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JPH1098695A - Image information converter and its device and product sum arithmetic unit - Google Patents

Image information converter and its device and product sum arithmetic unit

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Publication number
JPH1098695A
JPH1098695A JP8271739A JP27173996A JPH1098695A JP H1098695 A JPH1098695 A JP H1098695A JP 8271739 A JP8271739 A JP 8271739A JP 27173996 A JP27173996 A JP 27173996A JP H1098695 A JPH1098695 A JP H1098695A
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JP
Japan
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tap
data
class
pixel data
image signal
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JP8271739A
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Japanese (ja)
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Masashi Uchida
真史 内田
Tetsujiro Kondo
哲二郎 近藤
Masaru Horishi
賢 堀士
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Image Processing (AREA)
  • Television Systems (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To select the number of taps of an estimating equation to perform an optimal converting processing in accordance with characteristics of am image in converting SD (a video signal of an NTSC method) image into an HD (the video signal of a high vision) image. SOLUTION: Ratio DRratio between dynamic range DRall of all SD data segmented by an area segmenting circuit 2 and a part of the dynamic range DRpartial is calculated in a tap selecting parameter calculating circuit 3. A class code class is generated from a space class and a moving class mv-class in a class code generating circuit 8 and coefficient data is read out of ROM tables 9, 10 by regarding the class as an address. HD data is generated by a linear estimating equation consisting of twenty-five pixels in an estimating operation circuit 13 and the HD data is generated by the linear estimating equation consisting of fifteen pixels in an estimating operation circuit 14. The DRratio is compared with a threshold value in a switch circuit 15 and the HD data is selected and outputted in accordance with the comparison result.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばテレビジ
ョン受像機やビデオテープレコーダ装置等に用いて好適
な画像情報変換装置に関し、特に、外部から供給される
通常の解像度の画像情報を高解像度の画像情報に変換し
て出力するような画像情報変換装置および方法並びに積
和演算装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image information converter suitable for use in, for example, a television receiver or a video tape recorder, and more particularly, to a method for converting image information of a normal resolution supplied from outside into a high-resolution image. The present invention relates to an image information conversion device and method for converting image data into an image and outputting the converted image information, and a product-sum operation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日において、オーディオ・ビジュアル
指向の高まりから、より高解像度の画像を得ることが出
来るようなテレビジョン受像機の開発が望まれ、この要
望に応えて、いわゆるハイビジョンが開発された。この
ハイビジョンは、いわゆるNTSC方式に規定される走
査線数525本なのに対して、2倍以上の1125本と
なっているうえ、表示画面の縦横比もNTSC方式が
3:4に対して9:16と広角画面になっている。この
ため、高解像度で臨場感のある画面を得ることができる
ようになっている。
2. Description of the Related Art Today, with the rise of audio-visual orientation, it has been desired to develop a television receiver capable of obtaining a higher-resolution image. In response to this demand, a so-called Hi-Vision has been developed. . In this high-definition television system, the number of scanning lines specified in the so-called NTSC system is 525, which is twice or more, that is, 1125 lines. And has become a wide-angle screen. For this reason, it is possible to obtain a high-resolution and realistic screen.

【0003】ここで、このような優れた特性を有するハ
イビジョンではあるが、NTSC方式の映像信号をその
まま供給しても画像表示を行うことはできない。これ
は、上述のようにNTSC方式とハイビジョン方式とで
は規格が異なるからである。このため、NTSC方式の
映像信号に応じた画像をハイビジョンで表示しようとす
る場合、従来は、例えば図15に示すような画像情報変
換装置を用いて映像信号のレート変換を行っていた。
[0003] Here, although it is a Hi-Vision having such excellent characteristics, an image cannot be displayed even if an NTSC video signal is supplied as it is. This is because the standards differ between the NTSC system and the high-vision system as described above. Therefore, when an image corresponding to an NTSC video signal is to be displayed in Hi-Vision, the rate of the video signal has been conventionally converted using, for example, an image information conversion device as shown in FIG.

【0004】図15において、上述した従来の画像情報
変換装置は、入力端子100を介して供給されるNTS
C方式の映像信号(SDデータ)の水平方向の補間処理
を行う水平補間フィルタ101と、水平方向の補間処理
の行われた映像信号の垂直方向の補間処理を行う垂直補
間フィルタ102とから構成されている。
In FIG. 15, the conventional image information conversion apparatus described above uses NTS supplied through an input terminal 100.
It is composed of a horizontal interpolation filter 101 for performing a horizontal interpolation process on a video signal (SD data) of the C system and a vertical interpolation filter 102 for performing a vertical interpolation process on a video signal on which a horizontal interpolation process has been performed. ing.

【0005】具体的には、水平補間フィルタ101は、
図16に示すような構成を有している。図16の例は、
例えば縦続接続型のFIRフィルタにより水平補間フィ
ルタ101を構成したものである。図16において、1
10は、SDデータが供給される入力端子であり、11
0 〜111m は、それぞれフィルタ係数α0 〜αm
SDデータに乗じる乗算器である。1120 〜112
m-1 は、それぞれ加算器であり、1131 〜113
m は、時間T(T:1サンプリング周期)の遅延素子で
ある。出力端子114には、水平補間された出力データ
が得られる。この出力データが垂直補間フィルタ102
へ供給される。
More specifically, the horizontal interpolation filter 101
It has a configuration as shown in FIG. The example of FIG.
For example, the horizontal interpolation filter 101 is constituted by a cascade connection type FIR filter. In FIG. 16, 1
Reference numeral 10 denotes an input terminal to which SD data is supplied, and 11
1 0 - 111 m is a multiplier for multiplying the filter coefficient alpha 0 to? M, respectively SD data. 112 0 to 112
m-1 is an adder, and 113 1 to 113
m is a delay element of time T (T: 1 sampling period). At the output terminal 114, output data obtained by horizontal interpolation is obtained. This output data is used as the vertical interpolation filter 102
Supplied to

【0006】垂直補間フィルタ102は、水平補間フィ
ルタ101と同様の構成を有しており、水平補間処理の
行われた映像信号に対して、垂直方向の画素の補間を行
う。これにより、NTSC方式の映像信号に対して、垂
直方向の画素の補間を行う。このように変換のなされた
ハイビジョンの映像信号(HDデータ)は、ハイビジョ
ン受像機に供給される。これにより、NTSC方式の映
像信号に応じた画像をハイビジョン受像機で表示するこ
とができる。
The vertical interpolation filter 102 has the same configuration as the horizontal interpolation filter 101, and performs vertical pixel interpolation on a video signal on which horizontal interpolation processing has been performed. Thus, vertical pixel interpolation is performed on the NTSC video signal. The Hi-Vision video signal (HD data) thus converted is supplied to the Hi-Vision receiver. Thus, an image corresponding to the NTSC video signal can be displayed on the high-vision receiver.

【0007】しかしながら、上述の従来の画像情報変換
装置は、NTSC方式の映像信号を基にして、単に水平
方向および垂直方向の補間を行っているにすぎないた
め、解像度は基となるNTSC方式の映像信号と何ら変
わらなかった。特に、通常の動画を変換対象とした場
合、垂直方向の補間をフィールド内処理で行うのが一般
的であるが、その場合、画像のフィールド間相関を使用
していないため、画像静止部においては変換ロスによ
り、NTSC方式の映像信号よりもむしろ解像度が劣化
する欠点があった。
However, the above-mentioned conventional image information conversion apparatus merely performs horizontal and vertical interpolation on the basis of an NTSC video signal. It was no different from the video signal. In particular, when a normal moving image is to be converted, it is common to perform vertical interpolation by in-field processing. In this case, since the inter-field correlation of the image is not used, in the image still unit, There is a disadvantage that the resolution is deteriorated rather than the video signal of the NTSC system due to the conversion loss.

【0008】これに対し、出願人は、特願平6−205
934号の画像信号変換装置において、入力信号である
画像信号レベルの3次元(時空間)分布に応じてクラス
分割を行い、クラス毎に予め学習により獲得された予測
係数値を格納した記憶手段を持ち、予測式に基づいた演
算により最適な推定値を出力する、というものを提案し
ている。
On the other hand, the applicant filed Japanese Patent Application No. Hei 6-205.
In the image signal conversion device of No. 934, storage means for performing class division according to a three-dimensional (spatio-temporal) distribution of an image signal level as an input signal and storing a prediction coefficient value previously acquired by learning for each class is provided. And output an optimum estimated value by a calculation based on a prediction formula.

【0009】この手法は、HD(High Definition )画
素を創造する場合、創造するHD画素の近傍にあるSD
(Standerd Definition )画素データを用いてクラス分
割を行い、それぞれのクラス毎に予測係数値を学習によ
り獲得することで、画像静止部においてはフレーム内相
関、また動き部においてはフィールド内相関を利用し
て、より真値に近いHD画素値を得る、というような巧
妙なものである。
This technique is used to create HD (High Definition) pixels when SD (High Definition) pixels are created.
(Standerd Definition) Class division is performed using pixel data, and a prediction coefficient value is obtained for each class by learning, so that an intra-frame correlation is used in an image stationary part and an intra-field correlation is used in a moving part. Thus, an HD pixel value closer to the true value is obtained.

