(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィールド単位でレベルが切り替わる基準信号の信号値を元に、第１の解像度を有する第１の画像信号として入力されたフィールドのデータが奇数フィールドであるのか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により、入力されたフィールドのデータが奇数フィールドのデータであると判断された場合、前記入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、前記入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換える第１の切り換え手段と、
前記第１の切り換え手段により、入力の順番とは反対の順番の出力とされた奇数フィールドのデータと、偶数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類する分類手段と、
前記分類手段により分類された前記クラスに対応する係数を読み出し、その係数を、前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、偶数フィールドの画素の位置と奇数フィールドの画素の位置とで、前記第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の前記注目画素に対応する複数の画素値に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、前記第１の画像信号の奇数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、前記第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように前記変換手段からのデータバスを切り換える第２の切り換え手段と
を備えることを特徴とする画像信号変換装置。
【請求項２】
フィールド単位でレベルが切り替わる基準信号の信号値を元に、第１の解像度を有する第１の画像信号として入力されたフィールドのデータが奇数フィールドであるのか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップの処理で、入力されたフィールドのデータが奇数フィールドのデータであると判断された場合、前記入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、前記入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換える第１の切り換えステップと、
前記第１の切り換えステップの処理で、入力の順番とは反対の順番の出力とされた奇数フィールドのデータと、偶数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップの処理で抽出された前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類する分類ステップと、
前記分類ステップの処理で分類された前記クラスに対応する係数を読み出し、その係数を、前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、偶数フィールドの画素の位置と奇数フィールドの画素の位置とで、前記第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の前記注目画素に対応する複数の画素値に変換する変換ステップと、
前記変換ステップの処理で変換された前記第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、前記第１の画像信号の奇数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、前記第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるようにデータバスを切り換える第２の切り換えステップと
を含むことを特徴とする画像信号変換方法。
【請求項３】
フィールド単位でレベルが切り替わる基準信号の信号値を元に、第１の解像度を有する第１の画像信号として入力されたフィールドのデータが偶数フィールドであるのか否かを判断する判断手段と、
前記判断手段により、入力されたフィールドのデータが偶数フィールドのデータであると判断された場合、前記入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、前記入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換える第１の切り換え手段と、
前記第１の切り換え手段により、入力の順番とは反対の順番の出力とされた偶数フィールドのデータと、奇数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類する分類手段と、
前記分類手段により分類された前記クラスに対応する係数を読み出し、その係数を、前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、奇数フィールドの画素の位置と偶数フィールドの画素の位置とで、前記第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の前記注目画素に対応する複数の画素値に変換する変換手段と、
前記変換手段により変換された前記第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、前記第１の画像信号の偶数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、前記第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように前記変換手段からのデータバスを切り換える第２の切り換え手段と
を備えることを特徴とする画像信号変換装置。
【請求項４】
