JP4620965B2 - 映像フォーマット変換装置、および、映像フォーマット変換プログラム - Google Patents

Description

本発明は、斜方格子画素構造を有する三原色形式の映像信号を輝度・色差形式の映像信号に変換する映像フォーマット変換装置および映像フォーマット変換プログラムに関する。

一般に、映像信号の斜方格子サンプリングは、表示される映像の斜め方向の解像度を低下させながらも、水平方向および垂直方向の解像度（水平解像度および垂直解像度）を維持するための技術として知られている。例えば、４０００本級映像の撮影、表示システム（非特許文献１参照）では、斜方格子サンプリング構造の緑色信号と、この緑色信号の半分の画素数で正方格子サンプリング構造の青色信号と、同じく緑色信号の半分の画素数で正方格子サンプリング構造の赤色信号とが使用されている。

なお、緑色信号と、青色信号および赤色信号とについて、サンプリング構造が違う理由は、人間の視覚特性を考慮して、緑色信号の解像度を高めながら、より少ない画素数で映像信号を表現しようとしたからである。

ところで、従来、緑色、青色、赤色の三原色の三原色信号は、正方格子サンプリングされた輝度信号と色差信号とで表現される映像信号に変換することがよく行われている。この変換は、輝度信号の帯域に比べ、色差信号の帯域を狭くしても検知されにくいという人間の視覚特性を利用して、伝送帯域や記録帯域を節約するために行われるものである。

また、映像信号のデジタル圧縮符号化においても、輝度信号と色差信号とで表現される映像信号が符号化映像フォーマットとして用いられることが多い。

従来、正方格子サンプリングされた輝度信号と色差信号とで表現される映像信号を処理する映像処理装置によって、斜方格子サンプリング構造の緑色信号を含む三原色映像信号を処理するためには、当該三原色映像信号の各画素を補間して、正方格子サンプリング構造に変換することが一般的に行われている（非特許文献２参照）。

技研Ｒ＆Ｄ ＮＨＫ（日本放送協会） ２００４年１月（通巻第８３号）、「走査線４０００本級４板式超高精細動画カメラ」（ページ４４〜５１）、「超高精細ディスプレイの開発」（ページ３６〜４３） 吹抜敬彦著 「ＴＶ画像の多次元信号処理」（ＩＳＢＮ４−５２６−０２４４１−０４） 図３．３４ オフセット標本化帯域圧縮における画像の変換（昭和６３年１１月１５日初版、日刊工業新聞社、ページ１１０）

しかしながら、斜方格子サンプリング構造の緑色信号を含む三原色映像信号の各画素を補間して、正方格子サンプリング構造に変換する場合、画素レート（単位画面（１フレーム）当たりの総画素数）が倍増し、この画素レートの映像信号を処理するためにハードウェア規模が倍増してしまうという問題がある。

また、画素レートを変更せずに、斜方格子サンプリング構造の緑色信号を、正方格子サンプリング構造の緑色信号に変換しようとすると、水平解像度および垂直解像度を低下させざるを得ず、本来、水平解像度および垂直解像度を維持するために用いられている斜方格子サンプリング構造の目的が損なわれてしまうという問題がある。

そこで、本発明では、前記した問題を解決し、画素レートを増加させることなく、斜方格子サンプリング構造の緑色信号を含む三原色映像信号の水平解像度および垂直解像度を維持しつつ、従来の正方格子サンプリングされた輝度信号と色差信号とで表現される映像信号を処理する映像処理装置で処理可能にすることができる映像フォーマット変換装置、および、映像フォーマット変換プログラムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１記載の映像フォーマット変換装置は、斜方格子画素構造を有する緑色信号と正方格子画素構造を有する赤色信号および青色信号とからなり、単位領域当たり前記緑色信号の画素である第一緑色画素と第二緑色画素の２画素と、前記赤色信号の画素である赤色画素１画素および前記青色信号の画素である青色画素１画素からなる三原色形式の映像信号を、輝度・色差形式の映像信号に変換する映像フォーマット変換装置であって、第一輝度画素生成手段と、第二輝度画素生成手段と、青色色差画素生成手段と、赤色色差画素生成手段と、走査変換手段と、青色色差画素走査変換手段と、赤色色差画素走査変換手段と、を備える構成とした。

かかる構成によれば、映像フォーマット変換装置は、第一輝度画素生成手段によって、単位領域内の第一緑色画素と赤色画素および青色画素とから第一輝度画素を生成する。なお、単位領域とは、２つの緑色画素と、１つ青色画素と、１つの赤色画素とから構成される、光の三原色を用いて様々な色を表現する最小領域である。続いて、映像フォーマット変換装置は、第二輝度画素生成手段によって、単位領域内の第二緑色画素と赤色画素および青色画素とから第二輝度画素を生成する。これら第一輝度画素および第二輝度画素の生成は、第一輝度画素生成手段および第二輝度画素生成手段のそれぞれに、予め設定されている変換式に基づいて行われる。

また、映像フォーマット変換装置は、青色色差画素生成手段によって、第一緑色画素および第二緑色画素の緑色画素２画素と、赤色画素および青色画素とから、輝度・色差形式の映像信号における青色色差画素を生成し、赤色色差画素生成手段によって、第一緑色画素および第二緑色画素の緑色画素２画素と、赤色画素および青色画素とから、輝度・色差形式の映像信号における赤色色差画素を生成する。これら青色色差画素および赤色色差画素の生成は、青色色差画素生成手段および赤色色差画素生成手段のそれぞれに、予め設定されている変換式に基づいて行われる。

そして、映像フォーマット変換装置は、走査変換手段によって、第一輝度画素生成手段で生成された第一輝度画素と、第二輝度画素生成手段で生成された第二輝度画素とを走査変換して、輝度・色差形式の映像信号の輝度画素を生成する。なお、走査変換とは画素を走査する順序を変えることであり、この走査変換手段による走査変換は、第一輝度画素と第二輝度画素を画素毎に交互に読み出している。

つまり、この映像フォーマット変換装置では、緑色画素（元のＧ画素）の単位領域内の位置に対して輝度画素（Ｙ画素）を、青色画素（元のＢ画素）の単位領域内の位置に対して青色色差画素（Ｃｂ画素）を、赤色画素（元のＲ画素）の単位領域内の位置に対して赤色色差画素（Ｃｒ画素）をそれぞれ生成する。なお、第一輝度画素、第二輝度画素の状態では、斜方格子画素構造（斜方格子サンプリング構造）の画素構造を有しているが、斜方格子画素構造（斜方格子サンプリング構造）の（斜め方向に隣接している）第一輝度画素、第二輝度画素を、走査変換手段によって走査変換する際に、第一輝度画素と第二輝度画素が水平に配置されているものとして、第一輝度画素と第二輝度画素を画素毎に交互に読み出して走査変換し、正方格子画素構造（正方格子サンプリング構造）の輝度・色差形式の映像信号の映像フォーマットに変換している。

かかる構成によれば、映像フォーマット変換装置は、青色色差画素走査変換手段によって、青色色差画素を走査変換し、赤色色差画素走査変換手段によって、赤色色差画素を走査変換する。なお、ここでは、走査変換手段は、輝度画素（第一輝度画素、第二輝度画素）が垂直に配置されているものとして走査変換している。すなわち、第一輝度画素を１ライン分読み出して１ラインとし、次いで第二輝度画素を１ライン分読み出しで次ラインとするというように、ライン毎に交互に読み出している。そして、この輝度画素の走査変換に対応させて、青色色差画素走査変換手段および赤色色差画素走査変換手段は、青色色差画素および赤色色差画素それぞれの隣り合う２画素が垂直に配置されているものとして走査変換している。すなわち、１画素おきに２つのラインに振り分けている。これによって、正方格子サンプリング構造の輝度・色差形式の映像信号の映像フォーマットに変換している。

請求項２記載の映像フォーマット変換装置は、請求項１に記載の映像フォーマット変換装置において、前記青色画素を補間する青色画素補間手段と、前記赤色画素を補間する赤色画素補間手段とを備え、補間された前記青色画素および前記赤色画素が、前記第一輝度画素生成手段、前記第二輝度画素生成手段、前記青色色差画素生成手段および前記赤色色差画素生成手段に入力されることを特徴とする。

