JP3400055B2 - Image information conversion device, image information conversion method, image processing device, and image processing method - Google Patents
Image information conversion device, image information conversion method, image processing device, and image processing methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【目次】以下の順序で本発明を説明する。 産業上の利用分野 従来の技術(図4及び図5) 発明が解決しようとする課題(図4及び図5) 課題を解決するための手段(図1) 作用(図1) 実施例(図1〜図3) (1)実施例の画像情報変換装置(図1及び図2) (2)ROMテーブルの作成方法(図1〜図3) (3)他の実施例 発明の効果[Table of Contents] The present invention will be described in the following order. Industrial applications Conventional technology (Figs. 4 and 5) Problems to be Solved by the Invention (FIGS. 4 and 5) Means for Solving the Problems (FIG. 1) Action (Fig. 1) Example (FIGS. 1 to 3) (1) Image information conversion apparatus of the embodiment (FIGS. 1 and 2) (2) ROM table creation method (Figs. 1 to 3) (3) Other embodiments The invention's effect
【0002】[0002]
【産業上の利用分野】本発明は画像情報変換装置及び画
像情報変換方法並びに画像情報処理装置及び画像情報処
理方法に関し、特に通常の解像度の画像情報を高解像度
の画像情報に変換して出力するものに適用して好適なも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image information converting apparatus, an image information converting method, an image information processing apparatus and an image information processing method, and particularly, converting image information of normal resolution into image information of high resolution and outputting it. It is suitable to be applied to things.
【0003】[0003]
【従来の技術】従来、オーデイオビジユアル指向の高ま
りから、より高解像度の画像を得ることができるような
テレビジヨン受像器が望まれ、これに応えて、いわゆる
ハイビジヨン方式のテレビジヨン受像器が開発された。
このハイビジヨン方式では走査線数が、いわゆるNTS
C方式の映像信号で規定される走査線数が 525本なのに
対して、2倍以上の1125本となつているうえ、表示画面
の縦横比もNTSC方式が3:4に対して9:16と広角
画面になつている。これにより高解像度で劇場のような
臨場感のある画面を得ることができる。2. Description of the Related Art Conventionally, a television receiver capable of obtaining a higher resolution image has been desired due to an increase in audiovisual orientation, and in response to this, a so-called high-vision type television receiver has been demanded. It has been developed.
In this high-vision system, the number of scanning lines is the so-called NTS.
The number of scanning lines defined by the C system video signal is 525, but it is more than doubled to 1125, and the aspect ratio of the display screen is 9:16 as compared with 3: 4 in NTSC system. It has a wide-angle screen. As a result, it is possible to obtain a screen with a high resolution and a realistic sensation like a theater.
【0004】ここでこのような優れた特性を有するハイ
ビジヨン方式ではあるが、NTSC方式の映像信号をそ
のまま供給しても画像表示を行うことはできない。これ
は上述したようにNTSC方式とハイビジヨン方式とで
は規格が異なるためである。このため、NTSC方式の
映像信号に応じた画像をハンビジヨン方式で表示しよう
とする場合には、従来画像情報変換装置を用いて映像信
号のレートを変換していた。Although the high-vision system has such excellent characteristics, it is impossible to display an image even if the video signal of the NTSC system is supplied as it is. This is because the standards are different between the NTSC system and the high-vision system as described above. For this reason, when an image corresponding to the video signal of the NTSC system is to be displayed by the vision system, the image information conversion device is conventionally used to convert the rate of the video signal.
【0005】すなわちこの画像情報変換装置は、図4に
示すように、入力端子100を介して供給されるNTS
C方式の映像信号の水平方向の補間処理を行う水平補間
フイルタ101と、水平方向の補間処理の行われた映像
信号の垂直方向の補間処理を行う垂直補間フイルタ10
2とから構成されている。実際上水平補間フイルタ10
1は、図5に示すようなデイジタルフイルタで構成され
ており、NTSC方式の映像信号が入力端子110を介
して、第1〜第mの乗算器111〜111mにそれぞれ
供給される。各乗算器111はそれぞれ入力される映像
信号に係数α0〜αmを乗算して出力する。That is, as shown in FIG. 4, this image information converting apparatus is an NTS which is supplied through an input terminal 100.
A horizontal interpolation filter 101 for performing a horizontal direction interpolation process of a C type video signal and a vertical interpolation filter 10 for performing a vertical direction interpolation process of a horizontal direction interpolation process video signal.
2 and. Actually horizontal interpolation filter 10
Reference numeral 1 denotes a digital filter as shown in FIG. 5, and an NTSC video signal is supplied to the first to mth multipliers 111 to 111m via the input terminal 110, respectively. Each multiplier 111 multiplies the input video signal by coefficients α0 to αm and outputs the result.
【0006】この結果係数α0〜αmが乗算された映像
信号は、それぞれ第1〜第mの加算器112〜112m
−1に供給される。各加算器112〜112m−1の間
には、それぞれ時間Tの遅延レジスタ113〜113m
が設けられている。そして第mの乗算器111mから出
力された映像信号は、第mの遅延レジスタ113mで時
間Tだけ遅延され、第m−1の加算器112m−1に供
給される。第m−1の加算器112m−1は、第mの遅
延レジスタ113mで時間Tだけ遅延された映像信号
と、第m−1の乗算器111m−1からの映像信号とを
加算して出力する。The resulting video signals multiplied by the coefficients α0 to αm are the first to mth adders 112 to 112m, respectively.
-1 is supplied. Between the respective adders 112 to 112m-1, delay registers 113 to 113m of time T are respectively provided.
Is provided. The video signal output from the m-th multiplier 111m is delayed by the time T in the m-th delay register 113m and supplied to the (m-1) th adder 112m-1. The (m-1) th adder 112m-1 adds and outputs the video signal delayed by the time T by the mth delay register 113m and the video signal from the (m-1) th multiplier 111m-1. .
【0007】このように加算された映像信号は、第m−
1の遅延レジスタ113m−1で再度時間Tだけ遅延さ
れ、第m−2の加算器112m−2(図示せず)におい
て第m−2の乗算器112m−2(図示せず)からの映
像信号と加算される。水平補間フイルタ101は、この
ようにしてNTSC方式の映像信号の水平方向について
補間して、出力端子120を介して垂直補間フイルタ1
02に供給する。The video signal thus added is the m-th signal.
The video signal from the (m-2) th adder 112m-2 (not shown) is delayed by the time T again by the first delay register 113m-1 and is output from the (m-2) th multiplier 112m-2 (not shown). Is added. The horizontal interpolation filter 101 interpolates in the horizontal direction of the NTSC video signal in this manner, and the vertical interpolation filter 1 is output through the output terminal 120.
Supply to 02.
【0008】垂直補間フイルタ102は、水平補間フイ
ルタ101と同様にデイジタルフイルタで構成されてお
り、水平補間された映像信号に対して、垂直方向の画素
の補間を行う。このようにしてNTSC方式の映像信号
よりハイビジヨン方式の映像信号に応じたレートの映像
信号を得るようになされ、この映像信号がハイビジヨン
方式の受像器に供給される。これによりNTSC方式の
映像信号に応じた画像をハイビジヨン方式の受像器で表
示し得るようになされている。The vertical interpolation filter 102 is composed of a digital filter like the horizontal interpolation filter 101, and performs vertical pixel interpolation on the horizontally interpolated video signal. In this way, a video signal having a rate corresponding to the video signal of the high-vision system is obtained from the video signal of the NTSC system, and this video signal is supplied to the image receiver of the high-vision system. As a result, an image corresponding to the NTSC system video signal can be displayed on the high-vision system receiver.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】ところが上述した画像
情報変換装置においては、NTSC方式の映像信号を基
にして、単に水平方向及び垂直方向を補間しているに過
ぎないため、解像度は基となるNTSC方式の映像信号
と何ら変わらなかつた。特に通常の動画を変換対象とし
た場合、垂直方向の補間をフイールド内処理で行うのが
一般的であるが、この場合には、画像のフイールド間相
関を使用していないため、画像静止部においてはNTS
C方式の映像信号よりも解像度が劣化する欠点があつ
た。However, in the above-described image information conversion apparatus, the resolution is the basis because the horizontal and vertical directions are simply interpolated based on the NTSC video signal. It was no different from an NTSC video signal. In particular, when converting a normal moving image, it is common to perform vertical interpolation by in-field processing, but in this case, since the inter-field correlation of the image is not used, the image still part is not used. Is NTS
There is a drawback that the resolution is deteriorated as compared with the video signal of the C system.
