JP2002290926A - 斜め適応型走査線補間装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 斜め適応型走査線補間装置において、動画の
特に斜め線の欠落した画素を正確に補間して、動画と静
止画の総合的な画質向上を図る。 【解決手段】 飛び越し走査映像信号を受けて、補間す
べき画素に対して同一垂直線上にある画素を除く点対称
の位置にある少なくとも２組計４画素の入力映像信号か
ら、排他的論理に従って補間データ発生に使用する画素
を決定する斜め検出回路３と、２組計４画素のうちの排
他的論理に従って残った３画素を用いて補間データを発
生する斜め補間回路４とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、斜め適応型走査線
補間装置に関し、特に、ＮＴＳＣ方式、ＰＡＬ方式、Ｓ
ＥＣＡＭ方式、ＨＤＴＶ方式、ＤＴＶ方式などの、飛び
越し走査構造を持つインターレース走査信号を、ディス
プレイに表示するために、入力映像信号の欠落した画素
を補間する斜め適応型走査線補間装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の斜め適応型走査線補間装置とし
て、特許番号第２６４２２６１号公報などに記載された
ものが知られている。

【０００３】図１３は、従来の斜め適応型走査線補間装
置の一構成例を示すブロック図である。図１３におい
て、２次元の入力画像データＰｉは、遅延回路４１で所
定時間遅延され、補間に必要な１画素おきの参照画素
ａ，ｃ，ｅ，ｆ，ｈ，ｊが抽出される。閾値算出回路４
３は、参照画素の最大値と最小値との平均値を閾値ＳＨ
として出力する。２値化回路４４は、閾値ＳＨと参照画
素との比較を行い、２値化データｌ，ｍ，ｎ，ｘ，ｙ，
ｚを出力する。補間方向判定回路４５は、２値化データ
によって画像の相関を判定して補間方向を決定し、補間
方向選択データＩＳを出力する。選択回路４７は、補間
方向選択データＩＳにしたがって参照画素の選択を実施
して、加算器４８および乗算器４９で補間演算を行い、
補間データＰｏを出力する。

【０００４】ここで、補間方向と２値化結果ｌ，ｍ，
ｎ，ｘ，ｙ，ｚの関係を図１４の補間テーブルに示す。
図１４において、ｘｙｚがｕ０でｌｍｎがｄ０のときは
垂直補間を示し、ｕ７−ｄ６のときは右斜め補間、ｕ１
−ｄ７のときは左斜め補間を示している。

【０００５】かかる従来の斜め適応型走査線補間装置に
おいて、補間参照画素を用いて適応的に補間する際に、
補間方向の判定に補間テーブル（パターンテーブル）を
用いるため、参照すべき画素に対し、縦横斜め等の方向
を判定の対象に含めることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
斜め適応型走査線補間装置においては、画素の相関の判
定にパターンテーブルを用いるため、参照する６画素に
ついて８×８＝６４通りのパターンテーブルを予め保持
しておく必要があり、回路規模が大きくなるという問題
を有していた。

【０００７】本発明は、上記のような問題を解決するも
ので、その目的は、インターレース走査信号を順次走査
信号に変換する際に、特に動画像における欠落した画素
に対して、パターンテーブルを用いずに的確に補間する
ことで、回路規模を小さく、且つ、動画と静止画を表示
した場合の画質差を低減して総合的な画質向上を図った
斜め適応型走査線補間装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明に係る斜め適応型走査線補間装置は、補間
すべき画素に対して同一垂直線上にある画素を除く点対
称の位置にある少なくとも２組計４画素の入力映像信号
から、排他的論理に従って補間データ発生に使用する画
素を決定する補間画素選択手段と、補間画素選択手段か
らの第１の出力信号に応じて、２組計４画素のうちの排
他的論理に従って残った３画素を用いて補間データを発
生する第１補間手段と、補間すべき画素に対して同一垂
直線上にある少なくとも２画素以上の入力映像信号から
補間データを発生する第２補間手段と、補間画素選択手
段からの第２の出力信号に応じて、前記第１補間手段か
らの出力信号と前記第２補間手段からの出力信号とを切
り替えて出力する切替手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０００９】本発明に係る斜め適応型走査線補間装置に
おいて、補間画素選択手段は、少なくとも前記２組４画
素と補間すべき画素の上下２画素の平均値を算出する平
均値算出手段と、平均値算出手段からの出力信号に応じ
て、２組４画素の信号と上下２画素の信号に対して２値
化処理を施す２値化手段と、２値化手段からの出力信号
のうち、２組４画素の出力信号に対して排他的論理によ
り補間データ発生に使用する画素位置を決定する画素位
置情報発生手段と、２値化手段の出力信号のうち、２組
４画素の出力信号に対して排他的論理和をとり、かつ、
上下２画素の出力信号に対して排他的論理和をとる排他
的論理和手段とを備え、画素位置情報発生手段からの出
力信号を第１の出力信号とし、排他的論理和手段からの
出力信号を第２の出力信号とし、排他的論理和手段は、
上下２画素が不一致を示し、かつ、２組４画素の出力信
号のうち１画素のみ不一致を示している場合に、切替手
段が第１補間手段からの出力信号を選択出力するように
制御する第２の出力信号を発生することが好ましい。

【００１０】上記の構成によれば、動画の斜め線部に生
じるジャギーのような劣化が抑えられた斜め線を再現す
ることができる。さらに、斜め線を補間する際に、補間
テーブル（パターンテーブル）を用いないため、少ない
回路規模で斜め適応型走査線補間装置を実現できる。