【0010】例えば、図2および図3において示すよう
な、HD画素y1 〜y4 の創造を目的とした場合、図6
において示すSD画素m1 〜m5 とSD画素n1 〜n5
のそれぞれ空間的同一位置にある画素同士のフレーム間
差分の平均値を求め、それをしきい値処理してクラス分
類することにより、主に動きの程度の表現に対してクラ
ス分類を行う。
For example, when the purpose is to create HD pixels y 1 to y 4 as shown in FIGS.
, The SD pixels m 1 to m 5 and the SD pixels n 1 to n 5
By calculating the average value of the differences between the frames of the pixels at the same spatial position, and performing threshold processing on the average value, the classification is performed mainly on the expression of the degree of motion.

【0011】同時に、図5において示すような、SD画
素k1 〜k5 をADRC(AdaptiveDynamic Range Codi
ng )処理することにより、少ないビット数で、主に空
間内の波形表現を目的としたクラス分類を行う。上述の
2種類のクラス分類で決定されたクラス毎に、図7にお
いて示すようなSD画素x1 〜x25を使用して、線形一
次式をたて、予測係数値を学習により獲得する。この方
式は、主に動きの程度を表すクラス分類と、主に空間内
の波形を表すクラス分類とを個別に、それぞれに適した
形で行うため、比較的少ないクラス数で高い変換性能を
得られるという特徴がある。
At the same time, as shown in FIG. 5, SD pixels k 1 to k 5 are connected to an ADRC (Adaptive Dynamic Range Code).
ng) By processing, class classification is performed with a small number of bits mainly for the purpose of representing waveforms in space. For each of the classes determined by the above-described two types of class classification, a linear linear expression is obtained using SD pixels x 1 to x 25 as shown in FIG. 7 to obtain prediction coefficient values by learning. In this method, class conversion representing mainly the degree of movement and class classification representing mainly waveforms in space are individually performed in a form suitable for each, so that a high conversion performance can be obtained with a relatively small number of classes. There is a feature that is.

【0012】HD画素yの推定演算は、上述の手順で得
られた予測係数値wn を用いて以下のような式(1)で
行われる。
[0012] estimation calculation of HD pixel y is performed in the formula (1) as follows using the prediction coefficients w n obtained by the above procedure.

【0013】 y=w1 1 +w2 2 +・・・+wn n (1) この例では、n=9である。Y = w 1 x 1 + w 2 x 2 +... + W n x n (1) In this example, n = 9.

【0014】このように、SDデータに対応するHDデ
ータを推定するための予測係数値を各クラス毎に予め学
習により求めた上で、ROMテーブルに格納しておき、
入力されるSDデータおよびROMテーブルから読み出
した予測係数値を出力することにより、入力されたSD
データを単に補間処理したものとは異なり、実際のHD
データにより近いデータを出力することができるという
特徴がある。
As described above, the prediction coefficient value for estimating the HD data corresponding to the SD data is previously obtained for each class by learning, and stored in the ROM table.
By outputting the input SD data and the prediction coefficient value read from the ROM table, the input SD data is output.
Unlike the data simply interpolated, the actual HD
There is a feature that data closer to data can be output.

【0015】この画像情報変換装置を図17に示す。入
力端子121からSDデータが供給され、そのSDデー
タは、領域切り出し回路122、124および128へ
供給される。領域切り出し回路122では、ADRC回
路123によって生成されるクラスの基となるSDデー
タが抽出される。領域切り出し回路124では、動きク
ラス決定回路125によって生成される動きクラスの基
となるSDデータが抽出される。クラスコード発生回路
126では、ADRC回路123からのクラスと、動き
クラス決定回路125からの動きクラスとからクラスコ
ードが発生される。
FIG. 17 shows this image information conversion apparatus. SD data is supplied from an input terminal 121, and the SD data is supplied to region cutout circuits 122, 124 and 128. The area extraction circuit 122 extracts SD data that is the basis of the class generated by the ADRC circuit 123. The area cutout circuit 124 extracts SD data that is the basis of the motion class generated by the motion class determination circuit 125. The class code generation circuit 126 generates a class code from the class from the ADRC circuit 123 and the motion class from the motion class determination circuit 125.

【0016】入力されたSDデータが所定の時間遅延さ
れ、領域切り出し回路128において、推定演算回路1
29で演算されるためのSDデータが抽出される。RO
Mテーブル127では、供給されたクラスコードに対応
した予測係数値が読み出される。推定演算回路129で
は、領域切り出し回路128からのSDデータとROM
テーブル127からのクラスコードによって推定演算が
実行され、HDデータが生成される。生成されたHDデ
ータは、出力端子130から出力される。
The input SD data is delayed for a predetermined time, and the area extracting circuit 128
The SD data to be operated at 29 is extracted. RO
In the M table 127, a prediction coefficient value corresponding to the supplied class code is read. In the estimation operation circuit 129, the SD data from the area extraction circuit 128 and the ROM
An estimation operation is performed using the class code from the table 127 to generate HD data. The generated HD data is output from the output terminal 130.

【0017】ところで、画像情報変換装置における学習
は、図18に示すような構成により行われていた。入力
端子131から、例えばHDビデオカメラの撮像出力と
して得られたHDデータが入力され、そのHDデータ
は、垂直間引きフィルタ132および正規方程式加算回
路141へ供給される。垂直間引きフィルタ132にお
いて、フィールド内の垂直方向の走査線の周波数が1/
2になるように間引き処理が行われ、水平間引きフィル
タ133において、フィールド内の水平方向のHDデー
タが1/2になるように間引き処理が行われ、SDデー
タが得られる。このSDデータは、領域切り出し回路1
34、136および遅延回路(DL)139へ供給され
る。
Incidentally, learning in the image information conversion apparatus has been performed by a configuration as shown in FIG. For example, HD data obtained as an imaging output of an HD video camera is input from an input terminal 131, and the HD data is supplied to a vertical thinning filter 132 and a normal equation adding circuit 141. In the vertical thinning filter 132, the frequency of the vertical scanning line in the field is 1 /
The thinning process is performed to reduce the HD data in the horizontal direction in the field to 1/2 in the horizontal thinning filter 133 to obtain SD data. This SD data is stored in the area extracting circuit 1
34, 136 and a delay circuit (DL) 139.

【0018】領域切り出し回路134では、ADRC回
路135によって生成されるクラスの基となるSDデー
タが抽出される。領域切り出し回路136では、動きク
ラス決定回路137によって生成される動きクラスの基
となるSDデータが抽出される。クラスコード発生回路
138では、ADRC回路135からのクラスと、動き
クラス決定回路137からの動きクラスとからクラスコ
ードが発生される。遅延回路139を介して供給された
SDデータが領域切り出し回路140において、正規方
程式加算回路141で演算されるためのSDデータが抽
出される。正規方程式加算回路141では、クラス毎に
SDデータとHDデータとによって、例えば1フレーム
分の正規方程式加算がなされる。予測係数決定回路14
2では、その正規方程式からクラス毎に予測係数値が決
定され、決定された予測係数値は、クラス毎にメモリ1
43に記憶される。
In the area extracting circuit 134, the SD data which is the basis of the class generated by the ADRC circuit 135 is extracted. The area cutout circuit 136 extracts the SD data that is the basis of the motion class generated by the motion class determination circuit 137. The class code generation circuit 138 generates a class code from the class from the ADRC circuit 135 and the motion class from the motion class determination circuit 137. The SD data supplied via the delay circuit 139 is extracted by the area extraction circuit 140 by the normal equation addition circuit 141 to extract the SD data. In the normal equation adding circuit 141, for example, normal equations for one frame are added by SD data and HD data for each class. Prediction coefficient determination circuit 14
In 2, a prediction coefficient value is determined for each class from the normal equation, and the determined prediction coefficient value is stored in the memory 1 for each class.
43.

【0019】すなわち、入力したHDデータを垂直間引
きフィルタ132により、フィールド内の垂直方向の周
波数が1/2になるように間引き処理を行い、さらに水
平間引きフィルタ133により、HDデータの水平方向
の周波数が1/2になるように間引き処理を行い、SD
データを得て、このSDデータと入力HDデータの関係
を学習することにより、予測係数値を得ていた。
That is, the input HD data is subjected to thinning processing by a vertical thinning filter 132 so that the vertical frequency in the field is reduced to 1 /, and furthermore, the horizontal thinning filter 133 is used to reduce the horizontal frequency of the HD data. Is decimated so that becomes 1/2, and SD
By obtaining data and learning the relationship between the SD data and the input HD data, a prediction coefficient value has been obtained.

【0020】ところで、実際に信号変換の対象となるS
Dデータが学習時のようにHDデータを間引いて得られ
たものとは限らない。例えば、HDビデオカメラの撮像
素子(HDデータ)を変換する場合もある。一般的に、
テレビカメラの出力信号は、レンズの解像度特性、撮像
間の電子ビームのアパーチャー特性などの影響で、高い
空間周波数成分ほどその出力が低下してくる。これを補
正するとともに、ディスプレイ装置における空間周波数
特性の高域の低下をも見込んで映像信号の輪郭を強調し
て送出し、見た目に鮮鋭な画像を作り出そうとするのが
輪郭補正器であり、エンハンサーとも呼ばれている。
By the way, S which is the object of the actual signal conversion is
D data is not always obtained by thinning out HD data as in learning. For example, an image sensor (HD data) of an HD video camera may be converted. Typically,
The output signal of the television camera decreases as the spatial frequency component increases, due to the effects of the resolution characteristics of the lens, the aperture characteristics of the electron beam during imaging, and the like. In addition to compensating for this, the contour corrector is designed to enhance the outline of the video signal and transmit it in anticipation of the lowering of the spatial frequency characteristic in the display device in order to produce a sharp image. Also called.

