JP5040992B2 - 画像変換装置、および変換方法 - Google Patents

Description

本発明は画像変換方式、例えばインタレース方式のトップフィールド、またはボトムフィールドの画像から、プログレッシブ方式のフレーム画像を生成する画像変換装置、および変換方法に関する。

インタレース走査方式を用いる画像表示装置では、例えば１枚のフレームの画像内の奇数番目の走査ラインによって構成されるトップフィールド画像と、偶数番目の走査ラインによって構成されるボトムフィールド画像とが連続して表示され、それを見る人間には１枚の画像として認識される。

このようにインタレース方式の２枚のフィールド画像を単純に合成してフレーム画像を生成する場合には、画像が静止画像であれば問題はないが、動画像の場合には２枚のフィールド間の時間上のずれのために、合成された１枚のフレーム画像内に残像やぼけなどの、画像上のずれが生じるという問題点がある。

そこで動画像の場合にはトップフィールド、またはボトムフィールドの画像の内で、一方のフィールド画像だけを用いてフレーム画像を生成する方法が一般的に用いられている。この場合には、フィールド画像の中で１本の走査ラインおきに存在するライン上の画素のデータを補間によって求めることが必要となる。

図１、および図２は、このようにフィールド画像内で、１ラインおきのライン上の画素データの補間方法の従来例の説明図である。図１において１番目と３番目のラインは実際に画素が存在するラインであり、これらのラインの画素の画素値を用いて、２番目のラインの画素の画素値を補間することになる。この補間においては、例えば上のラインの０から８の番号の画素の輝度、下のラインの０から８の番号の画素の輝度を用いて、補間ラインの中央の画素、すなわち上のラインの番号４と下のラインの番号４の画素の間の補間対象画素の補間値を求める方法が用いられる。

図２は、上のライン、および下のラインにおける実際の画素の輝度値の例を示す。この輝度の値を用いて、図１の０から８のそれぞれの番号に対応して、上のラインと下のラインで同一番号の画素の輝度値の差分の絶対値が求められ、その差分絶対値が最小となる番号に対応する上のラインの画素と下のラインの画素の輝度値の平均値を、補間対象画素の輝度値とする方法が用いられる。図２においては、上のラインの画素と下のラインの画素の輝度値の差分絶対値が最小となる番号は０である。０から８の番号は補間対象画素と各番号の上のラインの画素、および下のラインの画素を結ぶ方向の傾きを表わす。そこで傾き０番の方向を用いて、その番号の２つの画素の画素値の平均値、すなわち１６が補間対象画素の輝度値として求められる。

図３は、図１、図２で説明した従来技術の問題点の説明図である。同図の上側に示すように、１枚のフレーム画像の中に斜めの細い線が存在する場合、例えば奇数番目のラインの画素のデータから偶数番目のラインの画素のデータを補間する必要がある。

下側に示すように、例えば３番目のラインと５番目のラインでそれぞれ番号２の画素の間の画素を補間対象とする場合には、０から４の各傾き番号に対応する画素値の差分絶対値はすべて同じとなり、補間すべき画素に対する傾き番号を決定することができないという問題点がある。

このようにフィールド画像からフレーム画像を生成する画像変換方式の従来技術として特許文献１の技術がある。この特許文献１では、偶数フィールド、および奇数フィールドにおける尖鋭度を算出し、２つの尖鋭度の間の差分絶対値と閾値との大小関係によって、尖鋭度の高いフィールドを基準とした補間処理と、偶数フィールドを基準とした補間処理、および奇数フィールドを基準とした補間処理を行い、補間画素の輝度値をそれぞれ求め、それらの輝度値を合成してフレーム画像を生成することによって、高品質のフレーム画像を生成することができる技術が開示されている。
特開２００４−２７４３６１号 「補間処理方法、補間処理プログラムおよびこれを記録した記録媒体ならびに画像処理装置およびこれを備えた画像形成装置」

