JP4239796B2 - Image signal processing apparatus and processing method - Google Patents
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Description
この発明は、インタレース信号をプログレッシブ信号に変換する画像信号の処理装置および処理方法に関する。 The present invention relates to an image signal processing apparatus and processing method for converting an interlace signal into a progressive signal.
詳しくは、この発明は、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報を用いて補間位置の動き情報を得ることによって、記憶素子(メモリ)の容量を大幅に削減でき、回路規模を小さくできる画像信号の処理装置および処理方法に係るものである。 Specifically, the present invention obtains the motion information of the interpolation position by using the frame motion information of the current field in the pixel unit corresponding to the interpolation position and the frame motion information of the previous field of the block unit corresponding to the interpolation position. The present invention relates to an image signal processing apparatus and processing method capable of greatly reducing the capacity of a storage element (memory) and reducing the circuit scale.
テレビやビデオ等の多くの画像信号はインタレース方式の画像信号(インタレース信号)である。これに対して、コンピュータの画像信号は、プログレッシブ方式の画像信号(プログレッシブ信号)である。したがって例えば、コンピュータの画像とテレビの画像をコンピュータディスプレイの画面上に表示するためには、インタレース信号をプログレッシブ信号に変換しなければならない。 Many image signals such as television and video are interlaced image signals (interlace signals). On the other hand, the image signal of the computer is a progressive image signal (progressive signal). Thus, for example, in order to display a computer image and a television image on a computer display screen, the interlace signal must be converted into a progressive signal.
また、インタレース信号は、1フレームの信号を構成する各ラインの信号を交互に奇数フィールドの信号および偶数フィールドの信号としていることから、画像中に細い横線があるとちらつきが生じてしまう。しかし、プログレッシブ信号では、そのようなことがなく、画像中に細い横線があっても、きれいに表示される。そのため、最近では、家庭用のテレビ受信機でも、内部でインタレース信号からプログレッシブ信号に変換し、プログレッシブ方式で画像を表示するものもある。 In addition, since the interlace signal alternately uses the signals of each line constituting the signal of one frame as the signal of the odd field and the signal of the even field, flickering occurs if there is a thin horizontal line in the image. However, in the progressive signal, such a situation does not occur, and even if there is a thin horizontal line in the image, it is displayed neatly. Therefore, recently, some television receivers for home use internally convert an interlace signal into a progressive signal and display an image in a progressive manner.
インタレース信号は、図7に示すように、互いにずれた1ラインおきのライン信号を持つ奇数、偶数の2つのフィールドで一枚のフレームが構成されている。このインタレース信号をプログレッシブ信号に変換する、いわゆるIP(インタレース−プログレッシブ)変換を行う場合、画素データのない各ラインについて補間データ(画素データ)を生成することが行われる。 As shown in FIG. 7, the interlaced signal is composed of two frames, odd and even, each having a line signal that is shifted every other line. When performing so-called IP (interlace-progressive) conversion, which converts this interlace signal into a progressive signal, interpolation data (pixel data) is generated for each line without pixel data.
この場合、図8に示すように、一般的には、動き検出処理を行って動き領域と静止領域に分け、動き領域についてはフィールド内のデータから補間データを生成し、静止領域については、前または後のフィールドの同じラインの画素データをそのまま補間データとする。 In this case, as shown in FIG. 8, generally, a motion detection process is performed to divide the motion region into a still region, interpolation data is generated from the data in the field for the motion region, and the previous region is Alternatively, pixel data on the same line in the subsequent field is used as interpolation data as it is.
従来、IP変換を行う際の動き検出処理として、例えば特許文献1〜5に記載されるように、種々の方法が提案されている。
Conventionally, as motion detection processing at the time of performing IP conversion, various methods have been proposed as described in
この動き検出処理として、さらにインタレース信号の現フィールドの信号および1フレーム前の信号を用いて画素単位の現フィールドのフレーム動き情報を得ると共に、このフレーム動き情報を記憶素子に記憶し、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および記憶素子に記憶されている補間位置に対応した画素単位の1フィールド前のフレーム動き情報に基づいて補間位置の動き情報を得ること、が考えられる。 As this motion detection processing, the current field frame motion information of the pixel unit is obtained using the current field signal of the interlace signal and the signal of the previous frame, and the frame motion information is stored in the storage element, and the interpolation position is obtained. It is conceivable to obtain the motion information of the interpolation position based on the frame motion information of the current field in pixel units corresponding to and the frame motion information of the previous field in pixel units corresponding to the interpolation position stored in the storage element. .
図9は、そのような動き検出処理を行うIP変換回路200の構成を示している。
このIP変換回路200は、インタレース信号である画像信号V0を入力する入力端子201と、この入力端子201に入力される現フィールドの画像信号V0を1フィールド期間遅延させて1フィールド前の画像信号V1を得るための遅延手段としての記憶素子(フィールドメモリ)202と、この記憶素子202から出力される1フィールド前の画像信号V1をさらに1フィールド期間遅延させて2フィールド前(1フレーム前)の画像信号V2を得るための遅延手段としての記憶素子(フィールドメモリ)203とを有している。
FIG. 9 shows a configuration of an
The
また、IP変換回路200は、画素単位フレーム動き情報取得回路204を有している。この動き情報取得回路204は、入力端子201に入力される現フィールドの画像信号V0と記憶素子203から出力される1フレーム(2フィールド)前の画像信号V2を用いて、画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMを取得する。
The
動き情報取得回路204は、図10に示すように、現フィールドに補間位置Pがあるとき、この補間位置Pの後のラインの画素aのデータおよびこのラインに対応する2フィールド前のラインの画素bのデータとの差分絶対値を求め、この差分絶対値を補間位置Pに対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMとする。この場合、フレーム動き情報M0FMは、その値が大きい程動きが大きいことを示すものとなる。これは、後述するその他の動き情報に関しても同様である。
As shown in FIG. 10, when there is an interpolation position P in the current field, the motion
また、IP変換回路200は、動き情報取得回路204で取得された画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMを記憶する記憶素子205を有している。この記憶素子205は、現フィールドのフレーム動き情報M0FMを1フィールド期間遅延させて、画素単位の1フィールド前のフレーム動き情報M1FMを得るための遅延手段を構成している。この1フィールド前のフレーム動き情報M1FMは、図10に示すように、例えば補間位置Pに対応する1フィールド前、3フィールド前のラインの画素c,dのデータの差分絶対値に相当する。
In addition, the
また、IP変換回路200は、動き情報取得回路204で取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMおよび記憶素子205に記憶されている補間位置に対応した画素単位の1フィールド前のフレーム動き情報M1FMに基づいて、補間位置の動き情報MVを取得し、この動き情報MVに対応した値の係数α(0≦α≦1)を得る画素単位動き判定回路206を有している。
In addition, the
図11は、画素単位動き判定回路206の構成例を示している。この動き判定回路206は、フレーム動き情報M0FM,M1FMの最大値を選択し、それを補間位置の動き情報MVとして出力する最大値選択部206aと、この動き情報MVを係数αに変換するα値変換部206bとからなっている。α値変換部206では、動き情報MVの値が大きいほど係数αの値が1に近づくように、変換が行われる。