【００１１】また、本発明に係る斜め適応型走査線補間
装置において、補間画素選択手段は、少なくとも前記２
組４画素と補間すべき画素の上下２画素の平均値を算出
する平均値算出手段と、平均値算出手段からの出力信号
に応じて、２組４画素の信号と上下２画素の信号に対し
て２値化処理を施す２値化手段と、２値化手段からの出
力信号のうち、２組４画素の出力信号に対して排他的論
理により補間データ発生に使用する画素位置を決定する
画素位置情報発生手段と、２値化手段からの出力信号の
うち、２組４画素の出力信号に対して排他的論理和をと
り、かつ、上下２画素の出力信号に対して排他的論理和
をとる排他的論理和手段と、２値化手段からの出力信号
のうち、補間すべき画素に対して上側の走査線にある画
素の連続性を検出する第１の連続性検出手段と、２値化
手段からの出力信号のうち、補間すべき画素に対して下
側の走査線にある画素の連続性を検出する第２の連続性
検出手段と、排他的論理和手段からの出力信号と、第１
の連続性検出手段からの出力信号と、第２の連続性検出
手段からの出力信号とに基づき、第２の出力信号を発生
する切替制御信号発生手段とを備え、画素位置情報発生
手段からの出力信号を第１の出力信号とし、切替制御信
号発生手段は、排他的論理和手段からの出力信号が、上
下２画素の不一致を示し、かつ、２組４画素のうち１画
素のみ不一致を示し、かつ、第１の連続性検出手段から
の出力信号が、上側走査線の画素全てが同一でないこと
を示し、かつ、第２の連続性検出手段からの出力信号
が、下側走査線の画素全てが同一でないことを示してい
る場合に、切替手段が第１補間手段からの出力信号を選
択出力するように制御する第２の出力信号を発生するこ
とが好ましい。

【００１２】この構成によれば、動画の斜め線部に生じ
るジャギーのような劣化を抑えるだけでなく、横線に対
しても正確に再現することができる。さらに、斜め線及
び横線を補間する際に、補間テーブル（パターンテーブ
ル）を用いないため、少ない回路規模で斜め適応型走査
線補間装置を実現できる。

【００１３】さらに、本発明に係る斜め適応型走査線補
間装置において、補間画素選択手段は、少なくとも前記
２組４画素と補間すべき画素の上下２画素の平均値を算
出する平均値算出手段と、平均値算出手段からの出力信
号に応じて、２組４画素の信号に対して２値化処理を施
す２値化手段と、２値化手段からの出力信号のうち、２
組４画素の出力信号に対して排他的論理により補間デー
タ発生に使用する画素位置を決定する画素位置情報発生
手段と、２値化手段からの出力信号のうち、２組４画素
の出力信号に対して排他的論理和をとり、かつ、上下２
画素の出力信号に対して排他的論理和をとる排他的論理
和手段と、入力映像信号から斜め方向の周波数成分を検
出する斜め周波数成分検出手段と、排他的論理和手段か
らの出力信号と斜め周波数成分検出手段からの出力信号
とに基づき、第２の出力信号を発生する切替制御信号発
生手段とを備え、画素位置情報発生手段からの出力信号
を第１の出力信号とし、切替制御信号発生手段は、排他
的論理和手段からの出力信号が、上下２画素の不一致を
示し、かつ、２組４画素のうち１画素のみ不一致を示
し、かつ、斜め周波数成分検出手段が斜め方向の周波数
成分をある閾値以上検出した場合に、切替手段が第１補
間手段からの出力信号を選択出力するように制御する第
２の出力信号を発生することが好ましい。

【００１４】この構成によれば、斜め線の周波数成分の
有無を的確に判断できるため、補間画素選択手段におけ
る斜め線の検出エラーを最小限に抑えることができる。
さらに、斜め線を補間する際に、補間テーブル（パター
ンテーブル）を用いないため、少ない回路規模で斜め適
応型走査線補間装置を実現できる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を用いて説明する。

【００１６】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１による斜め適応型走査線補間装置の一構成例を示
すブロック図である。図１において、入力端子１から、
例えば飛び越し走査の映像信号が入力される。入力端子
１から入力された映像信号は、斜め検出回路３と、斜め
補間回路４と、フィールド内補間回路５にそれぞれ供給
される。

【００１７】また、斜め検出回路３では、補間画素に対
して同一線上にある画素を除く点対称の位置ある少なく
とも２組計４画素の入力映像信号から排他的論理にした
がって補間画素に使用する画素を決定する。

【００１８】ここで、排他的論理にしたがって補間画素
に使用する画素を決定するとは、入力映像信号の補間画
素を中心とする特定領域画素の平均値を算出し、その平
均値を閾値に特定領域画素について２値化処理を行い、
各組の４画素における２値化信号の合計が“３”であれ
ば２値化信号“１”を検出した画素を補間画素に用いる
画素位置とし、また、各組の４画素における２値化信号
の合計が“１”であれば２値化信号“０”を検出した画
素を補間画素に用いる画素位置とすることを意味する。

【００１９】また、斜め補間回路４では、斜め検出回路
３の出力信号に応じて、２組計４画素のうちの排他的論
理にしたがって残った３画素を用いて補間画素を生成す
る。

【００２０】また、フィールド内補間回路５では、補間
走査線の信号を同一のフィールド内の垂直位置にある走
査線の信号から生成する。

【００２１】斜め補間回路４とフィールド内補間回路５
の出力補間信号は、選択回路６へ供給される。

【００２２】選択回路６では、斜め検出回路３からの出
力検出信号を用いて、斜め補間回路４の出力信号とフィ
ールド内補間回路５の出力信号とを選択し、補間画素Ｐ
ｏが出力される。

【００２３】図２は、図１の斜め適応型走査線補間装置
の内部構成を示すブロック図である。図２において、入
力映像信号は、１０点平均回路７と、第１の広領域斜め
補間回路１３と、第２の広領域斜め補間回路１４と、第
１の狭領域斜め補間回路１５と、第２の斜め狭領域補間
回路１６と、フィールド内補間回路５と、にそれぞれ供
給される。

