(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離する分離手段と、
前記着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記分離手段により、異なる時空間方向で分離された前記輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離された前記クロマ信号間の差分を演算する差分演算手段と、
前記差分演算手段の演算結果をそれぞれ所定の閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果からなるパターンを生成するパターン生成手段と、
前記パターン毎に、前記着目画素を複数のクラスのうちの１つに分類するクラス分類手段と、
前記入力コンポジット信号から前記着目画素を変換するための複数の画素の画素信号を抽出する抽出手段と、
前記複数の画素の画素信号と、前記クラス分類手段により分類された前記クラスに設定されている係数との積和演算により、前記着目画素の画素信号を変換する着目画素信号変換手段と
を備えることを特徴とする画像情報変換装置。
【請求項２】
前記分離手段は、前記着目画素と逆位相で、かつ、前記時空間方向のうち左右方向に直近の２画素に前記着目画素を加えた３画素、前記着目画素と逆位相で、かつ、前記時空間方向のうち上下方向に直近の２画素に前記着目画素を加えた３画素、および、前記着目画素と逆位相で、かつ、前記時空間方向のうち時間方向に直近の１画素に前記着目画素を加えた２画素のそれぞれの画素信号を用いて、前記着目画素の画素信号をそれぞれ前記左右方向、前記上下方向、および前記時間方向について輝度信号とクロマ信号とに分離すると共に、前記着目画素の周辺の画素と逆位相で、かつ、前記時空間方向のうち左右方向に直近の２画素に前記着目画素の周辺の画素を加えた３画素、前記着目画素の周辺の画素と逆位相で、かつ、前記時空間方向のうち上下方向に直近の２画素に前記着目画素の周辺の画素を加えた３画素、および、前記着目画素の周辺の画素と逆位相で、かつ、前記時空間方向のうち時間方向に直近の１画素に前記着目画素の周辺の画素を加えた２画素のそれぞれの画素信号を用いて、前記着目画素の周辺の画素の画素信号をそれぞれ前記左右方向、前記上下方向、および前記時間方向について前記輝度信号と前記クロマ信号とに分離する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像情報変換装置。
【請求項３】
前記着目画素の周辺の画素は、前記着目画素と逆位相で、かつ、前記左右方向、前記上下方向、または、前記時間方向に直近の画素である
ことを特徴とする請求項１に記載の画像情報変換装置。
【請求項４】
前記差分演算手段は、前記着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記左右方向に分離した輝度信号および前記上下方向に分離した輝度信号間の差分、前記上下方向に分離した輝度信号および前記時間方向に分離した輝度信号間の差分、および前記時間方向に分離した輝度信号および前記左右方向に分離した輝度信号間の差分、または、前記左右方向に分離したクロマ信号および前記上下方向に分離したクロマ信号間の差分、前記上下方向に分離したクロマ信号および前記時間方向に分離したクロマ信号間の差分、および前記時間方向に分離したクロマ信号および前記左右方向に分離した輝度クロマ間の差分を演算する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像情報変換装置。
【請求項５】
前記差分演算手段により着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記異なる時空間方向で分離された前記輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離された前記クロマ信号間の差分の絶対値を演算する絶対値演算手段をさらに備え、
前記比較手段は、前記差分演算手段の演算結果として、着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記異なる時空間方向で分離された前記輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離された前記クロマ信号間の差分の絶対値をそれぞれ所定の閾値と比較する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像情報変換装置。
【請求項６】
前記着目画素信号変換手段は、前記複数の画素の画素信号と、前記クラス分類手段により分類された前記クラス毎に設定された係数との積和演算により、前記着目画素の画素信号を輝度信号、または、クロマ信号に変換する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像情報変換装置。
【請求項７】
前記着目画素信号変換手段は、前記複数の画素の画素信号と、前記クラス分類手段により分類された前記クラス毎に設定された係数との積和演算により、前記着目画素の画素信号をコンポーネント信号に変換する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像情報変換装置。
【請求項８】
前記コンポーネント信号に変換された前記着目画素の画素信号を表示する表示手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の画像情報変換装置。
【請求項９】
着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離する分離ステップと、
前記着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記分離ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された前記輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離された前記クロマ信号間の差分を演算する差分演算ステップと、
前記差分演算ステップの処理での演算結果をそれぞれ所定の閾値と比較する比較ステップと、
前記比較ステップの処理での比較結果からなるパターンを生成するパターン生成ステップと、
前記パターン毎に、前記着目画素を複数のクラスのうちの１つに分類するクラス分類ステップと、
前記入力コンポジット信号から前記着目画素を変換するための複数の画素の画素信号を抽出する抽出ステップと、
前記複数の画素の画素信号と、前記クラス分類ステップの処理で分類された前記クラスに設定されている係数との積和演算により、前記着目画素の画素信号を変換する着目画素信号変換ステップと
を含むことを特徴とする画像情報変換方法。
【請求項１０】
着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とへの分離を制御する分離制御ステップと、
前記着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記分離制御ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された前記輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離された前記クロマ信号間の差分の演算を制御する差分演算制御ステップと、
前記差分演算制御ステップの処理での演算結果のそれぞれ所定の閾値との比較を制御する比較制御ステップと、
前記比較制御ステップの処理での比較結果からなるパターンの生成を制御するパターン生成制御ステップと、
前記パターン毎に、前記着目画素の複数のクラスのうちの１つへの分類を制御するクラス分類制御ステップと、
前記入力コンポジット信号から前記着目画素を変換するための複数の画素の画素信号の抽出を制御する抽出制御ステップと、
前記複数の画素の画素信号と、前記クラス分類制御ステップの処理で分類が制御された前記クラスに設定されている係数との積和演算により、前記着目画素の画素信号の変換を制御する着目画素信号変換制御ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項１１】
着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とへの分離を制御する分離制御ステップと、
前記着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記分離制御ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された前記輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離された前記クロマ信号間の差分の演算を制御する差分演算制御ステップと、
前記差分演算制御ステップの処理での演算結果のそれぞれ所定の閾値との比較を制御する比較制御ステップと、
前記比較制御ステップの処理での比較結果からなるパターンの生成を制御するパターン生成制御ステップと、
前記パターン毎に、前記着目画素の複数のクラスのうちの１つへの分類を制御するクラス分類制御ステップと、
前記入力コンポジット信号から前記着目画素を変換するための複数の画素の画素信号の抽出を制御する抽出制御ステップと、
前記複数の画素の画素信号と、前記クラス分類制御ステップの処理で分類が制御された前記クラスに設定されている係数との積和演算により、前記着目画素の画素信号の変換を制御する着目画素信号変換制御ステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１２】
入力された画像信号から入力コンポジット信号を生成するコンポジット信号生成手段と、
着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離する分離手段と、
前記着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記分離手段により、異なる時空間方向で分離された前記輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離された前記クロマ信号間の差分を演算する差分演算手段と、
前記差分演算手段の演算結果をそれぞれ所定の閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段による比較結果からなるパターンを生成するパターン生成手段と、
前記パターン毎に、前記着目画素を複数のクラスのうちの１つに分類するクラス分類手段と、
前記入力コンポジット信号から前記着目画素を変換するための複数の画素の画素信号を抽出する抽出手段と、
前記複数の画素の画素信号と前記入力された画像信号とを用いた正規方程式より、前記クラス毎に係数を算出する算出手段と
を備えることを特徴とする係数算出装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の係数算出装置により算出された係数を記憶することを特徴とする記憶装置。
