(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
飛越し走査の映像信号から補間走査信号を生成し、前記映像信号の実走査信号及び前記補間走査信号を相互に間挿することにより、前記飛越し走査の映像信号を順次走査の映像信号に変換する際、補間フィールドの各実走査線間に内挿すべき補間走査線の補間画素を、前記補間フィールドの前記補間走査線の下側に隣接する下側実走査線の第１の画素の値と、前記補間走査線の上側に隣接する上側実走査線の第２の画素の値とに基づいて算出する走査線補間方法であって、
前記補間走査線の下側の実走査線の、前記補間画素に隣接する第３の画素の値と、前記補間画素に隣接し前記第３の画素とは異なる第４の画素の値と、から第１の微分値を算出し、
前記補間走査線の上側の実走査線の、前記補間画素に隣接する第５の画素の値と、前記補間画素に隣接し前記第５の画素とは異なる第６の画素の値と、から第２の微分値を算出し、
前記第１の微分値の絶対値と、前記第２の微分値の絶対値とを比較して、前記第１の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第１の画素の値に対する重み付けを前記第２の画素の値に対する重み付けに比べて大きくする一方、前記第２の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第２の画素の値に対する重み付けを前記第１の画素の値に対する重み付けに比べて大きくし、
夫々重み付けされた前記第１の画素の値と前記第２の画素の値とに基づいて、前記補間画素の値を算出することを特徴とする走査線補間方法。
【請求項２】
前記補間画素に対して上下方向及び複数の斜め方向の画素の内、最も相関の強い方向の画素を前記第１の画素及び前記第２の画素とし、前記第１の画素の値及び前記第２の画素の値に夫々重み付け加算し、前記補間画素の値を算出することを特徴とする請求項１記載の走査線補間方法。
【請求項３】
飛越し走査の映像信号から補間走査信号を生成し、前記映像信号の実走査信号及び前記補間走査信号を相互に間挿することにより、前記飛越し走査の映像信号を順次走査の映像信号に変換する際、補間フィールドの各実走査線間に内挿すべき補間走査線の補間画素を、前記補間フィールドの時間的後方に隣接する後方フィールドの前記補間走査線に対応する後方実走査線の第１の画素の値と、前記補間フィールドの時間的前方に隣接する前方フィールドの前記補間走査線に対応する前方実走査線の第２の画素の値とに基づいて算出する走査線補間方法であって、
前記後方フィールドの実走査線の、前記補間画素に対応する画素に隣接する第３の画素の値と、前記補間画素に対応する画素に隣接し前記第３の画素とは異なる第４の画素の値と、から第１の微分値を算出し、
前記前方フィールドの実走査線の、前記補間画素に対応する画素に隣接する第５の画素の値と、前記補間画素に対応する画素に隣接し前記第５の画素とは異なる第６の画素の値と、から第２の微分値を算出し、
前記第１の微分値の絶対値と、前記第２の微分値の絶対値とを比較して、前記第１の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第１の画素の値に対する重み付けを前記第２の画素の値に対する重み付けに比べて大きくする一方、前記第２の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第２の画素の値に対する重み付けを前記第１の画素の値に対する重み付けに比べて大きくし、
夫々重み付けされた前記第１の画素の値と前記第２の画素の値とに基づいて、前記補間画素の値を算出することを特徴とする走査線補間方法。
【請求項４】
前記補間画素に対して前後方向及び複数の斜め方向の画素の内、最も相関の強い方向の画素を前記第１の画素及び前記第２の画素とし、前記第１の画素の値及び前記第２の画素の値に夫々重み付け加算し、前記補間画素の値を算出することを特徴とする請求項３記載の走査線補間方法。
【請求項５】
飛越し走査の映像信号から補間走査信号を生成し、前記映像信号の実走査信号及び前記補間走査信号を相互に間挿することにより、前記飛越し走査の映像信号を順次走査の映像信号に変換する際、フィールド内補間処理による第１の補間走査信号とフィールド間補間処理による第２の補間走査信号をそれぞれ生成し、補間フィールドの各実走査線間に内挿すべき補間走査線を、前記飛越し走査の映像信号の画像の動き情報に応じて前記第１及び第２の補間走査信号を重み付け加算して得る前記補間走査信号から生成する走査線補間方法であって、
前記第１の補間走査信号の各補間画素は、
前記補間フィールドの前記補間走査線の下側に隣接する下側実走査線の第１の画素の値と、前記補間走査線の上側に隣接する上側実走査線の第２の画素の値とに基づいて生成され、
前記補間走査線の下側の実走査線の、前記補間画素に隣接する第３の画素の値と、前記補間画素に隣接し前記第３の画素とは異なる第４の画素の値と、から第１の微分値を算出し、
前記補間走査線の上側の実走査線の、前記補間画素に隣接する第５の画素の値と、前記補間画素に隣接し前記第５の画素とは異なる第６の画素の値と、から第２の微分値を算出し、