フィールド単位でレベルが切り替わる基準信号の信号値を元に、第１の解像度を有する第１の画像信号として入力されたフィールドのデータが偶数フィールドであるのか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップの処理で、入力されたフィールドのデータが偶数フィールドのデータであると判断された場合、前記入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、前記入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換える第１の切り換えステップと、
前記第１の切り換えステップの処理で、入力の順番とは反対の順番の出力とされた偶数フィールドのデータと、奇数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップの処理で抽出された前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類する分類ステップと、
前記分類ステップの処理で分類された前記クラスに対応する係数を読み出し、その係数を、前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、奇数フィールドの画素の位置と偶数フィールドの画素の位置とで、前記第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の前記注目画素に対応する複数の画素値に変換する変換ステップと、
前記変換ステップの処理で変換された前記第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、前記第１の画像信号の偶数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、前記第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるようにデータバスを切り換える第２の切り換えステップと
を含むことを特徴とする画像信号変換方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像信号変換装置および方法に関し、特に、所定の解像度を有する画像信号を基に、より解像度の高い画像信号を生成するとき、奇数フィールドの画像信号の走査の順番と、偶数フィールドの画像信号の走査の順番とを、反転させることで、双方の処理において、同一のアップコンバート回路を用いるようにした画像信号変換装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、標準解像度の信号（ＳＤ信号）を高解像度の信号（ＨＤ信号）に変換する（アップコンバートする）画像変換装置が存在していた。
【０００３】
図５は、アップコンバートを行う場合の、所定のフィールドの変換前のＳＤ信号と変換後のＨＤ信号を示している。図５においては、ＳＤ信号の画素が白丸で、ＨＤ信号の画素が黒丸で、それぞれ、示されている。また、図５では、横が水平方向を、縦が垂直方向を、それぞれ、示している。
【０００４】
図５に示すように、１つの画素のＨＤ信号に対応するＳＤ信号は、４つの画素のＳＤ信号であり、入力されたＳＤ信号に対して、その４倍のデータ量を有するＨＤ信号が生成される。また、所定のフィールドにおけるＳＤ信号の隣接する走査線同士の距離（隣接する走査線上の対応する画素同士の距離）を1とした場合、ＳＤ信号の所定の１つの画素からの垂直方向の距離が、1/8と3/8である位置に、それぞれ、２つのＨＤ信号の画素が生成される。そして、水平方向と垂直方向との両方向において、それぞれ、等間隔に配置されたＨＤ信号が生成される。
【０００５】
図６は、アップコンバートにより生成されるＨＤ信号の画素の位置における時間方向と垂直方向の関係を示している。すなわち、図６では、横が時間方向、つまり、連続するフィールドを、縦が垂直方向を、それぞれ、示している。
【０００６】
図６に示すように、生成されたＨＤ信号の画素を垂直方向と時間方向とで規定される空間においても均等に配置させるため、偶数フィールドの画素の位置と奇数フィールドの画素の位置とでは、ＳＤ信号の画素からの距離が反転している。すなわち、例えば、第Ｋフィールドにおいては、ＳＤ信号の画素から、上方向に3/8と下方向に1/8の位置に、それぞれ、対応するＨＤ信号の画素が生成されているが、第Ｋ+1フィールドにおいては、ＳＤ信号の画素から、上方向に1/8と下方向に3/8の位置に、それぞれ、対応するＨＤ信号の画素が生成されている。
【０００７】
図７は、従来の画像信号変換装置１の一例の構成を示すブロック図である。
【０００８】
入力信号としてのＳＤ信号は、フィールドメモリ１１−１とフィールドメモリ１１−２に供給されるようになされている。フィールドメモリ１１−１とフィールドメモリ１１−２に記憶されるＳＤ信号は、アドレスコントロール回路１５により制御されるようになされている。すなわち、アドレスコントロール回路１５は、画像信号変換装置１に入力される画像信号が偶数フィールドのときと奇数フィールドのときとでその信号レベルが異なる基準信号Ｆを用いて、書き込みのタイミングを制御する。例えば、奇数フィールドのＳＤ信号は、フィールドメモリ１１−１に記憶され、偶数フィールドのＳＤ信号は、フィールドメモリ１１−２に記憶されるようになされている。
【０００９】
また、アドレスコントロール回路１５は、フィールドメモリ１１−１とフィールドメモリ１１−２の読み出し処理を交互に行わせるとともに、データの読み出しの順番をフィールドメモリ１１−１とフィールドメモリ１１−２とで、反転させるようになされている。すなわち、例えば、フィールドメモリ１１−１に記憶された奇数フィールドのデータは、最大ラインから降順に、読み出されるのに対し、フィールドメモリ１１−２に記憶された偶数フィールドのデータは、最小ラインから昇順に読み出されるようになされている。
【００１０】
このようにして読み出されたフィールドデータは、所定の５ライン分のデータの単位で、直接またはラインメモリ１２−１乃至ラインメモリ１２−４を介して、アップコンバート回路１３に供給されるようになされている。
【００１１】
