JP4691812B2 - 係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の処理装置および処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ＮＴＳＣ方式のビデオ信号をハイビジョン方式のビデオ信号に変換する際に適用して好適な、係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の変換装置および変換方法に関する。詳しくは、入力情報信号と出力情報信号との関係を表した、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係に従って、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応した生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データである複数の種係数データを用いた演算を行って、入力情報信号を上出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを生成することによって、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データとして、実際に生徒信号、教師信号を使用した学習で得たものと同様のものを得ることができるようにした係数データ生成装置等に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば５２５ｉ信号というＳＤ(Standard Definition）信号を、１０５０ｉ信号というＨＤ(High Definition)信号に変換するフォーマット変換が提案されている。５２５ｉ信号は、ライン数が５２５本でインタレース方式の画像信号を意味し、１０５０ｉ信号は、ライン数が１０５０本でインタレース方式の画像信号を意味する。
【０００３】
図２０は、５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を示している。ここで、大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さなドットが１０５０ｉ信号の画素である。また、奇数フィールドの画素位置を実線で示し、偶数フィールドの画素位置を破線で示している。５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要がある。
【０００４】
従来、上述したようなフォーマット変換を行うために、５２５ｉ信号の画素データより１０５０ｉ信号の画素データを得る際に、５２５ｉ信号の画素に対する１０５０ｉ信号の各画素の位相に対応した推定式の係数データをメモリに格納しておき、この係数データを用いて推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求めることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求めるものにおいては、この１０５０ｉ信号による画像の解像度は固定されており、従来のコントラストやシャープネス等の調整のように、画像内容等に応じて所望の解像度とすることができなかった。
【０００６】
この発明の目的は、格納手段に格納しておく推定式の係数データを多くすることなく、例えば画像の解像度の調整を自由に行い得るようにすることにある。また、この発明の目的は、格納手段に格納しておく推定式の係数データを多くすることなく、例えば画像のサイズの調整や音声信号のサンプリング周波数の調整を自由に行い得るようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る係数データ生成装置は、複数の情報データからなる入力情報信号を複数の情報データからなる出力情報信号に変換する際に使用される、推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせそれぞれに対応させて、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを種係数データとして、格納する格納手段と、入力情報信号と出力情報信号との関係を、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表し、この変換関係を特定する変換関係特定手段と、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従って、格納手段に格納された複数の種係数データを用いた演算で生成する係数生成手段とを有するものである。
【０００８】
また、この発明に係る係数データ生成方法は、複数の情報データからなる入力情報信号を複数の情報データからなる出力情報信号に変換する際に使用される、推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、入力情報信号と出力情報信号との関係を、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表し、この変換関係を特定するステップと、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従って、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応し、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データである、複数の種係数データを用いた演算で生成するステップとを有するものである。
【００１０】
この発明においては、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応させて、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データが種係数データとして格納手段に格納されている。
【００１１】
入力情報信号と出力情報信号との関係が、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表され、この変換関係が特定される。例えば、この変換関係は、入力情報信号と出力情報信号との関係を生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係で表した際の、各生徒信号と教師信号とに対する重み付け係数で表される。
【００１２】
入力情報信号、出力情報信号、生徒信号および教師信号が全て音声信号であるとき、例えば出力情報信号は入力情報信号よりもサンプリング周波数が高くされる。このように情報信号が音声信号である場合、変換関係は、例えば入力情報信号に対する出力情報信号のサンプリング周波数の変化に対応したものとされる。
【００１３】
入力情報信号、出力情報信号、生徒信号および教師信号が全て画像信号であるとき、例えば出力情報信号は入力情報信号よりも高解像度とされる。このように情報信号が画像信号である場合、変換関係は、例えば入力情報信号に対する出力情報信号の解像度の変化に対応したものとされる。またこのように情報信号が画像信号である場合、変換関係は、入力情報信号に対する出力情報信号の画素数の変化や比率に対応したものとされる。
【００１４】
そして、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データは、変換関係に従って、格納手段に格納されている複数の種係数データを用いた演算で生成される。
【００１５】
例えば、情報信号が音声信号である場合、変換関係に基づくサンプリング周波数の変化に対応する係数データを生成される。この係数データを使用することで、入力情報信号に対してサンプリング周波数が変化した出力情報信号を得ることが可能となる。
【００１６】
また例えば、情報信号が画像信号である場合、変換関係に基づく解像度の変化に対応する係数データが生成される。この係数データを使用することで、入力情報信号に対して解像度が変化した出力情報信号を得ることが可能となる。
【００１７】
また例えば、情報信号が画像信号である場合、変換関係に基づく画素数の変化または比率に対応する係数データが生成される。この係数データを使用することで、入力情報信号に対して画素数が変化した出力情報信号を得ることが可能となる。
【００１８】
この発明に係る情報信号処理装置は、入力された複数の情報データからなる第１の情報信号を、複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置する第１のデータを第１の情報信号から抽出する第１の抽出手段と、第１の情報信号と第２の情報信号の関係を表すパラメータ値が入力されるパラメータ入力部と、複数の種係数データを保持し、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、パラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成する係数データ生成手段と、推定式を利用して、係数データと第１のデータとの演算により第２の情報信号を生成する演算手段とを有するものである。
【００１９】
例えば、係数データ生成手段は、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせそれぞれに対応させて、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを種係数データとして、格納する格納手段と、パラメータ値にて表された、第１の情報信号と上記第２の情報信号との関係を、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表し、この変換関係を特定する変換関係特定手段と、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを、変換関係に従って、格納手段に格納された複数の種係数データを用いた演算で生成する係数生成手段とを有するものである。
【００２０】
また、この発明に係る情報信号処理方法は、入力された複数の情報データからなる第１の情報信号を、複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号変換方法であって、第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置するデータを第１の情報信号から抽出するステップと、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成するステップと、推定式を利用して、生成された係数データと抽出されたデータとの演算により第２の情報信号を生成するステップとを有するものである。
【００２１】
また、この発明に係る情報提供媒体は、上述の情報信号処理方法の各ステップを実行するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【００２２】
この発明においては、第１の情報信号と第２の情報信号の関係を表すパラメータ値が、パラメータ入力部より入力される。また例えば、情報信号が音声信号である場合、このパラメータの値によって、第１の情報に対する第２の情報信号のサンプリング周波数の変化等が示される。例えば、情報信号が画像信号である場合、このパラメータの値によって、第１の情報信号に対する第２の情報信号の解像度の変化、画素数の変化等が示される。
【００２３】
第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データが、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成される。
そして、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置する第１のデータが抽出される。推定式を利用して、生成された係数データと抽出された第１のデータとの演算により第２の情報信号が生成される。
【００２４】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成するものであり、入力されたパラメータ値に対応した第２の情報信号を得ることが可能となる。これにより、例えば画像の解像度、画像のサイズ、音声信号のサンプリング周波数等の調整を自由に行い得るようになる。
【００２５】
ここで、複数の種係数データが、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応し、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データであって、またパラメータ値にて表された第１の情報信号と第２の情報信号との関係を、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表して特定し、この変換関係に従って、複数の種係数データを用いた演算で係数データを得ることによって、その係数データとして実際に生徒信号、教師信号を使用した学習で得たものと同様のものを得ることができ、第１の情報信号を第２の情報信号に精度よく変換可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態としてのテレビ受信機１００の構成を示している。このテレビ受信機１００は、放送信号より５２５ｉ信号というＳＤ信号を得、この５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号というＨＤ信号に変換し、その１０５０ｉ信号による画像を表示するものである。
【００３２】
テレビ受信機１００は、マイクロコンピュータを備え、システム全体の動作を制御するためのシステムコントローラ１０１と、リモートコントロール信号を受信するリモコン信号受信回路１０２とを有している。リモコン信号受信回路１０２は、システムコントローラ１０１に接続され、リモコン送信機２００よりユーザの操作に応じて出力されるリモートコントロール信号ＲＭを受信し、その信号ＲＭに対応する操作信号をシステムコントローラ１０１に供給するように構成されている。
【００３３】
また、テレビ受信機１００は、受信アンテナ１０５と、この受信アンテナ１０５で捕らえられた放送信号（ＲＦ変調信号）が供給され、選局処理、中間周波増幅処理、検波処理等を行ってＳＤ信号（５２５ｉ信号）を得るチューナ１０６と、このチューナ１０６より出力されるＳＤ信号を一時的に保存するためのバッファメモリ１０９とを有している。
【００３４】
また、テレビ受信機１００は、バッファメモリ１０９に一時的に保存されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する画像信号処理部１１０と、この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像を表示するディスプレイ部１１１と、このディスプレイ部１１１の画面上に文字図形などの表示を行うための表示信号ＳＣＨを発生させるためのＯＳＤ(On Screen Display)回路１１２と、その表示信号ＳＣＨを上述した画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号に合成してディスプレイ部１１１に供給するための合成器１１３とを有している。ディスプレイ部１１１は、例えばＣＲＴ（cathode-ray tube)ディスプレイ、あるいはＬＣＤ（liquid crystal display）等のフラットパネルディスプレイで構成されている。
【００３５】
図１に示すテレビ受信機１００の動作を説明する。
チューナ１０６より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）は、バッファメモリ１０９に供給されて一時的に保存される。そして、このバッファメモリ１０９に一時的に記憶されたＳＤ信号は画像信号処理部１１０に供給され、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換される。すなわち、画像信号処理部１１０では、ＳＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＳＤ画素データ」という）から、ＨＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＨＤ画素データ」という）が得られる。この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号はディスプレイ部１１１に供給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはそのＨＤ信号による画像が表示される。
【００３６】
また、上述せずも、ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、パラメータＱｈ，Ｑｖの値を変化させて、上述したようにディスプレイ部１１１の画面上に表示される画像の水平、垂直の解像度を調整できる。この解像度の調整状態では、ディスプレイ部１１１の画面上に、パラメータＱｈ，Ｑｖの値の表示が行われる。ここでは図示しないが、この表示は数値または棒グラフ等をもって行われる。ユーザは、この表示を参照して、パラメータＱｈ，Ｑｖの値を調整できる。
【００３７】
このように画面上にパラメータＱｈ，Ｑｖの値を表示する際、システムコントローラ１０１は表示データをＯＳＤ回路１１２に供給する。ＯＳＤ回路１１２は、その表示データに基づいて表示信号ＳＣＨを発生し、この表示信号ＳＣＨを合成器１１３を介してディスプレイ部１１１に供給することとなる。
【００３８】
次に、画像信号処理部１１０の詳細を説明する。
この画像信号処理部１１０は、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３を有している。
【００３９】
第１のタップ選択回路１２１は、予測に使用するＳＤ画素（「予測タップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路１２２は、ＳＤ画素データのレベル分布パターンに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「空間クラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第３のタップ選択回路１２３は、動きに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「動きクラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。なお、空間クラスを複数フィールドに属するＳＤ画素データを使用して決定する場合には、この空間クラスにも動き情報が含まれることになる。
【００４０】
また、画像信号処理部１１０は、第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１２４を有している。
【００４１】
空間クラス検出回路１２４では、例えば、各ＳＤ画素データを、８ビットデータから２ビットデータに圧縮するような演算が行われる。そして、空間クラス検出回路１２４からは、各ＳＤ画素データに対応した圧縮データが空間クラスのクラス情報として出力される。本実施の形態においては、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）によって、データ圧縮が行われる。なお、情報圧縮手段としては、ＡＤＲＣ以外にＤＰＣＭ（予測符号化）、ＶＱ（ベクトル量子化）等を用いてもよい。
【００４２】
本来、ＡＤＲＣは、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）向け高性能符号化用に開発された適応再量子化法であるが、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ので、上述したデータ圧縮に使用して好適なものである。ＡＤＲＣを使用する場合、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の最大値をＭＡＸ、その最小値をＭＩＮ、空間クラスタップのデータのダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データｋｉに対して、（１）式の演算により、圧縮データとしての再量子化コードｑｉが空間クラスのクラス情報として得られる。ただし、（１）式において、[ ]は切り捨て処理を意味している。空間クラスタップのデータとして、Ｎａ個のＳＤ画素データがあるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。
ｑｉ＝［（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２P／ＤＲ］ ・・・（１）
【００４３】
また、画像信号処理部１１０は、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報を出力する動きクラス検出回路１２５を有している。
【００４４】
この動きクラス検出回路１２５では、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）ｍｉ，ｎｉからフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。すなわち、動きクラス検出回路１２５では、（２）式によって、差分の絶対値の平均値ＡＶが算出される。第３のタップ選択回路１２３で、例えばクラスタップのデータとして、６個のＳＤ画素データｍ１〜ｍ６と、その１フレーム前の６個のＳＤ画素データｎ１〜ｎ６が取り出されるとき、（２）式におけるＮｂは６である。
【００４５】
【数１】
【００４６】
そして、動きクラス検出回路１２５では、上述したように算出された平均値ＡＶが１個または複数個のしきい値と比較されて動きクラスのクラス情報ＭＶが得られる。例えば、３個のしきい値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３（ｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３）が用意され、４つの動きクラスを検出する場合、ＡＶ≦ｔｈ１のときはＭＶ＝０、ｔｈ１＜ＡＶ≦ｔｈ２のときはＭＶ＝１、ｔｈ２＜ＡＶ≦ｔｈ３のときはＭＶ＝２、ｔｈ３＜ＡＶのときはＭＶ＝３とされる。
【００４７】
また、画像信号処理部１１０は、空間クラス検出回路１２４より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）の画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１２６を有している。
【００４８】
このクラス合成回路１２６では、（３）式によって、クラスコードＣＬの演算が行われる。なお、（３）式において、Ｎａは空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の個数、ＰはＡＤＲＣにおける再量子化ビット数を示している。
【００４９】
【数２】
【００５０】
また、画像信号処理部１１０は、係数メモリ１３１を有している。この係数メモリ１３１は、後述する推定予測演算回路１２７で使用される推定式の係数データを格納するものである。この係数データは、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換するための情報である。係数メモリ１３１には、上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給される。この係数メモリ１３１からはクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉが読み出され、推定予測演算回路１２７に供給されることとなる。
【００５１】
また、画像信号処理部１１０は、上述したように係数メモリ１３１に格納される係数データＷｍを生成する係数データ生成部１３２を有している。この係数データ生成部１３２は、種係数メモリ１３３と、画質変換フィルタ発生器１３４と、係数合成回路１３５とから構成されている。この係数データ生成部１３２における、係数データＷｍの生成処理は、例えば１フィールド毎に、垂直ブランキング期間に行われる。
【００５２】
種係数メモリ１３３には、複数の種係数データが予め蓄えられている。
ここで、種係数データの詳細を説明する。後述する推定予測演算回路１２７では、ＨＤ画素データｙが、（４）式の推定式で演算されるものとする。なお、（４）式の推定式において、ｎは予測タップの数である。
【００５３】
【数３】
【００５４】
種係数データは、学習によって生成されるが、まずこの学習方法について説明する。
学習は、クラス毎に、複数の信号データに対して行われる。データ数がｍの場合、（４）式に従って、以下の（５）式が設定される。
ｙk＝Ｗ1ｘk1＋Ｗ2ｘk2＋・・・＋Ｗnｘkn ・・・（５）
（k=1,2,・・・,m）
ｍ＞ｎの場合、係数データＷ1，Ｗ2，・・・，Ｗnは、一意に決まらないので、誤差ベクトルｅの要素を、以下の（６）式で定義して、（７）式を最小にする係数データを求める。所謂最小二乗法による解法である。
【００５５】
【数４】
【００５６】
ここで、（７）式のＷｉによる偏微分係数を求める。それは、以下の（８）式を０にするように、各係数Ｗｉを求めればよい。
【００５７】
【数５】
【００５８】
以下、（９）式、（１０）式のようにＸij，Ｙiを定義すると、（８）式は、行列を用いて（１１）式に書き換えられる。
【００５９】
【数６】
【００６０】
この（１１）式は、一般に正規方程式と呼ばれている。この正規方程式を、掃き出し法等の一般的な行列解法を用いて解くことで、係数データＷｉを求めることができる。
【００６１】
上述した係数データＷｉは、複数の教師信号と生徒信号の組み合わせそれぞれに対応して求めることができる。ここで、図２に示すように、基準ＨＤ信号に様々な帯域のフィルタをかけて複数のＨＤ信号を得てそれを教師信号とすると共に、生徒信号としては固定のＳＤ信号を用いる場合を考える。
この場合、ＳＤ信号は固定なので、（１１）式の正規方程式の左辺は、（１２）式で定義でき、以下正規方程式は（１３）式、（１４）式で表すことができる。
【００６２】
【数７】
【００６３】
ここで、図３に示すように、基準ＨＤ信号（ＨＤr）にフィルタｆをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤf）の画素値をｙf、基準ＨＤ信号（ＨＤr）にフィルタｇをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤg）の画素値をｙgと定義する。また、基準ＨＤ信号（ＨＤr）にフィルタｆ，ｇの線形和フィルタｈ＝ａｆ＋ｂｇをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤh）の画素値をｙhと定義する。ｙh＝ａ×ｙf＋ｂ×ｙgとなり、ｙhを予測する係数ｗhバーは、（１５）式および（１６）式で表すことができる。
【００６４】
【数８】
【００６５】