前記第１の微分値の絶対値と、前記第２の微分値の絶対値とを比較して、前記第１の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第１の画素の値に対する重み付けを前記第２の画素の値に対する重み付けに比べて大きくする一方、前記第２の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第２の画素の値に対する重み付けを前記第１の画素の値に対する重み付けに比べて大きし、
夫々重み付けされた前記第１の画素の値と前記第２の画素の値とに基づいて、前記第１の補間信号の各補間画素の値が生成され、
前記第２の補間走査信号の各補間画素は、
前記補間フィールドの時間的後方に隣接する後方フィールドの前記補間走査線に対応する後方実走査線の第７の画素の値と、前記補間フィールドの時間的前方に隣接する前方フィールドの前記補間走査線に対応する前方実走査線の第８の画素の値とに基づいて生成され、
前記後方フィールドの実走査線の、前記補間画素に対応する画素に隣接する第９の画素の値と、前記補間画素に対応する画素に隣接し前記第９の画素とは異なる第１０の画素の値と、から第３の微分値を算出し、
前記前方フィールドの実走査線の、前記補間画素に対応する画素に隣接する第１１の画素の値と、前記補間画素に対応する画素に隣接し前記第１１の画素とは異なる第１２の画素の値と、から第４の微分値を算出し、
前記第３の微分値の絶対値と、前記第４の微分値の絶対値とを比較して、前記第３の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第７の画素の値に対する重み付けを前記第８の画素の値に対する重み付けに比べて大きくする一方、前記第４の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第８の画素の値に対する重み付けを前記第７の画素の値に対する重み付けに比べて大きくし、
夫々重み付けされた前記第７の画素の値と前記第８の画素の値とに基づいて、前記第２の補間信号の各補間画素の値が生成されることを特徴とする走査線補間方法。
【請求項６】
前記補間画素に対して上下方向及び複数の斜め方向の画素の内、最も相関の強い方向の画素を前記第１の画素及び前記第２の画素とし、前記第１の画素の値及び前記第２の画素の値に夫々重み付け加算し、前記第１の補間走査信号の各補間画素の値を算出し、
前記補間画素に対して前後方向及び複数の斜め方向の画素の内、最も相関の強い方向の画素を前記第７の画素及び前記第８の画素とし、前記第７の画素の値及び前記第８の画素の値に夫々重み付け加算し、前記第２の補間走査信号の各補間画素の値を算出することを特徴とする請求項５記載の走査線補間方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＮＴＳＣテレビ信号、ＰＡＬテレビ信号等の飛越し走査された映像信号を順次走査の映像信号に変換するのに好適な走査線補間方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
飛越し走査された映像信号を順次走査の映像信号に変換する際、飛越し走査された映像信号のフィールドは、飛越し走査によって走査信号が１本おきに間引かれているので、この間引かれた走査信号を補間によって追加する必要がある。このような補間を行う場合、静止画像に対してはフィールド間処理により、例えば時間的に隣接するフィールドの対応する走査線の画素又はその平均値で補間し、動画像に対してはフィールド内処理により、例えば同一フィールド内で上下に隣接する走査線の画素の平均値で補間する方法が知られている。
【０００３】
また、順次のフィールド間での画像の動き情報を求め、この動き情報に応じた混合比で上述のフィールド内処理により得られた補間走査信号とフィールド間処理により得られた補間走査信号を加算して補間走査信号を得る方法についても数多くの提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の平均値による補間では、斜め輪郭（斜めエッジ画像）及びその水平移動により、輪郭がギザギザ状となり、シャープネスが失われ、変換画質があまり良好でなくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、斜め輪郭及びその水平移動に対し良好な順次走査変換画像を経済的に実現することができる走査線補間方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による請求項１に記載の走査線補間方法は、飛越し走査の映像信号から補間走査信号を生成し、前記映像信号の実走査信号及び前記補間走査信号を相互に間挿することにより、前記飛越し走査の映像信号を順次走査の映像信号に変換する際、補間フィールドの各実走査線間に内挿すべき補間走査線の補間画素を、前記補間フィールドの前記補間走査線の下側に隣接する下側実走査線の第１の画素の値と、前記補間走査線の上側に隣接する上側実走査線の第２の画素の値とに基づいて算出する走査線補間方法であって、前記補間走査線の下側の実走査線の、前記補間画素に隣接する第３の画素の値と、前記補間画素に隣接し前記第３の画素とは異なる第４の画素の値と、から第１の微分値を算出し、前記補間走査線の上側の実走査線の、前記補間画素に隣接する第５の画素の値と、前記補間画素に隣接し前記第５の画素とは異なる第６の画素の値と、から第２の微分値を算出し、前記第１の微分値の絶対値と、前記第２の微分値の絶対値とを比較して、前記第１の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