(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターレース方式ビデオ信号の動き補償されたアップコンバージョン方法であって、
ビデオ信号フィールドは、方形の画素ブロックの格子を形成し、各画素ブロックは、該画素ブロックより小さい方形の画素副ブロックの格子を形成し、
アップコンバージョンでは、元のフィールド周波数のフィールドを有するビデオ信号は、第１のフィールドメモリを用い、入力フィールドを連続して該第１のフィールドメモリに書き込み、そして該第１のフィールドメモリから入力フィールドを２回連続して読み出すことにより、元の２倍のフィールド周波数のフィールドを有するビデオ信号に変換され、
続く動き評価及び動き補償された補間では、第２のフィールドメモリ及びライン記憶手段が利用され、該第２のフィールドメモリの入力信号は、該第１のフィールドメモリの出力信号から空間的ノイズ圧縮を利用して引き出され、
空間的に隣接する画素の値は結合され、現在の画素の値を形成し、
該方法は、
該第１のフィールドメモリの出力信号及び該第２のフィールドメモリの出力信号を用い、２倍のフィールド周波数のフィールドのコンテンツに対し動き補償を実行し、それにより対応する動き情報を提供する段階、
該第２のフィールドメモリの入力信号及び該第２のフィールドメモリの出力信号から引き出された信号及び該動き情報を用い、２倍のフィールド周波数の該フィールドに対し動き補償された補間を実行し、それにより動き補償されたアップコンバージョン出力信号を生成する段階、
を有し、
該動き補償された補間の入力信号は、入力信号を遅延された入力信号と結合する反復的な時間的ノイズ圧縮を通過し、
遅延された入力信号は、該第２のフィールドメモリの該出力信号であり、
該時間的ノイズ圧縮は、前のフィールドからの各画素の動き補償の予測を行い、
該反復的時間的ノイズ圧縮は、空間的にノイズ圧縮された現在のフィールドからの画素と、該予測から得られる空間的及び／又は時間的にノイズ圧縮され、かつ、動き補償された最後のソースフィールドからの画素の非線形結合を行う、
動き補償されたアップコンバージョン方法。
【請求項２】
該動き情報は画素ブロックの動きベクトルを含み、一方、該動き補償された補間は、該画素ブロックよりも小さい画素副ブロックに対し行われ、
該動き補償された補間を行うため、画素副ブロックの動きベクトルは、各出力画素副ブロックの動きベクトルに対し、現在の画素ブロックの動きベクトルを含む現在の画素副ブロックの最も近くにある画素ブロックの動きベクトルから、これら動きベクトルのどれが最小の画素副ブロックのマッチング誤差を生じるかに従い、一つのベクトルを選択することにより、該画素ブロックの動きベクトルから選択される、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
該空間的ノイズ圧縮はルミナンスに対してだけ行われ、該時間的ノイズ圧縮はルミナンス及び／又はクロミナンスに対して行われる請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
該動き補償された補間はルミナンス及びクロミナンスに対し行われる請求項１乃至３のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
該動き評価中に、インターレース・プログレッシブ変換が一つおきのソースフィールドに使用される請求項１乃至４のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
該動き評価中に、該インターレース・プログレッシブ変換は、水平方向にサブサンプリングされた画素の値に基づいて行われる請求項５記載の方法。
【請求項７】
該動き評価中に、両側のブロックマッチングが行われる請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
該動き評価中に、該動きベクトルの一方又は両方の成分（垂直成分、水平成分）は、計算されたノイズレベルに依存して強制的に０に近づけられる請求項１乃至７のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
水平方向又は垂直方向のメジアンフィルタリングが該画素副ブロックの動きベクトルの一方又は両方の成分（垂直成分、水平成分）上で行われる請求項２乃至８のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
該空間的ノイズ圧縮は、方向性のあるフィルタ、特にメジアンフィルタを含む請求項１乃至９のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
ソースフィールドの各フレームに対する該動き補償された補間中、４個の出力フィールドが生成され、
第２の出力フィールド及び第４の出力フィールドを構成するため、
該第２の出力フィールド及び第４の出力フィールドの両方に対し垂直方向に時間的補間されるか、又は、垂直方向に補間された画素と、
フォールバック画素
との組合せが使用され、
何れの場合でも、上記フォールバック画素は動き補償なしで使用される、請求項１乃至１０のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
該予測には、上記ルミナンス画素に対し水平方向に４の倍率で副サンプリングされたクロミナンス画素が使用される請求項１乃至１１のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
該動き補償された補間は、少なくともルミナンスに対し、垂直又は水平ピーキング、又はサイン補間（ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補間）を行う請求項１乃至１２のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
該垂直又は水平ピーキングは、該計算されたノイズレベルに依存するコアリング関数を含む請求項８乃至１３のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
該非線形結合を行う関数は、入力の値がゼロよりも大きく、最大可能な量よりも小さい場合に最大の量を有する請求項１乃至１４のうちいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
インターレース方式のビデオ信号の動き補償されたアップコンバージョン装置であって、
ビデオ信号フィールドは、方形の画素ブロックの格子を形成し、各画素ブロックは、該画素ブロックより小さい方形の画素副ブロックの格子を形成し、
アップコンバージョンでは、元のフィールド周波数のフィールドを有するビデオ信号は、第１のフィールドメモリを用い、入力フィールドを連続して該第１のフィールドメモリに書き込みそして該第１のフィールドメモリから入力フィールドを２回連続して読み出すことにより、元の２倍のフィールド周波数のフィールドを有するビデオ信号に変換され、
続く動き評価及び動き補償された補間では、第２のフィールドメモリ及びライン記憶手段が利用され、該第２のフィールドメモリの入力信号は、該第１のフィールドメモリの出力信号から空間的ノイズ圧縮を利用して引き出され、
空間的に隣接する画素の値は結合され、現在の画素の値を形成し、
該装置は、
該第１のフィールドメモリ手段の出力信号及び該第２のフィールドメモリ手段の出力信号を用い、２倍のフィールド周波数のフィールドのコンテンツに対し動き補償を実行し、それにより対応する動き情報を提供する手段、
該第２のフィールドメモリ手段の入力信号及び該第２のフィールドメモリ手段の出力信号から引き出された信号及び該動き情報を用い、２倍のフィールド周波数の該フィールドに対し動き補償された補間を実行し、それにより動き補償されたアップコンバージョン出力信号を生成する手段、
を有し、
該動き補償された補間の入力信号は、入力信号を遅延された入力信号と結合する反復的な時間的ノイズ圧縮手段を通過し、
遅延された入力信号は、該第２のフィールドメモリ手段の該出力信号であり、
該時間的ノイズ圧縮手段は、前のフィールドからの各画素の動き補償の予測器を有し、
該反復的時間的ノイズ圧縮手段は、空間的にノイズ圧縮された現在のフィールドからの画素と、該予測から得られる空間的及び／又は時間的にノイズ圧縮され、かつ、動き補償された最後のソースフィールドからの画素の非線形結合を行う、
動き補償されたアップコンバージョン装置。
【請求項１７】
該動き情報は画素ブロックの動きベクトルを含み、一方、該動き補償された補間は該画素ブロックよりも小さい画素副ブロックに対し行われ、
該動き補償された補間を行うため、画素副ブロックの動きベクトルは、各出力画素副ブロックの動きベクトルに対し、現在の画素ブロックの動きベクトルを含む現在の画素副ブロックの最も近くにある画素ブロックの動きベクトルから、これら動きベクトルのどれが最小の画素副ブロックのマッチング誤差を有するかに従い、一つのベクトルを選択することにより、該画素ブロックの動きベクトルから選択される、
請求項１６記載の装置。
【請求項１８】
該空間的ノイズ圧縮手段はルミナンスに対してだけ行われ、該時間的ノイズ圧縮手段はルミナンス及び／又はクロミナンスに対してだけ行われる、請求項１６又は１７記載の装置。
【請求項１９】
該動き補償された補間手段はルミナンス及びクロミナンスに対し行われる請求項１６乃至１８のうちいずれか１項記載の装置。
【請求項２０】
該非線形結合の実行用の第１のルックアップテーブルに格納された関数は、入力の値がゼロよりも大きく、最大可能な量よりも小さい場合に最大の量を有する、請求項１６乃至１９のうちいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動き補償されたアップコンバージョンの方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＴＶ標準規格は、５０、５９．９４又は６０Ｈｚのフィールド周波数を有する。かかる画像が表示されるとき、特定の画像の内容の場合にライン状のフリッカーが発生し、或いは、明るい画像の場合に、大きい領域状のフリッカーが、特に、大きい画面上で発生する。かかるアーティファクトは、表示アップコンバージョンが受像機で行われ、フィールド周波数が２倍にされるとき、低減される。しかし、ＡＡＢＢのような簡単なアップコンバージョンアルゴリズムは、新しい動きのアーティファクトを誘起する。上記アーティファクトを防止するため、通常、スピードアップ、動き評価及び動き補償用の三つの高価なフィールドメモリを必要とする動き補償が受像機内で行われる。