アップコンバート回路１３は、５ライン分のデータの中から、所定の注目画素の近傍の７つの画素のデータ（入力データ）を基に、入力データに対応するクラスを生成（分類）し、そのクラスに対応する係数を用いて所定の線形１次結合式を演算することで注目画素に対応する４つのＨＤ信号の画素データを生成し、フィールドメモリ１４−１とフィールドメモリ１４−２に供給するようになされている。フィールドメモリ１４−１とフィールドメモリ１４−２へのデータの書き込みのタイミングは、アドレスコントロール回路１５で制御され、例えば、奇数フィールドのデータがフィールドメモリ１４−１に、偶数フィールドのデータがフィールドメモリ１４−２に、それぞれ、記憶されるようになされている。
【００１２】
フィールドメモリ１４−１とフィールドメモリ１４−２に記憶されたデータは、アドレスコントロール回路１５により、読み出しのタイミングとその順番が制御される。すなわち、フィールドメモリ１４−１に記憶された奇数フィールドのデータは、最大ラインから降順に読み出されるのに対し、フィールドメモリ１４−２に記憶された偶数フィールドのデータは、最小ラインから昇順に読み出されるようになされている。従って、奇数フィールドのデータは、フィールドメモリ１１−１から、最大ラインのデータより降順に読み出されて処理された後、フィールドメモリ１４−１から、再び、降順に読み出されることになり、結果として、入力されたラインのデータと同じ順番で出力されることになる。
【００１３】
このようにして、偶数フィールドのデータと奇数フィールドのデータとで、データの順番を反転させた入力データをアップコンバート回路１３に供給し、さらに、アップコンバート後のデータを、偶数フィールドのデータと奇数フィールドのデータとで、再び、データの順番を反転させて出力するようにしている。従って、偶数フィールドのデータを処理する場合と奇数フィールドのデータを処理する場合とで、同一のアップコンバートの処理を適用することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像信号変換装置１においては、偶数フィールドのデータと奇数フィールドのデータとで、アップコンバート回路１３への入力と出力の順番を反転させるために、フィールドメモリ１１−１,１１−２,１４−１,１４−２、およびアドレスコントロール回路１５が必要であり、回路規模が大きくなるとともに、低コストでの実現が困難である課題があった。
【００１５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、フィールドメモリを用いずに、簡単な構成の画像信号変換装置を実現することができるようにしたものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の画像信号変換装置は、フィールド単位でレベルが切り替わる基準信号の信号値を元に、第１の解像度を有する第１の画像信号として入力されたフィールドのデータが奇数フィールドであるのか否かを判断する判断手段と、判断手段により、入力されたフィールドのデータが奇数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換える第１の切り換え手段と、第１の切り換え手段により、入力の順番とは反対の順番の出力とされた奇数フィールドのデータと、偶数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出する抽出手段と、抽出手段により抽出された注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類する分類手段と、分類手段により分類されたクラスに対応する係数を読み出し、その係数を、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、偶数フィールドの画素の位置と奇数フィールドの画素の位置とで、第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の注目画素に対応する複数の画素値に変換する変換手段と、変換手段により変換された第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、第１の画像信号の奇数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように変換手段からのデータバスを切り換える第２の切り換え手段とを備えることを特徴とする。
本発明の第１の画像信号変換方法は、フィールド単位でレベルが切り替わる基準信号の信号値を元に、第１の解像度を有する第１の画像信号として入力されたフィールドのデータが奇数フィールドであるのか否かを判断する判断ステップと、判断ステップの処理で、入力されたフィールドのデータが奇数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換える第１の切り換えステップと、第１の切り換えステップの処理で、入力の順番とは反対の順番の出力とされた奇数フィールドのデータと、偶数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出する抽出ステップと、抽出ステップの処理で抽出された注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類する分類ステップと、分類ステップの処理で分類されたクラスに対応する係数を読み出し、その係数を、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、偶数フィールドの画素の位置と奇数フィールドの画素の位置とで、第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の注目画素に対応する複数の画素値に変換する変換ステップと、変換ステップの処理で変換された第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、第１の画像信号の奇数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるようにデータバスを切り換える第２の切り換えステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明の第２の画像信号変換装置は、フィールド単位でレベルが