かかる構成によれば、映像フォーマット変換装置は、青色画素補間手段によって青色画素を補間し、赤色画素補間手段によって赤色画素を補間している。つまり、青色画素補間手段および赤色画素補間手段は、青色画素および赤色画素に対して、水平に隣り合う青色画素および赤色画素を、互いに垂直にオフセットするように補間する。そして、映像フォーマット変換装置は、青色色差画素生成手段および赤色色差画素生成手段によって、オフセットした青色画素および赤色画素の単位領域内の位置に対して、青色色差画素および赤色色差画素とをそれぞれ生成する。そしてまた、映像フォーマット変換装置は、走査変換手段によって、斜め方向に隣接する輝度画素が垂直に配置されているものとして、第一輝度画素を１ライン分読み出して１ラインとし、次いで第二輝度画素を１ライン分読み出しで次ラインとするというように、ライン毎に交互に読み出して走査変換している。また、青色色差画素走査変換手段および赤色色差画素走査変換手段によって、斜め方向に隣接する青色色差画素および赤色色差画素がそれぞれ垂直に配置されているものとして、１画素おきに２つのラインに振り分けているように走査変換している。これらよって、正方格子サンプリング構造の輝度・色差形式の映像信号に変換している。また、ここでは、青色画素補間手段および赤色画素補間手段によって、輝度画素を生成する際に、補間された後の青色画素および赤色画素を使用している。

請求項３記載の映像フォーマット変換装置は、請求項２に記載の映像フォーマット変換装置において、前記第一輝度画素生成手段および前記第二輝度画素生成手段には、前記青色画素補間手段および前記赤色画素補間手段で補間される前の青色画素および赤色画素が入力されることを特徴とする。

かかる構成によれば、映像フォーマット変換装置は、請求項２に記載の映像フォーマット変換装置における青色画素補間手段および赤色画素補間手段により青色画素および赤色画素が補間される前の青色画素および赤色画素を使用して、第一輝度画素生成手段および第二輝度画素生成手段によって、第一輝度画素および第二輝度画素を生成することになる。

請求項４記載の映像フォーマット変換プログラムは、斜方格子画素構造を有する緑色信号と正方格子画素構造を有する赤色信号および青色信号とからなり、単位領域当たり前記緑色信号の画素である第一緑色画素と第二緑色画素の２画素と、前記赤色信号の画素である赤色画素１画素および前記青色信号の画素である青色画素１画素からなる三原色形式の映像信号を、輝度・色差形式の映像信号に変換する装置を、第一輝度画素生成手段、第二輝度画素生成手段、青色色差画素生成手段、赤色色差画素生成手段、走査変換手段、青色色差画素走査変換手段、赤色色差画素走査変換手段、として機能させる構成とした。

かかる構成によれば、映像フォーマット変換プログラムは、第一輝度画素生成手段によって、単位領域内の第一緑色画素と赤色画素および青色画素とから第一輝度画素を生成する。また、映像フォーマット変換プログラムは、第二輝度画素生成手段によって、単位領域内の第二緑色画素と赤色画素および青色画素とから第二輝度画素を生成する。そして、映像フォーマット変換プログラムは、走査変換手段によって、第一輝度画素生成手段で生成された第一輝度画素と、第二輝度画素生成手段で生成された第二輝度画素とを走査変換して、輝度・色差形式の映像信号の輝度画素を生成する。また、映像フォーマット変換プログラムは、青色色差画素生成手段によって、第一緑色画素および第二緑色画素と赤色画素および青色画素とから、輝度・色差形式の映像信号の青色色差画素を生成し、赤色色差画素生成手段によって、第一緑色画素および第二緑色画素と赤色画素および青色画素とから、輝度・色差形式の映像信号の赤色色差画素を生成する。

請求項１、４に記載の発明によれば、斜方格子画素構造の緑色画素の単位領域内の位置に対して輝度画素、青色画素の単位領域内の位置に対して青色色差画素、赤色画素の単位領域内の位置に対して赤色色差画素それぞれを生成し、斜方格子画素構造の第一輝度画素、第二輝度画素を、走査変換手段によって走査変換する際に、第一輝度画素と第二輝度画素が水平に配置されているものとして走査変換し、正方格子画素構造の輝度・色差形式の映像信号の映像フォーマットに変換しているので、画素レートを増加させることなく、斜方格子画素構造の緑色信号を含む三原色形式映像信号の水平解像度および垂直解像度を維持しつつ、従来の正方格子画素構造の輝度信号と色差信号とで表現される映像信号としてハードウェアの規模を増大させることなく処理することができる。

請求項１、４に記載の発明によれば、輝度画素の走査変換に対応させて、青色色差画素走査変換手段および赤色色差画素走査変換手段が、隣り合う２画素（青色色差画素、赤色色差画素）を、この２画素が垂直に配置されているものとして走査変換し、これによって、正方格子画素構造の輝度・色差形式の映像信号に変換しているので、画素レートを増加させることなく、水平解像度および垂直解像度を維持しつつ、従来の映像処理装置で処理することができる。

請求項２に記載の発明によれば、青色画素補間手段および赤色画素補間手段が、青色画素および赤色画素に対して、水平に隣り合う青色画素および赤色画素を、互いに垂直にオフセットするように補間し、青色色差画素生成手段および赤色色差画素生成手段によって、オフセットした青色画素および赤色画素の単位領域内の位置に対して、青色色差画素および赤色色差画素とをそれぞれ生成する。そして、斜方格子画素構造の輝度画素、青色色差画素および赤色色差画素の斜めに隣接する２画素がそれぞれ垂直に配置されているものとして走査変換し、正方格子画素構造の輝度・色差形式の映像信号に変換しているので、画素レートを増加させることなく、水平解像度および垂直解像度を維持しつつ、従来の映像処理装置で処理することができる。

請求項３に記載の発明によれば、青色画素補間手段および赤色画素補間手段により青色画素および赤色画素が補間される前の青色画素および赤色画素を使用して、第一輝度画素生成手段および第二輝度画素生成手段によって、第一輝度画素および第二輝度画素を生成する。そして、斜方格子画素構造の輝度画素、青色色差画素および赤色色差画素の斜めに隣接する２画素がそれぞれ垂直に配置されているものとして走査変換し、正方格子画素構造の輝度・色差形式の映像信号に変換しているので、画素レートを増加させることなく、水平解像度および垂直解像度を維持しつつ、従来の映像処理装置で処理することができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜、図面を参照しながら詳細に説明する。
映像フォーマット変換装置に関しては、第一実施形態から第四実施形態までの４つの実施形態について説明し、映像フォーマット逆変換装置に関しては、第一実施形態から第三実施形態までの３つの実施形態について説明する。まず、映像フォーマット変換装置および映像フォーマット逆変換装置の構成を説明し、その後、映像フォーマット変換装置および映像フォーマット逆変換装置の動作を説明する。

〈映像フォーマット変換装置の構成、第一実施形態〉
図１は映像フォーマット変換装置（第一実施形態）のブロック図である。この図１に示すように、映像フォーマット変換装置１（１Ａ）は、入力された三原色信号（Ｇ（Ｇ₁［第一緑色画素］、Ｇ₂［第二緑色画素］）、Ｂ［青色画素］、Ｒ［赤色画素］）の映像信号を、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとによる４：２：２形式の映像信号に変換するもので、第一輝度画素生成手段３と、第二輝度画素生成手段５と、青色色差画素生成手段７と、赤色色差画素生成手段９と、走査変換手段１１とを備えている。

映像フォーマット変換装置１（１Ａ）に入力される三原色信号は、斜方格子画素構造の緑色信号である緑色画素Ｇ（第一緑色画素Ｇ₁［Ｇ₁₁，Ｇ₃₁，・・・，Ｇ₁₃，Ｇ₃₃，・・・］、第二緑色画素Ｇ₂［Ｇ₂₂，Ｇ₄₂，・・・，Ｇ₂₄，Ｇ₄₄，・・・］）と、正方格子画素構造の青色信号である青色画素Ｂ（Ｂ₁₂，Ｂ₃₂，・・・，Ｂ₁₄，Ｂ₃₄，・・・）および赤色信号である赤色画素Ｒ（Ｒ₂₁，Ｒ₄₁，・・・，Ｒ₂₃，Ｒ₄₃，・・・）とからなる映像信号であり、これらの空間的な画素配置を図２に示す（以下、このような図を空間的画素配置図という）。