【０００３】
欧州特許出願第０５７４０６８号明細書には、スピードアップ用のフィールドメモリと、動き評価及び動き補償に共通のフィールドメモリの二つのフィールドメモリだけを用いて上記機能を行う方法が記載されている。しかし、多量の動きベクトルを格納するため付加的なメモリが必要とされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一つの目的は、二つのフィールドメモリと、動きベクトルを格納する一つの小記憶容量のベクトルメモリだけを必要とし、これにより付加的なノイズ圧縮を実現する動き補償されたアップコンバージョンの方法を開示することである。上記目的は請求項１に記載された方法によって実現される。
【０００５】
本発明の他の目的は、上記本発明の方法を利用する装置を開示することである。上記目的は、請求項に記載された装置によって実現される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１のフィールドメモリはフィールド周波数を２倍にするため使用される。第２のフィールドメモリは、高いフィールド周波数の信号上でノイズ圧縮と共に動き補償された補間を行うため、動き評価器、動き補償された補間器、予測器、反復フィルタ手段、及び、適当な処理時間遅延とに接続されて使用される。
【０００７】
本発明は、例えば、５０／５９．９４／６０／５０Ｈｚのインターレース方式から１００／１１９．８８／１２０／７５Ｈｚのインターレース方式へのアップコンバージョン、５０／５９．９４／６０／５０Ｈｚのインターレース方式から１００／１１９．８８／１２０／７５Ｈｚのプログレッシブスキャン方式へのアップコンバージョン、及び、５０／５９．９４／６０／５０Ｈｚのプログレッシブスキャン方式から１００／１１９．８８／１２０／７５Ｈｚのプログレッシブスキャン方式へのアップコンバージョンのため使用することが可能である。
【０００８】
本発明の一つの利点は、空間的かつ反復時間的なノイズ圧縮が動き補償されたアップコンバージョン（ＭＣＵ）に追加された場合でさえ、上記機能を行うためには二つのフィールドメモリだけで十分な点である。これは、動き補償された補間が、動き評価器と部分的に同一のビデオ入力信号を受け、誤りのある動きベクトルが計算された後、時間的フィルタは上記誤差を伝播しないという条件下で特殊な回路を用いることにより達成される。
【０００９】
上記時間的フィルタに誤差の伝播がないことは、時間的ノイズ圧縮に使用される制御の種類に起因して得られ、かつ、誤差はフィールドからフィールドで減衰することがテストによって分かった。
本発明の他の利点は、大きい画素ブロックの動きベクトルだけを格納すればよいので、ベクトルメモリの容量は小さくても構わないことである。これは、画素副ブロックの動きベクトルを格納しなくても済むように、処理中で必要とされる直前に、上記画素ブロックの動きベクトルから、修正された画素副ブロックの動きベクトルを計算することにより実現される。
【００１０】
動きベクトル及び／又は時間的フィルタの計算は、計算されたノイズレベルによって制御し得る利点がある。
原理的に、本発明の方法は、第１の段階で、ソースフィールドは２倍のフィールド周波数のフィールドを形成するため変換され、第２の段階で、動き評価及び該動き評価からの動き情報を使用する動き補償された補間は、該２倍のフィールド周波数のフィールドで行われるインターレース方式ビデオ信号の動き補償されたアップコンバージョンの方法であって、空間的及び／又は時間的ノイズ圧縮が該動き補償された補間に含まれる。
【００１１】
本発明の方法の有利な他の実施例は夫々の従属項に記載されている。
原理的に、本発明のインターレース方式のビデオ信号の動き補償されたアップコンバージョン用の装置は：
−  ソースフィールドを２倍のフィールド周波数のフィールドに変換するため使用される第１の記憶手段と；
−  フィールドからフィールドで動き評価を行う動き評価器に、その入力及び出力が接続された後続の第２の記憶手段と；
−  その入力及び出力が、該動き評価器から該画素副ブロックの動きベクトルを受け、フィールドからフィールドで動き補償を行ない、動き補償されたアップコンバージョン出力信号を発生する動き補償された補間器に接続された第３の記憶手段と；
−  夫々の入力信号は該第２の記憶手段の入力信号から得られ、最終的な出力信号は該第３の記憶手段の入力に供給される空間的ノイズ圧縮手段及び／又は後続の時間的ノイズ圧縮手段とからなり、
或いは上記装置は：
−  ソースフィールドを２倍のフィールド周波数のフィールドに変換するため使用される第１の記憶手段と；
−  第２の記憶手段の入力信号は、該第１の記憶手段の出力信号から得られ、かつ、動き評価器から動き情報を受け、フィールドからフィールドで動き補償を行い、動き補償されたアップコンバージョン出力信号を発生する動き補償された補間器の第１の入力に供給され、これにより、該動き補償された補間器の第２の入力の信号は第２の記憶手段の出力信号から得られる後続の第２の記憶手段と；
−  該第２の記憶手段の出力信号を第２の入力に受け、第１の入力の信号は該第１の記憶手段の出力信号から得られ、フィールドからフィールドで動き補償を行なう動き評価器と；
−  夫々の入力信号は該第２の記憶手段の入力信号から得られ、最終的な出力信号は、該第２の記憶手段の入力と、該動き補償された補間器の上記第１の入力とに供給される空間的ノイズ圧縮手段及び／又は後続の時間的ノイズ圧縮手段とからなる。
【００１２】
本発明の装置の有利な他の実施例は、夫々の従属項に記載されている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。
動き補償されたアップコンバージョン処理は以下の三つの段階、即ち：
−  ルミナンスだけを水平方向及び垂直方向に動き補償する段階と；
−  ルミナンスに対し空間的かつ時間的にノイズ圧縮を行う段階と；
−  クロミナンスに対し時間的のみにノイズ圧縮を行う段階と；
−  ルミナンス及びクロミナンスの動き補償された補間の段階と
に分割することが可能である。
【００１４】
動き補償評価器は、ＭＶで示される動きベクトルを計算し、上記ＭＶには信頼度ＣＬと、１フィールド当たりのノイズレベルＮが付随している。この結果は、ノイズ圧縮され、かつ、動き補償された出力画素を生成するため使用される。
以下では、５０／６０Ｈｚの範囲において：
−  偶数ソースフィールド  ＝  ソースフィールド  １，５，．．．，
−  奇数ソースフィールド  ＝  ソースフィールド  ３，７，．．．，
の場合を考え、１００／１２０Ｈｚの範囲では：
−  出力フィールド  １  ←  ソースフィールド１から
−  出力フィールド  ２  ←  ソースフィールド１とソースフィールド３の組合せ
−  出力フィールド  ３  ←  ソースフィールド３とソースフィールド５の組合せ
−  出力フィールド  ４  ←  ソースフィールド３とソースフィールド５の組合せ
の場合を想定する。
【００１５】
入力及び出力サンプルは、０＝ＬＳＢ（最下位ビット）乃至７＝ＭＳＢ（最上位ビット）の８ビット語で表わされる。
ビデオ入力フォーマット（４：１：１）は：
−  Ｙ＝１６（黒）．．．２４０（白）、ブランク値＝１６
−  Ｕ，Ｖ＝−１１２．．．０．．．＋１１２、ブランク値＝０（２の補数）
の場合を想定する。
【００１６】
ビデオ出力フォーマット（Ｄ／Ａ変換の前）は：
−  Ｙ＝０（極限の黒）．．．２５５（極限の白）、ブランク値＝１６
−  Ｕ，Ｖ＝０．．．１２８．．．２５５、ブランク値＝１２８
の場合を想定する。
図１において、フィールドメモリ又はＦＩＦＯ（先入れ先出し）スピードアップフィールドメモリＳＰＵＦＭは、入力信号Ｉのフィールド周波数を２倍にするため使用される。出力信号は、小容量のベクトルメモリを含む動き評価器ＭＥと、第２のフィールドメモリ又はＦＩＦＯフィールドメモリＦＭ１と、空間的ノイズフィルタＳＦとに供給される。動き評価器ＭＥの第２の入力には、フィールドメモリＦＭ１の出力が供給される。動き評価器ＭＥの出力は、動きベクトルＭＶ及び他の幾つかの情報を動き補償された補間器ＭＣＩと、予測器ＰＲＥＤの第１の入力とに送る。空間的ノイズフィルタＳＦの空間的にノイズフィルタリングされた出力は、時間的ノイズフィルタＴＮＲを介して動き補償された補間器ＭＣＩの第１の入力と、第３のフィールドメモリ又はＦＩＦＯフィールドメモリＦＭ２とに供給される。動き補償された補間器ＭＣＩの第２の入力は、フィールドメモリＦＭ２の出力によって供給される。フィールドメモリＦＭ２の出力は、予測器ＰＲＥＤの第２の入力に供給される。予測器ＰＲＥＤの出力は、時間的ノイズフィルタＴＮＲの第２の入力に供給される。
【００１７】
動き補償された補間器ＭＣＩの出力Ｏは、格納、或いは、画面に表示されるべく、最終的な動き補償をされ、アップコンバージョンをされ、ノイズ圧縮された信号である。
動き補償されたアップコンバージョンＭＣＵ回路内の処理時間は、別の図に示された適当な遅延、例えば、ＰＴＤ１及びＰＴＤ２を使用して容易に適合させ得る。種々のブロックの機能は、他の図面を参照して以下に説明する。
【００１８】
図１及び３乃至６において、平行な太線のダッシュは、全長（例えば、７０４画素）のライン遅延を表わし、それ以外のダッシュは、サブサンプリングされた画像データを格納する半分のライン遅延を示している。分割された太線のダッシュは、動き補償された補間器ＭＣＩ及び予測器ＰＲＥＤの両方で使用される共通のライン遅延である。
【００１９】
上記ライン遅延は、現在のラインの画素が出力されるとき必要とされる先の計算結果を上記図のブロックで利用可能にするため使用される。
動き補償された補間器ＭＣＩは、更に、例えば、スイッチＳＷ３の出力信号を使用する。
図２の基本的なブロック図には、フィールドメモリ又はＦＩＦＯスピードアップフィールドメモリＳＰＵＦＭと、第２のフィールドメモリ又はＦＩＦＯフィールドメモリＦＭと、動き評価器ＭＥと、動き補償された補間器ＭＣＩとが示されている。別個の配置であるため、二つのフィールドメモリ又はＦＩＦＯだけが必要とされる。図１に対し、スピードアップフィールドメモリＳＰＵＦＭの出力は、第１の処理時間遅延ＰＴＤ１を介して動き補償された補間器ＭＣＩの第１の入力と、フィールドメモリＦＭとに接続されている。処理時間遅延ＰＴＤ１は、動き評価器ＭＥで必要とされる処理時間を表わしている。フィールドメモリＦＭの出力は、動き評価器ＭＥの第２の入力に接続され、第２の処理時間遅延ＰＴＤ２を介して動き補償された補間器ＭＣＩの第２の入力に供給される。
【００２０】
