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JP2005045443A - Image processor - Google Patents

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JP2005045443A
JP2005045443A JP2003201733A JP2003201733A JP2005045443A JP 2005045443 A JP2005045443 A JP 2005045443A JP 2003201733 A JP2003201733 A JP 2003201733A JP 2003201733 A JP2003201733 A JP 2003201733A JP 2005045443 A JP2005045443 A JP 2005045443A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
field
difference
output
image
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2003201733A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Ota
誠 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2003201733A priority Critical patent/JP2005045443A/en
Publication of JP2005045443A publication Critical patent/JP2005045443A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To more exactly decide the movement of a picture to generate a good interpolating signal. <P>SOLUTION: The image processor for converting an interlaced picture signal into a progressive picture signal comprises a vertical difference detecting means for selecting and outputting either the difference between adjacent lines in a first field, or the difference between adjacent lines in a second field, based on the time change quantity and the special change quantity of the picture signals in the first field and the second field just before it; including interpolating signals, a means for detecting the movement of the input picture signals between continuous two fields, using the output of the vertical difference detecting means; and a means for generating the interpolating signals, based on the output of the movement detecting means. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置に関し、特に画像信号の補間処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、NTSCなどの一般的な映像信号方式では、インタレース走査の画像信号を扱っている。
【0003】
インタレース走査された画像信号では、非常に細かい横縞部分でフリッカが生じるなどの妨害がある。この問題を改善するために、インタレース走査の走査線を補間してプログレッシブ走査の画像信号として出力する技術が知られている。
【0004】
また、プログレッシブ走査に変換する際に、画像の動きを判定し、動きの判定結果に応じて前フィールドの信号と現フィールドとを合成して補間信号を作成する技術も知られている。この方式では、動き判定結果の精度により補間信号の状態が変化する。
【0005】
例えば、静止している部分に対して現フィールドの画像信号で補間を行うと細かい横縞は消えてしまい、フリッカとなってしまう。また、動いている部分に対して前フィールドの画像信号で補間を行うと、動きブレが生じ、エッジがギザギザになってしまう。
【0006】
この動き判定結果の精度を高める技術が特許文献1に記載されている。特許文献1では、前フィールドまたは後フィールドのライン間差信号と、現フィールドのライン間差信号の最大値を垂直エッジ信号として使用し、この垂直エッジ信号を用いて動き判定を行っている。
【0007】
【特許文献1】
特開平7−131678号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前フィールドのライン間差分信号と現フィールドのライン間差分信号の大小関係を比較しただけでは、前フィールドでエッジであったが現フィールドではエッジで無いような動いている領域でも、前フィールドのライン間差分信号が動き判定に使用され、動き判定結果が静止寄りとなってしまい、前フィールドの値で補間が行われ、動きブレを生じてしまう。
【0009】
つまり、動いている領域においては、前フィールドのライン間差分値は本来動き判定に必要なライン間差分値とは全く無関係の値となってしまい、誤判定を引き起こす原因となってしまう。
【0010】
本発明は前述の如き問題を解決し、より正確に画像の動き判定を行い、良好な補間信号を生成可能とする処にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前述の目的を達成するため、本発明においては、入力されたインタレース走査の画像信号を用いて補間信号を生成し、この補間信号を用いてプログレッシブ走査の画像信号に変換する装置であって、前記補間画像信号を含む第1のフィールド及びその直前の第2のフィールドにおける画像信号の時間変化量と空間変化量とに基づいて、前記第1のフィールドにおける隣接ライン間の差分と前記第2のフィールドにおける隣接ライン間の差分のうちの一方を選択して出力する垂直差分検出手段と、前記垂直差分検出手段の出力を用いて前記入力された画像信号における連続した二つのフィールド間の動きを検出する動き検出手段と、前記動き検出手段の出力に基づいて前記補間信号を生成する補間信号生成手段とを備える画像処理装置が提示される。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0013】
図1は本発明を適用した記録装置の構成を示すブロック図である。
【0014】
図1において、レンズ101を介して入力した被写体像をCCD102により画像信号に変換し、A/D103によりデジタル信号に変換した後カメラ信号処理回路104に出力する。カメラ信号処理回路104はアパーチャ補正、ガンマ補正、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理を行い、変換回路105に出力する。変換回路105はカメラ信号処理回路104から出力されたインタレース走査の画像信号をプログレッシブ走査の画像信号に変換し、符号化回路106に出力する。符号化回路106は画像信号をMPEGなど周知の符号化方法により符号化し、記録回路107に出力する。記録回路107は符号化された画像信号を記録媒体108に記録する。
【0015】
次に、本形態の特徴的な構成である変換回路105について説明する。
【0016】
図2は変換回路105の構成を示すブロック図である。
【0017】
図2において、カメラ信号処理回路104からのインタレース走査の動画像信号が順に入力される。ラインメモリ201は入力信号を1ライン遅延させて出力する。また、フィールドメモリ202は入力された画像信号を1フィールド分蓄積することでインタレース走査の入力信号を1フィール期間遅延させて出力する。
【0018】
ラインメモリ201の出力信号はフィールド間差分検出回路における平均値回路203、垂直エッジ検出回路における減算器215、及び平均値回路218に供給され、フィールドメモリ202の出力信号はフィールド間差分検出回路における減算着204、垂直エッジ検出回路におけるラインメモリ207、減算器211、周波数解析回路217及び、プログレッシブ変換回路219に供給される。
【0019】