【0010】これに対して、画像情報変換装置として、
入力信号である画像信号レベルをその画像信号の分布に
応じてクラス分割し、クラス毎に予め学習によつて獲得
された予測係数値を格納した記憶手段を持ち、予測式に
基づいた演算により最適な推定値を出力する方法を用い
たものがある(特願平4-330592号、特願平5-172617
号)。この方法では、ハイビジヨン方式(以下、高解像
度を示すHD(high difinition )と呼ぶ)の画素を創
造する場合、その周辺に存在する複数のNTSC方式
(以下、標準解像度を示すSD(standerd difinition
)と呼ぶ)の画素データをクラス分割し、それぞれの
クラス毎に予測係数値を学習により獲得することで、高
解像度を図つたうえで画像情報の変換を行う。On the other hand, as an image information conversion device,
The image signal level, which is the input signal, is divided into classes according to the distribution of the image signals, and each class has a storage means that stores the prediction coefficient value acquired by learning in advance, and is optimized by calculation based on the prediction formula. There is a method using a method of outputting various estimated values (Japanese Patent Application No. 4-330592 and Japanese Patent Application No. 5-172617).
issue). According to this method, when a pixel of a high-vision system (hereinafter referred to as HD (high definition) indicating a high resolution) is created, a plurality of NTSC systems (hereinafter, SD (standerd definition) indicating a standard resolution) existing around the pixel are created.
)) Is divided into classes, and prediction coefficient values are acquired by learning for each class, thereby converting the image information while achieving high resolution.
【0011】このようにクラス毎に予測係数値を獲得
し、HD画素を創造する方法において特に効果的なの
は、画像の相関が弱いパターンすなわち画像の定常性が
崩れているようなパターンにおいてである。上述したク
ラス分類法は画素のレベルデータについて、例えばAD
RC(adaptive dyanamic range coding)処理を行うこ
とによりクラス数を削減している。As described above, the method of acquiring the prediction coefficient value for each class and creating the HD pixel is particularly effective in the pattern in which the correlation of the images is weak, that is, the pattern in which the steadiness of the image is broken. The above-described class classification method is applied to the pixel level data, for example, AD.
The number of classes is reduced by performing RC (adaptive dynamic range coding) processing.
【0012】ところでこのようにADRC処理する場
合、各画素当たりの量子化ビツト数が大きいときは、信
号波形をそのまま表現できるので問題はない。ところが
ハードウエア的な制約で、量子化ビツト数を小さくした
時には、オリジナルの信号波形には、高周波が発生して
いる場合にも、量子化した後の信号波形に於ては、その
高周波成分を表現しきれていない場合が多かつた。この
ように、上述した画像変換装置におけるクラス分類は、
画素のレベルデータを直接ADRC処理等を施すことに
よつて行つているので、オリジナルの信号波形の持つ周
波数成分、特に解像度の向上を図つたHD画素の創造に
おいて重要である高周波成分の情報がクラス分類によつ
て失われてしまうことが多く、結局変換画像の画質が劣
化する問題があつた。By the way, in the case of performing the ADRC processing in this way, there is no problem because the signal waveform can be expressed as it is when the number of quantization bits per pixel is large. However, due to a hardware limitation, when the number of quantization bits is reduced, even if a high frequency is generated in the original signal waveform, the high frequency component is quantized in the quantized signal waveform. In many cases, it was not possible to express it completely. In this way, the class classification in the image conversion device described above is
Since the pixel level data is directly processed by ADRC processing, etc., the frequency component of the original signal waveform, especially the high frequency component information that is important in the creation of HD pixels with improved resolution, is classified as class. It is often lost due to classification, and the quality of the converted image deteriorates.
【0013】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、通常の解像度の画像情報を高解像度の画像情報に変
換する際に簡易な構成で変換画像の画質の劣化を未然に
防止し得る画像情報変換装置及び画像情報変換方法並び
に画像処理装置及び画像処理方法を提案しようとするも
のである。The present invention has been made in consideration of the above points, and when converting image information of normal resolution into image information of high resolution, deterioration of the image quality of the converted image can be prevented with a simple structure. The present invention intends to propose an image information conversion device, an image information conversion method, an image processing device, and an image processing method to be obtained.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明においては、デイジタル画像信号でなる第1の
画像情報を、より画素数の多いデイジタル画像信号でな
る第2の画像情報に変換する画像情報変換装置におい
て、第1の画像情報を複数の画素からなる複数のブロツ
クに分割する画像情報分割手段2と、その画像情報分割
手段2により分割されたブロツク毎に周波数変換し、画
像レベルデータから周波数データに変換する周波数変換
手段3と、その周波数変換手段3により得られた周波数
別の周波数係数データの一部又は全部を用いて周波数係
数データの分布パターンを検出し、その検出した分布パ
ターンに基づいて、ブロツクの第1の画像情報が属する
クラスを決定してクラス検出情報を出力するクラス検出
手段4、5と、第1の画像情報を、その第1の画像情報
より解像度の高い第2の画像情報に変換するための情報
である係数データがクラス毎に記憶され、クラス検出手
段4、5からのクラス検出情報に応じて係数データを出
力する係数データ記憶手段6と、その係数データ記憶手
段6から供給された係数データと第1の画像情報の複数
の画素とで構成される推定式に基づいて、第1の画像情
報を第2の画像情報に変換して出力する画像変換手段8
とを設けるようにした。また本発明においては、デイジ
タル画像信号でなる第1の画像情報を、より画素数の多
いデイジタル画像信号でなる第2の画像情報に変換する
画像情報変換方法において、第1の画像情報を複数の画
素からなる複数のブロツクに分割する第1のステツプ
と、当該分割されたブロツク毎に周波数変換し、画像レ
ベルデータから周波数データに変換する第2のステツプ
と、当該周波数別の周波数係数データの一部又は全部を
用いて周波数係数データの分布パターンを検出し、当該
検出した分布パターンに基づいて、ブロツクの第1の画
像情報が属するクラスを決定してクラス検出情報を出力
する第3のステツプと、第1の画像情報を、当該第1の
画像情報より解像度の高い第2の画像情報に変換するた
めの情報である係数データがクラス毎に記憶され、クラ
ス検出情報に応じて係数データを出力する第4のステツ
プと、当該出力された係数データと第1の画像情報の複
数の画素とで構成される推定式に基づいて、第1の画像
情報を第2の画像情報に変換して出力する第5のステツ
プとを設けるようにした。In order to solve such a problem, in the present invention, the first image information which is a digital image signal is converted into the second image information which is a digital image signal having a larger number of pixels. In the image information conversion device, the image information dividing means 2 for dividing the first image information into a plurality of blocks composed of a plurality of pixels, and frequency conversion for each block divided by the image information dividing means 2 to obtain image level data. Frequency conversion means 3 for converting the frequency coefficient data into frequency data, and a part or all of the frequency coefficient data for each frequency obtained by the frequency conversion means 3 is used to detect the distribution pattern of the frequency coefficient data, and the detected distribution pattern Class detection means 4 and 5 for determining the class to which the first image information of the block belongs and outputting class detection information based on the Coefficient data, which is information for converting the image information into the second image information having a higher resolution than the first image information, is stored for each class, and according to the class detection information from the class detecting means 4 and 5. The first image information is based on the coefficient data storage unit 6 that outputs the coefficient data, and the estimation formula configured by the coefficient data supplied from the coefficient data storage unit 6 and the plurality of pixels of the first image information. Image conversion means 8 for converting the image into second image information and outputting the second image information.
I decided to set and. Further, in the present invention, in the image information conversion method for converting the first image information composed of the digital image signal into the second image information composed of the digital image signal having a larger number of pixels, the first image information is converted into a plurality of pieces of image information. A first step of dividing into a plurality of blocks composed of pixels, a second step of performing frequency conversion for each of the divided blocks and converting image level data into frequency data, and one of frequency coefficient data for each frequency. A third step of detecting the distribution pattern of the frequency coefficient data by using all or part of the parts, determining the class to which the first image information of the block belongs based on the detected distribution pattern, and outputting the class detection information; , Coefficient data, which is information for converting the first image information into second image information having a higher resolution than the first image information, is stored for each class. The first image is output based on a fourth step of outputting coefficient data according to the class detection information and an estimation formula composed of the output coefficient data and a plurality of pixels of the first image information. A fifth step for converting the information into the second image information and outputting the second image information is provided.
