(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ビデオ画素データのフィールドからビデオ画素データのフレームを作る方法であって、
入力ビデオ画素データの複数のフィールドを受信し、
前記入力ビデオ画素データから、動き信号、加速度信号、端信号を発生し、
線の平均化を用いて第１の中間画素データ値を発生し、
線の二重化を用いて第２の中間画素データ値を発生し、
前記第１の中間画素データ値に対して第１の特徴重み選択し、前記第２の中間画素データ値に対して第２の特徴重みを選択し、前記第１の特徴重みは、前記動き信号が大きくなると大きくなり、前記加速度信号が小さくなると大きくなり、前記端信号が端をほとんどまたは全く示さない方向への変化に伴い大きくなり、前記第２の特徴重みは、前記動き信号が小さくなると大きくなり、前記加速度信号が大きくなると大きくなり、前記端信号が鮮鋭な端を示す方向への変化に伴い大きくなり、
前記第１の中間画素データ値に前記第１の特徴重みを乗算し、前記第２の中間画素データ値に前記第２の特徴重みを乗算し、前記乗算によって得られた値を加算することにより出力画素データを発生するステップを含む方法。
【請求項２】
入力ビデオ画素データのフィールドからビデオ画素データのフレームを作る画素プロセッサであって、
入力ビデオ画素データの複数のフィールドを受信する入力と、
前記入力ビデオ画素データを受信し、前記入力ビデオ画素データに基づいて動き信号、加速度信号、端信号を発生する特徴検出器と、
前記入力ビデオ画素データを受信し、線の平均化を用いて第１の中間画素データ値を発生し、線の二重化を用いて第２の中間画素データ値を発生する画素発生器と、
前記動き信号、加速度信号、端信号に基づいて、前記第１の中間画素データ値の出力画素データ信号に対する所望の寄与を表す第１の重み信号と、前記第２の中間画素データ値の前記出力画素データ信号に対する所望の寄与を表す第２の重み信号とを発生するルックアップテーブルと、
前記第１の重み信号、第２の重み信号、第１の中間画素データ値、第２の中間画素データ値を受信し、前記受信した信号に基づいた前記出力画素データを発生する画素平均装置と、
を備える画素プロセッサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は一般にディジタルテレビジョンシステムに関し、より詳しくは、画素データのフィールドから画素データの表示フレームを生成する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
標準のテレビジョンシステムは、ディジタルではなくアナログビデオ信号を受信して表示する。代表的な標準ビデオ信号は「飛び越し走査」ビデオ信号と呼ばれる。飛び越し走査ビデオ信号では、標準のシステムに表示されるビデオデータの各フレームは２つのフィールドに分割される。例えば、第１フィールドはビデオフレームの奇数線を含み、第２フィールドは同じビデオフレームの偶数線を含む。１フレームを形成する２フィールドを標準システムに順次に受信して表示するので、視聴者には１つのフレームに見える。ビデオフレームをこのように分割して表示すると、ビデオシステムの出力の質が低下する場合がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
標準のテレビジョンが表示するフレームは毎秒３０だけであるが、フィールドは毎秒６０である。標準のテレビジョンシステムでこの表示速度が可能な理由は、ブラウン管型のデイスプレイに表示した映像はすぐには消えないからである。表示は短い時間続くので、ＣＲＴ（ブラウン管）はちらつかずに一定のビデオ映像を示すことができる。しかし、通常用いられる空間光変調ディスプレイでは、質はこのように一定ではない。従って、ビデオ映像のちらつきをなくすために、毎秒６０ビデオフレームを全部表示しなければならない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様は、画素データの線を発生する方法である。これらの発生させた線を入力画素データのフィールドに追加して、ビデオ画素データのフィールドからビデオ画素データの表示フレームを作る。ビデオ画素データの複数のフィールドを記憶する。記憶したビデオ画素データのフィールドから１つ以上の特徴振幅信号（ｆｅａｔｕｒｅ  ｍａｇｎｉｔｕｄｅ  ｓｉｇｎａｌｓ）を発生し、２つ以上の画素処理方法を用いて少なくとも２つの異なる中間画素データ値を発生する。
【０００５】
特徴振幅信号に基づいて、各中間画素データ値に対応する特徴重みを選択する。次に、対応する中間画素データ値に特徴重みを掛けて得られる重み付き平均に基づいて、出力画素データを発生する。次に、入力画素データに出力画素データを加えて、ビデオ画素データのフレームを形成する。
【０００６】