切り替わる基準信号の信号値を元に、第１の解像度を有する第１の画像信号として入力されたフィールドのデータが偶数フィールドであるのか否かを判断する判断手段と、判断手段により、入力されたフィールドのデータが偶数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換える第１の切り換え手段と、第１の切り換え手段により、入力の順番とは反対の順番の出力とされた偶数フィールドのデータと、奇数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出する抽出手段と、抽出手段により抽出された注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類する分類手段と、分類手段により分類されたクラスに対応する係数を読み出し、その係数を、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、奇数フィールドの画素の位置と偶数フィールドの画素の位置とで、第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の注目画素に対応する複数の画素値に変換する変換手段と、変換手段により変換された第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、第１の画像信号の偶数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように変換手段からのデータバスを切り換える第２の切り換え手段とを備えることを特徴とする。
本発明の第２の画像信号変換方法は、フィールド単位でレベルが切り替わる基準信号の信号値を元に、第１の解像度を有する第１の画像信号として入力されたフィールドのデータが偶数フィールドであるのか否かを判断する判断ステップと、判断ステップの処理で、入力されたフィールドのデータが偶数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換える第１の切り換えステップと、第１の切り換えステップの処理で、入力の順番とは反対の順番の出力とされた偶数フィールドのデータと、奇数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出する抽出ステップと、抽出ステップの処理で抽出された注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類する分類ステップと、分類ステップの処理で分類されたクラスに対応する係数を読み出し、その係数を、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、奇数フィールドの画素の位置と偶数フィールドの画素の位置とで、第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の注目画素に対応する複数の画素値に変換する変換ステップと、変換ステップの処理で変換された第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、第１の画像信号の偶数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるようにデータバスを切り換える第２の切り換えステップとを含むことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第１の画像信号変換装置においては、入力されたフィールドのデータが奇数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスが切り換えられ、入力の順番とは反対の順番の出力とされた奇数フィールドのデータと、偶数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データが抽出され、抽出された注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類され、分類されたクラスに対応する係数が読み出され、その係数が、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算され、それらの値が全て加算され、偶数フィールドの画素の位置と奇数フィールドの画素の位置とで、第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の注目画素に対応する複数の画素値に変換され、変換された第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、第１の画像信号の奇数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるようにデータバスが切り換えられる。
本発明の第１の画像信号変換方法においては、入力されたフィールドのデータが奇数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスが切り換えられ、入力の順番とは反対の順番の出力とされた奇数フィールドのデータと、偶数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データが抽出され、抽出された注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類され、分類されたクラスに対応する係数が読み出され、その係数が、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算され、それらの値が全て加算され、偶数フィールドの画素の位置と奇数フィールドの画素の位置とで、第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の注目画素に対応する複数の画素値に変換され、変換された第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、第１の画像信号の奇数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるようにデータバスが切り換えられる。
