(57)【要約】【課題】従来の動き検出およびエッジ検出を用いた動き適応型走査線変換装置においては、縦縞が水平に移動する映像と横縞が静止している映像を識別することができず、インターレース映像信号ａをプログレッシブ映像信号に変換する際に画質劣化が生じていた。【解決手段】従来の動き検出およびエッジ検出に加えて、フィールド間のはめ込み映像信号が市松状パターンになるかどうかを判定条件に付加することにより、より正確かつ安定で解像度の高い動画像を提供する走査線変換装置を提供する。【選択図】図１
2005191619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されたインターレース映像信号を１フィールド遅延する複数のフィールドメモリと、
前記フィールドメモリにより遅延された信号によりフレーム間の相関を利用して映像の動きを検出する動き検出手段と、フィールド内の相関を利用して垂直エッジ情報を検出するエッジ検出手段と、前記動き検出手段および前記エッジ検出手段の検出結果に基づき映像の動きおよびエッジ情報を判定する判定手段と、前記フィールドメモリにより遅延された信号を用いてフィールド間演算により走査線変換を行うフィールド間走査線変換手段と、
フィールド内演算による走査線変換を行うフィールド内走査線変換手段と、前記判定手段の判定結果に基づき前記フィールド間走査線変換手段と前記フィールド内走査線変換手段の出力を混合して出力する混合手段とを備える走査線変換装置であって、前記判定手段は前記フィールドメモリにより遅延された信号により、フレーム間およびフィールド間の映像の特徴を抽出することを特徴とする走査線変換装置。
【請求項２】
前記識別手段は、前記フィールドメモリにより遅延された信号を用いてフィールド間のはめ込み映像信号を生成し、前記フィールド間のはめ込み映像信号が市松パターンであることを検出することを特徴とする請求項１記載の走査線変換装置。
【請求項３】
前記識別手段は、前記フィールド間のはめ込み画像の連続する垂直の画素間の差分値を検出することを特徴とする請求項２記載の走査線変換装置。
【請求項４】
前記識別手段は、前記フィールド間のはめ込み画像の連続する複数の垂直の画素間の大小関係を検出することを特徴とする請求項２記載の走査線変換装置。
【請求項５】
前記識別手段は、前記フィールド間のはめ込み画像の連続する垂直の画素間の大小関係の水平方向の連続性を検出することを特徴とする請求項２記載の走査線変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インターレース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換する走査線変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インターレース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換する際は、従来、動き適応型プログレッシブ変換装置と呼ばれるものが用いられていた。これは、動き量や垂直のエッジ等の映像の特徴を検出し、フィールド間演算によるフィールド間走査線変換とフィールド内演算によるフィールド内走査線変換とを適応的に切り替えるものである。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平６−３１１４８８号公報（請求項１、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図４は従来の走査線変換装置における課題を示す図である。図４（ａ）は縦縞模様の映像が水平に移動する場合、また図４（ｂ）は横縞模様の映像が静止している状態を表す図であるである。両図ともインターレース方式による信号を表示する例を示している。図４（ａ）においては、縦線ａがフィールド毎に右隣の画素に移動しており、例えば図上の縦線Ａが、１フィールド毎に右方向に移動している。また、縦線Ｂが中央のフィールド画面上から現れ、１フィールド後の画面上では右方向に1画素分移動している。図４（ｂ）では、横線Ａが中央のフィールド上に現れているが、インターレース方式の信号であるため、前後のフィールド画面上には表示されていない。
【０００４】
従来の走査線変換装置においては、図４に示すような縦縞模様、または横縞模様の映像については、フレーム差分による動き量、フィールド内の垂直エッジが、図４（ａ）、図４（ｂ）共に０となり、両者を識別することができなかった。また両者に対しフィールド間走査線変換を行うと縦縞映像が市松状パターンになり、また両者に対しフィールド内走査線変換を行うと横縞映像がフィールド内に均一パターンとなりフィールド毎にフリッカするという課題があった。