しかしながら、特許文献１の技術は補間方式として通常の線形補間方式を用いているために、図３で説明したような問題点は発生せず、代わりに斜め線が滑らかでなく、がたがたしたジャギーという問題点が発生する技術であり、図３で説明した斜めの細い線に対する補間を適切に行うことができないという問題点を解決することはできなかった。

本発明の目的は、細い斜め線の誤検出という問題点を解決し、その誤検出によってフレーム画像にノイズが発生することを防止することである。
本発明の画像変換装置は、フィールド画像内の第１ラインの画素値と第２ラインの画素値とを用いて、前記第１ラインと前記第２ラインとの間の第３ラインの補間対象画素の画素値を求めることにより、フィールド画像をフレーム画像に変換する画像変換装置であって、前記第１ラインの複数の画素値から、前記第３ラインにおける複数の第１予測画素値を求め、前記第２ラインの複数の画素値から、前記第３ラインにおける複数の第２予測画素値を求める画素値予測手段と、前記第２予測画素値と前記第１ラインの所定の画素値との第１差分値と、前記第１予測画素値と前記第２ラインの所定の画素値との第２差分値とに基づいて算出される第１算出値が最小となる、前記第１予測画素値と前記第２予測画素値との組合せを探索する組合せ探索手段と、前記第１算出値が最小となる前記第１予測値と前記第２予測値との前記組合せに対応する前記第１ラインの画素値と前記第２ラインの画素値とから、前記補間対象画素の画素値を算出する画素補間手段とを備えることを特徴とする。

また本発明の画像変換方法は上述の画像変換装置の動作に相当する方法であり、プログラムはこの方法に対応するプログラムであり、記憶媒体はそのプログラムを格納するものである。

以上のように本発明においては、補間対象ライン上の連続する複数の画素、例えば４個の画素をブロックとして予測画素値を求め、実際の画像の画素値と予測画素値との差の絶対値の和が最小となる予測画素値の組合せに対応して画素値の補間が行われる。これによって細い斜めの線の誤検出を防ぎ、フレーム画像に発生するノイズを抑制することが可能となる。

画素補間方式の従来例の説明図（その１）である。 画素補間方式の従来例の説明図（その２）である。 画素補間方式の従来例の問題点を説明する図である。 本発明の画像変換装置の原理構成ブロック図である。 予測画素値の計算における傾き番号の説明図である。 傾き番号０に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号１に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号２に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号３に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号４に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号５に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号６に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号７に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号８に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号９に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号１０に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号１１に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号１２に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号１３に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号１４に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号１５に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号１６に対する予測画素値の求め方の説明図である。 傾き番号０に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号１に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号２に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号３に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号４に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号５に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号６に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号７に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号８に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号９に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号１０に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号１１に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号１２に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号１３に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号１４に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号１５に対する画素補間方法の説明図である。 傾き番号１６に対する画素補間方法の説明図である。 画像変換方法の処理フローチャートである。 画像変換装置の構成ブロック図である。 本発明を実現するためのプログラムのコンピュータへのローディングを説明する図である。 本発明の効果を説明する図である。

図４は、本発明の画像変換装置の原理構成ブロック図である。同図において画像変換装置１は、フィールド画像、例えばトップフィールド、またはボトムフィールドの画像をフレーム画像に変換する装置であり、画素値予測手段２、組合せ探索手段３、画素補間手段４、およびセレクタ５を備える。

画素値予測手段２は、フィールド画像内で隣接する上下のラインの間のライン内で連続する複数の補間対象画素に対応して、上のラインの画素値を用いた下のラインとの比較用の予測画素値の計算と、下のラインの画素値を用いた上のラインとの比較用の予測画素値の計算とを行うものである。後述するように、画素値予測手段２は、各補間対象画素の画素値を求めるために用いるべき上のライン、または下のラインの１つ以上の画素と補間対象画素とを結ぶ複数の方向の傾きの番号に対応して、下のラインとの比較用の予測画素値と上のラインとの比較用の予測画素値を求めるものである。