垂直エッジ検出回路では、フィールドメモリ202からの出力信号をラインメモリ207、208によりそれぞれ1ライン期間遅延させている。
【0020】
以上説明した各信号の関係を図3に示す。
【0021】
図3のaはラインメモリ208の出力信号、bはラインメモリ207の出力信号、cはフィールドメモリ202の出力信号、dはラインメモリ201の出力信号、eはインタレース走査の入力信号、xは現フィールドにおける補間ラインを示している。
【0022】
まず、フィールド間差分検出回路の動作について説明する。
【0023】
ラインメモリ201の出力信号とインタレース走査の入力信号が平均値回路203に供給される。平均値回路203はこれら二つの信号の平均値を演算して出力する。平均値回路203の出力信号は現フィールドにおける補間ラインの上下ラインの平均値を示しており、図3における信号dと信号eの平均値となる。この平均値回路203の出力信号とフィールドメモリ202の出力信号の差分を減算器204により求め、絶対値回路205によって絶対値化する。この絶対値回路205の出力信号がフィールド間での差分値となる。
【0024】
次に、垂直エッジ検出回路の動作について説明する。
【0025】
ラインメモリ201の出力信号とインタレース走査の入力信号の差分を減算器215によって求め、絶対値回路216によって絶対値化する。この絶対値回路216の出力信号は現フィールドでのライン間の差分を示しており、図3における信号dとeの差分の絶対値となる。
【0026】
一方、フィールドメモリ202の出力信号をラインメモリ207、208によりそれぞれ1ライン期間遅延させる。従って、ラインメモリ208の出力信号はフィールドメモリ202の出力信号に対して2ライン分遅延することになり、ラインメモリ207、208により、図3における信号a、b、cという連続する三つのラインの信号が得られる。
【0027】
そして、ラインメモリ207の出力信号とフィールドメモリ202の出力信号の差分を減算器211により求め、絶対値回路212によって絶対値化する。同様に、ラインメモリ207の出力信号とラインメモリ208の出力信号の差分を減算器209により求め、絶対値回路2107により絶対値化する。絶対値回路210と絶対値回路212の出力信号は前フィールドの二つのライン間差分、つまり図3における信号aと信号bとの差分の絶対値と信号bと信号cとの差分の絶対値となる。
【0028】
最大値回路213はこれら二つのライン間差分の絶対値のうち、大きい方を選択して出力する。制御回路214は絶対値回路216の出力信号と、最大値回路213の出力信号のうちの一方を選択して出力する。
【0029】
即ち、制御回路214は周波数解析回路217の出力信号が1の場合は絶対値回路216の出力信号を選択し、0の場合は最大値回路213の出力信号を選択する。
【0030】
周波数解析回路217は、インタレース走査の入力信号とフィールドメモリ202の出力信号より、現フィールドと前フィールドにおける補間ラインの周囲の値の変化量をそれぞれ測定し、この二つの値の差が所定の閾値1より大きければ、動いている領域として論理1を出力する。また、閾値1よりも小さい場合は、現フィールドと前フィールドでの変化量を上下のラインからそれぞれ測定し、この中央値を求め、現フィールドと前フィールドにおける補間ラインの周囲の値の変化量の差分とこの中央値のうちフィールド間の差分の方が大きければ動いている領域として論理1を出力し、小さければ静止している領域として論理0を出力する。
【0031】
この結果、制御回路214は、動いている領域では現フィールドの垂直エッジ検出結果である絶対値回路216の出力信号を出力し、静止している領域では現フィールドのエッジ信号と前のフィールドのエッジ信号の最大値、つまり、絶対値回路212の出力信号と最大値回路210の出力信号の大きい方を選択する。この処理により、動いている領域で前フィールドの垂直エッジの値を使用して動きブレが発生することを防ぎ、静止している領域では細いエッジをエッジとして検出することができる。この制御回路214の出力信号が動き判定に使用する垂直エッジ信号となる。
【0032】
動き判定回路206は、絶対値回路205より出力されたフィールド間差分検出信号を、制御回路214からの垂直エッジ検出信号で除算し、その比を動き判定値として出力する。もし動き判定値が1以上になった場合は1として出力する。このように動き判定値は二つの値の比として多値で求める。
【0033】
また、ラインメモリ201の出力信号とインタレース走査の入力信号が平均値回路218に供給される。平均値回路218はこれら二つの信号の平均値を求め、この信号をフィールド内補間信号として出力する。つまり、平均値回路218の出力は現フィールドにおける補間ラインの上下のラインの平均値となり、図4では信号dと信号eの平均値となる。
【0034】
プログレッシブ変換回路219はフィールドメモリ202からの出力信号、インタレース走査の入力信号及び平均値回路218の出力信号を入力し、動き判定回路206により出力された動き判定結果に基づいて補間信号を生成してプログレッシブ走査の画像信号に変換する。
【0035】
即ち、プログレッシブ変換回路219は、現フィールドの画像信号について、動き判定回路206により出力された動きの程度に応じた割合で平均値回路218からの出力信号とフィールドメモリ202からの出力信号とを合成して補間信号を生成する。即ち、図3に示した前フィールドにおける補間ラインxに対応したラインの信号bと平均値回路218の出力信号とを、動きの程度に応じて合成する。
【0036】
そして、1ライン毎に入力画像信号と補間信号とを交互に出力することでプログレッシブ走査の画像信号を生成する。
【0037】
この様に、本形態においては、現フィールドと前フィールドにおける画像信号の変化量に従い、前フィールドにおけるライン間の垂直エッジ検出結果と、現フィールドにおける垂直エッジの検出結果とを選択することで、動いている領域で前フィールドの垂直エッジの値を使用して動きブレが発生することを防ぎ、静止している領域では細いエッジをエッジとして検出することができるので、動き判定の精度を向上することが可能となる。
【0038】
従って、静止部分の解像感を向上し、静止している細かい横縞状のエッジ部分がフリッカとなることを防ぎながら、動いているエッジが動きブレとなって補間されることを防ぐことができる。
【0039】
なお、本形態では、周波数解析回路217を使用しているが、これ以外にもパターンマッチングのような画像処理でも同様の効果を得ることができる。
【0040】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
【0041】
図4は本形態における変換回路105の構成を示すブロック図である。
【0042】
図4において、図2と同様の構成には同一番号を付してその詳細な説明は省略する。
【0043】
本形態では、選択回路214はフィールド間差分検出回路の出力に基づいて、最大値回路213の出力信号と絶対値回路216の出力信号のうちの一方を選択して出力する。
【0044】
即ち、選択回路214は、絶対値回路205の出力信号が所定の閾値2よりも大きい場合は絶対値回路216の出力信号を選択し、閾値2よりも小さい場合には、最大値回路213の出力信号と絶対値回路216の出力信号のうち大きな方を選択する。なお、この閾値2は予め定められた固定値でも、周波数解析などにより得られる変動値でも良い。
【0045】
この様に、選択回路214は、動いている領域では現フィールドのエッジ信号である絶対値回路216の出力信号を選択し、静止している領域では、現フィールドのエッジ信号と前フィールドのエッジ信号のうちの最大値、つまり、絶対値回路216の出力信号と最大値回路213の出力信号のうちの大きい方を選択する。この処理により、動いている領域で前フィールドの垂直エッジの値を使用して動きブレが発生することを防ぎ、静止している領域では細かいエッジをエッジとして検出することができる。
【0046】
動き判定回路206はこの様に選択された垂直エッジ検出回路からの出力信号を用いて、前述の様に動き判定を行い、結果をプログレッシブ変換回路219に出力する。
【0047】
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
【0048】
図5は本形態における変換回路105の構成を示すブロック図であり、図2、図4と同様の構成には同一番号を付して詳細な説明は省略する。
【0049】
本形態において、選択回路214は領域判定回路220の出力信号に基づいて最大値回路211の出力信号と絶対値回路216の出力信号のうちの一方を選択し出力する。
【0050】
領域判定回路220は、フィールドメモリ202の出力信号と、ラインメモリ207、208の出力信号をそれぞれ入力する。そして、まず、フィールドメモリ202の出力信号とラインメモリ208の出力信号の差分の絶対値Aを求め、この値Aが所定の閾値3よりも大きい場合は論理0を出力する。また、値Aが閾値3よりも小さい場合は更に、フィールドメモリ202の出力信号とラインメモリ208の出力信号の平均値Bと、ラインメモリ207の出力信号との間の差分の絶対値Cを求め、この値Cが所定の閾値4よりも大きい場合は論理0を出力する。更に、この値Cが閾値4よりも小さい場合には論理1を出力する。