【００２４】まず、１０点平均回路７で、補間画素Ｐｏ
をはさむ５画素×上下２ラインの領域内画素(ａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ)の平均値を算出す
る。

【００２５】平均値ａｖｅは、 （数１） ａｖｅ＝（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＋ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ）
／１０ と表される。

【００２６】１０点平均回路７の出力平均値は２値化回
路８へ供給される。２値化回路８では、平均値ａｖｅを
閾値として、領域内画素の値(ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ)が閾値よりも小さいまたは等しい
ければ“０”を出力し、閾値よりも大きければ“１”を
出力する。領域内画素(ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，
ｈ，ｉ，ｊ)は、２値化信号ｂｉｎ（ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，
ｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕ）に対応し、その２値化信号ｂ
ｉｎの算出式は、 （数２） ｉｆ ａｖｅ≧Ｘ ｂｉｎ＝０ Ｅｌｓｅ ａｖｅ＜Ｘ ｂｉｎ＝１ （Ｘは、領域内の画素の各値(ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ)を示す）と表される。

【００２７】２値化回路８の出力信号は、第１の広領域
斜め検出回路９と、第２の広領域斜め検出回路１０と、
第１の狭領域斜め検出回路１１と、第２の狭領域斜め検
出回路１２と、第１の広領域斜め補間回路１３と、第２
の広領域斜め補間回路１４と、第１の狭領域斜め補間回
路１５と、第２の狭領域斜め補間回路１６へ供給され
る。

【００２８】まず、第１の広領域斜め検出回路９では、
領域内の補間画素Ｐｏに対して同一垂直線上にある画素
を除く点対称の位置にある１組４画素の２値化信号
（ｌ，ｐ，ｑ，ｕ）において排他的論理により１画素の
み異なる値“０”を検出、且つ、補間画素Ｐｏを中心と
する上下２画素（ｎ，ｓ）において排他的論理和をとり
その論理値が“１”を検出した場合は、“１”を出力
し、そうでない場合は“０”を出力する。

【００２９】ここで、第１の広領域斜め検出回路９の検
出式Ｂｗは、 （数３） ｉｆ （（ｌ＋ｐ＋ｑ＋ｕ）＝３）＆（（ｎ ＸＯＲ
ｓ）＝１） Ｂｗ＝１ Ｅｌｓｅ Ｂｗ＝０ （ここで、＆は論理積、ＸＯＲは排他的論理和を示す）
と表される。

【００３０】また、第２の広領域斜め検出回路１０で
は、領域内の補間画素Ｐｏに対して同一垂直線上にある
画素を除く点対称の位置にある１組４画素の２値化信号
（ｌ，ｐ，ｑ，ｕ）において排他的論理により１画素の
み異なる値“１”を検出、且つ、補間画素Ｐｏを中心と
する上下２画素（ｎ，ｓ）において排他的論理和をとり
その論理値が“１”を検出した場合は、“１”を出力
し、そうでない場合は“０”を出力する。

【００３１】ここで、第２の広領域斜め検出回路１０の
検出式Ｂｂは、 （数４） ｉｆ （（ｌ＋ｐ＋ｑ＋ｕ）＝１）＆（（ｎ ＸＯＲ
ｓ）＝１） Ｂｂ＝１ Ｅｌｓｅ Ｂｂ＝０ （ここで、＆は論理積、ＸＯＲは排他的論理和を示す）
と表される。

【００３２】また、第１の狭領域斜め検出回路１１で
は、領域内の補間画素Ｐｏに対して同一垂直線上にある
画素を除く点対称の位置にある１組４画素の２値化信号
（ｍ，ｏ，ｒ，ｔ）において排他的論理により１画素の
み異なる値“０”を検出、且つ、補間画素を中心とする
上下２画素（ｎ，ｓ）において排他的論理和をとりその
論理値が“１”を検出した場合は、“１”を出力し、そ
うでない場合は“０”を出力する。

【００３３】ここで、第１の狭領域斜め検出回路１１の
検出式Ｎｗは、 （数５） ｉｆ （（ｍ＋ｏ＋ｒ＋ｔ）＝３）＆（（ｎ ＸＯＲ
ｓ）＝１） Ｎｗ＝１ Ｅｌｓｅ Ｎｗ＝０ （ここで、＆は論理積、ＸＯＲは排他的論理和を示す）
と表される。

【００３４】また、第２の狭領域斜め検出回路１２で
は、領域内の補間画素Ｐｏに対して同一垂直線上にある
画素を除く点対称の位置にある１組４画素の２値化信号
（ｍ，ｏ，ｒ，ｔ）において排他的論理により１画素の
み異なる値“１”を検出、且つ、補間画素を中心とする
上下２画素（ｎ，ｓ）において排他的論理和をとりその
論理値が“１”を検出した場合は、“１”を出力し、そ
うでない場合は“０”を出力する。

【００３５】ここで、第２の狭領域斜め検出回路１２の
検出式Ｎｂは、 （数６） ｉｆ （（ｍ＋ｏ＋ｒ＋ｔ）＝１）＆（（ｎ ＸＯＲ
ｓ）＝１） Ｎｂ＝１ Ｅｌｓｅ Ｎｂ＝０ （ここで、＆は論理積、ＸＯＲは排他的論理和を示す）
と表される。

【００３６】次に、第１の広領域斜め補間回路１３で
は、２値化回路８からの２値化信号に基づき、領域
（ｌ，ｐ，ｑ，ｕ）内で“１”を検出した画素に対応す
る入力信号（ａ，ｅ，ｆ，ｊ）を用いて補間画素Ｐｏを
生成する。