【0015】さらに本発明においては、デイジタル画像
信号でなる第1の画像情報を、より画素数の多いデイジ
タル画像信号でなる第2の画像情報に変換する画像情報
変換装置において、第1の画像情報を複数の画素からな
る複数のブロツクに分割する画像情報分割手段と、その
画像情報分割手段により分割されたブロツク毎に周波数
変換し、画像レベルデータから周波数データに変換する
周波数変換手段と、その周波数変換手段により得られた
周波数別の周波数係数データの一部又は全部を用いて周
波数係数データの分布パターンを検出するパターン検出
手段と、そのパターン検出手段により検出した分布パタ
ーンに基づいて、ブロツクの第1の画像情報が属するク
ラスを決定してクラス検出情報を出力するクラス検出手
段と、第1の画像情報を、その第1の画像情報より解像
度の高い第2の画像情報に変換するための情報である代
表値がクラス毎に記憶され、クラス検出手段からのクラ
ス検出情報に応じて代表値を出力する代表値記憶手段
と、その代表値記憶手段から供給された代表値に応じ
て、第1の画像情報を第2の画像情報に変換して出力す
る画像変換手段とを設けるようにした。さらに本発明に
おいては、デイジタル画像信号でなる第1の画像情報
を、より画素数の多いデイジタル画像信号でなる第2の
画像情報に変換する画像情報変換方法において、第1の
画像情報を複数の画素からなる複数のブロツクに分割す
る第1のステツプと、当該分割されたブロツク毎に周波
数変換し、画像レベルデータから周波数データに変換す
る第2のステツプと、当該周波数別の周波数係数データ
の一部又は全部を用いて周波数係数データの分布パター
ンを検出する第3のステツプと、当該検出した分布パタ
ーンに基づいて、ブロツクの第1の画像情報が属するク
ラスを決定してクラス検出情報を出力する第4のステツ
プと、第1の画像情報を、当該第1の画像情報より解像
度の高い第2の画像情報に変換するための情報である代
表値がクラス毎に記憶され、クラス検出情報に応じて代
表値を出力する第5のステツプと、当該出力された代表
値に応じて、第1の画像情報を第2の画像情報に変換し
て出力する第6のステツプとを設けるようにした。さら
に本発明においては、デイジタル画像信号でなる第1の
画像情報を複数の画素からなる複数のブロツクに分割す
る画像情報分割手段と、当該画像情報分割手段により分
割されたブロツク毎に周波数変換し、画像レベルデータ
から周波数データに変換する周波数変換手段と、当該周
波数変換手段により得られた周波数別の周波数係数デー
タの一部又は全部を用いて周波数係数データの分布パタ
ーンを検出し、当該検出した分布パターンに基づいて、
ブロツクの第1の画像情報が属するクラスを決定してク
ラス検出情報を出力するクラス検出手段と、クラス検出
手段からのクラス検出情報と、第1の画像情報と、当該
第1の画像情報より解像度の高い第2の画像情報の画素
レベルとに基づいて、第1の画像情報を当該第1の画像
情報に対応する第2の画像情報に変換するための情報で
ある係数データを生成する係数データ生成手段とを設け
るようにした。さらに本発明においては、デイジタル画
像信号でなる第1の画像情報を複数の画素からなる複数
のブロツクに分割する第1のステツプと、当該分割され
たブロツク毎に周波数変換し、画像レベルデータから周
波数データに変換する第2のステツプと、当該周波数別
の周波数係数データの一部又は全部を用いて周波数係数
データの分布パターンを検出し、当該検出した分布パタ
ーンに基づいて、ブロツクの第1の画像情報が属するク
ラスを決定してクラス検出情報を出力する第3のステツ
プと、クラス検出情報と、第1の画像情報と、当該第1
の画像情報より解像度の高い第2の画像情報の画素レベ
ルとに基づいて、第1の画像情報を当該第1の画像情報
に対応する第2の画像情報に変換するための情報である
係数データを生成する第4のステツプとを設けるように
した。Further, according to the present invention, in the image information conversion device for converting the first image information composed of the digital image signal into the second image information composed of the digital image signal having a larger number of pixels, the first image information. Image information dividing means for dividing a plurality of blocks into a plurality of blocks, a frequency conversion means for converting the frequency of each block divided by the image information dividing means, and converting the image level data into frequency data, and the frequency thereof. The pattern detecting means for detecting the distribution pattern of the frequency coefficient data by using a part or all of the frequency coefficient data for each frequency obtained by the converting means, and the block pattern based on the distribution pattern detected by the pattern detecting means. Class detecting means for determining a class to which the first image information belongs and outputting class detection information; A representative value, which is information for converting the information into second image information having a higher resolution than the first image information, is stored for each class, and the representative value is output according to the class detection information from the class detection means. The representative value storage means and the image conversion means for converting the first image information into the second image information and outputting the second image information according to the representative value supplied from the representative value storage means are provided. Further, in the present invention, in the image information conversion method for converting the first image information composed of the digital image signal into the second image information composed of the digital image signal having a larger number of pixels, the first image information is converted into a plurality of pieces of image information. A first step of dividing into a plurality of blocks composed of pixels, a second step of performing frequency conversion for each of the divided blocks and converting image level data into frequency data, and one of frequency coefficient data for each frequency. A third step of detecting the distribution pattern of the frequency coefficient data by using all or part of it, and the class to which the first image information of the block belongs is determined based on the detected distribution pattern and the class detection information is output. A representative value which is information for converting the fourth step and the first image information into second image information having a higher resolution than the first image information. A fifth step that is stored for each class and outputs a representative value according to the class detection information, and converts the first image information into second image information according to the outputted representative value and outputs the second image information. And a sixth step is provided. Further, in the present invention, image information dividing means for dividing the first image information consisting of a digital image signal into a plurality of blocks consisting of a plurality of pixels, and frequency conversion for each block divided by the image information dividing means, A frequency conversion means for converting image level data into frequency data, and a distribution pattern of the frequency coefficient data is detected by using part or all of the frequency coefficient data for each frequency obtained by the frequency conversion means, and the detected distribution Based on the pattern
Class detection means for determining the class to which the first image information of the block belongs and outputting class detection information, class detection information from the class detection means, first image information, and resolution based on the first image information. Coefficient data that is information for converting the first image information into the second image information corresponding to the first image information based on the pixel level of the second image information having a high A generating means is provided. Further, according to the present invention, the first step of dividing the first image information composed of the digital image signal into a plurality of blocks composed of a plurality of pixels, and frequency conversion for each of the divided blocks, and frequency conversion from the image level data The second step of converting to data and a part or all of the frequency coefficient data for each frequency is used to detect the distribution pattern of the frequency coefficient data, and based on the detected distribution pattern, the first image of the block is detected. A third step of determining the class to which the information belongs and outputting the class detection information, the class detection information, the first image information, and the first image information.
Coefficient data which is information for converting the first image information into the second image information corresponding to the first image information based on the pixel level of the second image information having a higher resolution than the image information of And a fourth step for generating
【0016】[0016]
【作用】入力される第1の画像情報が複数の領域に分割
された後、それぞれの領域毎の画像情報が周波数変換さ
れて、その周波数成分データがパターン分類され、この
検出されパターンに基づいて、その領域の画像情報が属
するクラスを決定されてクラス検出情報を出力される。
このクラス検出情報に応じて、第1の画像情報をより高
い解像度の第2の画像情報に変換するための情報である
線形推定式の係数データ又は代表値がクラス毎に記憶さ
れた記憶手段6を読み出し、この結果得られる係数デー
タ又は代表値に応じて第1の画像情報がより解像度の高
い第2の画像情報に変換される。かくして画像情報を周
波数変換した、周波数成分データに基づいて高周波成分
を保存するようにクラス分類したことにより、変換画像
の画質の劣化を未然に防止し得る。After the input first image information is divided into a plurality of areas, the image information for each area is frequency-converted, the frequency component data is pattern-classified, and based on this detected pattern. The class to which the image information of the area belongs is determined and the class detection information is output.
The storage unit 6 stores, for each class, coefficient data or a representative value of a linear estimation formula that is information for converting the first image information into the second image information having a higher resolution according to the class detection information. Is read, and the first image information is converted into second image information having a higher resolution according to the coefficient data or the representative value obtained as a result. In this way, the image information is frequency-converted, and the high-frequency component is classified based on the frequency component data so as to store the high-frequency component, whereby deterioration of the image quality of the converted image can be prevented.
【0017】[0017]
【実施例】以下図面について、本発明の一実施例を詳述
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0018】(1)実施例の画像情報変換装置
図1においては全体として、本発明による画像情報変換
装置を示し、入力端子1を通じて外部から供給される画
像情報として、NTSC方式の映像信号がデイジタル化
されSDデータとして入力される。この画像情報変換装
置におけるSD画素と創造すべきHD画素の位置関係
を、図2にSD画素を大きい「○」で示し、HD画素を
小さい「○」で示す。すなわち創造すべきHD画素に
は、同一フイールド(k+1)内で見たとき、SD画素
x4 、x5 から近い位置に存在するHD画素y1 と、S
D画素x4 、x5 から遠い位置に存在するHD画素y2
の2種類がある。この実施例ではSD画素x4 、x5 か
ら近い位置に存在するHD画素y1 を推定するモードを
モード1とし、SD画素x4 、x5 から遠い位置に存在
するHD画素y2 を推定するモードをモード2とする。(1) Image Information Converter of Embodiment FIG. 1 shows the image information converter according to the present invention as a whole, and an image signal of NTSC system is digitally supplied as image information supplied from the outside through an input terminal 1. It is converted and input as SD data. The positional relationship between the SD pixel and the HD pixel to be created in this image information conversion apparatus is shown in FIG. 2 with a large “◯” for SD pixels and a small “◯” for HD pixels. That is, HD pixels to be created include HD pixels y1 and S existing at positions close to SD pixels x4 and x5 when viewed in the same field (k + 1).
HD pixel y2 existing at a position far from D pixel x4, x5
There are two types. In this embodiment, the mode for estimating the HD pixel y1 existing at a position closer to the SD pixels x4 and x5 is the mode 1, and the mode for estimating the HD pixel y2 existing at a position far from the SD pixels x4, x5 is the mode 2. .