これにより、新たにフィルタｈをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤh）を用いて学習した係数データｗhバーを用いることなく、フィルタｆをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤf）で学習した係数データｗfバーと、フィルタｇをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤg）で学習した係数データｗgバーとを用いて、ＳＤ信号からＨＤ信号（ＨＤh）を創造できることがわかる。
【００６６】
例えば、図４Ａに示すように、空間シフトフィルタを使用して、基準ＨＤ信号に対して左に２画素ずれたＨＤ信号と、基準ＨＤ信号に対して左に１画素ずれたＨＤ信号と、基準ＨＤ信号に対してずれのないＨＤ信号と、基準ＨＤ信号に対して右に１画素ずれたＨＤ信号と、基準ＨＤ信号に対して右に２画素ずれたＨＤ信号とを得て、これらＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をし、５種類の係数データが得られているとする。
【００６７】
この場合、図４Ｂに示すように、これら５種類の係数データを種係数データとして使用することで、ＳＤ信号から、基準ＨＤ信号に対して水平５タップの任意線形和フィルタをかけて得られたＨＤ信号と同様のＨＤ信号を得ることができる。
【００６８】
図１に戻って、本実施の形態において、係数データ生成部１３２を構成する種係数メモリ１３３には、５種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDが予め格納されている。
【００６９】
図５に示すように、これら５種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDは、空間シフトフィルタを使用して、基準ＨＤ信号に対して左に画素ずれたＨＤ信号（ＨＤL）と、基準ＨＤ信号に対してずれのないＨＤ信号（ＨＤ0）と、基準ＨＤ信号に対して右に１画素ずれたＨＤ信号（ＨＤR）と、基準ＨＤ信号に対して上に１画素ずれたＨＤ信号（ＨＤU）と、基準ＨＤ信号に対して下に１画素ずれたＨＤ信号（ＨＤD）を得て、これら各ＨＤ信号とＳＤ信号との間で、上述したように学習をすることで得られた推定式の係数データである。なお、この学習に使用されるＳＤ信号は、例えば基準ＨＤ信号を間引き処理することで得られる。
【００７０】
なお、上述した５種類の種係数データのそれぞれは、クラスコードＣＬで表される全てのクラスの係数データからなっている。また、上述したように、５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要がある。そのため、あるクラスの係数データは、さらに、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素に対応した係数データからなっている。この２×２の単位画素ブロック内の４画素は、５２５ｉ信号の画素に対応して互いに異なる位相関係になっている。
【００７１】
また、係数データ生成部１３２を構成する係数合成回路１３５は、種係数メモリ１３３に格納されている５種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDを使用し、（１７）式により、係数データＷｍを算出する。すなわち、係数データＷｍは、種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDの線形和で求められる。
Ｗｍ＝ａL・ＷL＋ａ0・Ｗ0＋ａR・ＷR＋ａU・ＷU＋ａD・ＷD ・・（１７）
【００７２】
また、係数データ生成部１３２を構成する画質変換フィルタ発生器１３４は、システムコントローラ１０１より供給される、水平解像度を指定するパラメータＱhおよび垂直解像度を指定するパラメータＱvの値に対応して、上述した（１７）式における係数ａL，ａ0，ａR，ａU，ａDを発生する。
【００７３】
上述の画質変換フィルタ発生器１３４では、平滑化フィルタ、例えば（１８）式で表されるガウシアンフィルタを使用して、係数ａL，ａ0，ａR，ａU，ａDが決定される。
【００７４】
【数９】
【００７５】
図６は、（１８）式において、ＱをＱ1，Ｑ2，Ｑ3（Ｑ1＜Ｑ2＜Ｑ3）に変化させたときのガウシアンフィルタの特性の変化を示している。この図より、Ｑの値によって解像度が変化し、Ｑの値が大きくなる程解像度が高くなることがわかる。
【００７６】
（１８）式のＱの部分にパラメータＱhを入れることで、そのＱhの値に対応した水平方向の解像度を示すフィルタ特性が得られる。同様に（１８）式のＱの部分にパラメータＱｖを入れることで、そのＱvの値に対応した垂直方向の解像度を示すフィルタ特性が得られる。
【００７７】
画質変換フィルタ発生器１３４では、例えば、水平方向の解像度を示すフィルタ特性における中心画素位置のレスポンス値と垂直方向の解像度を示すフィルタ特性の中心画素位置のレスポンス値が一致するように一方のフィルタ特性を正規化した後に、水平方向の解像度を示すフィルタ特性における中心画素位置０、左に１画素ずれた位置ｄｘ-1、右に１画素ずれた位置ｄｘ1、および垂直方向の解像度を示すフィルタ特性における上に１画素ずれた位置ｄｙ1、下に１画素ずれた位置ｄｙ-1のレスポンス値に比例して、係数ａL，ａ0，ａR，ａU，ａDが決定される。この場合、係数ａL，ａ0，ａR，ａU，ａDの総和が１となるようにされる。
【００７８】
例えば、水平方向の解像度を示すフィルタ特性が図７Ａで表されると共に、垂直方向の解像度を示すフィルタ特性が図７Ｂで表される場合には、ａL＝０．３，ａ0＝０．４，ａR＝０．３，ａU＝０．０，ａD＝０．０と決定される。
【００７９】
このように、画質変換フィルタ発生器１３４で発生される係数ａL，ａ0，ａR，ａU，ａDは、上述した係数合成回路１３５に供給される。これにより、係数合成回路１３５では、（１７）式により、パラメータＱh，Ｑvの値に対応した水平解像度、垂直解像度を得るための係数データＷｍが求められる。この場合、種係数メモリ１３３には、種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDがクラス毎に格納されているので、係数合成回路１３５では、クラス毎に、係数データＷｍが算出される。
【００８０】
ここで、図８を使用して、係数データＷｍの意義について説明する。図８において、ＨＤ画素データｙ0に着目する。本来、種係数データＷ0は、所定数の予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）を用いて、このＨＤ画素データｙ0を演算するための推定式の係数データである。また、種係数データＷL，ＷR，ＷU，ＷDは、それぞれ同じ予測タップのデータを用いて、ＨＤ画素データｙ0に対して、左に１画素ずれた位置のＨＤ画素データｙL、右に１画素ずれた位置のＨＤ画素データｙR、上に１画素ずれた位置のＨＤ画素データｙU、下に１画素ずれた位置のＨＤ画素データｙDを演算するための係数データである。
【００８１】
上述したように、係数データＷｍは、種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDの線形和で求められたものである。この係数データＷｍを用いて、ＨＤ画素データｙ0を求めた場合、係数データＷｍに含まれる種係数データＷL，ＷR，ＷU，ＷDの成分の大きさに応じて、このＨＤ画素データｙ0に、上下左右の隣接画素のデータ成分が含まれたものとなる。したがって、パラメータＱhの値が小さくなる程、係数データＷｍに含まれる種係数データＷL，ＷRの成分が大きくなることから、水平方向の解像度は低下していく。同様に、パラメータＱｖの値を小さくする程、係数データＷｍに含まれる種係数データＷU，ＷDの成分が大きくなることから、垂直方向の解像度が低下していく。
【００８２】
図１に戻って、また、画像信号処理部１１０は、第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３１より読み出される係数データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータ（ＨＤ画素データ）ｙを演算する推定予測演算回路１２７を有している。
【００８３】
上述したように、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する際には、ＳＤ信号の１画素に対してＨＤ信号の４画素を得る必要があることから、この推定予測演算回路１２７では、ＨＤ信号を構成する２×２の単位画素ブロック毎に、ＨＤ画素データが生成される。
【００８４】
すなわち、この推定予測演算回路１２７には、第１のタップ選択回路１２１より単位画素ブロック内の４画素（注目画素）に対応した予測タップのデータｘｉと、係数メモリ１３１よりその単位画素ブロックを構成する４画素に対応した係数データＷｉとが供給され、単位画素ブロックを構成する４画素のデータｙ1〜ｙ4は、それぞれ個別に、上述の（４）式の推定式で演算される。
【００８５】
また、画像信号処理部１１０は、推定予測演算回路１２７より順次出力される単位画素ブロックを構成する４画素のデータｙ1〜ｙ4を、線順次化して１０５０ｉ信号のフォーマットで出力する後処理回路１２９を有している。
【００８６】
次に、画像信号処理部１１０の動作を説明する。
バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１２２で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１２４に供給される。この空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【００８７】
また、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第３のタップ選択回路１２３で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１２５に供給される。この動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【００８８】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロック内の４画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。そして、このクラスコードＣＬは、係数メモリ１３１に読み出しアドレス情報として供給される。
【００８９】
係数メモリ１３１には、垂直ブランキング期間毎に、係数データ生成部１３２で生成され、ユーザによって調整されたパラメータＱh，Ｑvの値に対応した係数データＷｍが格納される。なお、係数データ生成部１３２では、クラスコードＣＬで表される全てのクラスの係数データＷｍが生成される。この場合、あるクラスの係数データＷｍとして、さらに、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素に対応した係数データが生成される。このように各係数データＷｍを生成するために種係数データは、上述したように種係数メモリ１３３に予め格納されている。
【００９０】
この係数メモリ１３１に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ１３１からクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。
【００９１】
また、第１のタップ選択回路１２１では、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉは推定予測演算回路１２７に供給される。
【００９２】
推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３１より読み出される４画素分の係数データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）のデータｙ1〜ｙ4がそれぞれ個別に演算される（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回路１２７より順次出力される４画素のデータｙ1〜ｙ4は、後処理回路１２９に供給される。この後処理回路１２９は、推定予測演算回路１２７より順次出力される４画素のデータｙ1〜ｙ4を線順次化し、１０５０ｉ信号のフォーマットで出力する。つまり、この後処理回路１２９からは、ＨＤ信号としての１０５０ｉ信号が出力される。
【００９３】
上述したように、画像信号処理部１１０の係数データ生成部１３２では、種係数メモリ１３３に格納されている種係数データを用いて、パラメータＱh，Ｑvの値に対応した係数データＷｍが生成され、これが係数メモリ１３１に格納される。そして、この係数メモリ１３１より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７でＨＤ画素データｙが演算される。したがって、ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、パラメータＱｈ，Ｑｖの値を変化させることで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平および垂直の解像度を、種係数メモリ１３３に多くの種係数データを格納しておかなくても、連続的に調整することができる。
【００９４】
また、種係数メモリ１３３には空間シフトフィルタを用いて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習してそれぞれ求められた係数データを種係数データとして格納しており、係数データ生成部１３２では、作成すべきＨＤ信号に係るＨＤ画素データを得るための係数データＷｍを、複数の種係数データの線形和で生成するものである。したがって、この係数データＷｍは、固定のＳＤ信号と作成すべきＨＤ信号との間で学習をして求められる係数データと同様のものとなり、作成すべきＨＤ信号を精度よく創造できる。
【００９５】
なお、図１に示すテレビ受信機１００においては、係数データ生成部１３２に５種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDを格納しておき、これらの種係数データの線形和で係数データＷｍを求めるようにしたものであるが、さらに多くの種係数データを使用して係数データＷｍを求めることもでき、係数データＷｍの精度を高めることができる。
【００９６】
また、図１に示すテレビ受信機１００においては、空間シフトフィルタで画素ずらしされて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習されて得られた係数データを種係数データとして種係数メモリ１３３に格納して使用したものであるが、係数データの線形性が成り立つ場合には、空間シフトフィルタで画素ずらしされて得られた複数のＳＤ信号と固定のＨＤ信号との間で学習されて得られた係数データ、あるいは複数のＨＤ信号と複数のＳＤ信号の各組み合わせで学習されて得られた係数データを、種係数メモリ１３３に格納して使用することもできる。
【００９７】
また、上述実施の形態においては、ＨＤ信号を生成する際の推定式として線形一次方程式を使用したものを挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば推定式として高次方程式を使用するものであってもよい。
【００９８】
また、上述実施の形態においては、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）に変換する例を示したが、この発明はそれに限定されるものでなく、推定式を使用して第１の画像信号を第２の画像信号に変換するその他の場合にも同様に適用できることは勿論である。
【００９９】
上述したように画像信号処理部１１０の種係数メモリ１３３に格納される種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDは、図９に示す種係数データ生成装置１５０によって生成される。以下、この種係数データ生成装置１５０について説明する。
【０１００】
この種係数データ生成装置１５０は、基準ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）が入力される入力端子１５１Ａと、この基準ＨＤ信号より教師信号としての複数のＨＤ信号（図５のＨＤL，ＨＤ0，ＨＤR，ＨＤU，ＨＤD参照）を得る空間シフトフィルタ１５２と、生徒信号としての固定のＳＤ信号（５２５ｉ信号）が入力される入力端子１５１Ｂとを有している。
【０１０１】
空間シフトフィルタ１５２には、基準ＨＤ信号に対する水平、垂直の画素のずらし量を指定する制御信号ｈ，ｖが供給される。なお、固定のＳＤ信号は、例えば基準ＨＤ信号に対して間引き処理を施して得られたものである。
【０１０２】
また、種係数データ生成装置１５０は、入力端子１５１Ｂより出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５を有している。これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５は、上述した画像信号処理部１１０の第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３と同様に構成される。
【０１０３】
また、種係数データ生成装置１５０は、第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１５７を有している。この空間クラス検出回路１５７は、上述した画像信号処理部１１０の空間クラス検出回路１２４と同様に構成される。この空間クラス検出回路１５７からは、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データ毎の再量子化コードｑｉが空間クラスを示すクラス情報として出力される。
【０１０４】
また、種係数データ生成装置１５０は、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報ＭＶを出力する動きクラス検出回路１５８を有している。この動きクラス検出回路１５８は、上述した画像信号処理部１１０の動きクラス検出回路１２５と同様に構成される。この動きクラス検出回路１５８では、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）からフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。
【０１０５】
また、種係数データ生成装置１５０は、空間クラス検出回路１５７より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１５９を有している。このクラス合成回路１５９も、上述した画像信号処理部１１０のクラス合成回路１２６と同様に構成される。
【０１０６】
また、種係数データ生成装置１５０は、空間シフトフィルタ１５２の出力ＨＤ信号から得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、クラス毎に、ｎ個の係数データＷｉを得るための正規方程式（（１１）式参照）を生成する正規方程式生成部１６０を有している。
【０１０７】
この場合、１個のＨＤ画素データｙとそれに対応するｎ個の予測タップ画素データとの組み合わせで上述した学習データが生成され、従って正規方程式生成部１６０では多くの学習データが登録された正規方程式が生成される。なお、図示せずも、第１のタップ選択回路１５３の前段に時間合わせ用の遅延回路を配置することで、この第１のタップ選択回路１５３から正規方程式生成部１６０に供給されるＳＤ画素データｘｉのタイミング合わせが行われる。
【０１０８】
また、種係数データ生成装置１５０は、正規方程式生成部１６０でクラス毎に生成された正規方程式のデータが供給され、クラス毎に生成された正規方程式を解いて、各クラスの係数データＷｉを求める係数データ決定部１６１と、この求められた係数データＷｉを種係数データとして記憶する係数メモリ１６２とを有している。係数データ決定部１６１では、正規方程式が例えば掃き出し法などによって解かれて、係数データＷｉが求められる。
【０１０９】
図９に示す種係数データ生成装置１５０の動作を説明する。
入力端子１５１Ａには基準ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）が供給され、そしてこの基準ＨＤ信号に対して空間シフトフィルタ１５２で画素ずらしの処理が行われて、教師信号としてのＨＤ信号が生成される。この場合、空間シフトフィルタ１５２には、基準ＨＤ信号に対する水平、垂直の画素のずらし量を指定する制御信号ｈ，ｖが供給され、水平や垂直の画素ずらし量が段階的に変化した複数のＨＤ信号が順次生成されていく。
【０１１０】
また、入力端子１５１Ｂには固定のＳＤ信号（５２５ｉ信号）が供給され、このＳＤ信号より、第２のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１５７に供給される。この空間クラス検出回路１５７では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【０１１１】
また、入力端子１５１Ｂに入力されたＳＤ信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１５８に供給される。この動きクラス検出回路１５８では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１１２】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラス合成回路１５９では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。
【０１１３】
また、入力端子１５１Ｂに入力されたＳＤ信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。そして、空間シフトフィルタ１５２より出力されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、正規方程式生成部１６０では、クラス毎に、ｎ個の係数データＷｉを生成するための正規方程式が生成される。
【０１１４】
そして、係数データ決定部１６１でその正規方程式が解かれ、各クラスの係数データＷｉが求められ、その係数データＷｉはクラス別にアドレス分割された係数メモリ１６２に種係数データとして記憶される。
【０１１５】
このように、図９に示す種係数データ生成装置１５０においては、図１の画像信号処理部１１０の種係数メモリ１３３に種係数データとして格納される各クラスの係数データＷｉを生成できる。この場合、空間シフトフィルタ１５２より出力されるＨＤ信号の画素ずらし量を制御信号ｈ，ｖによって順次変化させることで、複数種類の種係数データ（図５のＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷD参照）を得ることができる。
【０１１６】
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。図１０は、第２の実施の形態としてのテレビ受信機１００Ａの構成を示している。このテレビ受信機１００Ａは、放送信号より５２５ｉ信号を得、この５２５ｉ信号をそれによる画像の一部を任意の倍率で拡大表示するための新たな５２５ｉ信号に変換し、その５２５ｉ信号による画像を表示するものである。この図１０において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【０１１７】
テレビ受信機１００Ａは、マイクロコンピュータを備え、システム全体の動作を制御するためのシステムコントローラ１０１と、リモートコントロール信号を受信するリモコン信号受信回路１０２とを有している。リモコン信号受信回路１０２は、システムコントローラ１０１に接続され、リモコン送信機２００よりユーザの操作に応じて出力されるリモートコントロール信号ＲＭを受信し、その信号ＲＭに対応する操作信号をシステムコントローラ１０１に供給するように構成されている。
【０１１８】
また、テレビ受信機１００Ａは、受信アンテナ１０５と、この受信アンテナ１０５で捕らえられた放送信号（ＲＦ変調信号）が供給され、選局処理、中間周波増幅処理、検波処理等を行って５２５ｉ信号を得るチューナ１０６と、このチューナ１０６より出力される５２５ｉ信号を一時的に保存するためのバッファメモリ１０９とを有している。
【０１１９】
また、テレビ受信機１００Ａは、バッファメモリ１０９に一時的に保存される５２５ｉ信号を入力画像信号Ｖinとし、その５２５ｉ信号をそれによる画像の一部を任意の倍率で拡大表示するための新たな５２５ｉ信号に変換して出力する画像信号処理部１１０Ａと、この画像信号処理部１１０Ａの出力画像信号Ｖoutによる画像を表示するディスプレイ部１１１とを有している。
【０１２０】
図１に示すテレビ受信機１００Ａの動作を説明する。
チューナ１０６より出力される５２５ｉ信号は、バッファメモリ１０９に供給されて一時的に保存される。そして、このバッファメモリ１０９に一時的に記憶された５２５ｉ信号は入力画像信号Ｖinとして画像信号処理部１１０Ａに入力される。
【０１２１】
この画像信号処理部１１０Ａでは、入力画像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号が、それによる画像の一部を任意の倍率で拡大表示するための新たな５２５ｉ信号に変換される。この画像信号処理部１１０Ａより出力される出力画像信号Ｖoutはディスプレイ部１１１に供給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはその出力画像信号Ｖoutによる画像が表示される。
【０１２２】
また、上述せずも、ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、表示画像の倍率を指定するパラメータＴの値を変化させて、画サイズを調整できる。この画サイズの調整状態では、ディスプレイ部１１１の画面上に、パラメータＴの値の表示が、数値または棒グラフ等をもって行われる。ユーザは、この表示を参照して、パラメータＴの値を変更できる。
【０１２３】
このように画面上にパラメータＴの値を表示する際、システムコントローラ１０１は表示データをＯＳＤ回路１１２に供給する。ＯＳＤ回路１１２は、その表示データに基づいて表示信号ＳＣＨを発生し、この表示信号ＳＣＨを合成器１１３を介してディスプレイ部１１１に供給することとなる。
【０１２４】
次に、画像信号処理部１１０Ａの詳細を説明する。
この画像信号処理部１１０Ａは、係数メモリ１３１に格納される係数データＷｍを生成する係数データ生成部１３２Ａを有している。この係数データ生成部１３２Ａは、種係数メモリ１３３と、位相計算回路１３６と、位相シフトフィルタ発生器１３７と、係数合成回路１３５とから構成されている。この係数データ生成部１３２Ａにおける、係数データＷｍの生成処理は、例えば１フィールド毎に、垂直ブランキング期間に行われる。
【０１２５】
