(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
補間走査線信号を生成する走査線補間装置であって、
１ラインの走査線信号を入力するライン入力部と、
前記ライン入力部に入力された現在の走査線信号および１水平同期期間ごとの過去の走査線信号をある定められた数だけそれぞれ保存するラインメモリ部と、
前記ラインメモリ部に保存された隣接する走査線信号の垂直方向の各画素ごとの輝度差分である傾き情報を算出する傾き検出部と、
前記傾き検出部で検出した垂直方向に連続する複数の傾き情報から垂直方向の傾き特徴を判定する傾き特徴判定部と、
前記傾き特徴判定部で判定した傾き特徴に基づき前記傾き検出部から補間に必要な傾き情報である補間係数を選定する補間情報選定部と、
前記補間情報選定部で求める補間走査線信号の上下に隣接する傾き特徴から選定した補間係数と求める補間走査線信号の上下に隣接する走査線信号である前記ラインメモリ部に保存された走査線信号に基づいて補間走査線信号を生成する補間演算部とを備え、
前記ラインメモリ部は、過去の走査線信号を４本分保存しており、
前記傾き特徴判定部は、前記傾き検出部が算出した前記ラインメモリ部に保存された４本分の走査線信号の画素の値を古い順からそれぞれＡ４，Ａ３，Ａ２，Ａ１としたとき、Ａ１とＡ２の差分とＡ３とＡ４の差分がそれぞれ０であり、かつ、Ａ２とＡ３の差分が１６以上であれば補間位置はエッジであると判断し、そうでなければ非エッジと判断するものであり、前記補間情報選定部は、前記傾き特徴判定部の判断結果が非エッジであると判断した場合には、当該画素における傾き検出部で算出したＡ１とＡ２の差分と、Ａ３とＡ４の差分と、Ａ２と、Ａ３の値をそれぞれＡ１２，Ａ３４，Ａ２２，Ａ３３として前記補間演算部に渡し、エッジであると判断した場合にはＡ３４の値を前記傾き検出部が算出したＡ２とＡ３の差分の絶対値として前記補間演算部に渡すものであり、
前記補間演算部は、補間値＝（Ａ２２＋Ａ３３）／２＋（Ａ１２−Ａ３４）／８として補間値を算出することを特徴とする走査線補間装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョンにおける走査線信号を複数倍走査線信号に変換する場合のフィールド内の走査線補間装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下に、従来の走査線補間装置について図５を用いて説明する。
【０００３】
図５において、４０１は１ラインの走査線信号を入力するライン入力部である。４０２−１、４０２−２は現在の走査線信号と１水平同期期間前の走査線信号をそれぞれ保存するラインメモリ部である。４０３はラインメモリ部４０２−１と４０２−２の平均値を求め補間走査線信号を生成する補間演算部である。４０４はラインメモリ部４０２−２の走査線信号と続いて補間演算部４０３が生成した補間走査線信号を出力する補間走査線出力部である。
【０００４】
以上の構成によれば、１水平同期期間ごとにラインメモリ部４０２−１の走査線信号がラインメモリ部４０２−２に転送され、ライン入力部４０１からラインメモリ部４０２−１へ１ラインの走査線信号が転送される。次に補間演算部４０３によってラインメモリ部４０２−１と４０２−２の走査線信号のそれぞれの画素位置ごとに平均値が算出され、それが補間走査線信号として補間走査線出力部４０４に表示される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の走査線補間装置では、補間走査線信号を垂直方向に隣接する走査線信号の平均値とするためエッジや凹凸のある部分では垂直解像度が劣化するという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の走査線補間装置は、複数の走査線信号を保存しそれぞれの垂直方向の傾き情報を求め、それらの傾き特徴から有効な傾き情報を選定し求める補間位置の補間値を算出することにより、エッジや凹凸のある部分でも垂直解像度が劣化しない補間走査信号を生成することを特徴としたものである。