本発明の重要な技術的利点は、フレームビデオデータを形成し表示することができることである。フレームビデオ信号を表示することにより、ディスプレイ上により鮮鋭でより見やすいビデオ映像を生成する。本発明の別の利点は、開示したディジタルテレビジョンシステムは標準の飛び越し走査ビデオ信号を非飛び越し走査ビデオ信号に変換することができることである。従ってこのシステムは、現在の放送テレビジョン信号を受信して高解像度のディジタルフレームビデオ信号に変換することができる。また本発明は、入力ビデオ信号の垂直基準化（ｓｃａｌｉｎｇ）により、ビデオフレームのサイズを変更することができる。
【０００７】
【実施例】
本発明の望ましい実施態様とその利点は、図１−図１４を参照することによりよく理解できる。各図の同じおよび対応する部分には同じ番号を用いる。
【０００８】
図１ａは一般に１０で示すディジタルディスプレイシステムを示すもので、本発明の教示に従って構成される。ディスプレイシステム１０により、入力ビデオ信号を用いて高精細度ビデオディスプレイを作ることができる。
【０００９】
システム１０において、ビデオ信号は信号インターフェース１２が受信する。このインターフェースは、全国テレビジョン標準委員会（以下「ＮＴＳＣ」）により確立された形式のアナログ合成ビデオ信号を受信できる。この信号を信号インターフェース１２で、符号Ｙで表す輝度信号と、符号ＩとＱで表す２つの色差信号に分離する。信号インターフェース１２は他の型の標準または非標準のビデオ信号を受信できるようにしてもよい。標準信号には、ＰＡＬ（Ｐｈａｓｅ  Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ  Ｌｉｎｅ）、メモリ付き順次カラー（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ）、映画工学協会などが含まれる。
【００１０】
信号インターフェース１２はビデオ信号を成分に分離した後、これらの成分をアナログ・ディジタル変換回路１４に送る。ここで信号をアナログビデオ信号からディジタルビデオ画素データ信号に変換する。ビデオ画素データ信号はビデオ画素データのフィールドから成る。ここで「フィールド」とは、表示フレームを部分的にまたは完全に満たすための画素データの集合をいう。例えば、フィールドは飛び越し走査ＮＴＳＣの偶数および奇数フィールドであってよい。
【００１１】
信号インターフェース１２とアナログ・ディジタル変換回路１４の詳細な構造はここには述べない。システム１０の中のこれらの２つの部分は、例えばテキサス・インスツルメンツ社に譲渡された特許出願番号第０８／１４７２４９号、代理人番号ＴＩ−１７８５５号、「ディジタルテレビジョンシステム」の開示に従う構造でよい。上記引用により、この特許出願番号０８／１４７２４９の内容全ては本願で述べられているものとする。前記米国出願番号０８／１４７２４９は、ここに開示するディジタルテレビジョンシステムの信号インターフェース１２とアナログ・ディジタル変換開路１４として用いることのできる受信回路を開示している。
【００１２】
アナログ・ディジタル変換回路１４はアナログビデオ信号をビデオ画素データのフィールドに変換した後、これらのビデオ画素データのフィールドを画素プロセッサ（画素処理装置）１６に送る。画素プロセッサ１６はビデオ画素データの入力フィールドの信号を処理して、ビデオ画素データのフィールドをビデオ画素データのフレームに変換する。画素プロセッサ１６の構造と動作については後で詳しく説明する。
【００１３】
画素プロセッサ１６はビデオ画素データのフレームを生成した後、このデータをビデオ特徴画素処理装置１８に送る。ビデオ特徴画素処理装置１８は、画素プロセッサ１６が生成したフレームビデオ画素データに１つ以上の標準的なビデオ特徴操作を行う。この機能は、色空間変換、ガンマ訂正、鮮鋭度、コントラスト、明るさ、色相、および／または飽和を含む。またビデオ特徴ビデオ画素処理装置１８は、ビデオ画素データのフレームに別の機能を行うことができる。ここでも、前記米国出願番号０８／１４７２４９に開示された回路の変形を用いて、ビデオ特徴画素処理装置１８を作ることができる。
【００１４】
ビデオ特徴画素処理装置１８は、フレームビデオ画素データをディスプレイ２０に送る。このディスプレイは、ビデオ特徴画素処理装置１８から受けたビデオフレーム画素データを記憶するディスプレイメモリ２２を備える。次にこのデータを、テキサス・インスツルメンツ社製のディジタルマイクロミラー装置（以下「ＤＭＤ」）などの空間光変調器２４で表示する。空間光変調器２４はディスプレイメモリ２２に接続する。主タイミング回路２６が、ディスプレイメモリ２２から空間光変調器２４へのデータ転送のタイミングを制御する。
【００１５】
図１ｂは、ディスプレイ２０に代わるディスプレイ２８を示す。ディスプレイ２８は、フレームビデオ画素データをアナログビデオ信号に変換するディジタル・アナログ変換回路３０を備える。アナログビデオ信号は、ディジタル・アナログ変換回路に接続されたブラウン管ディスプレイ３２に表示される。表示およびディジタル・アナログ変換のタイミングは、主タイミング回路３４が制御する。