【0051】
次に、選択回路214の処理について説明する。
【0052】
選択回路214は、まず、絶対値回路205の出力信号と前述の閾値2とを比較し、閾値2よりも小さい場合、最大値回路211の出力信号と絶対値回路216の出力信号のうちの大きい方を選択して出力する。また、絶対値回路205の出力信号が閾値2よりも大きい場合、更に、領域判定回路220の出力信号が0ならば絶対値回路216の出力信号を選択し、1であった場合には最大値回路211の出力信号と絶対値回路216の出力信号のうちの大きい方を選択して出力する。
【0053】
このように、選択回路214は、動いている領域では現フィールドのエッジ信号である絶対値回路216の出力信号を選択し、静止している領域では、現フィールドのエッジ信号と、前のフィールドのエッジ信号の最大値、つまり、絶対値回路216の出力信号と最大値回路211の出力信号の大きい方を選択することで、動いている領域で前フィールドの垂直エッジの値を使用して動きブレが発生することを防ぎ、静止している領域では細かいエッジをエッジとして検出することができる。
【0054】
なお、図5に示した領域判定回路220を用いた構成は、図6の様に変更することも可能である。
【0055】
図6の構成における領域判定回路220の処理について説明する。
【0056】
領域判定回路220は、フィールドメモリ220の出力信号と、ラインメモリ207、208の出力信号に加え、HPF221の出力信号が入力される。HPF221はフィールドメモリ202の出力信号をフィルタ処理し、その高周波成分を抽出して出力する。
【0057】
まず、フィールドメモリ202の出力信号とラインメモリ208の出力信号の差分の絶対値Aを求め、この値Aが閾値3よりも大きい場合には論理0を出力する。また、値Aが閾値3よりも小さい場合、HPF221の出力信号を所定の閾値5と比較し、閾値5よりも小さい場合、論理0を出力する。また、HPF221の出力信号が閾値5よりも大きい場合、論理1を出力する。
【0058】
選択回路214はこの様に出力された領域判定回路220からの出力に基づき、前述と同様に最大値回路211の出力信号と絶対値回路216の出力信号農地の一方を選択する。
【0059】
なお、この閾値3、閾値5は予め定められた固定値でも、周波数解析などにより得られる変動値でも良い。また、領域判定回路220の処理は、パターンマッチングなどの画像認識によって補間ラインが細かいエッジであるかどうかの判断を行い、細かいエッジならば1を出力し、細かいエッジで無いならば0を出力するような構成にすることもできる。
【0060】
次に、第4の実施形態について説明する。
【0061】
図7は本形態における変換回路105の構成を示す図であり、フィールド間差分検出回路、垂直エッジ検出回路、動き判定回路206、平均値回路218及びプログレッシブ変換回路219の構成、動作は図5に示したものと同様である。
【0062】
図7では、フィールド間差分検出回路の入力信号を、LPF223を通過したインタレース走査の入力信号と、LPF222を通過したラインメモリ201の出力信号と、LPF224を通過したフィールドメモリ202の出力信号とする。また、垂直エッジ検出回路において、LPF225を介してフィールドメモリ202からの出力信号を入力し、インタレース走査の入力信号とラインメモリ201の出力信号をそれぞれ、LPF227、LPF226を介して入力する。
【0063】
このようにLPFを介した信号を入力することにより、フィールド間差分検出回路、垂直エッジ検出回路、領域判定回路220がノイズの影響によって誤った値を出力してしまうことを防ぐことができる。
【0064】
なお、本形態ではノイズを抑圧するための処理としてLPFを例に挙げたが、この処理は、メディアンフィルタのようなフィルタでも、コアリングの様な処理でも良い。また、これらのノイズ抑圧のための回路は全てを使用しなくても良い。
【0065】
【発明の効果】
以上説明したように、動き判定の精度を向上することが可能となる。
【0066】
従って、静止部分の解像感を向上し、静止している細かい横縞状のエッジ部分がフリッカとなることを防ぎながら、動いているエッジが動きブレとなって補間されることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用される記録装置の構成を示す図である。
【図2】変換回路の構成を示す図である。
【図3】画像信号の様子を示す図である。
【図4】変換回路の他の構成を示す図である。
【図5】変換回路の他の構成を示す図である。
【図6】変換回路の他の構成を示す図である。
【図7】変換回路の他の構成を示す図である。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image processing apparatus, and more particularly to an interpolation process of an image signal.
[0002]
[Prior art]
Currently, a general video signal system such as NTSC handles interlaced scanning image signals.
[0003]
In an interlaced image signal, there are interferences such as flicker occurring at very fine horizontal stripes. In order to improve this problem, a technique for interpolating interlaced scanning lines and outputting them as progressive scanning image signals is known.
[0004]
There is also known a technique for determining an image motion when converting to progressive scanning, and generating an interpolation signal by synthesizing a previous field signal and a current field according to the motion determination result. In this method, the state of the interpolation signal changes depending on the accuracy of the motion determination result.
[0005]
For example, if a still part is interpolated with an image signal in the current field, fine horizontal stripes disappear and flicker occurs. In addition, if interpolation is performed on the moving portion with the image signal of the previous field, motion blur occurs and the edges become jagged.
[0006]
A technique for increasing the accuracy of the motion determination result is described in Patent Document 1. In Patent Document 1, the maximum value of the inter-line difference signal of the previous field or the rear field and the maximum value of the inter-line difference signal of the current field is used as a vertical edge signal, and motion determination is performed using this vertical edge signal.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-131678
[Problems to be solved by the invention]