【0021】輪郭補正器では、一般に、コアリング、輪
郭信号に対する非線形処理などの非線形処理を多く含ん
でいる。コアリングとは、小さな輪郭信号のほとんどが
ノイズ成分であると見なして、それを抑圧する処理、輪
郭信号に対する非線形処理とは、小振幅の補正信号の利
得は大きく、大振幅の補正信号の利得は小さくする方法
が一般的である。他にも、画像の輝度により補正信号の
利得を変化させたり、またSDデータの場合には、NT
SCエンコードをも鑑みて、補正信号を制御する場合も
ある。
The contour corrector generally includes many nonlinear processing such as coring and nonlinear processing on a contour signal. Coring is a process in which most of the small contour signals are regarded as noise components, and the process of suppressing them is a non-linear process for contour signals. The gain of the small-amplitude correction signal is large and the gain of the large-amplitude correction signal is large. Is generally reduced. In addition, the gain of the correction signal is changed according to the brightness of the image.
The correction signal may be controlled in consideration of the SC encoding.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】ところで、先に提案さ
れている画像信号変換装置においては、上述のように、
輪郭補正が実施されたHDデータの画像信号と、それを
理想フィルタによりダウンコンバートすることにより作
成したSDデータの画像信号との間で学習を行ってい
た。従って、得られたSDデータはあくまでHDビデオ
カメラにおいて、輪郭補正が実施されたHDデータの画
像信号をダウンコンバートして得たSDデータであり、
特に輪郭近傍のデータの特性が、SDビデオカメラで撮
像したSDデータとは異なっていた。
By the way, in the image signal conversion device proposed above, as described above,
Learning has been performed between an image signal of HD data on which contour correction has been performed and an image signal of SD data created by down-converting the image signal using an ideal filter. Accordingly, the obtained SD data is SD data obtained by down-converting the image signal of the HD data on which the contour correction has been performed in the HD video camera.
In particular, the characteristics of the data near the contour were different from the SD data captured by the SD video camera.

【0023】そのため、画像信号変換装置においては、
HDデータからダウンコンバートして得たSDデータの
アップコンバージョンに関しては理想的な変換が実現で
きたが、SDビデオカメラで撮像したSDデータのアッ
プコンバージョンに関しては、特に輪郭付近において必
ずしも理想的な変換とはならない欠点があった。とりわ
け、輝度変化がほどんどない平坦な部分に隣接して急峻
なエッジがある場合など、エッジの存在により、平坦部
にかなり顕著なリンギングが現れることがあり、これが
視覚的に大きな劣化を引き起こす場合があった。
Therefore, in the image signal conversion device,
The ideal conversion was realized for the up-conversion of SD data obtained by down-converting the HD data, but the up-conversion of SD data captured by an SD video camera was not always ideal conversion, especially near the contour. There was a drawback that should not be. Especially when there is a sharp edge adjacent to a flat part where there is little change in luminance, the presence of the edge may cause considerable remarkable ringing on the flat part, which causes a large visual deterioration. was there.

【0024】なお、エンハンサーに限らず学習時のHD
データをダウンコンバートしたSDデータと実際に変化
しようとするSDデータとの間の信号特性の相違の違い
によって、変換後の画像劣化が生じる。上述した画質劣
化を防止するために推定演算のタップ数を少なくするこ
とが考えられる。しかしながら、この方法は、信号変換
の精度を低下させるため好ましくない。この信号変換の
精度を上げるためにタップ数を増やすと上述したような
画質劣化が生じやすくなる。
It should be noted that not only enhancers but also HD
The difference in signal characteristics between the SD data obtained by down-converting the data and the SD data that is actually going to change causes image degradation after conversion. It is conceivable to reduce the number of taps in the estimation calculation in order to prevent the image quality deterioration described above. However, this method is not preferable because it lowers the accuracy of signal conversion. If the number of taps is increased in order to increase the accuracy of the signal conversion, the above-described image quality deterioration is likely to occur.

【0025】従って、この発明の目的は、信号変換の精
度を上げつつ、しかも画質劣化を防止することができる
画像情報変換装置および方法並びに積和演算装置を提供
することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an image information conversion apparatus and method, and a product-sum operation apparatus, which can increase the precision of signal conversion and prevent image quality deterioration.

【0026】さらに、この発明の他の目的は、ハードウ
ェアを軽減しても同様に、信号変換の精度を上げつつ、
しかも画質劣化を防止することができる画像情報変換装
置および方法並びに積和演算装置を提供することにあ
る。
Further, another object of the present invention is to increase the accuracy of signal conversion while reducing hardware,
Moreover, it is an object of the present invention to provide an image information conversion device and method and a product-sum operation device capable of preventing image quality deterioration.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、第1のディジタル画像信号を、より画素数の多い第
2のディジタル画像信号に変換するようにした画像情報
変換装置において、第1のディジタル画像信号から所定
の位置の画素データを切り出す画素切り出し手段と、画
素切り出し手段により切り出された画素データのレベル
分布のパターンを検出し、パターンに基づいて、推定し
ようとする画素データが属するクラスを決定してクラス
情報を出力するクラス決定手段と、第1のディジタル画
像信号を、第2のディジタル画像信号に変換するための
情報である推定式の係数データがクラス毎に記憶されて
おり、クラス決定手段からのクラス情報に応じて係数デ
ータを出力する係数データ記憶手段と、第1のディジタ
ル画像信号から切り出された第1のタップまたは第1の
タップより長い第2のタップの画素データと、係数デー
タとの線形結合からなる推定式を用いて第2のディジタ
ル画像信号の予測値を生成する画像信号生成手段とを有
し、第1および第2のタップによる処理を切り換えるよ
うにしたことを特徴とする画像情報変換装置である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an image information converting apparatus for converting a first digital image signal into a second digital image signal having a larger number of pixels. A pixel extracting means for extracting pixel data at a predetermined position from one digital image signal, and a level distribution pattern of the pixel data extracted by the pixel extracting means are detected, and based on the pattern, the pixel data to be estimated belongs. Class determination means for determining a class and outputting class information, and coefficient data of an estimation formula as information for converting the first digital image signal into a second digital image signal are stored for each class. A coefficient data storage means for outputting coefficient data according to the class information from the class determination means; Image signal generation for generating a predicted value of a second digital image signal using an estimated expression formed by a linear combination of pixel data of the selected first tap or a second tap longer than the first tap and coefficient data Means for switching the processing by the first and second taps.

【0028】また、請求項10に記載の発明は、第1の
ディジタル画像信号を、より画素数の多い第2のディジ
タル画像信号に変換するようにした画像情報変換方法に
おいて、第1のディジタル画像信号から所定の位置の画
素データを切り出すステップと、画素切り出し手段によ
り切り出された画素データのレベル分布のパターンを検
出し、パターンに基づいて、推定しようとする画素デー
タが属するクラスを決定してクラス情報を出力するステ
ップと、第1のディジタル画像信号を、第2のディジタ
ル画像信号に変換するための情報である推定式の係数デ
ータがクラス毎に記憶されており、クラス決定手段から
のクラス情報に応じて係数データを出力するステップ
と、推定しようとする第2のディジタル画像信号の画素
データが平坦部内に位置し、且つ平坦部内の近傍にエッ
ジが存在するか否かを判定するステップと、第1のディ
ジタル画像信号から切り出された第1のタップまたは第
1のタップより長い第2のタップの画素データと、係数
データとの線形結合からなる推定式を用いて第2のディ
ジタル画像信号の予測値を生成するステップとを有し、
第1および第2のタップによる処理を切り換えるステッ
プとからなることを特徴とする画像情報変換方法であ
る。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image information conversion method for converting a first digital image signal into a second digital image signal having a larger number of pixels. A step of cutting out pixel data at a predetermined position from the signal, detecting a pattern of a level distribution of the pixel data cut out by the pixel cutout means, determining a class to which the pixel data to be estimated belongs based on the pattern, and Outputting information, and coefficient data of an estimation formula, which is information for converting the first digital image signal into a second digital image signal, is stored for each class. Outputting the coefficient data according to the following equation: and the pixel data of the second digital image signal to be estimated Determining whether there is an edge in the vicinity of the flat portion, and pixel data of a first tap cut out from the first digital image signal or a second tap longer than the first tap And generating a predicted value of the second digital image signal using an estimation expression formed by a linear combination with coefficient data,
Switching the processing by the first and second taps.

【0029】さらに、請求項11に記載の発明は、入力
ディジタル画像信号の複数タップの画素データと、乗数
メモリに蓄えられている複数の係数データとの積和演算
を行う積和演算装置であって、複数のタップとしてMと
Mより長いNとが設定される積和演算装置において、N
タップの画素データを出力するNタップレジスタと、M
タップの画素データを出力するMタップレジスタと、N
タップをNタップより短いLタップの被乗数へ縮退する
縮退手段と、積和演算をLタップによって行うか、Mタ
ップによって行うかを選択する選択手段と、選択手段に
より選択されたLタップまたはMタップに対応する係数
データを出力するメモリと、選択されたLタップまたは
Mタップと係数データとを用いて積和演算を実行する手
段とからなることを特徴とする積和演算装置である。
Further, the invention according to claim 11 is a product-sum operation device for performing a product-sum operation of pixel data of a plurality of taps of an input digital image signal and a plurality of coefficient data stored in a multiplier memory. In a multiply-accumulation device in which M and N longer than M are set as a plurality of taps,
An N tap register for outputting tap pixel data;
An M tap register for outputting tap pixel data;
Shrinking means for shrinking taps to a multiplicand of L taps shorter than N taps, selecting means for selecting whether to perform product-sum operation using L taps or M taps, and L tap or M tap selected by the selecting means And a means for executing a sum-of-products operation using the selected L tap or M tap and the coefficient data.