【０００７】
本発明によれば、現走査線信号から補間走査線信号を生成する際に、１ラインの走査線信号を入力するライン入力部と、１水平同期期間ごとに走査線信号を保存するある定められた数のラインメモリ部と、隣接する前記ラインメモリ部の走査線の垂直方向の変異である傾き情報を算出する傾き検出部と、前記傾き検出部で検出した垂直方向に連続する複数の傾き情報から垂直方向の傾き特徴を判定する傾き特徴判定部と、前記傾き特徴判定部の判定に基づき前記傾き検出部から補間に必要な傾き情報を選定する補間情報選定部と、前記補間情報選定部で選定した傾き情報を前記傾き情報検出部から取得しその傾き情報と求める補間走査線の上下に隣接する前記ラインメモリから補間走査線を生成する補間演算部により垂直解像度が劣化しない補間走査線信号を生成する走査線補間装置を提供できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、補間位置付近の傾き特徴を検出しその特徴から補間に使用する傾き情報を選定することにより、１つの補間演算で様々な補間処理が出来るという作用を有する。
【００１１】
（実施の形態１）
以下に、本発明の請求項１に記載された発明の実施形態について、図１を用いて説明する。
【００１２】
図１において、１０１は１ラインの走査線信号を入力するライン入力部である。１０２−１、１０２−２、１０２−３、１０２−４は現在の走査線信号および１水平周期期間ごとの過去の走査線信号をそれぞれ保存するラインメモリ部である。１０３は隣接するラインメモリ部１０２−１、・・・、１０２−４の走査線信号の垂直方向の変異である傾き情報を算出する傾き検出部である。１０４は傾き検出部１０３で検出した垂直方向に連続する複数の傾き情報から垂直方向の傾き特徴を判定する傾き特徴判定部である。１０５は傾き特徴判定部１０４により補間走査線信号を生成するために必要な傾き情報を傾き検出部１０３から選定する補間情報選定部である。１０６は補間情報選定部１０５で選定した傾き情報と求める補間走査線の上下に隣接するラインメモリ１０２−２、１０２−３から補間走査線を生成する補間演算部である。１０７は補間演算部１０６が生成した補間走査線信号を出力する補間走査線出力部である。
かかる構成によれば、１水平周期期間ごとにラインメモリ部１０２−３の走査線信号をラインメモリ部１０２−４へ転送し、ラインメモリ部１０２−２から１０２−３、１０２−１から１０２−２についても同様に走査線信号を転送し、ラインメモリ部１０２−１へはライン入力部１０１からの走査線信号を転送する。次に傾き検出部１０３が走査線信号の各画素ごとに（ラインメモリ部１０２−１、１０２−２）、（ラインメモリ部１０２−２、１０２−３）、（ラインメモリ部１０２−３、１０２−４）それぞれの差分を算出する。そして傾き特徴検出部１０４が傾き検出部１０３が算出した（ラインメモリ部１０２−１，１０２−２）および（ラインメモリ部１０２−３，１０２−４）の差分が０であり、かつ（ラインメモリ部１０２−２，１０２−３）の差分の絶対値が１６以上であれば補間位置はエッジであると判断しそうでなければ非エッジと判断する。次に補間情報選定部１０５が傾き特徴判定部１０４の判定から、補間位置が非エッジである場合その画素における傾き検出部１０３が算出した（ラインメモリ部１０２−１，１０２−２）の差分と（ラインメモリ部１０２−３，１０２−４）の差分およびラインメモリ部１０２−２の画素の値とラインメモリ部１０２−３の画素の値を順にＡ１２，Ａ３４，Ａ２２，Ａ３３として補間演算部１０６に渡し、エッジである場合はＡ３４の値を傾き検出部１０３が算出した（ラインメモリ部１０２−２，１０２−３）の差分の絶対値として前述と同様に補間演算部１０６に渡す。補間演算部１０６は補間情報選定部１０５からの値をそれぞれ下記の式に代入することにより各画素の補間値を決定する。