FIG. 11 shows a configuration example of the pixel unit
図9に戻って、IP変換回路200は、動き適応補間演算回路207を有している。この補間演算回路207は、動き判定回路206で得られた補間位置の動き情報MVに対応した値の係数αに基づいて、補間位置の画素データDipを生成する。この場合、補間演算回路207は、動き情報MV、従って係数αの値に対応した混合比率で、現フィールドの画像信号V0に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素のデータおよび1フィールド前の画像信号V1に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素のデータを混合して、補間位置の画素データDipを生成する。この補間演算回路207では、垂直方向の各補間ライン上の各補間位置で上述したように画素データDipが生成され、各補間ラインの信号が順次生成されていく。
Returning to FIG. 9, the
図12は、動き適応補間演算回路207の要部の構成例を示している。この補間演算回路207は、補間位置Pの前後のラインの画素a,eのデータDa,Deの平均値Daeを求める平均化部207aと、この平均値Daeに係数αを掛ける乗算器207bと、補間位置Pに対応する1フィールド前のラインの画素cのデータDcに係数(1−α)を掛ける乗算器207cと、乗算器207b,207cの出力信号を加算して補間位置の画素データDipを得る加算器207dとからなっている(図10参照)。
FIG. 12 shows a configuration example of a main part of the motion adaptive
図9に戻って、IP変換回路200は、入力端子201に入力される現フィールドの画像信号V0の各ラインの信号と、補間演算回路207で生成される各補間ラインの信号とを交互に取り出してプログレッシブ信号である画像信号Vpを得る出力ライン選択回路208と、この画像信号Vpを出力する出力端子209とを有している。
Returning to FIG. 9, the
図9に示すIP変換回路200の動作を説明する。
入力端子201にインタレース信号である画像信号V0が入力される。この画像信号V0は記憶素子202に供給され、1フィールド期間だけ遅延される。この記憶素子202から出力される1フィールド前の画像信号V1は記憶素子203に供給され、1フィールド期間だけ遅延される。
The operation of the
An
入力端子201に入力される現フィールドの画像信号V0および記憶素子203から出力される2フィールド前(1フレーム前)の画像信号V2は、画素単位フレーム動き情報取得回路204に供給される。この動き情報取得回路204では、画像信号V0,V2を用いて、画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMが取得される。すなわち、この動き情報取得回路204では、現フィールドの補間ラインの補間位置Pの後のラインの画素aのデータおよびこのラインに対応する2フィールド前のラインの画素bのデータとの差分絶対値が求められ、この差分絶対値が補間位置Pに対応した現フィールドのフレーム動き情報M0FMとされる(図10参照)。
The
このように、動き情報取得回路204で取得された画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMは、記憶素子205に記憶され、1フィールド期間だけ遅延される。つまり、記憶素子205からは、1フィールド前のフレーム動き情報M1FMが得られる。この1フィールド前のフレーム動き情報M1FMは、補間位置Pに対応する1フィールド前、3フィールド前のラインの画素c,dのデータの差分絶対値に相当したものである(図10参照)。
As described above, the frame motion information M0FM of the current field in units of pixels acquired by the motion
動き情報取得回路204で取得された現フィールドのフレーム動き情報M0FMおよび記憶素子205から出力される1フィールド前のフレーム動き情報M1FMは、画素単位動き判定回路206に供給される。この動き判定回路206では、フレーム動き情報M0FM,M1FMに基づいて、補間位置の動き情報MVが取得され、この動き情報MVに対応した値の係数α(0≦α≦1)が得られる。この場合、例えば、フレーム動き情報M0FM,M1FMの最大値が補間位置の動き情報MVとして選択され、この動き情報MVが係数αに変換される。ここで、動き情報MVの値が大きいほど係数αの値が1に近づくようにされる。
The frame motion information M0FM of the current field acquired by the motion
動き判定回路206で得られた係数αは、動き適応補間演算回路207に供給される。また、この補間演算回路207には、入力端子201に入力される現フィールドの画像信号V0および記憶素子202から出力される1フィールド前の画像信号V1が供給される。補間演算回路207では、動き情報MV、従って係数αの値に対応した混合比率で、現フィールドの画像信号V0に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素のデータおよび1フィールド前の画像信号V1に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素のデータが混合されて、補間位置の画素データDipが生成される。
The coefficient α obtained by the
この場合、動き情報MVが大きく、係数αの値が1に近づく程、現フィールドの画像信号V0に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素データの混合比率が大きくされる。つまり、動き領域では現フィールドの信号成分が多くなり、一方静止領域では1フィールド前の信号成分が多くなるように混合される。
In this case, as the motion information MV increases and the value of the
この補間演算回路207では、垂直方向の各補間ライン上の各補間位置で上述したように画素データDipが生成され、各補間ラインの信号が順次生成されていく。このように補間演算回路207で生成される各補間ラインの信号は出力ライン選択回路208に供給される。また、この出力ライン選択回路208には、入力端子201に入力される現フィールドの画像信号V0の各ラインの信号が供給される。出力ライン選択回路208では、現フィールドの画像信号V0の各ラインの信号と、それに対応した各補間ラインの信号とが交互に取り出されてライン数が倍とされ、プログレッシブ信号である画像信号Vpが得られる。この画像信号Vpは出力端子209に導出される。
In the
上述した図9に示すIP変換回路200においては、1フィールド前のフレーム動き情報M1FMを得るために、動き情報取得回路204で取得された全画素分の現フィールドのフレーム動き情報M0FMを記憶する記憶素子(フィールドメモリ)205を必要としており、メモリ容量が増大し、回路規模が大きくなるという問題があった。
In the above-described
この発明の目的は、記憶素子(メモリ)の容量を大幅に削減し、回路規模を小さくすることにある。 An object of the present invention is to greatly reduce the capacity of a memory element (memory) and reduce the circuit scale.
この発明に係る画像信号処理装置は、インタレース信号の現フィールドの信号および1フレーム前の信号を用いて、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報を得る第1の動き情報取得手段と、インタレース信号の現フィールドの信号および1フレーム前の信号を用いて、複数画素から構成される補間位置に対応したブロックの単位で現フィールドのフレーム動き情報を得る第2の動き情報取得手段と、第2の動き情報取得手段で取得されたブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報を記憶して1フィールド前のフレーム動き情報を得る記憶手段と、第1の動き情報取得手段で取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および記憶手段で取得された補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報のうち動きがより大きい動き情報を選択して、補間位置の動き情報を得る動き判定手段と、この動き判定手段で得られた補間位置の動き情報に対応した混合比率で、インタレース信号の現フィールドの信号に含まれる補間位置の周辺に存在する画素のデータおよびインタレース信号の1フィールド前の信号に含まれる補間位置の周辺に存在する画素のデータを混合して、この補間位置の画素データを生成する画素データ生成手段とを備えるものである。
Image signal processing apparatus according to the present invention, by using the signal and the previous frame signal of the current field Lee Ntaresu signal, the first motion information acquisition to obtain frame motion information of the current field of pixel units corresponding to the interpolation position Second motion information acquisition for obtaining frame motion information of the current field in units of blocks corresponding to the interpolation position composed of a plurality of pixels, using the means, the signal of the current field of the interlace signal and the signal one frame before It means, and the second motion information storing frame motion information of the current field of the acquired blocks in acquisition means Ru obtain one field previous frame motion information storing means, obtaining a first motion information obtaining means has been in the current field of pixel units corresponding to the interpolation position the frame motion information and acquired by the storage means block a single corresponding to the interpolation position Mixing motion of one field previous frame motion information to select a larger motion information, a motion determination means for obtaining motion information of the interpolation position, which corresponds to the motion information obtained interpolation position in the motion determination means By the ratio, the pixel data existing around the interpolation position included in the current field signal of the interlace signal and the pixel data existing around the interpolation position included in the signal one field before the interlace signal are mixed. And pixel data generating means for generating pixel data at the interpolation position.