ＳＧＳ−トムソン製のＳＴｉ３２２０のような動き評価チップと、ＳＧＳ−トムソン製のＩＭＳＡ１１０のような２次元の動き補償された補間フィルタと、ＳＧＳ−トムソン製のＳＴｉ３５００のような２次元の動き補償された補間器を含むＭＰＥＧ２方式の復号化器は、既に市場に出ている。
遅延ＰＴＤ１とＰＴＤ２の遅延時間は等しい。フィールドメモリＦＭの遅延時間は、１フィールドから遅延ＰＴＤ１の遅延時間を引算した時間である。これは、動き評価器の第１と第２の入力の間、及び、動き補償された補間器ＭＣＩの第１と第２の入力の間に、夫々、１フィールド（例えば、１０ｍｓ）の総遅延時間が得られることを意味している。
【００２１】
ＰＴＤ１で示されたブロックは、遅延ＰＴＤ２の出力からの入力信号と、動き評価器からの動き情報とを受ける新規のノイズ圧縮を含んでいる。
図３乃至６は、図２の基本回路をより詳細に示す他の実施例を表している。
図３の（Ａ）において、図２中のブロックＰＴＤ１＋ＮＲは、第１のライン遅延ＬＤ１と、処理時間遅延ＰＴＤ１と、空間的ノイズフィルタＳＦと、時間的ノイズフィルタＴＦを直列に含んでいる。フィールドメモリＦＭの出力は、第２のライン遅延ＬＤ２と、第２のスイッチＳＷ２の第１の入力と、ＰＴＤ２とを介して、動き補償された補間器ＭＣＩの第２の入力と、予測器ＰＲＥＤの第２の入力とに供給されている。スイッチＳＷ２の第２の入力は、フィールドメモリＦＭの出力に接続されている。
【００２２】
動きベクトルＭＶと、例えば、ノイズレベルＮに関する情報及びベクトルの信頼度ＣＬに関する情報は、第３のライン遅延ＬＤ３を介して動き評価器ＭＥから動き補償された補間器ＭＣＩに送られる。ライン遅延ＬＤ３の入力は第１のスイッチＳＷ１の第１の入力に接続され、ライン遅延ＬＤ３の出力は第１のスイッチＳＷ１の第２の入力に接続されている。スイッチＳＷ１の出力は、動きベクトルＭＶを予測器ＰＲＥＤの第１の入力に供給する。ライン遅延ＬＤ３は、１ラインに対し書き込まれ、連続する２ラインに対し読み出される。その理由は、同一の画素副ブロック動きベクトルが２本のラインに適用されるからである。
【００２３】
予測器ＰＲＥＤの出力は、時間的ノイズフィルタＴＦの第２の入力に接続されている。偶数出力ラインＥＯＬの場合、スイッチＳＷ１の第１の入力は動作的であり、一方、奇数出力ラインＯＯＬの場合、スイッチＳＷ１の第２の入力は動作的である。フィールド１及び２の場合、スイッチＳＷ２の第１の入力は動作的であり、一方、フィールド３及び４の場合、スイッチＳＷ２の第２の入力は動作的であり、即ち、スイッチＳＷ２の出力に接続されている。
【００２４】
動き評価器ＭＥは、画素ブロック動きベクトルと、画素ブロックゼロベクトルとを格納するベクトルメモリＲＡＭを含む。
図３の（Ｂ）には、入力信号Ｉの場合に現れる信号Ｏの上記出力フィールドが（ライン番号と共に）示されている。しかし、フィールドＦ３及びＦ７は、共にＯ出力フレームの最初のフィールドである。
【００２５】
基本的に図４の実施例は、ライン遅延ＬＤ１の機能が、動き評価器ＭＥの一部である夫々の１ライン遅延によって行われる点で図４の実施例と相違している。動き評価器ＭＥは、遅延ＰＴＤ１の入力に接続された対応する第２の出力を有する。その上、第２のライン遅延ＬＤ２は図４では省かれている。第２のスイッチＳＷ２の第２の入力は、動き補償された補間器ＭＣＩの第２の出力と、内部の１ライン遅延とを介して、動き補償された補間器ＭＣＩ内の第３のスイッチＳＷ３の出力に接続されている。スイッチＳＷ３の第１の入力は、フィールド１及び２に対し動作的であり、内部の１ライン遅延を介して動き補償された補間器ＭＣＩの第１の入力に接続されている。スイッチＳＷ３の第２の入力は、フィールド３及び４に対し動作的であり、動き補償された補間器ＭＣＩの第３の入力を介してフィールドメモリＦＭの出力に接続されている。予測器ＰＲＥＤは、出力フィールドＯＦ３及びＯＦ４の処理中に、第４のライン遅延を必要とする。スイッチＳＷ３の出力のライン遅延は、動き補償された補間器ＭＣＩ／予測器ＰＲＥＤの右側で三つの後続のライン遅延に対し予め配置されたライン遅延であると見なし得る。
【００２６】
基本的に、図５の実施例は、空間的フィルタＳＦが元の位置で省かれているが、空間的フィルタＳＦの機能が動き評価器ＭＥに組み込まれている点で図４の実施例とは相違している。
基本的に、図６の実施例は、予測器ＰＲＥＤが元の位置で省かれているが、予測器ＰＲＥＤの機能が、動き補償された補間器ＭＣＩに組み込まれている点で相違している。
【００２７】
図２乃至６において、動き評価器ＭＥは、ノイズ圧縮されていない入力信号と、先に計算された動きベクトルが既に適用されたノイズ圧縮された入力信号とを受け、一方、動き補償された補間器ＭＣＩは、二つのノイズ圧縮された入力信号を受ける。フィールドメモリＦＭは、１フィールドの遅延から時間的フィルタＴＦの遅延、例えば、２ラインを引算した遅延を有する。
【００２８】
ルミナンス処理
ソース信号Ｉ、５０／６０Ｈｚ／２：１／６２５は、フィールドメモリによって、１００／１２０Ｈｚ／２：１／６２５のＡＡＢＢフィールド繰り返しフォーマットにスピードアップされる。図７のタイミングチャートは、信号Ｉの奇数（Ｏ）／偶数（Ｅ）フィールド  Ｆ１，Ｆ３，Ｆ５，．．．と、スピードアップ（ＳＰＵ）フィールド  Ｆ１，Ｆ１，Ｆ３，Ｆ３，Ｆ５，．．．と、出力信号Ｏのフィールド  Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，．．．を示している。
【００２９】
上記処理の中間段階はインターレース・プログレッシブ変換であり、そのグリッドが図９に示されている。動き評価器ＭＥ（図８の（Ａ））の場合、奇数及び偶数フィールドのラインを共通の垂直方向グリッドに置くため、ルミナンスの奇数ソースフィールドだけが垂直方向に補間される。
動き補償された補間器の場合、ソースフィールドと、ルミナンス及びクロミナンスの両方のプログレッシブスキャンのグリッド（図８の（Ｂ））は、垂直方向のフィルタによって生成される。
【００３０】
図８では、以下の符号：
×  ソースグリッド；
○  垂直方向のプログレッシブスキャン補間によって生じたライン；
●  出力ラインの空間的位置；
が使用されている。Ｆ１は奇数（Ｏ）ソースフィールドであり、一方、Ｆ３は偶数（Ｅ）ソースフィールドである。
【００３１】
奇数フィールドＦ１に対する図９の（Ａ）と、偶数フィールドＦ３に対する図９の（Ｂ）とに示されているように、動き評価器において、両方のフィールドは、水平方向に予めフィルタリングされ、サブサンプリングされている。上記の如く生成されたグリッドは、図８の（Ａ）に示す如く、垂直方向Ｖ及び水平方向Ｈにサブサンプリングされたプログレッシブスキャンのグリッドに対応する。水平方向の前置フィルタは、係数（１／１６，２／１６，３／１６，４／１６，３／１６，２／１６，１／１６）を有し、ルミナンス上だけで行われる。フィルタリングは、最初に加算し、次いで、切捨てることにより行われる。
【００３２】
図９では、以下の符号が使用されている：
×  ソースグリッド；
×又は○  プログレッシブスキャングリッド。○の値は×の値を垂直方向に平均化することによって計算される；
□  垂直方向及び水平方向にサブサンプリングされたプログレッシブスキャンのグリッド（＝第１，第３，第５，．．．動作的画素）。これは、動き評価と、信頼度と、ノイズレベルの計算に使用されるグリッドである；
〇  サブサンプリング。大きい円で示された中心画素は出力画素の場所である。
【００３３】
図１０は、垂直方向及び水平方向にサブサンプリングされたプログレッシブスキャンのグリッド内の画素ブロックＭＢと画素副ブロックＳＢとを示している。画素副ブロックＳＢは、２＊２画素の寸法を有する。サブサンプリングされていない画素ブロックは、１フレームに３２画素＊１６ラインの寸法と、１フィールドに３２画素＊８ラインの寸法とを有する。画素ブロックは、水平方向及び垂直方向にサブサンプリングされたプログレッシブスキャンのグリッドに１６画素＊８ラインの寸法を有する。
【００３４】
動き評価器は、ＭＢで示された大きいルミナンス画素ブロック上で両側のブロックマッチングを行える利点がある。画素ブロックは１６画素＊８ラインの寸法を有する。両側のブロックマッチングは、本出願人の国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ９４／０２８７０号により詳細に記載されている。
動き評価器において、実現可能な各動きベクトルＭＶは各画素ブロックＭＢに適用される。各動きベクトルに対し、前のフィールドの画素ブロックと、動き方向に沿った現在のフィールドの対応する画素の絶対値の差（２の補数）を累積することにより誤差Ｅが計算される。次いで、最良のマッチング、即ち、最小の誤差を与えるベクトルが、ＭＢＭＶによって示される画素ブロック動きベクトルとして選択される。
【００３５】
幾つかの等しい最小誤差、即ち、幾つかの同等に良好な動きベクトルが存在する場合、動きベクトルは以下の順序で選択される：
第１番目  最もゼロに近い水平成分を有する動きベクトルＭＶ
第２番目  正の水平成分を有する動きベクトルＭＶ
第３番目  最もゼロに近い垂直成分を有する動きベクトルＭＶ
第４番目  正の垂直成分を有する動きベクトルＭＶ
動きベクトルＭＶは、水平成分ＭＶＨと垂直成分ＭＶＶとにより構成される。水平成分は、画面上を左から右へ動く場合に正である。垂直成分は、画面上を上から下へ動く場合に正である。図１１には、補間されるべきフィールド内の次の各画素ブロックＭＢに対し動きベクトルＭＶが生成するための前のフィールドＰＦ（ｚ−１）と、現在のフィールドＣＦ（ｚ）の特定の探索ウィンドウＳＷＷ内の両側ブロックマッチングが示されている。
【００３６】
図１２の（Ｂ）に示したように、使用された副グリッドに起因して、ある種の動きベクトル（−１４，−１０，−６，−２，＋２，＋６，＋１０，＋１４）に対し副グリッド画素の距離の２分の１の小さい位置的誤差が発生する可能性がある。この小さい誤差は許容可能である。
図１２の（Ａ）には、垂直動きベクトル成分ＭＶＶ：＋２，０，−２が示されている。原理的に、より長いライン遅延が費やされたとき、垂直動きベクトルＭＶＶに対しより多数の値を実現することができる。ライン遅延は高価である（大きいチップ面積を必要とする）ので、アップコンバージョンの目的に上記三つの値で十分であることを示すテストが行われる。
【００３７】
図１２の（Ｂ）には実現可能な水平動きベクトル成分ＭＶＨが示されている。使用された符号は以下の意味がある：
□  垂直方向及び水平方向にサブサンプリングされたプログレッシブスキャンのグリッド；
○  動きベクトルを計算するための正確な位置；