種係数メモリ１３３には、図１の係数データ生成部１３２における種係数メモリ１３３と同様の５種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDと、さらに種係数データＷLU，ＷRU，ＷLD，ＷRDが予め格納されている。種係数データＷLUは、基準ＨＤ信号に対して左および上にそれぞれ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をして得たものである。種係数データＷRUは、基準ＨＤ信号に対して右および上にそれぞれ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をして得たものである。種係数データＷLDは、基準ＨＤ信号に対して左および下にそれぞれ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をして得たものである。さらに、種係数データＷRDは、基準ＨＤ信号に対して右および下にそれぞれ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をして得たものである。
【０１２６】
ここで、入力画像信号Ｖinと出力画像信号Ｖoutの画素数の対応関係について説明する。この対応関係は、表示画像の倍率によって変化する。例えば、表示画像の倍率が１．０倍、１．５倍、２．０倍であるときは、入力画像信号Ｖinの２×２の画素ブロックに対して、それぞれ出力画像信号Ｖoutの２×２の単位画素ブロック、３×３の単位画素ブロック、４×４の単位画素ブロックが対応したものとなる。
【０１２７】
このように、表示画像の倍率が１．０倍、１．５倍、２．０倍となるとき、入力画像信号Ｖinの２×２の画素ブロックに対応する出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックの画素数が変化し、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の入力画像信号Ｖinの画素に対する位相も変化する。
【０１２８】
上述していないが、本実施の形態においては、表示画像の倍率を、１．０倍、１．５倍、２．０倍に変化させることができるものである（図１４参照）。位相計算回路１３６では、表示画像の倍率を指定するパラメータＴの値に対応して、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔx，ｔyが算出される。この位相計算回路１３６は、例えばＲＯＭテーブルで構成される。
【０１２９】
上述したように、種係数メモリ１３３には、９種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷD，ＷLU，ＷRU，ＷLD，ＷRDが予め格納されている。なお、上述したように、各種係数データは、ＳＤ画素データの１画素に対応する２×２の単位画素ブロック内の４画素に対応した係数データからなっている。したがって、上述していないが、種係数メモリ１３３には、図１１に示すように、入力画像信号Ｖin（５２５ｉ信号）の２×２の画素ブロックに対応した、４×４＝１６個のＨＤ画素データｙ-1,1〜ｙ2,-2を得るための係数データＷ-1,1〜Ｗ2,-2を備えている。
【０１３０】
上述した各画素の位相情報ｔx，ｔyは、それぞれＨＤ画素ｙ0,0を基準とする水平方向、垂直方向の位置である。例えば、表示倍率が１．５倍であるときは、図１２に示すように、入力画像信号Ｖin（５２５ｉ信号）の２×２の画素ブロックに対応して、３×３＝９個の画素データｄ1〜ｄ9（「×」印で図示）を作成する必要がある。画素データｄ5の位相情報ｔx，ｔyは、図示のようにｔx5，ｔy5となる。
【０１３１】
また、係数合成回路１３５は、種係数メモリ１３３に格納されている１６種類の種係数データＷ-1,1〜Ｗ2,-2を使用し、（１９）式により、係数データＷｍを算出する。すなわち、係数データＷｍは、種係数データＷ-1,1〜Ｗ2,-2の線形和で求められる。このように係数合成回路１３５で求められる係数データは、係数メモリ１３１に供給されて格納される。
【０１３２】
【０１３３】
このように位相計算回路１３６で算出される出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔx，ｔyは、位相シフトフィルタ発生器１３７に供給される。この位相シフトフィルタ発生器１３７では、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔx，ｔyに対応して、上述した（１９）式における係数ａ-1,1〜ａ2,-2を発生する。
【０１３４】
この位相シフトフィルタ発生器１３７では、例えば（２０）式で表される二次元の位相シフトフィルタを使用して、係数ａ-1,1〜ａ2,-2が決定される。
【０１３５】
【数１０】
【０１３６】
この場合、ある画素に対応した係数ａ-1,1〜ａ2,-2を決定する際には、その画素の位相情報ｔx，ｔyを（２０）式に代入する。そして、（ｘ，ｙ）＝（−，１）〜（２，−２）の１６の位置を中心とする単位領域（１×１）のレスポンス値の積分値に比例して、係数ａ-1,1〜ａ2,-2が決定される。この場合、係数ａ-1,1〜ａ2,-2の総和が１となるようにされる。
【０１３７】
ここで、（２１）式で表される一次元の位相シフトフィルタを使用して、係数の決定例を簡単に説明する。
【０１３８】
【数１１】
【０１３９】
この場合、位相情報ｔ＝ｔ1（ｔ1＜０）であるとき、フィルタ特性は図１３Ａに示すようになり、中心画素位置０、左に１画素ずれた位置ｄｘ-1、右に１画素ずれた位置ｄｘ1における係数ａ-1，ａ0，ａ1はそれぞれ０．２，０．９，−０．１のように決定される。またこの場合、位相情報ｔ＝ｔ2（ｔ2＞０）であるとき、フィルタ特性は図１３Ｂに示すようになり、中心画素位置０、左に１画素ずれた位置ｄｘ-1、右に１画素ずれた位置ｄｘ1における係数ａ-1，ａ0，ａ1はそれぞれ−０．１，０．８，０．３のように決定される。
【０１４０】
このように、位相シフトフィルタ発生器１３７で発生される、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の係数ａ-1,1〜ａ2,-2は、上述した係数合成回路１３５に供給される。これにより、係数合成回路１３５では、（１９）式により、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための係数データＷｍが求められる。この場合、種係数メモリ１３３には、種係数データＷ-1,1〜Ｗ2,-2がクラス毎に格納されているので、係数合成回路１３５では、クラス毎に、係数データＷｍが算出される。
【０１４１】
係数データ生成部１３２Ａでは、上述の係数データＷｍが各垂直ブランキング期間毎に形成され、係数メモリ１３１に格納される。
図１０の画像信号処理部１１０Ａのその他は、図１の画像信号処理部１１０と同様に構成される。
【０１４２】
次に、画像信号処理部１１０Ａの動作を説明する。
バッファメモリ１０９に記憶されている入力画像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号より、第２のタップ選択回路１２２で、作成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素（注目画素）の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータは空間クラス検出回路１２４に供給される。この空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタップのデータとしての各画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【０１４３】
また、バッファメモリ１０９に記憶されている入力画像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号より、第３のタップ選択回路１２３で、作成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素（注目画素）の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータは動きクラス検出回路１２５に供給される。この動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップのデータとしての各画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１４４】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、作成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロック内の各画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが順次得られる（（３）式参照）。そして、このクラスコードＣＬは、係数メモリ１３１に読み出しアドレス情報として供給される。
【０１４５】
係数メモリ１３１には、垂直ブランキング期間毎に、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための各クラスの係数データＷｍが、係数データ生成部１３２Ａで生成されて格納される。
【０１４６】
係数メモリ１３１に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ１３１からクラスコードＣＬに対応した、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。
【０１４７】
また、バッファメモリ１０９に記憶されている入力画像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号より、第１のタップ選択回路１２１で、作成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素（注目画素）の周辺に位置する予測タップのデータ（画素データ）が選択的に取り出される。この第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータｘｉは推定予測演算回路１２７に供給される。
【０１４８】
推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータｘｉと、係数メモリ１３１より読み出される係数データＷｉとから、出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素のデータｙ1〜ｙP（ｐは単位画像ブロック内の画素数）がそれぞれ個別に演算される（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回路１２７より順次出力される出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素のデータｙ1〜ｙPは後処理回路１２９に供給される。この後処理回路１２９では、データｙ1〜ｙPが５２５ｉ信号のフォーマットで出力され、出力画像信号Ｖoutとして５２５ｉ信号が出力される。
【０１４９】
上述したように、画像信号処理部１１０Ａの係数データ生成部１３２Ａでは、種係数メモリ１３３に格納されている種係数データを用いて、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための各クラスの係数データＷｍが生成され、これが係数メモリ１３１に格納される。そして、この係数メモリ１３１より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７で、出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素のデータｙ1〜ｙPが演算される。したがって、ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、パラメータＴの値を変化させることで、表示画像の倍率を、種係数メモリ１３３に多くの種係数データを格納しておかなくても、図１４に示すように、１．０倍、１．５倍または２．０倍に変更することができる。
【０１５０】
また、種係数メモリ１３３には空間シフトフィルタを用いて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習してそれぞれ求められた係数データを種係数データとして格納しており、係数データ生成部１３２Ａでは、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための係数データＷｍを複数の種係数データの線形和で生成するものである。したがって、この係数データＷｍは、固定のＳＤ信号と出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相と対応するように画素をずらしたＨＤ信号との間で学習をして求められる係数データと同様のものとなり、出力画像信号Ｖoutを精度よく創造できる。
【０１５１】
なお、図１０に示すテレビ受信機１００Ａにおいては、説明を簡単にするために、表示画像の倍率を１．０倍、１．５倍または２．０倍に変更できるものを示したが、同様の構成によって、表示画像の倍率をさらに細かく変更可能なテレビ受信機を得ることができることは勿論である。
【０１５２】
また、図１０に示すテレビ受信機１００Ａにおいては、ユーザが表示画像の倍率を示すパラメータＴを変更し得るものを示したが、水平方向や垂直方向の画素数の変化をユーザが指定できるようにすることも考えられる。その場合にも、表示画像の倍率を指定する場合と同様に、その指定に対応して、入力画像信号の所定の画素ブロックに対応する出力画像信号の単位画素ブロックが求められ、係数データ生成部１３２Ａではその単位画素ブロック内に含まれる各画素のデータを得るための係数データＷｍが求められることとなる。
【０１５３】
また、図１０に示すテレビ受信機１００Ａにおいては、係数データ生成部１３２Ａを構成する種係数メモリ１３２Ａに、空間シフトフィルタで画素ずらしされて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習された係数データを種係数データとして格納して使用したものであるが、空間シフトフィルタで画素ずらしされて得られた複数のＳＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習された係数データを種係数メモリ１３３に格納して使用することもできる。その場合、位相計算回路１３６で算出される出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔx，ｔyは、位置（０，０）にあるＳＤ画素を基準とする水平方向、垂直方向の位置で表されることとなる。
【０１５４】
次に、この発明の第３の実施の形態について説明する。図１５は、第３の実施の形態としての音声信号処理回路２５０の構成を示している。この音声信号処理回路２５０は、音声信号のサンプリング周波数を変換して出力するものである。
【０１５５】
この音声信号処理回路２５０は、サンプリング周波数ｆ１である入力音声信号Ａinを入力する入力端子２５１と、この入力音声信号Ａinを一時的に格納するバッファメモリ２５２と、このバッファメモリ２５２に記憶されている入力音声信号Ａinより、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注目データ）の周辺に位置する複数のデータを選択的に取り出して出力する第１のタップ選択回路２５３および第２のタップ選択回路２５４を有している。第１のタップ選択回路２５３は、予測に使用するデータを選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路２５４は、クラス分類に使用するデータを選択的に取り出すものである。
【０１５６】
また、音声信号処理回路２５０は、第２のタップ選択回路２５４で選択的に取り出されるデータからレベル分布パターンを特徴量として検出し、このレベル分布パターンに基づいてクラスコードＣＬを発生するクラス検出回路２５５を有している。
【０１５７】
このクラス検出回路２５５では、例えば、まず８ビットの各データを２ビットに圧縮するような演算が行われる。ここでは、ＡＤＲＣによってデータ圧縮が行われる、この場合、各データの最大値をＭＡＸ、最小値をＭＩＮ、ダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、各データｋｉに対して、（２２）式の演算により、圧縮データとしての再量子化コードｑｉが得られる。ただし、（２２）式において、[ ]は切り捨て処理を意味している。第２のタップ選択回路２５４で選択されたデータの個数がＮａであるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。
ｑｉ＝［（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２P／ＤＲ］ ・・・（２２）
【０１５８】
クラス検出回路２５５では、次に、上述したように得られる再量子化コードｑｉに基づき、（２３）式によって、作成すべき出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注目データ）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが演算される。
【０１５９】
【数１２】
【０１６０】
また、音声信号処理回路２５０は、係数メモリ２６０を有している。この係数メモ２６０は、後述する推定予測演算回路２５６で使用される推定式の係数データを格納するものである。この係数データは、入力音声信号Ａinを出力音声信号Ａoutに変換するための情報である。係数メモリ２６０には、上述したクラス検出回路２５５より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給される。この係数メモリ２６０からはクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉが読み出され、推定予測演算回路２５６に供給されることとなる。
【０１６１】
また、音声信号処理回路２５０は、上述した係数メモリ２６０に格納される係数データＷｍを生成する係数データ生成部２６１を有している。この係数データ生成部２６１は、図１０の画像信号処理部１１０Ａにおける係数データ生成部１３２Ａと同様に、種係数メモリ２６２と、位相計算回路２６４と、位相シフトフィルタ発生器２６５と、係数合成回路２６３とから構成されている。この係数データ生成部２６１における、係数データＷｍの生成処理は、例えば出力音声信号Ａoutのサンプリング周波数を指定するパラメータＳＦの値が変更されたときに行われる。
【０１６２】
種係数メモリ２６２には、例えば入力音声信号Ａinに対応した生徒信号と、この生徒信号に対してデータ位置が同じあるいは前後に所定個数分ずらされた複数の教師信号との間でそれぞれ学習して得られた複数の係数データが種係数データとして予め格納されている。
【０１６３】
また、係数合成回路１３５は、種係数メモリ２６２に格納されている複数の種係数データ、例えばＷ-2，Ｗ-1，Ｗ0，Ｗ1，Ｗ2を使用し、（２４）式により、係数データＷｍを算出する。すなわち、係数データＷｍは、種係数データＷ-2，Ｗ-1，Ｗ0，Ｗ1，Ｗ2の線形和で求められる。ここで、種係数データＷ-2，Ｗ-1，Ｗ0，Ｗ1，Ｗ2は、それぞれ入力音声信号Ａinの各データに対して、２データ前、１データ前、基準データ、１データ後、２データ後のデータを得るための係数データである。
Ｗｍ＝ａー2・Ｗー2＋ａ-1・Ｗ-1 ＋ａ0・Ｗ0 ＋ａ1・Ｗ1 ＋ａ2・Ｗ2・・・（２４）
【０１６４】
位相計算回路２６４では、出力音声信号Ａoutのサンプリング周波数を指定するパラメータＳＦの値に対応して、出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データの位相情報ｔxが算出される。例えば、出力音声信号Ａoutのサンプリング周波数ｆ２が、入力音声信号Ａinのサンプリング周波数ｆ１の１．０倍、１．５倍、２．０倍であるときは、入力音声信号Ａinの２データブロックに対して、それぞれ出力音声信号Ａoutの２データブロック、３データブロック、４データブロックが対応したものとなる。各データの位相情報ｔxは、それぞれ入力音声信号Ａinの上述した基準データに対する時間方向のずれ情報である。
【０１６５】
このように位相計算回路２６４で算出される出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データの位相情報ｔxは、位相シフトフィルタ発生器２６５に供給される。この位相シフトフィルタ発生器２６５では、出力音声信号Ａinの単位データブロックに含まれる各データの位相情報ｔxに対応して、上述した（２４）式における係数ａ-2〜ａ2を発生する。この位相シフトフィルタ発生器２６５では、例えば上述した（２１）式で表される一次元の位相シフトフィルタを使用して、係数ａ-2〜ａ2が決定される。係数の決定方法は、図１０の係数データ生成部１３２Ａの部分で説明したと同様である。
【０１６６】
このように、位相シフトフィルタ発生器２６５で発生される、出力音声信号Ａinの単位データブロックに含まれる各データの係数ａ-2〜ａ2は、上述した係数合成回路２６３に供給される。これにより、係数合成回路２６３では、（２４）式により、出力音声信号Ａoutの単位データブロック内の各データを得るための係数データＷｍが求められる。この場合、種係数メモリ２６２には、種係数データＷ-2〜Ｗ2がクラス毎に格納されているので、係数合成回路２６５では、クラス毎に、係数データＷｍが算出される。
【０１６７】
また、音声信号処理回路２５０は、第１のタップ選択回路２５３で選択的に取り出されるデータｘｉと、係数メモリ２６０より読み出される係数データＷｉとから、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データを演算する推定予測演算回路２５６を有している。この推定予測演算回路２５６では、出力音声信号Ａoutを構成するデータが単位データブロック毎に生成される。すなわち、この推定予測演算回路２５６には、第１のタップ選択回路２５３より単位画素ブロック内の各データ（注目データ）に対応したデータｘｉと、係数メモリ２６０よりその単位データブロックを構成する各データに対応した係数データＷｉとが供給され、単位データブロックを構成する各データｙ1〜ｙPは、それぞれ個別に、上述の（４）式の推定式で演算される。
【０１６８】
また、音声信号処理回路２５０は、推定予測演算回路２５６より順次出力される単位データブロック内のデータｙ1〜ｙPを、パラメータＳＦで指定されるサンプリング周波数ｆ２で出力する後処理回路２５７と、この後処理回路２５７より出力される出力音声信号Ａoutを出力する出力端子２５８とを有している。
【０１６９】
次に、音声処理回路２５０の動作を説明する。
バッファメモリ２５２に記憶されている入力音声信号Ａinより、第２のタップ選択回路２５４で、作成すべき出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注目データ）の周辺に位置するデータが選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路２５４で選択的に取り出されるクラス検出回路２５５に供給される。このクラス検出回路２５５では、第２のタップ選択回路２５４で取り出される各データに対してＡＤＲＣ処理が施されてレベル分布パターンを示す再量子化コードｑｉが得られる。さらに、このクラス検出回路２５５では、再量子化コードｑｉに基づき、作成すべき出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注目データ）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが演算される。このクラスコードＣＬは、係数メモリ２６０に読み出しアドレス情報として供給される。
【０１７０】
係数メモリ２６０には、パラメータＳＦで指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データを得るための各クラスの係数データＷｍが、係数データ生成部２６１で生成されて格納される。この係数データＷｍの生成は、例えばパラメータＳＦの変更がある毎に行われる。
【０１７１】
係数メモリ２６０に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ２６０からクラスコードＣＬに対応した、出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データに係る係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路２５６に供給される。
【０１７２】
また、バッファメモリ２５２に記憶されている入力音声信号Ａinより、第１のタップ選択回路２５３で、作成すべき出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注目データ）の周辺に位置するデータが選択的に取り出される。この第１のタップ選択回路２５３で選択的に取り出されるデータｘｉは推定予測演算回路２５６に供給される。
【０１７３】
推定予測演算回路２５６では、データｘｉと、係数メモリ２６０より読み出される係数データＷｉとから、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データｙ1〜ｙP（ｐは単位データブロック内のデータ数）がそれぞれ個別に演算される。そして、この推定予測演算回路２５６より順次出力される出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データｙ1〜ｙPは後処理回路２５７に供給される。この後処理回路２５７では、データｙ1〜ｙPがパラメータＳＦで指定されるサンプリング周波数ｆ２で出力され、出力端子２５８にはサンプリング周波数ｆ２の出力音声信号Ａoutが出力される。
【０１７４】
上述したように、係数データ生成部２６１では、種係数メモリ２６２に格納されている種係数データを用いて、パラメータＳＦで指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データを得るための各クラスの係数データＷｍが生成され、これが係数メモリ２６０に格納される。そして、この係数メモリ２６０より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路２５６で、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データｙ1〜ｙPが演算される。したがって、ユーザは、パラメータＳＦの値を変化させることで、出力音声信号Ａoutのサンプリング周波数ｆ２を、種係数メモリ２６２に多くの種係数データを格納しておかなくても、任意に変更することができる。
【０１７５】