また、この発明に係る画像信号処理装置は、インタレース信号の現フィールドの信号および1フレーム前の信号を用いて、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報を得る第1の動き情報取得ステップと、インタレース信号の現フィールドの信号および1フレーム前の信号を用いて、複数画素から構成される補間位置に対応したブロックの単位で現フィールドのフレーム動き情報を得る第2の動き情報取得ステップと、第2の動き情報取得ステップで取得されたブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報を記憶素子に記憶して1フィールド前のフレーム動き情報を得る記憶ステップと、第1の動き情報取得ステップで取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および記憶ステップで取得された補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報のうち動きがより大きい動き情報を選択して、補間位置の動き情報を得る動き判定ステップと、この動き判定ステップで得られた補間位置の動き情報に対応した混合比率で、インタレース信号の現フィールドの信号に含まれる補間位置の周辺に存在する画素のデータおよびインタレース信号の1フィールド前の信号に含まれる補間位置の周辺に存在する画素のデータを混合して、この補間位置の画素データを生成する画素データ生成ステップとを備えるものである。
The image signal processing apparatus according to the present invention, by using the signal and the previous frame signal of the current field Lee Ntaresu signal, the first motion obtaining frame motion information of the current field of pixel units corresponding to the interpolation position An information acquisition step and a second motion for obtaining frame motion information of the current field in units of blocks corresponding to the interpolation position composed of a plurality of pixels, using the signal of the current field of the interlace signal and the signal of one frame before information and obtaining step, the second storing step frame motion information of one field before storing the frame motion information of the current field to the storage elements Ru obtain a block unit obtained by the motion information obtaining step, a first motion frame motion information and storing steps in the current field of pixel units corresponding to interpolation positions obtained by the information obtaining step Movement of one field previous frame motion information of the block unit corresponding to the obtained interpolation position selects a larger motion information, a motion determination step of obtaining the motion information of the interpolation position, resulting in the motion determination step The data of the pixel existing around the interpolation position included in the signal of the current field of the interlace signal and the interpolation position included in the signal one field before the interlace signal at a mixing ratio corresponding to the motion information of the interpolation position. A pixel data generation step of mixing pixel data existing in the periphery and generating pixel data at the interpolation position.
この発明においては、インタレース信号がプログレッシブ信号に変換される。インタレース信号の現フィールドの信号および1フレーム前の信号を用いて、画素単位の現フィールドのフレーム動き情報が得られる。また、インタレース信号の現フィールドの信号および1フレーム前の信号を用いて、複数画素から構成されるブロックの単位で現フィールドのフレーム動き情報が得られる。このブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報は、記憶素子に記憶される。これは、画素単位の現フィールドのフレーム動き情報は、隣接画素同士の間では似通ったものとなる性質があり、フレーム動き情報を複数画素をまとめたブロック単位で扱い得ることに着目したものである。 In the present invention, the interlace signal is converted into a progressive signal. Using the current field signal of the interlaced signal and the signal one frame before, the frame motion information of the current field in units of pixels can be obtained. Also, using the current field signal of the interlaced signal and the signal one frame before, the frame motion information of the current field is obtained in units of blocks composed of a plurality of pixels. The frame motion information of the current field in block units is stored in the storage element. This is because the frame motion information in the current field in units of pixels has the property of being similar between adjacent pixels, and the frame motion information can be handled in units of blocks in which a plurality of pixels are combined. .
そして、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および記憶素子(記憶手段)に記憶されている補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報に基づいて、補間位置の動き情報が得られる。例えば、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報のうち、動きがより大きいことを示す動き情報が補間位置の動き情報とされる。 Then, based on the frame motion information of the current field in pixel units corresponding to the interpolation position and the frame motion information of the previous field in block units corresponding to the interpolation position stored in the storage element (storage means), the interpolation position Movement information can be obtained. For example, among the frame motion information of the current field in units of pixels corresponding to the interpolation position and the frame motion information of one block before corresponding to the interpolation position, the motion information indicating that the motion is larger is the motion information of the interpolation position. It is said.
この補間位置の動き情報に基づいた混合比率で、インタレース信号の現フィールドの信号に含まれる補間位置の周辺に存在する画素のデータおよびインタレース信号の1フィールド前の信号に含まれる補間位置の周辺に存在する画素のデータが混合され、補間位置の画素データが生成される。この場合、補間位置の動き情報が示す動きが大きい程、現フィールドの信号に含まれる補間位置の周辺に存在する画素データの混合比率が大きくされる。 With the mixing ratio based on the motion information of the interpolated position, pixel data existing around the interpolated position included in the current field signal of the interlaced signal and the interpolated position included in the signal one field before the interlaced signal. Pixel data existing in the periphery are mixed to generate pixel data at the interpolation position. In this case, the larger the motion indicated by the motion information of the interpolation position, the greater the mixing ratio of the pixel data existing around the interpolation position included in the current field signal.
このように、本発明によれば、補間位置に対応した画素単位の現フィールドの1フレーム動き情報および補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報を用いて補間位置の動き情報を得るものであり、全画素分の現フィールドのフレーム動き情報を記憶する記憶素子を必要とせず、従って記憶素子(メモリ)の容量を大幅に削減でき、回路規模を小さくできる。 As described above, according to the present invention, the motion information of the interpolation position is obtained using the one-frame motion information of the current field in the pixel unit corresponding to the interpolation position and the frame motion information of the previous field of the block unit corresponding to the interpolation position. Thus, no storage element for storing the frame motion information of the current field for all pixels is required, and therefore the capacity of the storage element (memory) can be greatly reduced and the circuit scale can be reduced.
また、本発明においては、インタレース信号の現フィールドの信号および1フィールド前の信号を用いて、画素単位の現フィールドのフィールド動き情報を得る第3の動き情報取得手段をさらに備えるようにしてもよい。この場合、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および記憶素子(記憶手段)に記憶されている補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報と共に、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフィールド動き情報に基づいて、補間位置の動き情報が得られる。 The present invention may further include third motion information acquisition means for obtaining field motion information of the current field in units of pixels using the current field signal of the interlace signal and the signal one field before. Good. In this case, it corresponds to the interpolation position together with the frame motion information of the current field in pixel units corresponding to the interpolation position and the frame motion information of the previous field in block units corresponding to the interpolation position stored in the storage element (storage means). Based on the field motion information of the current field in pixel units, motion information of the interpolation position is obtained.
例えば、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報のうち動きがより大きいことを示す動き情報がまず選択され、この選択された動き情報および補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフィールド動き情報のうち動きがより小さいことを示す動き情報が補間位置の動き情報とされる。 For example, the motion information indicating that the motion is larger is first selected from the frame motion information of the current field in units of pixels corresponding to the interpolation position and the frame motion information of the previous field in units of blocks corresponding to the interpolation position. The motion information indicating that the motion is smaller among the motion information and the field motion information of the current field of the pixel unit corresponding to the interpolation position is the motion information of the interpolation position.
1フィールド前のフレーム動き情報をブロック単位とすることで、動き領域と静止領域の変化がブロック状となり、プログレッシブ信号による画像にブロック状のノイズが現れるおそれがある。しかし、上述したように画素単位の現フィールドのフィールド動き情報を用い、最終的に画素単位の現フィールドのフィールド動き情報と比較して補間位置の動き情報を得ることで、動き領域と静止領域の変化がブロック状となり、プログレッシブ信号による画像にブロック状のノイズが現れることを軽減できる。
By setting the frame motion information one field before as a block unit, the change between the motion region and the still region becomes a block shape, and there is a possibility that block-like noise appears in the image by the progressive signal. However, we have use the field motion information of the current field of pixel units as described above, finally compared to field motion information of the current field of pixel units to obtain a motion information of the interpolation position, the motion region and the still region The change of becomes a block shape, and it is possible to reduce the appearance of block noise in the image by the progressive signal.