【0019】領域分割化回路2では、入力端子1より供
給されたSDデータを複数の領域に分割する。この実施
例では創造すべきHD画素の例えば上下各4画素ずつの
SD画素を、1画素×8ラインの計8画素からなる領域
に分割する。例えばHD画素y1 及びy2 に対するSD
画素は、図2でSD画素x1 、……x8 となる。この領
域分割化回路2よりブロツク化されたSDデータは、離
散コサイン変換(DCT)回路3及び遅延回路(DL)
7に供給される。遅延回路7は、DCT回路3、ADR
C回路4、クラスコード発生回路5、ROMテーブル6
の処理に必要な時間だけSDデータを遅延させて推定演
算回路8に出力する。The area dividing circuit 2 divides the SD data supplied from the input terminal 1 into a plurality of areas. In this embodiment, for example, four SD pixels above and below the HD pixel to be created are divided into areas each consisting of 1 pixel × 8 lines and a total of 8 pixels. For example, SD for HD pixels y1 and y2
The pixels are SD pixels x1, ..., X8 in FIG. The SD data blocked by the area dividing circuit 2 is a discrete cosine transform (DCT) circuit 3 and a delay circuit (DL).
7 is supplied. The delay circuit 7 includes the DCT circuit 3 and the ADR.
C circuit 4, class code generation circuit 5, ROM table 6
The SD data is delayed by the time required for the processing of 1 and output to the estimation calculation circuit 8.
【0020】DCT回路3では、領域毎に供給されるS
DデータについてDCT処理を行う。この実施例ではS
Dデータが8画素毎に領域分割されているので、DCT
回路3では、8つのデータについて1次元DCTを行
う。8つの画素レベルデータは、8つのDCT係数デー
タすなわちDC、AC1 、AC2 、……AC7 に変換さ
れ、ADRC回路4に供給される。In the DCT circuit 3, S supplied for each area
DCT processing is performed on the D data. In this embodiment, S
Since the D data is divided into regions every 8 pixels, the DCT
The circuit 3 performs one-dimensional DCT on eight data. The eight pixel level data are converted into eight DCT coefficient data, that is, DC, AC1, AC2, ... AC7, and are supplied to the ADRC circuit 4.
【0021】ADRC回路4は、領域毎に供給されるD
CT係数データDC、AC1 、AC2 、……AC7 のレ
ベル分布のパターンを検出すると共に、各領域のDCT
係数データを、上述のように各領域のデータを例えば各
係数当たり数レベルのデータに圧縮するように演算し
て、パターン圧縮データを形成し、このパターン圧縮デ
ータをクラスコード発生回路5に供給する。ここでAD
RCは、本来ビデオテープレコーダ(VTR)向けの高
能率符号化用に開発された適応的再量子化法だが、信号
レベルの局所的なパターンを短い語長で効率的に表現で
きるため、この実施例ではADRCの手法を用いて信号
パターンをクラス分類するためのコードを発生してい
る。The ADRC circuit 4 supplies D supplied for each area.
The pattern of the level distribution of the CT coefficient data DC, AC1, AC2, ... AC7 is detected, and the DCT of each area is detected.
As described above, the coefficient data is calculated so as to compress the data in each area into, for example, several levels of data per coefficient to form pattern compressed data, and the pattern compressed data is supplied to the class code generation circuit 5. . AD here
RC is an adaptive requantization method originally developed for high-efficiency coding for video tape recorders (VTRs), but this implementation is effective because local patterns of signal levels can be efficiently expressed with a short word length. In the example, the code for classifying the signal pattern is generated using the ADRC method.
【0022】ただし、ここでは画像レベルデータそのも
のでなく、DCT係数データを対象としているので、通
常のADRCとは多少異なり、係数の絶対値の最大値を
MAXとし、係数値をLとし、係数の符号をsignL
とし、さらに再量子化コード数を(2・n+1)とし
て、次式However, since the DCT coefficient data is targeted here instead of the image level data itself, unlike the normal ADRC, the maximum absolute value of the coefficient is MAX, the coefficient value is L, and the coefficient value is L. Sign L
And the number of requantization codes is (2 · n + 1),
【数1】
によつて再量子化コードQを得る。なお(1)式におい
て[]は切り捨て処理を意味する。また係数の再量子化
コードQが、再量子化コード最大値のnを超えた場合又
は再量子化コード最小値の−nを下回つた場合は、それ
ぞれn、−nでクリツピングする。[Equation 1] To obtain the requantized code Q. Note that in the equation (1), [] means rounding down. When the requantization code Q of the coefficient exceeds the maximum value of the requantization code n or falls below the minimum value of the requantization code −n, clipping is performed by n and −n, respectively.
【0023】この実施例ではDCT回路3により供給さ
れた7つのAC係数のうち、例えばAC1 、AC2 、A
C6 、AC7 の4つを選択し、それらに上述したADR
C処理を行うことにより、各11レベル(−5〜+5)に
圧縮するものとする。この場合MAXは、AC1 、AC
2 、AC6 、AC7 の中の絶対値の最大値ということに
なる。圧縮された4つのAC係数データをそれぞれq1
、q2 、q3 、q4 とする。In this embodiment, of the seven AC coefficients supplied by the DCT circuit 3, for example, AC1, AC2, A
Select four of C6 and AC7, and add them to the ADR mentioned above.
By performing the C processing, compression is performed to each 11 levels (-5 to +5). In this case, MAX is AC1, AC
2, which is the maximum absolute value among AC6 and AC7. Q1 for each of the four compressed AC coefficient data
, Q2, q3, q4.
【0024】クラスコード発生回路5は、ADRC回路
4から供給されるパターン圧縮データに基づいて、次式The class code generating circuit 5 calculates the following equation based on the pattern compression data supplied from the ADRC circuit 4.
【数2】
の演算を行うことにより、そのブロツクが属するクラス
を検出し、そのクラスを示すクラスコードclass をRO
Mテーブル6に供給する。このクラスコードclass は、
ROMテーブル6から読み出しアドレスを示すものとな
つている。この実施例の場合、(2)式においてmは4
であり、nは5である。[Equation 2] The class to which the block belongs is detected and the class code class indicating that class is RO
Supply to the M table 6. This class code class is
The read address is shown from the ROM table 6. In the case of this embodiment, m is 4 in the equation (2).
And n is 5.
【0025】実際上ROMテーブル6には、SDデータ
のパターンとHDデータの関係を学習することにより、
線形推定式を用いてそのSDデータに対応するHDデー
タを算出するための係数データが、各クラス毎に記憶さ
れている。これは線形推定式によりSDデータを、この
画像情報よりも高い解像度の画像情報である、いわゆる
ハイビジヨン方式の規格に合致したHDデータに変換す
るための情報である。この実施例において係数データ
は、モード1とモード2で独立に用意されている。なお
ROMテーブル6に記憶されている係数データの作成方
法については後述する。In practice, in the ROM table 6, by learning the relationship between the SD data pattern and the HD data,
Coefficient data for calculating HD data corresponding to the SD data using a linear estimation formula is stored for each class. This is information for converting SD data into HD data that is image information having a higher resolution than this image information, that is, HD data that conforms to the so-called high-vision method standard by the linear estimation formula. In this embodiment, the coefficient data is prepared independently for mode 1 and mode 2. The method of creating the coefficient data stored in the ROM table 6 will be described later.
【0026】ROMテーブル6からは、クラスコードcl
ass で示されるアドレスから、そのクラスの係数データ
であるwi(class)が読み出される。この係数データは推
定演算回路8に供給される。推定演算回路8は、遅延回
路7を介して領域分割化回路2から供給されるSDデー
タ及びROMテーブル6から供給される係数データであ
るwi(class)に基づいて、次式From the ROM table 6, the class code cl
From the address indicated by ass, wi (class) which is the coefficient data of the class is read. This coefficient data is supplied to the estimation calculation circuit 8. The estimation operation circuit 8 calculates the following equation based on the SD data supplied from the area dividing circuit 2 via the delay circuit 7 and the wi (class) which is the coefficient data supplied from the ROM table 6.
【数3】
に示す演算を行うことにより、入力されたSDデータx
1 、……x8 に対応するHDデータyを算出する。算出
されたHDデータyは、水平補間フイルタ9に出力され
る。[Equation 3] SD data x input by performing the operation shown in
Calculate HD data y corresponding to 1, ... x8. The calculated HD data y is output to the horizontal interpolation filter 9.
【0027】水平補間フイルタ9は、従来について上述
した図4の水平補間フイルタ102と同様に構成されて
おり、補間処理により水平方向の画素数を2倍にするも
のである。水平補間フイルタ9の出力は、出力端子10
を介して出力される。この出力端子10を介して出力さ
れるHDデータは、例えばHDテレビジヨン受像器やH
Dビデオテープレコーダ装置等に供給される。The horizontal interpolation filter 9 is constructed similarly to the horizontal interpolation filter 102 of FIG. 4 described above, and doubles the number of pixels in the horizontal direction by interpolation processing. The output of the horizontal interpolation filter 9 is the output terminal 10
Is output via. The HD data output via the output terminal 10 is, for example, an HD television receiver or an H
It is supplied to a D video tape recorder device or the like.