【請求項１４】
入力された画像信号から入力コンポジット信号を生成するコンポジット信号生成ステップと、
着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離する分離ステップと、
前記着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記分離ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された前記輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離された前記クロマ信号間の差分を演算する差分演算ステップと、
前記差分演算ステップの処理での演算結果をそれぞれ所定の閾値と比較する比較ステップと、
前記比較ステップの処理での比較結果からなるパターンを生成するパターン生成ステップと、
前記パターン毎に、前記着目画素を複数のクラスのうちの１つに分類するクラス分類ステップと、
前記入力コンポジット信号から前記着目画素を変換するための複数の画素の画素信号を抽出する抽出ステップと、
前記複数の画素の画素信号と前記入力された画像信号とを用いた正規方程式より、前記クラス毎に係数を算出する算出ステップと
を含むことを特徴とする係数算出方法。
【請求項１５】
入力された画像信号から入力コンポジット信号の生成を制御するコンポジット信号生成制御ステップと、
着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号の入力コンポジット信号からの所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とへの分離を制御する分離制御ステップと、
前記着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記分離制御ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された前記輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離された前記クロマ信号間の差分の演算を制御する差分演算制御ステップと、
前記差分演算制御ステップの処理での演算結果のそれぞれ所定の閾値との比較を制御する比較制御ステップと、
前記比較制御ステップの処理での比較結果からなるパターンの生成を制御するパターン生成制御ステップと、
前記パターン毎に、前記着目画素の複数のクラスのうちの１つへの分類を制御するクラス分類制御ステップと、
前記入力コンポジット信号から前記着目画素を変換するための複数の画素の画素信号の抽出を制御する抽出制御ステップと、
前記複数の画素の画素信号と前記入力された画像信号とを用いた正規方程式より、前記クラス毎に係数の算出を制御する算出制御ステップと
を含むことを特徴とするコンピュータが読み取り可能なプログラムが記録されている記録媒体。
【請求項１６】
入力された画像信号から入力コンポジット信号の生成を制御するコンポジット信号生成制御ステップと、
着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号の入力コンポジット信号からの所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とへの分離を制御する分離制御ステップと、
前記着目画素の画素信号、および、前記着目画素の周辺の画素信号毎に、前記分離制御ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された前記輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離された前記クロマ信号間の差分の演算を制御する差分演算制御ステップと、
前記差分演算制御ステップの処理での演算結果のそれぞれ所定の閾値との比較を制御する比較制御ステップと、
前記比較制御ステップの処理での比較結果からなるパターンの生成を制御するパターン生成制御ステップと、
前記パターン毎に、前記着目画素の複数のクラスのうちの１つへの分類を制御するクラス分類制御ステップと、
前記入力コンポジット信号から前記着目画素を変換するための複数の画素の画素信号の抽出を制御する抽出制御ステップと、
前記複数の画素の画素信号と前記入力された画像信号とを用いた正規方程式より、前記クラス毎に係数の算出を制御する算出制御ステップと
をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報変換装置、係数算出装置および方法、記憶装置、記録媒体、並びにプログラムに関し、特に、コンポジット信号からコンポーネント信号に変換する際に生じる画質の劣化を抑制することができるようにした画像情報変換装置、係数算出装置および方法、記憶装置、記録媒体、並びにプログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にテレビジョン受像機では、映像信号のコンポジット信号をコンポーネント信号に変換させて映像として表示している。映像信号としては、NTSC（National Television Standards Committee）方式のコンポジット映像信号が広く使用されている。
【０００３】
図１は、従来のテレビジョン受像機の構成例を表している。チューナ２は、アンテナ１で受信した信号を復調し、映像中間周波信号処理回路（VIF回路）３に出力する。VIF回路３で処理され、出力されたコンポジット映像信号は、Ｙ／Ｃ（Ｙ：輝度信号、Ｃ：クロマ信号）分離回路４に入力される。Ｙ／Ｃ分離回路４は、入力されたコンポジット映像信号から輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃを分離し、それぞれマトリクス回路６とクロマ復調回路５に出力する。クロマ復調回路５は、入力されたクロマ信号Ｃを復調し、色差信号Ｒ−Ｙと色差信号Ｂ−Ｙを生成し、マトリクス回路６に供給している。マトリクス回路６は、入力された輝度信号Ｙ、並びに色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙから、原色ＲＧＢ信号を生成し、表示デバイス７に出力する。
【０００４】
次に、その動作について説明する。チューナ２は、ユーザが指定したチャンネルの放送局の電波を、アンテナ１を介して受信し、その復調信号をVIF回路３に出力する。VIF回路３は、チューナ２より出力された信号を処理し、NTSC方式のコンポジット映像信号をＹ／Ｃ分離回路４に出力する。Ｙ／Ｃ分離回路４は、コンポジット映像信号から輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃを分離して、輝度信号Ｙをマトリクス回路６に、クロマ信号Ｃをクロマ復調回路５に出力する。
【０００５】
クロマ復調回路５は、Ｙ／Ｃ分離回路４より入力されたクロマ信号Ｃを復調し、色差信号Ｒ−Ｙと色差信号Ｂ−Ｙを生成する。マトリクス回路６は、Ｙ／Ｃ分離回路４より供給された輝度信号Ｙと、クロマ復調回路５より入力された色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを合成し、原色ＲＧＢ信号を生成して、表示デバイス７に出力する。
【０００６】
図２は、従来のテレビジョン受像機のその他の構成例を示している。基本的な構成は、図１のテレビジョン受像機と同様であるが、図２においては、画素数変換回路１１が設けられている。画素数変換回路１１は、Ｙ／Ｃ分離回路４より供給された輝度信号Ｙと、クロマ復調回路５より入力された色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに基づいて、画素密度の変更や、いわゆる、IP変換（Interlace／Progressive変換）等を実行し、マトリクス回路６に出力する。尚、図２で示したテレビジョン受像機の動作については、画素数変換回路１１により画素密度の変換処理や、IP変換の処理が、図１のテレビジョン受像機の動作に加えられるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来のテレビジョン受像機においては、コンポジット映像信号を、まず、Ｙ／Ｃ分離回路４で輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃとに分離し、その後、クロマ信号Ｃを復調して、ベースバンドの輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙよりなるコンポーネント信号に変換していた。そして、このコンポーネント信号から、さらにマトリクス回路６が、原色ＲＧＢ信号を生成するようにしていた。このため、回路構成が複雑になるばかりでなく、その規模も大きくなり、コスト高となる課題があった。
【０００８】
また、従来のＹ／Ｃ分離法として、２次元Ｙ／Ｃ分離回路や３次元Ｙ／Ｃ分離回路などからなるフィルタが提案されているが、その処理においても、ドット妨害やクロスカラーなどのＹ／Ｃ分離のエラーに起因する画質劣化が発生し易いという課題があった。
【０００９】
これらの課題を解決すべく、クラス分類適応処理を用いた方法が提案されている。このクラス分類適応処理を用いた方法とは、着目画素における輝度信号Ｙ，色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙといったコンポーネント信号を求めるために、まず、着目画素を含めた、その付近に配置される画素（この画素は、クラスタップと称される）の特徴量をコンポジット信号から求めて、その特徴量毎に予め分類されたクラスを特定する。
【００１０】
そして、このクラス毎に、予め設定された係数を用いて、着目画素を含めた、その付近の画素のコンポジット信号からなる画素（この画素は、予測タップと称され、クラスタップと同じこともある）に演算処理を施し、コンポジット信号から直接着目画素のコンポーネント信号を求めるものである。
【００１１】
ドット妨害やクロスカラーなどのＹ／Ｃ分離のエラーに起因する画質劣化は、画像のエッジ部分（隣接する画素間の画素値が急激に変化する部分）に生じることが確認されているので、特徴量は、エッジ部分を検出できるようなものであることが望ましい。
【００１２】
ところで、NTSCコンポジット信号は、輝度信号Yにクロマ信号Cが平衡変調されて多重化された信号であるため、そのままの信号では、変化点を正しく捉えることができない。そこで、着目画素と、その左右方向に存在する逆位相の画素より求める水平方向の簡易Ｙ／Ｃ分離処理による輝度信号Ｙｈ、着目画素とその上下方向に存在する逆位相の画素より求める垂直方向の簡易Ｙ／Ｃ分離処理による輝度信号Ｙｖ、および、着目画素の存在するフィールドの２フィールド前、または、２フィールド後の同位置に存在する画素より求める時間方向の簡易Ｙ／Ｃ分離処理により輝度信号Ｙｔを求め、相互の差分の絶対値を求め、それぞれを所定の閾値と比較し、閾値との大小関係から２値化情報に変換することで、着目画素の特徴量を求めることが考えられている。すなわち、例えば、｜輝度信号Ｙｈ−輝度信号Ｙｖ｜を求め、所定の閾値との比較から閾値よりも大きいとき１、閾値以下であるとき０に変換する。このようにすると、閾値より大きいときは、着目画素からみて、水平方向か、または、垂直方向大きく変化していることが確認できる。