【0030】上述したように、この発明は、入力SD信
号から、創造すべきHD画素の近傍に位置するSD画素
のレベル分布のパターンを検出し、この検出したパター
ンに基づいて、その領域の画像情報が属するクラスを決
定してクラス検出情報を出力する。係数データ記憶手段
には、外部から供給された画像情報を、この画像情報よ
りも高い解像度の画像情報に変換するための情報である
線形推定式の係数データがクラス毎に記憶されており、
この係数データは、クラス検出情報に応じて出力され
る。そして、画像情報変換手段が係数データ記憶手段か
ら供給された画像情報よりも高い解像度の画像情報に変
換する。このとき、通常の大きさのタップによる処理の
他に、小さなタップで処理を行う装置を有していること
になる。学習対象と特性の異なる信号源の画像を処理す
る場合、特に劣化の出やすい平坦部に隣接したエッジの
部分の処理は、小さなタップで処理を行うことにより、
学習対象と特性の異なる信号源の画像に対する変換性能
を大幅に向上させている。
As described above, the present invention detects a pattern of the level distribution of SD pixels located near an HD pixel to be created from an input SD signal and, based on the detected pattern, detects an image of the area. The class to which the information belongs is determined, and the class detection information is output. In the coefficient data storage means, coefficient data of a linear estimation expression that is information for converting image information supplied from the outside into image information having a higher resolution than this image information is stored for each class,
This coefficient data is output according to the class detection information. Then, the image information conversion unit converts the image information into image information having a higher resolution than the image information supplied from the coefficient data storage unit. At this time, in addition to the processing by the tap having the normal size, there is provided a device that performs the processing with a small tap. When processing an image of a signal source having a characteristic different from that of the learning target, processing of an edge portion adjacent to a flat portion, which is likely to deteriorate, is performed by processing with a small tap,
The conversion performance for an image of a signal source having a characteristic different from that of a learning target is greatly improved.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る画像信号変
換装置の実施例について図1を参照しながら詳細に説明
する。図1は、この一実施例、すなわち画像信号変換装
置の信号処理の概略的構成を示す。1で示す入力端子か
ら外部から供給される画像信号として、例えばいわゆる
NTSC方式の映像がディジタル化され、SDデータと
して供給される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an image signal conversion device according to the present invention will be described below in detail with reference to FIG. FIG. 1 shows a schematic configuration of this embodiment, that is, the signal processing of the image signal conversion device. For example, a so-called NTSC video is digitized and supplied as SD data as an image signal supplied from the outside from an input terminal denoted by reference numeral 1.

【0032】この実施例における、SD画素と創造する
べきHD画素の位置関係は、図2および図3に示すとお
りとする。図2は、水平方向および垂直方向に現フィー
ルドのSD画素、前フィールドのSD画素、現フィール
ドのHD画素および前フィールドのHD画素を表したも
のである。図3は、時間方向および垂直方向にSD画素
とHD画素を表したものである。このように、創造する
べきHD画素には、同一フィールド内で見たとき、SD
画素から近い位置に存在するHD画素y1 、y2 とSD
画素から遠い位置に存在するHD画素y3 、y4 の2種
類がある。以降、SD画素から近い位置に存在するHD
画素を推定するモードをモード1、およびSD画素から
遠い位置に存在するHD画素を推定するモードをモード
2と呼ぶ。
In this embodiment, the positional relationship between SD pixels and HD pixels to be created is as shown in FIGS. FIG. 2 shows SD pixels of the current field, SD pixels of the previous field, HD pixels of the current field, and HD pixels of the previous field in the horizontal and vertical directions. FIG. 3 shows SD pixels and HD pixels in the time direction and the vertical direction. As described above, the HD pixel to be created has SD when viewed in the same field.
HD pixels y 1 , y 2 and SD existing close to the pixel
There are two types of HD pixels y 3 and y 4 existing at positions far from the pixels. Thereafter, the HD existing at a position close to the SD pixel
The mode for estimating pixels is referred to as mode 1, and the mode for estimating HD pixels located far from the SD pixels is referred to as mode 2.

【0033】領域切り出し回路2では、入力端子1より
供給されたSDデータから、タップ選択パラメータ算出
のために必要な画素を切り出す。この実施例では、例え
ば図4に示すように創造すべきHD画素y1 〜y4 のフ
ィールドと同一フィールドに位置する17個のSD画素
1 〜t17を切り出す。領域切り出し回路2により抽出
されたSDデータは、タップ選択パラメータ算出回路3
に供給される。
The area extracting circuit 2 extracts pixels necessary for calculating tap selection parameters from the SD data supplied from the input terminal 1. In this example, cut out HD pixel y 1 ~y 17 amino located 4 fields and the same field SD pixels t 1 ~t 17 should create, for example, as shown in FIG. The SD data extracted by the area cutout circuit 2 is output to a tap selection parameter calculation circuit 3
Supplied to

【0034】タップ選択パラメータ算出回路3は、後に
説明する長タップ処理と短タップ処理の切り換えを行う
ために必要なパラメータを算出するための回路である。
このパラメータは、推定しようとするHDデータが輝度
変化がほとんどない平坦部内に位置し、且つ平坦部の近
傍にエッジが存在する条件が成立するか否かを示すもの
である。具体的には、領域切り出し回路2より供給され
た同一フィールド内のSDデータ(t1 〜t17)の最大
値とその最小値の差であるダイナミックレンジDRall
と、領域切り出し回路2より供給されたSDデータのう
ち、一部のSDデータ(t1 〜t9 )のダイナミックレ
ンジDRpartial を算出し、その比DRratio (=DR
all /DRpartial )を長タップ/短タップ処理を切り
換えるための切換回路15に供給する。
The tap selection parameter calculation circuit 3 is a circuit for calculating parameters necessary for switching between long tap processing and short tap processing, which will be described later.
This parameter indicates whether or not the condition that the HD data to be estimated is located in a flat portion where there is almost no change in luminance and an edge exists near the flat portion is satisfied. Specifically, the dynamic range DR all which is a difference between the maximum value and the minimum value of the SD data (t 1 to t 17 ) in the same field supplied from the region cutout circuit 2
And the dynamic range DR partial of a part of the SD data (t 1 to t 9 ) of the SD data supplied from the region cutout circuit 2 and calculates a ratio DR ratio (= DR
all / DR partial ) is supplied to a switching circuit 15 for switching between long tap / short tap processing.

【0035】ここで、SDデータt1 〜t17は、後に説
明する長タップのSDデータx1 〜x25のうち、推定し
ようとするHDデータと同一フィールドの画素であり、
一部のSDデータt1 〜t9 は、後に説明する短タップ
のSDデータx1 〜x15のうち、推定しようとするHD
データと同一フィールドの画素である。
Here, the SD data t 1 to t 17 are pixels of the same field as the HD data to be estimated, among the long tap SD data x 1 to x 25 described later,
Some of the SD data t 1 to t 9 are the HDs to be estimated from short tap SD data x 1 to x 15 described later.
These are pixels in the same field as the data.

【0036】一般に、長いタップを使用してSDデータ
からHDデータへ変換するほうが変換性能が良好な傾向
にある。しかしながら、輝度変化がほどんどない平坦な
部分に隣接して急峻なエッジがある場合、同じように長
いタップを使用して変換処理を行うと、そのエッジの存
在により、平坦部にかなり顕著なリンキングが変化後に
現れることがある。この画質劣化を防止するために、ダ
イナミックレンジの比DRratio に応じて変換処理を行
うタップの長さを切り換える。また、ダイナミックレン
ジ以外のパラメータによって、推定しようとする画素デ
ータが平坦部内に位置し、且つ平坦部の近傍にエッジが
存在する条件を満たすかどうかを判定しても良い。
In general, conversion from SD data to HD data using long taps tends to have better conversion performance. However, if there is a steep edge adjacent to a flat part where there is little change in brightness, the conversion processing using a similarly long tap will cause a considerably noticeable linking to the flat part due to the presence of the edge. May appear after a change. In order to prevent this image quality deterioration, the length of the tap for performing the conversion process is switched according to the dynamic range ratio DR ratio . Alternatively, it may be determined whether or not the pixel data to be estimated satisfies the condition that the pixel data to be estimated is located in the flat portion and the edge exists near the flat portion, using a parameter other than the dynamic range.

【0037】一方、領域切り出し回路4では、入力端子
1より供給されたSD画像信号から、主に空間内の波形
表現のためのクラス分類(以降、空間クラスと称する)
に必要な画素を切り出す。この実施例では、例えば図5
に示すように創造するべきHD画素y1 〜y4 の近傍に
位置する5つのSD画素k1 〜k5 を切り出す。領域切
り出し回路4により抽出されたSDデータは、ADRC
回路5に供給される。
On the other hand, the area extracting circuit 4 classifies the SD image signal supplied from the input terminal 1 into a class mainly for representing a waveform in a space (hereinafter, referred to as a space class).
Cut out the pixels required for. In this embodiment, for example, FIG.
Five SD pixels k 1 to k 5 located in the vicinity of HD pixels y 1 ~y 4 to create, as shown in cut. The SD data extracted by the area extracting circuit 4 is ADRC
It is supplied to the circuit 5.