また、種係数メモリ２６２には入力音声信号Ａinに対応した生徒信号と、この生徒信号を前後に所定データ分ずらした複数の教師信号との間で学習してそれぞれ求められた係数データを種係数データとして格納しており、係数データ生成部２６１では、パラメータＳＦで指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データを得るための各クラスの係数データＷｍを複数の種係数データの線形和で生成するものである。したがって、この係数データＷｍは、生徒信号とこの生徒信号を出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データの位相と対応するようにずらした教師信号との間で学習をして求められる係数データと同様のものとなり、出力音声信号Ａoutを精度よく創造できる。
【０１７６】
なお、上述した図１の画像信号処理部１１０における処理を、例えば図１６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。
【０１７７】
まず、図１６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の動作プログラムや種係数データ等が格納された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。
【０１７８】
また、画像信号処理装置３００は、外部記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０５と、フロッピーディスク３０６をドライブするフロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）３０７とを有している。これらドライブ３０５，３０７は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１７９】
また、画像信号処理装置３００は、インターネット等の通信網４００に有線または無線で接続する通信部３０８を有している。この通信部３０８は、インタフェース３０９を介してバス３０４に接続されている。
【０１８０】
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２００からのリモコン信号ＲＭを受信するリモコン信号受信回路３１０と、ＬＣＤ（liquid crystal display）等からなるディスプレイ３１１とを有している。受信回路３１０はインタフェース３１２を介してバス３０４に接続され、同様にディスプレイ３１１はインタフェース３１３を介してバス３０４に接続されている。
【０１８１】
また、画像信号処理装置３００は、ＳＤ信号を入力するための入力端子３１４と、ＨＤ信号を出力するための出力端子３１５とを有している。入力端子３１４はインタフェース３１６を介してバス３０４に接続され、同様に出力端子３１５はインタフェース３１７を介してバス３０４に接続される。
【０１８２】
ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処理プログラムや種係数データ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４００より通信部３０８を介してダウンロードし、ハードディスクやＲＡＭ３０３に蓄積して使用することもできる。また、これら処理プログラムや種係数データ等をフロッピーディスク３０６で提供するようにしてもよい。
【０１８３】
また、処理すべきＳＤ信号を入力端子３１４より入力する代わりに、予めハードディスクに記録しておき、あるいはインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードしてもよい。また、処理後のＨＤ信号を出力端子３１５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３１１に供給して画像表示をしたり、さらにはハードディスクに格納したり、通信部３０８を介してインターネットなどの通信網４００に送出するようにしてもよい。
【０１８４】
図１７のフローチャートを参照して、図１６に示す画像信号処理装置３００における、ＳＤ信号よりＨＤ信号を得るため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、ＳＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。このＳＤ画素データが入力端子３１４より入力される場合には、このＳＤ画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、このＳＤ画素データがハードディスクに記録されている場合には、ハードディスクドライブ３０７でこのＳＤ画素データを読み出し、ＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ３で、入力ＳＤ画素データ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。
【０１８５】
このステップＳＴ５では、ユーザがリモコン送信機２００を操作して入力したパラメータＱh，Ｑｖの値を例えばＲＡＭ３０３より読み込む。そして、ステップＳＴ６で、種係数データを使用して、読み込んだパラメータＱh，Ｑｖの値に対応した水平解像度、垂直解像度を得るための、各クラスの推定式（（４）式参照）の係数データＷｍを生成する（図１の係数データ生成部１３２における処理に対応）。
【０１８６】
次に、ステップＳＴ７で、ステップＳＴ２で入力されたＳＤ画素データより、生成すべき各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ８で、入力されたＳＤ画素データの全領域においてＨＤ画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップＳＴ２に戻り、次のフレームまたはフィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップＳＴ９に進む。
【０１８７】
このステップＳＴ９では、ステップＳＴ７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ１０で、そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タップのＳＤ画素データを使用して、推定式により、ＨＤ画素データを生成し、その後にステップＳＴ７に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０１８８】
このように、図１７に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力されたＳＤ信号を構成するＳＤ画素データを処理して、ＨＤ信号を構成するＨＤ画素データを得ることができる。上述したように、このように処理して得られたＨＤ信号は出力端子３１５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれによる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたりする。
また、上述した図１０の画像信号処理部１１０Ａにおける処理を、図１６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。
【０１８９】
図１８のフローチャートを参照して、図１６に示す画像信号処理装置３００における、入力画像信号Ｖinより出力画像信号Ｖoutを得るため処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ１１で、処理を開始し、ステップＳＴ１２で、入力画像信号Ｖinをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。この入力画像信号Ｖinが入力端子３１４より入力される場合には、この入力画像信号Ｖin を構成する画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、この入力画像信号Ｖin がハードディスクに記録されている場合には、ハードディスクドライブ３０７でこの入力画像信号Ｖinを読み出し、この入力画像信号Ｖin を構成する画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ１３で、入力画像信号Ｖin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ＳＴ１４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ＳＴ１５に進む。
【０１９０】
このステップＳＴ１５では、ユーザがリモコン送信機２００を操作して入力したパラメータＴの値で示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔx，ｔyを発生する。そして、ステップＳＴ１６で、単位画素ブロック内の各画素の位相情報ｔx，ｔyおよび各クラスの種係数データを使用して、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための、各クラスの推定式（（４）式参照）の係数データＷｍを生成する（図１０の係数データ生成部１３２Ａにおける処理に対応）。
【０１９１】
次に、ステップＳＴ１７で、ステップＳＴ１２で入力された入力画像信号Ｖinの画素データより、生成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ１８で、入力された入力画像信号Ｖinの画素データの全領域において出力画像信号Ｖoutの画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップＳＴ１２に戻り、次のフレームまたはフィールドの入力画像信号Ｖinの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップＳＴ１９に進む。
【０１９２】
このステップＳＴ１９では、ステップＳＴ１７で取得されたクラスタップの画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ２０で、そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タップのＳＤ画素データを使用して、推定式により、出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素のデータを生成し、その後にステップＳＴ１７に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０１９３】
このように、図１８に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力された入力画像信号Ｖinの画素データを処理して、出力画像信号Ｖoutの画素データを得ることができる。上述したように、このように処理して得られた出力画像信号Ｖoutは出力端子３１５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれによる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたりする。
【０１９４】
また、上述した図１５の音声信号処理回路２５０における処理も、図１６に示す画像信号処理装置３００と同様に構成される処理装置によって、ソフトウェアで実現することも可能である。この音声信号処理の流れは、上述した図１８の処理にほぼ対応したものとなる。
【０１９５】
この場合、ステップＳＴ１２では入力音声信号Ａinが入力され、ステップＳＴ１５ではユーザがリモコン送信機２００を操作して入力したパラメータＳＦの値で指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データの位相情報ｔxを発生する。そして、ステップＳＴ１６では単位データブロック内の各データの位相情報ｔxおよび各クラスの種係数データを使用して、パラメータＳＦの値で指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データを得るための、各クラスの推定式（（４）式参照）の係数データＷｍを生成する（図１５の係数データ生成部２６１における処理に対応）。また、ステップＳＴ２０では、クラスコードＣＬに対応した係数データと単位データブロック内の各データ（注目データ）の周辺に位置する入力音声信号Ａinのデータを使用して、推定式により、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データを生成する。また、処理装置の図示は省略するが、図９の種係数データ生成装置１５０における処理も、ソフトウェアで実現可能である。
【０１９６】
図１９のフローチャートを参照して、種係数データを生成するための処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ８１で、処理を開始し、ステップＳＴ８２で、画素ずらし処理された複数のＨＤ信号から一つのＨＤ信号を選択する。そして、ステップＳＴ８３で、全てのＨＤ信号に対する種係数データの算出処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ８４に進む。
【０１９７】
このステップＳＴ８４では、ステップＳＴ８２で選択されたＨＤ信号に係るＨＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。そして、ステップＳＴ８５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ８７に進む。
【０１９８】
ステップＳＴ８７では、固定のＳＤ信号に係るＳＤ画素データより、ステップＳＴ８４で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ８８で、固定のＳＤ信号に係るＳＤ画素データの全領域において学習処理を終了しているか否かを判定する。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ８４に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述したと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了していないときは、ステップＳＴ８９に進む。
【０１９９】
このステップＳＴ８９では、ステップＳＴ８７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ９０で、係数データを得るための正規方程式（（１１）式参照）を生成する。その後に、ステップＳＴ８７に戻る。
【０２００】
上述したステップＳＴ８５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したときは、ステップＳＴ９１で、ステップＳＴ９０で生成された正規方程式を掃き出し法などで解いて、各クラスの係数データを算出する。その後に、ステップＳＴ８２に戻って、次のＨＤ信号を選択して、上述したと同様の処理を繰り返し、次のＨＤ信号に対応した、各クラスの係数データを求める。
【０２０１】
また、上述のステップＳＴ８３で、全てのＨＤ信号に対する係数データの算出処理が終了したときは、ステップＳＴ９２で、全てのＨＤ信号に対する各クラスの係数データを種係数データとしてメモリに保存し、その後にステップＳＴ９３で、処理を終了する。
【０２０２】
このように、図１９に示すフローチャートに沿って処理をすることで、図９に示す種係数データ生成装置１５０と同様の手法によって、空間シフトフィルタによって画素ずらしされた全てのＨＤ信号に対する各クラスの係数データを得ることができる。
なお、上述実施の形態においては、クラス分けをするものを示したが、この発明はクラス分けをしないものにも同様に適用できることは勿論である。
【０２０３】
【発明の効果】
この発明によれば、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成するものであり、入力されたパラメータ値に対応した第２の情報信号を得ることが可能となる。これにより、例えば画像の解像度、画像のサイズ、音声信号のサンプリング周波数等の調整を自由に行い得るようになる。
【０２０４】
またこの発明によれば、入力情報信号と出力情報信号との関係を表した、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係に従って、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応した生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データである複数の種係数データを用いた演算を行って、入力情報信号を上出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを生成するものであり、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データとして、実際に生徒信号、教師信号を使用した学習で得たものと同様のものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態としてのテレビ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】教師信号と生徒信号の組み合わせを説明すための図である。
【図３】複数のＨＤ信号を得るためのフィルタイメージを示す図である。
【図４】空間シフトフィルタからのフィルタ合成の説明のための図である。
【図５】種係数データの生成方法を説明するための図である。
【図６】Ｑの変化によるフィルタ特性の変化を示す図である。
【図７】係数の決定例を説明するための図である。
【図８】係数データＷｍの意義を説明するための図である。
【図９】種係数データ生成装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態としてのテレビ受信機の構成を示すブロック図である。
【図１１】種係数メモリ内の係数データを説明するための図である。
【図１２】位相情報ｔx，ｔyを説明するための図である。
【図１３】係数の決定例を説明ための図である。
【図１４】表示画像のサイズを示す図である。
【図１５】第３の実施の形態として音声信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図１６】画像信号処理装置の構成を閉めずブロック図である。
【図１７】画像信号処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】画像信号処理の他の流れを示すフローチャートである。
【図１９】種係数データ生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１００，１００Ａ・・・テレビ受信機、１０１・・・システムコントローラ、１０２・・・リモコン信号受信回路、１０５・・・受信アンテナ、１０６・・・チューナ、１１０，１１０Ａ・・・画像信号処理部、１１１・・・ディスプレイ部、１２１・・・第１のタップ選択回路、１２２・・・第２のタップ選択回路、１２３・・・第３のタップ選択回路、１２４・・・空間クラス検出回路、１２５・・・動きクラス検出回路、１２６・・・クラス合成回路、１２７・・・推定予測演算回路、１２９・・・後処理回路、１３１・・・係数メモリ、１３２，１３２Ａ・・・係数データ生成部、１３３・・・種係数メモリ、１３４・・・画質変換フィルタ発生器、１３５・・・係数合成回路、１３６・・・位相計算回路、１３７・・・位相シフトフィルタ発生器、１５０・・・種係数データ生成装置、１５１Ａ，１５１Ｂ・・・入力端子、１５２・・・空間シフトフィルタ、１５３・・・第１のタップ選択回路、１５４・・・第２のタップ選択回路、１５５・・・第３のタップ選択回路、１５７・・・空間クラス検出回路、１５８・・・動きクラス検出回路、１５９・・・クラス合成回路、１６０・・・正規方程式生成部、１６１・・・係数データ決定部、１６２・・・係数メモリ、２００・・・リモコン送信機、２５０・・・音声信号処理回路、２５１・・・入力端子、２５３・・・第１のタップ回路、２５４・・・第２のタップ回路、２５５・・・クラス合成回路、２５６・・・推定予測演算回路、２５７・・・後処理回路、２５８・・・出力端子、２６０・・・係数メモリ、２６１・・・係数データ生成部、２６２・・・種係数メモリ、２６３・・・係数合成回路、２６４・・・位相計算回路、２６５・・・位相シフトフィルタ発生器、３００・・・画像信号処理装置、３０１・・・ＣＰＵ、３０２・・・ＲＯＭ、３０３・・・ＲＡＭ、３０４・・・バス、３０５・・・ハードディスクドライブ、３０７・・・フロッピーディスクドライブ、３０８・・・通信部、３０９，３１２，３１３，３１６，３１７・・・インタフェース、３１０・・・リモコン信号受信回路、３１１・・・ディスプレイ、３１４・・・入力端子、３１５・・・出力端子、４００・・・通信網
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ＮＴＳＣ方式のビデオ信号をハイビジョン方式のビデオ信号に変換する際に適用して好適な、係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の変換装置および変換方法に関する。詳しくは、入力情報信号と出力情報信号との関係を表した、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係に従って、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応した生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データである複数の種係数データを用いた演算を行って、入力情報信号を上出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを生成することによって、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データとして、実際に生徒信号、教師信号を使用した学習で得たものと同様のものを得ることができるようにした係数データ生成装置等に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば５２５ｉ信号というＳＤ(Standard Definition）信号を、１０５０ｉ信号というＨＤ(High Definition)信号に変換するフォーマット変換が提案されている。５２５ｉ信号は、ライン数が５２５本でインタレース方式の画像信号を意味し、１０５０ｉ信号は、ライン数が１０５０本でインタレース方式の画像信号を意味する。
【０００３】
図２０は、５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を示している。ここで、大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さなドットが１０５０ｉ信号の画素である。また、奇数フィールドの画素位置を実線で示し、偶数フィールドの画素位置を破線で示している。５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要がある。
【０００４】
従来、上述したようなフォーマット変換を行うために、５２５ｉ信号の画素データより１０５０ｉ信号の画素データを得る際に、５２５ｉ信号の画素に対する１０５０ｉ信号の各画素の位相に対応した推定式の係数データをメモリに格納しておき、この係数データを用いて推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求めることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように推定式によって１０５０ｉ信号の画素データを求めるものにおいては、この１０５０ｉ信号による画像の解像度は固定されており、従来のコントラストやシャープネス等の調整のように、画像内容等に応じて所望の解像度とすることができなかった。
【０００６】
この発明の目的は、格納手段に格納しておく推定式の係数データを多くすることなく、例えば画像の解像度の調整を自由に行い得るようにすることにある。また、この発明の目的は、格納手段に格納しておく推定式の係数データを多くすることなく、例えば画像のサイズの調整や音声信号のサンプリング周波数の調整を自由に行い得るようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る係数データ生成装置は、複数の情報データからなる入力情報信号を複数の情報データからなる出力情報信号に変換する際に使用される、推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせそれぞれに対応させて、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを種係数データとして、格納する格納手段と、入力情報信号と出力情報信号との関係を、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表し、この変換関係を特定する変換関係特定手段と、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従って、格納手段に格納された複数の種係数データを用いた演算で生成する係数生成手段とを有するものである。
【０００８】
また、この発明に係る係数データ生成方法は、複数の情報データからなる入力情報信号を複数の情報データからなる出力情報信号に変換する際に使用される、推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、入力情報信号と出力情報信号との関係を、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表し、この変換関係を特定するステップと、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従って、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応し、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データである、複数の種係数データを用いた演算で生成するステップとを有するものである。
【００１０】
この発明においては、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応させて、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データが種係数データとして格納手段に格納されている。
【００１１】
入力情報信号と出力情報信号との関係が、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表され、この変換関係が特定される。例えば、この変換関係は、入力情報信号と出力情報信号との関係を生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係で表した際の、各生徒信号と教師信号とに対する重み付け係数で表される。