この発明によれば、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報を用いて補間位置の動き情報を得るものであり、全画素分の現フィールドのフレーム動き情報を記憶する記憶素子を必要とせず、従って記憶素子(メモリ)の容量を大幅に削減でき、回路規模を小さくできる。 According to the present invention, the motion information of the interpolation position is obtained using the frame motion information of the current field in the pixel unit corresponding to the interpolation position and the frame motion information of the previous field of the block unit corresponding to the interpolation position. There is no need for a storage element for storing the frame motion information of the current field for all pixels, so that the capacity of the storage element (memory) can be greatly reduced, and the circuit scale can be reduced.
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図1は、実施の形態としてのIP変換回路100の構成を示している。
このIP変換回路100は、インタレース信号である画像信号V0を入力する入力端子101と、この入力端子101に入力される現フィールドの画像信号V0を1フィールド期間遅延させて1フィールド前の画像信号V1を得るための遅延手段としての記憶素子(フィールドメモリ)102と、この記憶素子102から出力される1フィールド前の画像信号V1をさらに1フィールド期間遅延させて2フィールド前(1フレーム前)の画像信号V2を得るための遅延手段としての記憶素子(フィールドメモリ)103とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an
This
また、IP変換回路100は、画素単位フレーム動き情報取得回路104を有している。この動き情報取得回路104は、入力端子101に入力される現フィールドの画像信号V0と記憶素子103から出力される1フレーム(2フィールド)前の画像信号V2を用いて、画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMを取得する。
In addition, the
動き情報取得回路104は、図2に示すように、現フィールドに補間位置Pがあるとき、この補間位置Pの後のラインの画素aのデータおよびこのラインに対応する2フィールド前のラインの画素bのデータの差分絶対値を求め、この差分絶対値を補間位置Pに対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMとする。この場合、フレーム動き情報M0FMは、その値が大きい程動きが大きいことを示すものとなる。これは、後述するその他の動き情報に関しても同様である。
As shown in FIG. 2, when there is an interpolation position P in the current field, the motion
なお、フレーム動き情報M0FMは、上述したもの限定されるものではない。例えば、補間位置Pの前のラインの画素eのデータおよびこのラインに対応する2フィールド前のラインの画素fのデータの差分絶対値を求め、この差分絶対値をフレーム動き情報M0FMとして取得するようにしてもよい。また例えば、補間位置Pの前後のラインの画素a,eのデータの平均値およびこの前後のラインに対応する2フィールド前のラインの画素b,fのデータの平均値の差分絶対値を求め、この差分絶対値をフレーム動き情報M0FMとして取得するようにしてもよい。 Note that the frame motion information M0FM is not limited to that described above. For example, the absolute difference value between the pixel e data of the line before the interpolation position P and the data of the pixel f of the line two fields before corresponding to this line is obtained, and this absolute difference value is obtained as the frame motion information M0FM. It may be. Further, for example, the absolute value of the difference between the average value of the data of the pixels a and e of the lines before and after the interpolation position P and the average value of the data of the pixels b and f of the previous two lines corresponding to the preceding and following lines is obtained. You may make it acquire this difference absolute value as frame motion information M0FM.
また、IP変換回路100は、ブロック単位フレーム動き情報取得回路105を有している。この動き情報取得回路105は、入力端子101に入力される現フィールドの画像信号V0と記憶素子103から出力される1フレーム(2フィールド)前の画像信号V2を用いて、ブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報MB0FMを取得する。これは、画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMは、隣接画素同士の間では似通ったものとなる性質があり、フレーム動き情報を複数画素をまとめたブロック単位で扱い得ることに着目したものである。
The
動き情報取得回路105は、図2に示すように、現フィールドに補間位置Pがあるとき、この補間位置Pが含まれる空間領域AR0内の複数画素(ブロック)のデータおよびこの複数画素(ブロック)に対応する2フィールド前の空間領域AR2内の複数画素(ブロック)のデータの間で対応する画素同士の差分絶対値を求め、その後各差分絶対値の平均値を求め、この平均値を補間位置Pに対応したブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報MB0FMとする。
As shown in FIG. 2, when there is an interpolation position P in the current field, the motion
なお、現フィールドの画面領域は複数の空間領域AR0に分割されている。同様に、2フィールド前の画面領域も複数の空間領域AR2に分割されている。例えば、1つの空間領域AR0には、図3に示すように、水平8画素、垂直4画素の合計32画素が含まれる。この場合、図示せずも、1つの空間領域AR2にも、水平8画素、垂直4画素の合計32画素が含まれる。 Note that the screen area of the current field is divided into a plurality of space areas AR0. Similarly, the screen area two fields before is also divided into a plurality of space areas AR2. For example, one spatial area AR0 includes a total of 32 pixels of 8 horizontal pixels and 4 vertical pixels as shown in FIG. In this case, although not shown, one spatial area AR2 includes a total of 32 pixels of 8 horizontal pixels and 4 vertical pixels.
1つの空間領域AR0に含まれる各補間位置Pに関して、ブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報MB0FMは全て同じとなることから、動き情報取得回路105は、1つの空間領域AR0に関しては、32箇所の各補間位置P(図3に破線○で図示)に対応してフレーム動き情報MB0FMを求めるのではなく、フレーム動き情報MB0FMを1箇所の補間位置Pに対応して求めるだけでよい。
With respect to each interpolation position P included in one spatial area AR0, the frame motion information MB0FM of the current field in block units is all the same, so that the motion
また、IP変換回路100は、動き情報取得回路105で取得されたブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報MB0FMを記憶する記憶素子106を有している。この記憶素子106は、現フィールドのフレーム動き情報MB0FMを1フィールド期間遅延させて、1フィールド前のフレーム動き情報MB1FMを得るための遅延手段を構成している。この1フィールド前のフレーム動き情報MB1FMは、図2に示すように、例えば補間位置Pが含まれる空間領域AR0内の複数画素(ブロック)に対応する、1フィールド前の空間領域AR1内の複数画素(ブロック)のデータおよびこの複数画素(ブロック)に対応する3フィールド前の空間領域AR3内の複数画素(ブロック)のデータの間で対応する画素同士の差分絶対値を求め、さらに各差分絶対値を平均化してなる平均値に相当する。
In addition, the
また、IP変換回路100は、画素単位フィールド動き情報取得回路107を有している。この動き情報取得回路107は、入力端子101に入力される現フィールドの画像信号V0と記憶素子102から出力される1フィールド前の画像信号V1を用いて、画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDを取得する。
The
動き情報取得回路107は、図2に示すように、現フィールドに補間位置Pがあるとき、この補間位置Pの前後のラインの画素a,eのデータの平均値および補間位置Pに対応する1フィールド前の画素cのデータの差分絶対値を求め、この差分絶対値を補間位置Pに対応した画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDとする。
As shown in FIG. 2, when there is an interpolation position P in the current field, the motion
また、IP変換回路100は、動き情報取得回路104で取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FM、記憶素子106に記憶されている補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報MB1FMおよび動き情報取得回路107で取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDに基づいて、補間位置の動き情報MVを取得し、この動き情報MVに対応した値の係数α(0≦α≦1)を得る画素単位動き判定回路108を有している。