斜方格子画素構造（斜方格子サンプリング構造）は、空間的な画素配置において、単位領域内に隣接する画素が斜め方向に並んでいる構造を指すものである。
正方格子画素構造（正方格子サンプリング構造）は、空間的な画素配置において、単位領域内に隣接する画素が格子状（縦横方向）に並んでいる構造を指すものである。

この図２に示すように、緑色信号の画素である緑色画素Ｇ（Ｇ₁、Ｇ₂）の数は、青色信号の画素である青色画素Ｂの数の２倍であり、且つ、赤色信号の画素である赤色画素Ｒの数の２倍であり、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒは、斜めに隣接する緑色画素Ｇ（Ｇ₁、Ｇ₂）に対して１画素ずつある。ここで、緑色画素Ｇ（Ｇ₁、Ｇ₂）、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒで様々な色（色彩）が表現される領域を単位領域と呼称することとする（図２において、太線で囲った領域）。

図１に戻って、映像フォーマット変換装置１（１Ａ）（第一実施形態）の構成の説明を続ける。
第一輝度画素生成手段３は、第一緑色画素Ｇ₁と、青色画素Ｂと、赤色画素Ｒとに基づいて、第一輝度画素Ｙ₁を生成し、走査変換手段１１に出力するものである。なお、この第一輝度画素生成手段３では、後記する変換式の数式（１）の中のＹ₁の式が採用されて、第一輝度画素Ｙ₁が求められている。

第二輝度画素生成手段５は、第二緑色画素Ｇ₂と、青色画素Ｂと、赤色画素Ｒとに基づいて、第二輝度画素Ｙ₂を生成し、走査変換手段１１に出力するものである。なお、この第二輝度画素生成手段５では、後記する変換式の数式（１）の中のＹ₂の式が採用されて、第二輝度画素Ｙ₂が求められている。

青色色差画素生成手段７は、第一緑色画素Ｇ₁と、第二緑色画素Ｇ₂と、青色画素Ｂと、赤色画素Ｒとに基づいて、青色色差画素Ｃｂを生成するものである。なお、この青色色差画素生成手段７では、後記する変換式の数式（１）の中のＣｂの式が採用されて、青色色差画素Ｃｂが求められている。

赤色色差画素生成手段９は、第一緑色画素Ｇ₁と、第二緑色画素Ｇ₂と、青色画素Ｂと、赤色画素Ｒとに基づいて、赤色色差画素Ｃｒを生成するものである。なお、この赤色色差画素生成手段９では、後記する変換式の数式（１）の中のＣｒの式が採用されて、赤色色差画素Ｃｒが求められている。

なお、これら第一輝度画素生成手段３、第二輝度画素生成手段５、青色色差画素生成手段７および赤色色差画素生成手段９は、三原色信号（Ｇ［Ｇ₁，Ｇ₂］ＢＲ）を輝度信号および色差信号に変換する変換マトリクスである。

なお、この数式（１）において、係数ｇ、ｂ、ｒは、ＨＤＴＶの輝度・色差信号方程式を参照してｇ＝０．７１５２、ｂ＝０．０７２２、ｒ＝０．２１２６としているが、これに限定されるものではない。

すなわち、第一輝度画素生成手段３では、同じ単位領域内の第一緑色画素Ｇ₁と、青色画素Ｂと、赤色画素Ｒとから第一輝度画素Ｙ₁を生成し、第二輝度画素生成手段５では、同じ単位領域内の第二緑色画素Ｇ₂と、青色画素Ｂと、赤色画素Ｒとから第二輝度画素Ｙ₂を生成し、青色色差画素生成手段７では、同じ単位領域内の第一緑色画素Ｇ₁と、第二緑色画素Ｇ₂と、青色画素Ｂと、赤色画素Ｒとから青色色差画素Ｃｂを生成し、赤色色差画素生成手段９では、同じ単位領域内の第一緑色画素Ｇ₁と、第二緑色画素Ｇ₂と、青色画素Ｂと、赤色画素Ｒとから赤色色差画素Ｃｒを生成している。

これらの変換マトリクス（第一輝度画素生成手段３、第二輝度画素生成手段５、青色色差画素生成手段７および赤色色差画素生成手段９）における単位領域内の演算を例示すると、数式（２）のように表される。

この数式（２）によって、図２に示した三原色信号は、図３の空間的画素配置図で示される輝度、色差信号に変換される。
この図３に示すように、変換マトリクスによって、緑色信号である緑色画素Ｇ（Ｇ₁、Ｇ₂）の画素構造（画素配列）と同じ構造（同じ配列）の輝度信号である輝度画素（第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂）と、青色信号である青色画素Ｂおよび赤色信号である赤色画素Ｒの画素構造（画素配列）と同じ構造（同じ配列）の色差信号（青色色差信号である青色色差画素Ｃｂ、赤色色差信号である赤色色差画素Ｃｒ）とが生成されることになる。

なお、数式（２）において、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒを生成する際に、単位領域内の緑色画素Ｇ（Ｇ₁、Ｇ₂）の平均値（Ｇ₁＋Ｇ₂）／２を用いることとしているが、隣接する複数の単位領域の緑色画素Ｇ（Ｇ₁、Ｇ₂）からなる緑色信号から補間した緑色信号（緑色信号である緑色画素）を用いてもよい。

図１に戻って、映像フォーマット変換装置１（１Ａ）（第一実施形態）の構成の説明を続ける。
走査変換手段１１は、第一輝度画素生成手段３で生成された第一輝度画素Ｙ₁と、第二輝度画素生成手段５で生成された第二輝度画素Ｙ₂とを、輝度画素Ｙに走査変換するものである。

この走査変換手段１１によって、図３に示した斜め方向に隣接する第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を、これらが水平方向に隣接しているものとして、図４に示すように単位領域内の第一輝度画素と第二輝度画素を水平方向に交互に配置するよう走査変換する。

なお、この第一実施形態の映像フォーマット変換装置１（１Ａ）では、青色色差画素Ｃｂとなる青色色差信号および赤色色差画素Ｃｒとなる赤色色差信号については走査変換を要していない。

この映像フォーマット変換装置１（１Ａ）によって変換した輝度・色差形式の映像信号に対し、圧縮符号化、伝送、記録等の処理が行われる。つまり、斜方格子画素構造の緑色信号を含む三原色形式の映像信号を、正方格子画素構造の輝度・色差形式の映像信号として表現（変換）することで、圧縮符号化、伝送、記録等の処理を容易に行うことができ、汎用的に取り扱うことができる。

より具体的に述べると、図４に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図では、図２に示した斜方格子画素構造の三原色信号の空間的画素配置図に比べ、見かけ上は、輝度信号Ｙの垂直解像度は緑色信号Ｇの１／２になっているが、信号自体は、図３に示したように元の解像度を保持している。また、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとを合わせた総画素数は、図２に示したように元の三原色形式の映像信号と変わらない。このため、映像フォーマット変換装置１（１Ａ）によれば、画素レートを増加させることなく、斜方格子画素構造の緑色信号を含む三原色形式映像信号の水平解像度および垂直解像度を維持しつつ、正方格子画素構造の輝度信号と色差信号とで表現される４：２：２形式の映像信号を処理する従来の映像処理装置で処理することができる。

〈映像フォーマット変換装置の構成、第二実施形態〉
図５は映像フォーマット変換装置（第二実施形態）のブロック図である。この図５に示すように、映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）は、入力された三原色信号（Ｇ₁［第一緑色画素］、Ｇ₂［第二緑色画素］、Ｂ［青色画素］、Ｒ［赤色画素］）を、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとによる４：２：２形式の映像信号に変換するもので、第一輝度画素生成手段３と、第二輝度画素生成手段５と、青色色差画素生成手段７と、赤色色差画素生成手段９と、走査変換手段１１Ｂ（第１実施形態とは動作が異なる）と、青色色差画素走査変換手段１３と、赤色色差画素走査変換手段１５とを備えている。なお、図１に示した映像フォーマット変換装置１（１Ａ）で説明した構成と同一のものは、同じ符号を付してその説明を省略する。