●  動きベクトルを計算するための僅かに誤りのある位置。
【００３８】
本発明の一つの特徴は、動き補償されたアップコンバージョンを制御するためノイズ測定を使用することである。本発明で使用し得るノイズ測定の一例は、本出願人の欧州特許出願第０５６２４０７号明細書に記載されている。
更なるノイズ測定法を図１３と組み合わせて説明する。テレビ標準規格のＢ及びＧの場合、動作的画像ＡＣＰは、３６の画素ブロックの高さを有し、テレビ標準規格のＭの場合、３２の画素ブロックの高さを有する。一つの中心ゾーンＰＮＬ０、又は、例えば、（実現可能なピクチャーインピクチャーの特徴による）三つのゾーンＰＮＬ１、ＰＮＬ２及びＰＮＬ３は、ノイズを測定するため使用される。最初に、各ゾーンに対する最小の画素ブロック誤差が計算され、次に、予備のノイズレベルＰＮＬを得るため三つの最小値がメジアンフィルタリングされる。現在のソースフィールドｚにおいて：
ＰＮＬ＝メジアン〔ＰＮＬ１，ＰＮＬ２，ＰＮＬ３〕
のように表わされ、ＰＮＬは１６で分割され：
ＰＮ(z)＝ＰＮＬ／１６
である。最終的なノイズレベルＮ(z)は更なるメジアンフィルタリングによって形成され：
Ｎ(z)＝メジアン〔Ｎ(z-1)＋２，〔ＰＮ(z)＋ＰＮ(z-1)〕／２，Ｎ(z-1)−２〕｛切捨て｝
のように表わされる。
【００３９】
従って、ノイズ評価は、１入力フィールド当たり１回更新され、フィールドとフィールドの間に±２の最大値で変えられる。
Ｎ(z)は現在の動作的なフィールドの終わりまで分からないので、Ｎ(z)を画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶに続くブランキング期間中に更新することが可能である。Ｎ(z)は適応時間的ノイズ圧縮によって使用される。１１ビットワード長の場合、Ｎ(z-1)は、上記メジアン値を計算する際にアンダーフローとオーバーフローを防止するため２と２０４５の間に制限される。Ｎ(z)又はそのビットの一部は、Ｉ２Ｃバスを介して読出可能である。
【００４０】
電源投入時の初期化は：ＰＮＬ，ＰＮ(z)，ＰＮ(z-1)＝０，Ｎ(z-1)＝２である。
本発明の更なる特徴は、動き補償されたアップコンバージョンを制御、即ち、両側のブロックマッチングによって見つけられた動きベクトルを補正する周期的な構造を検出し、考慮する点である。本発明で使用し得る周期的な構造の検出の一例は、本出願人の欧州特許出願第９４１１５７３２号明細書に記載されている。
【００４１】
周期的な構造において動き評価は非常に重要である。非常に良好なマッチング、即ち、非常に小さい誤差を示す幾つかのベクトルが存在する。従って、好ましくは、水平方向の周期的な構造の補正が行われる。ブロックマッチング処理から、実現可能な各画素ブロック動きベクトルの対応する誤差が分かる。理論的には、図１４の（Ａ）乃至（Ｄ）から分かるように、水平方向の周期的な構造によって、行の範囲内に幾つかの誤差の最小値が得られるが、同じ行の範囲内に幾つかの誤差の最大値が生じる。図１４において、画素の上側の行はソースフィールド（ｚ）のラインｎを示し、下側の行はソースフィールド（ｚ−１）のラインｎを示している。図１４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、夫々、同図の（Ａ）の下側に示された周期的な画像輝度信号（例えば、フェンス）の第１、第２、第３及び第４の実現可能な動きベクトルを表わしている。従って、最大と最小の誤差の間に大きな差が存在し、かつ、真の第２の最小値が存在するならば、現在の画素ブロックは周期的な構造を有すると考えられる。上記ブロックは周期的な構造を有することが確認された場合、上側又は左側のいずれかの隣接する最小の誤差が得られる画素ブロックに属する動きベクトルは、現在の画素ブロックに対し見つけられた動きベクトルを置き換える。同一の場合、左側の画素ブロックのベクトルの方が優先される。
【００４２】
フィールド内の第１、即ち、左上の画素ブロックに対し、周期的な構造の補正はスイッチオフされる。第１の画素ブロックの行の残りの部分に対し、左側の候補だけが得られる。第１の画素ブロックの列の残りの部分に対し、上側の候補だけが得られる。これにより、以下のアルゴリズムが得られる：
もし  〔（真の第２の最小の行の誤差が存在し）  かつ  （２番目の最小の
行の誤差  −  最小の行の誤差  ＜  最大のブロック誤差／２）〕
ならば
（もし  現在のブロックは最も左側ではない  ならば
画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ
＝画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶleft
であり
もし  現在のブロックは最も上側ではない
かつ  ＭＢＭＶupは最良のマッチングを与える  ならば
画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ
＝画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶup
であり）
それ以外の場合
画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ
＝（最小ブロック誤差に対応する）画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ
第２の最小の行の誤差は、水平方向の両側により大きい誤差のある真の最小値でなければならない。従って、行の境界は、非常に小さい誤差、即ち、誤差＝ゼロを表わしていると見なすことができる。
【００４３】
第２の最小の行の誤差は、現在のブロックが周期的であるかどうかを判定するためだけに使用されるので、同一の第２の最小の行の誤差が幾つか存在する場合、最終的に使用された誤差がどれであるかは重要ではない。
図１５には、現在のベクトル範囲のブロックＣＵＢと、対応する左側のブロックＬＥＢと、上側のブロックＵＰＢの一例が示されている。ＭＶＨは水平動きベクトル成分、ＭＶＶは水平動きベクトル成分、ＭＶＵＰは上側ブロックから選択された動きベクトルの場所、ＭＶＬＥは左側ブロックから選択された動きベクトルの場所を表わしている。
【００４４】
ＭＢＥは最大のブロックの誤差の場所を、ＭＲＥは最大の行の誤差の場所を、２ＭＲＥは第２の最小の行の誤差を、ＭＩＮＲＥは、上記例の場合、最小のブロックの誤差ＭＩＮＢＥと一致する最小の行の誤差を、ＣＨＲは最小のブロックの誤差のある行に対応する選択された行を表わしている。
場所ＭＶＬＥ及びＭＶＵＰから始まる矢印は、夫々、隣接するブロックから対応する最小の誤差ＣＥＲＲに従って選択された移動ベクトルを表わしている。
【００４５】
偶数出力フィールドにおいて、水平動きベクトル成分ＭＶＨは、ノイズによる曖昧さを回避するためゼロの方向への僅かなバイアスを有する。垂直動きベクトル成分ＭＶＶは、動きベクトルを計算するため使用された二つのフィールドの中の一方の垂直方向の補間によって、ゼロの方向へのより強いバイアスを受ける。垂直方向画素ブロック境界ＶＭＢＢを用いて図１６に示されているように、垂直方向の移動の問題を回避することが重要である。奇数ソースフィールドＯＳＦと偶数ソースフィールドＥＳＦの間に、奇数の補間されたフィールドＯＩＦが形成される。
【００４６】
例えば、Ｂは値１６の黒画素であり、Ｇは値１２８のグレイ画素であり、Ｗは値２４０の白画素である。画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ（０，０）は、垂直方向画素ブロック境界ＶＭＢＢの上にある画素ブロックの最も下の行から１６画素＊値１２８＝２０４８の誤差を生じる。画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ（０，＋２）はゼロの誤差を生じる。
【００４７】
垂直方向のゼロ強制：
もし  Ｅｒｒｏｒ（ｈ，０）  ≦  〔Ｅｒｒｏｒ（ｈ，ｖ）＋２０４８〕
ならば          画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ＝ｈ，０
それ以外の場合  画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ＝ｈ，ｖ
水平方向のゼロ強制（上記結果を使用する）：
もし  Ｅｒｒｏｒ（ｈ，０）
≦  〔Ｅｒｒｏｒ（ｈ，ｖ）＋６４＋ＺＦＥ＋Ｎ(z)／４〕
ならば          画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ＝０，ｖ
それ以外の場合  画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ＝ｈ，ｖ
ＺＦＥ＝ゼロ強制化偶数フィールドであり、ＺＦＥ＝０，１，２又は４は、Ｉ２Ｃ−バスを介してプログラミング可能である。デフォルトは：ＺＦＥ＝１である。Ｎ(z)は上記ノイズレベルである。
【００４８】
出力フィールド３のゼロ強制：
フィールドＯＦ３は、非常に限界的であり、実在するゼロモーションが検出されなかった場合、ラインフリッカーを生じる。しかし、画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶを計算するための水平方向及び垂直方向のゼロ強制は分離されているので、画素ブロックゼロベクトルＭＢＺＶは画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶから直接得られる。
【００４９】
もし  （画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ＝０）
ならば          画素ブロックゼロベクトルＭＢＺＶ＝０
それ以外の場合  画素ブロックゼロベクトルＭＢＺＶ＝１
ここまで説明したアルゴリズムは、画素ブロック当たり１個の動きベクトルを生成する。水平動きベクトル成分ＭＶＨには１６個の実現可能な値があり、４ビットで符号化することが可能である。垂直動きベクトル成分ＭＶＶには３個の実現可能な値があり、２ビットで符号化できる。完全な動作的な画像（図１３を参照のこと）は、現在の画像（ｚ）当たり７９２個の画素ブロックを生じる３６＊２２個の画素ブロックを有し、画素ブロックは６ビット毎のワード長で動き評価器ＭＥのベクトルメモリＲＡＭに格納される。上記ベクトルメモリは、出力フィールドＯＦ３の計算のため画素ブロックゼロベクトルＭＢＺＶの値を格納する。
【００５０】