【００１６】
動作を説明すると、システム１０はビデオ信号を処理して、表示のための出力信号を生成する。前に説明したように、システム１０はアナログまたはディジタルのビデオ信号を受信する。例として、ここではアナログ合成ビデオ信号を受信する場合のシステム１０の動作を説明する。システム１０は、合成ビデオ信号を信号インターフェース１２で成分に分離する。アナログ・ディジタル変換回路１４はこれらの成分をフィールドビデオ画素データ信号に変換する。次に画素プロセッサ１６は、フィールドビデオ画素データ信号をフレームビデオ画素データ信号に変換する。ビデオ特徴画素処理装置１４は、得られたフレームビデオ画素データ信号を微同調させる。ビデオ特徴画素処理装置１８は随意であって、設けなくてもよい。または、ビデオ特徴画素処理装置１８は画素プロセッサ１６に含めてもよい。最後に、フレームビデオ画素データをディスプレイ２０に送って、フレームビデオ信号を表示する。
【００１７】
図２は、本発明の教示に従って作られた画素プロセッサ１６の一実施態様を示す。画素プロセッサ１６は、例えば、フィールドバッファ３６、特徴検出器３８、画素発生器４０、特徴分析器４２、フレームバッファ４６を備える。
【００１８】
フィールドバッファ３６はフィールドビデオ画素データを受けて複数のビデオフィールドを記憶する。図２に示す実施態様では、フィールドバッファはフィールドｔ０からフィールドｔ３までの４ビデオフィールドを記憶する。ここでｔ０は現在受けたフィールドであり、ｔ１からｔ３はそれぞれ１つ前、２つ前、３つ前に受けたフィールドを表す。フィールドバッファ３６のサイズは、受けたビデオ信号の各フィールドのサイズに依存する。例えばＮＴＳＣ信号は、６４０ｘ２４０サンプルの画素データのサイズのフィールドを保持できるバッファを必要とする。特徴検出器すなわち画素プロセッサが４フィールドより多くを必要とする場合は、フィールドバッファ３６は４フィールドより多く記憶するよう作ることができる。
【００１９】
バッファされたフィールド画素データは特徴検出器３８、画素発生器４０、フレームバッファ４６に送られる。特徴検出器３８はフィールドｔ０からｔ３にアクセスして、ビデオ画素データ内にある各種のビデオの特徴を検出する。例えば以下に説明するように、開示した実施態様の特徴検出器３８はビデオ画素データの動き、加速度、画像端を検出する。特徴検出器３８は、ビデオ画素データの検出した特徴に基づいて１つ以上の特徴振幅信号を生成し、これらのビデオ特徴振幅信号を特徴分析器４２に送る。特徴検出器３８の構造と動作については、後で詳細に説明する。
【００２０】
画素発生器４０もフィールドバッファ３６の１つ以上のフィールドにアクセスする。画素発生器４０は２つ以上の画素発生方法を用いて中間画素データ値を生成する。例えば、画素発生器４０の開示した実施態様は、バッファされたフィールドビデオ画素データに対して線の二重化および線の平均化と呼ぶ２つの画素発生方法を行う。画素発生器４０の構造と動作については後で詳細に説明する。画素発生器４０は必要なだけ多くの画素発生方法を行うように作ることができる。画素発生器４０が生成する中間画素データ値を画素平均装置４４に送り、ここで出力画素データを生成する。
【００２１】
特徴分析器４２は特徴検出器３８が生成する特徴振幅信号を受ける。特徴分析器４２は、画素発生器４０が生成する中間画素データ値の１つにそれぞれ対応するＸ個の特徴重みを発生する。Ｘは、画素発生器４０が生成する中間画素データ値の数である。開示した特徴分析器４２は、画素発生器４０が生成する各中間画素データ値毎に１つの重みを生成する。従ってここに開示した実施態様ではＸは２である。特徴分析器４２は、画素平均装置４４が出力画素データを発生するために用いる特徴重みを出力する。特徴分析器４２の構造と動作については後で詳細に説明する。
【００２２】
画素平均装置４４は、特徴重みを重みとして用いて中間画素データ値の重み付き平均を計算し、出力画素データを発生して、出力画素データをフレームバッファ４６に送る。フレームバッファ４６は、画素平均装置４４が生成する出力画素データとフィールドバッファ３６に記憶されるビデオ画素データの入力フィールドを用いて、ビデオ画素データのフレームを合成する。画素平均装置４４の構造と動作については後で詳細に説明する。フレームバッファ４６は随意である。または、フィールドバッファ３６に記憶される入力ビデオフィールドデータと画素平均装置４４が生成する出力画素データを、例えばビデオ特徴画素処理装置１８またはディスプレイ装置２２に直接送ってもよい。
【００２３】
動作を説明すると、画素プロセッサ１６は出力画素データを生成してビデオ画素データのフィールドからビデオ画素データのフレームを作る。フィールドバッファ３６はビデオ画素データの複数の入力フィールドを記憶する。特徴検出器３８、画素発生器４０、フレームバッファ４６はそれぞれフィールドバッファ３６にアクセスする。特徴検出器３８は、フィールドバッファ３６に記憶される入力画素データに基づいて、１つ以上の特徴振幅信号を発生する。特徴発生器４０は少なくとも２つの異なる画素処理方法を用いて入力画素データを処理し、少なくとも２つの異なる中間画素データ値を発生する。