In addition, the
図4は、画素単位動き判定回路108の構成例を示している。この動き判定回路108は、フレーム動き情報M0FM,MB1FMの最大値を選択する最大値選択部108aと、この最大値およびフィールド動き情報M0FDの最小値を選択し、その最小値を動き情報MVとして出力する最小値選択部108bと、この動き情報MVを係数αに変換するα値変換部108cとからなっている。α値変換部108cでは、動き情報MVの値が大きいほど係数αの値が1に近づくように、変換が行われる。
FIG. 4 shows a configuration example of the pixel unit
図1に戻って、IP変換回路100は、動き適応補間演算回路109を有している。この補間演算回路109は、動き判定回路108で得られた補間位置の動き情報MVに対応した値の係数αに基づいて、補間位置の画素データDipを生成する。この場合、補間演算回路109は、動き情報MV、従って係数αの値に対応した混合比率で、現フィールドの画像信号V0に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素のデータおよび1フィールド前の画像信号V1に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素のデータを混合し、補間位置の画素データDipを生成する。この補間演算回路109では、垂直方向の各補間ライン上の各補間位置で上述したように画素データDipが生成され、各補間ラインの信号が順次生成されていく。
Returning to FIG. 1, the
この補間演算回路109は、図9に示すIP変換回路200における動き適応補間演算回路109と同様に、例えば図12に示すように構成される。すなわち、この補間演算回路109は、補間位置Pの前後のラインの画素a,eのデータDa,Deの平均値Daeを求める平均化部207aと、この平均値Daeに係数αを掛ける乗算器207bと、補間位置Pに対応する1フィールド前のラインの画素cのデータDcに係数(1−α)を掛ける乗算器207cと、乗算器207b,207cの出力信号を加算して補間位置の画素データDipを得る加算器207dとからなっている(図2参照)。
The
なお、現フィールドの画像信号V0に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素は、画素a,eに限定されるものではなく、例えば画素a,eの一方、あるいは画素a,eの他にさらに周辺の画素を含むようにしてもよい。同様に、1フィールド前の画像信号V1に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素のデータは、画素cのデータに限定されるものではなく、さらに周辺の画素を含むようにしてもよい。 The pixels existing around the interpolation position P included in the image signal V0 in the current field are not limited to the pixels a and e. For example, in addition to one of the pixels a and e or other than the pixels a and e. Furthermore, peripheral pixels may be included. Similarly, the pixel data existing around the interpolation position P included in the image signal V1 one field before is not limited to the data of the pixel c, and may further include peripheral pixels.
図1に戻って、IP変換回路100は、この入力端子101に入力される現フィールドの画像信号V0の各ラインの信号と、補間演算回路109で生成される各補間ラインの信号とを交互に取り出してプログレッシブ信号である画像信号Vpを得る出力ライン選択回路110と、この画像信号Vpを出力する出力端子111とを有している。
Returning to FIG. 1,
図1に示すIP変換回路100の動作を説明する。
入力端子101にインタレース信号である画像信号V0が入力される。この画像信号V0は記憶素子102に供給され、1フィールド期間だけ遅延される。この記憶素子102から出力される1フィールド前の画像信号V1は記憶素子103に供給され、1フィールド期間だけ遅延される。
The operation of the
An
入力端子101に入力される現フィールドの画像信号V0および記憶素子103から出力される2フィールド前(1フレーム前)の画像信号V2は、画素単位フレーム動き情報取得回路104に供給される。この動き情報取得回路104では、画像信号V0,V2を用いて、画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMが取得される。すなわち、この動き情報取得回路104では、例えば、現フィールドの補間ラインの補間位置Pの後のラインの画素aのデータおよびこのラインに対応する2フィールド前のラインの画素bのデータとの差分絶対値が求められ、この差分絶対値が補間位置Pに対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMとされる(図2参照)。
The image signal V0 of the current field input to the
また、入力端子101に入力される現フィールドの画像信号V0および記憶素子103から出力される2フィールド前(1フレーム前)の画像信号V2は、ブロック単位フレーム動き情報取得回路105に供給される。この動き情報取得回路105では、画像信号V0,V2を用いて、ブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報MB0FMが取得される。すなわち、この動き情報取得回路105では、補間位置Pが含まれる現フィールドの空間領域AR0内の複数画素(ブロック)のデータおよびこの複数画素(ブロック)に対応する2フィールド前の空間領域AR2内の複数画素(ブロック)のデータの間で対応する画素同士の差分絶対値が求められ、その後各差分絶対値の平均値が求められ、この平均値が補間位置Pに対応したブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報MB0FMとされる。
Also, the
このように、動き情報取得回路105で取得されたブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報MB0FMは、記憶素子106に記憶され、1フィールド期間だけ遅延される。つまり、記憶素子106からは、1フィールド前のフレーム動き情報MB1FMが得られる。この1フィールド前のフレーム動き情報MB1FMは、例えば、補間位置Pが含まれる空間領域AR0内の複数画素(ブロック)に対応する、1フィールド前の空間領域AR1内の複数画素(ブロック)のデータおよびこの複数画素(ブロック)に対応する3フィールド前の空間領域AR3内の複数画素(ブロック)のデータの間で対応する画素同士の差分絶対値を求め、さらに各差分絶対値を平均化してなる平均値に相当したものである(図2参照)。
As described above, the frame motion information MB0FM of the current field in block units acquired by the motion
また、入力端子101に入力される現フィールドの画像信号V0および記憶素子102から出力される1フィールド前の画像信号V1は、画素単位フィールド動き情報取得回路107に供給される。この動き情報取得回路107では、画像信号V0,V1を用いて、画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDが取得される。すなわち、この動き情報取得回路107では、現フィールドの補間ラインの補間位置Pの前後のラインの画素a,eのデータの平均値および補間位置Pに対応する1フィールド前の画素cのデータの差分絶対値が求められ、この差分絶対値が補間位置Pに対応した画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDとされる(図2参照)。
In addition, the
動き情報取得回路104で取得された画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FM、記憶素子106から出力されるブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報M1FMおよび動き情報取得回路107で取得された画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDは、画素単位動き判定回路108に供給される。この動き判定回路108では、フレーム動き情報M0FM,MB1FMおよびフィールド動き情報M0FDに基づいて、補間位置の動き情報MVが取得され、この動き情報MVに対応した値の係数α(0≦α≦1)が得られる。この場合、例えば、フレーム動き情報M0FM,MB1FMの最大値とフィールド動き情報M0FDとの最小値が動き情報MVとして選択され、この動き情報MVが係数αに変換される。ここで、動き情報MVの値が大きいほど係数αの値が1に近づくようにされる。
The frame motion information M0FM of the current field in units of pixels acquired by the motion
動き判定回路108で得られた係数αは、動き適応補間演算回路109に供給される。また、この補間演算回路109には、入力端子101に入力される現フィールドの画像信号V0および記憶素子102から出力される1フィールド前の画像信号V1が供給される。補間演算回路109では、動き情報MV、従って係数αの値に対応した混合比率で、現フィールドの画像信号V0に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素のデータおよび1フィールド前の画像信号V1に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素のデータが混合され、補間位置の画素データDipが生成される。
The coefficient α obtained by the
この場合、動き情報MVが大きく、係数αの値が1に近づく程、現フィールドの画像信号V0に含まれる補間位置Pの周辺に存在する画素のデータの混合比率が大きくされる。つまり、動き領域では現フィールドの信号成分が多くなり、一方静止領域では1フィールド前の信号成分が多くなるように混合される。 In this case, as the motion information MV increases and the value of the coefficient α approaches 1, the mixing ratio of the pixel data existing around the interpolation position P included in the image signal V0 in the current field is increased. That is, mixing is performed so that the signal component of the current field increases in the motion region, while the signal component of the previous field increases in the still region.