【００１３】
しかしながら、上述のような手法で、例えば、着目画素上に水平方向にエッジが存在するときと、垂直方向にエッジが存在するときとでは、差異が生じないことになる。すると、実態としては、エッジの発生する方向が異なるにも関わらず、着目画素上に水平方向にエッジが存在する着目画素と、着目画素上に垂直方向のエッジが存在着目画素は、同じクラスに分類されてしまうため、着目画素を正しくクラス分けすることができず、結果として、コンポジット信号からコンポーネント信号への変換時に、上述のようなドット妨害やクロスカラーなどといった画質劣化が生じてしまうという課題があった。
【００１４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、回路構成を簡単、かつ、小さい規模のものとし、さらに、コンポジット信号からコンポーネント信号への変換の際に生じる画質の劣化、特に、着目画素のクラス分類方法が適当でない場合に生じる画質劣化を抑制することができるようにするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像情報変換装置は、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離する分離手段と、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、分離手段により、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分を演算する差分演算手段と、差分演算手段の演算結果をそれぞれ所定の閾値と比較する比較手段と、比較手段による比較結果からなるパターンを生成するパターン生成手段と、パターン毎に、着目画素を複数のクラスのうちの１つに分類するクラス分類手段と、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号を抽出する抽出手段と、複数の画素の画素信号と、クラス分類手段により分類されたクラスに設定されている係数との積和演算により、着目画素の画素信号を変換する着目画素信号変換手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
前記分離手段は、着目画素と逆位相で、かつ、時空間方向のうち左右方向に直近の２画素に着目画素を加えた３画素、着目画素と逆位相で、かつ、時空間方向のうち上下方向に直近の２画素に着目画素を加えた３画素、および、着目画素と逆位相で、かつ、時空間方向のうち時間方向に直近の１画素に着目画素を加えた２画素のそれぞれの画素信号を用いて、着目画素の画素信号をそれぞれ左右方向、上下方向、および時間方向について輝度信号とクロマ信号とに分離すると共に、着目画素の周辺の画素と逆位相で、かつ、時空間方向のうち左右方向に直近の２画素に着目画素の周辺の画素を加えた３画素、着目画素の周辺の画素と逆位相で、かつ、時空間方向のうち上下方向に直近の２画素に着目画素の周辺の画素を加えた３画素、および、着目画素の周辺の画素と逆位相で、かつ、時空間方向のうち時間方向に直近の１画素に着目画素の周辺の画素を加えた２画素のそれぞれの画素信号を用いて、着目画素の周辺の画素の画素信号をそれぞれ左右方向、上下方向、および時間方向について輝度信号とクロマ信号とに分離させるようにすることができる。
【００１７】
前記着目画素の周辺の画素は、着目画素と逆位相で、かつ、左右方向、上下方向、または、時間方向に直近の画素とするようにすることができる。
【００１８】
前記差分演算手段には、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、左右方向に分離した輝度信号および上下方向に分離した輝度信号間の差分、上下方向に分離した輝度信号および時間方向に分離した輝度信号間の差分、および時間方向に分離した輝度信号および左右方向に分離した輝度信号間の差分、または、左右方向に分離したクロマ信号および上下方向に分離したクロマ信号間の差分、上下方向に分離したクロマ信号および時間方向に分離したクロマ信号間の差分、および時間方向に分離したクロマ信号および左右方向に分離した輝度クロマ間の差分を演算させるようにすることができる。
【００１９】
差分演算手段により着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分の絶対値を演算する絶対値演算手段をさらに設けるようにさせることができ、比較手段には、差分演算手段の演算結果として、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分の絶対値をそれぞれ所定の閾値と比較させるようにすることができる。
【００２０】
前記着目画素信号変換手段には、複数の画素の画素信号と、クラス分類手段により分類されたクラス毎に設定された係数との積和演算により、着目画素の画素信号を輝度信号、または、クロマ信号に変換させるようにすることができる。
【００２１】
前記着目画素信号変換手段には、複数の画素の画素信号と、クラス分類手段により分類されたクラス毎に設定された係数との積和演算により、着目画素の画素信号をコンポーネント信号に変換させるようにすることができる。
前記コンポーネント信号に変換された着目画素の画素信号を表示する表示手段をさらに設けるようにさせることができる。
【００２２】
本発明の画像情報変換方法は、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離する分離ステップと、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、分離ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分を演算する差分演算ステップと、差分演算ステップの処理での演算結果をそれぞれ所定の閾値と比較する比較ステップと、比較ステップの処理での比較結果からなるパターンを生成するパターン生成ステップと、パターン毎に、着目画素を複数のクラスのうちの１つに分類するクラス分類ステップと、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号を抽出する抽出ステップと、複数の画素の画素信号と、クラス分類ステップの処理で分類されたクラスに設定されている係数との積和演算により、着目画素の画素信号を変換する着目画素信号変換ステップとを含むことを特徴とする。
【００２３】
本発明の第1の記録媒体のプログラムは、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とへの分離を制御する分離制御ステップと、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、分離制御ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分の演算を制御する差分演算制御ステップと、差分演算制御ステップの処理での演算結果のそれぞれ所定の閾値との比較を制御する比較制御ステップと、比較制御ステップの処理での比較結果からなるパターンの生成を制御するパターン生成制御ステップと、パターン毎に、着目画素の複数のクラスのうちの１つへの分類を制御するクラス分類制御ステップと、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号の抽出を制御する抽出制御ステップと、複数の画素の画素信号と、クラス分類制御ステップの処理で分類が制御されたクラスに設定されている係数との積和演算により、着目画素の画素信号の変換を制御する着目画素信号変換制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１のプログラムは、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とへの分離を制御する分離制御ステップと、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、分離制御ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分の演算を制御する差分演算制御ステップと、差分演算制御ステップの処理での演算結果のそれぞれ所定の閾値との比較を制御する比較制御ステップと、比較制御ステップの処理での比較結果からなるパターンの生成を制御するパターン生成制御ステップと、パターン毎に、着目画素の複数のクラスのうちの１つへの分類を制御するクラス分類制御ステップと、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号の抽出を制御する抽出制御ステップと、複数の画素の画素信号と、クラス分類制御ステップの処理で分類が制御されたクラスに設定されている係数との積和演算により、着目画素の画素信号の変換を制御する着目画素信号変換制御ステップとをコンピュータに実行させる。
【００２９】
本発明の係数算出装置は、入力された画像信号から入力コンポジット信号を生成するコンポジット信号生成手段と、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離する分離手段と、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、分離手段により、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分を演算する差分演算手段と、差分演算手段の演算結果をそれぞれ所定の閾値と比較する比較手段と、比較手段による比較結果からなるパターンを生成するパターン生成手段と、パターン毎に、着目画素を複数のクラスのうちの１つに分類するクラス分類手段と、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号を抽出する抽出手段と、複数の画素の画素信号と入力された画像信号とを用いた正規方程式より、クラス毎に係数を算出する算出手段とを備えることを特徴とする。
【００３０】
本発明の記憶装置は、請求項１２に記載の係数算出装置により算出された係数を記憶することを特徴とする。
【００３１】
本発明の係数算出方法は、入力された画像信号から入力コンポジット信号を生成するコンポジット信号生成ステップと、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離する分離ステップと、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、分離ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分を演算する差分演算ステップと、差分演算ステップの処理での演算結果をそれぞれ所定の閾値と比較する比較ステップと、比較ステップの処理での比較結果からなるパターンを生成するパターン生成ステップと、パターン毎に、着目画素を複数のクラスのうちの１つに分類するクラス分類ステップと、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号を抽出する抽出ステップと、複数の画素の画素信号と入力された画像信号とを用いた正規方程式より、クラス毎に係数を算出する算出ステップとを含むことを特徴とする。
