JPH06141291A - Scanning line number converter for picture signal - Google Patents
Scanning line number converter for picture signalInfo
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- JPH06141291A JPH06141291A JP4286154A JP28615492A JPH06141291A JP H06141291 A JPH06141291 A JP H06141291A JP 4286154 A JP4286154 A JP 4286154A JP 28615492 A JP28615492 A JP 28615492A JP H06141291 A JPH06141291 A JP H06141291A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 走査線数変換装置において、動画に対する変
換画質を向上させること。
【構成】 インタレース走査の入力画像信号における画
像の動き量を動ベクトルとして出力する動ベクトル発生
回路3と、入力画像信号の遅延量を、動ベクトルに従い
動き補償した動き補償メモリ10〜12と、入力画像信
号を遅延する1Hディレイ13〜15と、1Hディレイ
13〜15の出力信号と動き補償メモリ10〜12の出
力信号とに対し加重平均を行う加重平均回路16と、動
ベクトルに従い遅延量を動き補償した動き補償フレーム
間差信号に基づいて加重平均回路内の重みを決定する補
間選択判定回路9と、加重平均回路16から走査線数を
変換して画像信号を取り出すバッファメモリ17とを具
える。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve the conversion image quality for moving images in a scanning line number conversion device. A motion vector generation circuit 3 that outputs a motion amount of an image in an input image signal of interlaced scanning as a motion vector, and motion compensation memories 10 to 12 that perform motion compensation of a delay amount of the input image signal according to the motion vector, 1H delays 13 to 15 for delaying an input image signal, a weighted averaging circuit 16 for weighted averaging the output signals of the 1H delays 13 to 15 and the output signals of the motion compensation memories 10 to 12, and a delay amount according to a motion vector. An interpolation selection determination circuit 9 that determines the weight in the weighted average circuit based on the motion-compensated inter-frame difference signal that has been motion-compensated, and a buffer memory 17 that converts the number of scanning lines from the weighted average circuit 16 and extracts an image signal. Get
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は画像信号の走査線数変換
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scanning line number converter for image signals.
【0002】[0002]
【発明の概要】この発明は、例えば2:1インタレース
走査のテレビジョン画像信号を走査変換し、走査線数の
異なるテレビジョン画像信号を出力する走査線数変換装
置において、仮想的に動き補償型の順次走査変換を行っ
てから走査線数を変換することにより、動画における不
要な折り返し妨害を除去して、動画に対する変換画質を
向上させるものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides virtual motion compensation in a scanning line number conversion device which scan-converts a television image signal of 2: 1 interlaced scanning and outputs a television image signal having a different number of scanning lines. By performing the sequential scanning conversion of the mold and then converting the number of scanning lines, unnecessary folding interference in the moving image is removed, and the conversion image quality of the moving image is improved.
【0003】[0003]
【従来の技術】従来の走査線数変換装置としては、例え
ば以下に記す(1)、および(1)の装置を動き適応型
にした(2)がある。2. Description of the Related Art As a conventional scanning line number converting device, there are, for example, the following (1) and (2) in which the device of (1) is a motion adaptive type.
【0004】(1)「走査線数変換方式」 特願昭58
−174325号 (出願人:日本放送協会,発明者:田中,西澤) (2)「走査線数・順次走査変換方式」 特願昭61−
71225号 (出願人:日本放送協会,発明者:田中,大村,栗田,
二宮,西澤)(1) "Scanning line number conversion system" Japanese Patent Application No. 58
No. 174325 (Applicant: Japan Broadcasting Corporation, Inventor: Tanaka, Nishizawa) (2) “Number of scanning lines / sequential scanning conversion method” Japanese Patent Application No. 61-
No. 71225 (Applicant: Japan Broadcasting Corporation, inventors: Tanaka, Omura, Kurita,
Ninomiya, Nishizawa)
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来の走査線数変換装
置においては、静止画に対しては充分な変換画質を有す
るが、後に詳しく述べるように、入力信号の2:1イン
タレース走査に基づく折り返しが原因となって、動画に
対しては不自然な折り返し信号成分を発生してしまう。
そのため動画に対する変換画質は必ずしも充分とは言え
なかった。Although the conventional scanning line number conversion device has a sufficient conversion image quality for a still image, it is based on the 2: 1 interlaced scanning of the input signal, as will be described later in detail. Due to the folding back, an unnatural folding signal component is generated for a moving image.
Therefore, the conversion image quality for moving images is not always sufficient.