【0028】以上の構成によれば、SDデータに対応す
るHDデータを推定するための係数データを、各クラス
毎に予め学習により求めた上でROMテーブル6に記憶
し、入力されるSDデータ及びROMテーブル6から読
み出した係数データに基づいて演算を行い、入力された
SDデータに対応するHDデータを形成して出力するこ
とにより、入力されるSDデータを単に補間処理した場
合に比較して、実際のデータにより近いHDデータを出
力することができる。According to the above configuration, coefficient data for estimating HD data corresponding to SD data is stored in the ROM table 6 after being obtained by learning for each class in advance, and the SD data to be input and Computation is performed based on the coefficient data read from the ROM table 6, and HD data corresponding to the input SD data is formed and output, so that the input SD data is simply interpolated, HD data closer to the actual data can be output.
【0029】さらに上述の構成によれば、クラス分割の
前処理として周波数変換を導入し、画像変換に有為な周
波数成分を重視してクラス分割をするようにしたことに
より、入力されるSDデータの信号波形に高周波が発生
しているような場合でも、変換後のHDデータに反映す
ることができ、かくして変換性能を向上して、変換画像
の画質を向上し得る。Further, according to the above-mentioned configuration, frequency conversion is introduced as pre-processing for class division, and class division is performed by emphasizing frequency components that are significant for image conversion. Even if a high frequency is generated in the signal waveform of, it can be reflected in the converted HD data, and thus the conversion performance can be improved and the image quality of the converted image can be improved.
【0030】(3)ROMテーブルの作成方法
ここでROMテーブル6に格納される係数データの作成
方法について、図3を用いて説明する。この係数データ
を学習によつて得るためには、まず既に知られているH
D画像に対応して、このHD画像の1/4の画素数のS
D画像を形成する。実際上、図3に示す理想フイルタ回
路により、入力端子21を介して供給されるHDデータ
の垂直方向の画素を垂直間引きフイルタ22によりフイ
ールド内の垂直方向の周波数が1/2になるように間引
きし、さらに水平間引きフイルタ23により、HDデー
タの水平方向の画素を間引きしてSDデータを得る。(3) Method for Creating ROM Table Here, a method for creating the coefficient data stored in the ROM table 6 will be described with reference to FIG. In order to obtain this coefficient data by learning, the already known H
Corresponding to the D image, S with the number of pixels ¼ of this HD image
D image is formed. Practically, the ideal filter circuit shown in FIG. 3 thins out the vertical pixels of the HD data supplied through the input terminal 21 by the vertical thinning filter 22 so that the vertical frequency in the field is halved. Then, the horizontal thinning filter 23 thins out pixels in the horizontal direction of the HD data to obtain SD data.
【0031】この結果得られるSDデータは、領域分割
化回路24に供給され、複数の領域に分割される。この
領域分割化回路24は、図1の画像情報変換装置の領域
分割化回路2と同じ構成のものであり、SDデータを各
8画素からなる領域に分割する。この領域毎のSDデー
タをDCT回路25及び正規方程式加算回路28に供給
する。The SD data obtained as a result is supplied to the area dividing circuit 24 and divided into a plurality of areas. The area division circuit 24 has the same configuration as the area division circuit 2 of the image information conversion apparatus in FIG. 1, and divides the SD data into areas each having 8 pixels. The SD data for each area is supplied to the DCT circuit 25 and the normal equation adding circuit 28.
【0032】DCT回路25は、領域毎に供給されるS
Dデータを周波数的に分解することにより、低周波から
高周波までの周波数成分の係数データを独立に取り出す
ためのものである。この実施例では1次元DCTを行う
ことにより、領域分割化回路24から供給された8画素
データを、DC、AC1 、AC2 ……AC7 の8つの周
波数成分に変換し、ADRC回路26に供給する。なお
このDCT回路25も、図1のDCT回路3と同じ構成
のものである。The DCT circuit 25 is supplied with S for each area.
This is for independently extracting coefficient data of frequency components from low frequencies to high frequencies by decomposing D data in terms of frequency. In this embodiment, the one-dimensional DCT is performed to convert the eight pixel data supplied from the area dividing circuit 24 into eight frequency components of DC, AC1, AC2 ... AC7, which are supplied to the ADRC circuit 26. The DCT circuit 25 also has the same configuration as the DCT circuit 3 in FIG.
【0033】ADRC回路26は、領域毎に供給される
SDデータの周波数パターンを各領域の全ての成分の係
数データ又は一部の係数データを、11レベルの係数デー
タに圧縮するような演算を行うことによりパターン圧縮
データを形成し、このパターン圧縮データをクラスコー
ド発生回路27に供給する。このADRC回路26も、
図1のADRC回路4と同じ構成のものである。この実
施例では、DCT回路25より供給された8つの成分の
うち、4つの成分(AC1 、AC2 、AC6 、AC7 )
を、変形ADRCにより各11レベルに圧縮する。The ADRC circuit 26 performs an operation to compress the frequency pattern of the SD data supplied for each area into the coefficient data of all the components or a part of the coefficient data of each area into 11-level coefficient data. As a result, pattern compressed data is formed and this pattern compressed data is supplied to the class code generating circuit 27. This ADRC circuit 26 also
It has the same configuration as the ADRC circuit 4 of FIG. In this embodiment, four components (AC1, AC2, AC6, AC7) out of the eight components supplied from the DCT circuit 25 are used.
Are compressed into 11 levels by the modified ADRC.
【0034】クラスコード発生回路27も、図1のクラ
スコード発生回路5と同じ構成のものであり、ADRC
回路26から供給されるパターン圧縮データに基づいて
(2)式の演算を行うことにより、そのブロツクが属す
るクラスを検出し、そのクラスclass を示すクラスコー
ドを出力する。クラスコード発生回路27は、クラスコ
ードを正規方程式加算回路28に出力する。The class code generating circuit 27 also has the same structure as the class code generating circuit 5 of FIG.
The class to which the block belongs is detected by performing the operation of the equation (2) based on the pattern compressed data supplied from the circuit 26, and the class code indicating the class is output. The class code generation circuit 27 outputs the class code to the normal equation addition circuit 28.
【0035】ここで正規方程式加算回路28の説明とし
て、複数個のSD画素からHD画素への変換式の学習と
その予測式を用いた信号変換について述べる。以下では
説明のために画素をより一般化してn画素による予測を
行う場合について述べる。SD画素レベルをそれぞれx
1 、……xn とし、HD画素レベルをyとしたとき、ク
ラス毎に係数w1 、……wn によるnタツプの線形推定
式を設定する。これを次式As an explanation of the normal equation adding circuit 28, learning of a conversion formula from a plurality of SD pixels to HD pixels and signal conversion using the prediction formula will be described. For the sake of explanation, a case will be described below in which pixels are generalized and prediction is performed using n pixels. SD pixel level x
1 ... Xn, and HD pixel level is y, an n-tap linear estimation formula is set for each class by coefficients w1, ... Wn. This is
【数4】
に示す。学習前はwi が未定係数であり、学習はクラス
毎に複数の信号データに対して行う。データ数がmの場
合(4)式にしたがつて、次式[Equation 4] Shown in. Before learning, wi is an undetermined coefficient, and learning is performed on a plurality of signal data for each class. When the number of data is m, according to the formula (4), the following formula
【数5】
が設定される。なおm>nの場合は、w1 、……wn は
一意に決まらないので、誤差ベクトルeの要素を次式[Equation 5] Is set. When m> n, w1, ... Wn are not uniquely determined, so the elements of the error vector e are
【数6】 で定義して、次式[Equation 6] Defined by
【数7】
を最小にする係数を求める。いわゆる最小二乗法による
解法である。[Equation 7] Find the coefficient that minimizes. This is the so-called least squares method.
【0036】ここで(7)式のwi による偏微分係数を
求める。それは次式Here, the partial differential coefficient by wi of the equation (7) is obtained. Which is
【数8】 を0にするように、各wi を求めれば良い。以下次式[Equation 8] Each wi may be calculated so that The following formula
【数9】 及び次式[Equation 9] And the following equation
【数10】
のように、Xji及びYi を定義すると、上述した(8)
式は行列を用いて、次式[Equation 10] If Xji and Yi are defined as in (8),
The formula uses a matrix
【数11】 に書き換えられる。[Equation 11] Can be rewritten as
【0037】この方程式は一般に正規方程式と呼ばれて
いる。正規方程式加算回路28は、クラスコード発生回
路27から供給されたクラスコード、領域分割化回路2
4より供給されたSDデータx1 、……xn 、入力端子
21より供給されたSDデータに対応するHD画素レベ
ルyを用いて、この正規方程式の加算を行う。This equation is generally called a normal equation. The normal equation addition circuit 28 uses the class code and area dividing circuit 2 supplied from the class code generation circuit 27.
This normal equation is added using the SD data x1, ..., Xn supplied from 4 and the HD pixel level y corresponding to the SD data supplied from the input terminal 21.