次のステップは、例えば、サブサンプリングされたプログレッシブスキャングリッド上に２＊２画素、又は、プログレッシブスキャングリッド上に４＊４画素の寸法を有する画素副ブロックとして知られているより小さい領域に特有の動きベクトルを計算するため上記情報を使用することである。画素副ブロックの動きベクトルの計算の一例は、欧州特許出願第９４１１３４９４号明細書により詳細に記載されている。そこから得られる利点は、画素副ブロック動きベクトルが必要とされる直前に計算されるので、格納する必要がなく、動き評価器に少ない容量のＲＡＭが得られる。画素ブロックベクトルは最初のフィールドで計算され、画素副ブロック動きベクトルは次のフィールドで計算される。
【００５１】
三つの空間的に最も近くにある隣接する画素ブロック動きベクトルを特有の画素副ブロックに適用し、三つの対応する画素副ブロック誤差ＳＥを計算することにより、特定の画素副ブロックの動きベクトルとして三つの空間的に最も近くにある隣接する画素ブロック動きベクトルの中の一つが選択される。
図１７において、画素ブロックＣは四つの領域に分割されている。左上側の領域の画素副ブロックの候補動きベクトルは、最も近くにある画素ブロックＡ、Ｂ及びＣの動きベクトルから選択される。左上側の領域の画素副ブロックの候補動きベクトルは、最も近くにある画素ブロックＡ、Ｃ及びＤの動きベクトルから選択される。左下側の領域の画素副ブロックの候補動きベクトルは、最も近くにある画素ブロックＢ、Ｃ及びＥの動きベクトルから選択される。右下側の領域の画素副ブロックの候補動きベクトルは、最も近くにある画素ブロックＣ、Ｄ及びＥの動きベクトルから選択される。
【００５２】
画素副ブロックの誤差は、図１８に示したように、フィールド（ｚ）とフィールド（ｚ−１）の間の画素副ブロックＳＢの領域内の４個の画素の差ｄi の累積によって計算され：
ＳＥ（ｘ，ｙ）＝｜ｄ1｜＋｜ｄ2｜＋｜ｄ3｜＋｜ｄ4｜
が得られ、式中、ｘ，ｙは三つの画素ブロック動きベクトルの中の一つの成分を表わしている。
【００５３】
最小の誤差ＳＥ（ｘ，ｙ）が得られる画素ブロック動きベクトルＭＢＭＶ（ｘ，ｙ）は、現在のブロックに対し予備的に選択されている。次いで、誤りのあるベクトルを消去するため、３タップの水平方向メジアンフィルタリング演算が画素副ブロック動きベクトルの各成分ＳＢＭＶＨ及びＳＢＭＶＶに対し行われる。得られた動きベクトルは、上記画素副ブロックに属する偶数出力フィールドの画素を計算するため使用される。ｘ及びｙは、夫々、水平及び垂直方向の画素副ブロックの位置である。
【００５４】
上記計算された画素副ブロック誤差ＳＥは、動きベクトルの信頼度を直接的に表わすことが利点である。画素副ブロック誤差ＳＥが小さい数値を有する場合、信頼度ＣＬは大きく、画素副ブロック誤差ＳＥが大きい数値を有する場合、信頼度ＣＬは小さい。本出願人による欧州特許出願第９４１１５７３３号明細書には、信頼度の測定がより詳細に記載されている。
信頼度ＣＬは、以下の式に従って、動き評価器ＭＥで計算することができる：ＣＬ”＝メジアン〔ＳＥ(x-1)／２，ＳＥ(x)／２，ＳＥ(x+1)／２〕
ＣＬ  ＝ＣＬ”／ＣＬｄｉｖ                        ｛切捨て｝
信頼度ＣＬは、例えば、８ビットに制限される。ＣＬｄｉｖは、例えば、Ｉ２Ｃバスによってプログラム可能な予め選択された倍数１，２，４，８である。デフォルト値は：ＣＬｄｉｖ＝２である。
【００５５】
水平方向メジアンフィルタは、信頼度がブロック境界の両側で良好な場合、境界全体で良好な状態を維持し、一方、フィルタリングされていない信頼度は良くないことを保証するため適用される。
クロミナンス処理で使用されるソフトスイッチのため、クロマ信頼度ＣＣを動き評価器ＭＥで計算することが可能である：ＣＣ＝ＣＬ／２。
【００５６】
更に、信頼度ＣＬと、ノイズレベルＮとは無関係の時間的ノイズ圧縮オン／オフ信号ＴＮＲＳは、以下のように動き評価器ＭＥで生成される：
もし  （ＣＬ＊ＣＬｄｉｖ  ＜  ２＊Ｎ）
ならば            時間的ノイズ圧縮オン／オフ信号ＴＮＲＳ＝１
それ以外の場合    時間的ノイズ圧縮オン／オフ信号ＴＮＲＳ＝０
本発明の更なる特徴はノイズ圧縮である。ノイズ圧縮には２段のノイズ圧縮、即ち、空間的ノイズ圧縮ＳＮＲと、時間的ノイズ圧縮ＴＮＲがある。空間的ノイズ圧縮は、好ましくは、ルミナンス上だけで行われるが、クロミナンスにも適用可能であり、一方、時間的ノイズ圧縮は、好ましくは、ルミナンス及びクロミナンスの両方で行われる。図１９には、図１乃至６による実施例のノイズ圧縮に対する共通の原理が示されている。付加的な処理時間又はライン遅延は示されていない。スピードアップ入力信号ＩＳＰＵは、最初に空間的ノイズ圧縮ＳＮＲ手段で処理される。しかし、空間的ノイズ圧縮ＳＮＲと、時間的ノイズ圧縮ＴＮＲの順序は反対でも構わない。
【００５７】
空間的ノイズ圧縮ＳＮＲはノイズレベルＮで制御され、Ｎが低い場合、例えば、Ｎ≦４の場合、起こり得る分解能の劣化を回避するためバイパスされる。上記Ｎは動き評価器ＭＥから得られる。空間的ノイズ圧縮は、Ｉ２Ｃバスを介して、動作可能／動作禁止にされる。デフォルトは、動作可能である。
図２０に示したように、空間的ノイズ圧縮フィルタは、水平方向及び／又は垂直方向及び／又は対角方向ローパスフィルタによって構成され、或いは、２次元又は方向性メジアンフィルタによって構成してもよい。方向性フィルタリングの場合、フィルタの方向は、中心画素の対応する隣接する画素との相関の関数である。
【００５８】
図２０のフィルタは、例えば、３＊３画素のウィンドウ内で動作し、インパルスノイズを低減するが、テクスチャー、ディテール、及び、エッジを保存し、以下の通り動作する：
矢印ｄ１乃至ｄ４は、ｘ１１乃至ｘ３３の画素値のフィルタリング方向を示している。
【００５９】
四つの対応する相関は：
ｋ１  ＝  ｍｉｎ（｜ｘ２１−ｘ２２｜，｜ｘ２２−ｘ２３｜）
ｋ２  ＝  ｍｉｎ（｜ｘ１２−ｘ２２｜，｜ｘ２２−ｘ３２｜）
ｋ３  ＝  ｍｉｎ（｜ｘ１３−ｘ２２｜，｜ｘ２２−ｘ３１｜）
ｋ４  ＝  ｍｉｎ（｜ｘ１１−ｘ２２｜，｜ｘ２２−ｘ３３｜）
のように形成される。
【００６０】
四つの対応するフィルタリング結果は：
ｍ１  ＝  メジアン（ｘ２１，ｘ２２，ｘ２３）
ｍ２  ＝  メジアン（ｘ１２，ｘ２２，ｘ３２）
ｍ３  ＝  メジアン（ｘ１３，ｘ２２，ｘ３１）
ｍ４  ＝  メジアン（ｘ１１，ｘ２２，ｘ３３）
のように形成される。
【００６１】
最小の相関の方向い対応するフィルタリング結果は、位置２２の最終的な出力画素の値として選択される。最小値が二つ以上存在する場合、例えば、次の順序：ｍ１，ｍ２，ｍ３，ｍ４で優先順位を付けることができる。
ウィンドがより大きい場合、他の方向に対応する計算を行ってもよい。
図１９を参照すると、空間的ノイズ圧縮の出力は、時間的ノイズフィルタＴＮＲを通過し、その時間的ノイズフィルタＴＮＲの出力は、動き補償された補間器ＭＣＩに入力されている。基本的に、時間的フィルタは、現在のフィールドを含む種々のフィールドからのデータを結合する。時間的フィルタＴＦ（ルミナンス及びクロミナンス）は、非線形係数を伴う反復フィルタでもよい点が有利である。時間的フィルタＴＦの後ろには、予測器ＰＲＥＤと、補間器ＭＣＩと、フィールド遅延ＦＭとが接続されている。時間的フィルタＴＦは、時間的ノイズフィルタＴＮＲとノイズレベルＮとによって制御される。予測器ＰＲＥＤは、フィールドメモリＦＭの出力信号と、動き評価器ＭＥからの画素副ブロック動きベクトルＳＢＭＶとを受ける。ルミナンスの場合、空間的及び時間的にノイズ圧縮されたソースフィールド（ｚ−１）からの予測された画素副ブロックは、空間的ノイズ圧縮から得られるフィールド（ｚ）の空間的にノイズ圧縮されたソースフィールドの画素副ブロックと共に時間的フィルタＴＦで考慮される。時間的ノイズ圧縮ＴＮＲの出力信号は、空間的及び時間的にノイズ圧縮されたソースフィールド（ｚ）の画素副ブロックからなる。
【００６２】
ノイズのために誤りのある動きベクトルが計算された場合、動き評価器ＭＥは、先に計算された動きベクトルを用いて構成された動き補償された信号を利用するので、反復時間的フィルタは、誤りのある空間的位置で部分的に誤りのあるビデオ情報に関する上記誤差を伝播する。従って、時間的に続く動きベクトルの計算は、間違っている可能性がある。時間的ノイズ圧縮において予測されたビデオ情報に適用された係数に起因して、かかる妨害の影響はフィールドからフィールドで減衰する。注意深いテストによって、実際上、かかる誤差は伝播することなく、従って、本発明のより安価な動き補償されたアップコンバージョンＭＣＵ回路を使用できることが分かった。
【００６３】
上記係数によって、最大で上記予測されたビデオ信号の約３／４の部分だけを現在のフィールドのビデオ信号に加算することができるようになる。例えば、ノイズを含むソース信号の場合に、動きベクトルの信頼度ＣＬがより低いならば、上記部分は削減されるので、可能な誤差伝播は一層減少させられる。
動き補償された補間器ＭＣＩは、動き評価器ＭＥから信号ＳＢＭＶ、Ｎ、ＣＬ、ＣＣ及びＭＢＺＶを受け、ＭＢＺＶは、ソースフィールド（ｚ−１）の最後の動き評価からの画素ブロックゼロ動きベクトルである。
【００６４】
時間的ノイズ圧縮オン／オフ信号ＴＮＲＳのルミナンス処理を以下に示す：
もし  （ＴＮＲＳＬ  動作可能  〔Ｉ２Ｃ−バスを介して〕）  かつ
（ＴＮＲＳ  ＝  １）
ならば          ルミナンスの時間的ノイズ圧縮はスイッチオンされる
それ以外の場合  評価失敗に起因したブラーリング(blurring)を避けるため
ルミナンスの時間的ノイズ圧縮はバイパスされる
デフォルト値  ＝  ＴＮＲＳＬ  動作可能
信号ＴＮＲＳのクロミナンス処理を以下に示す：
もし  （ＴＮＲＳＣ  ＝  強制状態〔Ｉ２Ｃ−バスを介して〕）  又は
（ＴＮＲＳ  ＝  １）
ならば          クロミナンスの時間的ノイズ圧縮はスイッチオンされる
それ以外の場合  クロミナンスの時間的ノイズ圧縮はバイパスされる
デフォルト値  ＝  ＴＮＲＳＣ  強制状態
予測器ＰＲＥＤは、前のフィールドを動き方向に投射するため画素副ブロック動きベクトルＳＢＭＶを利用し、かつ、インターレースに起因して、インターレースされていない画像の失われた画素を発生するため補間、例えば、垂直方向の平均化を行う。図２１の（Ａ）には垂直動きベクトル成分ＭＶＶ＝−２の場合の一例が示され、同図の（Ｂ）には水平動きベクトル成分ＭＶＨ＝−４の場合の一例が示されている。投射された前のフィールドＰＰＲＦは現在のフィールドＣＵＦの位置にある。投射されたフィールドのラインｎ＋２は、現在のフィールドのラインｎ＋２の位置にある。
【００６５】
×は入力画素、○は垂直方向（１／２，１／２）に補間された画素、ＣＨはクロ画素の位置、〇は時間的フィルタＴＦによって使用された画素を表わしている。