【００１３】
補間値＝（Ａ２２＋Ａ３３）／２＋（Ａ１２−Ａ３４）／８
そして、補間演算部１０６が算出した各画素の補間値を補間走査信号とし補間走査線出力部１０７に表示する。
【００１４】
このように補間位置の近傍の傾き情報および傾き特徴により補間値を決定することにより、図２に示すようにエッジ部および凹凸部などの極値部分において従来のように補間位置に隣接する走査線信号の平均値を補間走査線信号とするよりも垂直解像度が劣化しない補間走査線信号を得ることができる。
【００１５】
（実施の形態２）
以下に、本発明の実施の形態２について、図３を用いて説明する。
【００１６】
図３において、２０１は１ラインの走査線信号を入力するライン入力部である。２０２−１、２０２−２は現在の走査線信号および１水平周期期間ごとの過去の走査線信号をそれぞれ保存するラインメモリ部である。２０３は隣接するラインメモリ部２０２−１、２０２−２の走査線信号の垂直方向の変異である傾き情報を算出する傾き検出部である。２０４−１、２０４−２、２０４−３は傾き検出部２０３で算出した傾き情報を１水平周期期間ごとに保存する傾き情報格納部である。２０５は傾き情報格納部２０３−１，２０４−２、２０４−３に格納された複数の傾き情報から垂直方向の傾き特徴を判定する傾き特徴判定部である。２０６は傾き特徴判定部２０５により補間走査線信号を生成するために必要な傾き情報を傾き情報格納部２０４−１、２０４−２、２０４−３から選定する補間情報選定部である。２０７は補間情報選定部２０６で選定した傾き情報と求める補間走査線の上下に隣接するラインメモリ２０２−２から補間走査線を生成する補間演算部である。２０８は補間演算部２０７が生成した補間走査線信号を出力する補間走査線出力部である。
かかる構成によれば、１水平周期期間ごとにラインメモリ部２０２−１の走査線信号をラインメモリ部２０２−２へ転送し、ラインメモリ部２０２−１へはライン入力部２０１からの走査線信号を転送する。また、傾き情報格納部２０４−２に格納された傾き情報を傾き情報格納部２０４−３に転送し、傾き情報格納部２０４−１に格納された傾き情報を傾き情報格納部２０４−２に転送する。次に傾き検出部２０３が走査線信号の各画素ごとに（ラインメモリ部２０２−１、２０２−２）の差分した後２分の１した値を算出し、その傾き情報を傾き情報格納部２０４−１に格納する。そして傾き特徴検出部２０５は傾き情報格納部２０４−１および２０４−３に格納された傾き情報が０であり、かつ傾き情報格納部２０４−２に格納された傾き情報の絶対値が８以上であれば補間位置はエッジであると判断しそうでなければ非エッジと判断する。次に補間情報選定部２０６が傾き特徴判定部２０５の判定から、補間位置が非エッジである場合その画素における傾き情報格納部２０４−１に格納された傾き情報と傾き情報格納部２０４−３に格納された傾き情報およびラインメモリ部２０２−２の画素の値と傾き情報格納部２０４−２に格納された傾き情報を順にＡ１２，Ａ３４，Ａ２２，Ａ２３として補間演算部２０７に渡し、エッジである場合はＡ３４の値を傾き情報格納部２０４−２に格納された傾き情報の絶対値として前述と同様に補間演算部２０７に渡す。補間演算部２０７は補間情報選定部２０６からの値をそれぞれ下記の式に代入することにより各画素の補間値を決定する。
【００１７】
補間値＝（Ａ２２＋Ａ２３）＋（Ａ１２−Ａ３４）／４
そして、補間演算部２０７が算出した各画素の補間値を補間走査信号とし補間走査線出力部２０８に表示する。