【００１９】
本発明の第２の画像信号変換装置においては、入力されたフィールドのデータが偶数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスが切り換えられ、入力の順番とは反対の順番の出力とされた偶数フィールドのデータと、奇数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データが抽出され、抽出された注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類され、分類されたクラスに対応する係数が読み出され、その係数が、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算され、それらの値が全て加算され、奇数フィールドの画素の位置と偶数フィールドの画素の位置とで、第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の注目画素に対応する複数の画素値に変換され、変換された第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、第１の画像信号の偶数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるようにデータバスが切り換えられる。
本発明の第２の画像信号変換方法においては、入力されたフィールドのデータが偶数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスが切り換えられ、入力の順番とは反対の順番の出力とされた偶数フィールドのデータと、奇数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データが抽出され、抽出された注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類され、分類されたクラスに対応する係数が読み出され、その係数が、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算され、それらの値が全て加算され、奇数フィールドの画素の位置と偶数フィールドの画素の位置とで、第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の注目画素に対応する複数の画素値に変換され、変換された第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、第１の画像信号の偶数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるようにデータバスが切り換えられる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を説明するが、特許請求の範囲に記載の各手段と以下の実施例との対応関係を明かにするために、各手段の後の括弧内に、対応する実施例（但し一例）を付加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。但し、勿論この記載は、各手段を記載したものに限定することを意味するものではない。
【００２１】
本発明の第１の画像信号変換装置は、フィールド単位でレベルが切り替わる基準信号の信号値を元に、第１の解像度を有する第１の画像信号として入力されたフィールドのデータが奇数フィールドであるのか否かを判断する判断手段（例えば、図３のステップＳ２の処理を実行する図１の走査順序変換回路２３）と、前記判断手段により、入力されたフィールドのデータが奇数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換える第１の切り換え手段（例えば、図１の走査順序変換回路２３）と、前記第１の切り換え手段により、入力の順番とは反対の順番の出力とされた奇数フィールドのデータと、偶数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出する抽出手段（例えば、図２の遅延素子３１−１乃至３１−６）と、前記抽出手段により抽出された前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類する分類手段（例えば、図２のクラス分類回路３２）と、前記分類手段により分類された前記クラスに対応する係数を読み出し、その係数を、前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、偶数フィールドの画素の位置と奇数フィールドの画素の位置とで、前記第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の前記注目画素に対応する複数の画素値に変換する変換手段（例えば、図２の係数メモリ３３、積和演算回路３４，３５）と、前記変換手段により変換された前記第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、前記第１の画像信号の奇数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、前記第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように前記変換手段からのデータバスを切り換える第２の切り換え手段（例えば、図１の走査順序変換回路２５）とを備えることを特徴とする。