第１の画素の値に対する重み付けを前記第２の画素の値に対する重み付けに比べて大きくする一方、前記第２の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第２の画素の値に対する重み付けを前記第１の画素の値に対する重み付けに比べて大きくし、夫々重み付けされた前記第１の画素の値と前記第２の画素の値とに基づいて、前記補間画素の値を算出することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は請求項１に記載の走査線補間方法であって、前記補間画素に対して上下方向及び複数の斜め方向の画素の内、最も相関の強い方向の画素を前記第１の画素及び前記第２の画素とし、前記第１の画素の値及び前記第２の画素の値に夫々重み付け加算し、前記補間画素の値を算出することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、飛越し走査の映像信号から補間走査信号を生成し、前記映像信号の実走査信号及び前記補間走査信号を相互に間挿することにより、前記飛越し走査の映像信号を順次走査の映像信号に変換する際、補間フィールドの各実走査線間に内挿すべき補間走査線の補間画素を、前記補間フィールドの時間的後方に隣接する後方フィールドの前記補間走査線に対応する後方実走査線の第１の画素の値と、前記補間フィールドの時間的前方に隣接する前方フィールドの前記補間走査線に対応する前方実走査線の第２の画素の値とに基づいて算出する走査線補間方法であって、前記後方フィールドの実走査線の、前記補間画素に対応する画素に隣接する第３の画素の値と、前記補間画素に対応する画素に隣接し前記第３の画素とは異なる第４の画素の値と、から第１の微分値を算出し、前記前方フィールドの実走査線の、前記補間画素に対応する画素に隣接する第５の画素の値と、前記補間画素に対応する画素に隣接し前記第５の画素とは異なる第６の画素の値と、から第２の微分値を算出し、前記第１の微分値の絶対値と、前記第２の微分値の絶対値とを比較して、前記第１の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第１の画素の値に対する重み付けを前記第２の画素の値に対する重み付けに比べて大きくする一方、前記第２の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第２の画素の値に対する重み付けを前記第１の画素の値に対する重み付けに比べて大きくし、夫々重み付けされた前記第１の画素の値と前記第２の画素の値とに基づいて、前記補間画素の値を算出することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明は請求項３に記載の走査線補間方法であって、前記補間画素に対して前後方向及び複数の斜め方向の画素の内、最も相関の強い方向の画素を前記第１の画素及び前記第２の画素とし、前記第１の画素の値及び前記第２の画素の値に夫々重み付け加算し、前記補間画素の値を算出することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明は、飛越し走査の映像信号から補間走査信号を生成し、前記映像信号の実走査信号及び前記補間走査信号を相互に間挿することにより、前記飛越し走査の映像信号を順次走査の映像信号に変換する際、フィールド内補間処理による第１の補間走査信号とフィールド間補間処理による第２の補間走査信号をそれぞれ生成し、補間フィールドの各実走査線間に内挿すべき補間走査線を、前記飛越し走査の映像信号の画像の動き情報に応じて前記第１及び第２の補間走査信号を重み付け加算して得る前記補間走査信号から生成する走査線補間方法であって、前記第１の補間走査信号の各補間画素は、前記補間フィールドの前記補間走査線の下側に隣接する下側実走査線の第１の画素の値と、前記補間走査線の上側に隣接する上側実走査線の第２の画素の値とに基づいて生成され、前記補間走査線の下側の実走査線の、前記補間画素に隣接する第３の画素の値と、前記補間画素に隣接し前記第３の画素とは異なる第４の画素の値と、から第１の微分値を算出し、前記補間走査線の上側の実走査線の、前記補間画素に隣接する第５の画素の値と、前記補間画素に隣接し前記第５の画素とは異なる第６の画素の値と、から第２の微分値を算出し、前記第１の微分値の絶対値と、前記第２の微分値の絶対値とを比較して、前記第１の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第１の画素の値に対する重み付けを前記第２の画素の値に対する重み付けに比べて大きくする一方、前記第２の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第２の画素の値に対する重み付けを前記第１の画素の値に対する重み付けに比べて大きし、夫々重み付けされた前記第１の画素の値と前記第２の画素の値とに基づいて、前記第１の補間信号の各補間画素の値が生成され、前記第２の補間走査信号の各補間画素は、前記補間フィールドの時間的後方に隣接する後方フィールドの前記補間走査線に対応する後方実走査線の第７の画素の値と、前記補間フィールドの時間的前方に隣接する前方フィールドの前記補間走査線に対応する前方実走査線の第８の画素の値とに基づいて生成され、前記後方フィールドの実走査線の、前記補間画素に対応する画