【００３２】
本発明の第２の記録媒体のプログラムは、入力された画像信号から入力コンポジット信号の生成を制御するコンポジット信号生成制御ステップと、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号の入力コンポジット信号からの所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とへの分離を制御する分離制御ステップと、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、分離制御ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分の演算を制御する差分演算制御ステップと、差分演算制御ステップの処理での演算結果のそれぞれ所定の閾値との比較を制御する比較制御ステップと、比較制御ステップの処理での比較結果からなるパターンの生成を制御するパターン生成制御ステップと、パターン毎に、着目画素の複数のクラスのうちの１つへの分類を制御するクラス分類制御ステップと、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号の抽出を制御する抽出制御ステップと、複数の画素の画素信号と入力された画像信号とを用いた正規方程式より、クラス毎に係数の算出を制御する算出制御ステップとを含むことを特徴とする。
【００３３】
本発明の第２のプログラムは、入力された画像信号から入力コンポジット信号の生成を制御するコンポジット信号生成制御ステップと、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号の入力コンポジット信号からの所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とへの分離を制御する分離制御ステップと、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、分離制御ステップの処理により、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分の演算を制御する差分演算制御ステップと、差分演算制御ステップの処理での演算結果のそれぞれ所定の閾値との比較を制御する比較制御ステップと、比較制御ステップの処理での比較結果からなるパターンの生成を制御するパターン生成制御ステップと、パターン毎に、着目画素の複数のクラスのうちの１つへの分類を制御するクラス分類制御ステップと、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号の抽出を制御する抽出制御ステップと、複数の画素の画素信号と入力された画像信号とを用いた正規方程式より、クラス毎に係数の算出を制御する算出制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００３４】
本発明の画像情報変換装置および方法、並びにプログラムにおいては、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号が入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離され、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分が演算され、演算結果がそれぞれ所定の閾値と比較され、比較結果からなるパターンが生成され、パターン毎に、着目画素が複数のクラスのうちの１つに分類され、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号が抽出され、複数の画素の画素信号と、分類されたクラスに設定されている係数との積和演算により、着目画素の画素信号が変換される。
【００３６】
本発明の係数算出装置および方法、並びにプログラムにおいては、入力された画像信号から入力コンポジット信号が生成され、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号が入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離され、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分が演算され、演算結果がそれぞれ所定の閾値と比較され、比較結果からなるパターンが生成され、パターン毎に、着目画素が複数のクラスのうちの１つに分類され、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号が抽出され、複数の画素の画素信号と入力された画像信号とが用いられた正規方程式より、クラス毎に係数が算出される。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明を適用したテレビジョン受像機の一実施の形態の構成を示すブロック図であり、図１，図２における場合と対応する部分には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００３８】
この構成においては、VIF回路３とマトリクス回路６の間に、A/D（Analog/Digital）変換器２１とクラス分類適応処理回路２２が配置されている。A/D変換器２１は、VIF回路３より入力されるアナログ信号からなるNTSC方式のコンポジット映像信号をデジタル信号に変換してクラス分類適応処理回路２２に出力する。クラス分類適応処理回路２２は、A/D変換器２１より入力されたデジタル信号に変換されているNTSC方式のコンポジット映像信号から、輝度信号Ｙと色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ信号からなるコンポーネント信号を、クラス分類適応処理により直接生成する。コンポジット映像信号からコンポーネント信号を予測生成するための予測係数は、コンポーネント信号を教師画像とし、そのコンポーネント信号をNTSC変調して作成したNTSCコンポジット映像信号を生徒画像とした学習により生成される。そして、その予測係数が用いられて、マッピング（予測演算処理）されることによりコンポーネント信号が生成される。
【００３９】
図４は、クラス分類適応処理回路２２の構成例を表している。VIF回路３より入力されたNTSC方式のコンポジット映像信号は、領域抽出部５１，５５に供給される。領域抽出部５１は、入力されたデジタル信号に変換されているコンポジット映像信号から、クラス分類を行うために必要な画素（クラスタップ）を抽出し、パターン検出部５２に出力する。パターン検出部５２は、入力されたクラスタップに基づいてコンポジット映像信号のパターンを検出する。このパターンは、着目画素と、その左右の最も近い位置であって、着目画素と逆位相の画素からなる３画素について、それぞれ水平方向、垂直方向、および、時間方向のＹ／Ｃ分離処理により求められる値である。尚、このパターンの検出処理については、後述する。
【００４０】
クラスコード決定部５３は、パターン検出部５２で検出されたパターンに基づいて、クラスコードを決定し、係数メモリ５４に出力する。すなわち、クラスコード決定部５３は、パターン検出部５２により求められた、着目信号と、その左右の逆位相の画素について、水平方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｈと垂直方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｖ、垂直方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｖと時間方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｔ、および、時間方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｔと水平方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｈの組み合わせから相互の差分の絶対値を求め、所定の閾値と比較し、比較結果に基づいてクラスコードを決定して係数メモリ５４に出力する。尚、クラスコード決定部５３については、詳細な構成を、図５を参照して後述する。
【００４１】
係数メモリ５４は、予め学習により求められたクラス毎の予測係数を記憶しており、クラスコード決定部５３より入力されたクラスコードに対応する予測係数を読み出し、予測演算部５６に出力する。なお、係数メモリ５４の予測係数の学習処理については、図１８の学習装置のブロック図を参照して後述する。
【００４２】
領域抽出部５５は、VIF回路３より入力されたコンポジット映像信号から、コンポーネント信号を予測生成するのに必要な画素（予測タップ）を抽出し、予測演算部５６に出力する。予測演算部５６は、領域抽出部５５より入力された予測タップに対して、係数メモリ５４より入力された予測係数を乗算し、コンポーネント信号の１つである輝度信号Ｙを生成する。
【００４３】
より詳細には、係数メモリ５４は、クラスコード決定部５３より供給されるクラスコードに対応する予測係数を、予測演算部５６に出力する。予測演算部５６は、領域抽出部５５より供給されるNTSC方式のコンポジット映像信号の所定の画素位置の画素値から抽出された予測タップと、係数メモリ５４より供給された予測係数とを用いて、以下の式（１）に示す積和演算を実行することにより、コンポーネント信号を求める（予測推定する）。
【００４４】
ｙ＝ｗ1×ｘ1＋ｗ2×ｘ2＋・・・・＋ｗn×ｘn・・・（１）
ここで、ｙは、着目画素である。また、ｘ1，・・・・，ｘnが各予測タップであり、ｗ1，・・・・，ｗn が各予測係数である。
【００４５】
なお、図示は省略するが、コンポーネント信号のうち、他の色差信号Ｒ−Ｙと色差信号Ｂ−Ｙを生成するための回路も同様に構成されている。その構成は、図４に示した場合と同様であり、係数メモリ５４に記憶されている係数が、図４に示した場合においては、輝度信号Ｙを生成するための予測係数であるが、色差信号Ｒ−ＹまたはＢ−Ｙを生成する場合、色差信号Ｒ−ＹまたはＢ−Ｙを生成するための予測係数が記憶されることになる。
【００４６】
次に、図５を参照して、クラスコード決定部５３の詳細な構成について説明する。クラスコード決定部５３の減算部７１は、パターン検出部５２よりY/C分離処理された、着目信号と、その左右の逆位相の画素の、クロマ信号Ｃの水平方向と垂直方向、垂直方向と時間方向、および、時間方向と水平方向のそれぞれの差分（水平方向と垂直方向（Ｃｈ−Ｃｖ）、垂直方向と時間方向（Ｃｖ−Ｃｔ）、および、時間方向と水平方向（Ｃｔ−Ｃｈ））を求め、ABS（Absolute）回路７２に出力する。
【００４７】