時間的ルミナンスフィルタは、空間的にノイズ圧縮された現在のフィールド（ｚ）と、予測器から出力された空間的及び時間的にノイズ圧縮された最後のソースフィールド（ｚ−１）とを受ける。両方の結合、好ましくは、非線形結合は、動き補償された補間器ＭＣＩのため時間的にノイズ圧縮されたルミナンス入力フィールドを生じる。
【００６６】
時間的クロミナンスフィルタは、現在のフィールド（ｚ）と、予測器から出力された時間的にノイズ圧縮された最後のソースフィールド（ｚ−１）とを受ける。両方の結合、好ましくは、非線形結合は、動き補償された補間器ＭＣＩのため時間的にノイズ圧縮されたクロミナンス入力フィールドを生じる。
図２２には時間的フィルタの一実施例が示されている。減算手段ＳＵＢにおいて、現在のソースフィールドＣＵＦは予測された前のフィールドＰＰＲＦから減算される。出力信号は、符号を表わす１ビットを用いて、第１のスイッチＳＷＡを制御し、絶対値手段ＡＢＳを介して第１の乗算手段Ｍ１及び第２の乗算手段Ｍ２に伝達される。第１の乗算手段Ｍ１は、入力信号としてノイズレベルＮを有する第１のルックアップテーブルＬＵＴ１から出力された倍率によって制御される。第１の乗算手段Ｍ１の出力信号は、クリッピング手段ＣＬＰと、入力信号Ｌｙ及び出力信号Ｌｚを有する第２のルックアップテーブルＬＵＴ２とを介して、第２の乗算手段の第２の入力に伝達される。第２の乗算手段の出力は、切捨て手段ＴＲＵを介してスイッチＳＷＡの第１の入力に伝達され、更なる２の補数手段２ＣＯを介してスイッチＳＷＡの第２の入力に伝達される。スイッチＳＷＡの出力信号は、結合手段ＡＤＤにおいて現在のソースフィールドＣＵＦに加えられる。結合手段ＡＤＤの出力信号は、制限手段ＬＩＭを介して第２のスイッチＳＷＢの第２の入力に供給される。現在のソースフィールドＣＵＦは、スイッチＳＷＢの第１の入力に供給される。スイッチＳＷＢは、入力信号ＴＮＲと、（例えば、Ｉ２Ｂバスを介して）ＴＮＲＳＬ／ＴＮＲＳＣとを受け、上記処理を行う論理部ＬＣによって制御される。時間的ノイズフィルタは、スイッチＳＷＢの第２の入力が出力ＯＵに接続されたとき、スイッチオンされる。出力信号ＯＵは、フィールドメモリＦＭと、補間器ＭＣＩに供給される。クリッピング手段ＣＬＰは値１７５に留まり、切捨て手段ＴＲＵは６４による除算を行う。減算手段ＳＵＢと結合手段ＡＤＤの間の回路は、出力信号ＯＵ中で、現在のソースフィールドＣＵＦと予測された前のフィールドＰＰＲＦとの間に重みを与える非線形化ＮＯＮＬを生じる。時間的フィルタＴＦ内での計算は、何れにしても２の補数を用いて行われる。
【００６７】
時間的ノイズ圧縮の改良された性能は、非線形化ＮＯＮＬが測定ノイズレベルＮに適用された場合、得られる。これは、例えば、１７ｄＢから３６ｄＢまで変化する各ノイズレベルに対し、約１ｄＢの幅で、異なる非線形化を用いる必要があることを意味する。ルックアップテーブルＬＵＴ２は所望の出力の値を発生する。しかし、ルックアップテーブルＬＵＴ２をできる限り小さいままに保つため、値Ｎは、ルックアップテーブルＬＵＴ１を用いて、倍率ＳＦに変換される。上記倍率ＳＦは非線形化ＮＯＮＬの入力の値に適用される。ルックアップテーブルＬＵＴ１の可能な値は、図２４に示され、ルックアップテーブルＬＵＴ２の可能な値は、図２５に示されている。
【００６８】
クロミナンス時間的フィルタ（ルミナンス時間的フィルタと同様である）は、図２３に示したように、付加的に第３のスイッチＳＷＣを含む場合がある。動き補償されたアップコンバージョンがクロス−カラー圧縮からなる場合、クロマルックアップテーブルＬＵＴ１の出力は、スイッチＳＷＣによって、例えば、１にセットされる。デフォルトのとき、ＳＷＣは１に切替えられている。
動き補償された補間器ＭＣＩは、二つの入力フィールド毎に四つの出力フィールドを生成する。奇数の最初の出力フィールドＯＦ１は、図２６に示したようにノイズ圧縮されたソースフィールドＦ１である。Ｆ１’は次の入力ソースフレームからの最初のフィールドである。
図２６乃至３１において、×は入力画素を表わし、□は出力画素を表わし、ＣＨはクロマソース画素を表わし、ＣＩは水平方向に補間されたクロマ画素を表わし、ＣＯはクロマ出力画素を表わしている。図２８の（Ｂ）乃至３１の（Ｂ）において、両側のブロックマッチングに起因して、クロマ画素ＣＩは、その位置がクロミナンス予測器ＰＲＥＤに使用される４の倍数のグリッド内にないことを要求される点に注意が必要である。
【００６９】
第３の出力フィールドＯＦ３の処理は、図２７に示すように非常に特殊である。ノイズ圧縮されたソースフィールドＦ３のグリッドは、インターレースとアップコンバージョンのため、出力フィールドＯＦ３のグリッドと適合しない。従って、出力フィールドＯＦ３の画素値を構成するため画素ブロックゼロベクトルＭＢＺＶの値に依存して、二つの別個のフィルタタイプ、例えば、係数が（１／２，１／２）の垂直方向フィルタと、垂直方向−時間的メジアンフィルタの一方が以下のように適用される：
もし  画素ブロックゼロベクトルＭＢＺＶ（ｚ−１）＝０
ならば          垂直方向−時間的メジアンフィルタ
それ以外の場合  垂直方向フィルタ
ダッシュで表わされた境界のある領域は、垂直方向−時間的メジアンフィルタに関連する画素を示している。領域０は、垂直方向フィルタに関連する画素を示している。
【００７０】
偶数出力フィールドＯＦ２及びＯＦ４の各画素に対し、動き補償された画素と、フォールバック(fall  back)画素が計算される。最終的なルミナンス出力は、信頼度ＣＬに依存して、図３２に示したソフトスイッチによる動き補償された画素の値と、フォールバック画素の値の組合せである。
異なる処理モードを偶数出力フィールドＯＦ２及びＯＦ４の計算に使用することが可能であり、かつ、上記モードはＩ２Ｃバスを介して選択可能にされる点に利点がある。
【００７１】
モード１（デフォルト）：
垂直方向の時間的メジアンフィルタは、図２７に関して説明したように使用される。出力フィールドＯＦ２の画素は、ノイズ圧縮されたフィールドＦ１及びＦ３の（動きの方向に適用された）垂直方向の時間的メジアンを得ることによって構成される。換言すれば、出力画素は、垂直ベクトル成分ＭＶＶに対し図２８の（Ａ）に、水平ベクトル成分ＭＶＨに対し同図の（Ｂ）に示されたような画素ｆ、ｇ及びｈのメジアン値である。同図の（Ｂ）では、フィールドＦ３のラインｎ及びｎ＋２（Ｌｎｎ＋２）と、フィールドＦ１のラインｎ−１（Ｌｎ−１）との間に、フィールドＦ２の出力ラインｎ（ＯＬｎ）が（水平方向−時間的範囲において）示されている。
【００７２】
出力フィールドＯＦ４の画素は、ノイズ圧縮されたフィールドＦ３及びフィールドＦ５の（動きの方向に適用された）垂直方向の時間的メジアンを得ることによって構成される。換言すれば、出力画素は、垂直ベクトル成分ＭＶＶに対し図２４の（Ａ）に、水平ベクトル成分ＭＶＨに対し同図の（Ｂ）に示されたような画素ｉ、ｊ及びｋのメジアン値である。同図の（Ｂ）では、フィールドＦ５のラインｎ（Ｌｎ）と、フィールドＦ３のラインｎ（Ｌｎ）との間に、フィールドＦ４の出力ラインｎ（ＯＬｎ）が（水平方向−時間的範囲において）示されている。
【００７３】
出力フィールドＯＦ２及びＯＦ４のフォールバック画素は、上記動き補償された画素と同様に計算されるが、ゼロモーション、即ち、画素副ブロック動きベクトルＳＢＭＶ＝（０，０）が仮定される。フォールバック画素は、本出願人による欧州特許出願第９４１１５６３４号に従って計算し得る。
モード２：
線形平均化フィルタが図２７に関し説明したように使用される。出力フィールドＯＦ２は、ノイズ圧縮されたフィールドＦ１及びフィールドＦ３の線形平均である。換言すれば、出力画素は、垂直ベクトル成分ＭＶＶに対し図３０の（Ａ）に、水平ベクトル成分ＭＶＨに対し同図の（Ｂ）に示されたように画素ｆの１／２、かつ、画素ｇｈの１／２である。同図の（Ｂ）では、フィールドＦ３のラインｎ＋１（Ｌｎ＋１）と、フィールドＦ１のラインｎ−１（Ｌｎ−１）との間に、フィールドＯＦ２の出力ラインｎ（ＯＬｎ）が（水平方向−時間的範囲において）示されている。
【００７４】
出力フィールドＯＦ４は、ノイズ圧縮されたフィールドＦ３及びフィールドＦ５の線形平均である。換言すれば、出力画素は、垂直ベクトル成分ＭＶＶに対し図３１の（Ａ）に、水平ベクトル成分ＭＶＨに対し同図の（Ｂ）に示されたように画素ｉの１／２、かつ、画素ｊｋの１／２である。同図の（Ｂ）では、フィールドＦ５のラインｎ（Ｌｎ）と、フィールドＦ３のラインｎ（Ｌｎ）との間に、フィールドＯＦ４の出力ラインｎ（ＯＬｎ）が（水平方向−時間的範囲において）示されている。
【００７５】
モード１と同様に、モード２において出力フィールドＯＦ２及びＯＦ４のフォールバック画素は上記の動き補償された画素と同様に計算されるが、ゼロモーション、即ち、画素副ブロック動きベクトルＳＢＭＶ＝（０，０）が仮定される。
図３２の回路は動き補償された補間器ＭＣＩの出力に設けられている。奇数出力フィールドの画素ＯＯＦＰは、スイッチＳＷＦの第１の入力に供給される。動き補償された画素ＭＣＰはソフトスイッチＳＳＷの第１の入力に供給される。フォールバック画素はソフトスイッチＳＳＷの第２の入力に供給され、信頼度の値ＣＬはソフトスイッチＳＳＷの第３の入力に供給される。ソフトスイッチＳＳＷの出力信号は、（０．．．２５５に制限する）制限手段ＬＩＭ３を介して、スイッチＳＷＦの第２の入力に送られる。奇数出力フィールドの場合、スイッチＳＷＦの第１の入力は、制御信号ＯＦを用いて出力ＯＵＰに接続される。偶数出力フィールドの場合、スイッチＳＷＦの第２の入力は、出力ＯＵＰに接続される。
【００７６】
ソフトスイッチＳＳＷは、以下の方法で構築することができる：
第１の入力からの信号は、減算手段ＳＵＢにおいて、第２の入力の信号から減算される。出力は最小値計算手段ＭＩＮの第１の入力に供給される。第３の入力からの信頼度信号ＣＬは、最小値計算手段ＭＩＮの第２の入力に供給され、２の補数手段２ＣＯを介して、最大値計算手段ＭＡＸの第２の入力に供給される。最大値計算手段ＭＡＸの第１の入力は最小値計算手段ＭＩＮの出力信号を受ける。最大値計算手段ＭＡＸの出力信号は、結合手段ＡＤＤにおいて、ソフトスイッチＳＳＷの第１の入力の入力信号に加算され、その結果はソフトスイッチＳＳＷの出力に供給される。
【００７７】
クロミナンス処理
基本的に、クロミナンス（Ｕ及びＶ）処理は、ルミナンス処理に従って行われる。特に断らない限り、同じブロック図がクロミナンスの処理に使用される。好ましくは、以下の少なくとも一つの相違点がある：