素に隣接する第９の画素の値と、前記補間画素に対応する画素に隣接し前記第９の画素とは異なる第１０の画素の値と、から第３の微分値を算出し、前記前方フィールドの実走査線の、前記補間画素に対応する画素に隣接する第１１の画素の値と、前記補間画素に対応する画素に隣接し前記第１１の画素とは異なる第１２の画素の値と、から第４の微分値を算出し、前記第３の微分値の絶対値と、前記第４の微分値の絶対値とを比較して、前記第３の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第７の画素の値に対する重み付けを前記第８の画素の値に対する重み付けに比べて大きくする一方、前記第４の微分値の絶対値の方が小さい場合には、前記第８の画素の値に対する重み付けを前記第７の画素の値に対する重み付けに比べて大きくし、夫々重み付けされた前記第７の画素の値と前記第８の画素の値とに基づいて、前記第２の補間信号の各補間画素の値が生成されることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は請求項５に記載の走査線補間方法であって、前記補間画素に対して上下方向及び複数の斜め方向の画素の内、最も相関の強い方向の画素を前記第１の画素及び前記第２の画素とし、前記第１の画素の値及び前記第２の画素の値に夫々重み付け加算し、前記第１の補間走査信号の各補間画素の値を算出し、前記補間画素に対して前後方向及び複数の斜め方向の画素の内、最も相関の強い方向の画素を前記第７の画素及び前記第８の画素とし、前記第７の画素の値及び前記第８の画素の値に夫々重み付け加算し、前記第２の補間走査信号の各補間画素の値を算出することを特徴とする。
【００１５】
【作用】
本発明による請求項１乃至６記載の発明によれば、補間画素の上下の走査線又は前後のフィールドの対応する走査線の微分値に応じて、動的に補間画素の上下の走査線又は前後のフィールドの対応する走査線の画素値の混合比率が変化する。これにより、斜め輪郭に対して妨害のない補間画像を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の走査線補間方法を図に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の走査線補間方法が適用される映像信号処理装置の全体ブロック図である。
以下、特に記述しない限り標準テレビジョン信号である飛越し走査（インタレース）された映像信号のＮＴＳＣテレビジョン信号と、コンピュータディスプレイ等で用いられる順次走査（ノンインタレース）の映像信号との間での走査線補間方法について説明する。例えば、ＮＴＳＣテレビジョン信号は、一般的に用いられている走査線数５２５本、フィールド周波数６０Ｈｚ、インタレース比２：１の信号であり、コンピュータディスプレイ等で用いられる映像信号は、例えばＶＧＡ等の表示ドット数６４０×４８０（１６７７０色）の順次走査（ノンインタレース）信号である。
【００１７】
図１において、飛越し走査の入力映像信号の実走査信号は、図示しない信号源から１フィールド遅延回路１、フィールド間補間処理回路３、動き検出回路４のそれぞれの入力に供給される。１フィールド遅延回路１で１フィールド遅延された実走査信号はフィールド内補間処理回路２に供給される。
【００１８】
動き検出回路４は、入力された信号の時間的な変化から画像の動きを検出し、画像の動きに対応した出力信号（係数Ｋ１）を混合回路５の制御入力として供給する。
【００１９】
フィールド内補間処理回路２は、後述するフィールド内補間処理によって生成された第１の補間走査信号を生成する。また、フィールド間補間処理回路３は、後述するフィールド間補間処理によって生成された第２の補間走査信号を生成する。これらの第１及び第２の補間走査信号は、混合回路５の各入力に供給される。
【００２０】
混合回路５では、第１の補間走査信号に係数Ｋ1 を乗じ、第２の補間走査信号に係数（１−Ｋ１）を乗じて混合し、補間走査信号として出力する。例えば静止画像の場合、フィールド相関が最大となるのでＫ１＝０とされ、第２の補間走査信号が補間走査信号として出力される。動画像の場合、動きに応じてＫ１は、０＜Ｋ１≦１の値をとる。
【００２１】
時間軸変換回路６は、１フィールド遅延回路１で１フィールド遅延された実走査信号（補間処理を行うフィールドの実走査信号）と混合回路５からの補間走査信号を相互に間挿し、飛越し走査の映像信号を順次走査の映像信号に変換して出力する。
【００２２】
図２は、図１のフィールド内処理回路２の内部構成の一例を示す。
図２において、１フィールド遅延回路１で１フィールド遅延された実走査信号は１Ｈ（１水平走査時間）遅延回路１５、第１の微分値検出回路１０、単位遅延回路２２にそれぞれ供給される。
【００２３】
第１の微分値検出回路１０は、単位遅延回路１１，１２、減算回路１３及び絶対値回路１４で構成され、入力信号（第３の画素の値）と２単位遅延信号（第４の画素の値）の差分信号（微分値）の絶対値を第１の微分値として係数テーブル２３に供給する。
【００２４】
ここで、単位遅延回路１１，１２をそれぞれ１画素分の遅延を与える回路とした場合、第１の微分値検出回路１０は、補間処理を行うフィールド（補間フィールド）の実走査信号の第１の画素（後述する単位遅延回路２２から出力される画素）と同一ライン上で左右に隣接する２つの画素（第３の画素及び第４の画素）の値の差分信号の絶対値を第１の画素の第１の微分値（水平微分値）として出力する。