【0038】すべてのトレーニングデータの入力が終了
した後、正規方程式加算回路28は、予測係数決定回路
29に正規方程式データを出力する。予測係数決定回路
29は、正規方程式を掃き出し法などの一般的な行列解
法を用いて、wi について解き予測係数を算出する。予
測係数決定回路29は、算出された予測係数をメモリ3
0に書き込む。After the input of all the training data is completed, the normal equation adding circuit 28 outputs the normal equation data to the prediction coefficient determining circuit 29. The prediction coefficient determination circuit 29 calculates a prediction coefficient for w i by using a general matrix solution method such as a method of sweeping out a normal equation. The prediction coefficient determination circuit 29 stores the calculated prediction coefficient in the memory 3
Write to 0.
【0039】以上のようにトレーニングを行つた結果、
メモリ30には、再量子化係数データq1 、……q4 で
規定されるパターン毎に、注目HDデータyを推定する
ための、統計的にもつとも真値に近い推定ができる予測
係数が格納される。このメモリ30に格納されたテーブ
ルが、図1について上述した画像情報変換装置において
使用されるROMテーブル6である。以上の処理によつ
て、線形推定式によりSDデータからHDデータを作成
するための係数データの学習が終了する。As a result of training as described above,
The memory 30 stores prediction coefficients for estimating the HD data of interest y for each pattern defined by the requantized coefficient data q1, ... . The table stored in the memory 30 is the ROM table 6 used in the image information conversion apparatus described above with reference to FIG. Through the above processing, learning of coefficient data for creating HD data from SD data by a linear estimation formula is completed.
【0040】(3)他の実施例
なお上述の実施例では、入力された画像データを領域分
割した後、この画像データを周波数分解する方法として
DCTを用いたが、周波数分解の方法はこれに限らず、
例えばより演算量の少ないアダマール変換、サブバンド
変換、ウエーブレツト変換、フーリエ変換等種々の周波
数変換方法を用いるようにしても、上述の実施例と同様
の効果を実現できる。(3) Other Embodiments In the above-mentioned embodiments, the DCT is used as a method of frequency-dividing the input image data after dividing the input image data into regions. Not limited to
For example, even if various frequency conversion methods such as Hadamard transform, sub-band transform, wavelet transform, and Fourier transform, which require a smaller amount of calculation, are used, the same effect as that of the above-described embodiment can be realized.
【0041】なお上述の実施例においては、クラス分類
に用いる周波数成分として、周波数変換した係数データ
のうちAC1 、AC2 、AC6 、AC7 を用いた場合に
ついて述べたが、この組合せに限らず、種々の組み合わ
せにしたり、全ての係数データを用いるようにしても良
い。In the above embodiment, the case where AC1, AC2, AC6, AC7 of the frequency-converted coefficient data is used as the frequency component used for class classification has been described, but the combination is not limited to this combination. A combination may be used, or all coefficient data may be used.
【0042】また上述の実施例においては、クラス分類
に使用するSD画素と、線形推定式で用いるSD画素を
同一のものとしたが、これらは必ずしも同一なものであ
る必要はない。因に、異なる画素を使用する場合、クラ
ス分類に使用するSD画素を線形推定式で用いるSD画
素が包含するような形にするのが望ましく、また追加し
て使用する線形推定式で用いるSD画素は、推定するH
D画素と同一フイールドに属するもののみとすることが
望ましい。Further, in the above-mentioned embodiment, the SD pixel used for class classification and the SD pixel used in the linear estimation formula are the same, but they do not necessarily have to be the same. Incidentally, when different pixels are used, it is desirable that the SD pixels used for the class classification are included in the SD pixels used in the linear estimation formula, and the SD pixels used in the linear estimation formula additionally used are used. Is the estimated H
It is desirable to use only those belonging to the same field as the D pixel.
【0043】なお上述の実施例においては、ADRCに
よる圧縮符号化の方法を用いて画像データの情報を圧縮
してクラス分けした場合について述べたが、圧縮の方法
はこれに限らず、画像データの情報を信号波形のパター
ンの少ないクラスで表現できるような圧縮符号化であれ
ばどのような方法を用いるようにしたも良く、例えば差
分量子化(DPCM)、ベクトル量子化(VQ)や離散
コサイン変換(DCT)等の種々の方法が考えられる。In the above embodiment, the case where the information of the image data is compressed and classified into classes by using the compression encoding method by ADRC has been described. However, the compression method is not limited to this, and the compression method of the image data is not limited to this. Any method may be used as long as it is compression coding that can represent information in a class having a small number of signal waveform patterns. For example, differential quantization (DPCM), vector quantization (VQ), and discrete cosine transform. Various methods such as (DCT) can be considered.
【0044】また上述の実施例においては、説明の簡略
化のため、水平方向についての画像情報の変換を水平補
間フイルタを用いるようにしたが、これに代え、水平方
向の画像情報の変換用のROMテーブルを用意し、水平
方向についても推定式を用いて画像情報を変換するよう
にしても良い。Further, in the above-mentioned embodiment, in order to simplify the explanation, the horizontal interpolation filter is used for the conversion of the image information in the horizontal direction. However, instead of this, the conversion of the image information in the horizontal direction is performed. A ROM table may be prepared and the image information may be converted in the horizontal direction by using the estimation formula.
【0045】また上述の実施例においては、領域分割化
回路により、信号波形のパターンをフイールド内におけ
る1次元的に分割して表現したが、これに代え信号波形
のパターンを1フレーム内について2次元的に分割して
表現するようにしても上述の実施例と同様の効果を実現
できる。Further, in the above-mentioned embodiment, the pattern of the signal waveform is expressed by one-dimensionally dividing it in the field by the area dividing circuit, but instead, the pattern of the signal waveform is two-dimensional in one frame. Even if it is divided and expressed, the same effect as that of the above-described embodiment can be realized.
【0046】また上述の実施例においては、画像情報を
変換する際に、ROMテーブルに記憶されている係数デ
ータを用いた場合について述べたが、これに代え、RO
Mテーブルにクラス分類に応じた重心法による代表値を
記憶することにより、推定演算を施すことなくHDデー
タを補間するようにしても良い。In the above-described embodiment, the case where the coefficient data stored in the ROM table is used when converting the image information has been described, but instead of this, the RO is used.
The HD data may be interpolated without performing the estimation calculation by storing the representative value by the centroid method according to the class classification in the M table.
【0047】また上述の実施例においては、本発明をN
TSC方式の映像信号をハイビジヨン方式の映像信号に
変換する場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、第1の画像情報の解像度を、この第1の画像情報の
解像度より高解像度の第2の画像情報に変換する場合に
広く適用し得る。In the above embodiment, the present invention is applied to N
The case where the video signal of the TSC system is converted into the video signal of the high-vision system has been described, but the present invention is not limited to this, and the resolution of the first image information is higher than that of the first image information. It can be widely applied in the case of converting into two image information.
【0048】また上述の実施例においては、本発明を画
像情報変換装置として単独で機能するものとして説明し
たが、本発明による画像情報変換装置はこれに限らず、
例えばテレビジヨン受像器、ビデオテープレコーダ装
置、コンピユータ装置等に内蔵されたり周辺装置として
付加されるようにしても良い。Further, in the above-mentioned embodiments, the present invention has been described as functioning alone as the image information converting apparatus, but the image information converting apparatus according to the present invention is not limited to this.
For example, it may be incorporated in a television receiver, a video tape recorder device, a computer device, or the like, or may be added as a peripheral device.
【0049】[0049]
【発明の効果】上述のように本発明によれば、入力され
る第1の画像情報が複数の領域に分割された後、それぞ
れの領域毎の画像情報が周波数変換されて、その周波数
成分データがパターン分類され、この検出されたパター
ンに基づいて、その領域の画像情報が属するクラスを決
定されてクラス検出情報を出力される。このクラス検出
情報に応じて、第1の画像情報をより高い解像度の第2
の画像情報に変換するための情報である線形推定式の係
数データ又は代表値がクラス毎に記憶された記憶手段を
読み出し、この結果得られる係数データ又は代表値に応
じて第1の画像情報がより解像度の高い第2の画像情報
に変換される。かくして画像情報を周波数変換した、周
波数成分データに基づいて高周波成分を保存するように
クラス分類したことにより、変換画像の画質の劣化を未
然に防止し得る画像情報変換装置及び画像情報変換方法
を実現できる。As described above, according to the present invention, after the input first image information is divided into a plurality of areas, the image information for each area is frequency-converted to obtain its frequency component data. Is classified into patterns, the class to which the image information of the region belongs is determined based on the detected pattern, and class detection information is output. According to the class detection information, the first image information is transferred to the second image of the higher resolution.
The coefficient data or the representative value of the linear estimation formula, which is the information for converting into the image information, is read out from the storage means, and the first image information is obtained according to the coefficient data or the representative value obtained as a result. The second image information having a higher resolution is converted. Thus, the image information is converted into a frequency, and the image information conversion apparatus and the image information conversion method capable of preventing the deterioration of the image quality of the converted image are realized by classifying the high-frequency components based on the frequency component data. it can.
【図1】本発明による画像情報変換装置の一実施例の構
成を示すブロツク図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of an image information conversion apparatus according to the present invention.
【図2】本発明による画像情報変換としてSDデータと
HDデータの位置関係の説明に供する略線図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a positional relationship between SD data and HD data as image information conversion according to the present invention.