【０００５】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、図４（ａ）、図４（ｂ）を識別する正確な動き判定を行い、安定で解像度の高い動画像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】
【０００６】
本発明に係る走査線変換装置は、インターレース映像信号を入力し、
インターレース映像信号を１フィールド遅延する複数のフィールドメモリと、
フィールドメモリにより遅延された信号によりフレーム間の相関を利用して映像の動きを検出する動き検出手段と、
フィールド内の相関を利用して垂直エッジ情報を検出するエッジ検出手段と、
フィールドメモリにより遅延された信号と動き検出手段による動き検出結果とエッジ検出によるエッジ検出結果を入力し、フィールド間のはめ込み映像信号を生成し、前記はめ込み映像信号が市松パターンであることを検出する識別手段と、
動き検出手段およびエッジ検出手段および識別手段の検出結果に基づき映像の動きおよびエッジ情報および市松パターンを判定する判定手段と、
フィールドメモリにより遅延された信号を用いてフィールド間演算により走査線変換を行うフィールド間走査線変換手段と、
フィールド内演算による走査線変換を行うフィールド内走査線変換手段と、
判定手段の判定結果に基づきフィールド間走査線変換手段とフィールド内走査線変換手段の出力を混合して出力する混合手段とから構成される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、従来の動き適応型走査線変換装置におけるフィールド間走査線変換とフィールド内走査線変換の混合割合を判定する条件である動き検出およびエッジ検出に加えて、フィールド間のはめ込み映像信号が市松状パターンになるかどうかを判定条件に付加することにより、より正確かつ安定で解像度の高い動画像を提供する走査線変換装置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】
【０００８】
（実施の形態１）
以下、添付の図面を参照して本発明の走査線変換装置の実施の形態を説明する。
【０００９】
図１において１は、インターレース映像信号ａを入力し（入力信号）、１フィールド遅延映像信号ｂを出力する第１のフィールドメモリである。
【００１０】
２は、第１のフィールドメモリ１の出力である１フィールド遅延映像信号ｂを入力し、１フィールド遅延映像信号を出力する、すなわち入力信号ａに対して２フィールド遅延された２フィールド遅延映像信号ｃを出力する第２のフィールドメモリである。
【００１１】
３は、インターレース映像信号ａと２フィールド遅延映像信号ｃを入力し、フレーム間の相関を利用して映像の動きを検出する動き検出手段である。
【００１２】
４は、１フィールド遅延映像信号ｂを入力し、フィールド内の相関を利用して垂直エッジ情報を検出するエッジ検出手段である。
【００１３】
５は、１フィールド遅延映像信号ｂと２フィールド遅延映像信号ｃと動き検出手段３による動き検出結果とエッジ検出手段４によるエッジ検出結果を入力し、フィールド間のはめ込み映像信号を生成し、前記はめ込み映像信号が市松状パターンであることを検出する識別手段である。
【００１４】
６は、動き検出手段３およびエッジ検出手段４および識別手段５の検出結果に基づき映像の動きおよびエッジ情報および市松パターンを判定する判定手段である。
【００１５】
７は、１フィールド遅延映像信号ｂと２フィールド遅延映像信号ｃを入力し、フィールド間演算により走査線変換を行うフィールド間走査線変換手段である。
【００１６】
８は、１フィールド遅延映像信号ｂを入力し、フィールド内演算による走査線変換を行うフィールド内走査線変換手段である。
【００１７】
９は、判定手段６の判定結果に基づきフィールド間走査線変換手段７とフィールド内走査線変換手段８の出力を混合して出力する混合手段である。
【００１８】
次に、図２は、図１の識別手段５の一構成例を詳細に表示した図面である。
【００１９】
図２において、１１から１３は、２フィールド遅延映像信号ｃを順に１ライン、２ライン、３ライン遅延して出力する第１のラインメモリ、第２のラインメモリ、第３のラインメモリである。
【００２０】
１４から１６は、１フィールド遅延映像信号ｂを順に１ライン、２ライン、３ライン遅延して出力する第４のラインメモリ、第５のラインメモリ、第６のラインメモリである。
【００２１】
１７から２３は、１フィールド遅延映像信号ｂと２フィールド遅延映像信号ｃとラインメモリ１１、ラインメモリ１２、ラインメモリ１３、ラインメモリ１４、ラインメモリ１５、ラインメモリ１６の各々の出力から、フィールド間のはめ込み映像信号を生成し、フィールド間のはめ込み映像信号の垂直画素間の差分を検出する減算手段である。
【００２２】
２４から２９は、減算手段１７〜減算手段２３の各減算手段の出力信号を入力し、フィールド間のはめ込み映像信号の垂直画素間の符号が同じであるか異なるかを検出する符号反転検出手段である。