組合せ探索手段３は、複数の補間対象画素に対応して、実際の上のラインの画素値と画素値予測手段２によって求められた上のラインとの比較用予測画素値の差と、実際の下のラインの画素の画素値と下のラインとの比較用予測画素値の差との絶対値の和が最小となる方向の傾きの番号を前述の組合せに対応させて探索するものである。画素補間手段４は、その最小となる傾きの番号に対応して複数の補間対象画素に対する補間値を求めるものである。そしてセレクタ５はフィールド画像内で実際に画素データが存在するラインに対しては入力されるフィールド画像のデータを選択し、補間対象ラインに対しては画素補間手段４による補間結果を選択して出力するものである。

図５は、本実施形態における画素値予測のための傾き番号の説明図である。同図においてｕ０からｕ１９までの画素値を持つ画素のラインは、フィールド画像における上のラインを示し、ｄ０からｄ１９の画素値を持つ画素のラインはフィールド画像における下のラインを示す。すなわちフレーム画像におけるラインの番号を１番上の行に対してはｙ＝０、１番下の行についてはｙ＝２とすると、ｙ＝１のライン番号の画素の画素値を補間によって求める必要がある。

本実施形態においては、この補間対象ライン上の連続する４つの画素を１つのブロックとして、その１つのブロック単位に画素の補間を行うものとする。例えば、フィールド画像の最も左側から連続する４個の画素毎に１つのブロックとして、その４個の画素に対する画素値を補間によって求めることにする。

図５において中央の白い部分が補間対象ラインに対応し、２行目の画素値ｐ０からｐ３、４行目の画素値ｑ０からｑ３の間にはさまれる４個の画素が補間対象画素であるものとする。

２行目のｐ０からｐ３の画素値は、ライン番号ｙ＝０のライン上の実際の画素、すなわち画素値としてｕ０からｕ１９を持つ画素から、傾き番号のそれぞれに対応して求められる予測画素値であり、４行目のｑ０からｑ３は逆にライン番号ｙ＝２のラインの画素の画素値ｄ０からｄ１９のうちで傾き番号に対応する画素の画素値から求められる予測画素値である。なお図５における予測画素は実際の画素ではなく、仮想的な画素であることは当然である。

本実施形態においては画素値の予測、および補間に用いられる傾き番号としては０から３２までの３３個が用意され、各傾き番号に対応して予測画素値がまず求められる。
図６から図２２は、傾き番号０から傾き番号１６のそれぞれに対応する予測画素値の求め方の説明図である。まず図６は、傾き番号０に対応する予測画素値の求め方であり、下のライン用の予測画素値ｐ０からｐ３としては、上のライン（ｙ＝０）の実際の画素値のうちでｕ１６からｕ１９がそのまま用いられる。また上のライン用の予測画素値ｑ０からｑ３としては、実際の下のライン（ｙ＝２）の画素の画素値ｄ０からｄ３がそのまま用いられる。

図７は、傾き番号１に対応する予測画素値の求め方の説明図である。同図において、下のライン用の予測画素値のうち、ｐ０は上のラインの実際の画素の画素値ｕ１５とｕ１６の平均値として、ｐ１はｕ１６とｕ１７の平均値として、ｐ２はｕ１７とｕ１８の平均値として、またｐ３はｕ１８とｕ１９の平均値として求められる。上のライン用の予測画素値も、同様に下のラインの実際の画素値のうちで、それぞれ２つの画素の画素値の平均として求められる。

図８は、傾き番号２に対する予測画素値の求め方の説明図である。各予測画素値は、傾き番号０に対する図６と比較して上のラインと下のラインの実際の画素を１つだけ移動させた画素の画素値として求められている。

図９は、傾き番号３に対応する予測画素値の求め方の説明図である。同図を傾き番号１に対する図７と比較すると、平均値を取るべき２つの画素が同様に１つだけ移動され、移動結果の２つの画素の画素値の平均を取ることによって、予測画素値が求められている。

以後、図１０における傾き番号４に対応する予測画素値の求め方から図２１における傾き番号１５に対応する予測画素値の求め方までにおいては、画素値の予測に用いるべき上のラインと下のラインの実際の画素を２分の１ずつ中央方向に移動させていくことによって、偶数番号の傾き番号に対しては１個だけの画素の画素値、奇数番号の傾き番号に対しては連続する２個の画素の画素値の平均を用いることによって同様に予測が行われる。