【００３７】第２の広領域斜め補間回路１４では、２値
化回路８からの２値化信号に基づき、領域（ｌ，ｐ，
ｑ，ｕ）内で“０”を検出した画素に対応する入力信号
（ａ，ｅ，ｆ，ｊ）を用いて補間画素Ｐｏを生成する。

【００３８】第１の狭領域斜め補間回路１５では、２値
化回路８からの２値化信号に基づき、領域（ｍ，ｏ，
ｒ，ｔ）内で“１”を検出した画素に対応する入力信号
（ｂ，ｄ，ｇ，ｉ）を用いて補間画素Ｐｏを生成する。

【００３９】第２の狭領域斜め補間回路１６では、２値
化回路８からの２値化信号に基づき、領域（ｍ，ｏ，
ｒ，ｔ）内で“０”を検出した画素に対応する入力信号
（ｂ，ｄ，ｇ，ｉ）を用いて補間画素Ｐｏを生成する。

【００４０】第１の広領域斜め補間回路１３と、第２の
広領域斜め補間回路１４と、第１の狭領域斜め補間回路
１５と、第２の狭領域斜め補間回路１６のそれぞれの出
力補間信号と、フィールド内補間回路５の出力補間信号
は、選択回路６へ供給される。

【００４１】選択回路６では、第１の広領域斜め検出回
路９の出力信号Ｂｗと、第２の広領域斜め検出回路１０
の出力信号Ｂｂと、第１の狭領域斜め検出回路１１の出
力信号Ｎｗと、第２の狭領域斜め検出回路１２の出力信
号Ｎｂとに応じて、図３に示す選択表に従い、斜め線の
検出結果に応じた補間信号が選択出力される。

【００４２】ここで、斜め適応型走査線補間装置の動作
について、図４に示すような一般的に知られている順次
走査変換装置を例に説明する。なお、斜め適応型走査線
補間装置１８は、図１及び図２と同じ回路構成をとる。

【００４３】図４において、入力端子１から、例えば飛
び越し走査の映像信号Ｖｉｎが入力される。入力端子１
から入力された映像信号Ｖｉｎは、動き検出回路１７
と、斜め適応型走査線補間装置１８と、フィールド間補
間回路１９と、倍速化回路２１にそれぞれ供給される。

【００４４】まず、動き検出回路１７で、１フィールド
間または１フレーム間の差分信号成分により映像の動き
情報（係数）ｋが検出され、混合回路２０に供給され
る。

【００４５】また、斜め適応型走査線補間装置１８で
は、補間画素Ｐｏを、同一フィールド内にある特定領域
内の画素を基本に排他的論理により作成する。

【００４６】また、フィールド間補間回路１９では、補
間走査線の信号Ｘｓを、前後フィールドの同じ垂直位置
にある走査線の信号から作成する。

【００４７】斜め適応型走査線補間装置１８の出力補間
信号Ｐｏと、フィールド間補間回路１９の出力補間信号
Ｘｓは、混合回路２０へ供給される。混合回路２０で
は、図４に示すように、動き検出回路１７からの動き係
数ｋを用いて、斜め適応型走査線補間装置１８の出力信
号Ｐｏとフィールド間補間回路１９の出力信号Ｘｓか
ら、動き適応により補間された信号Ｘａが生成される。
動き適応型の補間信号Ｘａは、 （数７） Ｘａ＝ｋ・Ｐｏ＋（１−ｋ）・Ｘｓ （０≦ｋ≦１） と表される。ここで、動き係数ｋは、静止画では“０”
に近づき、動画部分では“１”に近づくものとする。

【００４８】混合回路２０の出力補間信号Ｘａと入力映
像信号Ｖｉｎは倍速化回路２１へ供給される。倍速化回
路２１では、水平走査周波数の２倍の周期で、混合回路
２０の出力補間信号Ｘａと入力映像信号Ｖｉｎを交互に
選択し、飛び越し走査信号から順次走査変換された映像
信号Ｖｏｕｔが出力される。

【００４９】ここで、図４の順次走査変換装置の構成に
おいて、例えば、入力端子１から図５（Ａ）に示すよう
な、飛び越し走査構造を持つ斜め線の動画像が入力され
る場合、動き検出回路１７からの動き係数ｋが“１”と
なり、動き適応型の補間信号Ｘａは、Ｘａ＝Ｐｏにな
り、斜め適応型走査線補間装置１８の出力信号のみが補
間信号として混合回路２０から出力される。つまり、動
画時の画質は、斜め適応型走査線補間装置１８の補間方
法に依存する。

【００５０】図２において、図５（Ａ）のような斜め線
は、１０点平均回路７で、補間画素Ｐｏを挟む５画素×
２ラインの領域（図５（Ｂ）の（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ））に対して平均値ａｖｅが算出さ
れ、その平均値ａｖｅに基づき、２値化回路８で２値化
処理を行う（図５（Ｃ））。

【００５１】次に、２値化信号（ｌ，ｍ，ｎ，ｏ，ｐ，
ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕ）に基づき、第１の広領域斜め検出
回路９、第２の広領域斜め検出回路１０、第１の狭領域
斜め検出回路１１、及び第２の狭領域斜め検出回路１２
で排他的論理により斜め線の検出が行われると、第２の
狭領域斜め検出回路１２において、ｍ，ｏ，ｒ，ｔの２
値化信号が１，０，０，０と、ｍのみ異なる値をもつ論
理値“１”が検出される。さらに、ｎ，ｓとの排他的論
理和をとると論理値“１”が検出される。つまり、各斜
め検出信号Ｎｂ，Ｎｗ，Ｂｂ，Ｂｗは１，０，０，０と
なる。

【００５２】よって、第２の狭領域補間回路１６では、
２値化回路８の２値化信号に基づき、領域（ｍ，ｏ，
ｒ，ｔ）内で“０”を検出した画素に対応する入力信号
（ｄ，ｇ，ｉ）を用いて補間画素が生成される（図３
（Ｄ））。