【0006】すなわち、図2に従来の走査線数変換法の
原理を説明する。図2は時間(t)−垂直(y)の座標
系で画像の走査の状況を見たものである。図2中の白丸
が走査線の存在する位置を示している。走査線に付され
た1,2,3,…の番号は入力信号における走査線番号
であり、1′,2′,3′,…の番号は出力信号におけ
る走査線番号である。またD.C.(=Don’t C
are)はその走査線の信号内容は無効であることを示
している。なお、走査線数の変換比は5:3であるとし
ている(例えば1125本から675本への変換)。That is, the principle of the conventional scanning line number conversion method will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a situation of scanning an image in a time (t) -vertical (y) coordinate system. White circles in FIG. 2 indicate positions where scanning lines exist. The numbers 1, 2, 3, ... Attached to the scanning lines are the scanning line numbers in the input signal, and the numbers 1 ', 2', 3 ', ... Are the scanning line numbers in the output signal. In addition, D. C. (= Don't C
are) indicates that the signal content of the scan line is invalid. The conversion ratio of the number of scanning lines is 5: 3 (for example, conversion from 1125 lines to 675 lines).
【0007】走査線数変換は以下のようにして行われ
る。まず図2の左側の入力信号から垂直方向の補間フィ
ルタにより走査線を補間し、出力信号用の走査線
(1′,2′,3′,4′)を作成する。このとき走査
線1′,2′,3′を作成するフィルタは各々周波数特
性は同一であるが標本化位相の異なるフィルタであり、
それを実現する回路は従来例である文献(1),(2)
に詳しく述べられている。さて、図2において、出力信
号用の走査線1′,2′,3′,4′ではまだ走査その
ものは入力信号と同一であるため、バッファメモリ等に
より走査線の間引きと垂直走査の変換を行い、出力信号
を作成している。このとき、文献(2)からも明らかな
ように、出力信号は2:1インタレース走査であっても
順次走査であっても以上の動作に大きな変更はない。The scanning line number conversion is performed as follows. First, scanning lines are interpolated from an input signal on the left side of FIG. 2 by an interpolation filter in the vertical direction, and scanning lines (1 ', 2', 3 ', 4') for output signals are created. At this time, the filters for forming the scanning lines 1 ', 2', 3'are filters having the same frequency characteristics but different sampling phases,
A circuit for realizing it is a conventional example (1) and (2).
In detail. In FIG. 2, scanning lines 1 ', 2', 3 ', and 4'for output signals still have the same scanning as the input signals. Therefore, thinning of scanning lines and conversion of vertical scanning are performed by a buffer memory or the like. Done and create the output signal. At this time, as is clear from Document (2), there is no great change in the above operation regardless of whether the output signal is 2: 1 interlaced scanning or sequential scanning.
【0008】従来の走査線数変換では、上記の補間を行
う際に、動画についてはフィールド内の走査線(図2で
は図左側のt=0のフィールド内の走査線)から行って
いた。しかし、入力信号が2:1インタレース走査であ
り、垂直方向の情報がフレーム画像の1/2しかなく、
このため、このフィールド内補間では垂直解像度の高い
補間が行えず、静止画においてのみ図2中の点線に示す
ようにフィールドメモリにより前フィールドの走査線を
用いて仮想的に順次走査に変換してから走査線数のため
の補間を行っていた。しかし、これはあくまで静止画に
限られていた。In the conventional scanning line number conversion, when performing the above-mentioned interpolation, the moving image is scanned from the scanning line in the field (in FIG. 2, the scanning line in the field at t = 0 on the left side of the drawing). However, the input signal is 2: 1 interlaced scanning, and the vertical information is only half of the frame image,
Therefore, this intra-field interpolation cannot perform interpolation with a high vertical resolution, and only in a still image, the field memory is used to virtually convert to sequential scanning using the scanning lines of the previous field as shown by the dotted line in FIG. Since, the interpolation for the number of scanning lines was performed. However, this was limited to still images.
【0009】そこで本発明はこの点を改善し、動画に対
しても充分な変換画質が得られる画像信号の走査線数変
換装置を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to improve this point and to provide a scanning line number conversion apparatus for an image signal which can obtain a sufficiently converted image quality even for a moving image.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明はインタレース走査の入力画像信号における画像
の動き量を動ベクトルとして出力する動ベクトル発生回
路と、前記入力画像信号の遅延量を、前記動ベクトルに
従い動き補償した動き補償フィールド遅延回路と、前記
入力画像信号を遅延する遅延回路と、該遅延回路の出力
信号と前記動き補償フィールド遅延回路の出力信号とに
対し加重平均を行う加重平均回路と、前記動ベクトルに
従い遅延量を動き補償した動き補償フレーム間差信号に
基づいて前記加重平均回路内の重みを決定する回路と、
前記加重平均回路から走査線数を変換して画像信号を取
り出す回路とを具えたことを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a motion vector generating circuit for outputting a motion amount of an image in an input image signal of interlaced scanning as a motion vector, and a delay amount of the input image signal. , A motion compensation field delay circuit that has been motion-compensated according to the motion vector, a delay circuit that delays the input image signal, and a weighting that performs weighted averaging on the output signal of the delay circuit and the output signal of the motion compensation field delay circuit. An averaging circuit, and a circuit that determines a weight in the weighted averaging circuit based on a motion-compensated inter-frame difference signal in which a delay amount is motion-compensated according to the motion vector;
A circuit for converting the number of scanning lines from the weighted average circuit to extract an image signal is provided.