【００１２】
入力情報信号、出力情報信号、生徒信号および教師信号が全て音声信号であるとき、例えば出力情報信号は入力情報信号よりもサンプリング周波数が高くされる。このように情報信号が音声信号である場合、変換関係は、例えば入力情報信号に対する出力情報信号のサンプリング周波数の変化に対応したものとされる。
【００１３】
入力情報信号、出力情報信号、生徒信号および教師信号が全て画像信号であるとき、例えば出力情報信号は入力情報信号よりも高解像度とされる。このように情報信号が画像信号である場合、変換関係は、例えば入力情報信号に対する出力情報信号の解像度の変化に対応したものとされる。またこのように情報信号が画像信号である場合、変換関係は、入力情報信号に対する出力情報信号の画素数の変化や比率に対応したものとされる。
【００１４】
そして、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データは、変換関係に従って、格納手段に格納されている複数の種係数データを用いた演算で生成される。
【００１５】
例えば、情報信号が音声信号である場合、変換関係に基づくサンプリング周波数の変化に対応する係数データを生成される。この係数データを使用することで、入力情報信号に対してサンプリング周波数が変化した出力情報信号を得ることが可能となる。
【００１６】
また例えば、情報信号が画像信号である場合、変換関係に基づく解像度の変化に対応する係数データが生成される。この係数データを使用することで、入力情報信号に対して解像度が変化した出力情報信号を得ることが可能となる。
【００１７】
また例えば、情報信号が画像信号である場合、変換関係に基づく画素数の変化または比率に対応する係数データが生成される。この係数データを使用することで、入力情報信号に対して画素数が変化した出力情報信号を得ることが可能となる。
【００１８】
この発明に係る情報信号処理装置は、入力された複数の情報データからなる第１の情報信号を、複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置する第１のデータを第１の情報信号から抽出する第１の抽出手段と、第１の情報信号と第２の情報信号の関係を表すパラメータ値が入力されるパラメータ入力部と、複数の種係数データを保持し、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、パラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成する係数データ生成手段と、推定式を利用して、係数データと第１のデータとの演算により第２の情報信号を生成する演算手段とを有するものである。
【００１９】
例えば、係数データ生成手段は、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせそれぞれに対応させて、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを種係数データとして、格納する格納手段と、パラメータ値にて表された、第１の情報信号と上記第２の情報信号との関係を、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表し、この変換関係を特定する変換関係特定手段と、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを、変換関係に従って、格納手段に格納された複数の種係数データを用いた演算で生成する係数生成手段とを有するものである。
【００２０】
また、この発明に係る情報信号処理方法は、入力された複数の情報データからなる第１の情報信号を、複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号変換方法であって、第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置するデータを第１の情報信号から抽出するステップと、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成するステップと、推定式を利用して、生成された係数データと抽出されたデータとの演算により第２の情報信号を生成するステップとを有するものである。
【００２１】
また、この発明に係る情報提供媒体は、上述の情報信号処理方法の各ステップを実行するためのコンピュータプログラムを提供するものである。
【００２２】
この発明においては、第１の情報信号と第２の情報信号の関係を表すパラメータ値が、パラメータ入力部より入力される。また例えば、情報信号が音声信号である場合、このパラメータの値によって、第１の情報に対する第２の情報信号のサンプリング周波数の変化等が示される。例えば、情報信号が画像信号である場合、このパラメータの値によって、第１の情報信号に対する第２の情報信号の解像度の変化、画素数の変化等が示される。
【００２３】
第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データが、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成される。
そして、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置する第１のデータが抽出される。推定式を利用して、生成された係数データと抽出された第１のデータとの演算により第２の情報信号が生成される。
【００２４】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成するものであり、入力されたパラメータ値に対応した第２の情報信号を得ることが可能となる。これにより、例えば画像の解像度、画像のサイズ、音声信号のサンプリング周波数等の調整を自由に行い得るようになる。
【００２５】
ここで、複数の種係数データが、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応し、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データであって、またパラメータ値にて表された第１の情報信号と第２の情報信号との関係を、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表して特定し、この変換関係に従って、複数の種係数データを用いた演算で係数データを得ることによって、その係数データとして実際に生徒信号、教師信号を使用した学習で得たものと同様のものを得ることができ、第１の情報信号を第２の情報信号に精度よく変換可能となる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
この発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、第１の実施の形態としてのテレビ受信機１００の構成を示している。このテレビ受信機１００は、放送信号より５２５ｉ信号というＳＤ信号を得、この５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号というＨＤ信号に変換し、その１０５０ｉ信号による画像を表示するものである。
【００３２】
テレビ受信機１００は、マイクロコンピュータを備え、システム全体の動作を制御するためのシステムコントローラ１０１と、リモートコントロール信号を受信するリモコン信号受信回路１０２とを有している。リモコン信号受信回路１０２は、システムコントローラ１０１に接続され、リモコン送信機２００よりユーザの操作に応じて出力されるリモートコントロール信号ＲＭを受信し、その信号ＲＭに対応する操作信号をシステムコントローラ１０１に供給するように構成されている。
【００３３】
また、テレビ受信機１００は、受信アンテナ１０５と、この受信アンテナ１０５で捕らえられた放送信号（ＲＦ変調信号）が供給され、選局処理、中間周波増幅処理、検波処理等を行ってＳＤ信号（５２５ｉ信号）を得るチューナ１０６と、このチューナ１０６より出力されるＳＤ信号を一時的に保存するためのバッファメモリ１０９とを有している。
【００３４】
また、テレビ受信機１００は、バッファメモリ１０９に一時的に保存されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する画像信号処理部１１０と、この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像を表示するディスプレイ部１１１と、このディスプレイ部１１１の画面上に文字図形などの表示を行うための表示信号ＳＣＨを発生させるためのＯＳＤ(On Screen Display)回路１１２と、その表示信号ＳＣＨを上述した画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号に合成してディスプレイ部１１１に供給するための合成器１１３とを有している。ディスプレイ部１１１は、例えばＣＲＴ（cathode-ray tube)ディスプレイ、あるいはＬＣＤ（liquid crystal display）等のフラットパネルディスプレイで構成されている。
【００３５】
図１に示すテレビ受信機１００の動作を説明する。
チューナ１０６より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）は、バッファメモリ１０９に供給されて一時的に保存される。そして、このバッファメモリ１０９に一時的に記憶されたＳＤ信号は画像信号処理部１１０に供給され、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換される。すなわち、画像信号処理部１１０では、ＳＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＳＤ画素データ」という）から、ＨＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＨＤ画素データ」という）が得られる。この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号はディスプレイ部１１１に供給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはそのＨＤ信号による画像が表示される。
【００３６】
また、上述せずも、ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、パラメータＱｈ，Ｑｖの値を変化させて、上述したようにディスプレイ部１１１の画面上に表示される画像の水平、垂直の解像度を調整できる。この解像度の調整状態では、ディスプレイ部１１１の画面上に、パラメータＱｈ，Ｑｖの値の表示が行われる。ここでは図示しないが、この表示は数値または棒グラフ等をもって行われる。ユーザは、この表示を参照して、パラメータＱｈ，Ｑｖの値を調整できる。
【００３７】
このように画面上にパラメータＱｈ，Ｑｖの値を表示する際、システムコントローラ１０１は表示データをＯＳＤ回路１１２に供給する。ＯＳＤ回路１１２は、その表示データに基づいて表示信号ＳＣＨを発生し、この表示信号ＳＣＨを合成器１１３を介してディスプレイ部１１１に供給することとなる。
【００３８】
次に、画像信号処理部１１０の詳細を説明する。
この画像信号処理部１１０は、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３を有している。
【００３９】
第１のタップ選択回路１２１は、予測に使用するＳＤ画素（「予測タップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路１２２は、ＳＤ画素データのレベル分布パターンに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「空間クラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第３のタップ選択回路１２３は、動きに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「動きクラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。なお、空間クラスを複数フィールドに属するＳＤ画素データを使用して決定する場合には、この空間クラスにも動き情報が含まれることになる。
【００４０】
また、画像信号処理部１１０は、第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１２４を有している。
【００４１】
空間クラス検出回路１２４では、例えば、各ＳＤ画素データを、８ビットデータから２ビットデータに圧縮するような演算が行われる。そして、空間クラス検出回路１２４からは、各ＳＤ画素データに対応した圧縮データが空間クラスのクラス情報として出力される。本実施の形態においては、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）によって、データ圧縮が行われる。なお、情報圧縮手段としては、ＡＤＲＣ以外にＤＰＣＭ（予測符号化）、ＶＱ（ベクトル量子化）等を用いてもよい。
【００４２】
本来、ＡＤＲＣは、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）向け高性能符号化用に開発された適応再量子化法であるが、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ので、上述したデータ圧縮に使用して好適なものである。ＡＤＲＣを使用する場合、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の最大値をＭＡＸ、その最小値をＭＩＮ、空間クラスタップのデータのダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データｋｉに対して、（１）式の演算により、圧縮データとしての再量子化コードｑｉが空間クラスのクラス情報として得られる。ただし、（１）式において、[ ]は切り捨て処理を意味している。空間クラスタップのデータとして、Ｎａ個のＳＤ画素データがあるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。
ｑｉ＝［（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２P／ＤＲ］ ・・・（１）
【００４３】
また、画像信号処理部１１０は、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報を出力する動きクラス検出回路１２５を有している。
【００４４】
この動きクラス検出回路１２５では、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）ｍｉ，ｎｉからフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。すなわち、動きクラス検出回路１２５では、（２）式によって、差分の絶対値の平均値ＡＶが算出される。第３のタップ選択回路１２３で、例えばクラスタップのデータとして、６個のＳＤ画素データｍ１〜ｍ６と、その１フレーム前の６個のＳＤ画素データｎ１〜ｎ６が取り出されるとき、（２）式におけるＮｂは６である。
【００４５】
【数１】
そして、動きクラス検出回路１２５では、上述したように算出された平均値ＡＶが１個または複数個のしきい値と比較されて動きクラスのクラス情報ＭＶが得られる。例えば、３個のしきい値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３（ｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３）が用意され、４つの動きクラスを検出する場合、ＡＶ≦ｔｈ１のときはＭＶ＝０、ｔｈ１＜ＡＶ≦ｔｈ２のときはＭＶ＝１、ｔｈ２＜ＡＶ≦ｔｈ３のときはＭＶ＝２、ｔｈ３＜ＡＶのときはＭＶ＝３とされる。
【００４７】
また、画像信号処理部１１０は、空間クラス検出回路１２４より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）の画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１２６を有している。
【００４８】
このクラス合成回路１２６では、（３）式によって、クラスコードＣＬの演算が行われる。なお、（３）式において、Ｎａは空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の個数、ＰはＡＤＲＣにおける再量子化ビット数を示している。
【００４９】
【数２】
また、画像信号処理部１１０は、係数メモリ１３１を有している。この係数メモリ１３１は、後述する推定予測演算回路１２７で使用される推定式の係数データを格納するものである。この係数データは、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換するための情報である。係数メモリ１３１には、上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給される。この係数メモリ１３１からはクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉが読み出され、推定予測演算回路１２７に供給されることとなる。
【００５１】
また、画像信号処理部１１０は、上述したように係数メモリ１３１に格納される係数データＷｍを生成する係数データ生成部１３２を有している。この係数データ生成部１３２は、種係数メモリ１３３と、画質変換フィルタ発生器１３４と、係数合成回路１３５とから構成されている。この係数データ生成部１３２における、係数データＷｍの生成処理は、例えば１フィールド毎に、垂直ブランキング期間に行われる。
【００５２】
種係数メモリ１３３には、複数の種係数データが予め蓄えられている。
ここで、種係数データの詳細を説明する。後述する推定予測演算回路１２７では、ＨＤ画素データｙが、（４）式の推定式で演算されるものとする。なお、（４）式の推定式において、ｎは予測タップの数である。
【００５３】
【数３】
種係数データは、学習によって生成されるが、まずこの学習方法について説明する。
学習は、クラス毎に、複数の信号データに対して行われる。データ数がｍの場合、（４）式に従って、以下の（５）式が設定される。
ｙk＝Ｗ1ｘk1＋Ｗ2ｘk2＋・・・＋Ｗnｘkn ・・・（５）
（k=1,2,・・・,m）
ｍ＞ｎの場合、係数データＷ1，Ｗ2，・・・，Ｗnは、一意に決まらないので、誤差ベクトルｅの要素を、以下の（６）式で定義して、（７）式を最小にする係数データを求める。所謂最小二乗法による解法である。
【００５５】
【数４】
ここで、（７）式のＷｉによる偏微分係数を求める。それは、以下の（８）式を０にするように、各係数Ｗｉを求めればよい。
【００５７】
【数５】
以下、（９）式、（１０）式のようにＸij，Ｙiを定義すると、（８）式は、行列を用いて（１１）式に書き換えられる。
【００５９】
【数６】
この（１１）式は、一般に正規方程式と呼ばれている。この正規方程式を、掃き出し法等の一般的な行列解法を用いて解くことで、係数データＷｉを求めることができる。
【００６１】
上述した係数データＷｉは、複数の教師信号と生徒信号の組み合わせそれぞれに対応して求めることができる。ここで、図２に示すように、基準ＨＤ信号に様々な帯域のフィルタをかけて複数のＨＤ信号を得てそれを教師信号とすると共に、生徒信号としては固定のＳＤ信号を用いる場合を考える。
この場合、ＳＤ信号は固定なので、（１１）式の正規方程式の左辺は、（１２）式で定義でき、以下正規方程式は（１３）式、（１４）式で表すことができる。
【００６２】
【数７】
ここで、図３に示すように、基準ＨＤ信号（ＨＤr）にフィルタｆをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤf）の画素値をｙf、基準ＨＤ信号（ＨＤr）にフィルタｇをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤg）の画素値をｙgと定義する。また、基準ＨＤ信号（ＨＤr）にフィルタｆ，ｇの線形和フィルタｈ＝ａｆ＋ｂｇをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤh）の画素値をｙhと定義する。ｙh＝ａ×ｙf＋ｂ×ｙgとなり、ｙhを予測する係数ｗhバーは、（１５）式および（１６）式で表すことができる。
【００６４】
【数８】
これにより、新たにフィルタｈをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤh）を用いて学習した係数データｗhバーを用いることなく、フィルタｆをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤf）で学習した係数データｗfバーと、フィルタｇをかけて得られたＨＤ信号（ＨＤg）で学習した係数データｗgバーとを用いて、ＳＤ信号からＨＤ信号（ＨＤh）を創造できることがわかる。
【００６６】
例えば、図４Ａに示すように、空間シフトフィルタを使用して、基準ＨＤ信号に対して左に２画素ずれたＨＤ信号と、基準ＨＤ信号に対して左に１画素ずれたＨＤ信号と、基準ＨＤ信号に対してずれのないＨＤ信号と、基準ＨＤ信号に対して右に１画素ずれたＨＤ信号と、基準ＨＤ信号に対して右に２画素ずれたＨＤ信号とを得て、これらＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をし、５種類の係数データが得られているとする。
【００６７】
この場合、図４Ｂに示すように、これら５種類の係数データを種係数データとして使用することで、ＳＤ信号から、基準ＨＤ信号に対して水平５タップの任意線形和フィルタをかけて得られたＨＤ信号と同様のＨＤ信号を得ることができる。
【００６８】
図１に戻って、本実施の形態において、係数データ生成部１３２を構成する種係数メモリ１３３には、５種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDが予め格納されている。
【００６９】
図５に示すように、これら５種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDは、空間シフトフィルタを使用して、基準ＨＤ信号に対して左に画素ずれたＨＤ信号（ＨＤL）と、基準ＨＤ信号に対してずれのないＨＤ信号（ＨＤ0）と、基準ＨＤ信号に対して右に１画素ずれたＨＤ信号（ＨＤR）と、基準ＨＤ信号に対して上に１画素ずれたＨＤ信号（ＨＤU）と、基準ＨＤ信号に対して下に１画素ずれたＨＤ信号（ＨＤD）を得て、これら各ＨＤ信号とＳＤ信号との間で、上述したように学習をすることで得られた推定式の係数データである。なお、この学習に使用されるＳＤ信号は、例えば基準ＨＤ信号を間引き処理することで得られる。
【００７０】
なお、上述した５種類の種係数データのそれぞれは、クラスコードＣＬで表される全てのクラスの係数データからなっている。また、上述したように、５２５ｉ信号を１０５０ｉ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して１０５０ｉ信号の４画素を得る必要がある。そのため、あるクラスの係数データは、さらに、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素に対応した係数データからなっている。この２×２の単位画素ブロック内の４画素は、５２５ｉ信号の画素に対応して互いに異なる位相関係になっている。
【００７１】
また、係数データ生成部１３２を構成する係数合成回路１３５は、種係数メモリ１３３に格納されている５種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDを使用し、（１７）式により、係数データＷｍを算出する。すなわち、係数データＷｍは、種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDの線形和で求められる。
Ｗｍ＝ａL・ＷL＋ａ0・Ｗ0＋ａR・ＷR＋ａU・ＷU＋ａD・ＷD ・・（１７）
【００７２】
また、係数データ生成部１３２を構成する画質変換フィルタ発生器１３４は、システムコントローラ１０１より供給される、水平解像度を指定するパラメータＱhおよび垂直解像度を指定するパラメータＱvの値に対応して、上述した（１７）式における係数ａL，ａ0，ａR，ａU，ａDを発生する。
【００７３】
上述の画質変換フィルタ発生器１３４では、平滑化フィルタ、例えば（１８）式で表されるガウシアンフィルタを使用して、係数ａL，ａ0，ａR，ａU，ａDが決定される。
【００７４】
【数９】
図６は、（１８）式において、ＱをＱ1，Ｑ2，Ｑ3（Ｑ1＜Ｑ2＜Ｑ3）に変化させたときのガウシアンフィルタの特性の変化を示している。この図より、Ｑの値によって解像度が変化し、Ｑの値が大きくなる程解像度が高くなることがわかる。
【００７６】
（１８）式のＱの部分にパラメータＱhを入れることで、そのＱhの値に対応した水平方向の解像度を示すフィルタ特性が得られる。同様に（１８）式のＱの部分にパラメータＱｖを入れることで、そのＱvの値に対応した垂直方向の解像度を示すフィルタ特性が得られる。
【００７７】
画質変換フィルタ発生器１３４では、例えば、水平方向の解像度を示すフィルタ特性における中心画素位置のレスポンス値と垂直方向の解像度を示すフィルタ特性の中心画素位置のレスポンス値が一致するように一方のフィルタ特性を正規化した後に、水平方向の解像度を示すフィルタ特性における中心画素位置０、左に１画素ずれた位置ｄｘ-1、右に１画素ずれた位置ｄｘ1、および垂直方向の解像度を示すフィルタ特性における上に１画素ずれた位置ｄｙ1、下に１画素ずれた位置ｄｙ-1のレスポンス値に比例して、係数ａL，ａ0，ａR，ａU，ａDが決定される。この場合、係数ａL，ａ0，ａR，ａU，ａDの総和が１となるようにされる。
【００７８】
例えば、水平方向の解像度を示すフィルタ特性が図７Ａで表されると共に、垂直方向の解像度を示すフィルタ特性が図７Ｂで表される場合には、ａL＝０．３，ａ0＝０．４，ａR＝０．３，ａU＝０．０，ａD＝０．０と決定される。
【００７９】
このように、画質変換フィルタ発生器１３４で発生される係数ａL，ａ0，ａR，ａU，ａDは、上述した係数合成回路１３５に供給される。これにより、係数合成回路１３５では、（１７）式により、パラメータＱh，Ｑvの値に対応した水平解像度、垂直解像度を得るための係数データＷｍが求められる。この場合、種係数メモリ１３３には、種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDがクラス毎に格納されているので、係数合成回路１３５では、クラス毎に、係数データＷｍが算出される。
【００８０】