図２２は、傾きがラインの方向と垂直になる傾き番号１６に対応する画素値予測方法の説明図である。下のライン用の予測画素値ｐ０からｐ３としては、そのすぐ上の画素の画素値ｕ８からｕ１１がそのまま用いられ、同様に上のライン用の予測画素値ｑ０からｑ３としては、下のラインの実際の画素値ｄ８からｄ１１がそのまま用いられる。

傾き番号１７から傾き番号３２に対応する予測画素値の求め方においては、図２１から図６における傾きの方向が反対となり、左上から右下への方向を用いて、図２１から図６におけると同様に予測画素値が求められる。

以上において求められた各傾き番号に対応する予測画素値を用いて、上のライン用予測画素値と実際の上のラインの画素値との差、および下のライン用予測画素値と実際の下のラインの画素値との差の絶対値の和が次式によって求められる。
絶対値の和＝｜ｐ０−ｄ８｜＋｜ｐ１−ｄ９｜＋｜ｐ２−ｄ１０｜＋｜ｐ３−ｄ１１｜＋｜ｑ０−ｕ８｜＋｜ｑ０−ｕ８｜＋｜ｑ１−ｕ９｜＋｜ｑ２−ｕ１０｜＋｜ｑ３−ｕ１１｜・・・（１）

本実施形態においては、この差分絶対値の和が、最小となる傾き番号が、傾き番号０から３２の中で決定されるものとするが、フレーム画像に発生するノイズを防ぐために垂直方向、すなわち傾き番号１６が予測方向として選ばれやすいように、傾き番号１６以外の結果に一定値α、例えば３２を加算するものとする。あるいは垂直方向に近い傾き番号、例えば１５と１７に対して加算値を３２より小さくして加算を行うことも有効と考えられる。

加算値αを含めて差分絶対値の和が最小となる傾き番号が決定されると、その傾き番号に対応して補間ライン上の１ブロック、すなわち４個の画素の補間が行われる。
図２３から図３９は、各傾き番号０から１６に対応する画素補間方法の説明図である。これらの図においては、補間ライン上の１ブロック内の画素値（１）から（４）の４個の画素に対する補間が行われるが、その補間によって求められる画素の画素値は次の一般式によって表わされる。
｛Ａ＊ｐ（ａ，ｙ）＋Ｂ＊ｐ（ｂ，ｙ）＋Ａ＊ｐ（ｃ，ｙ＋２）＋Ｂ＊ｐ（ｄ，ｙ＋２）｝／Ｃ・・・（２）

すなわち画素の補間値は、上のライン上で連続する２つの画素の画素値ｐ（ａ，ｙ）、およびｐ（ｂ，ｙ）の２個、またはいずれか１個を用いて、また下のライン上で連続する２つの画素の画素値ｐ（ｃ，ｙ＋２）、ｐ（ｄ，ｙ＋２）の２個、または１個を用いて計算されるが、その計算に用いられる係数Ａ，Ｂ，Ｃとしては傾き番号０、４、８、１２、１６に対してはＡ＝１、Ｂ＝０、Ｃ＝２が用いられ、傾き番号１、５、９、１３に対してはＡ＝３、Ｂ＝１、Ｃ＝８が用いられ、傾き番号２、６、１０、および１４に対してはＡ＝Ｂ＝１、Ｃ＝４が用いられ、傾き番号３、７、１１、１５に対してはＡ＝１、Ｂ＝３、Ｃ＝８が用いられて補間値の計算が行われる。

図４０は、本実施形態における画像変換方法の処理フローチャートである。同図において処理が開始されると、まずステップＳ１で現在注目している画素が補間対象の画素か否かが判定される。その画素がフィールド画像内で実際に存在するラインの画素である場合には、その画素は補間対象でなく、ステップＳ２でラインメモリの画素値が出力されて処理を終了する。