１）動きベクトルの水平成分ＭＶＨは、図２１から分かるように、クロミナンスのサンプリンググリッドにマッチングするためクロミナンスに適用される前に最も近い４の倍数に丸められる。以下の表は、動き評価器ＭＥから得られた動きベクトルの成分がルミナンス及びクロミナンスのため予測器ＰＲＥＤ及び動き補償された補間器ＭＣＩに適用される方式を示している：
【００７８】
【表１】
0003882854.tif 000002
【００７９】
２）ポイント１）を許容するため、動き補償された補間器ＭＣＩにおいて付加的な水平方向線形平均化フィルタが必要とされる。従って、動きベクトルがクロミナンス画素に適用される前に４：１：１のフォーマットから４：２：２のフォーマットが生成される。
３）空間的ノイズ圧縮ＳＦは行われない。
【００８０】
４）偶数出力フィールドの補間がルミナンスの場合のモード２と同様に行われる（線形平均化、プログラム性なし）。
５）クロミナンス信頼度ＣＣ（ソフトスイッチＳＳＷのクロマだけに使用される）は、ルミナンス信頼度ＣＬの半分である：ＣＣ＝ＣＬ／２
６）線形平均化（１／２，１／２）を用いて４：２：２→４：４：４の変換を行う。
【００８１】
図３３には、スピードアップフィールドメモリＳＰＵＦＭの入力及び出力と、フィールドメモリＦＭの入力及び出力と、動き評価器ＭＥ及び動き補償された補間器ＭＣＩの出力信号とに関する全体のタイミングチャートが示されている。図中のＦ１ＮＲ、．．．．、Ｆ５ＮＲは、ノイズ圧縮されたフィールドを表わしている。
【００８２】
Ｆ３ＮＲ”に対し特殊な計算が行われる。上記の如く、画素ブロックゼロ動きベクトルＭＢＺＶの値が０の場合、未だノイズ圧縮されていないフィールドＦ５へのアクセスを有する垂直方向の時間的メジアンフィルタが適用される。画素副ブロック動きベクトルＳＢＭＶ及び信頼度ＣＬは分からないので、画素ブロックゼロベクトルＭＢＺＶ（ｚ−１）が適用される。これにより、小さい時間的誤差が生じる。しかし、この誤差は無視し得ることがテストにより分かった。
【００８３】
本発明の動き補償されたアップコンバージョンＭＣＵは、好ましくは、ルミナンスに対し、垂直方向及び／又は水平方向ピーキング、及び／又は、サイン補間（ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補間）を行うことにより改良される。図３５には対応するブロック図が示されている。
垂直方向ピーキングＶＰＥＡは、垂直方向の輪郭を増幅するフィールド間ピーキングでもよい。ノイズの増幅を回避するため、コアリング関数ＣＯＲ２に依存するノイズレベルは、垂直方向に高域通過フィルタリングされた信号に加えられ、その信号は、次いで、例えば、Ｉ２Ｃバスを介して予め選択可能な係数ＰＶにより乗算される。高域通過フィルタは、二つのライン遅延Ｈと、加算器と、１／２切捨て器ＴＲ５と、減算器とにより構成され、ラインｎ−１とラインｎ＋１の画素の平均は、夫々、ラインｎの画素から減算される。乗算器ＰＶの後ろに１／４切捨て器ＴＲ６が接続されている。
【００８４】
水平方向ピーキングＨＰＥＡは、水平方向の輪郭を増幅する。増幅の最大値は、例えば、１００Ｈｚ域で６．７５ＭＨｚである。ノイズの増幅を回避するため、コアリング関数ＣＯＲ１に依存するノイズレベルは、水平方向に高域通過フィルタリングされた信号に加えられ、その信号は、次いで、例えば、Ｉ２Ｃバスを介して予め選択可能な係数ＰＨにより乗算される。高域通過フィルタは、画素遅延の回路Ｔと、加算器と、１／２切捨て器ＴＲ３と、減算器とにより構成され、現在のラインの画素ｍ−２と画素ｍ＋２の平均は、画素ｍから減算される。乗算器ＰＨの後ろに１／４切捨て器ＴＲ４が接続されている。
【００８５】
サイン補間（ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補間）器ＳＩＸＣは、プログラム可能である必要はなく、出力クロックレートに依存する必要がある。理想的なサイン補間（ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補間）からの偏差は、非常に小さく、即ち、０乃至８ＭＨｚに対し、偏差は０．１４ｄｂＢ未満であり、８乃至１１ＭＨｚに対し、偏差は−０．７４ｄＢ未満である。サイン補間（ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補間）器は、上記画素遅延回路Ｔを利用することが可能であり、更に、加算器と、１／２切捨て器ＴＲ１と、減算器とを有し、現在のラインの画素ｍ−１と画素ｍ＋１の平均は、画素ｍから減算される。減算器の後ろには１／８切捨て器ＴＲ２が接続されている。
【００８６】
水平ピーキングＨＰＥＡ及び垂直ピーキングＶＰＥＡの出力は、夫々の遅延Ｔを用いて加算器ＡＨＶで結合される。加算器ＡＨＶの出力は、制限器ＬＩＭ２において予め選択された値ＰＬに制限され、加算器ＶＨＳにおいて補正器ＳＩＸＣの出力及び画素ｍと結合される。その結果は、０乃至２５５の更なる制限器ＬＩＭ１において制限される。遅延Ｔは１／２７ＭＨｚの遅延時間を有する。ＰＶ、ＰＨ及びＰＬの範囲とデフォルト値は、以下のようになる：
範囲：
ＰＶ＝０乃至７，  ＰＨ＝０乃至７，  ＰＬ＝７，１５，３１又は６３
デフォルト値：
ＰＶ＝４，  ＰＨ＝４，  ＰＬ＝１５
図３４には、コアリング関数ＣＯＲ１及びＣＯＲ２に依存するノイズレベルＮの一例が示されている。Ｘは入力信号であり、Ｙは出力信号である。最小コアリングは、以下の式に従って行われる：
もし  ｜２＊Ｎ（ｚ−１）｜＜  １６    ならば  ＣＯＲＩＮＧ＝１６
図３６には、非線形化ＮＯＮＬの曲線ＮＬ（ｘ）の特性の他の例が示されている。上記非線形化は、図２２と同様に：ｘ＞０の場合に負の入力（−ｘ）に対し、出力は、ＮＬ（−ｘ）＝−ＮＬ（ｘ）である。
【００８７】
正の入力０＜ｘ＜１に対し、上記特性は、λ＝０．９の場合に：
ＮＬ（ｘ）＝ｆ（ｘ）＝λｘ（ｘ−１）2
のように定義される。
上記特性は、ｘM＝０．３３３の場合に最大の振幅を有する。反復フィルタの速い時間的収束を保証するため、以下の比
【００８８】
【数１】
0003882854.tif 000003
【００８９】
は制限される。良好な収束と、効果的なノイズ圧縮は、ｋ＝４の場合に得られる。
ｋが非常に増加する場合、フィルタリングは、静止画像に対し効果が良くなるが、収束は非常に遅いので、予測し得ない動きに対しフィルタによってアーティファクトが生じる可能性がある。
【００９０】
ｋが“１”に向かう場合、非線形フィルタリングされた出力に対応する。従って、非線形化は、以下の式：
【００９１】
【数２】
0003882854.tif 000004
【００９２】
に従って制限される。
上記関数は縮尺されるべきである。倍率には、アップコンバージョンアルゴリズムによって測定されたノイズ評価量Ｎの標準偏差σを利用することが可能である。この場合、非線形化はノイズ適応的になる。倍率は、最大でＭｘM＝２σである。これにより得られる縮尺された出力は：
【００９３】
【数３】
0003882854.tif 000005
【００９４】
のように表わされる。
図２２のスイッチＳＷＢは、信頼度ＣＬ及び／又は動きベクトル上のＣＬ（及び、ＣＬから得られた情報ＴＮＲＳ又はＴＮＲＳＬ／ＴＮＲＳＣ）が非常に小さいとき、即ち、誤差の測定量σcfが非常に大きい、即ち、σcf≧４σのとき、スイッチの出力として時間的フィルタの出力の代わりに入力を選択する。ここで、σは、アップコンバージョンモジュールで計算されたノイズＮの標準偏差である。
【００９５】
非線形化のよい精度を維持するため、非線形化を最大の倍率で組み込む必要がある。このため、入力データは、非線形化部を通過するとき“１”よりも大きい倍率で−除算ではなく−乗算される。例えば、非線形化部は１９２個の入力を有する。上記の如く、この数は、最大のノイズレベルの倍率の値に対応する。夫々のルックアップテーブルの出力の値ＮＬ（ｘ）は、図３７に示されている。
【００９６】
図３８には、図２２の非線形化部ＮＯＮＬの他の実施例のブロック図が示され、上記非線形性関数ＮＬが使用されている。非線形化部ＮＯＮＬの入力の値は、乗算器Ｍ１を介して関数ＮＬを表わすルックアップメモリＬＵＴ２の入力に値ｙ＝ｘ＊ｓとして与えられる。ルックアップメモリの出力ｚ＝ＮＬ（ｙ）は、最終的な出力の値ｗ＝ｚ／ｓを生じる除算器Ｄ１を通過する。値ｓは、倍率ルックアップメモリＬＵＴ１の出力から乗算器の第２の入力と除算器に供給され、倍率ルックアップメモリＬＵＴ１の内容は、図３９に示され、ノイズ評価量Ｎによって制御される。
【００９７】
ノイズは、ブロックマッチング法を用いて動き評価処理により直接生成される。従って、現在の画像の画素の各ブロックに対し、評価されたベクトルの誤差値を利用することが可能である。上記誤差は、二つの対照されたフィールドの間の絶対画素値の差のブロックの合計、或いは、差の２乗和の平方根の何れでもよい。完全な画像上の上記ブロック誤差の値の最小値は、ノイズ変動の評価量であると見なされ、これにより、画像内の少なくとも一つのブロックは、略平坦な増幅領域を有すると想定されるので、対応するブロック誤差は、ノイズだけによって生じる。従って、上記最小のブロック誤差の値は、ノイズの測定量を表わし、非線形性を較正する倍率をその値から得ることが可能である。
【００９８】
ノイズレベルに関する精度を非常に高くする必要はないので、ノイズレベルの符号化は、ハードウェアの観点から非線形性の倍率が単純化されるような形で行うことが可能である。
一方で、人間の視覚は、二つの画像の間で１ｄＢの空間的ノイズ圧縮の差を検出することが可能であり、他方で、アップコンバージョンアルゴリズムによって測定されたノイズレベルは、系列内で１ｄＢの範囲の変動を有することを考慮すると、ノイズレベルを符号化するため１ｄＢの精度を選択することができる。
【００９９】
自然の画像の通常のノイズレベルは１７ｄＢと３６ｄＢの範囲を含んでいる。この範囲は、１ｄＢ毎の１６個の区間に分割することが可能である。従って、非線形性をノイズ適応性にさせるため１６個の符号化されたノイズレベルＬＮ（係数）を利用し得る。
図３９に示された配列は、符号化ノイズレベルＬＮの一例を表わしている。上記配列は、ルックアップテーブルがＮ＝１９２個の入力を有するという仮定に基づいている。
【０１００】
Ｎは、アップコンバージョンアルゴリズムによって測定されたノイズの値を表わしている。倍率ＳＦは、非線形化部ＮＯＮＬの入力に組み込まれている。ＳＮＲσとσは、前の倍率（スケール＝ＮｘM／（２σ））に対応する正確なノイズレベルを表わしている。