【００５３】したがって、選択回路６からは、検出信号
Ｎｂ，Ｎｗ，Ｂｂ，Ｂｗに基づき、図３の選択表に従っ
て、第２の狭領域補間回路１６の補間信号が選択出力さ
れ、図４の混合回路２０及び倍速回路２１を経て、出力
端子２から図５（Ｅ）に示すような、欠落画素が的確に
補間された斜め線が得られる。

【００５４】以上のように、本実施の形態によれば、補
間すべき画素に対して同一垂直線上にある画素を除く点
対称の位置にある少なくとも２組計４画素の入力映像信
号から、排他的論理に従って補間データ発生に使用する
画素を決定する斜め検出回路３と、斜め検出回路３の第
１の出力信号に応じて、２組計４画素のうちの排他的論
理に従って残った３画素を用いて補間データを発生する
斜め補間回路４と、補間すべき画素に対して同一垂直線
上にある少なくとも２画素以上の入力映像信号から補間
画素を発生するフィールド内補間回路５と、斜め検出回
路３の第２の出力信号に応じて、斜め補間回路４の出力
信号とフィールド内補間回路５の出力信号とを切り替え
て出力する選択回路６とを設けることで、動画の斜め線
部に生じるジャギーのような劣化が抑えられた斜め線を
再現することができる。さらに、斜め線を補間する際
に、補間テーブル（パターンテーブル）を用いないた
め、少ない回路規模で斜め適応型走査線補間装置を実現
できる。

【００５５】（実施の形態２）図６は、本発明の実施の
形態２による斜め適応型走査線補間装置の一構成例を示
すブロック図である。実施の形態２が、実施の形態１と
異なる点は、連続性検出回路２２と選択回路２３を新た
に設けた点にある。なお、図６の連続性検出回路２２と
選択回路２３を除く回路については、実施の形態１で説
明した図２に示す回路と同じ構成をとり、その説明は省
略する。

【００５６】２値化回路８からの出力信号は、画素の連
続性のある横線を検出する連続性検出回路２２に供給さ
れ、連続性検出回路２２からの出力信号は選択回路２３
に供給される。選択回路２３では、連続性検出回路２２
の出力信号に応じて、選択回路６の出力信号とフィール
ド内補間回路５の出力信号とを選択出力する。

【００５７】図６において、入力端子１から、例えば、
飛び越し走査の映像信号が入力される。この入力映像信
号は、１０点平均回路７と、第１の広領域斜め補間回路
１３と、第２の広領域斜め補間回路１４と、第１の狭領
域斜め補間回路１５と、第２の狭領域斜め補間回路１６
と、フィールド内補間回路５とにそれぞれ供給される。

【００５８】１０点平均回路７で、補間画素を挟む５画
素×上下２ラインの領域内画素の平均値ａｖｅ（数１を
参照）が算出される。１０点平均回路７の平均値ａｖｅ
は２値化回路８へ供給される。２値化回路８では、平均
値ａｖｅを閾値として、２値化信号ｂｉｎ（数２を参
照）が算出される。

【００５９】２値化回路８の出力信号は、第１の広領域
斜め検出回路９と、第２の広領域斜め検出回路１０と、
第１の狭領域斜め検出回路１１と、第２の狭領域斜め検
出回路１２と、第１の広領域斜め補間回路１３と、第２
の広領域斜め補間回路１４と、第１の狭領域斜め補間回
路１５と、第２の狭領域斜め補間回路１６と、連続性検
出回路２２へ供給される。

【００６０】連続性検出回路２２では、領域内の補間画
素Ｐｏを中心とする上ライン画素（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，
ｅ）または下ライン画素（ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ）の２値
化信号が全て同一の値を検出した場合は“１”を出力
し、検出しない場合は“０”を出力する。

【００６１】ここで、連続性検出回路２２の検出式Ｌｆ
は、 （数８） ｉｆ （（ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝０）｜｜（ａ＋ｂ＋ｃ
＋ｄ＋ｅ＝５）｜｜（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ＝０）｜｜
（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉ＋ｊ＝５）） Ｌｆ＝１ Ｅｌｓｅ Ｌｆ＝０ （ここで、｜｜は論理和を示す）と表される。

【００６２】選択回路６とフィールド内補間回路５の出
力補間信号は、選択回路２３に供給される。選択回路２
３では、連続性検出回路２２の出力信号に応じて、検出
値が“１”であれば、フィールド内補間回路５の出力信
号を選択出力し、検出値が“０”であれば、選択回路６
の出力信号を選択出力する。

【００６３】ここで、斜め適応型走査線補間装置の動作
について、図７に示すような一般的に知られている順次
走査変換装置を例に説明する。なお、斜め適応型走査線
補間装置２４は、図６と同じ回路構成をとる。

【００６４】図７において、例えば、入力端子１から図
８（Ａ）に示すような、飛び越し走査構造を持つ横線の
動画像が入力される場合、動き検出回路１７からの動き
係数ｋが“１”となり、動き適応型の補間信号Ｐｏは、
Ｘａ＝Ｐｏになり、斜め適応型走査線補間装置２４の出
力信号のみが補間信号として混合回路２０から出力され
る。つまり、動画時の画質は、斜め適応型走査線補間装
置２４の補間方法に依存する。

【００６５】図６において、図８（Ａ）のような横線
は、１０点平均回路７で、補間画素Ｐｏを挟む５画素×
２ラインの領域（図８（Ｂ）の（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ））に対して平均値ａｖｅが算出さ
れ、その平均値ａｖｅに基づき、２値化回路８で２値化
処理が行われる（図８（Ｃ））。２値化信号（ｌ，ｍ，
ｎ，ｏ，ｐ，ｑ，ｒ，ｓ，ｔ，ｕ）に基づき、連続性検
出回路２２が、連続性のある横線の検出を行うと、補間
画素Ｐｏを挟む上下２ラインのうち、下ライン（ｑ，
ｒ，ｓ，ｔ，ｕ）の２値化信号のすべてが“１”となる
ため、検出値“１”を出力する。