【0011】[0011]
【作用】本発明によれば、インタレース走査の入力画像
に対して仮想的に動き補償型の順次走査変換を行ってか
ら走査線数を変換する。これによって、動画における不
要な折り返し妨害を除去して、動画に対する変換画質を
向上させることができる。According to the present invention, the number of scanning lines is converted after virtually performing motion compensation type progressive scanning conversion on an input image of interlaced scanning. As a result, it is possible to remove unnecessary aliasing interference in the moving image and improve the conversion image quality of the moving image.
【0012】[0012]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.
【0013】図1に本発明の実施例である走査線数変換
装置の構成を示す。FIG. 1 shows the configuration of a scanning line number conversion apparatus according to an embodiment of the present invention.
【0014】図1において、本装置の入力信号は走査線
数1125本/フィールド周波数60Hz/インタレー
ス比2:1の画像信号であり、出力信号は525本/フ
ィールド周波数60Hz/インタレース比2:1の画像
信号である。すなわち、本装置は画像信号の基本的な走
査パラメータのうち走査線数のみを変換するものであ
り、その変換比は1125:525=15:7である。In FIG. 1, an input signal of the present apparatus is an image signal having 1125 scanning lines / field frequency 60 Hz / interlace ratio 2: 1, and an output signal is 525 lines / field frequency 60 Hz / interlace ratio 2: 1 image signal. That is, this device converts only the number of scanning lines among the basic scanning parameters of the image signal, and the conversion ratio is 1125: 525 = 15: 7.
【0015】本装置の入力信号は、まず動ベクトル検出
回路1に入力させる。この動ベクトル検出回路1では入
力信号の画像の動き量を動ベクトルV0 として検出す
る。この検出にはすでに種々提案されている動ベクトル
検出技術をそのまま使用できる。また、動ベクトルが外
部から与えられる場合はそれを受信してもよい。V0 は
動ベクトル値修正回路2に入力され、その値が若干修正
されて、図1の他の回路で使用される動ベクトルV(V
x ,Vy )として出力される。修正の内容および意味に
ついては後に述べる。ここでVは実際はVx ,Vy の2
つの信号からなる。Vx は動きの水平方向の成分を表わ
し、単位は(画素/フィールド)とする。Vy は動きの
垂直方向の成分を表わし、単位は((フレーム内)走査
線/フィールド)とする。Vは画素毎、あるいはある大
きさの画素ブロック毎、あるいはフィールド毎のいずれ
の単位でその値が更新されても本装置は動作可能であ
る。これら回路1,2が全体として動ベクトル発生回路
3を構成している。The input signal of this apparatus is first input to the motion vector detection circuit 1. The motion vector detection circuit 1 detects the motion amount of the image of the input signal as the motion vector V 0 . For this detection, various motion vector detection techniques already proposed can be used as they are. If the motion vector is given from the outside, it may be received. V 0 is input to the motion vector value correction circuit 2 and its value is slightly modified so that the motion vector V (V
x , V y ). The content and meaning of the modification will be described later. Here, V is actually 2 of V x and V y .
It consists of two signals. V x represents the horizontal component of the motion, and the unit is (pixel / field). V y represents the vertical component of the motion, and the unit is ((in frame) scan line / field). This device can operate even if the value of V is updated in each pixel, in each pixel block of a certain size, or in each field. These circuits 1 and 2 constitute the motion vector generating circuit 3 as a whole.
【0016】入力信号はまた、各々(565H+V),
(564H+V),(563H+V)のディレイ量を持
つ動き補償メモリ10,11,12に入力される。ここ
でHはフィールド内の1ラインを表わす。またVは前記
動ベクトルである。例えば(563H+V)のディレイ
量は画素数で表わすと以下のようになる。1ラインの画
素数をNとしてThe input signals are also (565H + V), respectively.
It is input to the motion compensation memories 10, 11 and 12 having delay amounts of (564H + V) and (563H + V). Here, H represents one line in the field. V is the motion vector. For example, the delay amount of (563H + V) is expressed as follows in terms of the number of pixels. The number of pixels on one line is N
【0017】[0017]
【数1】 [Equation 1]
【0018】となる。他のディレイ量についても同様に
求められる。ここでVx ,Vy の極性は、時間とともに
画像が右上に移動するときVx >0,Vy >0としてい
る。メモリ10の出力を信号x-2 、メモリ11の出力
をx0 、メモリ12の出力をx2 とする。これらは加重
平均回路16に入力される。[0018] The other delay amounts are similarly obtained. Here, the polarities of V x and V y are V x > 0 and V y > 0 when the image moves to the upper right with time. The output of the memory 10 is a signal x -2 , the output of the memory 11 is x 0 , and the output of the memory 12 is x 2 . These are input to the weighted average circuit 16.