補間対象の画素である場合には、ステップＳ３で予測画素値計算のための傾き番号０から３２に対するコストの値がそれぞれ０に初期化され、ステップＳ４で傾き番号０から３２にそれぞれ対応するコストの中で最小となる最小コスト値ＭｉｎＣｏｓｔの値が無限大に設定され、その後ステップＳ５からＳ１０までのループの処理が行われる。

ステップＳ５からＳ１０までのループでは、傾き番号０から３２にそれぞれ対応するコストの中で最小となるＭｉｎＣｏｓｔに対応する傾き番号ｋの検出が行われる。すなわち、まずステップＳ５でｋの値がまず“０”とされ、ステップＳ６で傾き番号０に対するコストが算出され、ステップＳ７でｋの値が“１６”に一致するか否かが判定され、ここでは一致しないためステップＳ８で、ステップＳ６で算出されたコストの値に“３２”が加算され、ステップＳ９でｋ＝０に対するコストの値が最小コスト値ＭｉｎＣｏｓｔ未満であるか否かが判定され、ここでは未満であるため、傾き番号０に対するコストの値がＭｉｎＣｏｓｔに代入されて、ステップＳ５の処理に戻る。

ステップＳ５で傾き番号ｋの値がインクリメントされ、ステップＳ６からＳ１０までの処理が繰り返される。この処理は、ｋの値が３３未満、すなわち３２に達するまで繰り返される。これらの処理の中で、傾き番号ｋ＝１６の場合のみについてステップＳ６で算出されたコストに対する“３２”の加算が行われず、ステップＳ７の処理からステップＳ９の処理に移行する。そしてＭｉｎＣｏｓｔに対しては傾き番号０から３２のうちで最もコストの小さい値が代入され、これによって最小コスト値に対応する傾き番号ｋが求められる。そしてステップＳ１１でその最小コストの傾き番号に対応して補間処理が実行されて、処理を終了する。

図４１は、本実施形態における画像変換装置の構成ブロック図である。同図において画像変換装置は、フィールド画像のうちの、例えば２ライン分の画素データを格納するラインメモリ１０、ラインメモリ１０からの読み出し画素を指定する画素カウンタ１１、画素カウンタ１１の指定に従ってラインメモリ１０から読み出された画素の画素値を用いて、予測画素値を算出するための予測処理部１２、予測処理部１２の出力する予測画素値や、上、下のラインの実際の画素値ｕ８〜ｕ１１、ｄ８〜ｄ１１を格納する予測画素バッファ１３、予測画素バッファ１３からの読み出し画素値を指定する予測画素カウンタ１４、予測画素カウンタ１４によって指定され、予測画素バッファ１３から読み出された画素値を用いて、各傾き番号に対応して、（１）式で与えられる差分絶対値の和をそれぞれ計算する３３個の計算回路からなる差分絶対値計算回路１５、差分絶対値計算回路１５の内部の３３個の計算回路の計算結果を格納する３３個のレジスタによって構成される差分絶対値保持レジスタ１６、例えば傾き番号１６以外の番号に対して加算される加算値（ユーザ設定値）αを保持し、差分絶対値保持レジスタ１６にその加算値を与える、各番号に対する加算値保持レジスタ１７、差分絶対値保持レジスタ１６内の各傾き番号に対応する差分絶対値和の値に加算値が加算された結果を用いて、各傾き番号の中で最小となる差分絶対値和に対応する傾き番号を求める最小値判定部１８、最小値判定部１８によって判定された傾き番号に対応して１つのブロック、すなわち４個の画素に対する補間を行うために、予測画素バッファ１３から必要な画素の画素値を読み出すための読み出しアドレスを生成する読み出しアドレス生成部１９、その読み出しアドレスに対応して読み出された画素の画素値を用いて１つのブロック内の４個の画素の画素値を補間によって求める補間処理部２０、フィールド画像のうちでラインメモリ１０に入力されるラインがフィールド画像内に存在する実際の画素のラインである場合にはラインメモリ１０からの画像データを直接に選択し、補間対象ラインである場合には補間処理部２０からの出力を選択してフレーム画像として出力するセレクタ２１を備えている。