青色色差画素走査変換手段１３は、青色色差画素生成手段７で生成された青色色差画素Ｃｂを走査変換して出力するものである。
赤色色差画素走査変換手段１５は、赤色色差画素生成手段９で生成された赤色色差画素Ｃｒを走査変換して出力するものである。

この映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）の走査変換手段１１Ｂは、図３に示した斜め方向に隣接する第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を、これらが垂直方向に隣接しているものとして、図６に示すように垂直方向に交互に配置されるよう走査変換する。

また、この映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）の青色色差画素走査変換手段１３は、図３に示した正方格子画素構造の青色色差画素Ｃｂを、水平に隣接している２画素の青色色差画素Ｃｂが垂直方向に隣接しているものとして、図６に示すように垂直方向に交互に配置されるよう走査変換する。また、この映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）の赤色色差画素走査変換手段１５は、図３に示した正方格子画素構造の赤色色差画素Ｃｒを、水平に隣接している２画素の赤色色差画素Ｃｒが垂直方向に隣接しているものとして、図６に示すように垂直方向に交互に配置されるよう走査変換する。

この映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）によって変換した輝度・色差形式の映像信号に対し、圧縮符号化、伝送、記録等の処理が行われる。つまり、斜方格子画素構造の緑色信号を含む三原色形式の映像信号を、正方格子画素構造の輝度・色差形式の映像信号として表現（変換）することで、圧縮符号化、伝送、記録等の処理を容易に行うことができ、汎用的に取り扱うことができる。

より具体的に述べると、図６に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図では、図４に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図に比べ、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとを合わせた総画素数は変わらないが、水平画素数が１／２倍、垂直画素数が２倍になっている。

また、図６に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図では、図２に示した斜方格子画素構造の三原色信号の空間的画素配置図に比べ、見かけ上は、輝度信号Ｙの水平解像度が１／２倍に、色差信号ＣｂおよびＣｒの水平解像度が１／２倍に、垂直解像度が２倍なっているが、信号自体は、図３に示したように元の解像度を保持している。また、輝度信号と色差信号とを合わせた総画素数は、図２に示したように元の三原色形式の映像信号と変わらない。このため、映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）によれば、画素レートを増加させることなく、斜方格子画素構造の緑色信号を含む三原色映像信号の水平解像度および垂直解像度を維持しつつ、正方格子画素構造の輝度信号と色差信号とで表現される４：２：２形式の映像信号を処理する従来の映像処理装置で処理することができる。

〈映像フォーマット変換装置の構成、第三実施形態〉
図７は映像フォーマット変換装置（第三実施形態）のブロック図である。この図７に示すように、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）は、入力された三原色信号（Ｇ₁［第一緑色画素］、Ｇ₂［第二緑色画素］、Ｂ［青色画素］、Ｒ［赤色画素］）を、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとによる４：２：２形式の映像信号に変換するもので、第一輝度画素生成手段３と、第二輝度画素生成手段５と、青色色差画素生成手段７と、赤色色差画素生成手段９と、走査変換手段１１Ｂ（第二実施形態と同じ動作）と、青色色差画素走査変換手段１３Ｃ（第二実施形態と異なる動作）と、赤色色差画素走査変換手段１５Ｃ（第二実施形態と異なる動作）と、青色画素補間手段１７と、赤色画素補間手段１９とを備えている。なお、図１に示した映像フォーマット変換装置１（１Ａ）および図５に示した映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）で説明した構成と同一のものは、同じ符号を付してその説明を省略する。

青色画素補間手段１７は、入力された青色画素Ｂを単位領域内で垂直方向に補間するものである。
赤色画素補間手段１９は、入力された赤色画素Ｒを単位領域内で垂直方向に補間するものである。

この青色画素補間手段１７および赤色画素補間手段１９で垂直方向に補間された画素構造を図８に示す。
ここで、青色画素補間手段１７および赤色画素補間手段１９による垂直方向の補間は、例えば、次に示す数式（３）に従って行う。

また、この映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）の第一輝度画素生成手段３と、第二輝度画素生成手段５と、青色色差画素生成手段７と、赤色色差画素生成手段９とは、緑色画素Ｇ（Ｇ₁、Ｇ₂）と、補間（補間生成）された青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒとに基づいて、次に示す数式（４）に従い、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒを生成（変換）する。

この数式（４）によって生成される青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒは、図９に示すように隣接する画素（隣接画素）の空間配置がオフセットされた構造となる。なお、この図９に示すように、第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂は、第二実施形態と同様に斜め方向に隣接している。また、これら第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を、第二実施形態と同様に走査変換手段１１Ｂによって、これらが垂直方向に隣接しているものとして、垂直方向に交互に配置されるよう走査変換し、図１０に示される輝度信号の画素配置に変換する。

また、この図９において、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）は、青色色差画素Ｃｂについては、青色色差画素走査変換手段１３Ｃによって、水平斜めに隣接している２画素が垂直方向に隣接しているものとして、図１０に示すように垂直方向に交互に配置されるよう走査変換する。
また、赤色色差画素Ｃｒについては、赤色色差画素走査変換手段１５Ｃによって、水平斜めに隣接している２画素が垂直方向に隣接しているものとして、図１０に示すように垂直方向に交互に配置されるよう走査変換する。

この映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）によって変換した輝度・色差形式の映像信号に対し、圧縮符号化、伝送、記録等の処理が行われる。つまり、斜方格子画素構造の緑色信号を含む三原色形式の映像信号を、正方格子画素構造の輝度・色差形式の映像信号として表現（変換）することで、圧縮符号化、伝送、記録等の処理を容易に行うことができ、汎用的に取り扱うことができる。

より具体的に述べると、図１０に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図では、図４に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図に比べ、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとを合わせた総画素数は変わらないが、水平画素数が１／２倍、垂直画素数が２倍になっている。

また、図１０に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図では、図９に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図に比べ、見かけ上は、輝度信号Ｙの水平解像度が１／２倍に、色差信号Ｃｂ、Ｃｒの水平解像度が１／２倍に、垂直解像度が２倍なっているが、信号自体は、図９に示したように元の解像度を保持している。また、輝度信号と色差信号とを合わせた総画素数は、図２に示した元の三原色形式の映像信号と変わらない。このため、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）によれば、画素レートを増加させることなく、斜方格子画素構造の緑色信号を含む三原色映像信号の水平解像度および垂直解像度を維持しつつ、正方格子画素構造の輝度信号と色差信号とで表現される４：２：２形式の映像信号を処理する従来の映像処理装置で処理することができる。

〈映像フォーマット変換装置の構成、第四実施形態〉
図１１は映像フォーマット変換装置（第四実施形態）のブロック図である。この図１１に示すように、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、入力された三原色信号（Ｇ₁［第一緑色画素］、Ｇ₂［第二緑色画素］、Ｂ［青色画素］、Ｒ［赤色画素］）の映像信号を、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとによる４：２：２形式の映像信号に変換するもので、第一輝度画素生成手段３と、第二輝度画素生成手段５と、青色色差画素生成手段７と、赤色色差画素生成手段９と、走査変換手段１１Ｂ（第三実施形態と同じ）と、青色色差画素走査変換手段１３Ｃ（第三実施例と同じ）と、赤色色差画素走査変換手段１５Ｃ（第三実施例と同じ）と、青色画素補間手段１７Ｄ（第三実施形態とは動作が異なる）と、赤色画素補間手段１９Ｄ（第三実施形態とは動作が異なる）とを備えている。なお、図１に示した映像フォーマット変換装置１（１Ａ）、図５に示した映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）および図７に示した映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）で説明した構成と同一のものは、同じ符号を付してその説明を省略する。

なお、この映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）の各構成は、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）とほぼ同じであるが、輝度画素の生成には、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒが青色画素補間手段１７Ｄおよび赤色画素補間手段１９Ｄで補間されることなく、そのまま第一輝度画素生成手段３および第二輝度画素生成手段５に入力され、一方、色差画素の生成には、補間した青色画素および赤色画素を使用している。