【0019】入力信号はまた、1Hディレイ13,1
4,15の縦続接続回路に入力される。ここでは装置の
入力信号をx-3 、ディレイ13の出力をx-1 、ディ
レイ14の出力をx1 、ディレイ15の出力をx3 とす
る。これらも加重平均回路16に入力される。The input signal is also a 1H delay 13,1
It is input to the cascade connection circuits of 4, 15. Here, it is assumed that the input signal of the device is x -3 , the output of the delay 13 is x -1 , the output of the delay 14 is x 1 , and the output of the delay 15 is x 3 . These are also input to the weighted average circuit 16.
【0020】なお、図1の装置では、動ベクトルVに従
ってメモリ10〜12におけるフィールドディレイ量を
動き補償することにより仮想的な順次走査変換の際の動
画における画質劣化を解決している。例えば画像の垂直
方向の動きがVy =2である場合は、図1の動き補償メ
モリ10〜12により図3のa,b,cの走査線をディ
レイさせてx2 ,x0 ,x-2を出力し、加重平均回路1
6に順次走査信号x3〜x-3を入力する。図3の表示法
は図2と同様であり、また、補間以後の動作は従来法と
同様である(詳細は後述)。このように図1の装置では
画像に動きがある場合でも垂直フィルタを用いることな
く順次走査に変換できるので、動画の変換画質が良好で
ある。すなわち、高解像度、高画質が得られる。この状
況は水平方向の動き成分についても同様である。なお、
静止画においてはVx =Vy =0であるので、従来の静
止画に対するフィールド間補間も上記動き補償補間の動
作に含まれている。In the apparatus of FIG. 1, the image quality deterioration in the moving image at the time of virtual progressive scan conversion is solved by motion-compensating the field delay amount in the memories 10 to 12 according to the motion vector V. For example, when the vertical motion of the image is V y = 2, the scanning lines of a, b, and c of FIG. 3 are delayed by the motion compensation memories 10 to 12 of FIG. 1 to delay x 2 , x 0 , and x −. Outputs 2 and weighted average circuit 1
Sequential scanning signals x 3 to x -3 are input to 6. The display method of FIG. 3 is the same as that of FIG. 2, and the operation after interpolation is the same as the conventional method (details will be described later). As described above, in the apparatus of FIG. 1, even if an image moves, it can be converted into progressive scanning without using a vertical filter, so that the converted image quality of a moving image is good. That is, high resolution and high image quality can be obtained. This situation also applies to the horizontal motion component. In addition,
Since V x = V y = 0 in a still image, inter-field interpolation for a conventional still image is also included in the motion compensation interpolation operation.
【0021】ところで、図3にはVy が偶数の場合のみ
示したが、Vy が奇数の場合は1フィールド前に順次走
査に該当する走査線が存在しないため動き補償補間を行
うことができない。従って、図1の動ベクトル値修正回
路2では以下のアルゴリズムにより垂直方向の動ベクト
ル値を修正する。動ベクトル検出回路で検出された垂
直,水平の動ベクトルを各々Vy0,Vx0とすると、By the way, FIG. 3 shows only when V y is an even number, but when V y is an odd number, there is no scanning line corresponding to sequential scanning one field before, so that motion compensation interpolation cannot be performed. . Therefore, the motion vector value correction circuit 2 of FIG. 1 corrects the motion vector value in the vertical direction by the following algorithm. If the vertical and horizontal motion vectors detected by the motion vector detection circuit are V y0 and V x0 , respectively,
【0022】[0022]
【数2】 [Equation 2]
【0023】[0023]
【数3】 Vx=Vx0 …(3) すなわち、Vy0についてはVy0が奇数の場合はVy0をよ
り絶対値の小さい偶数に丸めている。これは、動き補償
が正確でない場合は、過補償の状態よりも補償不足の状
態の方が一般的に画質が良好であることによるものであ
る。水平方向の動き成分については以上のようなインタ
レース走査に基づく特殊事情がないためVx0を修正する
必要はない。Equation 3] V x = V x0 ... (3 ) i.e., for V y0 are if V y0 is odd are rounded to a small even number of more absolute value V y0. This is because the image quality is generally better in the under-compensated state than in the over-compensated state when the motion compensation is not accurate. With respect to the horizontal motion component, it is not necessary to modify V x0 because there is no special situation based on the interlaced scanning as described above.
【0024】加重平均回路16は、7次の補間フィルタ
を構成し、上で述べたxi (iは整数かつ、−3≦i≦
3)に対し、各々に重み(係数)αi を乗じたのち、加
算して出力する。すなわちThe weighted average circuit 16 constitutes a seventh-order interpolation filter, and has the above-mentioned x i (i is an integer and -3≤i≤
3) is multiplied by a weight (coefficient) α i , then added and output. Ie
【0025】[0025]
【外1】 [Outer 1]
【0026】このとき、係数αi の値は後に述べる信号
K、およびフレーム内あるいはフィールド内での走査線
番号によって変化する。加重平均回路16の出力はバッ
ファメモリ17に入力される。ここでは前記図2の走査
線番号に従って信号をリード/ライトすることにより、
画像における垂直走査の変換を行い、525/60/
2:1の本装置の出力信号を作成する。At this time, the value of the coefficient α i changes depending on the signal K described later and the scanning line number within the frame or within the field. The output of the weighted average circuit 16 is input to the buffer memory 17. Here, by reading / writing a signal according to the scanning line number in FIG.