図４１において、傾き番号に対応して、例えば図５で説明した上のライン用の予測画素値ｑ０からｑ３、下のライン用の予測画素値ｐ０からｐ３までを求めるために必要なライン内の実際の画素の画素値が、画素カウンタ１１の指定に対応してラインメモリ１０から予測処理部１２に与えられる。前述のように必要な画素値は１個、または２個であり、２個の場合は横方向に連続する２個の画素値が予測処理部１２に与えられ、予測処理部１２はその２個の画素の平均値、または１個の画素の画素値などを予測画素バッファ１３に出力することになる。

予測画素バッファ１３には、予測画素値、ｕ８〜ｕ１１、およびｑ８〜ｑ１１だけでなく、補間処理部２０によって補間のために必要となる画素の画素値も、例えば補間処理部２０がアクセスしやすいようなアドレスに格納されるものとする。

予測画素カウンタ１４は、差分絶対値計算回路１５内の、傾き番号０から３２に対するそれぞれの計算回路における差分絶対値和の計算に必要な予測画素値などを指定し、その予測画素値などが予測画素バッファ１３から各計算回路に与えられる。そしてそれぞれの傾き番号に対する差分絶対値和の計算が行われ、その結果は差分絶対値保持レジスタ１６内の３３個のレジスタに格納される。必要な場合にはそのレジスタの値に加算値αが加算され、最小値判定部１８によって加算結果に対応して差分絶対値和が最小となる傾き番号の判定が行われる。

読み出しアドレス生成部１９は、前述のように傾き番号によって決定される係数Ａ、Ｂ、およびＣの値を補間処理部２０に与えるとともに、補間処理の計算に必要となる画素の位置を読み出しアドレスとして生成し、必要な画素の画素値が予測画素バッファ１３から補間処理部２０に与えられて、前述の（２）式を用いて補間画素に対する画素値が計算される。

なお本発明の特許請求の範囲の請求項１における画素値予測手段は図４１の予測処理部１２に相当し、組合せ探索手段は狭義には最小値判定部１８に相当するが、広義には差分絶対値計算回路１５と差分絶対値保持レジスタ１６を含むものであり、さらに画素補間手段は補間処理部２０に相当する。

また請求項１内の補間対象画素は、例えば図２３の画素値（１）〜（４）の画素に、予測画素値は、例えば図５の画素値ｐ０〜ｐ３、ｑ０〜ｑ３に相当する。
以上において本発明の画像変換装置、および変換方法についてその詳細を説明したが、この画像変換装置は当然一般的なコンピュータシステムを基本として構成することが可能である。図４２はそのようなコンピュータシステム、すなわちハードウェア環境の構成ブロック図である。

図４２においてコンピュータシステムは中央処理装置（ＣＰＵ）３０、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）３１、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）３２、通信インターフェース３３、記憶装置３４、入出力装置３５、可搬型記憶媒体の読取り装置３６、およびこれらの全てが接続されたバス３７によって構成されている。

記憶装置３４としてはハードディスク、磁気ディスクなど様々な形式の記憶装置を使用することができ、このような記憶装置３４、またはＲＯ３１に図４０のフローチャートに示されたプログラムや、各傾き番号に対応する予測画素値算出や補間画素値計算のためのプログラム、および本発明の特許請求の範囲の請求項７のプログラムなどが格納され、そのようなプログラムがＣＰＵ３０によって実行されることにより、本実施形態における予測画素値算出、補間画素値の計算などが可能となる。

このようなプログラムは、プログラム提供者３８からネットワーク３９、および通信インターフェース３３を介して、例えば記憶装置３４に格納されることも、また市販され、流通している可搬型記憶媒体４０に格納され、読取り装置３６にセットされて、ＣＰＵ３０によって実行されることも可能である。可搬型記憶媒体３０としてはＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＤＶＤなど様々な形式の記憶媒体を使用することができ、このような記憶媒体に格納されたプログラムが読取り装置３６によって読取られることにより、本実施形態におけるフィールド画像からフレーム画像への変換が可能となる。