【００２４】
特徴分析器４２は、特徴検出器３８が発生する特徴振幅信号を受けてＸ個の特徴重みを選択する。ただし、Ｘは画素発生器４０が生成する中間画素データ値の数である。次にこれらの特徴重みを画素平均装置４４に送る。画素平均装置４４は画素発生器４０から中間画素データ値も受ける。次に画素平均装置４４は、対応する中間画素データ値に各特徴重みを掛けて中間画素データ値の重み付き平均を作り、出力画素データを発生する。次に画素平均装置４４は出力画素データをフレームバッファ４６に送る。フレームバッファ４６は出力画素データを入力画素データと組み合わせて、ビデオ画素データの完全なフレームを生成する。
【００２５】
図３は、本発明の教示に従って作られた画素プロセッサ１６の別の実施態様を示す。図３に示す画素プロセッサ１６の構造は図２に示した実施態様の構造と同じであるが、異なるところはフレームバッファ４６に映像制御回路４８が結合することである。映像制御回路４８は、上にビデオ特徴画素処理装置１８で説明したと同様な１つ以上の映像制御機能を行うことができる。図３に示す画素プロセッサ１６の実施態様では、ビデオ特徴画素処理装置１８が行う全ての特徴を映像制御回路４８に含めることができる。画素平均装置４４とフィールドバッファ３６の出力は映像制御回路４８に直接送ってもよい。
【００２６】
図３に示す画素プロセッサ１６の動作は図２に示す画素プロセッサ１６の実施態様の動作と同様であるが、異なるところはフレームバッファ４６が生成するフレームビデオデータを映像制御回路４８に送ることである。映像制御回路４８はフレームビデオデータに１つ以上のビデオ特徴操作を行って同調フレームビデオ画素データを生成する。
【００２７】
図４は、本発明の教示に従う画素プロセッサ１６の第３の実施態様を示す。この実施態様では、ディジタルテレビジョンシステム１０は入力ビデオ信号を垂直に基準化（ｓｃａｌｉｎｇ）することができる。図４に示す実施態様の構造は図２に示した画素プロセッサ１６の実施態様の構造と同様であるが、異なるところはフレームバッファ４６の出力を垂直スケーラ５０に結合することである。垂直スケーラ（ｓｃａｌｅｒ）５０は映像制御回路４８に結合する。
【００２８】
画素プロセッサ１６のこの実施態様では、映像制御回路４８は図３に示した実施態様の映像制御回路４８と同様である。しかしここでは、映像制御回路４８は通常は開口訂正（ａｐｅｒｔｕｒｅ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）を行う回路を含む。開口訂正を行うと垂直に基準化された映像が鮮鋭になる。垂直スケーラ５０が行う垂直基準化は、例えば米国特許出願番号０８／１４７２４９に記述されているような、垂直基準化の既知の方法に従って行ってよい。
【００２９】
図４の動作は、やはり図２に示した画素プロセッサ１６の動作と同様である。ここでフレームバッファ４６の出力を垂直スケーラ５０に与え、垂直スケーラ５０はフレームビデオ画素データを基準化して、基準化されたフレームビデオ画素データを生成する。基準化されたフレームビデオ画素データは映像制御回路４８に与えられ、映像制御回路４８は基準化されたフレームビデオ画素データに１つ以上の操作を行う。映像制御回路４８の動作は図３に関して述べた動作と同じであるが、異なるところは映像制御回路４８は通常は開口訂正を行うことができるということである。
【００３０】
画素平均装置４４とフィールドバッファ３６の出力は、垂直スケーラ５０に直接結合することができる。更に、映像制御回路４８を画素プロセッサ１６に含める必要はない。映像制御回路４８が行う機能を、ディジタルテレビジョンシステム１０のビデオ特徴処理装置１８が行ってよい。
【００３１】
開示した画素プロセッサ１６はそれぞれ多くの重要な特徴と利点を持つ。例えば、各画素プロセッサ１６はフレームビデオ画素データ信号を発生することができる。フレームビデオ画素データ信号は、より鮮鋭でより見やすいビデオ映像をテレビジョンディスプレイ上に表示する。この開示した発明により、現在用いられているテレビジョン放送装置を変更することなく、このように質の高い映像を表示することができる。図４に示す実施態様により映像を垂直に基準化することができ、従って入力ビデオ信号の型とビデオディスプレイの寸法をいろいろ変えることができる。
【００３２】
図５は、画素プロセッサ１６の特徴検出器３８の一実施態様を示す。特徴検出器３８は、入力ビデオ画素データのフィールドの各種の特徴に基づいて、１つ以上の特徴振幅信号を発生する。図５に示す実施態様は、動き検出回路５２、メモリ５４、加速度検出回路５６、端検出回路５８を備える。図５に示す特徴検出器３８の実施態様は、３つの特徴検出機能を行う。具体的には、図示の特徴検出器３８は動き、加速度、映像端を検出する。特徴検出器３８は、本発明の教示から逸れることなく、より多くのまたはより少ない特徴を検出するように、容易に作ることができる。