Converts the vertical scan in the image to 525/60 /
Create a 2: 1 output signal of the device.
【0027】本装置の入力信号はまた、(525H+2
V)のディレイ量の持つ動き補償メモリ4に入力され
る。4の動作は動き補償量が動ベクトルVの2倍となっ
ている他はメモリ10〜12と同様であり、そのディレ
イ量は(1)式と同様にして求められる。減算器5は本
装置の入力信号とメモリ4の出力との差分をとって出力
する。減算器5の出力が動き補償フレーム間差信号であ
る。絶対値回路6は減算器5の出力の絶対値を出力す
る。K決定回路7は絶対値回路6の出力をもとに前記の
信号Kを決定する。ここでKの値は例えば0≦K≦1と
する。また、この範囲内でKの取り得る値の数は前記の
加重平均回路16の条件に依存する。例えば、係数αi
が、Kに対して3種類変化できるものとすれば、Kの取
り得る値は3種であり、例えばKは0または0.5また
は1である。K決定回路7の内容は、単純に絶対値回路
6の出力値が大きければKを大きな値にするという量子
化器のみでも良いし、従来の画像の動き検出法の中に見
られる様々な手法を盛り込んでもよい。K決定回路7の
出力はxi との位相合わせのための1Hディレイ8を経
て、信号Kとして加重平均回路16に入力される。な
お、信号Kの位相は信号x-1に合わせられている。これ
ら各構成4〜8が全体として補間選択判定回路9を構成
している。The input signal of this device is also (525H + 2
V) is input to the motion compensation memory 4 having the delay amount. The operation of No. 4 is the same as that of the memories 10 to 12 except that the motion compensation amount is twice the motion vector V, and the delay amount thereof is obtained in the same manner as the equation (1). The subtracter 5 takes the difference between the input signal of this device and the output of the memory 4 and outputs it. The output of the subtractor 5 is the motion compensation interframe difference signal. The absolute value circuit 6 outputs the absolute value of the output of the subtractor 5. The K decision circuit 7 decides the signal K based on the output of the absolute value circuit 6. Here, the value of K is, for example, 0 ≦ K ≦ 1. The number of values that K can take within this range depends on the condition of the weighted average circuit 16. For example, the coefficient α i
However, if three types can be changed with respect to K, the value that K can take is three types, for example, K is 0, 0.5, or 1. The content of the K decision circuit 7 may be a quantizer which simply makes K a large value if the output value of the absolute value circuit 6 is large, or various methods found in conventional image motion detection methods. May be included. The output of the K determination circuit 7 is input to the weighted average circuit 16 as a signal K through a 1H delay 8 for phase matching with x i . The phase of the signal K is aligned with the signal x -1 . Each of these configurations 4 to 8 constitutes the interpolation selection determination circuit 9 as a whole.
【0028】本実施例による走査線数変換は、前述した
ようにメモリ10〜12,1Hディレイ13〜15,動
ベクトル発生回路3,補間選択判定回路9,加重平均回
路16,バッファメモリ17を用いて2:1インタレー
ス走査信号に対して仮想的に動き補償型の順次走査変換
を行ってから走査線数の変換のための補間を行うもので
あるから、動画に対しても高解像度,高画質な変換を行
うことが可能である。The scanning line number conversion according to this embodiment uses the memories 10 to 12, the 1H delays 13 to 15, the motion vector generation circuit 3, the interpolation selection determination circuit 9, the weighted average circuit 16, and the buffer memory 17 as described above. Since a 2: 1 interlaced scanning signal is virtually subjected to motion compensation type progressive scanning conversion and then interpolation for conversion of the number of scanning lines is performed, high resolution and It is possible to perform image quality conversion.
【0029】図1の実施例を含む走査線数変換の時間−
垂直スペクトルを図4および図5に示す。図4および図
5において、横軸はいずれも時間周波数f(Hz)であ
り、縦軸はいずれも垂直空間周波数ν(cph)であ
る。図4(a)は以下で検討する画像のスペクトルであ
り、Scan line number conversion time including the embodiment of FIG.