図４３は、本発明の効果の説明図である。同図は図３の従来例の問題点に対応して本発明の効果を説明するものであり、フレーム画像内に細い斜め線が存在する場合にも、補間対象画素を１つとして傾きの検出を行う代わりに、本発明においては複数個、例えば４個の連続する画素を対象画素として傾きの検出を行うために、斜め線の検出を誤ることなく、補間ライン内の画素に対する補間を適切に行うことが可能となる。

なお以上の説明における予測画素値の算出方法と画素値の補間方法は１つの例であり、本発明の画像変換方式がこのような方法だけに限定されるものでないことは当然である。

Claims (8)

1. フィールド画像内の第１ラインの画素値と第２ラインの画素値とを用いて、前記第１ラインと前記第２ラインとの間の第３ラインの補間対象画素の画素値を求めることにより、
   フィールド画像をフレーム画像に変換する画像変換装置であって、
   前記第１ラインの複数の画素値のうちで補間方向に対応する画素の画素値から、前記第３ラインにおける複数の画素に対する第１予測画素値を複数の補間方向毎にそれぞれ求め、及び、前記第２ラインの複数の画素値のうちで補間方向に対応する画素の画素値から、前記第３ラインにおける複数の画素に対する第２予測画素値を複数の補間方向毎にそれぞれ求める画素値予測手段と、
   前記第１ラインを上のラインとし、前記第２のラインを下のラインとした場合に、前記第２予測画素値と前記第１ラインにおいて該第２予測画素値を求めた予測画素の上に位置する画素の画素値との第１差分値と、前記第１予測画素値と前記第２ラインにおいて該第２予測画素値を求めた予測画素の下に位置する画素の画素値との第２差分値とに基づいて算出される第１算出値を、前記複数の補間方向毎にそれぞれ算出し、前記複数の補間方向毎に算出された複数の第１算出値のなかで値が最小となる補間方向を探索する組合せ探索手段と、
   前記最小となる補間方向に対応する前記第１ラインの画素値と前記第２ラインの画素値とから、前記補間対象画素の画素値を算出する画素補間手段とを備えることを特徴とする画像変換装置。
2. 前記組合せ探索手段が、前記複数の補間方向のうちで、前記補間対象画素とフィールド内のラインに垂直となる方向の前記第１ラインの画素の画素値から前記第１の予測画素値が算出され、該垂直となる方向の前記第２ラインの画素の画素値から前記第２の予測画素値が算出される補間方向を除くすべての補間方向に対して、予め定められた正の定数を前記第１算出値に加算して、該加算の結果が最小となる補間方向を探索することを特徴とする請求項１記載の画像変換装置。
3. 前記画素値予測手段が、前記第１予測画素値を、前記第１ラインの複数の画素値のうちの１つの画素値、または２つの画素値の平均値とし、前記第２予測画素値を、前記第２ラインの複数の画素値のうちの１つの画素値、または２つの画素値の平均値とすることを特徴とする請求項１記載の画像変換装置。
4. フィールド画像からフレーム画像への変換において、前記フィールド画像内の第１ラインの画素値と第２ラインの画素値との補間から、前記第１ラインと前記第２ラインとの間の第３ラインの補間対象画素の補間画素値を算出する画像変換方法であって、
   前記第１ラインの複数の画素値のうちで補間方向に対応する画素の画素値から、前記第３ラインにおける複数の画素に対する第１予測画素値を複数の補間方向毎にそれぞれ算出し、
   前記第２ラインの複数の画素値のうちで補間方向に対応する画素の画素値から、前記第３ラインにおける複数の画素に対する第２予測画素値を複数の補間方向毎にそれぞれ算出し、
   前記第１ラインを上のラインとし、前記第２のラインを下のラインとした場合に、前記第２予測画素値と前記第１ラインにおいて該第２予測画素値を求めた予測画素の上に位置する画素の画素値との第１差分値と、前記第１予測画素値と前記第２ラインにおいて該第２予測画素値を求めた予測画素の下に位置する画素の画素値との第２差分値とに基づいて第１算出値を、前記複数の補間方向毎にそれぞれ算出し、