【００３３】
動き検出回路５２、加速度検出回路５６、端検出回路５８は、それぞれフィールドバッファ３６の出力に結合する。動き検出回路５２、加速度検出回路５６、端検出回路５８の出力は、全て特徴分析器４２に送られる。また動き検出回路５２の出力は、加速度検出回路５６で用いるためにメモリ５４に送られられる。
【００３４】
動作を説明すると、動き検出回路５２、加速度検出回路５６、端検出回路５８は、注目する入力画素データと特徴に基づいて特徴振幅信号を発生する。各特徴振幅信号は他の特徴振幅信号と同時に生成してよい。動き検出回路５２、加速度検出回路５６、端検出回路５８の動作については後で詳細に説明する。開示した実施態様では、各特徴振幅信号は４ビット値を表す。
【００３５】
図８は、動き検出回路５２の動き検出機能が用いる画素間の関係の一例を示す。画素６０について、動き検出回路５２の出力Ｍｄは３つの差の重み付き平均である。動き検出の出力Ｍｄは、例えば式（１）によって計算する。
【数１】
0003895787.tif 000002
【００３６】
式（１）において、項｜Ａｔ１−Ａｔ３｜は１つ前のフィールドの第１隣接画素６２の値と３つ前のフィールドの同じ画素６４の値との差である。更に、項｜Ｃｔ１−Ｃｔ３｜は１つ前のフィールドの第２隣接画素６６の値と３つ前のフィールドの同じ画素６８の値との差である。最後に、項｜Ｂｔ０−Ｂｔ２｜は現在のフィールドの画素７０の値と２つ前のフィールドの同じ画素７２の値との差である。動き検出回路５２は、式（１）が要求する操作を行うことのできる回路から成る。記憶されるビデオフィールドの数がより少ないかより多い場合は、より簡単かより複雑な動き検出の式を容易に考えることができる。
【００３７】
動き検出アルゴリズムの結果をメモリ５４に記憶して、加速度検出回路５６で加速度検出機能を行うのに用いる。図５に示す実施態様では、特定の画素の最も近い動き検出信号をその画素の現在の動き検出信号から引くことにより、加速度検出を簡単に行うことができる。２つの値の差が大きい場合は、加速度が大きいかまたはノイズが大きいことを示す。また、差が小さい場合は動きが比較的一定であることを示す。
【００３８】
図９は、端検出回路５８が映像端の検出を行うのに用いる画素を示す。画素７４における端検出機能の出力は、画素７４と周囲の各画素との差の重み付き平均である。映像端検出の出力Ｅｄは、例えば式（２）により計算する。
【数２】
0003895787.tif 000003
【００３９】
式（２）において、項｜Ｂ２−Ｂ１｜は画素７４の値と、画素７４のすぐ上の画素７６の値との差である。図９の行１と行３の全ての画素はフィールドＴ２から得られ、図９の行２の画素はフィールドＴ１から得られる。項｜Ｂ２−Ｂ３｜は画素７４の値と、画素７４のすぐ下の画素７８の値との差である。項｜Ｂ２−Ａ２｜および｜Ｂ２−Ｃ２｜は、画素７４の値と、画素７４のそれぞれ左および右の隣接する画素８０および８２の値との差である。最後に、項｜Ｂ２−Ａ１｜、｜Ｂ２−Ｃ１｜、｜Ｂ２−Ａ３｜、｜Ｂ２−Ｃ３｜は画素７４の値と、それぞれ画素７４の左上、右上、左下、右下の斜めに隣接する画素８４、８６、８８、９０の値との差を表す。
【００４０】
式（２）はロバーツ演算子（Ｒｏｂｅｒｔｓ  Ｏｐｅｒａｔｏｒ）を用いて計算してよい。Ｅｄが大きい場合は、このアルゴリズムは急な映像端を示す。Ｅｄが小さい場合は、このアルゴリズムは緩やかな映像端を示すかまたは端を全く示さない。本発明の教示から逸れることなく、より精密な端検出アルゴリズムを用いることができる。
【００４１】
図６は、画素プロセッサ１６に用いられる画素発生器４０の一実施態様を示す。
図６に示す画素発生器４０の実施態様は、第１論理回路９２と第２論理回路９４を備える。追加の論理回路を含む、画素発生器４０の別の実施態様もある。
【００４２】
各論理回路はフィールドバッファ３６に記憶される入力画素データを処理して中間画素データ値を発生する。画素平均装置４４は、画素発生器４０が生成する中間画素データ値を受ける。
【００４３】
動作を説明すると、各論理回路はフィールドバッファ３６に記憶される入力画素データに異なる画素発生方法を行う。図６に示す実施態様では、第１論理回路９２は線の平均化を行う。第２論理回路９４は線の二重化を行う。符号Ｐａは第１論理回路９２が生成する中間画素データ値を表し、これらの値が線の平均化により生成されたことを示す。符号Ｐｄは第２論理回路９４が生成する中間画素データ値を表し、これらの値が線の二重化により生成されたことを示す。線の二重化法と線の平均化法は単なる例として示したものである。本発明の教示から逸れることなく、より複雑な画素発生機能を容易に実施することができる。
【００４４】
図１０は、本発明の教示に従う線の平均化機能を示す。線の平均化機能は、現在のフィールドの隣接する線の画素ＢとＣに基づいて画素Ｘの値を決定する。画素Ｘの値は式（３）に従って決定される。