【００２３】
３０は、符号反転検出手段２４〜符号反転検出手段２９の出力信号を入力し、フィールド間のはめ込み映像信号の複数の垂直画素間において差分の符号が反転する回数をカウントする符号反転数カウント手段である。
【００２４】
３１は、フィールド間のはめ込み映像信号の垂直画素間の差分の符号が水平方向に連続性があるかどうかを検出する符号水平連続性検出手段である。
【００２５】
３２は、フィールド間のはめ込み映像信号の垂直画素間の差分値が所定の値より大きいか小さいかを判定する第１の大小判別手段である。
【００２６】
３３は、動き検出手段３の検出結果を入力し、フレーム間の相関による動き量が大きいか小さいかを判定する第２の大小判別手段である。
【００２７】
３４は、エッジ検出手段４の検出結果を入力し、フレーム内の相関による垂直エッジが大きいか小さいかを判定する第３の大小判別手段である。
【００２８】
３５は、符号反転数カウント手段３０と符号水平連続性検出手段３１と第１の大小判別手段３２と第２の大小判別手段３３と第３の大小判別手段３４の出力信号を入力し、識別信号を出力する判定手段である。
【００２９】
以上のように構成された本発明の一実施例である走査線変換装置について、以下に図面を用いてその動作を説明する。
【００３０】
まず、インターレース映像信号ａを第１のフィールドメモリ１に入力し、１フィールド遅延映像信号ｂを出力する。
【００３１】
１フィールド遅延映像信号ｂを第２のフィールドメモリ２に入力し、２フィールド遅延映像信号ｃを出力する。
【００３２】
インターレース映像信号ａと２フィールド遅延映像信号ｃを動き検出手段３に入力し、フレーム間の相関を利用して映像の動きを検出する。
【００３３】
１フィールド遅延映像信号ｂをエッジ検出手段４に入力し、フィールド内の相関を利用して垂直エッジ情報を検出する。
【００３４】
１フィールド遅延映像信号ｂと２フィールド遅延映像信号ｃと動き検出手段３による動き検出結果とエッジ検出手段４によるエッジ検出結果を識別手段５に入力し、フィールド間のはめ込み映像信号を生成し、フィールド間のはめ込み映像信号が市松パターンであるかどうかを検出する。
【００３５】
動き検出手段３およびエッジ検出手段４および識別手段５の検出結果を判定手段６に入力し、映像の動きおよびエッジ情報および市松パターンを判定する。
【００３６】
１フィールド遅延映像信号ｂと２フィールド遅延映像信号ｃをフィールド間走査線変換手段７に入力し、フィールド間演算により走査線変換を行う。
【００３７】
１フィールド遅延映像信号ｂをフィールド内走査線変換手段８に入力し、フィールド内演算による走査線変換を行う。
【００３８】
判定手段６の判定結果とフィールド間走査線変換手段７とフィールド内走査線変換手段８の出力を混合手段９に入力し、判定手段６の判定結果に基づき、フィールド間走査線変換手段７とフィールド内走査線変換手段８の出力を混合して出力する。
【００３９】
次に図２と図３を用いて、識別手段５の動作について詳しく説明する。
【００４０】
図３（ａ）に示すように、縦縞模様の映像が水平に移動する場合について説明する。識別信号は以下の検出条件に応じて映像を検出する。
【００４１】
検出条件
＊条件１
フィールド間のはめ込み映像の垂直画素間の差分の符号が垂直方向に反転すること
＊条件２
フィールド間のはめ込み映像の垂直画素間の差分の符号が水平方向に連続性がないこと
＊条件３
フィールド間のはめ込み映像の垂直画素間の差分値が大きい（＝コントラストが大きい）こと
＊条件４
フレーム差分が小さいこと
＊条件５
フィールド内の垂直エッジが小さいこと
＊条件６
図３（ｂ）  横縞模様の映像が静止している場合では、上記条件のうち２を満たさない
識別手段５では、これらの条件を満たす映像を検出する。
【００４２】
図２において、２フィールド遅延映像信号ｃを第１のラインメモリ１１に入力し、第１のラインメモリ１１の出力に第２ラインメモリ１２、第３のラインメモリ１３を順に接続し、それぞれ１ライン、２ライン、３ライン遅延して出力する。
【００４３】
１フィールド遅延映像信号ｂを第４のラインメモリ１４に入力し、第４のラインメモリ１４の出力に第５ラインメモリ１５、第６のラインメモリ１６を順に接続し、それぞれ１ライン、２ライン、３ライン遅延して出力する。
【００４４】
１フィールド遅延映像信号ｂと２フィールド遅延映像信号ｃとラインメモリ１１からラインメモリ１６の各出力を減算手段１７から減算手段２３にそれぞれ入力し、インターレースの上下関係を保つように一方のフィールドの映像信号の間に他方のフィールドの映像信号を挿入してフィールド間のはめ込み映像信号を生成し、フィールド間のはめ込み映像信号の垂直画素間の差分の符号と絶対値を出力する。
【００４５】
減算手段１７〜減算手段２３から出力される各垂直画素間の差分の符号と絶対値を符号反転検出手段２４〜符号反転検出手段２９に入力し、隣接する垂直画素間の差分の符号が異なり、かつ差分の絶対値が所定の閾値より大きいことを検出する。