However, only by comparing the magnitude relationship between the differential signal between lines in the previous field and the differential signal between lines in the current field, even in a moving area that is an edge in the previous field but not an edge in the current field, the previous field The inter-line difference signal is used for motion determination, and the motion determination result becomes closer to static, interpolation is performed with the value of the previous field, and motion blur occurs.
[0009]
In other words, in the moving area, the inter-line difference value in the previous field becomes a value completely unrelated to the inter-line difference value that is originally necessary for the motion determination, which may cause an erroneous determination.
[0010]
The present invention solves the above-described problems, makes it possible to more accurately determine the motion of an image and generate a good interpolation signal.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, an interpolated signal is generated using an input interlaced scan image signal, and converted to a progressive scan image signal using the interpolated signal. Based on the temporal change amount and the spatial change amount of the image signal in the first field including the interpolated image signal and the second field immediately before the first field, the difference between adjacent lines in the first field and the second field Vertical difference detection means for selecting and outputting one of the differences between adjacent lines in the field, and detecting movement between two consecutive fields in the input image signal using the output of the vertical difference detection means An image processing apparatus is provided that includes a motion detection unit that performs the operation, and an interpolation signal generation unit that generates the interpolation signal based on the output of the motion detection unit. That.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
[0013]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a recording apparatus to which the present invention is applied.
[0014]
In FIG. 1, the subject image input through the lens 101 is converted into an image signal by the CCD 102, converted into a digital signal by the A / D 103, and then output to the camera signal processing circuit 104. The camera signal processing circuit 104 performs image processing signal processing such as aperture correction, gamma correction, and white balance, and outputs the result to the conversion circuit 105. The conversion circuit 105 converts the interlaced scanning image signal output from the camera signal processing circuit 104 into a progressive scanning image signal and outputs the progressive scanning image signal to the encoding circuit 106. The encoding circuit 106 encodes the image signal by a known encoding method such as MPEG and outputs it to the recording circuit 107. The recording circuit 107 records the encoded image signal on the recording medium 108.
[0015]
Next, the conversion circuit 105 which is a characteristic configuration of this embodiment will be described.
[0016]
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the conversion circuit 105.
[0017]
In FIG. 2, interlaced scanning moving image signals from the camera signal processing circuit 104 are sequentially input. The line memory 201 outputs the input signal with a delay of one line. The field memory 202 accumulates the input image signal for one field, and outputs the input signal for interlace scanning with a delay of one field period.
[0018]
The output signal of the line memory 201 is supplied to the average value circuit 203 in the inter-field difference detection circuit, the subtracter 215 in the vertical edge detection circuit, and the average value circuit 218, and the output signal of the field memory 202 is subtracted in the inter-field difference detection circuit. Destination 204, the line memory 207 in the vertical edge detection circuit, the subtractor 211, the frequency analysis circuit 217, and the progressive conversion circuit 219.