この補間演算回路109では、垂直方向の各補間ライン上の各補間位置で上述したように画素データDipが生成され、各補間ラインの信号が順次生成されていく。このように補間演算回路109で生成される各補間ラインの信号は出力ライン選択回路110に供給される。また、この出力ライン選択回路110には、入力端子101に入力される現フィールドの画像信号V0の各ラインの信号が供給される。出力ライン選択回路110では、現フィールドの画像信号V0の各ラインの信号と、それに対応した各補間ラインの信号とが交互に取り出されてライン数が倍とされ、プログレッシブ信号である画像信号Vpが得られる。この画像信号Vpは出力端子111に導出される。
In the
上述した本実施の形態においては、動き判定回路108で、補間位置に対応した画素単位の1フィールド前のフレーム動き情報を用いずに、補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報MB1FMを用いて補間位置の動き情報MVを得るものであり、記憶素子106として、全画素分の現フィールドのフレーム動き情報を記憶する記憶素子を必要とせず、従って記憶素子106の容量を大幅に削減でき、回路規模を小さくできる。例えば、上述したように1ブロックが水平8画素、垂直4画素で構成される場合には、全画素分のフレーム動き情報を記憶する場合と比較して、記憶素子106の容量を1/32とできる。
In the present embodiment described above, the
また、本実施の形態においては、動き判定回路108で補間位置の動き情報MVを得る際に、画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDも用い、最小値選択部108bでフレーム動き情報M0FM,MB1FMの最大値と当該画素単位のフィールド動き情報M0FDとを比較して最終的な補間位置の動き情報MVを得るようにしているので、画素単位の1フィールド前のフレーム動き情報を使用する代わりにブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報MB1FMを使用しても、動き領域と静止領域の変化がブロック状となってプログレッシブ信号による画像にブロック状のノイズが現れることを、軽減できる。
In this embodiment, when the
なお、図1のIP変換回路100における処理を、例えば図5に示すような画像信号処理装置300によって、ソフトウェアで実現することも可能である。まず、図5に示す画像信号処理装置300について説明する。この画像信号処理装置300は、装置全体の動作を制御するCPU301と、このCPU301の動作プログラム等が格納されたROM(read only memory)302と、CPU301の作業領域を構成するRAM(random access memory)303とを有している。これらCPU301、ROM302およびRAM303は、それぞれバス304に接続されている。
Note that the processing in the
また、画像信号処理装置300は、ハードディスクドライブ(HDD)305と、リムーバブルディスク306を取り扱うドライブ307とを有している。これらHDD305およびドライブ307は、それぞれバス304に接続されている。
The image
また、画像信号処理装置300は、インターネット等の通信網308に有線または無線で接続する通信部309を有している。この通信部309は、インタフェース310を介してバス304に接続されている。
Further, the image
また、画像信号処理装置300は、ユーザインタフェース部を備えている。このユーザインタフェース部は、リモコン送信機311からのリモコン信号RMを受信する受信部312と、LCD(liquid crystal display)等からなるディスプレイ314とを有している。受信部312はインタフェース313を介してバス304に接続され、同様にディスプレイ314はインタフェース315を介してバス304に接続されている。
In addition, the image
また、画像信号処理装置300は、インタレース信号としての画像信号V0を入力するための入力端子316と、プログレッシブ信号としての画像信号Vpを出力するための出力端子318とを有している。入力端子316はインタフェース317を介してバス304に接続され、同様に出力端子318はインタフェース319を介してバス304に接続されている。
The image
ここで、上述したようにROM302に動作プログラム等を予め格納しておく代わりに、例えばインターネットなどの通信網308より通信部309を介してダウンロードし、HDD305、RAM303等に蓄積して使用することもできる。また、この動作プログラム等をリムーバブルディスク306で提供するようにしてもよい。
Here, instead of storing the operation program or the like in the
また、処理すべき画像信号V0を入力端子316より入力する代わりに、予めHDD305に記録しておき、あるいはインターネットなどの通信網308より通信部309を介してダウンロードし、さらにはリムーバブルディスク306で供給するようにしてもよい。また、処理後の画像信号Vpを出力端子318に出力する代わり、あるいはそれと並行してディスプレイ314に供給して画像表示をしたり、さらにはHDD305に格納したり、通信部309を介してインターネットなどの通信網308に送出したり、またリムーバブルディスク306に記録するようにしてもよい。
Further, instead of inputting from the input terminal 316 an image signal V0 to be processed, downloaded beforehand HDD305 Record to, or through the communication unit 30 9 from the
図6のフローチャートを参照して、図5に示す画像信号処理装置300における、IP変換の処理手順を説明する。
まず、ステップST1で、処理を開始し、ステップST2で、インタレース信号としての画像信号V0を1フレーム分あるいは1フィールド分入力する。この画像信号V0が入力端子316より入力される場合には、この画像信号V0をRAM303に一時的に格納する。また、この画像信号V0がHDD305に記録されている場合には、このHDD305からこの画像信号V0を読み出し、RAM303に一時的に格納する。さらに、この画像信号V0がリムーバブルディスク306で供給される場合には、ドライブ307でそのリムーバブルディスク306からこの画像信号V0を読み出し、RAM303に一時的に格納する。
With reference to the flowchart of FIG. 6, the IP conversion processing procedure in the image
First, in step ST1, processing is started, and in step ST2, an image signal V0 as an interlace signal is input for one frame or one field. When the image signal V0 is input from the input terminal 316, the image signal V0 is temporarily stored in the
次に、ステップST3で、画像信号V0の全フレームまたは全フィールドの処理が終わっているか否かを判定する。処理が終わっているときは、ステップST4で、処理を終了する。一方、処理が終わっていないときは、ステップST5に進む。 Next, in step ST3, it is determined whether or not processing of all frames or all fields of the image signal V0 has been completed. When the process is finished, the process ends in step ST4. On the other hand, when the process is not finished, the process proceeds to step ST5.
このステップST5では、現フィールド(補間位置が存在するフィールド)の画像信号および2フィールド前(1フレーム前)の画像信号を用いて、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMを取得する。すなわち、このステップST5では、現フィールドの補間ラインの補間位置Pの後のラインの画素aのデータおよびこのラインに対応する2フィールド前のラインの画素bのデータとの差分絶対値を求め、この差分絶対値を補間位置Pに対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FMとする(図2参照)。 In this step ST5, using the image signal of the current field (field where the interpolation position exists) and the image signal of 2 fields before (1 frame before), the frame motion information M0FM of the current field in pixel units corresponding to the interpolation position is obtained. get. That is, in this step ST5, an absolute difference between the data of the pixel a in the line after the interpolation position P of the interpolation line P in the current field and the data of the pixel b in the line two fields before corresponding to this line is obtained. The absolute difference is set as frame motion information M0FM of the current field in units of pixels corresponding to the interpolation position P (see FIG. 2).
