手段とを具備することを特徴としている。
【０１４４】
更に、本発明に係る補間信号処理回路は、前記中間ライン上において前記第１の相関判定位相に隣接する第２の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第２の斜め相関判定手段を更に具備し、前記補間方向決定手段が、前記第１の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせとともに、前記第２の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて前記補間方向を決定することを特徴としている。
【０１４５】
更に、本発明に係る補間信号処理回路は、前記第１の走査線上において前記第１の相関判定位相と同一の水平位置にある第３の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素と前記第３の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第３の斜め相関判定手段と、前記第２の走査線上において前記第１および第３の相関判定位相と同一の水平位置にある第４の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素と前記第４の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第４の斜め相関判定手段とを更に具備し、前記補間方向決定手段が、前記第１の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせとともに、前記第３および第４の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて前記補間方向を決定することを特徴としている。
【０１４６】
更に、本発明に係る補間信号処理回路は、前記中間ライン上において前記第１の相関判定位相に隣接する第２の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素の組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第２の斜め相関判定手段と、前記第１の走査線上において前記第２の相関判定位相と同一の水平位置にある第５の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素と前記第５の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第５の斜め相関判定手段と、前記第２の走査線上において前記第２および第５の相関判定位相と同一の水平位置にある第６の相関判定位相を中心として前記画像の上下方向または斜め方向に位置する少なくとも２点の実画素と前記第６の相関判定位相に位置する実画素との組み合わせのうち、最も相関の高い実画素の組み合わせを検出する第６の斜め相関判定手段とを更に具備し、前記補間方向決定手段が、前記第１の相関判定手段、前記第３の斜め相関判定手段および前記第４の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせとともに、前記第２の斜め相関判定手段、前記第５の斜め相関判定手段および前記第６の斜め相関判定手段が検出した前記実画素の組み合わせに基づいて前記補間方向を決定することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本発明の第１の実施例に係る補間信号処理回路の構成を示す概略図。
【図２】本発明の第１の実施例に係る補間信号処理回路の構成を示す回路図。
【図３】本発明の第１の実施例に係る補間信号処理回路が行う補間信号処理方法を示す説明図。
【図４】本発明の第１の実施例に係る補間信号処理方法の手順を示すフローチャート。
【図５】本発明の第２の実施例に係る補間信号処理回路の構成を示す回路図。
【図６】本発明の第２の実施例に係る補間信号処理回路が行う補間信号処理方法の示す第１の説明図。
【図７】本発明の第２の実施例に係る補間信号処理回路が行う補間信号処理方法の示す第２の説明図。
【図８】本発明の第２の実施例に係る補間信号処理方法の手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の第３の実施例に係る補間信号処理回路の構成を示す回路図。
【図１０】本発明の第３の実施例に係る補間信号処理回路が行う補間信号処理方法を示す第１の説明図。
【図１１】本発明の第３の実施例に係る補間信号処理回路が行う補間信号処理方法を示す第２の説明図。
【図１２】本発明の第３の実施例に係る補間信号処理方法の手順を示すフローチャート。
【図１３】従来の補間信号処理方法を示す説明図。
【符号の説明】
【０１４８】
１…フィールドメモリ制御部
２…フィールドメモリ
３、１４…ラインメモリ制御部
４、５、１５、２１、２２…ラインメモリ
６ａ〜ｅ、７ａ〜ｅ、１６、２３ａ〜ｅ、２４ａ〜ｅ、２５、２６…レジスタ
８、２７、２８…斜め相関判定部
９…補間位相生成部
１０、１７、２９…補間制御部
１１、１２、１８、１９…参照画素出力部
１３、２０…補間画素生成部
１０１…入力信号生成部
１０２…補間信号生成部
１０３…表示信号生成部
１０４〜１０６…入力端子
１０７…出力端子
【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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