【００６６】フィールド内補間回路５では、補間画素Ｐ
ｏを、同一フィールドの垂直位置にある画素ｃ，ｈを用
いて補間する（図８（Ｄ））。

【００６７】したがって、選択回路２３では、連続性検
出回路２２の検出値“１”に基づき、フィールド内補間
回路５の補間信号が選択出力され、混合回路２０及び倍
速回路２１を経て、出力端子２から図８（Ｅ）に示すよ
うな、欠落画素が的確に補間された横線が得られる。

【００６８】以上のように、本実施の形態によれば、補
間すべき画素に対して同一垂直線上にある画素を除く点
対称の位置にある少なくとも２組計４画素の入力映像信
号から、排他的論理に従って補間データ発生に使用する
画素を決定する斜め検出回路３と、斜め検出回路３の第
１の出力信号に応じて、２組計４画素のうちの排他的論
理に従って残った３画素を用いて補間データを発生する
斜め補間回路４と、補間すべき画素に対して同一垂直線
上にある少なくとも２画素以上の入力映像信号から補間
画素を発生するフィールド内補間回路５と、斜め検出回
路３の第２の出力信号に応じて、斜め補間回路４の出力
信号とフィールド内補間回路５の出力信号とを切り替え
て出力する選択回路６と、２値化回路の出力信号のう
ち、補間すべき画素に対して上側または下側の走査線に
ある画素の連続性を検出する連続性検出回路２２と、連
続性検出回路２２の出力信号に応じて、選択回路６とフ
ィールド内補間回路５の出力信号を選択出力する選択回
路２３とを設けることで、動画の斜め線部に生じるジャ
ギーのような劣化を抑えるだけでなく、横線に対しても
正確に再現することができる。さらに、斜め線及び横線
を補間する際に、補間テーブル（パターンテーブル）を
用いないため、少ない回路規模で斜め適応型走査線補間
装置を実現できる。

【００６９】（実施の形態３）図９は、本発明の実施の
形態３による斜め適応型走査線補間装置の一構成例を示
すブロック図である。実施の形態３が、実施の形態１と
異なる点は、斜め周波数成分検出回路２５と選択回路２
６を新たに設けた点にある。なお、図９の斜め周波数成
分検出回路２５と選択回路２６を除く回路については、
実施の形態１で説明した図２に示す回路と同じ構成をと
り、その説明は省略する。

【００７０】入力映像信号は、映像の斜め方向の周波数
成分を検出する斜め周波数成分検出回路２５に供給さ
れ、斜め周波数成分検出回路２５からの出力信号は選択
回路２６に供給される。選択回路２６では、斜め周波数
成分検出回路２５の出力信号に応じて、選択回路６の出
力信号とフィールド内補間回路５の出力信号とを選択出
力する。

【００７１】図９において、入力端子１から、例えば、
飛び越し走査の映像信号が入力される。この入力映像信
号は、１０点平均回路７と、第１の広領域斜め補間回路
１３と、第２の広領域斜め補間回路１４と、第１の狭領
域斜め補間回路１５と、第２の狭領域斜め補間回路１６
と、フィールド内補間回路５と、斜め周波数成分検出回
路２５にそれぞれ供給される。

【００７２】１０点平均回路７では、補間画素を挟む５
画素×上下２ラインの領域内画素の平均値ａｖｅ（数１
を参照）が算出される。１０点平均回路７の平均値ａｖ
ｅは２値化回路８へ供給される。２値化回路８では、平
均値ａｖｅを閾値として、２値化信号ｂｉｎ（数２を参
照）を算出する。

【００７３】２値化回路８の出力信号は、第１の広領域
斜め検出回路９と、第２の広領域斜め検出回路１０と、
第１の狭領域斜め検出回路１１と、第２の狭領域斜め検
出回路１２と、第１の広領域斜め補間回路１３と、第２
の広領域斜め補間回路１４と、第１の狭領域斜め補間回
路１５と、第２の狭領域斜め補間回路１６へ供給され
る。

【００７４】斜め周波数成分検出回路２５は、例えば、
図１０に示す回路で構成され、映像信号の斜め方向の周
波数成分が２次元高域通過フィルタ２７で抽出され、斜
め成分の振幅値ｄが検出される。２次元高域通過フィル
タ２７の出力信号は成分変換回路２８へ供給され、図１
１に従い、斜め成分の振幅値ｄに応じた選択信号が出力
される。成分変換回路２８の出力信号は選択回路２６へ
供給される。

【００７５】選択回路２６では、成分変換回路２８の出
力信号に応じて、選択信号が“０”であれば、フィール
ド内補間回路５の出力信号を選択出力し、選択信号が
“１”であれば、選択回路６の出力信号を選択出力す
る。

【００７６】ここで、斜め適応型走査線補間装置の動作
について、図１２に示すような一般的に知られている順
次走査変換装置を例に説明する。なお、斜め適応型走査
線補間装置２９は、図９と同じ回路構成をとる。

【００７７】図１２において、例えば、飛び越し走査構
造を持つ入力映像信号が斜め周波数領域の広い映像信号
の場合、２次元高域通過フィルタ２７で、ある振幅値
“ｄ１”が検出される。成分変換回路２８では、振幅値
“ｄ１”に応じた選択信号“１”が出力される。よっ
て、選択回路２６では、選択信号“１”に従って、選択
回路６の出力信号が選択出力される。