ここで、青色画素補間手段１７Ｄおよび赤色画素補間手段１９Ｄにより垂直方向に補間された画素構造を図１２に示す。
この図１２に示すように、青色画素補間手段１７Ｄによって図２に示した左上の青色画素Ｂ₁₂が当該左上の単位領域内で上方にずれた青色画素Ｂ＾₂₁に、右上の青色画素Ｂ₃₂が当該右上の単位領域内で下方にずれた青色画素Ｂ＾₄₂に、左下の青色画素Ｂ₁₄が当該左下の単位領域内で上方にずれた青色画素Ｂ＾₂₃に、右下の青色画素Ｂ₃₄が当該右下の単位領域内で下方にずれた青色画素Ｂ＾₄₄に補間される。

また、この図１２に示すように、赤色画素補間手段１９Ｄによって、図２に示した左上の赤色画素Ｒ₂₁が当該左上の単位領域内で上方にずれた赤色画素Ｒ＾₁₁に、右上の赤色画素Ｒ₄₁が当該右上の単位領域内で下方にずれた赤色画素Ｒ＾₃₂に、左下の赤色画素Ｒ₂₃が当該左下の単位領域内で上方にずれた赤色画素Ｒ＾₁₃に、右下の赤色画素Ｒ₄₃が当該右下の単位領域内で下方にずれた赤色画素Ｒ＾₃₄に補間される。

ここで、青色画素補間手段１７Ｄおよび赤色画素補間手段１９Ｄによる垂直方向の補間は、例えば、次に示す数式（５）に従って行う。

また、この映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）の第一輝度画素生成手段３と、第二輝度画素生成手段５とは、緑色画素Ｇ（Ｇ₁、Ｇ₂）と、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒとに基づいて、また、青色色差画素生成手段７と、赤色色差画素生成手段９とは、緑色画素Ｇ（Ｇ₁、Ｇ₂）と、補間（補間生成）された青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒとに基づいて、次に示す数式（６）に従い、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒを生成（変換）する。

この数式（６）によって生成される青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒは、隣接する画素（隣接画素）の空間配置がオフセットされた構造となり、この場合の輝度、色差信号の空間的画素配置は図９と同様になる。この数式（６）における係数ｇ，ｂ，ｒは、数式（１）で用いたものと同様である。

第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂は、第二実施形態と同様に斜め方向に隣接している。映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、これら第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を、第二、第三実施形態と同様に走査変換手段１１Ｂによって、これらが垂直方向に隣接しているものとして、垂直方向に交互に配置されるよう走査変換し、図１０に示される輝度信号の画素配置に変換する。

また、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、青色色差画素Ｃｂについては、第三実施形態と同様に、青色色差画素走査変換手段１３Ｃによって、水平斜めに隣接している２画素が垂直方向に隣接しているものとして、図１０に示したのと同様に垂直方向に交互に配置されるよう走査変換する。

また、赤色色差画素Ｃｒについては、第三実施形態と同様に、赤色色差画素走査変換手段１５Ｃによって、水平斜めに隣接している２画素が垂直方向に隣接しているものとして、図１０に示したのと同様に垂直方向に交互に配置されるよう走査変換する。

この映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）によって変換した輝度・色差形式の映像信号に対し、圧縮符号化、伝送、記録等の処理が行われる。つまり、斜方格子画素構造の緑色信号を含む三原色形式の映像信号を、正方格子画素構造の輝度・色差形式の映像信号として表現（変換）することで、圧縮符号化、伝送、記録等の処理を容易に行うことができ、汎用的に取り扱うことができる。

より具体的に述べると、図１０に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図では、図４に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図に比べ、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとを合わせた総画素数は変わらないが、水平画素数が１／２倍、垂直画素数が２倍になっている。

また、図１０に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図では、図９に示した正方格子画素構造の４：２：２形式の輝度、色差信号の空間的画素配置図に比べ、見かけ上は、輝度信号Ｙの水平解像度が１／２倍に、色差信号Ｃｂ、Ｃｒの水平解像度が１／２倍に、垂直解像度が２倍なっているが、信号自体は、図９に示したように元の解像度を保持している。また、輝度信号と色差信号とを合わせた総画素数は、図２に示した元の三原色形式の映像信号と変わらない。このため、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）によれば、画素レートを増加させることなく、斜方格子画素構造の緑色信号を含む三原色映像信号の水平解像度および垂直解像度を維持しつつ、正方格子画素構造の輝度信号と色差信号とで表現される４：２：２形式の映像信号を処理する従来の映像処理装置で処理することができる。

〈映像フォーマット逆変換装置の構成、第一実施形態〉
図１３は映像フォーマット逆変換装置（第一実施形態）のブロック図である。この図１３に示すように、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ）は、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとによる４：２：２形式の映像信号を、三原色信号（Ｇ₁［第一緑色画素］、Ｇ₂［第二緑色画素］、Ｂ［青色画素］、Ｒ［赤色画素］）に変換するもので、走査変換手段２３と、第一緑色画素生成手段２５と、第二緑色画素生成手段２７と、青色画素生成手段２９と、赤色画素生成手段３１とを備えている。

走査変換手段２３は、図４の輝度信号について、輝度画素Ｙを走査変換して、第一輝度画素Ｙ₁と第二輝度画素Ｙ₂とを出力するものである。この走査変換手段２３で輝度画素Ｙが走査変換されることによって、図３の輝度信号の空間的画素位置に示した画素構造に変換される。

第一緑色画素生成手段２５は、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒに基づいて、第一緑色画素Ｇ₁を生成するものである。なお、この第一緑色画素生成手段２５では、後記する変換式の数式（７）の中のＧ₁の式が採用されて、第一緑色画素Ｇ₁が求められている。

第二緑色画素生成手段２７は、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒに基づいて、第二緑色画素Ｇ₂を生成するものである。なお、この第二緑色画素生成手段２７では、後記する変換式の数式（７）の中のＧ₂の式が採用されて、第二緑色画素Ｇ₂が求められている。

青色画素生成手段２９は、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂および青色色差画素Ｃｂに基づいて、青色画素Ｂを生成するものである。なお、この青色画素生成手段２９では、後記する変換式の数式（７）の中のＢの式が採用されて、青色画素Ｂが求められている。

赤色画素生成手段３１は、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂および赤色色差画素Ｃｒに基づいて、赤色画素Ｒを生成するものである。なお、この赤色画素生成手段３１では、後記する変換式の数式（７）の中のＲの式が採用されて、赤色画素Ｒが求められている。

第一緑色画素生成手段２５、第二緑色画素生成手段２７、青色画素生成手段２９および赤色画素生成手段３１は、輝度信号、色差信号で表される映像信号を、緑色信号、青色信号および赤色信号で表される映像信号に変換する、いわゆる変換マトリクスである。

また、単位領域内について演算した例を次の数式（８）に示す。

この数式（８）で求めたように、第一緑色画素生成手段２５、第二緑色画素生成手段２７、青色画素生成手段２９および赤色画素生成手段３１が単位領域内について演算していくと、輝度・色差形式の映像信号を、図２によって示した三原色形式の映像信号が復元（逆変換）されることになる。

〈映像フォーマット逆変換装置の構成、第二実施形態〉
図１４は映像フォーマット逆変換装置（第二実施形態）のブロック図である。この図１４に示すように、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｂ）は、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとによる４：２：２形式の映像信号を、三原色信号（Ｇ₁［第一緑色画素］、Ｇ₂［第二緑色画素］、Ｂ［青色画素］、Ｒ［赤色画素］）の映像信号に変換するもので、走査変換手段２３Ｂ（逆変換装置の第一実施形態とは異なる動作）と、第一緑色画素生成手段２５と、第二緑色画素生成手段２７と、青色画素生成手段２９と、赤色画素生成手段３１と、青色色差画素走査変換手段３３と、赤色色差画素走査変換手段３５とを備えている。なお、図１３に示した映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ）で説明した構成と同一のものは、同じ符号を付してその説明を省略する。