【図3】ROMテーブルの作成方法の説明に供するブロ
ツク図である。FIG. 3 is a block diagram for explaining a method of creating a ROM table.
【図4】従来の画像情報変換装置のブロツク図である。FIG. 4 is a block diagram of a conventional image information conversion device.
【図5】図4の画像情報変換装置の水平補間フイルタの
構成を示す接続図である。5 is a connection diagram showing a configuration of a horizontal interpolation filter of the image information conversion apparatus of FIG.
1、21、100、110……入力端子、2、24……
領域分割化回路、3、25……DCT回路、4、26…
…ADRC回路、5、27……クラスコード発生回路、
6……ROMテーブル、7……遅延回路、8……推定演
算回路、9、101……水平補間フイルタ、10、10
3、120……出力端子、22……垂直間引きフイル
タ、23……水平間引きフイルタ、28……正規方程式
加算回路、29……予測係数決定回路、30……メモ
リ、102……垂直補間フイルタ、111……乗算器、
112……加算器、113……遅延レジスタ。1, 21, 100, 110 ... Input terminals, 2, 24 ...
Area division circuit, 3, 25 ... DCT circuit, 4, 26 ...
... ADRC circuit, 5, 27 ... Class code generation circuit,
6 ... ROM table, 7 ... delay circuit, 8 ... estimation calculation circuit, 9,101 ... horizontal interpolation filter, 10,10
3, 120 ... Output terminal, 22 ... Vertical decimation filter, 23 ... Horizontal decimation filter, 28 ... Normal equation addition circuit, 29 ... Prediction coefficient determination circuit, 30 ... Memory, 102 ... Vertical interpolation filter, 111 ... Multiplier,
112 ... Adder, 113 ... Delay register.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 7/00 - 7/088 H04N 7/24 - 7/68 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H04N 7/ 00-7/088 H04N 7/ 24-7/68
Claims (18)
を、より画素数の多いデイジタル画像信号でなる第2の
画像情報に変換する画像情報変換装置において、 上記第1の画像情報を複数の画素からなる複数のブロツ
クに分割する画像情報分割手段と、 当該画像情報分割手段により分割された上記ブロツク毎
に周波数変換し、画像レベルデータから周波数データに
変換する周波数変換手段と、 当該周波数変換手段により得られた周波数別の周波数係
数データの一部又は全部を用いて上記周波数係数データ
の分布パターンを検出し、当該検出した上記分布パター
ンに基づいて、上記ブロツクの上記第1の画像情報が属
するクラスを決定してクラス検出情報を出力するクラス
検出手段と、 上記第1の画像情報を、当該第1の画像情報より解像度
の高い上記第2の画像情報に変換するための情報である
係数データが上記クラス毎に記憶され、上記クラス検出
手段からの上記クラス検出情報に応じて上記係数データ
を出力する係数データ記憶手段と、 当該係数データ記憶手段から供給された上記係数データ
と上記第1の画像情報の複数の画素とで構成される推定
式に基づいて、上記第1の画像情報を上記第2の画像情
報に変換して出力する画像変換手段とを具えることを特
徴とする画像情報変換装置。1. An image information conversion device for converting first image information, which is a digital image signal, into second image information, which is a digital image signal having a larger number of pixels. Image information dividing means for dividing into a plurality of blocks composed of pixels, frequency converting means for frequency-converting each block divided by the image information dividing means, and converting image level data into frequency data, and the frequency converting means. detecting the distribution pattern of the frequency coefficient data by using some or all of the frequency coefficient data by a frequency obtained by, based on the distribution pattern <br/> down that the detected, said first of said blocks Class detecting means for determining the class to which the image information of the above belongs and outputting class detection information, and solving the first image information from the first image information. Coefficient data storage means for storing coefficient data, which is information for converting into the second image information having high frequency, for each class, and outputting the coefficient data according to the class detection information from the class detection means. And the coefficient data supplied from the coefficient data storage means.
And an estimation composed of a plurality of pixels of the first image information
An image information conversion device comprising: an image conversion unit that converts the first image information into the second image information based on an equation and outputs the second image information.
情報を同一フイールド内又は同一フレーム内の複数の画
素からなる複数のブロツクに分割するようにしたことを
特徴とする請求項1に記載の画像情報変換装置。2. The image information dividing means is adapted to divide the first image information into a plurality of blocks composed of a plurality of pixels in the same field or in the same frame. The described image information conversion device.
段により周波数変換された上記周波数別の上記周波数係
数データをレベル方向に圧縮し、上記レベル方向に圧縮
された周波数係数データの分布パターンを検出して上記
クラスを決定するようにしたことを特徴とする請求項1
に記載の画像情報変換装置。3. The class detecting means compresses the frequency coefficient data for each frequency, which has been frequency-converted by the frequency converting means, in a level direction and in the level direction.
And detecting a frequency coefficient data distribution pattern as claimed in claim 1, characterized in that so as to determine the class
Picture information converting apparatus according to.
を、より画素数の多いデイジタル画像信号でなる第2の
画像情報に変換する画像情報変換装置において、 上記第1の画像情報を複数の画素からなる複数のブロツ
クに分割する画像情報分割手段と、 当該画像情報分割手段により分割された上記ブロツク毎
に周波数変換し、画像レベルデータから周波数データに
変換する周波数変換手段と、 当該周波数変換手段により得られた周波数別の周波数係
数データの一部又は全部を用いて上記周波数係数データ
の分布パターンを検出するパターン検出手段と、 当該パターン検出手段により検出した上記分布パターン
に基づいて、上記ブロツクの上記第1の画像情報が属す
るクラスを決定してクラス検出情報を出力するクラス検
出手段と、 上記第1の画像情報を、当該第1の画像情報より解像度
の高い上記第2の画像情報に変換するための情報である
代表値が上記クラス毎に記憶され、上記クラス検出手段
からの上記クラス検出情報に応じて上記代表値を出力す
る代表値記憶手段と、 当該代表値記憶手段から供給された上記代表値に応じ
て、上記第1の画像情報を上記第2の画像情報に変換し
て出力する画像変換手段とを具えることを特徴とする画
像情報変換装置。4. First image information consisting of a digital image signal
Is a digital image signal having a larger number of pixels.
In the image information conversion device for converting into image information, The first image information is a plurality of blocks composed of a plurality of pixels.
Image information dividing means for dividing into For each block divided by the image information dividing means
Frequency conversion from the image level data to frequency data
Frequency conversion means for converting, For each frequency obtained by the frequency conversion meansfrequencyStaff
Using some or all of the numerical datafrequencyCoefficient data
The distribution pattern ofPattern detecting means for ConcernedBy pattern detection meansDetectedDistribution abovepattern
Based on, the first image information of the block belongs to
Class detection that determines the class to be output and outputs class detection information
Means of delivery The resolution of the first image information is higher than that of the first image information.
Which is information for converting into the second image information having high
A representative value is stored for each class, and the class detection means
The representative value is output according to the class detection information from
Representative value storage means, According to the representative value supplied from the representative value storage means
To convert the first image information into the second image information.
Image conversion means for outputting
Image information conversion device.
情報を同一フイールド内又は同一フレーム内の複数の画
素からなる複数のブロツクに分割するようにしたことを
特徴とする請求項4に記載の画像情報変換装置。5. The image information dividing means is adapted to divide the first image information into a plurality of blocks composed of a plurality of pixels in the same field or in the same frame. The described image information conversion device.
手段により周波数変換された上記周波数別の上記周波数
係数データをレベル方向に圧縮し、上記レベル方向に圧
縮された周波数係数データの分布パターンを検出するこ
とを特徴とする請求項4に記載の画像情報変換装置。6. The pattern detecting means compresses the frequency coefficient data for each frequency, which has been frequency-converted by the frequency converting means, in a level direction and compresses it in the level direction.
The image information conversion apparatus according to claim 4, wherein a distribution pattern of the reduced frequency coefficient data is detected.
を、より画素数の多いデイジタル画像信号でなる第2の
画像情報に変換する画像情報変換方法において、 上記第1の画像情報を複数の画素からなる複数のブロツ
クに分割する第1のステツプと、 当該分割された上記ブロツク毎に周波数変換し、画像レ
ベルデータから周波数データに変換する第2のステツプ
と、 当該周波数別の周波数係数データの一部又は全部を用い
て上記周波数係数データの分布パターンを検出し、当該
検出した上記分布パターンに基づいて、上記ブロツクの
上記第1の画像情報が属するクラスを決定してクラス検
出情報を出力する第3のステツプと、 上記第1の画像情報を、当該第1の画像情報より解像度
の高い上記第2の画像情報に変換するための情報である
係数データが上記クラス毎に記憶され、上記クラス検出
情報に応じて上記係数データを出力する第4のステツプ
と、 当該出力された上記係数データと上記第1の画像情報の
複数の画素とで構成される推定式に基づいて、上記第1
の画像情報を上記第2の画像情報に変換して出力する第
5のステツプとを具えることを特徴とする画像情報変換
方法。7. An image information conversion method for converting first image information, which is a digital image signal, into second image information, which is a digital image signal having a larger number of pixels. A first step of dividing the block into a plurality of blocks, a second step of converting the frequency of each of the divided blocks, and converting image level data to frequency data, and frequency coefficient data for each frequency. The distribution pattern of the frequency coefficient data is detected by using part or all of the data, and the class to which the first image information of the block belongs is determined based on the detected distribution pattern and the class detection information is output. A third step and information for converting the first image information into the second image information having a higher resolution than the first image information. Numerical data is stored for each class, and a fourth step for outputting the coefficient data according to the class detection information, the output coefficient data and the first image information.