【００２５】
尚、単位遅延回路１１，１２をそれぞれ１Ｈ（１水平走査時間）分の遅延を与える回路としても良い。この場合、第１の微分値検出回路１０は、上下に隣接するライン上で第１の画素（後述する単位遅延回路２２から出力される画素）と隣接する２つの画素（第３の画素及び第４の画素）の値の差分信号の絶対値を第１の画素の第１の微分値（垂直微分値）として出力する。
【００２６】
一方、第２の微分値検出回路１６は、第１の微分値検出回路１０と同様に、単位遅延回路１７，１８、減算回路１９及び絶対値回路２０で構成され、１Ｈ遅延回路１５で１水平走査時間分遅延された入力信号（第５の画素の値）と２単位遅延信号（第６の画素の値）の差分信号（微分値）の絶対値を第２の微分値として係数テーブル２３に供給する。
【００２７】
ここで、単位遅延回路１７，１８をそれぞれ１画素分の遅延を与える回路とした場合、第２の微分値検出回路１６は、上述の第１の画素の上側に隣接するライン上の第２の画素（後述する単位遅延回路２１から出力される画素）と同一ライン上で左右に隣接する２つの画素（第５の画素及び第６の画素）の値の差分信号の絶対値を第２の画素の第２の微分値（水平微分値）として出力する。
【００２８】
尚、単位遅延回路１７，１８をそれぞれ１Ｈ（１水平走査時間）分の遅延を与える回路としても良い。この場合、第２の微分値検出回路１６は、上下に隣接するライン上で第２の画素（後述する単位遅延回路２１から出力される画素）と隣接する２つの画素（第５の画素及び第６の画素）の値の差分信号の絶対値を第２の画素の第２の微分値（垂直微分値）として出力する。
【００２９】
係数テーブル２３は、入力される第１の画素の第１の微分値及び第２の画素の第２の微分値に従って上下に隣接する第１及び第２の画素の各々の値の混合比率を算出する。
【００３０】
ここで、例えば第１の微分値検出回路１０の出力である第１の微分値の方が、第２の微分値検出回路１６の出力である第２の微分値よりも大きい場合、第２の画素の混合比率Ｋ２を０．５＜Ｋ２≦１の範囲に設定し、逆に第２の微分値の方が、第１の微分値よりも大きい場合、第２の画素の混合比率Ｋ2 を０≦Ｋ２＜０．５の範囲に設定する。また、第１及び第２の微分値が略等しい場合、第２の画素の混合比率Ｋ２を０．５程度に設定する。
【００３１】
すなわち、係数テーブル２３は、微分値の絶対値の小さい方の混合割合が大きくなるように、換言すれば微分値の絶対値の大きい方の混合割合が小さくなるように、第１の画素の混合比率（１−Ｋ２）、第２の画素の混合比率Ｋ２を設定する。
【００３２】
１Ｈ遅延回路１５の出力（第５の画素の値）は、位相合わせ用の単位遅延回路２１を介して（第２の画素の値）、また、入力信号（第３の画素の値）は位相合わせ用の単位遅延回路２２を介して（第１の画素の値）それぞれ混合回路２４に供給される。
【００３３】
混合回路２４では係数テーブル２３の出力に応じて単位遅延回路２１から供給される信号（第２の画素の値）にＫ２を、単位遅延回路２２から供給される信号（第１の画素の値）に（１−Ｋ２）をそれぞれ乗じた後、加算した信号を第１の補間走査信号として出力する。
【００３４】
すなわち、補間フィールドにおける実走査信号（第１の画素の値）とその１Ｈ前の実走査信号（第２の画素の値）とは、微分値の絶対値の小さい方の混合割合が大きくなるように、換言すれば微分値の絶対値の大きい方の混合割合が小さくなるように、重み付け加算されて第１の補間走査信号となる。
【００３５】
次に、図３に図１のフィールド間処理回路３の内部構成の一例を示す。
図３において、インタレース入力信号は１フレーム遅延回路３５、第３の微分値検出回路３０、単位遅延回路４２にそれぞれ供給される。
【００３６】
第３の微分値検出回路３０は、単位遅延回路３１，３２、減算回路３３及び絶対値回路３４で構成され、上述の補間フィールドに対して１フィールド後のフィールドの実走査信号（第９の画素の値）と２単位遅延された実走査信号（第１０の画素の値）の差分信号（微分値）の絶対値を第３の微分値として係数テーブル４３に供給する。
【００３７】
ここで、単位遅延回路３１，３２をそれぞれ１画素分の遅延を与える回路とした場合、第３の微分値検出回路３０は、補間フィールドに対して１フィールド後のフィールドの実走査信号の第７の画素（後述する単位遅延回路４２から出力される画素）と同一ライン上で左右に隣接する２つの画素（第９の画素及び第１０の画素）の値の差分信号の絶対値を第７の画素の第３の微分値（水平微分値）として出力する。
【００３８】
尚、単位遅延回路３１，３２をそれぞれ１Ｈ（１水平走査時間）分の遅延を与える回路としても良い。この場合、第３の微分値検出回路３０は、上下に隣接するライン上で第７の画素（後述する単位遅延回路４２から出力される画素）と隣接する２つの画素（第９の画素及び第１０の画素）の値の差分信号の絶対値を第７の画素の第３の微分値（垂直微分値）として出力する。
【００３９】
一方、第４の微分値検出回路３６は、第３の微分値検出回路１０と同様に、単位遅延回路３７，３８、減算回路３９及び絶対値回路４０で構成され、１フレーム遅延回路３５で１フレーム時間分遅延された信号（すなわち、補間フィールドに対して１フィールド前のフィールドの実走査信号である第１１の画素の値）と２単位遅延された実走査信号（第１２の画素の値）の差分信号（微分値）の絶対値を第４の微分値として係数テーブル４３に供給する。
【００４０】