走査変換手段２３Ｂは、図６の輝度信号について、輝度画素Ｙを走査変換して、第一輝度画素Ｙ₁と第二輝度画素Ｙ₂とを出力するものである。第一ラインの輝度画素を第一輝度画素に、第二ラインの輝度画素は第二輝度画素にそれぞれこの走査変換手段２３Ｂで輝度画素Ｙが走査変換されることによって、図３の輝度信号の空間的画素位置に示した画素構造に変換される。
青色色差画素走査変換手段３３は、入力された図６に示される青色色差信号の青色色差画素Ｃｂの画素配置を、図３に示される青色色差画素の空間的画素配置に走査変換するものである。
赤色色差画素走査変換手段３５は、入力された図６に示される赤色色差信号の赤色色差画素Ｃｒの画素配置を、図３に示される赤色色差画素の空間的画素配置に走査変換するものである。

これら走査変換手段２３Ｂ、青色色差走査変換手段３３および赤色色差画素走査変換手段３５で輝度画素Ｙ、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒが走査変換されることによって、図３の輝度、色差信号の空間的画素位置に示した画素構造に変換される。

そして、第一緑色画素生成手段２５、第二緑色画素生成手段２７、青色画素生成手段２９および赤色画素生成手段３１が単位領域内について演算していくと、輝度・色差形式の映像信号を、図２によって示した三原色形式の映像信号が復元（逆変換）されることになる。

〈映像フォーマット逆変換装置の構成、第三実施形態〉
図１５は映像フォーマット逆変換装置（第三実施形態）のブロック図である。この図１５に示すように、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）は、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ、Ｃｒとによる４：２：２形式の映像信号を、三原色信号（Ｇ₁［第一緑色画素］、Ｇ₂［第二緑色画素］、Ｂ［青色画素］、Ｒ［赤色画素］）の映像信号に変換するもので、走査変換手段２３Ｂ（逆変換装置の第二実施形態と同じ）と、第一緑色画素生成手段２５と、第二緑色画素生成手段２７と、青色画素生成手段２９と、赤色画素生成手段３１と、青色色差画素走査変換手段３３Ｃ（逆変換装置の第二実施形態とは動作が異なる）と、赤色色差画素走査変換手段３５Ｃ（逆変換装置の第二実施形態とは動作が異なる）と、青色画素補間手段３７と、赤色画素補間手段３９とを備えている。なお、図１３に示した映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ）および図１４に示した映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｂ）で説明した構成と同一のものは、同じ符号を付してその説明を省略する。

青色画素補間手段３７は、青色画素生成手段２９で生成された青色画素Ｂを補間するものである。
赤色画素補間手段３９は、赤色画素生成手段３９で生成された赤色画素Ｒを補間するものである。

まず、この映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）では、図１０の４：２：２形式の輝度・色差信号に対し、走査変換手段２３Ｂ、青色色差走査変換手段３３Ｃおよび赤色色差画素走査変換手段３５Ｃで輝度画素Ｙ、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒが走査変換されることによって、図９の輝度、色差信号の空間的画素位置に示した画素構造に変換される。

続いて、この映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）では、数式（９）を用いて、第一緑色画素生成手段２５、第二緑色画素生成手段２７、青色画素生成手段２９および赤色画素生成手段３１が演算していくと、４：２：２形式の映像信号が、図１６によって示す三原色形式の映像信号に復元（逆変換）されることになる。

この図９の輝度、色差信号の空間的画素位置に示した単位領域内について演算した例を数式（９）に示す。

そして、この映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）は、青色画素補間手段３７および赤色画素補間手段３９によって、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒの垂直方向の補間を、例えば、数式（１０）を用いて行う。

この数式（１０）を用いて、青色画素Ｂ（Ｂ₂₁、Ｂ₄₂、Ｂ₂₃、Ｂ₄₄）および赤色画素Ｒ（Ｒ₁₁、Ｒ₃₂、Ｒ₁₃、Ｒ₃₄）を垂直方向に補間することによって、図１６に示した三原色信号の空間的画素配置が図１７に示した空間的画素配置（Ｂ、Ｒ信号の補間）で示される画素構造（青色画素Ｂ（Ｂ＾₁₂、Ｂ＾₃₂、Ｂ＾₁₄、Ｂ＾₃₄）、赤色画素Ｒ（Ｒ＾₂₁、Ｒ＾₄₁、Ｒ＾₂₃、Ｒ＾₄₃））に変換されることになる。

〈映像フォーマット変換装置の動作、第一実施形態〉
次に、図１８に示すフローチャートを参照して、映像フォーマット変換装置１（１Ａ）の動作について説明する（適宜、図１参照）。
映像フォーマット変換装置１（１Ａ）は、第一輝度画素生成手段３によって、入力された第一緑色画素Ｇ₁、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒから第一輝度画素Ｙ₁を生成する（ステップＳ１）。また、映像フォーマット変換装置１（１Ａ）は、第二輝度画素生成手段５によって、入力された第二緑色画素Ｇ₂、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒから第二輝度画素Ｙ₂を生成する（ステップＳ２）。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ａ）は、走査変換手段１１によって、第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を走査変換し、輝度画素Ｙを生成する（ステップＳ５）

また、映像フォーマット変換装置１（１Ａ）は、青色色差画素生成手段７によって、一方の緑色画素Ｇ₁、他方の緑色画素Ｇ₂、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒから青色色差画素Ｃｂを生成する（ステップＳ３）。

また、映像フォーマット変換装置１（１Ａ）は、赤色色差画素生成手段９によって、一方の緑色画素Ｇ₁、他方の緑色画素Ｇ₂、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒから赤色色差画素Ｃｒを生成する（ステップＳ４）。

なお、輝度画素Ｙを生成するステップＳ１、ステップＳ２およびステップＳ５のステップ群と、青色色差画素Ｃｂを生成するステップＳ３と、赤色色差画素Ｃｒを生成するステップＳ４とは、映像フォーマット変換装置１（１Ａ）において並列処理される。

〈映像フォーマット変換装置の動作、第二実施形態〉
次に、図１９に示すフローチャートを参照して、映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）の動作について説明する（適宜、図５参照）。
映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）は、第一輝度画素生成手段３によって、入力された第一緑色画素Ｇ₁、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒから第一輝度画素Ｙ₁を生成する（ステップＳ１１）。また、映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）は、第二輝度画素生成手段５によって、入力された第二緑色画素Ｇ₂、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒから第二輝度画素Ｙ₂を生成する（ステップＳ１２）。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）は、走査変換手段１１Ｂによって、第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を走査変換し、輝度画素Ｙを生成する（ステップＳ１５）。

また、映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）は、青色色差画素生成手段７によって、第一緑色画素Ｇ₁、第二緑色画素Ｇ₂、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒから青色色差画素Ｃｂを生成する（ステップＳ１３）。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）は、青色色差画素走査変換手段１３によって、青色色差画素生成手段７で生成された青色色差画素Ｃｂを走査変換して出力する（ステップＳ１６）。

また、映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）は、赤色色差画素生成手段９によって、第一緑色画素Ｇ₁、第二緑色画素Ｇ₂、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒから赤色色差画素Ｃｒを生成する（ステップＳ１４）。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）は、赤色色差画素走査変換手段１５によって、赤色色差画素生成手段９で生成された赤色色差画素Ｃｒを走査変換して出力する（ステップＳ１７）。

なお、輝度画素Ｙを生成するステップＳ１１、ステップＳ１２およびステップＳ１５のステップ群と、青色色差画素Ｃｂを生成し走査変換するステップＳ１３およびステップＳ１６のステップ群と、赤色色差画素Ｃｒを生成し走査変換するステップＳ１４およびステップＳ１７のステップ群とは、映像フォーマット変換装置１（１Ｂ）において並列処理される。

〈映像フォーマット変換装置の動作、第三実施形態〉
次に、図２０に示すフローチャートを参照して、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）の動作について説明する（適宜、図７参照）。
まず、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）は、青色画素補間手段１７によって、青色画素Ｂを補間し（ステップＳ２１）、赤色画素補間手段１９によって、赤色画素Ｒを補間する（ステップＳ２２）。なお、このステップＳ２１およびステップＳ２２は、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）において並列処理される。