【００７８】したがって、選択回路２６からは、選択回
路６の補間信号が選択出力され、混合回路２０及び倍速
回路２１を経て、出力端子２から、斜め線の欠落された
画素が正確に再現された斜め線が得られる。

【００７９】以上のように、本実施の形態によれば、補
間すべき画素に対して同一垂直線上にある画素を除く点
対称の位置にある少なくとも２組計４画素の入力映像信
号から、排他的論理に従って補間データ発生に使用する
画素を決定する斜め検出回路３と、斜め検出回路３の第
１の出力信号に応じて、２組計４画素のうちの排他的論
理に従って残った３画素を用いて補間データを発生する
斜め補間回路４と、補間すべき画素に対して同一垂直線
上にある少なくとも２画素以上の入力映像信号から補間
画素を発生するフィールド内補間回路５と、斜め検出回
路３の第２の出力信号に応じて、斜め補間回路４の出力
信号とフィールド内補間回路５の出力信号とを切り替え
て出力する選択回路６と、入力映像信号から斜め方向の
周波数成分を検出する斜め周波数成分検出回路２５と、
斜め周波数成分検出回路２５の出力信号に応じて、選択
回路６とフィールド内補間回路５の出力信号を選択出力
する選択回路２６とを設けることで、斜め線の周波数成
分の有無を的確に判断できるため、斜め検出回路３にお
ける斜め線の検出エラーを最小限に抑えることができ
る。さらに、斜め線を補間する際に、補間テーブル（パ
ターンテーブル）を用いないため、少ない回路規模で斜
め適応型走査線補間装置を実現できる。

【００８０】なお、実施の形態１、２、３において、斜
め検出回路３における斜め線を検出する特定領域内の画
素数を５画素×上下２ラインとしたが、本発明はこれに
限定されず、例えば、補間すべき画素に対して同一垂直
線上にある画素を除く点対称の位置にある少なくとも２
組計４画素の関係が実現できる画素領域であれば、例え
ば７画素×上下２ラインの画素領域であっても動画像の
画質改善が図れることは言うまでもない。

【００８１】また、実施の形態１、２、３において、斜
め補間回路４における補間画素を生成するために用いる
画素を、２組計４画素のうち排他的論理により残った３
画素としたが、本発明はこれに限定されず、２組計４画
素のうち排他的論理により残った画素であれば、動画の
画質改善効果が得られることは言うまでもない。

【００８２】また、実施の形態１、２、３において、斜
め適応型走査線補間装置の動作を説明する例として順次
走査変換装置をあげたが、本発明はこれに限定されず、
例えば、入力映像信号に対して所定の比率で水平方向の
縮小拡大または垂直方向の縮小拡大という信号処理を行
う画素数変換装置に適用しても画質改善が図れることは
言うまでもない。

【００８３】さらに、実施の形態１、２、３において、
入力映像信号のカラー画像への適用についてはとくに触
れなかったが、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、及び青（Ｂ）、ま
たは、輝度信号（Ｙ）及び色差信号（ＰｂまたはＰｒ）
のそれぞれについて、本発明のアルゴリズムを適用する
ことが可能であり、それによって、カラー画像の画質改
善効果が得られる。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
あらゆる斜め線のパターンテーブルを予め所持すること
なく、合理的に動画像の画質を向上させることができ
る、という格別な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１による斜め適応型走査
線補間装置の一構成例を示すブロック図

【図２】 図１の斜め適応型走査線補間装置の内部構成
を示すブロック図

【図３】 図２の選択回路６の選択動作を説明するため
の図

【図４】 本発明の実施の形態１による斜め適応型走査
線補間装置の動作を説明するための順次走査変換装置の
一構成例を示すブロック図

【図５】 図１及び図２の斜め適応型走査線補間装置１
８を含めた順次走査変換装置における各部信号の動作概
念図

【図６】 本発明の実施の形態２による斜め適応型走査
線補間装置の一構成例を示すブロック図

【図７】 本発明の実施の形態２による斜め適応型走査
線補間装置の動作を説明するための順次走査変換装置の
一構成例を示すブロック図

【図８】 図６の斜め適応型走査線補間装置２４を含め
た順次走査変換装置における各部信号の動作概念図

【図９】 本発明の実施の形態３による斜め適応型走査
線補間装置の一構成例を示すブロック図

【図１０】 図９の斜め周波数成分検出回路２５の内部
構成を示すブロック図

【図１１】 図１０の成分変換回路２８の動作を説明す
るための特性図

【図１２】 本発明の実施の形態３による斜め適応型走
査線補間装置の動作を説明するための順次走査変換装置
の一構成例を示すブロック図

【図１３】 従来の斜め適応型走査線補間装置の構成を
示すブロック図

【図１４】 従来の斜め適応型走査線補間装置における
補間テーブルを示す図

【符号の説明】

１ 映像信号の入力端子 ２ 映像信号の出力端子 ３ 斜め検出回路 ４ 斜め補間回路 ５ フィールド内補間回路 ６、２３、２６ 選択回路 ７ １０点平均回路 ８ ２値化回路 ９ 第１の広領域斜め検出回路 １０ 第２の広領域斜め検出回路 １１ 第１の狭領域斜め検出回路 １２ 第２の狭領域斜め検出回路 １３ 第１の広領域斜め補間回路 １４ 第２の広領域斜め補間回路 １５ 第１の狭領域斜め補間回路 １６ 第２の狭領域斜め補間回路 １７ 動き検出回路 １８、２４、２９ 斜め適応型走査線補間装置 １９ フィールド間補間回路 ２０ 混合回路 ２１ 倍速化回路 ２２ 連続性検出回路 ２５ 斜め周波数成分検出回路 ２７ ２次元高域通過フィルタ ２８ 成分変換回路