本発明の第２の画像信号変換装置は、フィールド単位でレベルが切り替わる基準信号の信号値を元に、第１の解像度を有する第１の画像信号として入力されたフィールドのデータが偶数フィールドであるのか否かを判断する判断手段（例えば、図３のステップＳ２の処理を実行する図１の走査順序変換回路２３）と、前記判断手段により、入力されたフィールドのデータが偶数フィールドのデータであると判断された場合、前記入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、前記入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換える第１の切り換え手段（例えば、図１の走査順序変換回路２３）と、前記第１の切り換え手段により、入力の順番とは反対の順番の出力とされた偶数フィールドのデータと、奇数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出する抽出手段（例えば、図２の遅延素子３１−１乃至３１−６）と、前記抽出手段により抽出された前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類する分類手段（例えば、図２のクラス分類回路３２）と、前記分類手段により分類された前記クラスに対応する係数を読み出し、その係数を、前記注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、奇数フィールドの画素の位置と偶数フィールドの画素の位置とで、前記第１の画像信号の画素からの距離が反転している前記注目画素に対応する第２の解像度を有する第２の画像信号の前記注目画素に対応する複数の画素値に変換する変換手段（例えば、図２の係数メモリ３３、積和演算回路３４，３５）と、前記変換手段により変換された前記第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、前記第１の画像信号の偶数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、前記第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように前記変換手段からのデータバスを切り換える第２の切り換え手段（例えば、図１の走査順序変換回路２５）とを備えることを特徴とする。
【００２２】
図１は本発明の画像信号変換装置２１の一実施例の構成を示すブロック図である。
【００２３】
入力信号としてのＳＤ信号は、所定の５ライン分のデータの単位で、直接またはラインメモリ２２−１乃至ラインメモリ２２−４を介して、走査順序変換回路２３に供給されるようになされている。
【００２４】
走査順序変換回路２３は、画像信号変換装置２１に入力される画像信号が偶数フィールドのときと奇数フィールドのときでその信号レベルが異なる基準信号Ｆに対応して、入力されたＳＤ信号が奇数フィールドのデータであるか否かを判断し、入力されたＳＤ信号が奇数フィールドのデータであると判断された場合、その入力データの順番を反転させてアップコンバート回路２４に供給するようになされている。すなわち、具体的には、走査順序変換回路２３は、入力されたＳＤ信号が奇数フィールドのデータに対応する基準信号Ｆの入力を受けると、入力端子２６から直接入力された第ｎラインのデータと、ラインメモリ２２−１乃至ラインメモリ２２−４を介して入力された第ｎ+2、第ｎ+4、第ｎ+6、および第ｎ+8ラインのデータを、その入力順番を反転させて、それぞれ、アップコンバート回路２４の第ｎ+8、第ｎ+6、第ｎ+4、第ｎ+2、および第ｎラインに対応する入力端子に供給するようになされている。
【００２５】
アップコンバート回路２４は、偶数フィールドのＳＤ信号に対応するＨＤ信号を生成するようになされている。すなわち、アップコンバート回路２４は、注目画素を含む注目画素の近傍の画素データを基にクラスを生成し、そのクラスに対応する線形１次結合式の係数を、内蔵するＲＯＭより読み出した後、この係数を用いて線形１結合式次を演算して注目画素に対応するＨＤ信号の画素データを生成し、走査順序変換回路２５に供給するようになされている。
【００２６】
走査順序変換回路２５は、走査順序変換回路２３と同様に、基準信号Ｆに対応して、アップコンバート回路２４から供給されたＨＤ信号が奇数フィールドのデータであるか否かを判断し、供給されたＨＤ信号が奇数フィールドのデータであると判断された場合、そのＨＤ信号の走査順序を反転させて出力端子２７に出力するようになされている。
【００２７】
図２は、アップコンバート回路２４の一実施例の構成を示すブロック図である。
【００２８】
走査順序変換回路２３より端子Ｉ0乃至端子Ｉ4を介して供給された所定の５ライン分のデータは、アップコンバート回路２４の遅延素子３１−１乃至遅延素子３１−６に入力されるようになされている。これらの遅延素子３１−１乃至遅延素子３１−６で注目画素を含む注目画素近傍の画素データが抽出され、クラス分類回路３２に供給されるとともに、積和演算回路３４と積和演算回路３５に供給されるようになされている。
【００２９】
クラス分類回路３２は、遅延素子３１−１乃至遅延素子３１−６より供給された注目画素近傍の画素データを複数ビットの量子化コードで表される所定のクラスに分類して、分類結果を係数メモリ３３に出力するようになされている。
【００３０】
係数メモリ３３には、最小２乗法などを用いて生成された各クラスに対応する線形１次式の係数が記憶されており、クラス分類回路３２より供給されたクラスの分類結果を基に、各タップに対応する係数を読み出し、積和演算回路３４と積和演算回路３５に出力するようになされている。
【００３１】
積和演算回路３４と積和演算回路３５は、注目画素の近傍の画素データに係数メモリ３３から供給された係数を用いて、線形１次積和演算を行い、それぞれ、注目画素に対応するＨＤ信号の画素データ（図５と図６に示すＨＤ信号の画素から、距離が1/8（Ｘ）または3/8（Ｙ）の位置にある画素のデータ）を生成し、走査順序反転回路２５に出力するようになされている。
【００３２】
次に、画像信号変換装置２１の具体的な処理動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３３】
図３のステップＳ１で、入力信号としてのＳＤ信号が入力端子２６を介して画像信号変換装置２１に入力されると、このＳＤ信号は、所定の５ライン分のデータが、それぞれ、直接、または、ラインメモリ２２−１乃至ラインメモリ２２ー４を介して走査順序変換回路２３に供給される。
【００３４】
続くステップＳ２で、走査順序変換回路２３は、フィールド単位で、その信号レベルが切り替わる基準信号Ｆの信号値を基に、入力されたフィールドのデータが、偶数フィールドのデータであるのか奇数フィールドのデータであるのかを判断する。
【００３５】