続いて、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）は、第一輝度画素生成手段３によって、入力された第一緑色画素Ｇ₁、補間された青色画素Ｂおよび補間された赤色画素Ｒから第一輝度画素Ｙ₁を生成する（ステップＳ２３）。また、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）は、第二輝度画素生成手段５によって、入力された第二緑色画素Ｇ₂、補間された青色画素Ｂおよび補間された赤色画素Ｒから第二輝度画素Ｙ₂を生成する（ステップＳ２４）。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）は、走査変換手段１１Ｂによって、第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を走査変換し、輝度画素Ｙを生成する（ステップＳ２７）。

また、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）は、青色色差画素生成手段７によって、第一緑色画素Ｇ₁、第二緑色画素Ｇ₂、補間された青色画素Ｂおよび補間された赤色画素Ｒから青色色差画素Ｃｂを生成する（ステップＳ２５）。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）は、青色色差画素走査変換手段１３Ｃによって、青色色差画素生成手段７で生成された青色色差画素Ｃｂを走査変換して出力する（ステップＳ２８）。

また、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）は、赤色色差画素生成手段９によって、第一緑色画素Ｇ₁、第二緑色画素Ｇ₂、補間された青色画素Ｂおよび補間された赤色画素Ｒから赤色色差画素Ｃｒを生成する（ステップＳ２６）。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）は、赤色色差画素走査変換手段１５Ｃによって、赤色色差画素生成手段９で生成された赤色色差画素Ｃｒを走査変換して出力する（ステップＳ２９）。

なお、輝度画素Ｙを生成するステップＳ２３、ステップＳ２４およびステップＳ２７のステップ群と、青色色差画素Ｃｂを生成し走査変換するステップＳ２５およびステップＳ２８のステップ群と、赤色色差画素Ｃｒを生成し走査変換するステップＳ２６およびステップＳ２９のステップ群とは、映像フォーマット変換装置１（１Ｃ）において並列処理される。

〈映像フォーマット変換装置の動作、第四実施形態〉
次に、図２１に示すフローチャートを参照して、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）の動作について説明する（適宜、図１１参照）。
映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、第一輝度画素生成手段３によって、入力された第一緑色画素Ｇ₁、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒから第一輝度画素Ｙ₁を生成する（ステップＳ３３）。また、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、第二輝度画素生成手段５によって、入力された第二緑色画素Ｇ₂、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒから第二輝度画素Ｙ₂を生成する（ステップＳ３４）。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、走査変換手段１１Ｂによって、第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を走査変換し、輝度画素Ｙを生成する（ステップＳ３７）。

また、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、青色画素補間手段１７Ｄによって、青色画素Ｂを補間し（ステップＳ３１）、赤色画素補間手段１９Ｄによって、赤色画素Ｒを補間する（ステップＳ３２）。なお、このステップＳ３１およびステップＳ３２は、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）において並列処理される。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、青色色差画素生成手段７によって、第一緑色画素Ｇ₁、第二緑色画素Ｇ₂、補間された青色画素Ｂおよび補間された赤色画素Ｒから青色色差画素Ｃｂを生成する（ステップＳ３５）。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、青色色差画素走査変換手段１３Ｃによって、青色色差画素生成手段７で生成された青色色差画素Ｃｂを走査変換して出力する（ステップＳ３８）。

また、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、赤色色差画素生成手段９によって、第一緑色画素Ｇ₁、第二緑色画素Ｇ₂、補間された青色画素Ｂおよび補間された赤色画素Ｒから赤色色差画素Ｃｒを生成する（ステップＳ３６）。

そして、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）は、赤色色差画素走査変換手段１５Ｃによって、赤色色差画素生成手段９で生成された赤色色差画素Ｃｒを走査変換して出力する（ステップＳ３９）。

なお、輝度画素Ｙを生成するステップＳ３３、ステップＳ３４およびステップＳ３７のステップ群と、青色画素Ｂおよび赤色画素Ｒを補間した後、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒを生成し走査変換するステップＳ３１、ステップＳ３２、ステップＳ３５、ステップＳ３６、ステップＳ３８およびステップ３９のステップ群とは、映像フォーマット変換装置１（１Ｄ）において並列処理される。

〈映像フォーマット逆変換装置の動作、第一実施形態〉
次に、図２２に示すフローチャートを参照して、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ）の動作について説明する（適宜、図１３参照）。
まず、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ）は、走査変換手段２３によって、輝度画素Ｙを走査変換し、第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を生成する（ステップＳ４１）。

続いて、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ）は、第一緑色画素生成手段２５によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒから第一緑色画素Ｇ₁を生成し（ステップＳ４２）、第二緑色画素生成手段２７によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒから第二緑色画素Ｇ₂を生成する（ステップＳ４３）。

また、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ）は、青色画素生成手段２９によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂および青色色差画素Ｃｂから青色画素Ｂを生成する（ステップＳ４４）。

また、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ）は、赤色画素生成手段３１によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂および赤色色差画素Ｃｒから赤色画素Ｒを生成する（ステップＳ４５）。なお、これらステップＳ４２からステップＳ４５までは、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ）において並列処理される。

〈映像フォーマット逆変換装置の動作、第二実施形態〉
次に、図２３に示すフローチャートを参照して、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｂ）の動作について説明する（適宜、図１４参照）。
映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｂ）は、走査変換手段２３Ｂによって、輝度画素Ｙを走査変換し、第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を生成する（ステップＳ５１）。

また、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｂ）は、青色色差画素走査変換手段３３によって、青色色差画素Ｃｂを走査変換して出力し（ステップＳ５２）、赤色色差画素走査変換手段３５によって、赤色色差画素Ｃｒを走査変換して出力する（ステップＳ５３）。なお、これらステップＳ５１からステップＳ５３までは、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｂ）において並列処理される。

そして、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｂ）は、第一緑色画素生成手段２５によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒから第一緑色画素Ｇ₁を生成し（ステップＳ５４）、第二緑色画素生成手段２７によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒから第二緑色画素Ｇ₂を生成する（ステップＳ５５）。

また、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｂ）は、青色画素生成手段２９によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂および青色色差画素Ｃｂから青色画素Ｂを生成する（ステップＳ５６）。

また、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｂ）は、赤色画素生成手段３１によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂および赤色色差画素Ｃｒから赤色画素Ｒを生成する（ステップＳ５７）。なお、これらステップＳ５４からステップＳ５７までは、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｂ）において並列処理される。

〈映像フォーマット逆変換装置の動作、第三実施形態〉
次に、図２４に示すフローチャートを参照して、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）の動作について説明する（適宜、図１５参照）。
映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）は、走査変換手段２３Ｂによって、輝度画素Ｙを走査変換し、第一輝度画素Ｙ₁および第二輝度画素Ｙ₂を生成する（ステップＳ６１）。

また、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）は、青色色差画素走査変換手段３３Ｃによって、青色色差画素Ｃｂを走査変換して出力し（ステップＳ６２）、赤色色差画素走査変換手段３５Ｃによって、赤色色差画素Ｃｒを走査変換して出力する（ステップＳ６３）。なお、これらステップＳ６１からステップＳ６３までは、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）において並列処理される。

そして、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）は、第一緑色画素生成手段２５によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒから第一緑色画素Ｇ₁を生成し（ステップＳ６４）、第二緑色画素生成手段２７によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂、青色色差画素Ｃｂおよび赤色色差画素Ｃｒから第二緑色画素Ｇ₂を生成する（ステップＳ６５）。

また、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）は、青色画素生成手段２９によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂および青色色差画素Ｃｂから青色画素Ｂを生成する（ステップＳ６６）。

そして、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）は、青色画素補間手段３７によって、青色画素Ｂを補間して出力する（ステップＳ６８）。

また、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）は、赤色画素生成手段３１によって、第一輝度画素Ｙ₁、第二輝度画素Ｙ₂および赤色色差画素Ｃｒから赤色画素Ｒを生成する（ステップＳ６７）。
そして、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）は、赤色画素補間手段３９によって、赤色画素Ｒを補間して出力する（ステップＳ６９）。