[0019]
In the vertical edge detection circuit, the output signal from the field memory 202 is delayed by one line period by the line memories 207 and 208, respectively.
[0020]
FIG. 3 shows the relationship between the signals described above.
[0021]
3a is an output signal from the line memory 208, b is an output signal from the line memory 207, c is an output signal from the field memory 202, d is an output signal from the line memory 201, e is an input signal for interlaced scanning, and x is an input signal for interlace scanning. An interpolation line in the current field is shown.
[0022]
First, the operation of the inter-field difference detection circuit will be described.
[0023]
An output signal from the line memory 201 and an input signal for interlace scanning are supplied to the average value circuit 203. The average value circuit 203 calculates and outputs the average value of these two signals. The output signal of the average value circuit 203 indicates the average value of the upper and lower interpolation lines in the current field, and is the average value of the signal d and the signal e in FIG. A difference between the output signal of the average value circuit 203 and the output signal of the field memory 202 is obtained by a subtractor 204 and converted into an absolute value by an absolute value circuit 205. The output signal of the absolute value circuit 205 becomes a difference value between fields.
[0024]
Next, the operation of the vertical edge detection circuit will be described.
[0025]
The difference between the output signal of the line memory 201 and the input signal for interlaced scanning is obtained by the subtractor 215 and converted into an absolute value by the absolute value circuit 216. The output signal of the absolute value circuit 216 indicates the difference between the lines in the current field, and is the absolute value of the difference between the signals d and e in FIG.
[0026]
On the other hand, the output signals of the field memory 202 are delayed by one line period by the line memories 207 and 208, respectively. Therefore, the output signal of the line memory 208 is delayed by two lines with respect to the output signal of the field memory 202, and the line memories 207 and 208 cause the three continuous lines of signals a, b, and c in FIG. A signal is obtained.
[0027]
Then, the difference between the output signal of the line memory 207 and the output signal of the field memory 202 is obtained by the subtractor 211 and converted into an absolute value by the absolute value circuit 212. Similarly, the difference between the output signal of the line memory 207 and the output signal of the line memory 208 is obtained by the subtracter 209 and converted into an absolute value by the absolute value circuit 2107. The output signals of the absolute value circuit 210 and the absolute value circuit 212 are the difference between two lines in the previous field, that is, the absolute value of the difference between the signal a and the signal b and the absolute value of the difference between the signal b and the signal c in FIG. Become.
[0028]
The maximum value circuit 213 selects and outputs the larger one of the absolute values of the difference between these two lines. The control circuit 214 selects and outputs one of the output signal from the absolute value circuit 216 and the output signal from the maximum value circuit 213.
[0029]
That is, the control circuit 214 selects the output signal of the absolute value circuit 216 when the output signal of the frequency analysis circuit 217 is 1, and selects the output signal of the maximum value circuit 213 when it is 0.
[0030]
The frequency analysis circuit 217 measures the amount of change around the interpolation line in the current field and the previous field from the input signal of interlace scanning and the output signal of the field memory 202, and the difference between the two values is a predetermined value. If it is larger than the threshold 1, a logic 1 is output as a moving area. When the threshold value is smaller than 1, the amount of change in the current field and the previous field is measured from the upper and lower lines, and the median value is obtained to determine the amount of change in the values around the interpolation line in the current field and the previous field. If the difference between the difference and the median is larger, a logic 1 is output as a moving area, and if it is smaller, a logic 0 is output as a stationary area.
[0031]
As a result, the control circuit 214 outputs the output signal of the absolute value circuit 216 which is the detection result of the vertical edge of the current field in the moving area, and the edge signal of the current field and the edge of the previous field in the stationary area. The maximum value of the signal, that is, the larger one of the output signal of the absolute value circuit 212 and the output signal of the maximum value circuit 210 is selected. By this processing, it is possible to prevent the occurrence of motion blur by using the value of the vertical edge of the previous field in the moving area, and to detect a thin edge as an edge in the stationary area. The output signal of the control circuit 214 becomes a vertical edge signal used for motion determination.
[0032]
The motion determination circuit 206 divides the inter-field difference detection signal output from the absolute value circuit 205 by the vertical edge detection signal from the control circuit 214, and outputs the ratio as a motion determination value. If the motion judgment value is 1 or more, it is output as 1. In this way, the motion determination value is obtained as a multi-value as a ratio of two values.
[0033]
Further, the output signal of the line memory 201 and the input signal for interlace scanning are supplied to the average value circuit 218. The average value circuit 218 calculates an average value of these two signals and outputs this signal as an intra-field interpolation signal. That is, the output of the average value circuit 218 is the average value of the upper and lower lines of the interpolation line in the current field, and in FIG. 4, is the average value of the signal d and the signal e.
[0034]
The progressive conversion circuit 219 receives an output signal from the field memory 202, an input signal for interlace scanning, and an output signal from the average value circuit 218, and generates an interpolation signal based on the motion determination result output from the motion determination circuit 206. To convert to an image signal for progressive scanning.
[0035]
That is, the progressive conversion circuit 219 synthesizes the output signal from the average value circuit 218 and the output signal from the field memory 202 at a rate corresponding to the degree of motion output from the motion determination circuit 206 for the image signal in the current field. Thus, an interpolation signal is generated. That is, the signal b of the line corresponding to the interpolation line x in the previous field shown in FIG. 3 and the output signal of the average value circuit 218 are synthesized according to the degree of motion.