【数３】
0003895787.tif 000004
【００４５】
図１１は、本発明の教示に従う線の二重化機能を示す。線の二重化機能は、式（４）に従って画素Ｘの値と画素Ｂの値を等しいと置く。
Ｘ＝Ｂ                                        （４）
【００４６】
従って、画素発生器４０内の論理回路による各画素発生器はビデオフィールドの推定値を生成する。次に画素平均装置４４はこれらの推定したビデオフィールドを用いてフィールド画素データを生成し、フィールド画素データを入力フィールドビデオ画素データと組み合わせて、出力フレームビデオ画素データを合成することができる。
【００４７】
図７ａは、本発明の教示に従って作られた特徴分析器４２の一実施態様を示す。特徴分析器４２はルックアップテーブル９６を備える。ルックアップテーブル９６はＸ次元である。ただし、Ｘは特徴検出器３８が生成する特徴振幅信号の数に相当する。図７ａに示す実施態様では特徴検出器３８は３つの特徴振幅信号Ｍｄ、Ｅｄ、Ａｄを生成するので、ルックアップテーブル９６は３次元である。
【００４８】
ルックアップテーブル９６は、画素発生器４０の各出力に対応する重みを生成する。図７ａに示す実施態様では画素発生器４０は２つの中間画素データ値を生成するので、ルックアップテーブル９６は重みＷａとＷｄを生成する。
【００４９】
動作を説明すると、特徴振幅信号の値はルックアップテーブル９６の入力に与えられる。ルックアップテーブル９６は入力特徴振幅信号に対応する特徴重みを出力として出す。これらの出力は画素平均装置４４に与えられる。
【００５０】
適当な重みは数多くの方法で計算することができる。以下の説明において、図５の特徴検出器３８が生成する各特徴に対して１次元ルックアップテーブルを発生する方法を示す。以下に示す１次元ルックアップテーブルを組み合わせることにより、当業者は３次元ルックアップテーブルを生成することができる。
【００５１】
図１２は、動き検出特徴振幅信号に基づいてルックアップテーブルを計算するためのグラフを示す。図５に示す実施態様では、動き検出信号Ｍｄは４ビット値である。従って値ゼロは動きがないことを示し、値１５は動きが大きいことを示す。Ｍｄを入力として用いて、動き曲線９８から出力重みＷａを読むことができる。出力重みＷａは０と１の間の値を取る。特徴分析器４２が生成する第２の重みＷｄは、１からＷａを引いて計算することができる。従って、特徴重みを合計すると１になる。図１２のグラフが示すように、検出した動きの量が大きくなるほど、線平均化中間画素データに対応する重みの値は大きくなる。検出した動きが小さいほど、線二重化中間画素データ値に対応する重みが大きくなる。
【００５２】
図１３は、図１２と同様なグラフを示す。しかし図１３は、特徴振幅信号Ｅｄに基づいて特徴重みＷａを発生するのに用いる。Ｅｄは、画素がビデオ映像の端にある度合いを示す特徴振幅信号である。出力重みＷａは、入力Ｅｄに基づいて端曲線１００から値を読むことにより得られる。特徴重みＷｄも１からＷａを引いて計算することができる。この場合も、特徴重みを合計すると１になる。図１３のグラフに示すように、特徴重み信号Ｅｄが鮮鋭な端を示すところでは、線二重化中間画素データ値に対応する特徴重みの方が大きい。端がほとんどまたは全く検出されない場合は、線平均中間画素データ値に対応する特徴重みの方が大きい。
【００５３】
図１４は、加速度検出特徴振幅信号の振幅Ａｄに基づいて特徴重みＷａを発生するのに用いられるグラフである。Ｗａは図１２と図１３に関して上に説明したように得られるが、異なるところは出力Ｗａを得るのに加速度曲線１０２を用いることである。上と同様に、Ｗｄは１からＷａを引いて計算する。Ｗａの値は、入力Ａｄに基づいて加速度曲線１０２から読む。図１４が示すように、動きが相対的に一定の場合は線平均中間画素データ値に対応して得られる特徴重みの方が大きい。加速度の度合いが大きい場合は線二重化中間画素データ値に対応して得られる特徴重みの方が大きい。
【００５４】
図７ｂは本発明の教示に従って作られる画素平均装置４４を示す。画素平均装置４４は、対応する特徴重みを各中間画素データ値に掛けて得られる中間画素データ値の重み付き平均に基づいて、出力画素データを発生する。図７ｂに示す実施態様では、画素平均装置４４は第１乗算器１０４、第２乗算器１０６、加算器１０８を備える。
【００５５】
第１乗算器１０４は、特徴重みＷａに中間画素データ値Ｐａを掛ける。ただし、Ｐａは線平均化内挿機能を用いて画素発生器４０が生成したものである。第２乗算器１０６は、特徴重みＷｄに中間画素データ値Ｐｄを掛ける。ただし、Ｐｄは線二重化内挿機能を用いて画素発生器４０が生成したものである。加算器１０８は第１乗算器１０４と第２乗算器１０６が生成する結果を加算する。加算器１０８は出力画素データＰ０を生成して、画素プロセッサ１６内のフレームバッファ４６に与える。画素平均装置４４は通常Ｎ個の乗算器を備える。ただし、Ｎは画素発生器４０が生成する中間画素データ値の数である。図７ｂに示す実施態様では、画素発生器４０が２つの中間画素データ値を発生するので、画素平均装置４４は２個の乗算器を持つ。