このように補間位置の近傍の傾き情報をあらかじめ補間演算部２０７で演算する値として傾き情報格納部２０４−１，２０４−２，２０４−３に格納することによりラインメモリ部２０２−１，２０２−２の容量を減らすことができ、第１の実施の形態１と同様に垂直解像度が劣化しない補間走査線信号を得ることができる。
【００１８】
（実施の形態３）
以下に、本発明の実施の形態３について、図４を用いて説明する。
【００１９】
図４において、３０１は１ラインの走査線信号を入力するライン入力部である。３０２−１、３０２−２、３０２−３、３０２−４は現在の走査線信号および１水平周期期間ごとの過去の走査線信号をそれぞれ保存するラインメモリ部である。３０３−１は隣接するラインメモリ部３０２−１、・・・、３０２−４の走査線信号の垂直方向の変異である傾き情報を算出する傾き検出部である。３０４−１は傾き検出部３０３−１で検出した垂直方向に連続する複数の傾き情報から垂直方向の傾き特徴を判定する傾き特徴判定部である。３０５−１は傾き特徴判定部３０４−１により補間走査線信号を生成するために必要な傾き情報を傾き検出部３０３−１から選定する補間情報選定部である。３０６−１は補間情報選定部３０５−１で選定した傾き情報と求める補間走査線の上下に隣接するラインメモリ３０２−２、３０２−３から補間走査線を生成する補間演算部である。３０７−１，３０７−２は補間演算部３０６−１で生成した補間走査線信号を格納する補間ラインメモリ部である。３０３−２はラインメモリ部３０２−２，３０２−３に格納された走査線信号および補間ラインメモリ部３０７−１，３０７−２に格納された補間走査線信号の垂直方向の変異である傾き情報を算出する傾き検出部である。３０３−３はラインメモリ部３０２−３，３０２−４に格納された走査線信号および補間ラインメモリ部３０７−１，３０７−２に格納された補間走査線信号の垂直方向の変異である傾き情報を算出する傾き検出部である。３０４−２，３０４−３はそれぞれ傾き検出部３０３−２，３０３−３で検出した垂直方向に連続する複数の傾き情報から垂直方向の傾き特徴を判定する傾き特徴判定部である。３０５−２，３０５−３はそれぞれ傾き特徴判定部３０４−２、３０４−３により補間走査線信号を生成するために必要な傾き情報をそれぞれ傾き検出部３０３−２，３０３−３から選定する補間情報選定部である。３０６−２，３０６−３はそれぞれ補間情報選定部３０５−２，３０５−３で選定した傾き情報と求める補間走査線の上下に隣接するラインメモリ３０２−３に格納された走査線信号と補間ラインメモリ部３０７−１に格納された補間走査線信号、ラインメモリ３０２−３に格納された走査線信号と補間ラインメモリ部３０７−２に格納された補間走査線信号から補間走査線を生成する補間演算部である。３０８は補間演算部３０６−２，３０６−３で生成した補間走査線信号および補間ラインメモリ部３０７−２に格納された補間走査線信号およびラインメモリ部３０２−３に格納された走査線信号を出力する走査線出力部である。
かかる構成によれば、１水平周期期間ごとにラインメモリ部３０２−３の走査線信号をラインメモリ部３０２−４へ転送し、ラインメモリ部３０２−２から３０２−３、３０２−１から３０２−２についても同様に走査線信号を転送し、ラインメモリ部３０２−１へはライン入力部３０１からの走査線信号を転送する。また、補間ラインメモリ部３０７−１の補間走査線信号を補間ラインメモリ部３０７−２に転送する。次に傾き検出部３０３−１が走査線信号の各画素ごとに（ラインメモリ部３０２−１、３０２−２）、（ラインメモリ部３０２−２、３０２−３）、（ラインメモリ部３０２−３、３０２−４）それぞれの差分を算出する。そして傾き特徴検出部３０４−１が傾き検出部３０３−１が算出した（ラインメモリ部３０２−１，３０２−２）および（ラインメモリ部３０２−３，３０２−４）の差分が０であり、かつ（ラインメモリ部３０２−２，３０２−３）の差分の絶対値が１６以上であれば補間位置はエッジであると判断しそうでなければ非エッジと判断する。