   前記複数の補間方向毎に算出された複数の第１算出値のなかで値が最小となる補間方向を探索し、
   前記最小となる補間方向に対応する前記第１ラインの画素値と前記第２ラインの画素値とから、前記補間画素値を算出することを含むことを特徴とする画像変換方法。
5. 前記複数の補間方向のうちで、前記補間対象画素とフィールド内のラインに垂直となる方向の前記第１ラインの画素の画素値から前記第１の予測画素値が算出され、該垂直となる方向の前記第２ラインの画素の画素値から前記第２の予測画素値が算出される補間方向を除くすべての補間方向に対して、予め定められた正の定数を前記第１算出値に加算して、該加算の結果が最小となる補間方向を探索することを特徴とする請求項４記載の画像変換方法。
6. 前記第１予測画素値を、前記第１ラインの複数の画素値のうちの１つの画素値、または２つの画素値の平均値とし、前記第２予測画素値を、前記第２ラインの複数の画素値のうちの１つの画素値、または２つの画素値の平均値とすることを特徴とする請求項４記載の画像変換方法。
7. フィールド画像からフレーム画像への変換において、前記フィールド画像内の第１ラインの画素値と第２ラインの画素値との補間から、前記第１ラインと前記第２ラインとの間の第３ラインの補間画素値を算出する計算機によって用いられるプログラムであって、
   前記第１ラインの複数の画素値のうちで補間方向に対応する画素の画素値から、前記第３ラインにおける複数の画素に対する第１予測画素値を複数の補間方向毎にそれぞれ算出し、
   前記第２ラインの複数の画素値のうちで補間方向に対応する画素の画素値から、前記第３ラインにおける複数の画素に対する第２予測画素値を複数の補間方向毎にそれぞれ算出し、
   前記第１ラインを上のラインとし、前記第２のラインを下のラインとした場合に、前記第２予測画素値と前記第１ラインにおいて該第２予測画素値を求めた予測画素の上に位置する画素の画素値との第１差分値と、前記第１予測画素値と前記第２ラインにおいて該第２予測画素値を求めた予測画素の下に位置する画素の画素値との第２差分値とに基づいて第１算出値を、前記複数の補間方向毎にそれぞれ算出し、
   前記複数の補間方向毎に算出された複数の第１算出値のなかで値が最小となる、補間方向を探索し、
   前記最小となる補間方向に対応する前記第１ラインの画素値と前記第２ラインの画素値とから、前記補間画素値を算出することを計算機に実行させることを特徴とする画像変換プログラム。
8. フィールド画像からフレーム画像への変換において、前記フィールド画像内の第１ラインの画素値と第２ラインの画素値との補間から、前記第１ラインと前記第２ラインとの間の第３ラインの補間画素値を算出する計算機によって使用される記憶媒体であって、
   前記第１ラインの複数の画素値のうちで補間方向に対応する画素の画素値から、前記第３ラインにおける複数の画素に対する第１予測画素値を複数の補間方向毎にそれぞれ算出し、
   前記第２ラインの複数の画素値のうちで補間方向に対応する画素の画素値から、前記第３ラインにおける複数の画素に対する第２予測画素値を複数の補間方向毎にそれぞれ算出し、
   前記第１ラインを上のラインとし、前記第２のラインを下のラインとした場合に、前記第２予測画素値と前記第１ラインにおいて該第２予測画素値を求めた予測画素の上に位置する画素の画素値との第１差分値と、前記第１予測画素値と前記第２ラインにおいて該第２予測画素値を求めた予測画素の下に位置する画素の画素値との第２差分値とに基づいて第１算出値を、前記複数の補間方向毎にそれぞれ算出し、
   前記複数の補間方向毎に算出された複数の第１算出値のなかで値が最小となる補間方向を探索し、
   前記最小となる補間方向に対応する前記第１ラインの画素値と前記第２ラインの画素値とから、前記補間画素値を算出する処理を計算機に実行させるプログラムを格納した計算機読み出し可能可搬型記憶媒体。

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