Vertical spectra are shown in FIGS. 4 and 5. 4 and 5, the horizontal axis represents the time frequency f (Hz), and the vertical axis represents the vertical spatial frequency ν (cph). FIG. 4 (a) is the spectrum of the image considered below,
【0030】[0030]
【外2】 [Outside 2]
【0031】[0031]
【外3】 [Outside 3]
【0032】インタレース走査による時空間標本化のキ
ャリアである。図では原スペクトル、およびフィールド
による時間標本化の折り返しスペクトルを実線で、イン
タレース走査による折り返しを点線で示してある。ま
た、同図(b)は同じ画像を走査線525本システムの
カメラで撮像した場合の信号スペクトルである。同図
(a)ではVy =2(1125走査線/フィールド)で
あったが、同図(b)ではA carrier for spatiotemporal sampling by interlaced scanning. In the figure, the original spectrum and the folding spectrum of time sampling by the field are shown by solid lines, and the folding by interlaced scanning is shown by dotted lines. Further, FIG. 6B shows a signal spectrum when the same image is picked up by the camera of the system having 525 scanning lines. In the figure (a), V y = 2 (1125 scanning lines / field), but in the figure (b),
【0033】[0033]
【数4】 [Equation 4]
【0034】と考えることができる。Can be considered as
【0035】同図(c)は図2で述べた従来例の静止画
用補間の補間特性である。同図(c)の斜線部は補間フ
ィルタの阻止域であり、この部分の信号スペクトルはカ
ットされる。通過域に残った信号を525/2:1に走
査変換することにより同図(d)のスペクトルが得られ
る。同図(d)を見ると、長さが短くなった(解像度が
低下した)原スペクトル(実線)、およびインタレース
キャリアXからのスペクトル(点線)の他に、−60≦
f≦−30,0≦f≦30の領域に不自然なスペクトル
を生じていることがわかる。これは、同図(c)の通過
域内に残ったインタレースの折り返しスペクトルにより
生じるものである。また、このスペクトルは原画像のν
に関する中域成分が原因で生じている。このスペクトル
のため、従来の変換では画像の垂直解像度が低下するこ
とに加えて、不自然な画質妨害、たとえば画像の水平エ
ッジ等における不自然で目立ちやすいインタラインフリ
ッカ等を生じていた。FIG. 3C shows the interpolation characteristic of the conventional still image interpolation described in FIG. The shaded area in FIG. 6C is the stop band of the interpolation filter, and the signal spectrum in this area is cut. Scanning conversion of the signal remaining in the pass band to 525/2: 1 yields the spectrum of FIG. As shown in FIG. 6D, in addition to the original spectrum (solid line) of which the length is shortened (resolution is reduced) and the spectrum from the interlaced carrier X (dotted line), −60 ≦
It can be seen that an unnatural spectrum is generated in the region of f ≦ −30 and 0 ≦ f ≦ 30. This is caused by the folded spectrum of the interlace remaining in the pass band of FIG. Also, this spectrum is ν of the original image
Is caused by the mid-range component of. Due to this spectrum, in the conventional conversion, in addition to the reduction in the vertical resolution of the image, unnatural image quality disturbance, for example, an unnatural and noticeable interline flicker at a horizontal edge of the image or the like occurs.
【0036】同様に、従来の動画用の補間特性を同図
(e)、それによる走査線数変換の結果を同図(f)に
示す。この場合も、原スペクトルの解像度が低下するこ
とに加えて、やはり不自然な折り返しスペクトルを生じ
ている。ただしこの場合、この不自然なスペクトルは原
画像のν高域成分が原因となっている。すなわち原画像
のν高域成分はνの値が変換されて出力されている。し
かし画質に関しては、解像度の低下とともにやはり不自
然なインタレース妨害を生じ、同様に画質が劣化してい
た。Similarly, the conventional interpolation characteristic for a moving image is shown in FIG. 6E, and the scanning line number conversion result is shown in FIG. Also in this case, in addition to the resolution of the original spectrum being lowered, an unnatural folded spectrum is also generated. However, in this case, this unnatural spectrum is caused by the ν high frequency component of the original image. That is, the ν high frequency component of the original image is output after the value of ν is converted. However, with regard to image quality, unnatural interlace interference also occurs as the resolution decreases, and image quality also deteriorates.
【0037】これに対し、図1の装置によれば、図5
(g)のような補間特性を実現することができ、同図
(h)に示すような、走査線525システムで直接撮像
した図4(b)と等価な出力信号スペクトルを得ること
が可能である。さらに、図4(b)や図5(h)の画像
でインタレース妨害が目立つ場合は、図5(i)に示す
ように補間特性をνに関して意識的に狭帯域にすること
により、図5(j)に示すように視覚的に目立つν低域
への妨害のない画像を得ることもできる。このように、
本装置によれば、不自然な妨害のない高画質な走査変換
出力を得られることに加えて、特性の選択によっては通
常の走査線525本のカメラよりもさらに妨害の少ない
極めて高画質な画像を得ることも可能である。On the other hand, according to the apparatus of FIG.