[0036]
Then, an image signal for progressive scanning is generated by alternately outputting an input image signal and an interpolation signal for each line.
[0037]
As described above, in this embodiment, the movement is performed by selecting the detection result of the vertical edge between lines in the previous field and the detection result of the vertical edge in the current field according to the change amount of the image signal in the current field and the previous field. The vertical field value of the previous field is used to prevent motion blur in areas that are moving, and thin edges can be detected as edges in areas that are stationary, improving the accuracy of motion determination. Is possible.
[0038]
Therefore, it is possible to improve the resolution of the stationary part and prevent the moving edge from being interpolated as motion blur while preventing the stationary fine horizontal stripe-shaped edge part from flickering. .
[0039]
In this embodiment, the frequency analysis circuit 217 is used, but the same effect can be obtained by image processing such as pattern matching.
[0040]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
[0041]
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the conversion circuit 105 in this embodiment.
[0042]
4, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0043]
In this embodiment, the selection circuit 214 selects and outputs one of the output signal of the maximum value circuit 213 and the output signal of the absolute value circuit 216 based on the output of the inter-field difference detection circuit.
[0044]
That is, the selection circuit 214 selects the output signal of the absolute value circuit 216 when the output signal of the absolute value circuit 205 is larger than the predetermined threshold 2, and outputs the output of the maximum value circuit 213 when it is smaller than the threshold 2. The larger of the signal and the output signal of the absolute value circuit 216 is selected. The threshold value 2 may be a predetermined fixed value or a fluctuation value obtained by frequency analysis or the like.
[0045]
In this manner, the selection circuit 214 selects the output signal of the absolute value circuit 216 which is the edge signal of the current field in the moving area, and the edge signal of the current field and the edge signal of the previous field in the stationary area. Is selected, that is, the larger one of the output signal of the absolute value circuit 216 and the output signal of the maximum value circuit 213. By this processing, it is possible to prevent the occurrence of motion blur by using the value of the vertical edge of the previous field in the moving area, and to detect a fine edge as an edge in the stationary area.
[0046]
The motion determination circuit 206 performs motion determination as described above using the output signal from the vertical edge detection circuit selected in this way, and outputs the result to the progressive conversion circuit 219.
[0047]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
[0048]
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the conversion circuit 105 in this embodiment. The same reference numerals are given to the same configurations as those in FIGS. 2 and 4, and a detailed description thereof will be omitted.
[0049]
In this embodiment, the selection circuit 214 selects and outputs one of the output signal of the maximum value circuit 211 and the output signal of the absolute value circuit 216 based on the output signal of the region determination circuit 220.
[0050]
The area determination circuit 220 receives the output signal of the field memory 202 and the output signals of the line memories 207 and 208, respectively. First, the absolute value A of the difference between the output signal of the field memory 202 and the output signal of the line memory 208 is obtained. If this value A is larger than the predetermined threshold 3, a logic 0 is output. If the value A is smaller than the threshold 3, an absolute value C of the difference between the output signal of the field memory 202, the average value B of the output signal of the line memory 208, and the output signal of the line memory 207 is obtained. When the value C is larger than the predetermined threshold value 4, a logic 0 is output. Further, when the value C is smaller than the threshold value 4, a logic 1 is output.
[0051]
Next, processing of the selection circuit 214 will be described.
[0052]
First, the selection circuit 214 compares the output signal of the absolute value circuit 205 and the threshold value 2 described above, and if smaller than the threshold value 2, the output signal of the maximum value circuit 211 and the output signal of the absolute value circuit 216 are larger. Select the method to output. Further, when the output signal of the absolute value circuit 205 is larger than the threshold 2, if the output signal of the area determination circuit 220 is 0, the output signal of the absolute value circuit 216 is selected. The larger one of the output signal of the circuit 211 and the output signal of the absolute value circuit 216 is selected and output.
[0053]
As described above, the selection circuit 214 selects the output signal of the absolute value circuit 216 which is the edge signal of the current field in the moving region, and the edge signal of the current field and the previous field in the stationary region. By selecting the maximum value of the edge signal, that is, the larger one of the output signal of the absolute value circuit 216 and the output signal of the maximum value circuit 211, motion blur using the value of the vertical edge of the previous field in the moving region is selected. Can be prevented, and a fine edge can be detected as an edge in a stationary region.
[0054]
The configuration using the region determination circuit 220 shown in FIG. 5 can be changed as shown in FIG.
[0055]
Processing of the area determination circuit 220 in the configuration of FIG. 6 will be described.
[0056]
The region determination circuit 220 receives the output signal of the HPF 221 in addition to the output signal of the field memory 220 and the output signals of the line memories 207 and 208. The HPF 221 filters the output signal of the field memory 202, extracts the high frequency component, and outputs it.
[0057]
First, the absolute value A of the difference between the output signal of the field memory 202 and the output signal of the line memory 208 is obtained, and when this value A is larger than the threshold 3, a logic 0 is output. When the value A is smaller than the threshold 3, the output signal of the HPF 221 is compared with the predetermined threshold 5, and when it is smaller than the threshold 5, a logic 0 is output. Further, when the output signal of the HPF 221 is larger than the threshold 5, the logic 1 is output.
[0058]
The selection circuit 214 selects one of the output signal of the maximum value circuit 211 and the output signal of the absolute value circuit 216 based on the output from the region determination circuit 220 output in this way, as described above.
[0059]
The threshold value 3 and the threshold value 5 may be predetermined fixed values or fluctuation values obtained by frequency analysis or the like. The processing of the area determination circuit 220 determines whether the interpolation line is a fine edge by image recognition such as pattern matching, and outputs 1 if it is a fine edge and outputs 0 if it is not a fine edge. Such a configuration can also be adopted.