ここで、単位遅延回路３７，３８をそれぞれ１画素分の遅延を与える回路とした場合、第４の微分値検出回路３６は、補間フィールドに対して１フィールド前のフィールドの実走査信号と対応する１フィールド前のライン上の第８の画素（後述する単位遅延回路４１から出力される画素）と同一ライン上で左右に隣接する２つの画素（第１１の画素及び第１２の画素）の値の差分信号の絶対値を第８の画素の第４の微分値（水平微分値）として出力する。
【００４１】
尚、単位遅延回路３７，３８をそれぞれ１Ｈ（１水平走査時間）分の遅延を与える回路としても良い。この場合、第４の微分値検出回路３６は、上下に隣接するライン上で第８の画素（後述する単位遅延回路４１から出力される画素）と隣接する２つの画素（第１１の画素及び第１２の画素）の値の差分信号の絶対値が第８の画素の第４の微分値（垂直微分値）として出力する。
【００４２】
係数テーブル４３は、入力される第７の画素の第３の微分値及び第８の画素の第４の微分値に従って時間的に隣接するフィールドの対応する各走査線において隣接する第７及び第８の画素の各々の値の混合比率を算出する。
【００４３】
ここで、例えば第３の微分値検出回路３０の出力である第３の微分値の方が、第４の微分値検出回路３６の出力である第４の微分値よりも大きい場合、第８の画素の混合比率Ｋ３を０．５＜Ｋ３≦１の範囲に設定し、逆に第４の微分値の方が、第３の微分値よりも大きい場合、第８の画素の混合比率Ｋ３を０≦Ｋ３＜０．５の範囲に設定する。また、第３及び第４の微分値が略等しい場合、第８の画素の混合比率Ｋ３を０．５程度に設定する。
【００４４】
すなわち、係数テーブル２３は、微分値の小さい方の混合割合が大きくなるように、換言すれば微分値の大きい方の混合割合が小さくなるように、第７の画素の混合比率（１−Ｋ３）、第８の画素の混合比率Ｋ３を設定する。
【００４５】
１フレーム遅延回路３５の出力（第１１の画素の値）は、位相合わせ用の単位遅延回路４１を介して（第８の画素の値）、また、入力信号（第９の画素の値）は位相合わせ用の単位遅延回路４２を介して（第７の画素の値）それぞれ混合回路４４に供給される。
【００４６】
混合回路４４では係数テーブル４３の出力に応じて単位遅延回路４１から供給される信号（第８の画素の値）にＫ３を、単位遅延回路４２から供給される信号（第７の画素の値）に（１−Ｋ３）をそれぞれ乗じた後、加算した信号を第２の補間走査信号として出力する。
【００４７】
次に図４に基づいて図２及び図３の各補間回路の動作を説明する。
図４において、○は実画素、□は、補間画素を示す。
【００４８】
先ず、図２のフィールド内補間処理回路の動作を説明する。図４において、補間処理を行うフィールドにおいて例えばラインｎ−１の画素ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，…の画素値を０，１，２，２，２，…とし、ラインｎ＋１の画素ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，…の画素値を０，０，０，１，２，…とし、単位遅延回路１１，１２，１７，１８をそれぞれ１画素分の遅延を与える回路とする。
【００４９】
第１の微分値検出回路１０は、ラインｎ＋１の画素ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，…の各画素値に対して左右に隣接する２つの画素値の差分（水平微分値）の絶対値０，０，１，２，１，…を第１の微分値として出力する。一方、第２の微分値検出回路１６は、ラインｎ−１の画素ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，…の各画素値に対して左右に隣接する２つの画素値の差分（水平微分値）の絶対値１，２，１，０，０，…を第２の微分値として出力する。このようにして、補間ラインｎの各補間画素B １，B ２，B ３，Ｂ４，Ｂ５，…に対して上下に隣接する画素の水平微分値の絶対値が算出される。
【００５０】
係数テーブル２３は、上述の第１及び第２の微分値に応じて混合比率Ｋ2 を決定し、出力する。ラインｎ＋１の画素ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，…の各画素値に対する第１の微分値が０，０，１，２，１，…で、ラインｎ−１の画素ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，…の各画素値に対する第２の微分値が１，２，１，０，０，…の場合、画素ｂ１と画素ｃ１、画素ｂ２と画素ｃ２、画素ｂ３と画素ｃ３、画素ｂ４と画素ｃ４、画素ｂ５と画素ｃ５のそれぞれに対する混合比率Ｋ2 は、微分値の絶対値の小さい方の混合割合が大きくなるように例えば０，０，0.5 ，１，１，…と設定される。
【００５１】
混合回路２４は、係数テーブル２３の出力に応じて単位遅延回路２１から供給される信号（ラインｎ−１の画素ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，…の画素値０，１，２，２，２，…）にＫ2 を、単位遅延回路２２から供給される信号（ラインｎ＋１の画素ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，…の画素値０，０，０，１，２，…）に（１−Ｋ2 ）をそれぞれ乗じた後、加算して、補間ラインｎの各補間画素B １，B ２，B ３，Ｂ４，Ｂ５，…の値０，０，１，２，２，…を出力する。