It is possible to realize the interpolation characteristic as shown in (g), and it is possible to obtain an output signal spectrum equivalent to that shown in FIG. 4B directly imaged by the scanning line 525 system as shown in FIG. is there. Further, when interlace interference is noticeable in the images of FIGS. 4B and 5H, the interpolation characteristic is consciously set to a narrow band with respect to ν as shown in FIG. As shown in (j), it is possible to obtain an image that does not interfere with the ν low range that is visually noticeable. in this way,
According to the present apparatus, in addition to being able to obtain a scan conversion output with high image quality without unnatural interference, depending on the selection of characteristics, an image with extremely high image quality with less interference than an ordinary camera with 525 scanning lines can be obtained. It is also possible to obtain
【0038】なお、図1の装置における信号Kによる係
数αi の制御は、動ベクトルの誤検出等により動き補償
が誤差を生じる場合に対処するためのものであり、補間
フィルタの特性を例えばK=1の場合は図5(g)の特
性に、K=0の場合は図4(e)の特性に、K=0.5
の場合は図5(g)の特性と図4(eの特性の中間の特
性(例えば両者の平均の特性)にすれば良い。The control of the coefficient α i by the signal K in the apparatus of FIG. 1 is for coping with the case where motion compensation causes an error due to erroneous detection of a motion vector or the like. = 1, the characteristics of FIG. 5 (g), K = 0, the characteristics of FIG. 4 (e), K = 0.5.
In the case of, the characteristic may be an intermediate value between the characteristic of FIG. 5 (g) and the characteristic of FIG. 4 (e (for example, the average characteristic of both).
【0039】本発明の別の実施例を図6に示す。入出力
信号は図1と等しい。また回路構成上図1と異なるの
は、図1の動き補償メモリ10,11,12に代えて図
5で547Hディレイ20、動き補償メモリ21、1H
ディレイ22,23が用いられていることである。他の
部分の回路は内容、動作とも図1に等しい。Another embodiment of the present invention is shown in FIG. Input / output signals are the same as in FIG. The circuit configuration differs from that of FIG. 1 in that instead of the motion compensation memories 10, 11 and 12 of FIG. 1, a 547H delay 20 and motion compensation memories 21 and 1H of FIG.
That is, the delays 22 and 23 are used. The other parts of the circuit are the same in contents and operation as in FIG.
【0040】入力信号は547Hディレイ20を経て、
(16H+V)のディレイ量を持つ動き補償メモリ21
で動き補償される。|V|≦16Hであれば547Hデ
ィレイ20,動き補償メモリ21を合わせて図1の動き
補償メモリ12の動作と等価である。これは通常の画像
では|V|≦16Hであることが多いので、動き補償メ
モリ12を547Hディレイ20と動き補償メモリ21
に分割することにより高価な動き補償メモリのディレイ
サイズを小さくし、装置を経済的に実現しようとするも
のである。動き補償メモリ21の出力は1Hディレイ2
2,23の縦続接続に入力される。動き補償メモリ2
1、1Hディレイ22,23の出力が各々x-2,x0 ,
x2 となる。すなわち、各構成20〜22で図1の動き
補償メモリ11を、同各構成20〜23で動き補償メモ
リ12を代用している。これも高価な動き補償メモリを
節約する1つの手段である。The input signal goes through a 547H delay 20 and
Motion compensation memory 21 having a delay amount of (16H + V)
Motion compensated by. If | V | ≦ 16H, the operation including the 547H delay 20 and the motion compensation memory 21 is equivalent to the operation of the motion compensation memory 12 of FIG. Since this is usually | V | ≦ 16H in a normal image, the motion compensation memory 12 is replaced with the 547H delay 20 and the motion compensation memory 21.
It is intended to reduce the delay size of the expensive motion compensation memory by dividing into two and to realize the device economically. The output of the motion compensation memory 21 is 1H delay 2
Input to 2,23 cascade connection. Motion compensation memory 2
The outputs of the 1 and 1H delays 22 and 23 are x -2 , x 0 , and
the x 2. That is, each of the configurations 20 to 22 substitutes the motion compensation memory 11 of FIG. 1, and each of the configurations 20 to 23 substitutes the motion compensation memory 12. This is another way to save expensive motion compensation memory.
【0041】図7に図6の装置の動作例を示す。図7の
表記法は図3と同様である。図7において図3と異なる
のは、x0 ,x2 を走査線b,cから作成せず、x-2か
ら作成していることである。これは、図3に示すごとく
x-2,x0 ,x2 を補間するための動ベクトルが等しい
場合は図1の装置の動作と等価である。しかし、ある走
査線とそれに隣接する走査線に対する動ベクトルが異な
る場合は図6の装置の動作は図1と異なり、動き補償の
誤差により画質劣化を生じるおそれがある。しかし、動
ベクトルの発生方法や画像の種類によっては図6の装置
でも画質的に充分である可能性も大きい。そのような場
合は図6の構成により装置を経済的に実現できる。FIG. 7 shows an operation example of the apparatus shown in FIG. The notation of FIG. 7 is the same as that of FIG. 7 is different from FIG. 3 in that x 0 and x 2 are not created from the scanning lines b and c but are created from x −2 . This is equivalent to the operation of the apparatus of FIG. 1 when the motion vectors for interpolating x −2 , x 0 , x 2 are equal as shown in FIG. However, when the motion vector for a certain scan line and the scan line adjacent thereto are different, the operation of the apparatus of FIG. 6 is different from that of FIG. 1, and there is a possibility that the image quality may be deteriorated due to a motion compensation error. However, depending on the method of generating a motion vector and the type of image, there is a high possibility that the apparatus of FIG. 6 will be sufficient in terms of image quality. In such a case, the device can be economically realized by the configuration of FIG.
