JP3400055B2 - 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 - Google Patents
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Info
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Description
【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
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
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
【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。
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。
【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。
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。
【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
４から供給されるパターン圧縮データに基づいて、次式
【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。
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。
【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。
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。
【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
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
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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
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
【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
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
【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
一意に決まらないので、誤差ベクトルｅの要素を次式
【数６】
で定義して、次式
【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。
解法である。
【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
求める。それは次式
【数８】
を０にするように、各ｗi を求めれば良い。以下次式
【数９】
及び次式
【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
式は行列を用いて、次式
【数１１】
に書き換えられる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
成を示すブロツク図である。
【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。
ＨＤデータの位置関係の説明に供する略線図である。
【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。
ツク図である。
【図４】従来の画像情報変換装置のブロツク図である。
【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。
構成を示す接続図である。
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。
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。
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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
Claims (18)
- 【請求項１】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、 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。 - 【請求項２】上記画像情報分割手段は、上記第１の画像
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１に記載の画像情報変換装置。 - 【請求項３】上記クラス検出手段は、上記周波数変換手
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１
に記載の画像情報変換装置。 - 【請求項４】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、 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。 - 【請求項５】上記画像情報分割手段は、上記第１の画像
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４に記載の画像情報変換装置。 - 【請求項６】上記パターン検出手段は、上記周波数変換
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。 - 【請求項７】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、 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。 - 【請求項８】上記第１のステツプでは、上記第１の画像
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７に記載の画像情報変換方法。 - 【請求項９】上記第３のステツプでは、上記第２のステ
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７に記載の画像情報変換方法。 - 【請求項１０】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、 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。 - 【請求項１１】上記第１のステツプでは、上記第１の画
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。 - 【請求項１２】上記第３のステツプでは、上記第２のス
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。 - 【請求項１３】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。 - 【請求項１４】上記画像情報分割手段は、上記第１の画
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。 - 【請求項１５】上記クラス検出手段は、上記周波数変換
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。 - 【請求項１６】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。 - 【請求項１７】上記第１のステツプでは、上記第１の画
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。 - 【請求項１８】上記第３のステツプでは、上記第２のス
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34760793A JP3400055B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34760793A JP3400055B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07193789A JPH07193789A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3400055B2 true JP3400055B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=18391368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34760793A Expired - Lifetime JP3400055B2 (ja) | 1993-12-25 | 1993-12-25 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3400055B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4517448B2 (ja) * | 2000-05-09 | 2010-08-04 | ソニー株式会社 | データ処理装置およびデータ処理方法、並びに記録媒体 |
| JP4596197B2 (ja) | 2000-08-02 | 2010-12-08 | ソニー株式会社 | ディジタル信号処理方法、学習方法及びそれらの装置並びにプログラム格納媒体 |
| JP4645866B2 (ja) * | 2000-08-02 | 2011-03-09 | ソニー株式会社 | ディジタル信号処理方法、学習方法及びそれらの装置並びにプログラム格納媒体 |
| JP4596196B2 (ja) | 2000-08-02 | 2010-12-08 | ソニー株式会社 | ディジタル信号処理方法、学習方法及びそれらの装置並びにプログラム格納媒体 |
| JP4538705B2 (ja) | 2000-08-02 | 2010-09-08 | ソニー株式会社 | ディジタル信号処理方法、学習方法及びそれらの装置並びにプログラム格納媒体 |
| JP4207009B2 (ja) | 2005-03-09 | 2009-01-14 | ソニー株式会社 | 画像処理装置及び方法 |
| JP5335713B2 (ja) * | 2010-02-16 | 2013-11-06 | 富士フイルム株式会社 | 画像処理方法及び装置並びにプログラム |
-
1993
- 1993-12-25 JP JP34760793A patent/JP3400055B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07193789A (ja) | 1995-07-28 |
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