【００５２】
すなわち、現走査信号（ラインｎ＋１の画素ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，…の画素値０，０，０，１，２，…  ）と１Ｈ前の走査信号（ラインｎ−１の画素ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，…の画素値０，１，２，２，２，…）とは、微分値の絶対値の小さい方の混合割合が大きくなるように、換言すれば微分値の絶対値の大きい方の混合割合が小さくなるように、重み付け加算されて第１の補間走査信号が生成される。
【００５３】
このように、生成した補間走査信号の各補間画素の値と上下に隣接する走査信号の画素の値を図６（ａ）に示す。本実施形態による補間方法によれば、図６（ａ）に示されるように斜め輪郭に対してギザギザとぼけのない補間画像が得られる。これに対して従来の平均値補間による補間方法では、図６（ｂ）に示されるような補間走査信号となり、斜め輪郭に対する改善効果が劣る。
【００５４】
以上、図２のフィールド内補間処理回路の動作を説明したが、図３のフィールド間補間処理回路においても、補間処理を行うフィールド（補間フィールド）と時間的に前方及び後方に隣接するフィールドの対応する各走査線において隣接する一対の画素の値に対して同様にそれぞれ微分値の絶対値を求め、微分値の絶対値が少ない方の混合割合が大きくなるように上述の一対の画素の値が重み付け加算されて補間フィールドにおける第２の補間走査信号が生成される。
【００５５】
以上の説明では、補間画素（例えば図４のＢ３）に対して空間的又は時間的に隣接する一対の画素（図４のｂ３とｃ３）に対する微分値として、それぞれ同一ライン上で左右に隣接する２つの画素（図４のｂ３に対するｂ２とｂ４、ｃ３に対するｃ２とｃ４）の値の差分信号の絶対値（水平微分値）を用いる例を示したが、上述の一対の画素（例えば図４のｂ３とｃ３）に対する微分値として、それぞれ上下に隣接するライン上で隣接する２つの画素（図４のｂ３に対するａ３とｃ３、ｃ３に対するｂ３とｄ３）の値の差分信号の絶対値（垂直微分値）を用いても同様な効果が得られる。
【００５６】
図５は、図１のフィールド内補間処理回路２及びフィールド間補間処理回路３の内部構成の他の例を示す。
【００５７】
図５において、図２の補間処理回路との相違点は、補間画素に対して上下方向及び複数の斜め方向の画素の内、最も相関の強い方向の画素の各々の値を重み付け加算し、第１の補間走査信号の各補間画素の値を算出するように構成したこと、及び図３の補間処理回路との相違点は、補間画素に対して前後方向及び複数の斜め方向の画素の内、最も相関の強い方向の画素の各々の値を重み付け加算し、第２の補間走査信号の各補間画素の値を算出するように構成したことにある。
【００５８】
インタレース入力信号は、遅延回路５０、減算回路５４、１画素遅延回路５１に供給される。ここで、フィールド内補間処理回路として用いる場合には遅延回路５０を１Ｈ（１水平走査時間）分の遅延を与える回路とし、一方フィールド間補間処理回路として用いる場合には遅延回路５０を１フレーム分の遅延を与える回路とする。
【００５９】
１画素遅延回路５１の出力は、セレクタ７０、１画素遅延回路５２及び減算回路５５に供給され、１画素遅延回路５２の出力は、セレクタ７０、１画素遅延回路５３及び減算回路５６に供給され、１画素遅延回路５３の出力は、セレクタ７０に供給される。
【００６０】
遅延回路５０の出力は、減算回路５６、１画素遅延回路５７に供給され、１画素遅延回路５７の出力は、減算回路５５、１画素遅延回路５８及びセレクタ７１に供給され、１画素遅延回路５８の出力は、減算回路５４、１画素遅延回路５９及びセレクタ７１に供給され、１画素遅延回路５９の出力は、セレクタ７１に供給される。
【００６１】
減算回路５４の出力は、絶対値回路６０に供給され、絶対値回路６０の出力は、相関検出回路６９と１画素遅延回路６１に供給され、１画素遅延回路６１の出力は、相関検出回路６９と１画素遅延回路６２に供給され、１画素遅延回路６２の出力は、相関検出回路６９に供給される。
【００６２】
減算回路５５の出力は、絶対値回路６３に供給され、絶対値回路６３の出力は、相関検出回路６９と１画素遅延回路６４に供給され、１画素遅延回路６４の出力は、相関検出回路６９と１画素遅延回路６５に供給され、１画素遅延回路６５の出力は、相関検出回路６９に供給される。
【００６３】
減算回路５６の出力は、絶対値回路６６に供給され、絶対値回路６６の出力は、相関検出回路６９と１画素遅延回路６７に供給され、１画素遅延回路６７の出力は、相関検出回路６９と１画素遅延回路６８に供給され、１画素遅延回路６８の出力は、相関検出回路６９に供給される。
【００６４】
このようにして、相関検出回路６９には、補間ラインの連続する３つの画素に対して、それぞれ各補間画素を挟んで時間的及び空間的に隣接する複数の一対の画素の値の差分の絶対値が供給される。相関検出回路６９は、差分の絶対値の和が最小である方向（すなわち、相関が最も強い方向）の一対の画素の値を検出し、選択信号をセレクタ７０，７１に供給する。
【００６５】
セレクタ７０，７１は、相関検出回路６９からの選択信号に従って、差分の絶対値の和が最小である方向（すなわち、相関が最も強い方向）の一対の画素の値を選択して出力する。
【００６６】