入力されたフィールドのデータが偶数フィールドのデータであると判断された場合、ステップＳ４に分岐するが、入力されたフィールドのデータが奇数フィールドのデータであると判断された場合（基準信号Ｆの信号値が1レベルであると判断された場合）、ステップＳ３で、走査順序変換回路２３は、表１に示すように、入力された５つのラインのデータバスを、入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように接続を切り換える。
【００３６】
【表１】
0003918181.tif 000002
【００３７】
すなわち、例えば、走査線順番変換回路２３に入力された５つのラインのデータの順番が、それぞれ、データＡ乃至データＥの順番である場合、基準信号Ｆの信号値が0レベルのとき（偶数フィールドのデータが入力されたとき）は、データバスの接続は切り換えずに、アップコンバート回路２４に出力する順番は、データＡ乃至データＥの順番であるが、基準信号Ｆの信号値が1レベルのとき（奇数フィールドのデータが入力されたとき）は、データバスの接続が切り換わり、アップコンバート回路２４に出力する順番は、入力の順番と逆の順番、すなわち、データＥ乃至データＡの順番となる。
【００３８】
後続のステップＳ４で、アップコンバート回路２４の遅延素子３１−１乃至３１−４６は、入力端子Ｉ0乃至Ｉ4に入力された５つのラインのデータより、所定の注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出し、クラス分類回路３２に供給するとともに、積和演算回路３４と積和演算回路３５に供給する。
【００３９】
例えば、図４に示すように、注目画素ｇ0とその近傍の画素ｇ1乃至ｇ6の画素データを、それぞれ、画素データＧ0乃至Ｇ6で表すとすると、第ｎラインの画素データＧ1が遅延回路３１−１で抽出されてクラス分類回路３２に供給されるとともに、積和演算回路３４と積和演算回路３５に供給される。同様に、第ｎ+2ラインの画素データＧ2、第ｎ+4ラインの画素データＧ5,Ｇ0,Ｇ6、第ｎ+6ラインの画素データＧ3、および第ｎ+8ラインの画素データＧ4が、それぞれ、遅延回路３１−２、入力端子Ｉ1、遅延回路３１−３,３１−４,３１−５、または、３１−６で抽出されてクラス分類回路３２に供給されるとともに、積和演算回路３４と積和演算回路３５に供給される。
【００４０】
そして、クラス分類回路３２は、それぞれの画素データＧ0乃至Ｇ6に対し、ダイナミックレンジ符号化（ＡＤＲＣ）の処理を施して、画素データＧ0乃至Ｇ6の組に対応するクラスを生成（分類）する。
【００４１】
すなわち、画素データのダイナミックレンジＤＲ（最大の信号値-最小の信号値）を求め、ダイナミックレンジＤＲを、例えば、ｋビット（2^ｋ）で分割して各信号レベルを量子化し、画素データＧ0乃至Ｇ6が、それぞれ、どの信号レベルに対応するかを、式（１）のＡＤＲＣコードＣを求めることにより、決定する（^は、べき乗を示す）。
Ｃ=(Ｘ-最小の信号値)/(ＤＲ/2^ｋ)                        （１）
【００４２】
そして、式（１）により量子化された画素データの組を複数ビットの量子化コードで表す。
【００４３】
例えば、画素データＧ0乃至Ｇ6のそれぞれを、ダイナミックレンジの1/2より大きいか小さいかの1ビットデータで表す（式（１）のｋを1に設定したとき、ＡＤＲＣコードＣが0.5より大きいか小さいかを1ビットデータで表す）。このようにすると、画素データＧ0乃至Ｇ6のそれぞれに対し、1ビットの情報が得られるので、合計7ビット（2^7=128個）のクラスを生成することができる。このようにして、入力データ（画素データＧ0乃至Ｇ6の組）を128個のクラスのいずれかに対応（分類）させることができる。
【００４４】
続くステップＳ５で、ステップＳ４で分類されたクラス（画素データＧ0乃至Ｇ6の組に対応するクラス）に対応する係数が、係数メモリ３３より読み出され、積和演算回路３４と積和演算回路３５に供給される。なお、係数メモリ３３に記憶されている係数は、予め、所定の方法、例えば、学習期間に入力された教師信号と入力データとで規定される正規方程式の解として係数を求める最小２乗法などにより生成されたものである。
【００４５】
後続のステップＳ６で、積和演算回路３４は、個々の画素データＧ0乃至Ｇ6に対して、係数メモリ３３より供給された係数を乗じた後、それらの信号をすべて加え合わせる（線形１次結合の演算を行う）ことで、注目画素ｇ0に対応するＨＤ信号の画素ｘ1とｘ2の画素データＸ1とＸ2（図５と図６に示すＳＤ信号の画素から距離1/8の位置にある画素のデータ）を生成し、走査順序変換回路２５に供給する。同様にして、積和演算回路３４も、注目画素ｇ0に対応するＨＤ信号の画素ｙ1とｙ2の画素データＹ1とＹ2（図５と図６に示すＳＤ信号の画素から距離3/8の位置にある画素のデータ）を生成し、走査順序変換回路２５に供給する。
【００４６】
続いて、ステップＳ７で、走査順序変換回路２５は、基準信号Ｆの信号値を基に、入力されたフィールドのデータが、偶数フィールドのデータであるのか奇数フィールドのデータであるのかを判断する。
【００４７】
入力されたフィールドのデータが偶数フィールドのデータであると判断された場合、ステップＳ９に分岐するが、入力されたフィールドのデータが奇数フィールドのデータであると判断された場合（基準信号Ｆの信号値が1レベルであると判断された場合）、ステップＳ８で、走査順序変換回路２５は、表２に示すように、入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように接続（データバス）を切り換える。
【表２】
0003918181.tif 000003
【００４８】
すなわち、基準信号Ｆの信号値が0レベルであるとき（偶数フィールドのデータを処理しているとき）、入力されたラインの順番で、出力端子２７−１にデータＸ1とＸ2が供給されるとともに、出力端子２７−２にデータＹ1とＹ2が供給されるが、基準信号Ｆの信号値が1レベルであるとき（奇数フィールドのデータを処理しているとき）、入力されたラインの順番とは逆の順番で、出力端子２７−１にデータＹ1とＹ2が供給されるとともに出力端子２７−２にデータＸ1とＸ2が供給される。
【００４９】
そして、ステップＳ９で、ＳＤ信号を基に生成されたＨＤ信号は、出力端子２７−１と出力端子２７−２を介して所定の信号処理機構に出力される。