なお、第一緑色画素Ｇ₁を生成するステップＳ６４と、第二緑色画素Ｇ₂を生成するステップＳ６５と、青色画素Ｂを生成し補間するステップＳ６６およびステップＳ６８のステップ群と、赤色画素Ｒを生成し補間するステップＳ６７およびステップＳ６９のステップ群とは、映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ｃ）において並列処理される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。例えば、本実施形態では、映像フォーマット変換装置１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）および映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）として説明したが、各装置の構成の処理を汎用または特殊なコンピュータ言語で記述した映像フォーマット変換プログラムおよび映像フォーマット逆変換プログラムとみなすことができる。これらの場合、映像フォーマット変換装置１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ）および映像フォーマット逆変換装置２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）と同様の効果を得ることができる。

本発明の実施形態に係る映像フォーマット変換装置（第一実施形態）のブロック図である。 三原色信号の空間的画素配置を示した図である。 第一実施形態の映像フォーマット変換装置による映像信号の輝度信号、色差信号の空間的画素配置（途中経過）を示した図である。 第一実施形態の映像フォーマット変換装置による映像信号の輝度信号、色差信号の空間的画素配置を示した図である。 本発明の実施形態に係る映像フォーマット変換装置（第二実施形態）のブロック図である。 第二実施形態の映像フォーマット変換装置による映像信号の輝度信号、色差信号の空間的画素配置を示した図である。 本発明の実施形態に係る映像フォーマット変換装置（第三実施形態）のブロック図である。 第三実施形態の映像フォーマット変換装置によって、青色信号、赤色信号を補間した際の空間的画素配置を示した図である。 第三実施形態の映像フォーマット変換装置による映像信号の輝度信号、色差信号の空間的画素配置（途中経過）を示した図である。 第三実施形態の映像フォーマット変換装置による映像信号の輝度信号、色差信号の空間的画素配置を示した図である。 本発明の実施形態に係る映像フォーマット変換装置（第四実施形態）のブロック図である。 第四実施形態の映像フォーマット変換装置によって、青色信号、赤色信号を補間した際の空間的画素配置を示した図である。 映像フォーマット逆変換装置（第一実施形態）のブロック図である。 映像フォーマット逆変換装置（第二実施形態）のブロック図である。 映像フォーマット逆変換装置（第三実施形態）のブロック図である。 第三実施形態の映像フォーマット逆変換装置による三原色信号の空間的画素配置を示した図である。 第三実施形態の映像フォーマット逆変換装置によって、青色信号、赤色信号を補間した際の空間的画素配置を示した図である。 図１に示した映像フォーマット変換装置（第一実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図５に示した映像フォーマット変換装置（第二実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図７に示した映像フォーマット変換装置（第三実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図１１に示した映像フォーマット変換装置（第四実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図１３に示した映像フォーマット逆変換装置（第一実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図１４に示した映像フォーマット逆変換装置（第二実施形態）の動作を説明したフローチャートである。 図１５に示した映像フォーマット逆変換装置（第三実施形態）の動作を説明したフローチャートである。

符号の説明

１（１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ） 映像フォーマット変換装置
３ 第一輝度画素生成手段
５ 第二輝度画素生成手段
７ 青色色差画素生成手段
９ 赤色色差画素生成手段
１１、１１Ｂ、２３、２３Ｂ 走査変換手段
１３、１３Ｃ 青色色差画素走査変換手段
１５、１５Ｃ 赤色色差画素走査変換手段
１７、１７Ｄ、３７ 青色画素補間手段
１９、１９Ｄ、３９ 赤色画素補間手段
２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ） 映像フォーマット逆変換装置
２５ 第一緑色画素生成手段
２７ 第二緑色画素生成手段
２９ 青色画素生成手段
３１ 赤色画素生成手段
３３、３３Ｃ 青色色差画素走査変換手段
３５、３５Ｃ 赤色色差画素走査変換手段

Claims (4)

1. 斜方格子画素構造を有する緑色信号と正方格子画素構造を有する赤色信号および青色信号とからなり、単位領域当たり前記緑色信号の画素である第一緑色画素と第二緑色画素の２画素と、前記赤色信号の画素である赤色画素１画素および前記青色信号の画素である青色画素１画素からなる三原色形式の映像信号を、輝度・色差形式の映像信号に変換する映像フォーマット変換装置であって、
   前記単位領域内の第一緑色画素と前記赤色画素および前記青色画素とから第一輝度画素を生成する第一輝度画素生成手段と、
   前記単位領域内の第二緑色画素と前記赤色画素および前記青色画素とから第二輝度画素を生成する第二輝度画素生成手段と、
   前記第一緑色画素および第二緑色画素と、前記赤色画素および前記青色画素とから、前記輝度・色差形式の映像信号における青色色差画素を生成する青色色差画素生成手段と、
   前記第一緑色画素および第二緑色画素と、前記赤色画素および前記青色画素とから、前記輝度・色差形式の映像信号における赤色色差画素を生成する赤色色差画素生成手段と、
   前記第一輝度画素生成手段で生成された第一輝度画素と、前記第二輝度画素生成手段で生成された第二輝度画素とを取得して、前記各単位領域内の前記第一輝度画素と前記第二輝度画素とが垂直方向で隣接するように走査変換して、前記輝度・色差形式の映像信号の輝度画素を生成する走査変換手段と、
   前記青色色差画素生成手段で生成された青色色差画素を取得して、水平方向で隣接する前記青色色差画素の組を生成し、前記組を構成する２つの前記青色色差画素が垂直方向で隣接するように走査変換する青色色差画素走査変換手段と、
   前記赤色色差画素生成手段で生成された赤色色差画素を取得して、水平方向で隣接する前記赤色色差画素の組を生成し、前記組を構成する２つの前記赤色色差画素が垂直方向で隣接するように走査変換する赤色色差画素走査変換手段と、
   を備えることを特徴とする映像フォーマット変換装置。
2. 前記青色画素を前記単位領域内で補間する青色画素補間手段と、
   前記赤色画素を前記単位領域内で補間する赤色画素補間手段とを備え、
   補間された前記青色画素および前記赤色画素が、前記第一輝度画素生成手段、前記第二輝度画素生成手段、前記青色色差画素生成手段および前記赤色色差画素生成手段に入力されることを特徴とする請求項１に記載の映像フォーマット変換装置。
3. 前記第一輝度画素生成手段および前記第二輝度画素生成手段には、前記青色画素補間手段および前記赤色画素補間手段で補間される前の青色画素および赤色画素が入力されることを特徴とする請求項２に記載の映像フォーマット変換装置。
4. 斜方格子画素構造を有する緑色信号と正方格子画素構造を有する赤色信号および青色信号とからなり、単位領域当たり前記緑色信号の画素である第一緑色画素と第二緑色画素の２画素と、前記赤色信号の画素である赤色画素１画素および前記青色信号の画素である青色画素１画素からなる三原色形式の映像信号を、輝度・色差形式の映像信号に変換する装置を、
   前記単位領域内の第一緑色画素と前記赤色画素および前記青色画素とから第一輝度画素を生成する第一輝度画素生成手段、
   前記単位領域内の第二緑色画素と前記赤色画素および前記青色画素とから第二輝度画素を生成する第二輝度画素生成手段、
   前記第一緑色画素および第二緑色画素と、前記赤色画素および前記青色画素とから、前記輝度・色差形式の映像信号における青色色差画素を生成する青色色差画素生成手段、
   前記第一緑色画素および第二緑色画素と、前記赤色画素および前記青色画素とから、前記輝度・色差形式の映像信号における赤色色差画素を生成する赤色色差画素生成手段、
   前記第一輝度画素生成手段で生成された第一輝度画素と、前記第二輝度画素生成手段で生成された第二輝度画素とを取得して、前記各単位領域内の前記第一輝度画素と前記第二輝度画素とが垂直方向で隣接するように走査変換して、前記輝度・色差形式の映像信号における輝度画素を生成する走査変換手段、
   前記青色色差画素生成手段で生成された青色色差画素を取得して、水平方向で隣接する前記青色色差画素の組を生成し、前記組を構成する２つの前記青色色差画素が垂直方向で隣接するように走査変換する青色色差画素走査変換手段、
   前記赤色色差画素生成手段で生成された赤色色差画素を取得して、水平方向で隣接する前記赤色色差画素の組を生成し、前記組を構成する２つの前記赤色色差画素が垂直方向で隣接するように走査変換する赤色色差画素走査変換手段、
   として機能させることを特徴とする映像フォーマット変換プログラム。

Images