ABS回路７２は、減算部７１より入力された着目信号と、その左右の逆位相の画素の、水平方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｈと垂直方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｖ、垂直方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｖと時間方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｔ、および、時間方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｔと水平方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｈのそれぞれの差分の絶対値（水平方向と垂直方向｜Ｃｈ−Ｃｖ｜、垂直方向と時間方向｜Ｃｖ−Ｃｔ｜、および、時間方向と水平方向｜Ｃｔ−Ｃｈ｜）を求め比較器７３に出力する。比較器７３は、それぞれの差分の絶対値を所定の閾値と比較し、各々の絶対値が所定の閾値よりも大きい場合、１を、各々の絶対値が所定の閾値よりも以下の場合、０とすることにより２値化情報を生成し、クラスコードとして係数メモリ５４に出力する。
【００４８】
次に、図６のフローチャートを参照して、図３で示したテレビジョン受像機がコンポジット映像信号をコンポーネント信号に変換し、表示デバイス７に表示させる処理について説明する。
【００４９】
ステップＳ１において、チューナ２は、アンテナ１を介して所定の周波数の信号を受信し、復調してVIF回路３に出力する。ステップＳ２において、VIF回路３は、入力された信号によりNTSC方式のコンポジット信号を生成して、A/D変換器２１に出力する。ステップＳ３において、A/D変換器２１は、入力されたコンポジット信号をアナログ信号からデジタル信号に変換して、クラス分類適応処理回路２２に出力する。
【００５０】
ステップＳ４において、領域抽出部５１は、クラスタップを抽出する。ここで、クラスタップについて、図７を参照して説明する。領域抽出部５１に入力されてくるNTSCコンポジット映像信号は、色副搬送波周波数ｆsc（frequency for sub-carrier）の４倍でサンプリングすると図７で示すように各画素が４位相の信号として検出される。ここで、黒丸は位相角０度、白四角は位相角９０°、白丸は位相角１８０度を、さらに、黒四角は位相角２７０度をそれぞれ示している。図７で示すように各画素は水平方向に９０度ずつ位相が変化しており垂直方向には、１８０度ずつ位相が変化している。これは、コンポジット信号が輝度信号Ｙと、Ｉ信号、または、Ｑ信号が重畳された信号であることにより生じる。すなわち、信号は、Ｙ＋Ｉ、Ｙ＋Ｑ、Ｙ−Ｉ、および、Ｙ−Ｑの４位相のものが存在し、これらが、同様の配置順序で水平方向に配置されることにより生じるものであり、また、垂直方向には、輝度信号Ｙに重畳される信号毎に（Ｉ信号とＱ信号毎に）列が形成される。
【００５１】
さらに、各位相は、時間方向に１８０度ずつ位相が変化しており、図中、例えば、フィールド＃０上の画素Ｐ１は、位相角が０度であるのに対して、フィールド＃０の１フレーム前（１フレームは、２フィールドより構成されるので２フィールド前）のフィールド＃−２上の同位置に存在する画素Ｐ１３は、位相角が１８０度である。
【００５２】
尚、フィールドは、トップフィールドとボトムフィールドが存在し、それらが交互に配置され、トップフィールドとボトムフィールドから１フレームが形成される。このトップフィールドとボトムフィールドは、いずれのフィールドも１ライン毎に画素が配置されているが、トップフィールドとボトムフィールドは、画素が配置されたラインが１ラインずれた関係となっている。このため、着目画素を含むフィールドと、同じ位置に画素が配置されるフィールドは、着目画素を含むフィールドから偶数フィールド離れたフィールドとなる。例えば、図７で示すように着目画素がフィールド＃０上に存在する場合、２フィールド前のフィールド＃−２上には、同じ位置に画素が配置される。
【００５３】
ここで、例えば、着目画素が図７のフィールド＃０上の画素Ｐ１である場合、領域抽出部５１は、画素Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１１，Ｐ１２，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３と、フィールド＃−２上の画素Ｐ１３，Ｐ２４，Ｐ３４の１４画素をクラスタップとして抽出して、パターン検出部５２に出力する。これらのクラスタップは、フィールド＃０上の着目画素Ｐ１と、その上下左右に最も近い逆位相の画素Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１１，Ｐ１２と、着目画素Ｐ１の図中右方向で最も近い位置に存在する逆位相の画素Ｐ２と、その上下左右方向に最も近い逆位相の画素Ｐ１，Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３と、着目画素Ｐ１の図中左方向で最も近い位置に存在する逆位相の画素Ｐ３と、その上下左右方向に最も近い逆位相の画素Ｐ１，Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３と、画素Ｐ１乃至Ｐ３と時間方向に直前のフィールド＃−２上の画素Ｐ１３，Ｐ２４，Ｐ３４を含んだ合計１４タップである。
【００５４】
ステップＳ５において、パターン検出部５２は、入力されたクラスタップに基づいてパターン検出処理を実行する。ここで、図８のフローチャートを参照して、パターン検出部５２のパターン検出処理を説明する。
【００５５】
ステップＳ４１において、パターン検出部５２は、着目画素と、その左右の最も近い位置に存在する逆位相の画素の垂直方向の簡易Ｙ／Ｃ分離を行う。すなわち、例えば、着目画素については、図９で示すように、着目画素Ｐ１の上下の画素Ｐ１１，Ｐ１２の画素値を用いて以下の式（２），式（３）により着目画素Ｐ１を垂直方向に簡易Ｙ／Ｃ分離し、クロマ信号Ｃｖ１と輝度信号Ｙｖ１を求める。
【００５６】
Ｃｖ１＝０．５×Ｐ１−０．２５×Ｐ１１−０．２５×Ｐ１２・・・（２）
Ｙｖ１＝０．５×Ｐ１＋０．２５×Ｐ１１＋０．２５×Ｐ１２・・・（３）
【００５７】
ここで、Ｃｖ１は、着目画素Ｐ１の垂直方向に簡易Ｙ／Ｃ分離されたクロマ信号を示し、Ｙｖ１は、着目画素Ｐ１の垂直方向に簡易Ｙ／Ｃ分離された輝度信号を示す。
【００５８】
同様にして、着目画素の左右の最も近い位置に存在する逆位相の画素Ｐ２，Ｐ３も以下の式（４）乃至式（７）により、画素Ｐ２，Ｐ３を垂直方向に簡易Ｙ／Ｃ分離し、クロマ信号Ｃｖ２，Ｃｖ３と輝度信号Ｙｖ２，Ｙｖ３を求める。
【００５９】
Ｃｖ２＝０．５×Ｐ２−０．２５×Ｐ２１−０．２５×Ｐ２２・・・（４）
Ｙｖ２＝０．５×Ｐ２＋０．２５×Ｐ２１＋０．２５×Ｐ２２・・・（５）
Ｃｖ３＝０．５×Ｐ３−０．２５×Ｐ３１−０．２５×Ｐ３２・・・（６）
Ｙｖ３＝０．５×Ｐ３＋０．２５×Ｐ３１＋０．２５×Ｐ３２・・・（７）
【００６０】
ステップＳ４２において、パターン検出部５２は、着目画素と、その左右の最も近い位置に存在する逆位相の画素の水平方向の簡易Ｙ／Ｃ分離を行う。すなわち、例えば、着目画素については、図１０で示すように、着目画素Ｐ１の上下の画素Ｐ２，Ｐ３の画素値を用いて以下の式（８），式（９）により着目画素Ｐ１を水平方向に簡易Ｙ／Ｃ分離し、クロマ信号Ｃｈ１と輝度信号Ｙｈ１を求める。
【００６１】
Ｃｈ１＝０．５×Ｐ１−０．２５×Ｐ２−０．２５×Ｐ３・・・（８）
Ｙｈ１＝０．５×Ｐ１＋０．２５×Ｐ２＋０．２５×Ｐ３・・・（９）
【００６２】
ここで、Ｃｈ１は、着目画素Ｐ１の水平方向に簡易Ｙ／Ｃ分離されたクロマ信号を示し、Ｙｈ１は、着目画素Ｐ１の水平方向に簡易Ｙ／Ｃ分離された輝度信号を示す。
【００６３】
同様にして、着目画素の左右の最も近い位置に存在する逆位相の画素Ｐ２，Ｐ３も以下の式（１０）乃至式（１３）により、画素Ｐ２，Ｐ３を水平方向に簡易Ｙ／Ｃ分離し、クロマ信号Ｃｈ２，Ｃｈ３と輝度信号Ｙｈ２，Ｙｈ３を求める。
【００６４】
Ｃｈ２＝０．５×Ｐ２−０．２５×Ｐ２３−０．２５×Ｐ１・・・（１０）
Ｙｈ２＝０．５×Ｐ２＋０．２５×Ｐ２３＋０．２５×Ｐ１・・・（１１）
Ｃｈ３＝０．５×Ｐ３−０．２５×Ｐ１−０．２５×Ｐ３３・・・（１２）
Ｙｈ３＝０．５×Ｐ３＋０．２５×Ｐ１＋０．２５×Ｐ３３・・・（１３）
【００６５】
ステップＳ４３において、パターン検出部５２は、着目画素と、その左右の最も近い位置に存在する逆位相の画素の時間方向の簡易Ｙ／Ｃ分離を行う。すなわち、例えば、着目画素については、図１１で示すように、フィールド＃０上に存在する着目画素Ｐ１と、その直前のフィールド＃−２上の画素Ｐ１３の画素値を用いて以下の式（１４），式（１５）により着目画素Ｐ１を時間方向に簡易Ｙ／Ｃ分離し、クロマ信号Ｃｔ１と輝度信号Ｙｔ１を求める。
【００６６】
Ｃｔ１＝０．５×Ｐ１−０．５×Ｐ１３・・・（１４）
Ｙｔ１＝０．５×Ｐ１＋０．５×Ｐ１３・・・（１５）
【００６７】
ここで、Ｃｔ１は、着目画素Ｐ１の時間方向に簡易Ｙ／Ｃ分離されたクロマ信号を示し、Ｙｔ１は、着目画素Ｐ１の時間方向に簡易Ｙ／Ｃ分離された輝度信号を示す。
【００６８】
同様にして、着目画素の左右の最も近い位置に存在する逆位相の画素Ｐ２，Ｐ３も以下の式（１６）乃至式（１９）により、画素Ｐ２，Ｐ３を時間方向に簡易Ｙ／Ｃ分離し、クロマ信号Ｃｔ２，Ｃｔ３と輝度信号Ｙｔ３，Ｙｔ３を求める。
【００６９】
Ｃｔ２＝０．５×Ｐ２−０．５×Ｐ２４・・・（１６）
Ｙｔ２＝０．５×Ｐ２＋０．５×Ｐ２４・・・（１７）
Ｃｔ３＝０．５×Ｐ３−０．５×Ｐ３４・・・（１８）
Ｙｔ３＝０．５×Ｐ３＋０．５×Ｐ３４・・・（１９）
【００７０】
ステップＳ４４において、パターン検出部５２は、以上の処理により求められたクロマ信号Ｃｖ１乃至Ｃｖ３，Ｃｈ１乃至Ｃｈ３、および、Ｃｔ１乃至Ｃｔ３をクラスコード決定部５３に出力する。
【００７１】
以上の処理により簡易Ｙ／Ｃ分離処理により生成された９個のクロマ信号Ｃをクラスコード決定部５３に出力する。
【００７２】
ここで、図６のフローチャートの説明に戻る。
【００７３】
ステップＳ６において、クラスコード決定部５３は、クラスコード決定処理を実行する。ここで、図１２のフローチャートを参照して、クラスコード決定処理を説明する。ここでは、まず、着目画素の垂直方向の簡易Ｙ／Ｃ分離により求められたクロマ信号Ｃｖ１と、水平方向の簡易Ｙ／Ｃ分離により求められたＣｈ１から求められるクラスコードを決定する処理について説明する。
【００７４】
ステップＳ５１において、減算部７１は、クロマ信号Ｃｈ１とクロマ信号Ｃｖ１の差分（Ｃｈ１−Ｃｖ１）を求めて、ABS回路７２に出力する。ステップＳ５２において、ABS回路７２は、差分（Ｃｈ１−Ｃｖ１）の絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜を求めて、比較器７３に出力する。ステップＳ５３において、比較器７３は、入力された絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜が所定の閾値よりも大きいか否かを判定し、大きい場合、ステップＳ５４において、絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜についてクラスコードｃｏｄｅ｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜を１として設定する。ステップＳ５３において、絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜が所定の閾値よりも大きくない場合、ステップＳ５５において、比較部７３は、絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜についてクラスコードｃｏｄｅ｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜として０を設定する。