次に補間情報選定部３０５−１が傾き特徴判定部３０４−１の判定から、補間位置が非エッジである場合その画素における傾き検出部３０３−１が算出した（ラインメモリ部３０２−１，３０２−２）の差分と（ラインメモリ部３０２−３，３０２−４）の差分およびラインメモリ部３０２−２の画素の値とラインメモリ部３０２−３の画素の値を順にＡ１２，Ａ３４，Ａ２２，Ａ３３として補間演算部３０６−１に渡し、エッジである場合はＡ３４の値を傾き検出部３０３−１が算出した（ラインメモリ部３０２−２，３０２−３）の差分の絶対値として前述と同様に補間演算部３０６−１に渡す。補間演算部３０６−１は補間情報選定部３０５−１からの値をそれぞれ下記の式に代入することにより各画素の補間値を決定する。
【００２０】
補間値＝（Ａ２２＋Ａ３３）／２＋（Ａ１２−Ａ３４）／８
そして、補間演算部３０６−１が算出した各画素の補間値を補間走査信号とし補間ラインメモリ部３０７−１に格納する。次に傾き検出部３０３−２が走査線信号の各画素ごとに（ラインメモリ部３０２−２、補間ラインメモリ部３０７−１）、（補間ラインメモリ部３０７−１、ラインメモリ部３０２−３）、（ラインメモリ部３０２−３、補間ラインメモリ部３０７−２）それぞれの差分を算出する。同様に傾き検出部３０３−３が走査線信号の各画素ごとに（補間ラインメモリ部３０７−１、ラインメモリ部３０２−３）、（ラインメモリ部３０２−３、補間ラインメモリ部３０７−２）、（補間ラインメモリ部３０７−２、ラインメモリ部３０２−４）それぞれの差分を算出する。そして、傾き特徴検出部３０４−２が傾き検出部３０３−２が算出した（ラインメモリ部３０２−２，補間ラインメモリ部３０７−１）および（ラインメモリ部３０２−３，補間ラインメモリ部３０７−２）の差分が０であり、かつ（補間ラインメモリ部３０７−１，ラインメモリ部３０２−３）の差分の絶対値が１６以上であれば補間位置はエッジであると判断しそうでなければ非エッジと判断する。同様に傾き特徴検出部３０４−３が傾き検出部３０３−３が算出した（補間ラインメモリ部３０７−１，ラインメモリ部３０２−３）および（補間ラインメモリ部３０７−２，ラインメモリ部３０２−４）の差分が０であり、かつ（ラインメモリ部３０２−３，補間ラインメモリ部３０７−２）の差分の絶対値が１６以上であれば補間位置はエッジであると判断しそうでなければ非エッジと判断する。次に補間情報選定部３０５−２が傾き特徴判定部３０４−２の判定から、補間位置が非エッジである場合その画素における傾き検出部３０３−２が算出した（ラインメモリ部３０２−２，補間ラインメモリ部３０７−１）の差分と（ラインメモリ部３０２−３，補間ラインメモリ部３０７−２）の差分および補間ラインメモリ部３０７−１の画素の値とラインメモリ部３０２−３の画素の値を順にＡ１２，Ａ３４，Ａ２２，Ａ３３として補間演算部３０６−２に渡し、エッジである場合はＡ３４の値を傾き検出部３０３−２が算出した（補間ラインメモリ部３０７−１，ラインメモリ部３０２−３）の差分の絶対値として前述と同様に補間演算部３０６−２に渡す。同様に補間情報選定部３０５−３が傾き特徴判定部３０４−３の判定から、補間位置が非エッジである場合その画素における傾き検出部３０３−３が算出した（補間ラインメモリ部３０７−１，ラインメモリ部３０２−３）の差分と（補間ラインメモリ部３０７−２，ラインメモリ部３０２−４）の差分およびラインメモリ部３０２−３の画素の値と補間ラインメモリ部３０７−２の画素の値を順にＡ１２，Ａ３４，Ａ２２，Ａ３３として補間演算部３０６−３に渡し、エッジである場合はＡ３４の値を傾き検出部３０３−３が算出した（ラインメモリ部３０２−３，補間ラインメモリ部３０７−２）の差分の絶対値として前述と同様に補間演算部３０６−３に渡す。補間演算部３０６−２、３０６−３はそれぞれ補間情報選定部３０５−２，３０５−３からの値をそれぞれ下記の式に代入することにより各画素の補間値を決定する。