【００５６】
本発明と利点について詳細に説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の精神と範囲から逸れることなく、各種の変更、代替、変形を行うことができる。
【００５７】
以上の説明に関して更に以下の項を開示する。
（１）  入力ビデオ画素データのフィールドからビデオ画素データのフレームを作るための画素データを発生する方法であって、
入力ビデオ画素データの複数のフィールドを記憶し、
入力ビデオ画素データの１つ以上のフィールドから１つ以上の特徴振幅信号を発生し、
少なくとも２つの異なる画素処理方法を用いて入力ビデオ画素データを処理して、少なくとも２つの異なる中間画素データ値を発生し、
前記特徴振幅信号の値に基づいて、各中間画素データ値に対応する特徴重みを選択し、
各中間画素データ値に対応する特徴重みから成る重みにより前記中間画素データ値の重み付き平均を得て、これに基づいて出力画素データを発生する、
段階を含む方法。
【００５８】
（２）  前記出力画素データと入力ビデオ画素データのフィールドとを組み合わせてビデオ画素データのフレームを生成する段階を更に含む、第１項記載の方法。
（３）  １つ以上の特徴振幅信号を発生する前記段階は動きを測定することによって行われる、第１項記載の方法。
（４）  特徴振幅信号は加速度を測定する、第１項記載の方法。
（５）  特徴振幅信号は映像端を測定する、第１項記載の方法。
【００５９】
（６）  前記処理段階は、画素処理方法の１つとして線の平均化による画素処理方法を用いる、第１項記載の方法。
（７）  前記処理段階は、画素処理方法の１つとして線の二重化による画素処理方法を用いる、第１項記載の方法。
（８）  第１特徴振幅信号は動きを測定し、第２特徴振幅信号は映像端を測定し、
また、
前記出力画素データと入力ビデオ画素データのフィールドとを組み合わせてビデオ画素データのフレームを生成する、
段階を更に含む、第１項記載の方法。
【００６０】
（９）  入力ビデオ画素データのフィールドからビデオ画素データのフレームを作るための画素データを発生する画素処理装置であって、
入力ビデオ画素データの複数のフィールドを記憶するフィールドバッファと、前記フィールドバッファとデータを通信し、前記入力ビデオ画素データに基づいて１つ以上の特徴振幅信号を発生する特徴検出器と、
前記フィールドバッファとデータを通信し、また前記入力ビデオ画素データに基づいて少なくとも２つの異なる中間画素データ値を発生するための少なくとも２つの異なる論理回路を備える、画素発生器と、
前記特徴検出器とデータを通信し、前記特徴振幅信号の値に基づいて各中間画素データ値に対応する特徴重みを選択する特徴分析器と、
前記特徴分析器および画素発生器とデータを通信し、前記中間画素データ値の重み付き平均に基づいて出力画素データを計算する画素平均装置と、
を備える画素処理装置。
【００６１】
（１０）  前記画素平均装置とデータを通信し、また前記出力画素データと入力ビデオ画素データのフィールドとを組み合わせてビデオ画素データのフレームを生成する、第９項記載の画素処理装置。
【００６２】
（１１）  前記特徴検出器は動きを測定する特徴振幅信号を生成する、第９項記載の画素処理装置。
（１２）  前記特徴検出器は加速度を測定する特徴振幅信号を生成する、第９項記載の画素処理装置。
（１３）  前記特徴検出器は映像端を測定する特徴振幅信号を生成する、第９項記載の画素処理装置。
【００６３】
（１４）  前記論理回路の１つは線の平均化を用いて前記入力画素データを処理する、第９項記載の画素処理装置。
（１５）  前記論理回路の１つは線の二重化を用いて前記入力画素データを処理する、第９項記載の画素処理装置。
【００６４】
（１６）  前記特徴検出回路は動きを検出する特徴振幅信号を生成し、また前記画素平均装置に結合しかつ前記出力画素データと前記入力ビデオ画素データのフィールドとを組み合わせてビデオ画素データのフレームを生成するフレームバッファを更に備える、第９項記載の画素処理装置。
【００６５】
（１７）  ディジタルテレビジョンシステムであって、
入力ビデオ画素データの複数のフィールドを記憶するフィールドバッファと、前記フィールドバッファとデータを通信し、前記入力ビデオ画素データに基づいて１つ以上の特徴振幅信号を発生する特徴検出器と、
前記フィールドバッファとデータを通信し、また前記入力ビデオ画素データに基づいて少なくとも２つの異なる中間画素データ値を発生するための少なくとも２つの異なる論理回路を備える、画素発生器と、
前記特徴検出器とデータを通信し、前記特徴振幅信号の値に基づいて各中間画素データ値に対応する特徴重みを選択する特徴分析器と、