【0038】ADRC回路5は、上述の領域のSDデー
タのレベル分布のパターン化を目的として、各領域のデ
ータを、例えば8ビットのSDデータから2ビットのS
Dデータに圧縮するような演算を行う。これにより、形
成されたパターン圧縮データをクラスコード発生回路8
に供給する。
The ADRC circuit 5 converts the data in each area from, for example, 8-bit SD data to 2-bit S data for the purpose of patterning the level distribution of the SD data in the above-mentioned area.
An operation for compressing the data into D data is performed. As a result, the formed pattern compression data is transferred to the class code generation circuit 8.
To supply.

【0039】本来、ADRCは、VTR向け高能率符号
化用に開発された適応的量子化法であるが、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、この発明の実施例では、信号パターンのクラス分類
のコード発生に使用している。ADRC回路は、領域内
のダイナミックレンジDR、ビット割当をn、領域内画
素のデータレベルをL、再量子化コードをQとして以下
の式(2)により、領域内の最大値MAX と最小値MIN と
の間を指定されたビット長で均等に分割して再量子化を
行う。
ADRC is an adaptive quantization method originally developed for high-efficiency coding for VTRs. However, since a local pattern of a signal level can be efficiently represented by a short word length, the present invention provides an ADRC. In the embodiment, the code is used to generate a code for classifying a signal pattern. The ADRC circuit calculates the maximum value MAX and the minimum value MIN in the area by the following equation (2), where the dynamic range DR in the area, the bit allocation is n, the data level of the pixel in the area is L, and the requantization code is Q. Are re-quantized by equally dividing the space between them by a designated bit length.

【0040】 DR=MAX−MIN+1 Q=〔(L−MIN+0.5)・2n /DR〕 (2) ただし、〔 〕は切り捨て処理を意味する。DR = MAX−MIN + 1 Q = [(L−MIN + 0.5) · 2 n / DR] (2) where [] means truncation processing.

【0041】この実施例では、領域切り出し回路4によ
り分離されたそれぞれ5画素のSDデータを、各2ビッ
トに圧縮するものとする。圧縮されたSDデータをそれ
ぞれq1 〜q5 とする。
In this embodiment, it is assumed that the SD data of 5 pixels each separated by the area extracting circuit 4 is compressed to 2 bits. The compressed SD data is defined as q 1 to q 5 respectively.

【0042】一方、入力端子1から供給されたSD画像
信号は、領域切り出し回路6にも供給される。領域切り
出し回路6は、主に動きの程度を表すためのクラス分類
(動きクラス)に必要な画素を切り出す働きをする。こ
の実施例では、例えば供給されたSD画像信号から、創
造するべきHD画素y1 〜y4 に対して図6に示す位置
に存在する10個のSD画素m1 〜m5 およびn1 〜n
5 を抽出する。
On the other hand, the SD image signal supplied from the input terminal 1 is also supplied to an area extracting circuit 6. The area cutout circuit 6 mainly functions to cut out pixels necessary for class classification (motion class) for representing the degree of movement. In this embodiment, for example, from the supplied SD image signal, ten SD pixels m 1 to m 5 and n 1 to n existing at the positions shown in FIG. 6 with respect to the HD pixels y 1 to y 4 to be created.
Extract 5 .

【0043】領域切り出し回路6により切り出されたデ
ータは、動きクラス決定回路7に供給される。動きクラ
ス決定回路7は、供給されたSDデータのフレーム間差
分を算出し、その絶対値の平均値をしきい値処理するこ
とにより動きの指標である動きパラメータを算出する。
具体的には、動きクラス決定回路7は、以下の式(3)
により、供給されるSDデータの差分の絶対値の平均値
param を算出する。
The data extracted by the area extracting circuit 6 is supplied to a motion class determining circuit 7. The motion class determination circuit 7 calculates a difference between frames of the supplied SD data, and calculates a motion parameter as an index of motion by performing a threshold process on an average value of the absolute values.
Specifically, the motion class determination circuit 7 calculates the following equation (3)
The average value of the absolute value of the difference between the supplied SD data
Calculate param.

【0044】[0044]

【数1】 だたし、この実施例では、n=5である。(Equation 1) However, in this embodiment, n = 5.

【0045】上述の手法で算出したSDデータの差分の
絶対値の平均値param を、例えばSDデータの差分の絶
対値のヒストグラムをn等分するように予め設定したし
きい値により、このSDデータの差分の絶対値の平均値
param を用いて動きクラスmv-classを算出する。例え
ば、ここでは動きクラスを4つ設けることとして、SD
データの差分の絶対値の平均値param ≦2の場合、動き
クラスmv-classを0と決定し、平均値param ≦4の場
合、動きクラスmv-classを1と決定し、平均値param ≦
8の場合、動きクラスmv-classを2と決定し、平均値pa
ram >8の場合、動きクラスmv-classを3と決定する。
このように決定された動きクラスmv-classがクラスコー
ド発生回路8へ供給される。
The average value param of the absolute value of the difference between the SD data calculated by the above-described method is determined by, for example, a threshold value set in advance so that the histogram of the absolute value of the difference between the SD data is divided into n equal parts. Of the absolute values of the differences
Calculate the motion class mv-class using param. For example, here, four motion classes are provided and SD
If the average value of the absolute values of the data differences is param ≦ 2, the motion class mv-class is determined to be 0, and if the average value param ≦ 4, the motion class mv-class is determined to be 1, and the average value param ≦
In the case of 8, the motion class mv-class is determined to be 2, and the average value pa
If ram> 8, the motion class mv-class is determined to be 3.
The motion class mv-class determined in this way is supplied to the class code generation circuit 8.

【0046】クラスコード発生回路8は、ADRC回路
5から供給されるパターン圧縮データ(空間クラス)、
および動きクラス決定回路7から供給される動きクラス
mv-classに基づいて以下の式(4)の演算を行うことに
より、そのブロックが属するクラスを検出し、そのクラ
スを示すクラスコードclass をROMテーブル9および
10へ供給する。このクラスコードclass は、ROMテ
ーブル9および10からの読み出しアドレスを示すもの
となっている。
The class code generation circuit 8 includes pattern compression data (space class) supplied from the ADRC circuit 5,
And the motion class supplied from the motion class determination circuit 7
By performing the operation of the following equation (4) based on mv-class, the class to which the block belongs is detected, and the class code class indicating the class is supplied to the ROM tables 9 and 10. The class code class indicates an address read from the ROM tables 9 and 10.

【0047】[0047]

【数2】 この実施例では、n=5、p=2である。(Equation 2) In this embodiment, n = 5 and p = 2.

【0048】ROMテーブル9および10には、SDデ
ータのパターンとHDデータの関係を学習することによ
り、線形推定式を用いて、SDデータに対応するHDデ
ータを算出するための係数データが各クラス毎に記憶さ
れている。これは、線形推定式によりSDデータをこの
画像情報よりも高い解像度の画像情報である、いわゆる
ハイビジョンの規格に合致したHDデータに変換するた
めの情報である。この実施例においては、係数データ
は、モード1とモード2で独立に用意される。なお、R
OMテーブル9および10に記憶されている係数データ
の作成方法については後述する。ROMテーブル9およ
び10からは、クラスコードclass で示されるアドレス
から、そのクラスの係数データであるwi (class )が
読み出される。この係数データは、推定演算回路13お
よび14へ供給される。
The ROM tables 9 and 10 store coefficient data for calculating HD data corresponding to SD data by using a linear estimation formula by learning the relationship between the pattern of SD data and HD data. It is stored every time. This is information for converting the SD data into HD data that conforms to the so-called Hi-Vision standard, which is image information having a higher resolution than this image information, using a linear estimation formula. In this embodiment, coefficient data is prepared independently in mode 1 and mode 2. Note that R
A method of creating the coefficient data stored in the OM tables 9 and 10 will be described later. From the ROM tables 9 and 10, wi (class) which is coefficient data of the class is read from the address indicated by the class code class. The coefficient data is supplied to the estimation calculation circuits 13 and 14.

【0049】一方、入力SDデータは、領域切り出し回
路11および12にも供給される。領域切り出し回路1
1は、入力SDデータから図7に示すような位置にあ
る、推定演算に使用する25個のSDデータx1 〜x25
を切り出す。領域切り出し回路11の出力信号は、推定
演算回路13に供給される。推定演算回路13は、領域
切り出し回路11から供給されるSDデータ、ROMテ
ーブル9から供給される係数データに基づいて、入力さ
れたSDデータに対応するHDデータを算出する。
On the other hand, the input SD data is also supplied to the area extracting circuits 11 and 12. Area extraction circuit 1
Reference numeral 1 denotes 25 pieces of SD data x 1 to x 25 used for the estimation calculation, which are located at positions as shown in FIG. 7 from the input SD data.
Cut out. The output signal of the area cutout circuit 11 is supplied to the estimation calculation circuit 13. The estimation calculation circuit 13 calculates HD data corresponding to the input SD data based on the SD data supplied from the area cutout circuit 11 and the coefficient data supplied from the ROM table 9.