【００４６】
符号反転検出手段２４〜符号反転検出手段２９の各出力信号を、符号反転数カウント手段３０に入力し、フィールド間のはめ込み映像信号の隣接する複数の垂直画素間において差分の符号が反転する回数をカウントし、カウント値が所定の閾値より大きいか否かを検出する。その結果を信号Ｖとして出力する。
【００４７】
フィールド間のはめ込み映像信号の垂直画素間の差分を符号水平連続性検出手段３１に入力し、垂直画素間の差分の符号が水平方向に連続性がないことを検出する。本実施例の形態においては、減算手段２０の出力を、時間的に連続して入力することで水平方向の連続性を検出する例について記載している。符号水平連続性検出手段３１は検出結果を信号Ｗとして出力する。
【００４８】
フィールド間のはめ込み映像信号の垂直画素間の差分を第１の大小判別手段３２に入力し、垂直画素間の差分値が所定の閾値より大きいこと判定する。第１の大小判別手段３２は判別結果を信号Ｘとして出力する。
【００４９】
動き検出手段３の検出結果を第２の大小判別手段３３に入力し、動き量が所定の閾値より小さいことを判定する。第２の大小判別手段３３は判別結果を信号Ｙとして出力する。
【００５０】
エッジ検出手段４の検出結果を第３の大小判別手段３４に入力し、垂直エッジが所定の閾値より小さいことを判定する。第３の大小判別手段３４は判別結果を信号Ｚとして出力する。
【００５１】
判定手段３５は、符号反転数カウント手段３０と符号水平連続性検出手段３１と第１の大小判別手段３２と第２の大小判別手段３３と第３の大小判別手段３４の出力信号、すなわち信号Ｖ、信号Ｗ、信号Ｘ、信号Ｙ、信号Ｚを判定手段３５に入力し、少なくとも符号反転数カウント手段３０と水平連続性検出手段３１の両方の検出結果が「１」のとき、識別信号として「１」を出力する。信号Ｖ、信号Ｗ、信号Ｘ、信号Ｙ、信号Ｚは上記検出条件の条件１、条件２、条件３、条件４、条件５のそれぞれの検出結果に相当し、判定手段３５はこれらの信号から検出すべき画像を判定する。
【００５２】
以上のようにフィールド間のはめ込み映像信号がある程度コントラストのある市松状パターンのとき、識別手段５から識別信号として「１」が出力される。市松状パターンが一般の映像として出現する頻度はまれなことなので、識別信号が「１」のときは縦縞が水平に移動しているものと判断し、混合手段９でフィールド内走査線変換手段８の出力信号の混合割合が大きくなるように判定手段６から混合手段９を制御する。
【００５３】
このように従来の走査線変換装置の動き検出およびエッジ検出のみでは、縦縞が水平に移動するシーンと横縞が静止しているシーンを識別することができなかったが、以上のように本発明の実施の形態の走査線変換装置では、フィールド間のはめ込み映像信号を仮に生成し、市松状パターンになるかどうかをあらかじめ検出することで両者を識別し、市松状パターンになるときはフィールド内走査線変換、そうでないときはフィールド間走査線変換の混合割合が大きくなるようにすることで、正確かつ安定で解像度の高い動画像を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明のかかる走査線変換装置は、従来の動き適応型走査線変換装置におけるフィールド間走査線変換とフィールド内走査線変換の混合割合を判定する条件である動き検出およびエッジ検出に加えて、フィールド間のはめ込み映像信号が市松状パターンになるかどうかを判定条件に付加することにより、より正確かつ安定で解像度の高い動画像を提供するインターレース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換する走査線変換装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の走査線変換装置の一実施の形態例を示す構成を示す図
【図２】同走査線変換装置の詳細な構成を示す図
【図３】同走査線変換装置の動作を説明するための図
【図４】従来の走査線変換装置の動作を説明するための図
【符号の説明】
【００５６】
１    第１のフィールドメモリ
２    第２のフィールドメモリ
３    動き検出手段
４    エッジ検出手段
５    識別手段
６    判定手段
７    フィールド間走査線変換手段
８    フィールド内走査線変換手段
９    混合手段
【図１】
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【図２】
2005191619.tif 000004
【図３】
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【図４】
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