ここで、図８を使用して、係数データＷｍの意義について説明する。図８において、ＨＤ画素データｙ0に着目する。本来、種係数データＷ0は、所定数の予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）を用いて、このＨＤ画素データｙ0を演算するための推定式の係数データである。また、種係数データＷL，ＷR，ＷU，ＷDは、それぞれ同じ予測タップのデータを用いて、ＨＤ画素データｙ0に対して、左に１画素ずれた位置のＨＤ画素データｙL、右に１画素ずれた位置のＨＤ画素データｙR、上に１画素ずれた位置のＨＤ画素データｙU、下に１画素ずれた位置のＨＤ画素データｙDを演算するための係数データである。
【００８１】
上述したように、係数データＷｍは、種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDの線形和で求められたものである。この係数データＷｍを用いて、ＨＤ画素データｙ0を求めた場合、係数データＷｍに含まれる種係数データＷL，ＷR，ＷU，ＷDの成分の大きさに応じて、このＨＤ画素データｙ0に、上下左右の隣接画素のデータ成分が含まれたものとなる。したがって、パラメータＱhの値が小さくなる程、係数データＷｍに含まれる種係数データＷL，ＷRの成分が大きくなることから、水平方向の解像度は低下していく。同様に、パラメータＱｖの値を小さくする程、係数データＷｍに含まれる種係数データＷU，ＷDの成分が大きくなることから、垂直方向の解像度が低下していく。
【００８２】
図１に戻って、また、画像信号処理部１１０は、第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３１より読み出される係数データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータ（ＨＤ画素データ）ｙを演算する推定予測演算回路１２７を有している。
【００８３】
上述したように、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に変換する際には、ＳＤ信号の１画素に対してＨＤ信号の４画素を得る必要があることから、この推定予測演算回路１２７では、ＨＤ信号を構成する２×２の単位画素ブロック毎に、ＨＤ画素データが生成される。
【００８４】
すなわち、この推定予測演算回路１２７には、第１のタップ選択回路１２１より単位画素ブロック内の４画素（注目画素）に対応した予測タップのデータｘｉと、係数メモリ１３１よりその単位画素ブロックを構成する４画素に対応した係数データＷｉとが供給され、単位画素ブロックを構成する４画素のデータｙ1〜ｙ4は、それぞれ個別に、上述の（４）式の推定式で演算される。
【００８５】
また、画像信号処理部１１０は、推定予測演算回路１２７より順次出力される単位画素ブロックを構成する４画素のデータｙ1〜ｙ4を、線順次化して１０５０ｉ信号のフォーマットで出力する後処理回路１２９を有している。
【００８６】
次に、画像信号処理部１１０の動作を説明する。
バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１２２で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１２４に供給される。この空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【００８７】
また、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第３のタップ選択回路１２３で、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１２５に供給される。この動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【００８８】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロック内の４画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。そして、このクラスコードＣＬは、係数メモリ１３１に読み出しアドレス情報として供給される。
【００８９】
係数メモリ１３１には、垂直ブランキング期間毎に、係数データ生成部１３２で生成され、ユーザによって調整されたパラメータＱh，Ｑvの値に対応した係数データＷｍが格納される。なお、係数データ生成部１３２では、クラスコードＣＬで表される全てのクラスの係数データＷｍが生成される。この場合、あるクラスの係数データＷｍとして、さらに、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおける１０５０ｉ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素に対応した係数データが生成される。このように各係数データＷｍを生成するために種係数データは、上述したように種係数メモリ１３３に予め格納されている。
【００９０】
この係数メモリ１３１に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ１３１からクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。
【００９１】
また、第１のタップ選択回路１２１では、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、作成すべきＨＤ信号（１０５０ｉ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉは推定予測演算回路１２７に供給される。
【００９２】
推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３１より読み出される４画素分の係数データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）のデータｙ1〜ｙ4がそれぞれ個別に演算される（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回路１２７より順次出力される４画素のデータｙ1〜ｙ4は、後処理回路１２９に供給される。この後処理回路１２９は、推定予測演算回路１２７より順次出力される４画素のデータｙ1〜ｙ4を線順次化し、１０５０ｉ信号のフォーマットで出力する。つまり、この後処理回路１２９からは、ＨＤ信号としての１０５０ｉ信号が出力される。
【００９３】
上述したように、画像信号処理部１１０の係数データ生成部１３２では、種係数メモリ１３３に格納されている種係数データを用いて、パラメータＱh，Ｑvの値に対応した係数データＷｍが生成され、これが係数メモリ１３１に格納される。そして、この係数メモリ１３１より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７でＨＤ画素データｙが演算される。したがって、ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、パラメータＱｈ，Ｑｖの値を変化させることで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平および垂直の解像度を、種係数メモリ１３３に多くの種係数データを格納しておかなくても、連続的に調整することができる。
【００９４】
また、種係数メモリ１３３には空間シフトフィルタを用いて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習してそれぞれ求められた係数データを種係数データとして格納しており、係数データ生成部１３２では、作成すべきＨＤ信号に係るＨＤ画素データを得るための係数データＷｍを、複数の種係数データの線形和で生成するものである。したがって、この係数データＷｍは、固定のＳＤ信号と作成すべきＨＤ信号との間で学習をして求められる係数データと同様のものとなり、作成すべきＨＤ信号を精度よく創造できる。
【００９５】
なお、図１に示すテレビ受信機１００においては、係数データ生成部１３２に５種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDを格納しておき、これらの種係数データの線形和で係数データＷｍを求めるようにしたものであるが、さらに多くの種係数データを使用して係数データＷｍを求めることもでき、係数データＷｍの精度を高めることができる。
【００９６】
また、図１に示すテレビ受信機１００においては、空間シフトフィルタで画素ずらしされて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習されて得られた係数データを種係数データとして種係数メモリ１３３に格納して使用したものであるが、係数データの線形性が成り立つ場合には、空間シフトフィルタで画素ずらしされて得られた複数のＳＤ信号と固定のＨＤ信号との間で学習されて得られた係数データ、あるいは複数のＨＤ信号と複数のＳＤ信号の各組み合わせで学習されて得られた係数データを、種係数メモリ１３３に格納して使用することもできる。
【００９７】
また、上述実施の形態においては、ＨＤ信号を生成する際の推定式として線形一次方程式を使用したものを挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば推定式として高次方程式を使用するものであってもよい。
【００９８】
また、上述実施の形態においては、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（５２５ｐ信号または１０５０ｉ信号）に変換する例を示したが、この発明はそれに限定されるものでなく、推定式を使用して第１の画像信号を第２の画像信号に変換するその他の場合にも同様に適用できることは勿論である。
【００９９】
上述したように画像信号処理部１１０の種係数メモリ１３３に格納される種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDは、図９に示す種係数データ生成装置１５０によって生成される。以下、この種係数データ生成装置１５０について説明する。
【０１００】
この種係数データ生成装置１５０は、基準ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）が入力される入力端子１５１Ａと、この基準ＨＤ信号より教師信号としての複数のＨＤ信号（図５のＨＤL，ＨＤ0，ＨＤR，ＨＤU，ＨＤD参照）を得る空間シフトフィルタ１５２と、生徒信号としての固定のＳＤ信号（５２５ｉ信号）が入力される入力端子１５１Ｂとを有している。
【０１０１】
空間シフトフィルタ１５２には、基準ＨＤ信号に対する水平、垂直の画素のずらし量を指定する制御信号ｈ，ｖが供給される。なお、固定のＳＤ信号は、例えば基準ＨＤ信号に対して間引き処理を施して得られたものである。
【０１０２】
また、種係数データ生成装置１５０は、入力端子１５１Ｂより出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５を有している。これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５は、上述した画像信号処理部１１０の第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３と同様に構成される。
【０１０３】
また、種係数データ生成装置１５０は、第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１５７を有している。この空間クラス検出回路１５７は、上述した画像信号処理部１１０の空間クラス検出回路１２４と同様に構成される。この空間クラス検出回路１５７からは、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データ毎の再量子化コードｑｉが空間クラスを示すクラス情報として出力される。
【０１０４】
また、種係数データ生成装置１５０は、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報ＭＶを出力する動きクラス検出回路１５８を有している。この動きクラス検出回路１５８は、上述した画像信号処理部１１０の動きクラス検出回路１２５と同様に構成される。この動きクラス検出回路１５８では、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）からフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。
【０１０５】
また、種係数データ生成装置１５０は、空間クラス検出回路１５７より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１５９を有している。このクラス合成回路１５９も、上述した画像信号処理部１１０のクラス合成回路１２６と同様に構成される。
【０１０６】
また、種係数データ生成装置１５０は、空間シフトフィルタ１５２の出力ＨＤ信号から得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、クラス毎に、ｎ個の係数データＷｉを得るための正規方程式（（１１）式参照）を生成する正規方程式生成部１６０を有している。
【０１０７】
この場合、１個のＨＤ画素データｙとそれに対応するｎ個の予測タップ画素データとの組み合わせで上述した学習データが生成され、従って正規方程式生成部１６０では多くの学習データが登録された正規方程式が生成される。なお、図示せずも、第１のタップ選択回路１５３の前段に時間合わせ用の遅延回路を配置することで、この第１のタップ選択回路１５３から正規方程式生成部１６０に供給されるＳＤ画素データｘｉのタイミング合わせが行われる。
【０１０８】
また、種係数データ生成装置１５０は、正規方程式生成部１６０でクラス毎に生成された正規方程式のデータが供給され、クラス毎に生成された正規方程式を解いて、各クラスの係数データＷｉを求める係数データ決定部１６１と、この求められた係数データＷｉを種係数データとして記憶する係数メモリ１６２とを有している。係数データ決定部１６１では、正規方程式が例えば掃き出し法などによって解かれて、係数データＷｉが求められる。
【０１０９】
図９に示す種係数データ生成装置１５０の動作を説明する。
入力端子１５１Ａには基準ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）が供給され、そしてこの基準ＨＤ信号に対して空間シフトフィルタ１５２で画素ずらしの処理が行われて、教師信号としてのＨＤ信号が生成される。この場合、空間シフトフィルタ１５２には、基準ＨＤ信号に対する水平、垂直の画素のずらし量を指定する制御信号ｈ，ｖが供給され、水平や垂直の画素ずらし量が段階的に変化した複数のＨＤ信号が順次生成されていく。
【０１１０】
また、入力端子１５１Ｂには固定のＳＤ信号（５２５ｉ信号）が供給され、このＳＤ信号より、第２のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１５７に供給される。この空間クラス検出回路１５７では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【０１１１】
また、入力端子１５１Ｂに入力されたＳＤ信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１５８に供給される。この動きクラス検出回路１５８では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１１２】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラス合成回路１５９では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、ＨＤ信号（１０５０ｉ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。
【０１１３】
また、入力端子１５１Ｂに入力されたＳＤ信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。そして、空間シフトフィルタ１５２より出力されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、正規方程式生成部１６０では、クラス毎に、ｎ個の係数データＷｉを生成するための正規方程式が生成される。
【０１１４】
そして、係数データ決定部１６１でその正規方程式が解かれ、各クラスの係数データＷｉが求められ、その係数データＷｉはクラス別にアドレス分割された係数メモリ１６２に種係数データとして記憶される。
【０１１５】
このように、図９に示す種係数データ生成装置１５０においては、図１の画像信号処理部１１０の種係数メモリ１３３に種係数データとして格納される各クラスの係数データＷｉを生成できる。この場合、空間シフトフィルタ１５２より出力されるＨＤ信号の画素ずらし量を制御信号ｈ，ｖによって順次変化させることで、複数種類の種係数データ（図５のＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷD参照）を得ることができる。
【０１１６】
次に、この発明の第２の実施の形態について説明する。図１０は、第２の実施の形態としてのテレビ受信機１００Ａの構成を示している。このテレビ受信機１００Ａは、放送信号より５２５ｉ信号を得、この５２５ｉ信号をそれによる画像の一部を任意の倍率で拡大表示するための新たな５２５ｉ信号に変換し、その５２５ｉ信号による画像を表示するものである。この図１０において、図１と対応する部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
【０１１７】
テレビ受信機１００Ａは、マイクロコンピュータを備え、システム全体の動作を制御するためのシステムコントローラ１０１と、リモートコントロール信号を受信するリモコン信号受信回路１０２とを有している。リモコン信号受信回路１０２は、システムコントローラ１０１に接続され、リモコン送信機２００よりユーザの操作に応じて出力されるリモートコントロール信号ＲＭを受信し、その信号ＲＭに対応する操作信号をシステムコントローラ１０１に供給するように構成されている。
【０１１８】
また、テレビ受信機１００Ａは、受信アンテナ１０５と、この受信アンテナ１０５で捕らえられた放送信号（ＲＦ変調信号）が供給され、選局処理、中間周波増幅処理、検波処理等を行って５２５ｉ信号を得るチューナ１０６と、このチューナ１０６より出力される５２５ｉ信号を一時的に保存するためのバッファメモリ１０９とを有している。
【０１１９】
また、テレビ受信機１００Ａは、バッファメモリ１０９に一時的に保存される５２５ｉ信号を入力画像信号Ｖinとし、その５２５ｉ信号をそれによる画像の一部を任意の倍率で拡大表示するための新たな５２５ｉ信号に変換して出力する画像信号処理部１１０Ａと、この画像信号処理部１１０Ａの出力画像信号Ｖoutによる画像を表示するディスプレイ部１１１とを有している。
【０１２０】
図１に示すテレビ受信機１００Ａの動作を説明する。
チューナ１０６より出力される５２５ｉ信号は、バッファメモリ１０９に供給されて一時的に保存される。そして、このバッファメモリ１０９に一時的に記憶された５２５ｉ信号は入力画像信号Ｖinとして画像信号処理部１１０Ａに入力される。
【０１２１】
この画像信号処理部１１０Ａでは、入力画像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号が、それによる画像の一部を任意の倍率で拡大表示するための新たな５２５ｉ信号に変換される。この画像信号処理部１１０Ａより出力される出力画像信号Ｖoutはディスプレイ部１１１に供給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはその出力画像信号Ｖoutによる画像が表示される。
【０１２２】
また、上述せずも、ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、表示画像の倍率を指定するパラメータＴの値を変化させて、画サイズを調整できる。この画サイズの調整状態では、ディスプレイ部１１１の画面上に、パラメータＴの値の表示が、数値または棒グラフ等をもって行われる。ユーザは、この表示を参照して、パラメータＴの値を変更できる。
【０１２３】
このように画面上にパラメータＴの値を表示する際、システムコントローラ１０１は表示データをＯＳＤ回路１１２に供給する。ＯＳＤ回路１１２は、その表示データに基づいて表示信号ＳＣＨを発生し、この表示信号ＳＣＨを合成器１１３を介してディスプレイ部１１１に供給することとなる。
【０１２４】
次に、画像信号処理部１１０Ａの詳細を説明する。
この画像信号処理部１１０Ａは、係数メモリ１３１に格納される係数データＷｍを生成する係数データ生成部１３２Ａを有している。この係数データ生成部１３２Ａは、種係数メモリ１３３と、位相計算回路１３６と、位相シフトフィルタ発生器１３７と、係数合成回路１３５とから構成されている。この係数データ生成部１３２Ａにおける、係数データＷｍの生成処理は、例えば１フィールド毎に、垂直ブランキング期間に行われる。
【０１２５】
種係数メモリ１３３には、図１の係数データ生成部１３２における種係数メモリ１３３と同様の５種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷDと、さらに種係数データＷLU，ＷRU，ＷLD，ＷRDが予め格納されている。種係数データＷLUは、基準ＨＤ信号に対して左および上にそれぞれ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をして得たものである。種係数データＷRUは、基準ＨＤ信号に対して右および上にそれぞれ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をして得たものである。種係数データＷLDは、基準ＨＤ信号に対して左および下にそれぞれ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をして得たものである。さらに、種係数データＷRDは、基準ＨＤ信号に対して右および下にそれぞれ１画素ずれたＨＤ信号とＳＤ信号との間で学習をして得たものである。
【０１２６】
ここで、入力画像信号Ｖinと出力画像信号Ｖoutの画素数の対応関係について説明する。この対応関係は、表示画像の倍率によって変化する。例えば、表示画像の倍率が１．０倍、１．５倍、２．０倍であるときは、入力画像信号Ｖinの２×２の画素ブロックに対して、それぞれ出力画像信号Ｖoutの２×２の単位画素ブロック、３×３の単位画素ブロック、４×４の単位画素ブロックが対応したものとなる。
【０１２７】
このように、表示画像の倍率が１．０倍、１．５倍、２．０倍となるとき、入力画像信号Ｖinの２×２の画素ブロックに対応する出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックの画素数が変化し、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の入力画像信号Ｖinの画素に対する位相も変化する。
【０１２８】
上述していないが、本実施の形態においては、表示画像の倍率を、１．０倍、１．５倍、２．０倍に変化させることができるものである（図１４参照）。位相計算回路１３６では、表示画像の倍率を指定するパラメータＴの値に対応して、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔx，ｔyが算出される。この位相計算回路１３６は、例えばＲＯＭテーブルで構成される。
【０１２９】
上述したように、種係数メモリ１３３には、９種類の種係数データＷL，Ｗ0，ＷR，ＷU，ＷD，ＷLU，ＷRU，ＷLD，ＷRDが予め格納されている。なお、上述したように、各種係数データは、ＳＤ画素データの１画素に対応する２×２の単位画素ブロック内の４画素に対応した係数データからなっている。したがって、上述していないが、種係数メモリ１３３には、図１１に示すように、入力画像信号Ｖin（５２５ｉ信号）の２×２の画素ブロックに対応した、４×４＝１６個のＨＤ画素データｙ-1,1〜ｙ2,-2を得るための係数データＷ-1,1〜Ｗ2,-2を備えている。
【０１３０】
上述した各画素の位相情報ｔx，ｔyは、それぞれＨＤ画素ｙ0,0を基準とする水平方向、垂直方向の位置である。例えば、表示倍率が１．５倍であるときは、図１２に示すように、入力画像信号Ｖin（５２５ｉ信号）の２×２の画素ブロックに対応して、３×３＝９個の画素データｄ1〜ｄ9（「×」印で図示）を作成する必要がある。画素データｄ5の位相情報ｔx，ｔyは、図示のようにｔx5，ｔy5となる。
【０１３１】
また、係数合成回路１３５は、種係数メモリ１３３に格納されている１６種類の種係数データＷ-1,1〜Ｗ2,-2を使用し、（１９）式により、係数データＷｍを算出する。すなわち、係数データＷｍは、種係数データＷ-1,1〜Ｗ2,-2の線形和で求められる。このように係数合成回路１３５で求められる係数データは、係数メモリ１３１に供給されて格納される。
【０１３２】
このように位相計算回路１３６で算出される出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔx，ｔyは、位相シフトフィルタ発生器１３７に供給される。この位相シフトフィルタ発生器１３７では、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔx，ｔyに対応して、上述した（１９）式における係数ａ-1,1〜ａ2,-2を発生する。
【０１３４】
この位相シフトフィルタ発生器１３７では、例えば（２０）式で表される二次元の位相シフトフィルタを使用して、係数ａ-1,1〜ａ2,-2が決定される。
【０１３５】
【数１０】
この場合、ある画素に対応した係数ａ-1,1〜ａ2,-2を決定する際には、その画素の位相情報ｔx，ｔyを（２０）式に代入する。そして、（ｘ，ｙ）＝（−，１）〜（２，−２）の１６の位置を中心とする単位領域（１×１）のレスポンス値の積分値に比例して、係数ａ-1,1〜ａ2,-2が決定される。この場合、係数ａ-1,1〜ａ2,-2の総和が１となるようにされる。
【０１３７】
ここで、（２１）式で表される一次元の位相シフトフィルタを使用して、係数の決定例を簡単に説明する。
【０１３８】
【数１１】
この場合、位相情報ｔ＝ｔ1（ｔ1＜０）であるとき、フィルタ特性は図１３Ａに示すようになり、中心画素位置０、左に１画素ずれた位置ｄｘ-1、右に１画素ずれた位置ｄｘ1における係数ａ-1，ａ0，ａ1はそれぞれ０．２，０．９，−０．１のように決定される。またこの場合、位相情報ｔ＝ｔ2（ｔ2＞０）であるとき、フィルタ特性は図１３Ｂに示すようになり、中心画素位置０、左に１画素ずれた位置ｄｘ-1、右に１画素ずれた位置ｄｘ1における係数ａ-1，ａ0，ａ1はそれぞれ−０．１，０．８，０．３のように決定される。
【０１４０】