【0050】より具体的には、推定演算回路13は、領
域切り出し回路11から供給されるSDデータであるx
1 〜x25とROMテーブル9より供給された係数データ
であるw1 〜w25により、それぞれ式(5)に示す演算
を行うことにより、入力されたSDデータに対応するH
Dデータhd´を算出する。SDデータx1 〜x25は、
SDデータに関して設定された第2のタップ(長タッ
プ)の出力データがある。このとき、モード1に関して
はブロック1用の係数を用いて、モード2に関してはブ
ロック2用の係数を用いて、係数データであるwi (cl
ass )に基づいて、演算が行われる。作成されたHDデ
ータは、切換回路15に供給される。
More specifically, the estimation operation circuit 13 outputs the x data, which is the SD data supplied from the region extraction circuit 11,
By 1 ~x 25 and ROM table 9 w 1 to w 25 is a coefficient data supplied from, by performing the calculation shown in each formula (5), corresponding to the input SD data H
The D data hd 'is calculated. SD data x 1 ~x 25 is,
There is output data of the second tap (long tap) set for the SD data. At this time, coefficient data w i (cl is used for mode 1 using the coefficient for block 1 and for mode 2 using the coefficient for block 2.
An operation is performed based on ass). The created HD data is supplied to the switching circuit 15.

【0051】 hd´=w1 1 +w2 2 +・・・+w2525 (5)Hd ′ = w 1 x 1 + w 2 x 2 +... + W 25 x 25 (5)

【0052】一方、領域切り出し回路12は、入力SD
データから図8に示すような位置にある、推定演算に使
用する15個のSDデータx1 〜x15を切り出す。すな
わち、SDデータx1 〜x15は、SDデータに関して設
定された第1のタップ(短タップ)の出力データであ
る。領域切り出し回路12の出力信号(タップ出力)
は、推定演算回路14に供給される。推定演算回路14
は、領域切り出し回路12から供給されるSDデータ、
ROMテーブル10から供給される係数データに基づい
て、入力されたSDデータに対応するHDデータを算出
する。
On the other hand, the area extracting circuit 12
From the data in the position as shown in FIG. 8, cut out 15 SD data x 1 ~x 15 to be used for estimation operation. That, SD data x 1 ~x 15 is the output data of the first tap which is set with respect to SD data (short taps). Output signal of region cutout circuit 12 (tap output)
Is supplied to the estimation operation circuit 14. Estimation operation circuit 14
Is the SD data supplied from the area cutout circuit 12,
Based on the coefficient data supplied from the ROM table 10, HD data corresponding to the input SD data is calculated.

【0053】より具体的には、推定演算回路14は、領
域切り出し回路12から供給されるSDデータであるx
1 〜x15とROMテーブル10より供給された係数デー
タであるw1 〜w15により、それぞれ式(6)に示す演
算を行うことにより、入力されたSDデータに対応する
HDデータhd´を算出する。このとき、モード1に関
してはブロック1用の係数を用いて、モード2に関して
はブロック2用の係数を用いて、係数データであるwi
(class )に基づいて、演算が行われる。作成されたH
Dデータは、切換回路15に供給される。
More specifically, the estimation calculation circuit 14 calculates the x data which is the SD data supplied from the area cutout circuit 12.
By 1 ~x 15 and the ROM table 10 w 1 to w 15 is a coefficient data supplied from, by performing the calculation shown in each formula (6), calculates HD data hd' corresponding to the input SD data I do. At this time, with respect to the mode 1 by using the coefficient for the block 1, with respect to mode 2 using the coefficients of the block 2, the coefficient data w i
An operation is performed based on (class). H created
The D data is supplied to the switching circuit 15.

【0054】 hd´=w1 1 +w2 2 +・・・+w1515 (6)Hd ′ = w 1 x 1 + w 2 x 2 +... + W 15 x 15 (6)

【0055】切換回路15では、タップ選択パラメータ
算出回路3より供給されたDRratio (=DRall /D
partial )に基づきDRratio が予め設定されたしき
い値(例えば、4)より小さい場合は、推定演算回路1
3の出力を選択するようにスイッチングが行われ、それ
以外の場合は、推定演算回路14の出力を選択するよう
にスイッチングが行われる。
In the switching circuit 15, the DR ratio (= DR all / D) supplied from the tap selection parameter calculation circuit 3
If the DR ratio is smaller than a preset threshold (for example, 4) based on R partial ), the estimation calculation circuit 1
The switching is performed so as to select the output of No. 3; otherwise, the switching is performed so as to select the output of the estimation operation circuit 14.

【0056】切換回路15の出力は、出力端子16を介
して出力される。この出力端子16を介して出力される
HDデータは、例えばHDテレビジョン受像機やHDビ
デオテープレコーダ装置等に供給される。
The output of the switching circuit 15 is output via an output terminal 16. The HD data output via the output terminal 16 is supplied to, for example, an HD television receiver, an HD video tape recorder, or the like.

【0057】以上のように、この発明の最大の特徴は、
長いタップ(この実施例では25タップ)と、短いタッ
プ(この実施例では15タップ)の2種類の処理を行
い、それを適応的に切り換えて出力するところに、最大
の特徴がある。
As described above, the most significant feature of the present invention is that
The greatest feature lies in that two types of processing, a long tap (25 taps in this embodiment) and a short tap (15 taps in this embodiment), are performed, and adaptively switched and output.

【0058】概念的に画素データの一次元のレベル変化
を図9に示す。×の位置のHDデータを推定しようとす
る場合、短タップにより推定演算されたHDデータを取
り出すか、長タップにより推定演算されたHDデータを
取り出すかを簡単に説明する。滑らかレベル変化を示す
図9Aのような場合、長タップにより推定されたHDデ
ータが切換回路15から取り出される。図9Bに示すよ
うな急峻なエッジの近傍に位置するHDデータを推定し
ようとする場合、短タップにより推定されたHDデータ
が切換回路15から取り出される。図9Cに示すような
急峻なエッジ上に位置するHDデータを推定しようとす
る場合、長タップにより推定されたHDデータが切換回
路15から取り出される。このように、切換回路15で
は、タップ選択パラメータ算出回路3からのDRratio
より、推定しようとするHDデータが平坦部内に位置
し、且つその平坦部の近傍にエッジが存在するか否かが
判定される。
FIG. 9 conceptually shows a one-dimensional level change of pixel data. When trying to estimate the HD data at the position x, it will be briefly described whether to take out the HD data estimated / calculated by a short tap or to take out the HD data estimated / calculated by a long tap. In the case of FIG. 9A showing a smooth level change, HD data estimated by a long tap is extracted from the switching circuit 15. When trying to estimate HD data located near a steep edge as shown in FIG. 9B, the HD data estimated by a short tap is taken out from the switching circuit 15. When trying to estimate HD data located on a steep edge as shown in FIG. 9C, the HD data estimated by a long tap is taken out from the switching circuit 15. Thus, in the switching circuit 15, the DR ratio from the tap selection parameter calculation circuit 3 is output.
Thus, it is determined whether or not the HD data to be estimated is located in the flat portion and whether an edge exists near the flat portion.

【0059】一般的に、この発明のような画像情報変換
装置の場合、処理対象画像の特性と学習対象の画像の特
性が一致する場合は、長いタップで処理を行ったほうが
変換性能が良好な傾向にある。SDビデオカメラで撮像
された画像信号をHD信号に変換する場合は、処理対象
画像の特性と学習対象の画像の特性が必ずしも一致しな
いが、それでもほとんどの部分では、長いタップで変換
処理をしたほうが、変換結果は良好である。
In general, in the case of the image information conversion apparatus of the present invention, when the characteristics of the image to be processed and the characteristics of the image to be learned match, the conversion performance is better when the processing is performed with a long tap. There is a tendency. When converting an image signal captured by an SD video camera into an HD signal, the characteristics of the image to be processed and the characteristics of the image to be learned do not always match, but in most cases, it is better to perform the conversion process with a long tap. , The conversion result is good.

【0060】しかしながら、輪郭近傍などにおいては必
ずしも、良好な変化結果を得られるとは限らず、とりわ
け、輝度変化がほとんどない平坦な部分に隣接して急峻
なエッジがある場合など、エッジの存在により、平坦部
にかなり顕著なリンギングが現れることがあり、これが
視覚的に大きな劣化を引き起こす場合があり、総合的に
大きな画質劣化を引き起こすことがあった。
However, a good change result is not always obtained in the vicinity of the contour or the like. In particular, when there is a steep edge adjacent to a flat portion where there is almost no change in luminance, the presence of an edge may cause the change. In some cases, quite remarkable ringing appears on the flat portion, which may cause a large visual deterioration, and may cause a large overall image quality deterioration.

【0061】この発明の画像情報変換装置においては、
輝度変化があまりない平坦な部分に隣接してエッジがあ
る場合には、短いタップで画像情報変換処理を行い、そ
れ以外の場合には、長いタップで画像情報変化処理を行
うことにより上述した問題点を大幅に改善し、処理対象
画像の特性と学習対象の画像の特性が多少異なる場合で
も、良好な変換結果を得ることができる。
In the image information conversion device of the present invention,
When there is an edge adjacent to a flat part where there is not much change in luminance, the above-described problem is caused by performing image information conversion processing with a short tap, and otherwise performing image information conversion processing with a long tap. The point is greatly improved, and a good conversion result can be obtained even when the characteristics of the processing target image and the characteristics of the learning target image are slightly different.