【００５０】
なお、走査順序変換回路２３,２５は、奇数フィールドの走査順序を反転するとしたが、アップコンバート回路２４が奇数フィールドのＳＤ信号をアップコンバートするように設計されている場合、偶数フィールドの走査順序を反転するようにする。
【００５１】
以上のようにして、偶数フィールドのデータと奇数フィールドのデータとで、アップコンバート時におけるデータの処理の順番を反転させることができる。
【００５２】
また、フィールドメモリを用いずに、データバスの接続を切り換えるだけで、データ処理の順番を反転させることができるため、簡易な構成、かつ、安価な画像信号変換装置を実現することができる。
【００５３】
なお、上記実施例においては、１つの画素データを１ビットで表す例について、クラス分類の説明を行ったが、勿論、１つの画素データを複数ビットで表すようにしてもよい。また、クラス分類法として、ＡＤＲＣの他、ＰＣＭデータを使用する方法やＤＰＣＭ（予測符号化）などを用いるようにしてもよい。さらに、係数ＲＯＭ４７に記憶する係数は、最小２乗法を用いずに求めるようにしてもよい。また、本発明は、ＴＶ受像機の他、ＶＣＲなどにも応用することができる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の第１の画像信号変換装置および方法によれば、入力されたフィールドのデータが奇数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換え、入力の順番とは反対の順番の出力とされた奇数フィールドのデータと、偶数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出し、抽出された注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類し、分類されたクラスに対応する係数を読み出し、その係数を、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、偶数フィールドの画素の位置と奇数フィールドの画素の位置とで、第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の注目画素に対応する複数の画素値に変換し、変換された第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、第１の画像信号の奇数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるようにデータバスを切り換えるようにしたので、安価、かつ、簡単な構成の画像信号変換装置を実現することができる。
また、本発明の第２の画像信号変換装置および方法によれば、入力されたフィールドのデータが偶数フィールドのデータであると判断された場合、入力されたフィールドのデータのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるように、入力されたフィールドのデータがラインごとに蓄えられるメモリからのデータバスを切り換え、入力の順番とは反対の順番の出力とされた偶数フィールドのデータと、奇数フィールドのデータから、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データを抽出し、抽出された注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに対応するクラスに分類し、分類されたクラスに対応する係数を読み出し、その係数を、注目画素の近傍に位置する画素の画素データと注目画素の画素データに乗算し、それらの値を全て加算し、奇数フィールドの画素の位置と偶数フィールドの画素の位置とで、第１の画像信号の画素からの距離が反転している第２の解像度を有する第２の画像信号の注目画素に対応する複数の画素値に変換し、変換された第２の画像信号の画素値として入力されたデータが、第１の画像信号の偶数フィールドに対応するフィールドのデータである場合、第２の画像信号のフィールドのラインの並ぶ方向に関して入力の順番とは反対の順番の出力が得られるようにデータバスを切り換えるようにしたので、安価、かつ、簡単な構成の画像信号変換装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像信号変換装置２１の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】アップコンバート回路２４の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図３】画像信号変換装置２１の処理動作を説明するフローチャートである。
【図４】画素データＧ0乃至Ｇ6を所定のクラスに分類する方法を説明する図である。
【図５】ＳＤ信号からＨＤ信号を生成するときの水平方向と垂直方向の画素の位置を示す図である。
【図６】ＳＤ信号信号からＨＤ信号を生成するときの時間方向と垂直方向の画素の位置を示す図である。
【図７】従来の画像信号変換装置１の一例の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  画像信号変換装置，  １１−１，１１−２  フィールドメモリ，  １２−１乃至１２−４  ラインメモリ，  １３  アップコンバート回路，  １４−１，１４−２  フィールドメモリ，  １５  アドレスコントロール回路，  ２１  画像信号変換装置，  ２２−１乃至２２−４  ラインメモリ，  ２３  走査順序変換回路，  ２４  アップコンバート回路，  ２５  走査順序変換回路，  ２６  入力端子，  ２７−１，２７−２  出力端子，  ３１−１乃至３１−６  遅延素子，  ３２  クラス分類回路，  ３３  係数メモリ，  ３４，３５  積和演算回路
【図１】
0003918181.tif 000004
【図２】
0003918181.tif 000005
【図３】
0003918181.tif 000006
【図４】
0003918181.tif 000007
【図５】
0003918181.tif 000008
【図６】
0003918181.tif 000009
【図７】
0003918181.tif 000010