次に、ステップST6で、現フィールド(補間位置が存在するフィールド)の画像信号および2フィールド前(1フレーム前)の画像信号を用いて、ブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報MB0FMを取得する。すなわち、このステップST6では、補間位置Pが含まれる現フィールドの空間領域AR0内の複数画素(ブロック)のデータおよびこの複数画素(ブロック)に対応する2フィールド前の空間領域AR2内の複数画素(ブロック)のデータの間で対応する画素同士の差分絶対値を求め、その後各差分絶対値の平均値を求め、この平均値を補間位置Pに対応したブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報MB0FMとする。そして、ステップST7で、ステップST6で取得されたブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報MB0FMを記憶素子、例えばRAM303に一時的に記憶する。
Next, in step ST6, the frame motion information MB0FM of the current field in block units is acquired using the image signal of the current field (field where the interpolation position exists) and the image signal of 2 fields before (1 frame before). That is, in this step ST6, data of a plurality of pixels (blocks) in the space area AR0 of the current field including the interpolation position P and a plurality of pixels in the space area AR2 two fields before corresponding to the plurality of pixels (blocks) ( The absolute value of the difference between corresponding pixels among the data of the block) is obtained, then the average value of each absolute difference value is obtained, and this average value is obtained from the frame motion information MB0FM of the current field in block units corresponding to the interpolation position P. To do. Then, in step ST7, the frame motion information MB0FM of the current field in block units acquired in step ST6 is temporarily stored in a storage element such as the
次に、ステップST8で、現フィールドの画像信号V0および1フィールド前の画像信号V1を用いて、画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDを取得する。すなわち、このステップST8では、現フィールドの補間ラインの補間位置Pの前後のラインの画素a,eのデータの平均値および補間位置Pに対応する1フィールド前の画素cのデータの差分絶対値を求め、この差分絶対値を補間位置Pに対応した画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDとする(図2参照)。 Next, in step ST8, field motion information M0FD of the current field in units of pixels is acquired using the image signal V0 of the current field and the image signal V1 of the previous field. That is, in this step ST8, the average value of the data of the pixels a and e of the lines before and after the interpolation position P of the interpolation line P of the current field and the absolute difference value of the data of the pixel c one field before corresponding to the interpolation position P are obtained. The absolute value of the difference is obtained as field motion information M0FD of the current field in pixel units corresponding to the interpolation position P (see FIG. 2).
次に、ステップST9で、ステップST5で取得された画素単位の現フィールドのフレーム動き情報M0FM、記憶素子、例えばRAM303に記憶されているブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報MB1FMおよびステップST8で取得された画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDに基づいて、補間位置の動き情報MVを取得する。この場合、例えば、フレーム動き情報M0FM,MB1FMの最大値とフィールド動き情報M0FDとの最小値を動き情報MVとして選択する。このステップST9では、さらに、この動き情報MVに対応した値の係数α(0≦α≦1)を取得する。この動き情報MVから係数αへの変換は、例えばROM302に記憶されている変換テーブルを参照して行われ、動き情報MVの値が大きいほど係数αの値が1に近づくようにされる。
Next, in step ST9, the frame motion information M0FM of the current field in units of pixels acquired in step ST5, the frame motion information MB1FM of the previous field in units of blocks stored in the storage element, for example, the
次に、ステップST10で、ステップST9で取得された動き情報MV、従って係数αの値に対応した混合比率で、現フィールド(補間位置が含まれるフィールド)の画像信号に含まれる補間位置の周辺に存在する画素のデータおよび1フィールド前の画像信号に含まれる補間位置の周辺に存在する画素のデータを混合し、補間位置の画素データDipを生成する。この場合、動き情報MVが大きく、係数αの値が1に近づく程、現フィールドの画像信号に含まれる補間位置の周辺に存在する画素のデータの混合比率を大きくする。これにより、動き領域では現フィールドの信号成分が多くなり、一方静止領域では1フィールド前の信号成分が多くなるように混合が行われる。 Next, in step ST10, around the interpolation position included in the image signal of the current field (field including the interpolation position) at the mixing ratio corresponding to the motion information MV acquired in step ST9, and thus the value of the coefficient α. The pixel data Dip at the interpolation position is generated by mixing the data of the existing pixel and the data of the pixel existing around the interpolation position included in the image signal one field before. In this case, as the motion information MV increases and the value of the coefficient α approaches 1, the mixing ratio of the pixel data existing around the interpolation position included in the image signal of the current field is increased. Thus, mixing is performed so that the signal component of the current field increases in the motion region, while the signal component of the previous field increases in the still region.
次に、ステップST11で、ステップST2で入力された画像信号V0について、全ての補間ラインにおける補間データDipを生成する処理が終了したか否かを判定する。処理が終了していないときは、ステップST5に戻り、次の補間位置の処理に移る。なお、ステップST6およびステップST7の処理は、1つの空間領域AR0に含まれる各補間位置Pに関しては、1箇所の補間位置Pに対応して行えばよい。 Next, in step ST11, it is determined whether or not the process of generating the interpolation data Dip for all the interpolation lines has been completed for the image signal V0 input in step ST2. If the process has not been completed, the process returns to step ST5 and proceeds to the process for the next interpolation position. Note that the processing of step ST6 and step ST7 may be performed corresponding to one interpolation position P with respect to each interpolation position P included in one space area AR0.
ステップST11で処理が終了したときは、ステップST12に進む。このステップST12では、ステップST2で入力された画像信号V0に対応した、プログレッシブ信号としての画像信号Vpを出力する。この場合、画像信号V0の各ラインの信号と、それに対応した各補間ラインの信号とを、RAM303から交互に読み出すことで、ライン数が倍とされた、プログレッシブ信号である画像信号Vpを得る。
When the process ends in step ST11, the process proceeds to step ST12. In step ST12, an image signal Vp as a progressive signal corresponding to the image signal V0 input in step ST2 is output. In this case, the signal of each line of the image signal V0 and the signal of each interpolation line corresponding thereto are alternately read out from the
この場合の出力には、画像信号Vpを出力端子318に出力すること、画像信号VpをHDD305に記録すること、画像信号Vpをドライブ307でリムーバブルディスク306に記録すること、画像信号Vpをディスプレイ314に供給してそれによる画像を表示すること、画像信号Vpを通信部309を介してネットワーク308に送出すること等が含まれる。
In this case, the image signal Vp is output to the output terminal 318, the image signal Vp is recorded on the
このステップST12の処理の後に、ステップST2に戻り、インタレース信号としての画像信号V0の次の1フレーム分あるいは1フィールド分を入力する処理を行って、上述したと同様の処理を繰り返す。 After the process of step ST12, the process returns to step ST2, the process for inputting the next one frame or one field of the image signal V0 as the interlace signal is performed, and the same process as described above is repeated.
このように、図6に示すフローチャートに沿って処理をすることで、インタレース信号としての画像信号V0を処理して、プログレッシブ信号としての画像信号Vpを得ることができる。ステップST5〜ステップST8の処理順は、図6に示す順に限定されるものではない。 In this way, by performing processing according to the flowchart shown in FIG. 6, it is possible to process the image signal V0 as an interlace signal and obtain an image signal Vp as a progressive signal. The processing order of steps ST5 to ST8 is not limited to the order shown in FIG.
なお、上述実施の形態においては、画像単位フィールド動き情報取得回路107で画素単位の現フィールドのフィールド動き情報M0FDを取得し、画素単位動き判定回路108では、フレーム動き情報M0FM,MB1FMの他に、このフィールド動き情報M0FDをも使用して、補間位置の動き情報MVを得るようにしている。
In the above embodiment, the image unit field motion
しかし、画像単位フィールド動き情報取得回路107がない構成、すなわち画素単位動き判定回路108でフィールド動き情報M0FDを使用しない構成も考えられる。この場合、動き判定回路108は、フレーム動き情報M0FM,MB1FMに基づいて、補間位置の動き情報MVを得るようにされる。この動き判定回路108は、例えばフレーム動き情報M0FM,MB1FMの最大値を補間位置の動き情報MVとする。
However, a configuration in which the image unit field motion
この発明は、補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報を用いて補間位置の動き情報を得ることで、記憶素子(メモリ)の容量を大幅に削減でき、回路規模を小さくできるものであり、動き情報に基づいてインタレース信号をプログレッシブ信号に変換する用途に適用できる。 According to the present invention, the motion information of the interpolation position is obtained by using the frame motion information of the current field in units of pixels corresponding to the interpolation position and the frame motion information of the previous field in units of blocks corresponding to the interpolation position. (Memory) capacity can be greatly reduced and the circuit scale can be reduced, and can be applied to the use of converting an interlaced signal into a progressive signal based on motion information.