ＮからＬＮを発生するため得られた符号化関数は図４０に示されている。同図には、ノイズ測定によって誘起された偏差が表わされている。最小値は、非線形性の精度の損失を補償するため僅かに高められている。最大の測定値は、可能な過剰評価の影響を制限し、曲線を漸近的な値に近づけるため、常により小さいレベルに符号化されている。
【０１０１】
本発明に示された回路は、１個乃至複数個のチップ上に集積することが可能であり、Ｉ２Ｃバスによって制御可能である。回路の一部は、適当なソフトウェア及びプロセッサ手段とによって置き換えてもよい。
本発明は、４：３又は１６：９の標準的な鮮明度、或いは、テレビ受像機、衛生受信機、ビデオカセットレコーダ、及び、ビデオディスクプレーヤのような高品位装置に使用することが可能である。
【０１０２】
ディジタルビデオ信号の場合には、動き情報を加えてもよい。このような場合、本発明は、既に存在する動き情報を利用し、これによって、動き情報の生成に関連する処理段階を省略、或いは、既に存在する動き情報に従って適合させ得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  三つのフィールドメモリとノイズ圧縮とを備えた動き補償されたアップコンバータのブロック図である。
【図２】  二つのフィールドメモリを備えた動き補償されたアップコンバータの基本ブロック図である。
【図３】  二つのフィールドメモリを備えた動き補償されたアップコンバータの一実施例のブロック図である。
【図４】  二つのフィールドメモリを備えた動き補償されたアップコンバータの第２の実施例のブロック図である。
【図５】  二つのフィールドメモリを備えた動き補償されたアップコンバータの第３の実施例のブロック図である。
【図６】  二つのフィールドメモリを備えた動き補償されたアップコンバータの第４の実施例のブロック図である。
【図７】  アップコンバージョンの主要段階のタイミングチャートである。
【図８】  動き補償された補間器及び評価器で生成されたプログレッシブスキャングリッドの説明図である。
【図９】  水平方向の前置フィルタとサブサンプリングの説明図である。
【図１０】  画素ブロックと画素副ブロックの説明図である。
【図１１】  両側ブロックマッチングの原理説明図である。
【図１２】  両側ブロックマッチングで使用された副グリッドから得られた幾つかの動きベクトルに対する小さい位置的誤差の説明図である。
【図１３】  ノイズ測定ゾーンの説明図である。
【図１４】  周期的構造中に実現可能なベクトルの説明図である。
【図１５】  現在のベクトルブロック及び隣接するベクトルブロックの詳細図である。
【図１６】  垂直方向動きベクトル成分と垂直方向移動の説明図である。
【図１７】  画素副ブロック動きベクトルを生成するためその動きベクトルが使用されるサブロック領域及び関連する画素ブロックの説明図である。
【図１８】  画素副ブロックの誤差と共に３次元グリッドを示す図である。
【図１９】  ノイズ圧縮器の単純化されたブロック図である。
【図２０】  空間的ノイズフィルタのフィルタリング方向の説明図である。
【図２１】  線形垂直方向平均化の予測器の機能説明図である。
【図２２】  時間的なルミナンス又はクロミナンスフィルタの構成図である。
【図２３】  クロスカラー圧縮と共に使用される付加的なスイッチの説明図である。
【図２４】  倍率の第１のルックアップテーブルを表わす図である。
【図２５】  非線形性の第２のルックアップテーブルを表わす図である。
【図２６】  動き補償された補間器の第１の出力フィールドの説明図である。
【図２７】  動き補償された補間器の第３の出力フィールドの説明図である。
【図２８】  第１のモード中の動き補償された補間器の第２の出力フィールドの説明図である。
【図２９】  第１のモード中の動き補償された補間器の第４の出力フィールドの説明図である。
【図３０】  第２のモード中の動き補償された補間器の第２の出力フィールドの説明図である。
【図３１】  第２のモード中の動き補償された補間器の第４の出力フィールドの説明図である。
【図３２】  ソフトスイッチと偶数／奇数選択の構成図である。
【図３３】  全体のタイミングチャートである。
【図３４】  コアリング関数の説明図である。
【図３５】  垂直方向及び水平方向ピーキングとサイン補間（ｓｉｎ（ｘ）／ｘ補間）の説明図である。
【図３６】  図２２の非線形性の更なる実施例の特性の説明図である。
【図３７】  更なる実施例の非線形化の第２のルックアップテーブルである。
【図３８】  図２２の非線形化の更なる実施例の構成図である。
【図３９】  更なる実施例の倍率の第１のルックアップテーブルである。
【図４０】  ノイズレベルの符号化関数のグラフである。
【符号の説明】
２ＣＯ    ２の補数手段
２ＭＲＥ    第２の最小の行の誤差
ＡＢＳ    絶対値手段
ＡＣＰ    動作的画像
ＡＤＤ    結合手段
ＡＨＶ，ＶＨＳ    加算器
ＣＣ    クロミナンス信頼度
ＣＥＲＲ    最小の誤差
ＣＨ    クロマ出力画素
ＣＨＲ    最小のブロックの誤差のある行に対応する選択された行
ＣＩ    補間されたクロマ画素
ＣＬ    ルミナンス信頼度
ＣＬＰ    クリッピング手段
ＣＯ    クロマ出力画素
ＣＵＢ    現在のブロック
ＣＵＦ    現在のフィールド
ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４    フィルタリング方向
Ｄ１    除算器
ＥＯＬ    偶数出力ライン
ＥＳＦ    偶数ソースフィールド
ＦＢＰ    フォールバック画素
Ｆ１，Ｆ３    ノイズ圧縮されたソースフィールド
ＦＭ，ＦＭ１，ＦＭ２    フィールドメモリ
ＨＰＥＡ    水平方向ピーキング
Ｉ    入力
ＩＳＰＵ    スピードアップ入力信号
ＬＣ    論理部
ＬＤ１，．．．，ＬＤ３    ライン遅延
ＬＥＢ    左側のブロック
ＬＩＭ，ＬＩＭ１，ＬＩＭ２，ＬＩＭ３    制限手段
ＬＵＴ１，ＬＵＴ２    ルックアップテーブル
Ｍ１，Ｍ２    乗算手段
ＭＡＸ    最大値計算手段
ＭＢ    画素ブロック
ＭＢＥ    最大のブロックの誤差の場所
ＭＢＭＶ    画素ブロック動きベクトル
ＭＣＩ    動き補償された補間器
ＭＣＰ    動き補償された画素
ＭＥ    動き評価器
ＭＩＮ    最小値計算手段
ＭＩＮＢＥ    最小のブロックの誤差
ＭＩＮＲＥ    最小の行の誤差
ＭＲＥ    最大の行の誤差の場所
ＭＶ    動きベクトル
ＭＶＨ    水平動きベクトル
ＭＶＬＥ    左側ブロックの動きベクトルの場所
ＭＶＵＰ    上側ブロックの動きベクトルの場所
ＭＶＶ    垂直動きベクトル
Ｎ    ノイズレベル
ＮＬ    ルックアップメモリ出力
ＮＯＮＬ    非線形化部
ＮＲ    ノイズ圧縮
Ｏ，ＯＵ，ＯＵＰ    出力
ＯＦ    制御信号
ＯＦ１，ＯＦ２，ＯＦ３，ＯＦ４    出力フィールド
ＯＩＦ    奇数の補間されたフィールド
ＯＬｎ    出力ライン
ＯＯＦＰ    奇数出力フィールドの画素
ＯＯＬ    奇数出力ライン
ＯＳＦ    奇数ソースフィールド
ＰＦ    前のフィールド
ＰＨ，ＰＶ    乗算器
ＰＮＬ０，ＰＮＬ１，ＰＮＬ２，ＰＮＬ３    中心ゾーン
ＰＰＲＦ    予測された前のフィールド
ＰＲＥＤ    予測器
ＰＴＤ１，ＰＴＤ２    遅延
ＲＡＭ    ベクトルメモリ
ＳＢ    画素副ブロック
ＳＢＭＶ    画素副ブロック動きベクトル
ＳＥ    画素副ブロックの誤差
ＳＦ    空間的ノイズ圧縮フィルタ
ＳＩＧＮ    符号
ＳＩＮＣ    補正器
ＳＮＲ    空間的ノイズ圧縮
ＳＰＵＦＭ    スピードアップフィールドメモリ
ＳＳＷ    ソフトスイッチ
ＳＵＢ    減算手段
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷＡ，ＳＷＢ，ＳＷＣ，ＳＷＦ    スイッチ
ＳＷＷ    特定の探索ウィンドウ
Ｔ    画素遅延
ＴＦ    時間的フィルタ
ＴＮＲ    時間的ノイズ圧縮
ＴＮＲＳ，ＴＮＲＳＣ，ＴＮＲＳＬ    時間的ノイズ圧縮オン／オフ信号
ＴＲ１，．．．，ＴＲ６，ＴＲＵ    切捨て手段
ＵＰＢ    上側のブロック
ＶＭＢＢ    垂直方向の画素ブロックの境界
ＶＰＥＡ    垂直ピーキング
【図１】
0003882854.tif 000006
【図２】
0003882854.tif 000007
【図３】
0003882854.tif 000008
【図４】
0003882854.tif 000009
【図５】
0003882854.tif 000010
【図６】
0003882854.tif 000011
【図７】
0003882854.tif 000012
【図８】
0003882854.tif 000013
【図９】
0003882854.tif 000014
【図１０】
0003882854.tif 000015
【図１１】
0003882854.tif 000016
【図１２】
0003882854.tif 000017
【図１３】
0003882854.tif 000018
【図１４】
0003882854.tif 000019
【図１５】
0003882854.tif 000020
【図１６】
0003882854.tif 000021
【図１７】
0003882854.tif 000022
【図１８】
0003882854.tif 000023
【図１９】
0003882854.tif 000024
【図２０】
0003882854.tif 000025
【図２１】
0003882854.tif 000026
【図２２】
0003882854.tif 000027
【図２３】
0003882854.tif 000028
【図２４】
0003882854.tif 000029
【図２５】
0003882854.tif 000030
【図２６】
0003882854.tif 000031
【図２７】
0003882854.tif 000032
【図２８】
0003882854.tif 000033
【図２９】
0003882854.tif 000034
【図３０】
0003882854.tif 000035
【図３１】
0003882854.tif 000036
【図３２】
0003882854.tif 000037
【図３３】
0003882854.tif 000038
【図３４】
0003882854.tif 000039
【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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