Based on the estimation formula composed of a plurality of pixels , the first
And a fifth step of converting and outputting the image information of the second image information to the second image information.
情報を同一フイールド内又は同一フレーム内の複数の画
素からなる複数のブロツクに分割するようにしたことを
特徴とする請求項7に記載の画像情報変換方法。The method according to claim 8, wherein said first step, to claim 7, characterized in that be divided into a plurality of blocks comprising a plurality of pixels of the first image information in the same field or the same frame Image information conversion method described.
ツプにおいて周波数変換された上記周波数別の上記周波
数係数データをレベル方向に圧縮し、上記レベル方向に
圧縮された周波数係数データの分布パターンを検出して
上記クラスを決定するようにしたことを特徴とする請求
項7に記載の画像情報変換方法。9. The third step comprises the second step.
The frequency conversion described above frequency diverse said frequency coefficient data has been compressed in the level direction at class tap, to the level direction
8. The image information conversion method according to claim 7, wherein the class is determined by detecting a distribution pattern of compressed frequency coefficient data .
報を、より画素数の多いデイジタル画像信号でなる第2
の画像情報に変換する画像情報変換方法において、 上記第1の画像情報を複数の画素からなる複数のブロツ
クに分割する第1のステツプと、 当該分割された上記ブロツク毎に周波数変換し、画像レ
ベルデータから周波数データに変換する第2のステツプ
と、 当該周波数別の周波数係数データの一部又は全部を用い
て上記周波数係数データの分布パターンを検出する第3
のステツプと、 当該検出した上記分布パターンに基づいて、上記ブロツ
クの上記第1の画像情報が属するクラスを決定してクラ
ス検出情報を出力する第4のステツプと、 上記第1の画像情報を、当該第1の画像情報より解像度
の高い上記第2の画像情報に変換するための情報である
代表値が上記クラス毎に記憶され、上記クラス検出情報
に応じて上記代表値を出力する第5のステツプと、 当該出力された上記代表値に応じて、上記第1の画像情
報を上記第2の画像情報に変換して出力する第6のステ
ツプとを具えることを特徴とする画像情報変換方法。10. A first image information composed of a digital image signal.
The second is a digital image signal with more pixels.
In the image information conversion method for converting to the image information of The first image information is a plurality of blocks composed of a plurality of pixels.
The first step of splitting into The frequency is converted for each of the divided blocks and the image
Second step to convert bell data to frequency data
When, For each frequencyfrequencyUse part or all of coefficient data
AbovefrequencyDetect distribution pattern of coefficient data3rd to do
And the step Based on the detected distribution pattern, the block
The class to which the first image information of
Output the detection informationFourAnd the step The resolution of the first image information is higher than that of the first image information.
Which is information for converting into the second image information having high
Representative value is stored for each class, and class detection information
Depending on the5And the step In accordance with the output representative value, the first image information
To convert the information into the second image information and output it.6The
And an image information conversion method comprising:
像情報を同一フイールド内又は同一フレーム内の複数の
画素からなる複数のブロツクに分割するようにしたこと
を特徴とする請求項10に記載の画像情報変換方法。11. The method according to claim 10, wherein in the first step, the first image information is divided into a plurality of blocks composed of a plurality of pixels in the same field or the same frame. Image information conversion method described.
テツプにおいて周波数変換された上記周波数別の上記周
波数係数データをレベル方向に圧縮し、上記レベル方向
に圧縮された周波数係数データの分布パターンを検出す
ることを特徴とする請求項10に記載の画像情報変換方
法。12. In the third step, the frequency coefficient data for each frequency, which has been frequency-converted in the second step, is compressed in the level direction, and the frequency coefficient data is compressed in the level direction.
Detecting the distribution pattern of the frequency coefficient data compressed in
Picture information converting method according to claim 1 0, characterized in that that.
報を複数の画素からなる複数のブロツクに分割する画像
情報分割手段と、 当該画像情報分割手段により分割された上記ブロツク毎
に周波数変換し、画像レベルデータから周波数データに
変換する周波数変換手段と、 当該周波数変換手段により得られた周波数別の周波数係
数データの一部又は全部を用いて上記周波数係数データ
の分布パターンを検出し、当該検出した上記分布パター
ンに基づいて、上記ブロツクの上記第1の画像情報が属
するクラスを決定してクラス検出情報を出力するクラス
検出手段と、 上記クラス検出手段からの上記クラス検出情報と、上記
第1の画像情報と、当該第1の画像情報より解像度の高
い第2の画像情報の画素レベルとに基づいて、上記第1
の画像情報を当該第1の画像情報に対応する上記第2の
画像情報に変換するための情報である係数データを生成
する係数データ生成手段とを具えることを特徴とする画
像処理装置。13. Image information dividing means for dividing the first image information consisting of a digital image signal into a plurality of blocks consisting of a plurality of pixels, and frequency conversion for each of the blocks divided by the image information dividing means, a frequency converting means for converting the image level data into frequency data, detects a distribution pattern of the frequency coefficient data by using a part or whole of each frequency of the frequency coefficient <br/> number data obtained by the frequency conversion means Then, based on the detected distribution pattern, the class detection means for determining the class to which the first image information of the block belongs and outputting the class detection information, and the class detection means Based on the class detection information, the first image information, and the pixel level of the second image information having a resolution higher than that of the first image information, the first
An image processing apparatus, comprising: coefficient data generating means for generating coefficient data, which is information for converting the image information of 1. into the second image information corresponding to the first image information.
像情報を同一フイールド内又は同一フレーム内の複数の
画素からなる複数のブロツクに分割するようにしたこと
を特徴とする請求項13に記載の画像処理装置。14. The image information dividing means is adapted to divide the first image information into a plurality of blocks composed of a plurality of pixels in the same field or in the same frame. The image processing device described.
手段により周波数変換された上記周波数別の上記周波数
係数データをレベル方向に圧縮し、上記レベル方向に圧
縮された周波数係数データの分布パターンを検出して上
記クラスを決定するようにしたことを特徴とする請求項
13に記載の画像処理装置。15. The class detecting means compresses in the level direction the frequency coefficient data for each frequency that has been frequency-converted by the frequency converting means, and compresses in the level direction.
By detecting the distribution pattern of the reduced frequency coefficient data image processing apparatus according to claim 1 3, characterized in that so as to determine the class.
報を複数の画素からなる複数のブロツクに分割する第1
のステツプと、 当該分割された上記ブロツク毎に周波数変換し、画像レ
ベルデータから周波数データに変換する第2のステツプ
と、 当該周波数別の周波数係数データの一部又は全部を用い
て上記周波数係数データの分布パターンを検出し、当該
検出した上記分布パターンに基づいて、上記ブロツクの
上記第1の画像情報が属するクラスを決定してクラス検
出情報を出力する第3のステツプと、 上記クラス検出情報と、上記第1の画像情報と、当該第
1の画像情報より解像度の高い第2の画像情報の画素レ
ベルとに基づいて、上記第1の画像情報を当該第1の画
像情報に対応する上記第2の画像情報に変換するための
情報である係数データを生成する第4のステツプとを具
えることを特徴とする画像処理方法。16. A first division of first image information consisting of a digital image signal into a plurality of blocks consisting of a plurality of pixels.
And the second step of converting the frequency of each of the divided blocks and converting the image level data to frequency data, and the frequency coefficient data using part or all of the frequency coefficient data for each frequency. And a third step of determining a class to which the first image information of the block belongs and outputting class detection information based on the detected distribution pattern, and the class detection information. , The first image information corresponding to the first image information based on the pixel level of the second image information having a higher resolution than the first image information. And a fourth step for generating coefficient data which is information for converting into the second image information.
像情報を同一フイールド内又は同一フレーム内の複数の
画素からなる複数のブロツクに分割するようにしたこと
を特徴とする請求項16に記載の画像処理方法。17. The method according to claim 16, wherein in the first step, the first image information is divided into a plurality of blocks made up of a plurality of pixels in the same field or the same frame. The described image processing method.
テツプにおいて周波数変換された上記周波数別の上記周
波数係数データをレベル方向に圧縮し、上記レベル方向
に圧縮された周波数係数データの分布パターンを検出し
て上記クラスを決定するようにしたことを特徴とする請
求項16に記載の画像処理方法。18. In the third step, the second step is performed .
Compress the frequency coefficient data for each frequency, which has been frequency-converted in the tape, in the level direction, and
The image processing method according to claim 16, wherein the class is determined by detecting a distribution pattern of the frequency coefficient data compressed in (1).
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP34760793A JP3400055B2 (en) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | Image information conversion device, image information conversion method, image processing device, and image processing method |
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