【００２１】
補間値＝（Ａ２２＋Ａ３３）／２＋（Ａ１２−Ａ３４）／８
そして、補間演算部３０６−２，３０６−３が算出した各画素の補間値を補間走査信号として走査線出力部３０８に渡す。次に走査線出力部３０８は補間演算部３０６−３、ラインメモリ部３０２−３、補間ラインメモリ部３０７−２、補間演算部３０６−２の補間走査線信号および走査線信号を順に表示する。
【００２２】
このように補間演算部３０６−１で生成した補間走査線信号とラインメモリに格納された走査線信号により再度補間演算部３０６−２，３０６−３で補間走査線信号を生成することにより複数の補間走査線信号を生成することができるため表示する走査線信号および補間走査線信号を限定することにより、元の映像信号の数倍の映像信号を生成することができる。
【００２３】
なお、以上の説明ではラインメモリ部１０２−１〜１０２−４、２０２−１〜２０２−２，３０２−１〜３０２−４の数を４または２としていたがそれ以上でってもよい。同様に、補間ラインメモリ部３０５−１〜３０５−２の数を２としていたがそれ以上であってもよい。また、補間演算部１０６，２０７，３０６−１，３０６−２，３０６−３の補間値の算出において（Ａ１２−Ａ３４）を８または４で割っていたが、８または４に限らず自然数であればよい。そして、傾き特徴判定部１０４，２０５，３０４−１，３０４−２，３０４−３ではエッジの判定において（ラインメモリ部１０２−１，１０２−２）および（ラインメモリ部１０２−３，１０２−４）の差分、傾き情報格納部２０４−１および２０４−３に格納された傾き情報、（ラインメモリ部３０２−１，３０２−２）および（ラインメモリ部３０２−３，３０２−４）の差分、（ラインメモリ部３０２−３，補間ラインメモリ部３０７−２）の差分が０であり、かつ（ラインメモリ部１０２−２，１０２−３）の差分の絶対値が１６以上、傾き情報格納部２０４−２に格納された傾き情報の絶対値が８以上、（ラインメモリ部３０２−２，３０２−３）の差分の絶対値が１６以上、（補間ラインメモリ部３０７−１，ラインメモリ部３０２−３）の差分の絶対値が１６以上であるとしたが、それらの値に限定しなくてもよい。また、同傾き特徴判定部ではエッジかそうでないかを判定していたが、それ以外の特徴で判定してもよい。さらに、実施形態３において算出した補間走査線信号を利用して再度補間走査線信号を生成していたが、複数回これを繰り返してもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、補間位置の上下に隣接する複数の走査線信号の傾き情報から補間走査線信号を生成するため、エッジや凹凸部などの極値においても垂直解像度が劣化せず、さらに走査線補間を複数回繰り返すことにより元の映像信号の複数倍の映像信号を生成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における走査線補間装置の構成図
【図２】本発明における走査線補間の効果の説明図
【図３】本発明の実施の形態２における走査線補間装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態３における走査線補間装置の構成図
【図５】従来例における走査線補間装置の構成図
【符号の説明】
１０１  ライン入力部
１０２−１〜１０２−４  ラインメモリ部
１０３  傾き検出部
１０４  傾き特徴判定部
１０５  補間情報選定部
１０６  補間走査線出力部
【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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