[0060]
Next, a fourth embodiment will be described.
[0061]
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the conversion circuit 105 in this embodiment. The configuration and operation of the inter-field difference detection circuit, vertical edge detection circuit, motion determination circuit 206, average value circuit 218, and progressive conversion circuit 219 are shown in FIG. It is the same as that shown.
[0062]
In FIG. 7, the input signal of the inter-field difference detection circuit is an interlaced scanning input signal that has passed through the LPF 223, an output signal of the line memory 201 that has passed through the LPF 222, and an output signal of the field memory 202 that has passed through the LPF 224. . In the vertical edge detection circuit, an output signal from the field memory 202 is input via the LPF 225, and an input signal for interlace scanning and an output signal of the line memory 201 are input via the LPF 227 and LPF 226, respectively.
[0063]
By inputting the signal through the LPF in this way, it is possible to prevent the field difference detection circuit, the vertical edge detection circuit, and the region determination circuit 220 from outputting an incorrect value due to the influence of noise.
[0064]
In this embodiment, LPF is taken as an example of processing for suppressing noise. However, this processing may be a filter such as a median filter or a processing such as coring. Further, not all of these noise suppression circuits may be used.
[0065]
【The invention's effect】
As described above, it is possible to improve the accuracy of motion determination.
[0066]
Therefore, the resolution of the stationary part can be improved, and the moving edge can be prevented from being interpolated as motion blur while preventing the stationary fine horizontal stripe-shaped edge part from flickering. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a conversion circuit.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state of an image signal.
FIG. 4 is a diagram illustrating another configuration of a conversion circuit.
FIG. 5 is a diagram showing another configuration of the conversion circuit.
FIG. 6 is a diagram illustrating another configuration of the conversion circuit.
FIG. 7 is a diagram showing another configuration of the conversion circuit.

Claims (11)

入力されたインタレース走査の画像信号を用いて補間信号を生成し、この補間信号を用いてプログレッシブ走査の画像信号に変換する装置であって、
前記補間信号を含む第1のフィールド及びその直前の第2のフィールドにおける画像信号の時間変化量と空間変化量とに基づいて、前記第1のフィールドにおける隣接ライン間の差分と前記第2のフィールドにおける隣接ライン間の差分のうちの一方を選択して出力する垂直差分検出手段と、
前記垂直差分検出手段の出力を用いて前記入力された画像信号における連続した二つのフィールド間の動きを検出する動き検出手段と、
前記動き検出手段の出力に基づいて前記補間信号を生成する補間信号生成手段とを備える画像処理装置。
An apparatus for generating an interpolated signal using an input interlaced scanning image signal and converting the generated interlaced signal into a progressive scanning image signal using the interpolated signal,
Based on the temporal change amount and the spatial change amount of the image signal in the first field including the interpolation signal and the second field immediately before the first field, the difference between adjacent lines in the first field and the second field Vertical difference detection means for selecting and outputting one of the differences between adjacent lines in
Motion detection means for detecting motion between two consecutive fields in the input image signal using the output of the vertical difference detection means;
An image processing apparatus comprising: interpolation signal generation means for generating the interpolation signal based on the output of the motion detection means.
入力されたインタレース走査の画像信号を用いて補間信号を生成し、この補間信号を用いてプログレッシブ走査の画像信号に変換する装置であって、
前記入力された画像信号における前記補間信号を含む第1のフィールドの画像信号とその直前の第2のフィールドの画像信号との間の差分値を検出するフィールド差分検出手段と、
前記フィールド差分検出手段の出力に基づいて、前記第1のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分と前記第2のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分のうちの一方を選択して出力する垂直差分検出手段と、
前記垂直差分検出手段の出力を用いて前記入力された画像信号における連続した二つのフィールド間の動きを検出する動き検出手段と、
前記動き検出手段の出力に基づいて前記補間信号を生成する補間信号生成手段とを備える画像処理装置。
An apparatus for generating an interpolated signal using an input interlaced scanning image signal and converting the generated interlaced signal into a progressive scanning image signal using the interpolated signal,
Field difference detection means for detecting a difference value between the image signal of the first field including the interpolation signal in the input image signal and the image signal of the second field immediately before the input signal;
Based on the output of the field difference detection means, one of the difference between the image signals of the adjacent lines in the first field and the difference between the image signals of the adjacent lines in the second field is selected. Vertical difference detection means for outputting;
Motion detection means for detecting motion between two consecutive fields in the input image signal using the output of the vertical difference detection means;
An image processing apparatus comprising: interpolation signal generation means for generating the interpolation signal based on the output of the motion detection means.