【0062】続いて、ROMテーブル9および10に格
納される係数データの作成方法について、図10を用い
て説明する。係数データを学習によって得るためには、
まず既に知られているHD画像に対応したHD画像の1
/4の画素数のSD画像を形成する。まず、入力端子2
1を介してHDデータが供給され、そのHDデータの垂
直方向の画素を垂直間引きフィルタ22によりフィール
ド内の垂直方向の周波数が1/2になるように間引き処
理され、さらに水平間引きフィルタ23により、HDデ
ータの水平方向の画素が間引き処理される。
Next, a method of creating coefficient data stored in the ROM tables 9 and 10 will be described with reference to FIG. In order to obtain coefficient data by learning,
First, one of the HD images corresponding to the already known HD images
An SD image having / 4 pixels is formed. First, input terminal 2
The HD data is supplied via the H. 1 and the pixels in the vertical direction of the HD data are thinned out by the vertical thinning filter 22 so that the vertical frequency in the field becomes 1 /. The pixels in the horizontal direction of the HD data are thinned out.

【0063】このように、作成されたSDデータは、領
域切り出し回路24、26および28、さらに長タップ
/短タップ処理を切り換えるための切換回路31に供給
される。また、入力端子1より供給されたHDデータ
は、正規方程式加算回路34および38に供給される。
The created SD data is supplied to the region cutout circuits 24, 26 and 28, and further to the switching circuit 31 for switching between long tap / short tap processing. The HD data supplied from the input terminal 1 is supplied to normal equation addition circuits 34 and 38.

【0064】領域切り出し回路24では、水平間引きフ
ィルタ23より供給されたSDデータから、タップ選択
パラメータ算出のために必要な画素が切り出される。こ
れは、すでに説明した領域切り出し回路2と全く同じも
のである。領域切り出し回路24により抽出されたSD
データは、タップ選択パラメータ算出回路25に供給さ
れる。
In the area extracting circuit 24, pixels necessary for calculating tap selection parameters are extracted from the SD data supplied from the horizontal thinning filter 23. This is exactly the same as the region cutout circuit 2 already described. SD extracted by the region extraction circuit 24
The data is supplied to the tap selection parameter calculation circuit 25.

【0065】タップ選択パラメータ算出回路25は、長
タップ処理と短タップ処理の切り換えを行うために必要
なパラメータを算出するための回路であり、すでに説明
したタップ選択パラメータ算出回路3と同様の働きをす
る。タップ選択パラメータ算出回路3で算出されたDR
ratio は、切換回路31に供給される。
The tap selection parameter calculation circuit 25 is a circuit for calculating parameters required for switching between long tap processing and short tap processing, and has the same function as the tap selection parameter calculation circuit 3 already described. I do. DR calculated by tap selection parameter calculation circuit 3
The ratio is supplied to the switching circuit 31.

【0066】一方、領域切り出し回路26では、空間ク
ラス分類を行うために、供給されたSDデータから必要
な画素が切り出される。具体的には、領域切り出し回路
26は、先に説明した領域切り出し回路4と同一の働き
をする。切り出されたSDデータは、ADRC回路27
に供給される。
On the other hand, in the area extracting circuit 26, necessary pixels are extracted from the supplied SD data in order to perform the space class classification. Specifically, the region cutout circuit 26 has the same function as the region cutout circuit 4 described above. The extracted SD data is supplied to the ADRC circuit 27.
Supplied to

【0067】ADRC回路27は、領域毎に供給される
SDデータの1次元的、あるいは2次元的なレベル分布
のパターンを検出するとともに、上述のように各領域の
全てのデータ、あるいは一部のデータを、例えば8ビッ
トのSDデータから2ビットのSDデータに圧縮するよ
うな演算を行うことによりパターン圧縮データを形成
し、このパターン圧縮データをクラスコード発生回路3
0に供給する。ADRC回路27は、先に説明したAD
RC回路5と同一のものである。
The ADRC circuit 27 detects a one-dimensional or two-dimensional level distribution pattern of the SD data supplied for each area, and as described above, all data in each area or a part of the data. An operation of compressing data from, for example, 8-bit SD data to 2-bit SD data is performed to form pattern compressed data, and this pattern compressed data is converted to a class code generation circuit 3.
Supply 0. The ADRC circuit 27 has the AD
This is the same as the RC circuit 5.

【0068】一方、領域切り出し回路28に供給された
SD画像信号は、動きクラス分類のために必要なデータ
切り出しが行われる。具体的には、領域切り出し回路2
8は、先に説明した領域切り出し回路6と同一の働きを
するものである。領域切り出し回路28により切り出さ
れたSDデータは、動きクラス決定回路29へ供給され
る。動きクラス決定回路29は具体的には、先に説明し
た動きクラス決定回路7と同一の働きをするものであ
る。動きクラス決定回路29で決定された動きクラスmv
-classは、クラスコード発生回路30に供給される。
On the other hand, the SD image signal supplied to the area extracting circuit 28 is subjected to data extracting for motion class classification. Specifically, the region cutout circuit 2
Numeral 8 has the same function as that of the area extracting circuit 6 described above. The SD data clipped by the region clipping circuit 28 is supplied to a motion class determination circuit 29. The motion class determination circuit 29 specifically has the same function as the motion class determination circuit 7 described above. The motion class mv determined by the motion class determination circuit 29
-class is supplied to the class code generation circuit 30.

【0069】クラスコード発生回路30は、先に説明し
たクラスコード発生回路8と同一のものであり、ADR
C回路27から供給されるパターン圧縮データ(空間ク
ラス)および動きクラス決定回路29から供給された動
きクラスmv-classに基づいて上述した式(4)の演算を
行うことにより、そのブロックが属するクラスを検出
し、そのクラスを示すクラスコードclass を出力するも
のである。クラスコード発生回路30は、クラスコード
class を正規方程式加算回路33および37へ出力す
る。
The class code generation circuit 30 is the same as the class code generation circuit 8 described above,
By performing the operation of the above equation (4) based on the pattern compression data (space class) supplied from the C circuit 27 and the motion class mv-class supplied from the motion class determination circuit 29, the class to which the block belongs Is detected, and a class code class indicating the class is output. The class code generating circuit 30
class is output to the normal equation adding circuits 33 and 37.

【0070】一方、水平間引きフィルタ23からのSD
信号は、切換回路31に供給され、切換回路31では、
タップ選択パラメータ算出回路25から供給されるダイ
ナミックレンジの比DRratio に基づき、領域切り出し
回路32または36が選択される。具体的には、ダイナ
ミックレンジの比DRratio が予め設定されたしきい値
(例えば、4)より小さい場合は、領域切り出し回路3
2が選択され、しきい値より大きい場合は、領域切り出
し回路36が選択され、選択された領域切り出し回路3
2または36へSD信号が供給される。
On the other hand, the SD from the horizontal thinning filter 23
The signal is supplied to the switching circuit 31, and in the switching circuit 31,
The region cutout circuit 32 or 36 is selected based on the dynamic range ratio DR ratio supplied from the tap selection parameter calculation circuit 25. Specifically, when the ratio DR ratio of the dynamic range is smaller than a preset threshold value (for example, 4), the region cutout circuit 3
2 is larger than the threshold value, the area cutout circuit 36 is selected, and the selected area cutout circuit 3 is selected.
2 or 36 is supplied with the SD signal.

【0071】領域切り出し回路32は、正規方程式加算
に使用するSDデータを切り出す。領域切り出し回路3
2は具体的には、先に説明した領域切り出し回路11と
同一のものであり、正規方程式加算に必要なSDデータ
を切り出す働きをする。領域切り出し回路32の出力
は、正規方程式加算回路33に供給される。
The area extracting circuit 32 extracts SD data used for normal equation addition. Area cutout circuit 3
2 is specifically the same as the area extracting circuit 11 described above, and functions to extract SD data necessary for normal equation addition. The output of the area extracting circuit 32 is supplied to a normal equation adding circuit 33.

【0072】一方、領域切り出し回路36も正規方程式
加算に使用するSDデータを切り出す。領域切り出し回
路36は具体的には、先に説明した領域切り出し回路1
2と同一のものであり、正規方程式加算に必要なSDデ
ータを切り出す働きをする。領域切り出し回路36の出
力は、正規方程式加算回路37に供給される。
On the other hand, the area extracting circuit 36 also extracts SD data used for normal equation addition. The area cutout circuit 36 is, specifically, the area cutout circuit 1 described above.
2 and serves to cut out SD data necessary for normal equation addition. The output of the area extracting circuit 36 is supplied to a normal equation adding circuit 37.

【0073】ここで、正規方程式加算回路33および3
6の説明のために、複数個のSDデータからHDデータ
への変換式の学習とその予測式を用いた信号変換につい
て述べる。以下では、説明のために画素をより一般化し
てn画素による予測を行う場合について説明する。SD
画素レベルをそれぞれx1 、x2 、・・・xn として、
それぞれにpビットADRCを行った結果の再量子化デ
ータをq1 、q2 、・・・qn とする。このとき、この
領域のクラスコードclass を式(4)で定義する。
Here, the normal equation addition circuits 33 and 3
For explanation of No. 6, learning of conversion formulas from a plurality of SD data to HD data and signal conversion using the prediction formulas will be described. In the following, for the sake of explanation, a case will be described where pixels are more generalized and prediction is performed with n pixels. SD
X 1, x 2 pixel level, respectively, as · · · x n,
Requantization data results of p-bit ADRC, each q 1, q 2, and · · · q n. At this time, the class code class of this area is defined by Expression (4).