前記特徴分析器および画素発生器とデータを通信し、前記中間画素データ値の重み付き平均に基づいて出力画素データを計算する画素平均装置と、
を備えるディジタルテレビジョンシステム。
【００６６】
（１８）  前記ディスプレイは空間光変調器を備える、第１７項記載のディジタルテレビジョンシステム。
（１９）  前記特徴検出回路は動きを検出する特徴振幅信号を生成する、第１７項記載のディジタルテレビジョンシステム。
（２０）  前記ディスプレイは空間光変調器を備え、また前記特徴検出回路は動きを検出する特徴振幅信号を生成する、第１７項記載のディジタルテレビジョンシステム。
【００６７】
（２１）  入力画素データのフィールドからビデオ画素データのフレームを作るための画素データを発生する画素発生器と方法である。画素プロセッサ１６は、入力ビデオ画素データの複数のフィールドを記憶するフィールドバッファ回路３６を備える。前記フィールドバッファには特徴検出器３８と画素発生器４０が結合する。特徴検出器３８は、前記入力ビデオ画素データの１つ以上のフィールドに基づいて１つ以上の特徴振幅信号を発生する。画素発生器４０は、入力画素データに基づいて少なくとも２つの異なる中間画素データ値を発生するための少なくとも２つの論理回路を備える。特徴検出器３８には、特徴振幅信号の値に基づく重みを用いて各中間画素データ値に対応する特徴重みを選択する特徴分析器４２が結合する。特徴分析器４２と画素発生器４０には、前記中間画素データ値の重み付き平均に基づいて出力画素データを発生する画素平均装置４４が結合する。
【図面の簡単な説明】
本発明とその利点をより完全に理解するため、以下の図面を参照して説明を読んでいただきたい。
【図１】ａは本発明の教示に従って作られるディジタルテレビジョンシステムのブロック図。ｂは図１ａに示すディジタルテレビジョンシステムの別のディスプレイモジュールを示す図。
【図２】本発明の教示に従って作られる画素プロセッサのブロック図。
【図３】本発明の教示に従って作られる画素プロセッサの別の実施態様のブロック図。
【図４】本発明の教示に従って作られる画素プロセッサの別の実施態様のブロック図。
【図５】本発明の教示に従って作られる、図２、図３、図４の画素プロセッサの特徴検出器部の一実施態様の図。
【図６】本発明の教示に従って作られる、図２、図３、図４の画素発生器の画素プロセッサ部の一実施態様の図。
【図７】ａは本発明の教示に従って作られる、図２、図３、図４の画素プロセッサの特徴分析器部の一実施態様の図。ｂは本発明の教示に従って作られる、図２、図３、図４の画素プロセッサの画素平均装置部の一実施態様の図。
【図８】本発明の教示に従う、動き検出機能が用いる画素間の関係を示す図。
【図９】本発明の教示に従う、端検出機能が用いる画素間の関係を示す図。
【図１０】本発明の教示に従う、線の平均化機能を示す図。
【図１１】本発明の教示に従う、線の二重化機能を示す図。
【図１２】本発明の教示に従う、動きの特徴重み発生機能を示す図。
【図１３】本発明の教示に従う、映像端の特徴重み発生機能を示す図。
【図１４】本発明の教示に従う、加速度の特徴重み発生機能を示す図。
【符号の説明】
１０  ディスプレイシステム
１２  信号インターフェース
１４  アナログ・ディジタル変換器
１６  画素プロセッサ
１８  ビデオ特徴画素処理装置
２０  ディスプレイ
２２  ディスプレイメモリ
２４  空間光変調器
２６  主タイミング回路
２８  ディスプレイ
３０  ディジタル・アナログ変換器
３２  ブラウン管ディスプレイ
３４  主タイミング回路
３６  フィールドバッファ
３８  特徴検出器
４０  画素発生器
４２  特徴分析器
４４  画素平均装置
４６  フレームバッファ
４８  映像制御回路
５０  垂直スケーラ
５２  動き検出器
５４  メモリ
５６  加速度検出回路
５８  端検出回路
６０  特定の画素
６２  １つ前のフィールドの第１隣接画素
６４  ３つ前のフィールドの第１隣接画素
６６  １つ前のフィールドの第２隣接画素
６８  ３つ前のフィールドの第２隣接画素
７０  現在のフィールドの画素６０
７２  ２つ前のフィールドの画素６０
７４  特定の画素
７６  画素７４の上の画素
７８  画素７４の下の画素
８０  画素７４の左の画素
８２  画素７４の右の画素
８４  画素７４の左上の画素
８６  画素７４の右上の画素
８８  画素７４の左下の画素
９０  画素７４の右下の画素
９２  第１論理回路
９４  第２論理回路
９６  ルックアップテーブル
９８  動き曲線
１００  端曲線
１０２  加速度曲線
１０４  第１乗算器
１０６  第２乗算器
１０８  加算器
【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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【図１４】
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