このように、位相シフトフィルタ発生器１３７で発生される、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の係数ａ-1,1〜ａ2,-2は、上述した係数合成回路１３５に供給される。これにより、係数合成回路１３５では、（１９）式により、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための係数データＷｍが求められる。この場合、種係数メモリ１３３には、種係数データＷ-1,1〜Ｗ2,-2がクラス毎に格納されているので、係数合成回路１３５では、クラス毎に、係数データＷｍが算出される。
【０１４１】
係数データ生成部１３２Ａでは、上述の係数データＷｍが各垂直ブランキング期間毎に形成され、係数メモリ１３１に格納される。
図１０の画像信号処理部１１０Ａのその他は、図１の画像信号処理部１１０と同様に構成される。
【０１４２】
次に、画像信号処理部１１０Ａの動作を説明する。
バッファメモリ１０９に記憶されている入力画像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号より、第２のタップ選択回路１２２で、作成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素（注目画素）の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータは空間クラス検出回路１２４に供給される。この空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタップのデータとしての各画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【０１４３】
また、バッファメモリ１０９に記憶されている入力画像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号より、第３のタップ選択回路１２３で、作成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素（注目画素）の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータは動きクラス検出回路１２５に供給される。この動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップのデータとしての各画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１４４】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、作成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロック内の各画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが順次得られる（（３）式参照）。そして、このクラスコードＣＬは、係数メモリ１３１に読み出しアドレス情報として供給される。
【０１４５】
係数メモリ１３１には、垂直ブランキング期間毎に、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための各クラスの係数データＷｍが、係数データ生成部１３２Ａで生成されて格納される。
【０１４６】
係数メモリ１３１に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ１３１からクラスコードＣＬに対応した、出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。
【０１４７】
また、バッファメモリ１０９に記憶されている入力画像信号Ｖinとしての５２５ｉ信号より、第１のタップ選択回路１２１で、作成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素（注目画素）の周辺に位置する予測タップのデータ（画素データ）が選択的に取り出される。この第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータｘｉは推定予測演算回路１２７に供給される。
【０１４８】
推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータｘｉと、係数メモリ１３１より読み出される係数データＷｉとから、出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素のデータｙ1〜ｙP（ｐは単位画像ブロック内の画素数）がそれぞれ個別に演算される（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回路１２７より順次出力される出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素のデータｙ1〜ｙPは後処理回路１２９に供給される。この後処理回路１２９では、データｙ1〜ｙPが５２５ｉ信号のフォーマットで出力され、出力画像信号Ｖoutとして５２５ｉ信号が出力される。
【０１４９】
上述したように、画像信号処理部１１０Ａの係数データ生成部１３２Ａでは、種係数メモリ１３３に格納されている種係数データを用いて、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための各クラスの係数データＷｍが生成され、これが係数メモリ１３１に格納される。そして、この係数メモリ１３１より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７で、出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素のデータｙ1〜ｙPが演算される。したがって、ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、パラメータＴの値を変化させることで、表示画像の倍率を、種係数メモリ１３３に多くの種係数データを格納しておかなくても、図１４に示すように、１．０倍、１．５倍または２．０倍に変更することができる。
【０１５０】
また、種係数メモリ１３３には空間シフトフィルタを用いて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習してそれぞれ求められた係数データを種係数データとして格納しており、係数データ生成部１３２Ａでは、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための係数データＷｍを複数の種係数データの線形和で生成するものである。したがって、この係数データＷｍは、固定のＳＤ信号と出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相と対応するように画素をずらしたＨＤ信号との間で学習をして求められる係数データと同様のものとなり、出力画像信号Ｖoutを精度よく創造できる。
【０１５１】
なお、図１０に示すテレビ受信機１００Ａにおいては、説明を簡単にするために、表示画像の倍率を１．０倍、１．５倍または２．０倍に変更できるものを示したが、同様の構成によって、表示画像の倍率をさらに細かく変更可能なテレビ受信機を得ることができることは勿論である。
【０１５２】
また、図１０に示すテレビ受信機１００Ａにおいては、ユーザが表示画像の倍率を示すパラメータＴを変更し得るものを示したが、水平方向や垂直方向の画素数の変化をユーザが指定できるようにすることも考えられる。その場合にも、表示画像の倍率を指定する場合と同様に、その指定に対応して、入力画像信号の所定の画素ブロックに対応する出力画像信号の単位画素ブロックが求められ、係数データ生成部１３２Ａではその単位画素ブロック内に含まれる各画素のデータを得るための係数データＷｍが求められることとなる。
【０１５３】
また、図１０に示すテレビ受信機１００Ａにおいては、係数データ生成部１３２Ａを構成する種係数メモリ１３２Ａに、空間シフトフィルタで画素ずらしされて得られた複数のＨＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習された係数データを種係数データとして格納して使用したものであるが、空間シフトフィルタで画素ずらしされて得られた複数のＳＤ信号と固定のＳＤ信号との間で学習された係数データを種係数メモリ１３３に格納して使用することもできる。その場合、位相計算回路１３６で算出される出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔx，ｔyは、位置（０，０）にあるＳＤ画素を基準とする水平方向、垂直方向の位置で表されることとなる。
【０１５４】
次に、この発明の第３の実施の形態について説明する。図１５は、第３の実施の形態としての音声信号処理回路２５０の構成を示している。この音声信号処理回路２５０は、音声信号のサンプリング周波数を変換して出力するものである。
【０１５５】
この音声信号処理回路２５０は、サンプリング周波数ｆ１である入力音声信号Ａinを入力する入力端子２５１と、この入力音声信号Ａinを一時的に格納するバッファメモリ２５２と、このバッファメモリ２５２に記憶されている入力音声信号Ａinより、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注目データ）の周辺に位置する複数のデータを選択的に取り出して出力する第１のタップ選択回路２５３および第２のタップ選択回路２５４を有している。第１のタップ選択回路２５３は、予測に使用するデータを選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路２５４は、クラス分類に使用するデータを選択的に取り出すものである。
【０１５６】
また、音声信号処理回路２５０は、第２のタップ選択回路２５４で選択的に取り出されるデータからレベル分布パターンを特徴量として検出し、このレベル分布パターンに基づいてクラスコードＣＬを発生するクラス検出回路２５５を有している。
【０１５７】
このクラス検出回路２５５では、例えば、まず８ビットの各データを２ビットに圧縮するような演算が行われる。ここでは、ＡＤＲＣによってデータ圧縮が行われる、この場合、各データの最大値をＭＡＸ、最小値をＭＩＮ、ダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、各データｋｉに対して、（２２）式の演算により、圧縮データとしての再量子化コードｑｉが得られる。ただし、（２２）式において、[ ]は切り捨て処理を意味している。第２のタップ選択回路２５４で選択されたデータの個数がＮａであるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。
ｑｉ＝［（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２P／ＤＲ］ ・・・（２２）
【０１５８】
クラス検出回路２５５では、次に、上述したように得られる再量子化コードｑｉに基づき、（２３）式によって、作成すべき出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注目データ）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが演算される。
【０１５９】
【数１２】
また、音声信号処理回路２５０は、係数メモリ２６０を有している。この係数メモ２６０は、後述する推定予測演算回路２５６で使用される推定式の係数データを格納するものである。この係数データは、入力音声信号Ａinを出力音声信号Ａoutに変換するための情報である。係数メモリ２６０には、上述したクラス検出回路２５５より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給される。この係数メモリ２６０からはクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉが読み出され、推定予測演算回路２５６に供給されることとなる。
【０１６１】
また、音声信号処理回路２５０は、上述した係数メモリ２６０に格納される係数データＷｍを生成する係数データ生成部２６１を有している。この係数データ生成部２６１は、図１０の画像信号処理部１１０Ａにおける係数データ生成部１３２Ａと同様に、種係数メモリ２６２と、位相計算回路２６４と、位相シフトフィルタ発生器２６５と、係数合成回路２６３とから構成されている。この係数データ生成部２６１における、係数データＷｍの生成処理は、例えば出力音声信号Ａoutのサンプリング周波数を指定するパラメータＳＦの値が変更されたときに行われる。
【０１６２】
種係数メモリ２６２には、例えば入力音声信号Ａinに対応した生徒信号と、この生徒信号に対してデータ位置が同じあるいは前後に所定個数分ずらされた複数の教師信号との間でそれぞれ学習して得られた複数の係数データが種係数データとして予め格納されている。
【０１６３】
また、係数合成回路１３５は、種係数メモリ２６２に格納されている複数の種係数データ、例えばＷ-2，Ｗ-1，Ｗ0，Ｗ1，Ｗ2を使用し、（２４）式により、係数データＷｍを算出する。すなわち、係数データＷｍは、種係数データＷ-2，Ｗ-1，Ｗ0，Ｗ1，Ｗ2の線形和で求められる。ここで、種係数データＷ-2，Ｗ-1，Ｗ0，Ｗ1，Ｗ2は、それぞれ入力音声信号Ａinの各データに対して、２データ前、１データ前、基準データ、１データ後、２データ後のデータを得るための係数データである。
Ｗｍ＝ａー2・Ｗー2＋ａ-1・Ｗ-1 ＋ａ0・Ｗ0 ＋ａ1・Ｗ1 ＋ａ2・Ｗ2・・・（２４）
【０１６４】
位相計算回路２６４では、出力音声信号Ａoutのサンプリング周波数を指定するパラメータＳＦの値に対応して、出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データの位相情報ｔxが算出される。例えば、出力音声信号Ａoutのサンプリング周波数ｆ２が、入力音声信号Ａinのサンプリング周波数ｆ１の１．０倍、１．５倍、２．０倍であるときは、入力音声信号Ａinの２データブロックに対して、それぞれ出力音声信号Ａoutの２データブロック、３データブロック、４データブロックが対応したものとなる。各データの位相情報ｔxは、それぞれ入力音声信号Ａinの上述した基準データに対する時間方向のずれ情報である。
【０１６５】
このように位相計算回路２６４で算出される出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データの位相情報ｔxは、位相シフトフィルタ発生器２６５に供給される。この位相シフトフィルタ発生器２６５では、出力音声信号Ａinの単位データブロックに含まれる各データの位相情報ｔxに対応して、上述した（２４）式における係数ａ-2〜ａ2を発生する。この位相シフトフィルタ発生器２６５では、例えば上述した（２１）式で表される一次元の位相シフトフィルタを使用して、係数ａ-2〜ａ2が決定される。係数の決定方法は、図１０の係数データ生成部１３２Ａの部分で説明したと同様である。
【０１６６】
このように、位相シフトフィルタ発生器２６５で発生される、出力音声信号Ａinの単位データブロックに含まれる各データの係数ａ-2〜ａ2は、上述した係数合成回路２６３に供給される。これにより、係数合成回路２６３では、（２４）式により、出力音声信号Ａoutの単位データブロック内の各データを得るための係数データＷｍが求められる。この場合、種係数メモリ２６２には、種係数データＷ-2〜Ｗ2がクラス毎に格納されているので、係数合成回路２６５では、クラス毎に、係数データＷｍが算出される。
【０１６７】
また、音声信号処理回路２５０は、第１のタップ選択回路２５３で選択的に取り出されるデータｘｉと、係数メモリ２６０より読み出される係数データＷｉとから、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データを演算する推定予測演算回路２５６を有している。この推定予測演算回路２５６では、出力音声信号Ａoutを構成するデータが単位データブロック毎に生成される。すなわち、この推定予測演算回路２５６には、第１のタップ選択回路２５３より単位画素ブロック内の各データ（注目データ）に対応したデータｘｉと、係数メモリ２６０よりその単位データブロックを構成する各データに対応した係数データＷｉとが供給され、単位データブロックを構成する各データｙ1〜ｙPは、それぞれ個別に、上述の（４）式の推定式で演算される。
【０１６８】
また、音声信号処理回路２５０は、推定予測演算回路２５６より順次出力される単位データブロック内のデータｙ1〜ｙPを、パラメータＳＦで指定されるサンプリング周波数ｆ２で出力する後処理回路２５７と、この後処理回路２５７より出力される出力音声信号Ａoutを出力する出力端子２５８とを有している。
【０１６９】
次に、音声処理回路２５０の動作を説明する。
バッファメモリ２５２に記憶されている入力音声信号Ａinより、第２のタップ選択回路２５４で、作成すべき出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注目データ）の周辺に位置するデータが選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路２５４で選択的に取り出されるクラス検出回路２５５に供給される。このクラス検出回路２５５では、第２のタップ選択回路２５４で取り出される各データに対してＡＤＲＣ処理が施されてレベル分布パターンを示す再量子化コードｑｉが得られる。さらに、このクラス検出回路２５５では、再量子化コードｑｉに基づき、作成すべき出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注目データ）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが演算される。このクラスコードＣＬは、係数メモリ２６０に読み出しアドレス情報として供給される。
【０１７０】
係数メモリ２６０には、パラメータＳＦで指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データを得るための各クラスの係数データＷｍが、係数データ生成部２６１で生成されて格納される。この係数データＷｍの生成は、例えばパラメータＳＦの変更がある毎に行われる。
【０１７１】
係数メモリ２６０に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ２６０からクラスコードＣＬに対応した、出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データに係る係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路２５６に供給される。
【０１７２】
また、バッファメモリ２５２に記憶されている入力音声信号Ａinより、第１のタップ選択回路２５３で、作成すべき出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データ（注目データ）の周辺に位置するデータが選択的に取り出される。この第１のタップ選択回路２５３で選択的に取り出されるデータｘｉは推定予測演算回路２５６に供給される。
【０１７３】
推定予測演算回路２５６では、データｘｉと、係数メモリ２６０より読み出される係数データＷｉとから、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データｙ1〜ｙP（ｐは単位データブロック内のデータ数）がそれぞれ個別に演算される。そして、この推定予測演算回路２５６より順次出力される出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データｙ1〜ｙPは後処理回路２５７に供給される。この後処理回路２５７では、データｙ1〜ｙPがパラメータＳＦで指定されるサンプリング周波数ｆ２で出力され、出力端子２５８にはサンプリング周波数ｆ２の出力音声信号Ａoutが出力される。
【０１７４】
上述したように、係数データ生成部２６１では、種係数メモリ２６２に格納されている種係数データを用いて、パラメータＳＦで指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データを得るための各クラスの係数データＷｍが生成され、これが係数メモリ２６０に格納される。そして、この係数メモリ２６０より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路２５６で、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データｙ1〜ｙPが演算される。したがって、ユーザは、パラメータＳＦの値を変化させることで、出力音声信号Ａoutのサンプリング周波数ｆ２を、種係数メモリ２６２に多くの種係数データを格納しておかなくても、任意に変更することができる。
【０１７５】
また、種係数メモリ２６２には入力音声信号Ａinに対応した生徒信号と、この生徒信号を前後に所定データ分ずらした複数の教師信号との間で学習してそれぞれ求められた係数データを種係数データとして格納しており、係数データ生成部２６１では、パラメータＳＦで指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データを得るための各クラスの係数データＷｍを複数の種係数データの線形和で生成するものである。したがって、この係数データＷｍは、生徒信号とこの生徒信号を出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データの位相と対応するようにずらした教師信号との間で学習をして求められる係数データと同様のものとなり、出力音声信号Ａoutを精度よく創造できる。
【０１７６】
なお、上述した図１の画像信号処理部１１０における処理を、例えば図１６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。
【０１７７】
まず、図１６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の動作プログラムや種係数データ等が格納された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。
【０１７８】
また、画像信号処理装置３００は、外部記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０５と、フロッピーディスク３０６をドライブするフロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）３０７とを有している。これらドライブ３０５，３０７は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１７９】
また、画像信号処理装置３００は、インターネット等の通信網４００に有線または無線で接続する通信部３０８を有している。この通信部３０８は、インタフェース３０９を介してバス３０４に接続されている。
【０１８０】
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２００からのリモコン信号ＲＭを受信するリモコン信号受信回路３１０と、ＬＣＤ（liquid crystal display）等からなるディスプレイ３１１とを有している。受信回路３１０はインタフェース３１２を介してバス３０４に接続され、同様にディスプレイ３１１はインタフェース３１３を介してバス３０４に接続されている。
【０１８１】
また、画像信号処理装置３００は、ＳＤ信号を入力するための入力端子３１４と、ＨＤ信号を出力するための出力端子３１５とを有している。入力端子３１４はインタフェース３１６を介してバス３０４に接続され、同様に出力端子３１５はインタフェース３１７を介してバス３０４に接続される。
【０１８２】
ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処理プログラムや種係数データ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４００より通信部３０８を介してダウンロードし、ハードディスクやＲＡＭ３０３に蓄積して使用することもできる。また、これら処理プログラムや種係数データ等をフロッピーディスク３０６で提供するようにしてもよい。
【０１８３】
また、処理すべきＳＤ信号を入力端子３１４より入力する代わりに、予めハードディスクに記録しておき、あるいはインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードしてもよい。また、処理後のＨＤ信号を出力端子３１５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３１１に供給して画像表示をしたり、さらにはハードディスクに格納したり、通信部３０８を介してインターネットなどの通信網４００に送出するようにしてもよい。
【０１８４】
図１７のフローチャートを参照して、図１６に示す画像信号処理装置３００における、ＳＤ信号よりＨＤ信号を得るため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、ＳＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。このＳＤ画素データが入力端子３１４より入力される場合には、このＳＤ画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、このＳＤ画素データがハードディスクに記録されている場合には、ハードディスクドライブ３０７でこのＳＤ画素データを読み出し、ＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ３で、入力ＳＤ画素データ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。
【０１８５】
このステップＳＴ５では、ユーザがリモコン送信機２００を操作して入力したパラメータＱh，Ｑｖの値を例えばＲＡＭ３０３より読み込む。そして、ステップＳＴ６で、種係数データを使用して、読み込んだパラメータＱh，Ｑｖの値に対応した水平解像度、垂直解像度を得るための、各クラスの推定式（（４）式参照）の係数データＷｍを生成する（図１の係数データ生成部１３２における処理に対応）。
【０１８６】
次に、ステップＳＴ７で、ステップＳＴ２で入力されたＳＤ画素データより、生成すべき各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ８で、入力されたＳＤ画素データの全領域においてＨＤ画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップＳＴ２に戻り、次のフレームまたはフィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップＳＴ９に進む。
【０１８７】