【００７５】
クラスコード決定部５３は、同様の処理により、絶対値｜Ｃｖ１−Ｃｔ１｜，｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜，｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，｜Ｃｖ２−Ｃｔ２｜，｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜，｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜，｜Ｃｖ３−Ｃｔ３｜，｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜をそれぞれについて求め、９ビットのクラスコード（ｃｏｄｅ｜Ｃｖ１−Ｃｔ１｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｖ２−Ｃｔ２｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｖ３−Ｃｔ３｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜）を決定し、係数メモリ５４に出力する。
【００７６】
尚、クラスコード決定部５３は、図５で示した構成により、絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜，｜Ｃｖ１−Ｃｔ１｜，｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜，｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，｜Ｃｖ２−Ｃｔ２｜，｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜，｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜，｜Ｃｖ３−Ｃｔ３｜，｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜を同様の処理により求める。この場合、｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜，｜Ｃｖ１−Ｃｔ１｜，｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜，｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，｜Ｃｖ２−Ｃｔ２｜，｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜，｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜，｜Ｃｖ３−Ｃｔ３｜，｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜を図１２のフローチャートで示した処理と同様の処理を9回繰り返すことにより求めても良いし、また、図５で示した構成を、絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜，｜Ｃｖ１−Ｃｔ１｜，｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜，｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，｜Ｃｖ２−Ｃｔ２｜，｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜，｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜，｜Ｃｖ３−Ｃｔ３｜，｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜のそれぞれに対応するように計９個設けて、並列処理できるようにしても良い。
【００７７】
ここで、図６のフローチャートの説明に戻る。
【００７８】
ステップＳ７において、係数メモリ５４は、クラスコードに基づいて、予め学習処理により決定された予測係数を読み出し、予測演算部５６に出力する。ステップＳ８において、領域抽出部５５は、コンポジット信号より予測タップを抽出し、予測演算部５６に出力する。予測タップは、例えば、図１３で示すように、フィールド＃０上の着目画素を中心とした水平方向の５画素、および、その上下の５画素からなる１５画素、その直前のフィールド＃−２上の着目画素位置の画素を中心とした水平方向の５画素、並びに、変換時に生じる直流成分のずれを調整するオフセットタップからなる合計２１タップとするようにしても良い。また、予測タップは、図１３で示したタップに限定されるものではなく、この他のタップであってもよい。
【００７９】
ステップＳ９において、予測演算部５６は、領域抽出部５５より入力された予測タップを、予測係数を用いて演算し、コンポーネント信号を生成してマトリクス回路６に出力する。
【００８０】
ステップＳ１０において、マトリクス回路６は、コンポーネント信号をＲＧＢ信号に変換して、表示デバイス７に出力する。
【００８１】
ステップＳ１１において、全ての画素について信号が変換されたか否かが判定され、全ての画素について信号が変換されていないと判定された場合、その処理は、ステップＳ４に戻る。すなわち、全ての画素の信号が変換されるまで、ステップＳ４乃至Ｓ１１の処理が繰り返される。ステップＳ１１において、全ての画素について信号が処理された（変換された）と判定された場合、その処理は、終了する。
【００８２】
以上の処理により、ステップＳ５，Ｓ６の処理（図８，図１２のフローチャート）の処理により、水平方向のエッジの有無や、時間方向の動きなどを考慮したクラス分類処理が可能となる。すなわち、例えば、図１４で示すように、着目画素Ｐ１上に水平方向にエッジが存在するような場合（図中の直線部：エッジを境として上下の画素値が極端に変化する部分が存在する場合）、着目画素のクロマ信号（水平方向、垂直方向、および、時間方向に簡易Ｙ／Ｃ分離したもの）のみで、クラスコードを設定すると、例えば、水平方向の（水平方向に簡易Ｙ／Ｃ分離された）クロマ信号Ｃｈ１と垂直方向の（垂直方向に簡易Ｙ／Ｃ分離された）クロマ信号Ｃｖ１の差分の絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜を考慮したクラス分類処理を行うと、その差分は閾値ｔｈを超えるものとなり、エッジの存在を認識することができる。しかしながら、図１５で示すように着目画素Ｐ１上に垂直方向にエッジが存在するような場合も、絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜は閾値ｔｈを超えるものとなり、画素Ｐ１は、図１４で示した水平方向のエッジが存在するときも、図１５で示した垂直方向にエッジが存在するときも、同じクラス分類がなされることになる。このため、画質劣化が生じ易いエッジ部分の存在する方向を正しく区別してクラス分けができないので、上述のように異なるエッジ方向が存在するにも関わらず、同じ予測係数が演算に用いられてしまうため、結果的に、画質劣化を引き起こしてしまう。
【００８３】
本発明においては、ステップＳ５，Ｓ６の処理（図８，図１２のフローチャート）の処理により、着目画素Ｐ１で求めた差分の絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜，｜Ｃｖ１−Ｃｔ１｜，｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜の他に、着目画素の右方向の最も近い位置に存在する逆位相の画素Ｐ２に関する差分の絶対値｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，｜Ｃｖ２−Ｃｔ２｜，｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜と、着目画素の右方向の最も近い位置に存在する逆位相の画素Ｐ２に関する差分の絶対値｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜，｜Ｃｖ３−Ｃｔ３｜，｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜を求めることにより、図１４で示すような場合、水平方向と垂直方向のクラスコード（ｃｏｄｅ｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜）は、（１，１，１）となるのに対して、図１５で示すように垂直方向にエッジが存在する場合、水平方向と垂直方向のクラスコード（ｃｏｄｅ｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜）は、（１，０，０）となるため、クラス分類する際にも、画質劣化が生じやすいエッジの方向を識別させて、クラスを設定することができるので、着目画素に対して、より正確に予測係数を選択することが可能となり、変換処理による画質劣化を抑制させることができる。
【００８４】
また、図１６で示すように、着目画素に動きがあるような場合、すなわち、時間方向に変化がある場合、着目画素Ｐ１の水平方向のクロマ信号Ｃｈ１と時間方向のクロマ信号Ｃｔ１の差分の絶対値からクラス分類処理を行うと、その差分は閾値ｔｈを超えるものとなり、着目画素Ｐ１の動きの存在を認識することができる。しかしながら、図１７で示すように着目画素Ｐ１上に垂直方向にエッジが存在するような場合も、絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｔ１｜は閾値ｔｈを超えるものとなり、画素Ｐ１は、図１６で示した着目画素に動きが存在するときも、図１７で示した垂直方向にエッジが存在するときも、同じクラス分類がなされることになるので、異なる状態の画素であるにもかかわらず、同じ予測係数が演算に用いられてしまうため、結果的に、画質劣化を引き起こしてしまうことがあった。
【００８５】