前記フィールド差分検出手段は、前記第1のフィールドにおける隣接ラインの画像信号間の平均値と前記第2のフィールドの画像信号との差分値を求めて出力することを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。3. The field difference detection unit according to claim 2, wherein a difference value between an average value between image signals of adjacent lines in the first field and an image signal of the second field is obtained and output. Image processing device. 前記垂直差分検出手段は、前記フィールド差分検出手段が所定の閾値よりも大きい場合には前記第1のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分を選択して出力し、前記所定の閾値よりも小さい場合には前記第1のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分と前記第2のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分のうちの最大値を選択して出力することを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。The vertical difference detection unit selects and outputs a difference between image signals of adjacent lines in the first field when the field difference detection unit is larger than a predetermined threshold, If the difference is smaller, the maximum value of the difference between the image signals of adjacent lines in the first field and the image signal of adjacent lines in the second field is selected and output. The image processing apparatus according to claim 2. 前記垂直差分検出手段は更に、前記第2のフィールドにおいて前記補間信号のラインに対応した位置のラインを含むNラインの画像信号の間の値の変化量を検出する領域判定手段を有し、前記領域判定手段の出力と前記フィールド差分検出手段の出力とに基づいて前記第1のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分と前記第2のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分のうちの一方を選択することを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。The vertical difference detection means further includes area determination means for detecting a change amount of a value between image signals of N lines including a line at a position corresponding to the line of the interpolation signal in the second field, Of the difference between the image signal of the adjacent line in the first field and the image signal of the adjacent line in the second field based on the output of the region determination unit and the output of the field difference detection unit The image processing apparatus according to claim 2, wherein one of the two is selected. 前記領域判定手段は論理1または0の2値信号を出力し、前記第2のフィールドにおいて前記補間信号に対応する位置のラインの上下に隣接する二つのラインの画像信号の差分と第1の閾値とを比較し、前記二つのラインの画像信号の差分の方が大きい場合には論理0の信号を出力することを特徴とする請求項5記載の画像処理装置。The region determination means outputs a binary signal of logic 1 or 0, and the difference between the image signals of two lines adjacent above and below the line at the position corresponding to the interpolation signal in the second field and the first threshold value 6. The image processing apparatus according to claim 5, wherein when the difference between the image signals of the two lines is larger, a logic 0 signal is output. 前記領域判定手段は更に、前記前記二つのラインの画像信号の差分が前記第1の閾値よりも小さい場合、更に前記二つのラインの画像信号の平均値と前記補間信号に対応した位置のラインの画像信号との間の差分と第2の閾値とを比較し、前記二つのラインの画像信号の平均値の方が大きい場合には論理0の信号を出力し、前記二つのラインの画像信号の平均値の方が小さい場合には論理1の信号を出力することを特徴とする請求項6記載の画像処理装置。The area determination unit further includes, when the difference between the image signals of the two lines is smaller than the first threshold value, the average value of the image signals of the two lines and the line at the position corresponding to the interpolation signal. The difference between the image signal and the second threshold value is compared, and if the average value of the image signals of the two lines is larger, a logic 0 signal is output, and the image signal of the two lines is output. 7. The image processing apparatus according to claim 6, wherein when the average value is smaller, a logic 1 signal is output. 前記領域判定手段は更に、前記前記二つのラインの画像信号の差分が前記第1の閾値よりも小さい場合、更に前記第2のフィールドにおいて前記補間信号に対応した位置のラインの画像信号をハイパスフィルタ処理した信号と第2の閾値とを比較し、前記第2の閾値の方が小さい場合には論理0の信号を出力し、前記第2の閾値の方が大きい場合には論理1の信号を出力することを特徴とする請求項6記載の画像処理装置。The region determination means further applies a high-pass filter to the image signal of the line at the position corresponding to the interpolation signal in the second field when the difference between the image signals of the two lines is smaller than the first threshold. The processed signal is compared with the second threshold value, and when the second threshold value is smaller, a logic 0 signal is output, and when the second threshold value is larger, a logic 1 signal is output. The image processing apparatus according to claim 6, wherein the image processing apparatus outputs the image. 前記垂直差分検出手段は、前記フィールド差分検出回路の出力信号が第3の閾値よりも小さい場合には前記第1のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分と前記第2のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分のうちの最大値を選択して出力し、第3の閾値よりも大きい場合、更に、前記領域判定手段の出力信号が論理0のとき前記第1のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分を選択し、論理1のとき前記第1のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分と前記第2のフィールドにおける隣接ラインの画像信号の間の差分のうちの最大値を選択して出力のうちの最大値を選択して出力することを特徴とする請求項7または8記載の画像処理装置。When the output signal of the field difference detection circuit is smaller than a third threshold value, the vertical difference detection means detects the difference between the image signals of the adjacent lines in the first field and the adjacent lines in the second field. If the maximum value of the differences between the image signals is selected and output, and is larger than the third threshold value, the adjacent line in the first field is further output when the output signal of the region determination means is logic 0 The difference between the image signals of the adjacent lines in the first field and the difference between the image signals of the adjacent lines in the second field when logic 1 is selected is the maximum 9. The image processing apparatus according to claim 7, wherein a value is selected and a maximum value among the outputs is selected and output. 前記垂直差分検出手段は、前記第1のフィールドの画像信号と前記第2のフィールドの画像信号に対してそれぞれローパスフィルタ処理を施すローパスフィルタを有し、前記ローパスフィルタの出力信号を用いて前記第1のフィールドにおける隣接ライン間の差分と前記第2のフィールドにおける隣接ライン間の差分とを算出することを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。The vertical difference detection means includes a low-pass filter that applies low-pass filter processing to the image signal of the first field and the image signal of the second field, respectively, and uses the output signal of the low-pass filter to The image processing apparatus according to claim 1, wherein a difference between adjacent lines in one field and a difference between adjacent lines in the second field are calculated. 前記フィールド差分検出手段は、前記第1のフィールドの画像信号と前記第2のフィールドの画像信号に対してそれぞれローパスフィルタ処理を施すローパスフィルタを有し、前記ローパスフィルタの出力信号を用いて前記第1のフィールドの画像信号と前記第2のフィールドの画像信号との間の差分を算出することを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。The field difference detection means includes a low-pass filter that applies low-pass filter processing to the image signal of the first field and the image signal of the second field, and uses the output signal of the low-pass filter. 3. The image processing apparatus according to claim 2, wherein a difference between the image signal of one field and the image signal of the second field is calculated.
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