このステップＳＴ９では、ステップＳＴ７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ１０で、そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タップのＳＤ画素データを使用して、推定式により、ＨＤ画素データを生成し、その後にステップＳＴ７に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０１８８】
このように、図１７に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力されたＳＤ信号を構成するＳＤ画素データを処理して、ＨＤ信号を構成するＨＤ画素データを得ることができる。上述したように、このように処理して得られたＨＤ信号は出力端子３１５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれによる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたりする。
また、上述した図１０の画像信号処理部１１０Ａにおける処理を、図１６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。
【０１８９】
図１８のフローチャートを参照して、図１６に示す画像信号処理装置３００における、入力画像信号Ｖinより出力画像信号Ｖoutを得るため処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ１１で、処理を開始し、ステップＳＴ１２で、入力画像信号Ｖinをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。この入力画像信号Ｖinが入力端子３１４より入力される場合には、この入力画像信号Ｖin を構成する画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、この入力画像信号Ｖin がハードディスクに記録されている場合には、ハードディスクドライブ３０７でこの入力画像信号Ｖinを読み出し、この入力画像信号Ｖin を構成する画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ１３で、入力画像信号Ｖin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ＳＴ１４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ＳＴ１５に進む。
【０１９０】
このステップＳＴ１５では、ユーザがリモコン送信機２００を操作して入力したパラメータＴの値で示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素の位相情報ｔx，ｔyを発生する。そして、ステップＳＴ１６で、単位画素ブロック内の各画素の位相情報ｔx，ｔyおよび各クラスの種係数データを使用して、パラメータＴで示される表示画像の倍率に対応した出力画像信号Ｖoutの単位画素ブロックに含まれる各画素のデータを得るための、各クラスの推定式（（４）式参照）の係数データＷｍを生成する（図１０の係数データ生成部１３２Ａにおける処理に対応）。
【０１９１】
次に、ステップＳＴ１７で、ステップＳＴ１２で入力された入力画像信号Ｖinの画素データより、生成すべき出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ１８で、入力された入力画像信号Ｖinの画素データの全領域において出力画像信号Ｖoutの画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップＳＴ１２に戻り、次のフレームまたはフィールドの入力画像信号Ｖinの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップＳＴ１９に進む。
【０１９２】
このステップＳＴ１９では、ステップＳＴ１７で取得されたクラスタップの画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ２０で、そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タップのＳＤ画素データを使用して、推定式により、出力画像信号Ｖoutを構成する単位画素ブロック内の各画素のデータを生成し、その後にステップＳＴ１７に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０１９３】
このように、図１８に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力された入力画像信号Ｖinの画素データを処理して、出力画像信号Ｖoutの画素データを得ることができる。上述したように、このように処理して得られた出力画像信号Ｖoutは出力端子３１５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれによる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたりする。
【０１９４】
また、上述した図１５の音声信号処理回路２５０における処理も、図１６に示す画像信号処理装置３００と同様に構成される処理装置によって、ソフトウェアで実現することも可能である。この音声信号処理の流れは、上述した図１８の処理にほぼ対応したものとなる。
【０１９５】
この場合、ステップＳＴ１２では入力音声信号Ａinが入力され、ステップＳＴ１５ではユーザがリモコン送信機２００を操作して入力したパラメータＳＦの値で指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データの位相情報ｔxを発生する。そして、ステップＳＴ１６では単位データブロック内の各データの位相情報ｔxおよび各クラスの種係数データを使用して、パラメータＳＦの値で指定されたサンプリング周波数ｆ２を持つ出力音声信号Ａoutの単位データブロックに含まれる各データを得るための、各クラスの推定式（（４）式参照）の係数データＷｍを生成する（図１５の係数データ生成部２６１における処理に対応）。また、ステップＳＴ２０では、クラスコードＣＬに対応した係数データと単位データブロック内の各データ（注目データ）の周辺に位置する入力音声信号Ａinのデータを使用して、推定式により、出力音声信号Ａoutを構成する単位データブロック内の各データを生成する。また、処理装置の図示は省略するが、図９の種係数データ生成装置１５０における処理も、ソフトウェアで実現可能である。
【０１９６】
図１９のフローチャートを参照して、種係数データを生成するための処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ８１で、処理を開始し、ステップＳＴ８２で、画素ずらし処理された複数のＨＤ信号から一つのＨＤ信号を選択する。そして、ステップＳＴ８３で、全てのＨＤ信号に対する種係数データの算出処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ８４に進む。
【０１９７】
このステップＳＴ８４では、ステップＳＴ８２で選択されたＨＤ信号に係るＨＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。そして、ステップＳＴ８５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ８７に進む。
【０１９８】
ステップＳＴ８７では、固定のＳＤ信号に係るＳＤ画素データより、ステップＳＴ８４で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ８８で、固定のＳＤ信号に係るＳＤ画素データの全領域において学習処理を終了しているか否かを判定する。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ８４に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述したと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了していないときは、ステップＳＴ８９に進む。
【０１９９】
このステップＳＴ８９では、ステップＳＴ８７で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ９０で、係数データを得るための正規方程式（（１１）式参照）を生成する。その後に、ステップＳＴ８７に戻る。
【０２００】
上述したステップＳＴ８５で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したときは、ステップＳＴ９１で、ステップＳＴ９０で生成された正規方程式を掃き出し法などで解いて、各クラスの係数データを算出する。その後に、ステップＳＴ８２に戻って、次のＨＤ信号を選択して、上述したと同様の処理を繰り返し、次のＨＤ信号に対応した、各クラスの係数データを求める。
【０２０１】
また、上述のステップＳＴ８３で、全てのＨＤ信号に対する係数データの算出処理が終了したときは、ステップＳＴ９２で、全てのＨＤ信号に対する各クラスの係数データを種係数データとしてメモリに保存し、その後にステップＳＴ９３で、処理を終了する。
【０２０２】
このように、図１９に示すフローチャートに沿って処理をすることで、図９に示す種係数データ生成装置１５０と同様の手法によって、空間シフトフィルタによって画素ずらしされた全てのＨＤ信号に対する各クラスの係数データを得ることができる。
なお、上述実施の形態においては、クラス分けをするものを示したが、この発明はクラス分けをしないものにも同様に適用できることは勿論である。
【０２０３】
【発明の効果】
この発明によれば、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成するものであり、入力されたパラメータ値に対応した第２の情報信号を得ることが可能となる。これにより、例えば画像の解像度、画像のサイズ、音声信号のサンプリング周波数等の調整を自由に行い得るようになる。
【０２０４】
またこの発明によれば、入力情報信号と出力情報信号との関係を表した、生徒信号を線形変換した信号と教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係に従って、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応した生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データである複数の種係数データを用いた演算を行って、入力情報信号を上出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを生成するものであり、入力情報信号を出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データとして、実際に生徒信号、教師信号を使用した学習で得たものと同様のものを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態としてのテレビ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】教師信号と生徒信号の組み合わせを説明すための図である。
【図３】複数のＨＤ信号を得るためのフィルタイメージを示す図である。
【図４】空間シフトフィルタからのフィルタ合成の説明のための図である。
【図５】種係数データの生成方法を説明するための図である。
【図６】Ｑの変化によるフィルタ特性の変化を示す図である。
【図７】係数の決定例を説明するための図である。
【図８】係数データＷｍの意義を説明するための図である。
【図９】種係数データ生成装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】第２の実施の形態としてのテレビ受信機の構成を示すブロック図である。
【図１１】種係数メモリ内の係数データを説明するための図である。
【図１２】位相情報ｔx，ｔyを説明するための図である。
【図１３】係数の決定例を説明ための図である。
【図１４】表示画像のサイズを示す図である。
【図１５】第３の実施の形態として音声信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図１６】画像信号処理装置の構成を閉めずブロック図である。
【図１７】画像信号処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】画像信号処理の他の流れを示すフローチャートである。
【図１９】種係数データ生成処理の流れを示すフローチャートである。
【図２０】５２５ｉ信号と１０５０ｉ信号の画素位置関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１００，１００Ａ・・・テレビ受信機、１０１・・・システムコントローラ、１０２・・・リモコン信号受信回路、１０５・・・受信アンテナ、１０６・・・チューナ、１１０，１１０Ａ・・・画像信号処理部、１１１・・・ディスプレイ部、１２１・・・第１のタップ選択回路、１２２・・・第２のタップ選択回路、１２３・・・第３のタップ選択回路、１２４・・・空間クラス検出回路、１２５・・・動きクラス検出回路、１２６・・・クラス合成回路、１２７・・・推定予測演算回路、１２９・・・後処理回路、１３１・・・係数メモリ、１３２，１３２Ａ・・・係数データ生成部、１３３・・・種係数メモリ、１３４・・・画質変換フィルタ発生器、１３５・・・係数合成回路、１３６・・・位相計算回路、１３７・・・位相シフトフィルタ発生器、１５０・・・種係数データ生成装置、１５１Ａ，１５１Ｂ・・・入力端子、１５２・・・空間シフトフィルタ、１５３・・・第１のタップ選択回路、１５４・・・第２のタップ選択回路、１５５・・・第３のタップ選択回路、１５７・・・空間クラス検出回路、１５８・・・動きクラス検出回路、１５９・・・クラス合成回路、１６０・・・正規方程式生成部、１６１・・・係数データ決定部、１６２・・・係数メモリ、２００・・・リモコン送信機、２５０・・・音声信号処理回路、２５１・・・入力端子、２５３・・・第１のタップ回路、２５４・・・第２のタップ回路、２５５・・・クラス合成回路、２５６・・・推定予測演算回路、２５７・・・後処理回路、２５８・・・出力端子、２６０・・・係数メモリ、２６１・・・係数データ生成部、２６２・・・種係数メモリ、２６３・・・係数合成回路、２６４・・・位相計算回路、２６５・・・位相シフトフィルタ発生器、３００・・・画像信号処理装置、３０１・・・ＣＰＵ、３０２・・・ＲＯＭ、３０３・・・ＲＡＭ、３０４・・・バス、３０５・・・ハードディスクドライブ、３０７・・・フロッピーディスクドライブ、３０８・・・通信部、３０９，３１２，３１３，３１６，３１７・・・インタフェース、３１０・・・リモコン信号受信回路、３１１・・・ディスプレイ、３１４・・・入力端子、３１５・・・出力端子、４００・・・通信網
Claims (30)
- 複数の情報データからなる入力情報信号を複数の情報データからなる出力情報信号に変換する際に使用される、推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、
所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせそれぞれに対応させて、上記生徒信号を上記教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを種係数データとして、格納する格納手段と、
上記入力情報信号と上記出力情報信号との関係を、上記生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表し、該変換関係を特定する変換関係特定手段と、
上記入力情報信号を上記出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従って、上記格納手段に格納された複数の上記種係数データを用いた演算で生成する係数生成手段と
を有することを特徴とする係数データ生成装置。 - 上記変換関係は、
上記入力情報信号と上記出力情報信号との関係を、上記生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形変換した信号との関係で表した際の、各上記生徒信号と上記教師信号とに対する重み付け係数である
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。 - 上記係数生成手段は、
上記重み付け係数を利用して、複数の上記種係数データの線形和により上記係数データを生成する
ことを特徴とする請求項２に記載の係数データ生成装置。 - 上記入力情報信号、上記出力情報信号、上記生徒信号および上記教師信号は、全て音声信号であり、上記出力情報信号は、上記入力情報信号よりもサンプリング周波数が高い
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。 - 上記変換関係は、
上記入力情報信号に対する上記出力情報信号のサンプリング周波数の変化に対応する
ことを特徴とする請求項４に記載の係数データ生成装置。 - 上記係数生成手段は、
上記変換関係に基づくサンプリング周波数の変化に対応する、係数データを生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の係数データ生成装置。 - 上記入力情報信号、上記出力情報信号、上記生徒信号および上記教師信号は、全て画像信号であり、上記出力情報信号は、上記入力情報信号よりも高解像度である
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。 - 上記変換関係は、
上記入力情報信号に対する上記出力情報信号の解像度の変化に対応する
ことを特徴とする請求項７に記載の係数データ生成装置。 - 上記係数生成手段は、
上記変換関係に基づく解像度の変化に対応する、係数データを生成する
ことを特徴とする請求項８に記載の係数データ生成装置。 - 上記入力情報信号、上記出力情報信号、上記生徒信号および上記教師信号は、全て画像信号であり、上記出力情報信号は、上記入力情報信号よりも画素数が多い
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。 - 上記変換関係は、
上記入力情報信号に対する上記出力情報信号の画素数の変化に対応する
ことを特徴とする請求項１０に記載の係数データ生成装置。 - 上記係数生成手段は、
上記変換関係に基づく画素数の変化に対応する、係数データを生成する
ことを特徴とする請求項１１に記載の係数データ生成装置。 - 上記変換関係は、
上記入力情報信号に対する上記出力情報信号の画素数の比率に対応する
ことを特徴とする請求項１０に記載の係数データ生成装置。 - 上記係数生成手段は、
上記変換関係に基づく画素数の比率に対応する、係数データを生成する
ことを特徴とする請求項１３に記載の係数データ生成装置。 - 複数の情報データからなる入力情報信号を複数の情報データからなる出力情報信号に変換する際に使用される、推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、
上記入力情報信号と上記出力情報信号との関係を、上記生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表し、該変換関係を特定するステップと、
上記入力情報信号を上記出力情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従って、所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応した生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データである、複数の種係数データを用いた演算で生成するステップと
を有することを特徴とする係数データ生成方法。 - 入力された複数の情報データからなる第１の情報信号を、
複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、
上記第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置する第１のデータを、上記第１の情報信号から抽出する第１の抽出手段と、
上記第１の情報信号と上記第２の情報信号の関係を表すパラメータ値が入力されるパラメータ入力部と、
複数の種係数データを保持し、上記第１の情報信号を上記第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、上記パラメータ値に対応させて、上記複数の種係数データの線形和で生成する係数データ生成手段と、
上記推定式を利用して、上記係数データと上記第１のデータとの演算により上記第２の情報信号を生成する演算手段と、
上記第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置する第２のデータを、上記第１の情報信号から抽出する第２の抽出手段と、
上記第２の抽出手段にて抽出された上記第２のデータに基づいて、上記注目データに係る特徴を検出する特徴検出手段と、
上記特徴に基づいて上記注目データを複数のクラスの一つに分類するクラス分類手段とを備え、
上記保持手段には、上記クラス分類手段で分類されるクラス毎に上記複数の種係数データが保持されており、
上記演算手段は、上記クラス分類手段で分類されたクラスの上記複数の種係数データを使用して生成された係数データを用いて上記第２の情報信号を生成し、
上記係数データ生成手段が、
所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応し、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データである複数の種係数データを、格納する格納手段と、
上記パラメータ値にて表された、上記第１の情報信号と上記第２の情報信号との関係を、上記生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表し、該変換関係を特定する変換関係特定手段と、
上記第１の情報信号を上記第２の情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データを、上記変換関係に従って、上記格納手段に格納された複数の上記種係数データを用いた演算で生成する係数生成手段とを有する
ことを特徴とする情報信号処理装置。 - 上記変換関係は、
上記第１の情報信号と上記第２の情報信号との関係を、上記生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形変換した信号との関係で表した際の、各上記生徒信号と上記教師信号とに対する重み付け係数である
ことを特徴とする請求項１６に記載の情報信号処理装置。 - 上記係数生成手段は、
上記重み付け係数を利用して、複数の上記種係数データの線形和により上記係数データを生成する
ことを特徴とする請求項１７に記載の情報信号処理装置。 - 上記第１の情報信号、上記第２の情報信号、上記生徒信号および上記教師信号は、全て音声信号であり、上記第２の情報信号は、上記第１の情報信号よりもサンプリング周波数が高い
ことを特徴とする請求項１６に記載の情報信号処理装置。 - 上記変換関係は、
上記第１の情報信号に対する上記第２の情報信号のサンプリング周波数に対応する
ことを特徴とする請求項１９に記載の情報信号処理装置。 - 上記係数生成手段は、
上記変換関係に基づくサンプリング周波数に対応する、係数データを生成する
ことを特徴とする請求項２０に記載の情報信号処理装置。 - 上記第１の情報信号、上記第２の情報信号、上記生徒信号および上記教師信号は、全て画像信号であり、上記第２の情報信号は、上記第１の情報信号よりも高解像度である
ことを特徴とする請求項１６に記載の情報信号処理装置。 - 上記変換関係は、
上記第１の情報信号に対する上記第２の情報信号の解像度の変化に対応する
ことを特徴とする請求項２２に記載の情報信号処理装置。 - 上記係数生成手段は、
上記変換関係に基づく解像度の変化に対応する、係数データを生成する
ことを特徴とする請求項２３に記載の情報信号処理装置。 - 上記第１の情報信号、上記第２の情報信号、上記生徒信号および上記教師信号は、全て画像信号であり、上記第２の情報信号は、上記第１の情報信号よりも画素数が多い
ことを特徴とする請求項１６に記載の情報信号処理装置。 - 上記変換関係は、
上記第１の情報信号に対する上記第２の情報信号の画素数の変化に対応する
ことを特徴とする請求項２５に記載の情報信号処理装置。 - 上記係数生成手段は、
上記変換関係に基づく画素数の変化に対応する、係数データを生成する
ことを特徴とする請求項２６に記載の情報信号処理装置。 - 上記変換関係は、
上記第１の情報信号に対する上記第２の情報信号の画素数の比率に対応する
ことを特徴とする請求項２５に記載の情報信号処理装置。 - 上記係数生成手段は、
上記変換関係に基づく画素数の比率に対応する、係数データを生成する
ことを特徴とする請求項２８に記載の情報信号処理装置。 - 入力された複数の情報データからなる第１の情報信号を、複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理方法であって、
上記第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置するデータを、上記第１の情報信号から抽出するステップと、
上記第１の情報信号を上記第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成するステップと、
上記推定式を利用して、上記生成された係数データと上記抽出されたデータとの演算により上記第２の情報信号を生成するステップと、
上記第２の情報信号に係る注目データの周辺に位置する第２のデータを、上記第１の情報信号から抽出するステップと、
上記抽出された上記第２のデータに基づいて、上記注目データに係る特徴を検出するステップと、
上記特徴に基づいて上記注目データを複数のクラスの一つに分類するステップとを含み、
上記分類されるクラス毎に上記複数の種係数データが保持されており、
上記分類されたクラスの上記複数の種係数データを使用して生成された係数データを用いて上記第２の情報信号が生成され、
上記係数データを、入力されたパラメータ値に対応させて、複数の種係数データの線形和で生成するステップでは、
所定数の生徒信号と所定数の教師信号の組み合わせのそれぞれに対応し、生徒信号を教師信号に変換する際に用いられる推定式の係数データである複数の種係数データが格納され、
上記パラメータ値にて表された、上記第１の情報信号と上記第２の情報信号との関係を、上記生徒信号を線形変換した信号と上記教師信号を線形変換した信号との関係である変換関係で表し、該変換関係が特定され、
上記第１の情報信号を上記第２の情報信号に変換する際に用いられる推定式の係数データが、上記変換関係に従って、上記格納された複数の上記種係数データを用いた演算で生成される
ことを特徴とする情報信号処理方法。
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