これに対して、本発明においては、ステップＳ５，Ｓ６の処理（図８，図１２のフローチャート）の処理により、着目画素Ｐ１で求めた絶対値｜Ｃｈ１−Ｃｖ１｜，｜Ｃｖ１−Ｃｔ１｜，｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜の他に、着目画素の右方向の最も近い位置に存在する逆位相の画素Ｐ２に関する絶対値｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，｜Ｃｖ２−Ｃｔ２｜，｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜と、着目画素の右方向の最も近い位置に存在する逆位相の画素Ｐ２に関する絶対値｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜，｜Ｃｖ３−Ｃｔ３｜，｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜を求めることにより、例えば、図１６で示すように着目画素に動きがある場合、時間方向と水平方向のクラスコード（ｃｏｄｅ｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜）は、（１，１，１）となるのに対して、図１７で示すように垂直方向にエッジが存在する場合、時間方向と水平方向のクラスコード（ｃｏｄｅ｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜）は、（１，０，０）となるため、クラス分類する際にも、識別させることができるので、より正確に予測係数を選択することが可能となり、変換処理による画質劣化を抑制させることができる。
【００８６】
尚、説明の都合上、便宜的に３ビットのクラスコードを用いて説明したが、実際には、上述の如く、９ビットのクラスコード（ｃｏｄｅ｜Ｃｖ１−Ｃｔ１｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｖ２−Ｃｔ２｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｖ３−Ｃｔ３｜，ｃｏｄｅ｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜）でクラス分類される。
【００８７】
また、以上の説明においては、簡易Ｙ／Ｃ分離処理により得られるクロマ信号Ｃを用いたクラスコードの設定について説明してきたが、クロマ信号Ｃの代わりに簡易Ｙ／Ｃ分離処理により得られる輝度信号Ｙを使用するようにしても良い。
【００８８】
以上の処理により、着目画素とその近接画素の時間方向、垂直方向、および、水平方向のそれぞれについての簡易Ｙ／Ｃ分離により生成したクロマ信号によりクラスコードを決定することができ、画素毎に適正なコンポジット信号からコンポーネント信号への変換処理を実行することができるので、画質の劣化を抑制することができる。
【００８９】
尚、クラスタップ、および、予測タップの選択は、図７，図１３で示した例に限るものではなく、時間方向、垂直方向、および、水平方向に近接するフィールド上の画素であればその他のものでも良いし、また、数についてもこれ以外の数であっても良い。
【００９０】
次に、図１２を参照して、係数メモリ５４に記憶されている予測係数を決定するための学習装置（予測係数演算装置）について説明する。
【００９１】
NTSCエンコーダ９１には、教師画像としての輝度信号Ｙ、色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙからなるコンポーネント信号が入力される。NTSCエンコーダ９１は、入力されたコンポーネント信号から生徒画像としてのNTSC方式のコンポジット映像信号を生成し、領域抽出部９２，９５に出力する。
【００９２】
領域抽出部９２は、入力されたデジタル信号に変換されているコンポジット映像信号から、クラス分類を行うために必要な画素（クラスタップ）を抽出し、パターン検出部９３に出力する。パターン検出部９３は、入力されたクラスタップに基づいてコンポジット映像信号のパターンを検出する。このパターンは、着目画素と、その左右の最も近い位置の着目画素と逆位相の画素からなる３画素について、それぞれ水平方向、垂直方向、および、時間方向にＹ／Ｃ分離処理により求められる値である。クラスコード決定部９４は、パターン検出部９３で検出されたパターンに基づいて、クラスコードを決定し、そのクラスコードを正規方程式生成部９６に出力する。すなわち、クラスコード決定部９４は、パターン検出部９３により求められた、着目信号と、その左右の逆位相の画素について、水平方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｈと垂直方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｖ、垂直方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｖと時間方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｔ、および、時間方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｔと水平方向にＹ／Ｃ分離したクロマ信号Ｃｈの組み合わせから相互の差分の絶対値を求め、所定の閾値と比較し、比較結果に基づいてクラスコードを決定して、そのクラスコードを正規方程式生成部９６に出力する。
【００９３】
領域抽出部９５は、NTSCエンコーダ９１より入力されたコンポジット映像信号から予測タップを抽出し、正規方程式生成部９６に出力する。以上の領域抽出部９２、パターン検出部９３、クラスコード決定部９４、および領域抽出部９５は、図４のクラス分類適応処理回路２２の領域抽出部５１、パターン検出部５２、クラスコード決定部５３、および、領域抽出部５５と、基本的に同様の構成と機能を有するものである。
【００９４】
正規方程式生成部９６は、クラスコード決定部９４より入力された全てのクラスに対して、クラス毎に、領域抽出部９５より入力される生徒画像の予測タップと、教師画像としてのコンポーネント信号の輝度信号Ｙとから正規方程式を生成し、係数決定部９７に出力する。係数決定部９７は、必要な数の正規方程式が正規方程式生成部９６より供給されてきたとき、例えば最小自乗法を用いて正規方程式を解き、上述の予測係数ｗ1，・・・・，ｗnを演算し、決定すると共に、演算により求めた予測係数をメモリ９８に供給し、記憶させる。
【００９５】
ここで、正規方程式について説明する。上述の式（１）において、学習前は予測係数ｗ1，・・・・，ｗnが未定係数である。学習は、クラス毎に複数の教師画像を入力することによって行う。教師画像の種類数をｍと表記する場合、式（１）から、以下の式（２０）が設定される。
【００９６】
ｙk＝ｗ1×ｘk1＋ｗ2×ｘk2＋・・・・＋ｗn×ｘkn・・・（２０）
【００９７】
ここで、ｋは、ｋ＝１，２，・・・・，ｍである。ｍ＞ｎの場合、予測係数ｗ1，・・・・，ｗnは一意に決まらない。そこで、誤差ベクトルｅの要素ｅkを以下の式（２１）で定義して、式（２２）によって定義される誤差ベクトルｅが最小となるように予測係数が定められるようにする。すなわち、例えば、いわゆる最小自乗法によって予測係数が一意に決定される。
【００９８】
ｅk＝ｙk−｛ｗ1×ｘk1＋ｗ2×ｘk2＋・・・・＋ｗn×ｘkn｝・・・（２１）
【００９９】
【数１】
0003777598.tif 000002
【０１００】
式（２１）のｅ＾2（ｅの2乗）を最小とする各予測係数ｗiは、ｅ＾2を予測係数ｗi（i=1,2・・・・）で偏微分した式（２３）に変形し、ｉの各値について偏微分値が０となるものとして計算される。
【０１０１】
【数２】
0003777598.tif 000003
【０１０２】
式（２３）から各予測係数ｗiを定める具体的な手順について説明する。式（２４），式（２５）のようにＸji，Ｙiを定義するとき、式（２３）は、式（２６）の行列式の形に変形される。
【０１０３】
【数３】
0003777598.tif 000004
【数４】
0003777598.tif 000005
【数５】
0003777598.tif 000006
【０１０４】
この式（２６）が、一般に正規方程式と呼ばれるものである。ここで、Ｘji（ｊ，ｉ＝１，２・・・・ｎ），およびＹi （ｉ＝１，２・・・・ｎ）は、教師画像、および、生徒画像に基づいて計算される。すなわち、正規方程式生成部９６は、ＸjiおよびＹiの値を算出して正規方程式からなる式（２６）を決定する。さらに、係数決定部９７は、式（２６）を解いて各予測係数ｗiを決定する。
【０１０５】
次に、図１９のフローチャートを参照して、図１８の学習装置が予測係数を学習する処理について説明する。
【０１０６】
ステップＳ６１において、教師画像としてのコンポーネント信号がNTSCエンコーダ９１、および、正規方程式生成部９６に入力される。ステップＳ６２において、NTSCエンコーダ９１は、入力されたコンポーネント信号よりNTSC方式のコンポジット信号からなる生徒画像を生成して領域抽出部９２，９５に出力する。
【０１０７】
ステップＳ６３において、領域抽出部９２は、領域抽出処理を実行し、クラスタップを抽出してパターン検出部９３に出力する。尚、この処理は、図６のフローチャートのステップＳ４の処理と同じものである。
【０１０８】
ステップＳ６４において、パターン検出部９３は、パターン検出処理を実行し、クラスタップよりクラスコードを決定するためのパターンを検出し、クラスコード決定部９４に出力する。尚、この処理は、図６のフローチャートのステップＳ５の処理と同様であり、図８のフローチャートを参照して説明した処理と同様であるのでその説明は省略する。
【０１０９】
ステップＳ６５において、クラスコード決定部９４は、パターン検出部９３により検出されたパターンに基づいてクラスコード決定処理を実行し、正規方程式生成部９６に出力する。尚、この処理は、図６のフローチャートのステップＳ６の処理と同様であり、図１２のフローチャートを参照して説明した処理と同様であるので、その説明は省略する。
【０１１０】
ステップＳ６６において、領域抽出部９５は、生徒画像の予測タップを抽出して正規方程式生成部９６に出力する。
【０１１１】
ステップＳ６７において、正規方程式生成部９６は、クラスコード決定部９４より入力されたクラスコード、領域抽出部９５より入力された予測タップ、および、教師画像として入力されたコンポーネント信号から上述の式（２６）で示した正規方程式を生成し、クラスコード決定部９４より入力されたクラスコードと共に係数決定部９７に出力する。
【０１１２】
ステップＳ６８において、係数決定部９７は、上述の式（２６）からなる正規方程式を解いて、予測係数を決定し、クラスコードに対応付けてメモリ９８に記憶させる。
【０１１３】
ステップＳ６９において、全ての画素について処理が施されたか否かが判定され、全ての画素について処理が施されていないと判定された場合、その処理は、ステップＳ６３に戻る。すなわち、全ての画素の処理が終了されるまで、ステップＳ６３乃至Ｓ６９の処理が繰り返される。ステップＳ６９において、全ての画素について処理が施されたと判定された場合、その処理は、終了する。
【０１１４】