100・・・IP変換回路、101・・・入力端子、102,103,106・・・記憶素子、104・・・画素単位フレーム動き情報取得回路、105・・・ブロック単位フレーム動き情報取得回路、107・・・画素単位フィールド動き情報取得回路、108・・・画素単位動き判定回路、108a・・・最大値選択部、108b・・・最小値選択部、108c・・・α値変換部、109・・・動き適応補間演算回路、110・・・出力ライン選択回路、111・・・出力端子、207a・・・平均化部、207b,207c・・・乗算器、207d・・・加算器、300・・・画像信号処理装置
DESCRIPTION OF
Claims (4)
上記インタレース信号の現フィールドの信号および1フレーム前の信号を用いて、複数画素から構成される補間位置に対応したブロックの単位で現フィールドのフレーム動き情報を得る第2の動き情報取得手段と、
上記第2の動き情報取得手段で取得された上記ブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報を記憶して1フィールド前のフレーム動き情報を得る記憶手段と、
上記第1の動き情報取得手段で取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および上記記憶手段で取得された補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報のうち動きがより大きい動き情報を選択して、補間位置の動き情報を得る動き判定手段と、
上記動き判定手段で得られた補間位置の動き情報に対応した混合比率で、上記インタレース信号の現フィールドの信号に含まれる上記補間位置の周辺に存在する画素のデータおよび上記インタレース信号の1フィールド前の信号に含まれる上記補間位置の周辺に存在する画素のデータを混合して、該補間位置の画素データを生成する画素データ生成手段とを備える画像信号処理装置。 Using the signal and the previous frame signal of the current field Lee Ntaresu signal, the first motion information obtaining means for obtaining a frame motion information of the current field of pixel unit corresponding to the interpolation position,
Second motion information acquisition means for obtaining frame motion information of the current field in units of blocks corresponding to an interpolation position composed of a plurality of pixels, using the signal of the current field of the interlace signal and the signal of one frame before; ,
And obtained Ru storage means 1 field previous frame motion information storing frame motion information of the current field of the acquired said block in the second motion information acquisition means,
The frame motion information of the current field in units of pixels corresponding to the interpolation position acquired by the first motion information acquisition unit and the frame motion information of the previous field in units of blocks corresponding to the interpolation position acquired by the storage unit . A motion determination unit that selects motion information having a larger motion and obtains motion information of the interpolation position;
Data of pixels existing around the interpolation position included in the current field signal of the interlace signal and 1 of the interlace signal at a mixing ratio corresponding to the motion information of the interpolation position obtained by the motion determination means. by mixing the data of pixels existing in the neighborhood of the interpolation position included in the field before the signal, images signal processing apparatus Ru and a pixel data generation means for generating pixel data of the interpolation position.
上記動き判定手段は、
上記第1の動き情報取得手段で取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および上記記憶手段で取得された補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報のうち動きがより大きい動き情報を選択し、該選択された動き情報および上記第3の動き情報取得手段で取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフィールド動き情報のうち動きがより小さい動き情報を選択して、補間位置の動き情報を得る請求項1に記載の画像信号処理装置。 Third motion information acquisition means for obtaining field motion information of the current field in units of pixels corresponding to the interpolation position using the signal of the current field of the interlace signal and the signal of the previous field,
The movement determination means is
The frame motion information of the current field in units of pixels corresponding to the interpolation position acquired by the first motion information acquisition unit and the frame motion information of the previous field in units of blocks corresponding to the interpolation position acquired by the storage unit . Among them, the motion information having the larger motion is selected, and the motion is smaller among the selected motion information and the field motion information of the current field of the pixel unit corresponding to the interpolation position acquired by the third motion information acquisition means. select the motion information, the image signal processing apparatus according to obtain Ru請 Motomeko 1 motion information of the interpolation position.
上記インタレース信号の現フィールドの信号および1フレーム前の信号を用いて、複数画素から構成される補間位置に対応したブロックの単位で現フィールドのフレーム動き情報を得る第2の動き情報取得ステップと、
上記第2の動き情報取得ステップで取得された上記ブロック単位の現フィールドのフレーム動き情報を記憶素子に記憶して1フィールド前のフレーム動き情報を得る記憶ステップと、
上記第1の動き情報取得ステップで取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および上記記憶ステップで取得された補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報のうち動きがより大きい動き情報を選択して、補間位置の動き情報を得る動き判定ステップと、
上記動き判定ステップで得られた補間位置の動き情報に対応した混合比率で、上記インタレース信号の現フィールドの信号に含まれる上記補間位置の周辺に存在する画素のデータおよび上記インタレース信号の1フィールド前の信号に含まれる上記補間位置の周辺に存在する画素のデータを混合して、該補間位置の画素データを生成する画素データ生成ステップとを備える画像信号処理方法。 Using the signal and the previous frame signal of the current field Lee Ntaresu signal, the first motion information obtaining step of obtaining a frame motion information of the current field of pixel unit corresponding to the interpolation position,
A second motion information acquisition step for obtaining frame motion information of the current field in units of blocks corresponding to the interpolation positions composed of a plurality of pixels, using the signal of the current field of the interlaced signal and the signal one frame before; ,
And obtained Ru storing step the frame motion information of one field before storing the frame motion information of the current field to the storage elements of the block unit obtained by the second motion information acquisition step,
The frame motion information of the current field in units of pixels corresponding to the interpolation position acquired in the first motion information acquisition step and the frame motion information of the previous field in blocks corresponding to the interpolation position acquired in the storage step . A motion determination step of selecting motion information having a larger motion and obtaining motion information of the interpolation position;
Data of pixels existing around the interpolation position included in the current field signal of the interlace signal and 1 of the interlace signal at a mixing ratio corresponding to the motion information of the interpolation position obtained in the motion determination step. by mixing the data of pixels existing in the neighborhood of the interpolation position included in the field before the signal, images signal processing method Ru and a pixel data generation step of generating pixel data of the interpolation position.
上記動き判定ステップでは、
上記第1の動き情報取得ステップで取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフレーム動き情報および上記記憶ステップで取得された補間位置に対応したブロック単位の1フィールド前のフレーム動き情報のうち動きがより大きい動き情報を選択し、該選択された動き情報および上記第3の動き情報取得ステップで取得された補間位置に対応した画素単位の現フィールドのフィールド動き情報のうち動きがより小さい動き情報を選択して、補間位置の動き情報を得る請求項3に記載の画像信号処理方法。 A third motion information acquisition step of obtaining field motion information of the current field in units of pixels corresponding to the interpolation position using the signal of the current field of the interlace signal and the signal of the previous field;
In the motion determination step,
The frame motion information of the current field in units of pixels corresponding to the interpolation position acquired in the first motion information acquisition step and the frame motion information of the previous field in blocks corresponding to the interpolation position acquired in the storage step . The motion information having the larger motion is selected, and the motion is smaller among the selected motion information and the field motion information of the current field in the pixel unit corresponding to the interpolation position acquired in the third motion information acquisition step. select the motion information, the image signal processing method according to obtain Ru請 Motomeko 3 motion information of the interpolation position.
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