【0042】本発明は以上述べた例のほか、入出力とも
実施例とは異なる走査線数のシステムにも利用できる。
また、本実施例の1125→525のようにダウン変換
だけでなく、525→1125のようなアップ変換にも
利用できる。また、出力信号は順次走査であってもよ
い。さらに、動き補償は注目信号の1フィールド前後の
信号によって行ってもよいし、さらに、動き補償補間に
おいて間補間信号等の動き補償を行える動ベクトルを増
すようにすることも可能である。The present invention can be applied to a system having a scanning line number different from that of the embodiment for both input and output, in addition to the examples described above.
Further, it can be used not only for down conversion like 1125 → 525 in this embodiment but also for up conversion like 525 → 1125. Further, the output signal may be progressive scanning. Furthermore, the motion compensation may be performed by a signal before and after one field of the signal of interest, and it is also possible to increase the number of motion vectors capable of motion compensation such as interpolated signals in the motion compensation interpolation.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明によれば、インタレース走査の入
力画像信号に仮想的に動き補償型の順次走査変換を行っ
てから走査線数の変換を行うことにより、動画における
不自然な折り返し妨害の発生を防ぎ、動画に対する変換
画質を向上させることができる。According to the present invention, the motion-compensated progressive scanning conversion is virtually performed on the input image signal of the interlaced scanning and then the number of scanning lines is converted, so that unnatural aliasing of interference in a moving image is prevented. Can be prevented and the conversion image quality for moving images can be improved.
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図2】従来の走査線数変換装置の動作を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing an operation of a conventional scanning line number conversion device.
【図3】図1の装置の動作例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an operation example of the apparatus of FIG.
【図4】図1の装置の動作を説明する時間−垂直スペク
トルを示す図である。4 shows a time-vertical spectrum illustrating the operation of the device of FIG.
【図5】同じく時間−垂直スペクトルを示す図である。FIG. 5 is a diagram similarly showing a time-vertical spectrum.
【図6】本発明の別の実施例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the present invention.
【図7】図6の装置の動作例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an operation example of the apparatus of FIG.
3 動ベクトル発生回路 9 補間選択判定回路 10,11,12 動き補償メモリ 13,14,15 1Hディレイ 16 加重平均回路 17 バッファメモリ 3 Motion Vector Generation Circuit 9 Interpolation Selection Judgment Circuit 10, 11, 12 Motion Compensation Memory 13, 14, 15 1H Delay 16 Weighted Average Circuit 17 Buffer Memory
Claims (1)
る画像の動き量を動ベクトルとして出力する動ベクトル
発生回路と、 前記入力画像信号の遅延量を、前記動ベクトルに従い動
き補償した動き補償フィールド遅延回路と、 前記入力画像信号を遅延する遅延回路と、 該遅延回路の出力信号と前記動き補償フィールド遅延回
路の出力信号とに対し加重平均を行う加重平均回路と、 前記動ベクトルに従い遅延量を動き補償した動き補償フ
レーム間差信号に基づいて前記加重平均回路内の重みを
決定する回路と、 前記加重平均回路から走査線数を変換して画像信号を取
り出す回路とを具えたことを特徴とする画像信号の走査
線数変換装置。1. A motion vector generation circuit for outputting a motion amount of an image in an interlaced scanning input image signal as a motion vector, and a motion compensation field delay circuit for motion compensation of a delay amount of the input image signal according to the motion vector. A delay circuit for delaying the input image signal, a weighted average circuit for performing a weighted average on the output signal of the delay circuit and the output signal of the motion compensation field delay circuit, and motion compensation of the delay amount according to the motion vector. An image comprising a circuit for determining a weight in the weighted average circuit based on the motion-compensated inter-frame difference signal, and a circuit for converting the number of scanning lines from the weighted average circuit to extract an image signal. Signal scanning line number converter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28615492A JP3242164B2 (en) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | Scanning line number converter for image signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28615492A JP3242164B2 (en) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | Scanning line number converter for image signals |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06141291A true JPH06141291A (en) | 1994-05-20 |
JP3242164B2 JP3242164B2 (en) | 2001-12-25 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0896301A1 (en) * | 1997-08-06 | 1999-02-10 | Victor Company Of Japan, Limited | Stereoscopic image interpolating apparatus and method |
-
1992
- 1992-10-23 JP JP28615492A patent/JP3242164B2/en not_active Expired - Fee Related
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EP0896301A1 (en) * | 1997-08-06 | 1999-02-10 | Victor Company Of Japan, Limited | Stereoscopic image interpolating apparatus and method |
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