フロントページの続き (72)発明者 笠原 光弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5C063 BA04 BA08 CA01 CA05 CA09 CA36

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 補間すべき画素に対して同一垂直線上に
   ある画素を除く点対称の位置にある少なくとも２組計４
   画素の入力映像信号から、排他的論理に従って補間デー
   タ発生に使用する画素を決定する補間画素選択手段と、 前記補間画素選択手段からの第１の出力信号に応じて、
   前記２組計４画素のうちの排他的論理に従って残った３
   画素を用いて補間データを発生する第１補間手段と、 前記補間すべき画素に対して同一垂直線上にある少なく
   とも２画素以上の入力映像信号から補間データを発生す
   る第２補間手段と、 前記補間画素選択手段からの第２の出力信号に応じて、
   前記第１補間手段からの出力信号と前記第２補間手段か
   らの出力信号とを切り替えて出力する切替手段とを備え
   たことを特徴とする斜め適応型走査線補間装置。
2. 【請求項２】 前記補間画素選択手段は、 少なくとも前記２組４画素と補間すべき画素の上下２画
   素の平均値を算出する平均値算出手段と、 前記平均値算出手段からの出力信号に応じて、前記２組
   ４画素の信号と前記上下２画素の信号に対して２値化処
   理を施す２値化手段と、 前記２値化手段からの出力信号のうち、前記２組４画素
   の出力信号に対して排他的論理により補間データ発生に
   使用する画素位置を決定する画素位置情報発生手段と、 前記２値化手段の出力信号のうち、前記２組４画素の出
   力信号に対して排他的論理和をとり、かつ、前記上下２
   画素の出力信号に対して排他的論理和をとる排他的論理
   和手段とを備え、 前記画素位置情報発生手段からの出力信号を前記第１の
   出力信号とし、前記排他的論理和手段からの出力信号を
   前記第２の出力信号とし、前記排他的論理和手段は、前
   記上下２画素が不一致を示し、かつ、前記２組４画素の
   出力信号のうち１画素のみ不一致を示している場合に、
   前記切替手段が前記第１補間手段からの出力信号を選択
   出力するように制御する前記第２の出力信号を発生する
   ことを特徴とする請求項１記載の斜め適応型走査線補間
   装置。
3. 【請求項３】 前記補間画素選択手段は、 少なくとも前記２組４画素と補間すべき画素の上下２画
   素の平均値を算出する平均値算出手段と、 前記平均値算出手段からの出力信号に応じて、前記２組
   ４画素の信号と前記上下２画素の信号に対して２値化処
   理を施す２値化手段と、 前記２値化手段からの出力信号のうち、前記２組４画素
   の出力信号に対して排他的論理により補間データ発生に
   使用する画素位置を決定する画素位置情報発生手段と、 前記２値化手段からの出力信号のうち、前記２組４画素
   の出力信号に対して排他的論理和をとり、かつ、前記上
   下２画素の出力信号に対して排他的論理和をとる排他的
   論理和手段と、 前記２値化手段からの出力信号のうち、補間すべき画素
   に対して上側の走査線にある画素の連続性を検出する第
   １の連続性検出手段と、 前記２値化手段からの出力信号のうち、補間すべき画素
   に対して下側の走査線にある画素の連続性を検出する第
   ２の連続性検出手段と、 前記排他的論理和手段からの出力信号と、前記第１の連
   続性検出手段からの出力信号と、前記第２の連続性検出
   手段からの出力信号とに基づき、前記第２の出力信号を
   発生する切替制御信号発生手段とを備え、 前記画素位置情報発生手段からの出力信号を前記第１の
   出力信号とし、前記切替制御信号発生手段は、前記排他
   的論理和手段からの出力信号が、前記上下２画素の不一
   致を示し、かつ、前記２組４画素のうち１画素のみ不一
   致を示し、かつ、前記第１の連続性検出手段からの出力
   信号が上側走査線の画素全てが同一でないことを示し、
   かつ、前記第２の連続性検出手段からの出力信号が下側
   走査線の画素全てが同一でないことを示している場合
   に、前記切替手段が前記第１補間手段からの出力信号を
   選択出力するように制御する前記第２の出力信号を発生
   することを特徴とする請求項１記載の斜め適応型走査線
   補間装置。
4. 【請求項４】 前記補間画素選択手段は、 少なくとも前記２組４画素と補間すべき画素の上下２画
   素の平均値を算出する平均値算出手段と、 前記平均値算出手段からの出力信号に応じて、前記２組
   ４画素の信号に対して２値化処理を施す２値化手段と、 前記２値化手段からの出力信号のうち、前記２組４画素
   の出力信号に対して排他的論理により補間データ発生に
   使用する画素位置を決定する画素位置情報発生手段と、 前記２値化手段からの出力信号のうち、前記２組４画素
   の出力信号に対して排他的論理和をとり、かつ、前記上
   下２画素の出力信号に対して排他的論理和をとる排他的
   論理和手段と、 前記入力映像信号から斜め方向の周波数成分を検出する
   斜め周波数成分検出手段と、 前記排他的論理和手段からの出力信号と斜め周波数成分
   検出手段からの出力信号とに基づき、前記第２の出力信
   号を発生する切替制御信号発生手段とを備え、 前記画素位置情報発生手段からの出力信号を前記第１の
   出力信号とし、前記切替制御信号発生手段は、前記排他
   的論理和手段からの出力信号が、前記上下２画素の不一
   致を示し、かつ、前記２組４画素のうち１画素のみ不一
   致を示し、かつ、前記斜め周波数成分検出手段が斜め方
   向の周波数成分をある閾値以上検出した場合に、前記切
   替手段が前記第１補間手段からの出力信号を選択出力す
   るように制御する前記第２の出力信号を発生することを
   特徴とする請求項１記載の斜め適応型走査線補間装置。