以上の処理により、着目画素とその近接画素の時間方向、垂直方向、および、水平方向のそれぞれについての簡易Ｙ／Ｃ分離により生成したクロマ信号によりクラスコードを決定することができ、着目画素に対して適切な予測係数を設定することができるので、画素毎に適正なコンポジット信号からコンポーネント信号への変換処理を実行することができ、画質の劣化を抑制することができる。
【０１１５】
また、以上においては、クラスコード決定部５３，９４において、簡易Ｙ／Ｃ分離するときの方向が異なるクロマ信号Ｃの差分の絶対値｜Ｃｖ１−Ｃｔ１｜，｜Ｃｔ１−Ｃｈ１｜，｜Ｃｈ２−Ｃｖ２｜，｜Ｃｖ２−Ｃｔ２｜，｜Ｃｔ２−Ｃｈ２｜，｜Ｃｈ３−Ｃｖ３｜，｜Ｃｖ３−Ｃｔ３｜，｜Ｃｔ３−Ｃｈ３｜毎に所定の閾値ｔｈとの大小の比較により２値のクラスコードを設定する例について説明してきたが、例えば、その差分そのものと、絶対値の等しい２個の閾値ｔｈ，−ｔｈ（｜ｔｈ｜＝｜−ｔｈ｜）との大小関係から３値のクラスコードを決定するようにしても良い。図２０は、異なる方向からＹ／Ｃ分離することにより求められたクロマ信号の差分を求め、２個の閾値ｔｈ，−ｔｈとの大小関係からクラスコードを決定する場合のクラスコード決定部５３の構成を示している。
【０１１６】
異なる方向よりＹ／Ｃ分離されたクロマ信号をＣｍ，Ｃｎ（（Ｃｍ，Ｃｎ）は、（Ｃｖ，Ｃｈ），（Ｃｈ，Ｃｔ）（Ｃｔ，Ｃｖ）のいずれかである）で表すとき、クロマ信号Ｃｍ，Ｃｎが、クラスコード決定部５３に入力されると、減算部１１１は、その差分（Ｃｍ−Ｃｎ）を求めて比較器１１２に出力する。比較器１１２は、入力された差分（Ｃｍ−Ｃｎ）を閾値ｔｈ，−ｔｈと比較する。この場合、比較器１１２は、差分（Ｃｍ−Ｃｎ）が閾値−ｔｈ以下であった場合、クラスコードを０に、差分（Ｃｍ−Ｃｎ）が閾値−ｔｈよりも大きく、閾値ｔｈ以下であった場合、クラスコードを１に、差分（Ｃｍ−Ｃｎ）が閾値ｔｈより大きい場合、クラスコードを２に設定する。このようなクラスコードの設定により、３＾９（３の９乗）個のクラスコードを設定させることができ、クロマ信号の変化の方向性をクラスコードに反映させることができ、クロマ信号の値のみならず、その変化の方向を考慮したクラス分類処理が可能となる。
【０１１７】
また、以上の例においては、コンポジット映像信号からコンポーネント映像信号を生成するようにしたが、例えば、図２１で示すように、図３のクラス分類適応処理回路２２とマトリクス回路６を合成して、クラス分類適応処理回路１２１を構成し、VIF回路３の出力するコンポジット映像信号から、原色ＲＧＢ信号を直接生成するようにすることもできる。この場合においても、クラス分類適応処理回路１２１の構成は、クラス分類適応処理回路２２と同様であるが、係数メモリ５４に記憶される予測係数を決定する学習処理における生徒画像は、コンポジット信号であるが、教師画像は、原色ＲＧＢ信号となり、決定される予測係数も原色ＲＧＢ信号に対応したものとなる。
【０１１８】
さらに、以上においては、NTSC方式のコンポジット信号を用いた例について説明してきたが、例えば、PAL（Phase Alternating Line）方式のコンポジット信号からコンポーネント信号に変換する場合においても、同様の構成で実現させることができる。
【０１１９】
以上によれば、Ｙ／Ｃ分離、色復調、マトリクス処理、画像情報変換処理をクラス分類適応処理により一括して処理することができるようになるため装置規模を小さくし、コストの低減を図ることが可能になると共に、コンポジット信号からコンポーネント信号への変換における画質劣化、特に、画質劣化が生じやすいエッジの方向を正しく区別したクラスコードの分類ができないことによる画質劣化を低減させることが可能となる。
【０１２０】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行させることもできるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、または、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行させることが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどに記録媒体からインストールされる。
【０１２１】
図２２は、テレビジョン受像機、または、学習装置をそれぞれソフトウェアにより実現する場合のパーソナルコンピュータの実施の形態の構成を示している。パーソナルコンピュータのCPU２０１は、パーソナルコンピュータの動作の全体を制御する。また、CPU２０１は、バス２０４および入出力インタフェース２０５を介してユーザからキーボードやマウスなどからなる入力部２０６から指令が入力されると、それに対応してROM(Read Only Memory)２０２に格納されているプログラムを実行する。あるいはまた、CPU２０１は、ドライブ２１０に接続された磁気ディスク２１１、光ディスク２１２、光磁気ディスク２１３、または半導体メモリ２１４から読み出され、記憶部２０８にインストールされたプログラムを、RAM(Random Access Memory)２０３にロードして実行する。これにより、上述した画像処理装置の機能が、ソフトウェアにより実現されている。さらに、CPU２０１は、通信部２０９を制御して、外部と通信し、データの授受を実行する。
【０１２２】
プログラムが記録されている記録媒体は、図２２に示すように、コンピュータとは別に、ユーザにプログラムを提供するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク２１１（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク２１２（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)，DVD（Digital Versatile Disc）を含む）、光磁気ディスク２１３（MD（Mini-Disc）を含む）、もしくは半導体メモリ２１４などよりなるパッケージメディアにより構成されるだけでなく、コンピュータに予め組み込まれた状態でユーザに提供される、プログラムが記録されているROM２０２や、記憶部２０８に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０１２３】
尚、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理は、もちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理を含むものである。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明の画像情報変換装置および方法、並びにプログラムによれば、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離し、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分を演算し、演算結果をそれぞれ所定の閾値と比較し、比較結果からなるパターンを生成し、パターン毎に、着目画素を複数のクラスのうちの１つに分類し、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号を抽出し、複数の画素の画素信号と、分類されたクラスに設定されている係数との積和演算により、着目画素の画素信号を変換するようにした。
【０１２６】
本発明の係数算出装置および方法、並びにプログラムによれば、入力された画像信号から入力コンポジット信号を生成し、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号を入力コンポジット信号から所定の時空間方向のそれぞれについて輝度信号とクロマ信号とに分離し、着目画素の画素信号、および、着目画素の周辺の画素信号毎に、異なる時空間方向で分離された輝度信号間、または、異なる時空間方向で分離されたクロマ信号間の差分を演算し、演算結果をそれぞれ所定の閾値と比較し、比較結果からなるパターンを生成し、パターン毎に、着目画素を複数のクラスのうちの１つに分類し、入力コンポジット信号から着目画素を変換するための複数の画素の画素信号を抽出し、複数の画素の画素信号と入力された画像信号とを用いた正規方程式より、クラス毎に係数を算出するようにした。
【０１２７】
いずれにおいても、結果として、装置規模を小さくすることができ、コストの低減を図ることが可能になると共に、コンポジット信号からコンポーネント信号への変換における画質劣化、特に、クラスコードの分類処理の誤りが原因とされる画質劣化を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のテレビジョン受像機の構成例を示すブロック図である。
【図２】従来のテレビジョン受像機の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明を適用したテレビジョン受像機の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図４】図１のクラス分類適応処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４のクラスコード決定部の構成例を示すブロック図である。
【図６】図３のテレビジョン受像機の表示処理を説明するフローチャートである。
【図７】クラスタップの例を示す図である。
【図８】パターン検出処理を説明するフローチャートである。
【図９】簡易Ｙ／Ｃ分離処理を説明する図である。
【図１０】簡易Ｙ／Ｃ分離処理を説明する図である。
【図１１】簡易Ｙ／Ｃ分離処理を説明する図である。
【図１２】クラスコード決定処理を説明するフローチャートである。
【図１３】予測タップの例を示す図である。
【図１４】着目画素上に水平方向のエッジがある場合を説明する図である。
【図１５】着目画素上に垂直方向のエッジがある場合を説明する図である。
【図１６】着目画素に動きがある場合を説明する図である。
【図１７】着目画素上に垂直方向のエッジがある場合を説明する図である。
【図１８】学習装置を説明するブロック図である。
【図１９】学習装置の学習処理を説明するフローチャートである。
【図２０】クラスコード決定部のその他の構成例を示すブロック図である。
【図２１】テレビジョン受像機のその他の構成例を示すブロック図である。
【図２２】媒体を説明する図である。
【符号の説明】
２２  クラス分類適応処理回路，  ５１  領域抽出部，  ５２  パターン検出部，  ５３  クラスコード決定部，  ５４  係数メモリ，  ５５  領域抽出部，５６  予測演算部，  ７１  減算器，  ７２  ABS回路，  ７３  比較器，  ９１  NTSCエンコーダ，  ９２  領域抽出部，  ９３  パターン検出部，  ９４クラスコード決定部，  ９５  領域抽出部，  ９６  正規方程式生成部，  ９７  係数決定部，  ９８  メモリ，  １１１  減算器，  １１２  比較器，  １２１  クラス分類適応処理回路
【図１】
0003777598.tif 000007
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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