セレクタ７０の出力は、微分値検出回路７２と混合回路７５に供給され、セレクタ７１の出力は、微分値検出回路７３と混合回路７５に供給される。微分値検出回路７２，７３は、上述の図２又は図３の場合と同様に差分の絶対値を算出し、係数テーブル７４に供給する。係数テーブル７４も上述の図２又は図３の場合と同様に各差分の絶対値に従って混合比率を算出し、混合回路７５に供給する。混合回路７５は、係数テーブル７４からの混合比率に応じて、差分の絶対値が少ない方の混合割合が大きくなるように重み付け加算して補間走査信号を出力する。
【００６７】
次に、図４に基づいて図５の補間処理回路の動作を説明する。
先ず、図５の遅延回路５０を１Ｈ（１水平走査時間）分の遅延を与える回路とし、フィールド内補間処理回路として用いる場合の動作について説明する。ここで、補間処理を行うフィールドにおいて図４のラインｎ−１の画素ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４，ｂ５，…の画素値を例えば３，５，９，６，５，…とし、ラインｎ＋１の画素ｃ１，ｃ２，ｃ３，ｃ４，ｃ５，…の画素値を例えば２，４，８，５，６，…とする。
【００６８】
減算回路５４は、画素ｂ１とｃ３の画素値の差分（３−８）、画素ｂ２とｃ４の画素値の差分（５−５）、画素ｂ３とｃ５の画素値の差分（９−６）を順次出力する。絶対値回路６０は、減算回路５４から供給される差分の絶対値（｜９−６｜）を算出して相関検出回路６９に供給し、１画素遅延回路６１，６２は、１画素分遅延された差分の絶対値（｜５−５｜）と２画素分遅延された差分の絶対値（｜３−８｜）をそれぞれ相関検出回路６９に供給する。
【００６９】
減算回路５５は、画素ｂ２とｃ２の画素値の差分（５−４）、画素ｂ３とｃ３の画素値の差分（９−８）、画素ｂ４とｃ４の画素値の差分（６−５）を順次出力する。絶対値回路６３は、減算回路５５から供給される差分の絶対値（｜６−５｜）を算出して相関検出回路６９に供給し、１画素遅延回路６１，６２は、１画素分遅延された差分の絶対値（｜９−８｜）と２画素分遅延された差分の絶対値（｜５−４｜）をそれぞれ相関検出回路６９に供給する。
【００７０】
減算回路５６は、画素ｂ３とｃ１の画素値の差分（９−２）、画素ｂ４とｃ２の画素値の差分（６−４）、画素ｂ５とｃ３の画素値の差分（５−８）を順次出力する。絶対値回路６６は、減算回路５６から供給される差分の絶対値（｜５−８｜）を算出して相関検出回路６９に供給し、１画素遅延回路６７，６８は、１画素分遅延された差分の絶対値（｜６−４｜）と２画素分遅延された差分の絶対値（｜９−２｜）をそれぞれ相関検出回路６９に供給する。
【００７１】
相関検出回路６９は、絶対値回路６０、１画素遅延回路６１，６２から供給される差分の絶対値｜９−６｜＝３，｜５−５｜＝０，｜３−８｜＝５を加算した値（８）と、絶対値回路６３、１画素遅延回路６４，６５から供給される差分の絶対値｜６−５｜＝１，｜９−８｜＝１，｜５−４｜＝１を加算した値（３）と、絶対値回路６６、１画素遅延回路６７，６８から供給される差分の絶対値｜５−８｜＝３，｜６−４｜＝２，｜９−２｜＝７を加算した値（１０）とを比較し、差分の絶対値和が最も少ない画素の組（画素ｂ３とｃ３）を検出して選択信号をセレクタ７０，７１に供給する。
【００７２】
セレクタ７０は、１画素遅延回路５２の出力（画素ｃ３の値）を選択して主力し、セレクタ７１は、１画素遅延回路５８の出力（画素ｂ３の値）を選択して出力する。以降の微分値検出回路７２，７３、係数テーブル７４、混合回路７５による動作は、図２又は図３の場合と同様なので説明は省略する。
【００７３】
このように、相関関係をエリアで比較して、補間方向を決定しているので、補間の精度をより一層高めることができる。
【００７４】
【発明の効果】
本発明による請求項１乃至６記載の発明によれば、補間画素の上下の走査線又は前後のフィールドの対応する走査線の微分値に従って、補間画素の上下の走査線又は前後のフィールドの対応する走査線の画素値を重み付け加算して補間走査線の画素値を生成しているので、斜め輪郭に対して妨害のない良好な補間画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による走査線補間方法が適用される映像信号処理装置の全体ブロック図である。
【図２】図１のフィールド内補間処理回路の内部構成の一例を示す図である。
【図３】図１のフィールド間補間処理回路の内部構成の一例を示す図である。
【図４】各補間処理回路の動作を説明するための図である。
【図５】図１のフィールド内補間処理回路又はフィールド間補間処理回路の内部構成の他の例を示す図である。
【図６】補間走査信号の各補間画素の値と上下に隣接する走査信号の画素の値の例を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・１フィールド遅延回路
２・・・・フィールド内補間処理回路
３・・・・フィールド間補間処理回路
４・・・・動き検出回路
５，２４，４４，７５・・・・混合回路
６・・・・時間軸変換回路
１０，１６，３０，３６，７２，７３・・・・微分値検出回路
２３，４３，７４・・・・係数テーブル
６９・・・・相関検出回路
【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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