【0074】上述のように、SD画素レベルをそれぞれ
1 、x2 、・・・xn とし、HD画素レベルをyとし
たとき、クラス毎に係数データw1 、w2 、・・・wn
によるnタップの線形推定式を設定する。これを上述し
た式(1)に示す。学習前は、wi が未定係数である。
As described above, when the SD pixel levels are x 1 , x 2 ,..., X n and the HD pixel levels are y, coefficient data w 1 , w 2 ,. n
Is set as an n-tap linear estimation equation. This is shown in equation (1) above. Learning ago, w i is undetermined coefficients.

【0075】学習は、クラス毎に複数の信号データに対
して行う。データ数がmの場合、式(1)にしたがっ
て、以下に示す式(7)が設定される。
Learning is performed on a plurality of signal data for each class. When the number of data is m, the following equation (7) is set according to the equation (1).

【0076】 yk =w1 k1+w2 k2+・・・+wn kn (7) (k=1,2,・・・,m)Y k = w 1 × k 1 + w 2 × k 2 +... + W n × kn (7) (k = 1, 2,..., M)

【0077】m>nの場合は、w1 、w2 、・・・、w
n は一意に決まらないので、誤差ベクトルeの要素を式
(8)で定義して、式(9)を最小にする係数データを
求める。いわゆる最小自乗法による解法である。
If m> n, w 1 , w 2 ,..., W
Since n is not uniquely determined, the element of the error vector e is defined by Expression (8), and coefficient data that minimizes Expression (9) is obtained. This is a so-called least squares method.

【0078】 ek =yk −〔w1 k1+w2 k2+・・・+wn kn〕 (8) (k=1,2,・・・,m)E k = y k- [w 1 x k1 + w 2 x k2 +... + W n x kn ] (8) (k = 1, 2,..., M)

【0079】[0079]

【数3】 (Equation 3)

【0080】ここで、式(9)のwi による微分係数を
求める。それは以下の式(10)を0にするように、各
i を求めればよい。
Here, a differential coefficient by w i in equation (9) is obtained. What is necessary is just to find each w i so that the following equation (10) is set to 0.

【0081】[0081]

【数4】 (Equation 4)

【0082】以下、式(11)および式(12)のよう
に、Xjii を定義すると、式(10)は、行列を用い
て式(13)に書き換えられる。
Hereinafter, when X ji Y i is defined as in equations (11) and (12), equation (10) can be rewritten into equation (13) using a matrix.

【0083】[0083]

【数5】 (Equation 5)

【0084】[0084]

【数6】 (Equation 6)

【0085】[0085]

【数7】 (Equation 7)

【0086】この方程式は、一般に正規方程式と呼ばれ
ている。正規方程式加算回路33および36は、クラス
コード発生回路30から供給されたクラスコードclass
、領域切り出し回路32からのSDデータx1
2 、・・・x25および領域切り出し回路36からのS
Dデータx1 、x2 、・・・、x15が入力端子21より
供給されたSDデータに対応するHDデータyを用い
て、この正規方程式加算を実行する。
This equation is generally called a normal equation. The normal equation addition circuits 33 and 36 generate the class code class supplied from the class code generation circuit 30.
, SD data x 1 from the region cutout circuit 32,
x 2 ,... x 25 and S from the area cutout circuit 36
This normal equation addition is performed by using the HD data y corresponding to the SD data supplied from the input terminal 21 for the D data x 1 , x 2 ,..., X 15 .

【0087】全てのトレーニングデータの入力が終了し
た後、正規方程式加算回路33は、予測係数決定回路3
4に正規方程式データを出力する。予測係数決定回路3
4は、正規方程式を掃き出し法などの一般的な行列解法
を用いて、wi について解き、係数データ(予測係数
値)を算出する。予測係数決定回路34は、算出された
係数データをメモリ35に書き込む。
After the input of all the training data is completed, the normal equation adding circuit 33
4 outputs the normal equation data. Prediction coefficient determination circuit 3
In step 4, a normal equation is solved for w i using a general matrix solution method such as a sweeping out method, and coefficient data (prediction coefficient value) is calculated. The prediction coefficient determination circuit 34 writes the calculated coefficient data to the memory 35.

【0088】同様に、全てのトレーニングデータの入力
が終了した後、正規方程式加算回路36は、予測係数決
定回路38に正規方程式データを出力する。予測係数決
定回路38は、正規方程式を掃き出し法などの一般的な
行列解法を用いて、wi につてい解き、係数データを算
出する。予測係数決定回路38は、算出された予測係数
メモリ39に書き込む。
Similarly, after the input of all the training data is completed, the normal equation adding circuit 36 outputs the normal equation data to the prediction coefficient determining circuit 38. Prediction coefficient determining circuit 38, using a general matrix solution such as a method sweeping the normal equation is solved have w i Nitsu to calculate the coefficient data. The prediction coefficient determination circuit 38 writes the data into the calculated prediction coefficient memory 39.

【0089】以上のようにトレーニングを行った結果、
メモリ35には、長タップ(この実施例においては25
タップ)を使う場合のクラス毎に注目HDデータyを推
定するための、統計的に最も真値に近い推定ができる係
数データが格納される。このメモリ35に格納されたテ
ーブルが、上述のように、この発明の画像信号変換装置
において使用されるROMテーブル9である。
As a result of training as described above,
A long tap (25 in this embodiment) is stored in the memory 35.
In this case, coefficient data for estimating the target HD data y for each class in the case of using (tap), which can be estimated statistically closest to the true value, is stored. As described above, the table stored in the memory 35 is the ROM table 9 used in the image signal conversion device of the present invention.

【0090】同様にメモリ39には、短タップ(この実
施例においては15タップ)を使う場合のクラス毎に注
目HDデータyを推定するための、統計的に最も真値に
近い推定ができる係数データが格納される。このメモリ
39に格納されたテーブルが、上述のように、この発明
の画像信号変換装置において使用されるROMテーブル
10である。以上の処理により、線形推定式によりSD
データからHDデータを作成するための係数データの学
習が終了する。
Similarly, in the memory 39, a coefficient for estimating the target HD data y for each class in the case of using short taps (15 taps in this embodiment), which can be estimated statistically closest to the true value Data is stored. As described above, the table stored in the memory 39 is the ROM table 10 used in the image signal conversion device of the present invention. By the above processing, SD
Learning of coefficient data for creating HD data from data ends.

【0091】上述したこの一実施例における推定演算回
路13および14の周辺の回路図を図11に示す。アド
レスコントロール回路41は、クラスコード発生回路8
に対応し、係数メモリ43は、ROMテーブル10に対
応し、積和機44は、推定演算回路13に対応し、乗数
メモリ46は、ROMテーブル9に対応し、積和機47
は、推定演算回路14に対応し、MUX(マルチプレク
サ)48は、切換回路15に対応する。さらに、長タッ
プ被乗数レジスタ42は、領域切り出し回路11の出力
を保持し、短タップ被乗数レジスタ45は、領域切り出
し回路12の出力を保持するものである。
FIG. 11 shows a circuit diagram around the estimation operation circuits 13 and 14 in the above-described embodiment. The address control circuit 41 includes a class code generation circuit 8
, The coefficient memory 43 corresponds to the ROM table 10, the product-sum machine 44 corresponds to the estimation operation circuit 13, the multiplier memory 46 corresponds to the ROM table 9, and the product-sum machine 47.
Corresponds to the estimation operation circuit 14, and the MUX (multiplexer) 48 corresponds to the switching circuit 15. Further, the long tap multiplicand register 42 holds the output of the area cutout circuit 11, and the short tap multiplicand register 45 holds the output of the area cutout circuit 12.

【0092】すなわち、図11は、長タップおよび短タ
ップを切り換えて使用可能な構成を示す。長タップ被乗
数レジスタ42からNタップ(例えば、25タップ)の
画素データが積和器44へ供給される。その画素データ
に対応する係数データがアドレスコントロール回路41
からのクラスコードclass によって乗数メモリ43から
読み出され、読み出された25個の係数データは、乗数
メモリ43から積和器44へ供給される。積和器44で
は、式(5)に示すように対応する画素データと係数デ
ータとが積和演算され、その積和出力、すなわちHDデ
ータは、MUX(マルチプレクサ)48へ供給される。
That is, FIG. 11 shows a configuration which can be used by switching between long taps and short taps. Pixel data of N taps (for example, 25 taps) is supplied from the long tap multiplicand register 42 to the accumulator 44. The coefficient data corresponding to the pixel data is stored in the address control circuit 41.
Are read from the multiplier memory 43 by the class code "class", and the read 25 coefficient data are supplied from the multiplier memory 43 to the multiply-accumulator 44. The product-sum unit 44 performs a product-sum operation on the corresponding pixel data and coefficient data as shown in Expression (5), and the product-sum output, that is, HD data, is supplied to a MUX (multiplexer) 48.

【0093】短タップ被乗数レジスタ45からMタップ
(例えば、15タップ)の画素データが積和器47へ供
給される。その画素データに対応する係数データがアド
レスコントロール回路41からのクラスコードclass に
よって乗数メモリ46から読み出され、読み出された1
5個の係数データは、乗数メモリ46から積和器47へ
供給される。積和器47では、式(6)に示すように対
応する画素データと係数データとが積和演算され、その
積和出力、すなわちHDデータは、MUX48へ供給さ
れる。MUX48では、長タップからのHDデータおよ
び短タップからのHDデータとを外部から供給される切
換信号、上述したDRratio (=DRall /DR
partial )によって、切り換えられ出力端子49から選
択されたHDデータが出力される。
Pixel data of M taps (for example, 15 taps) is supplied from the short tap multiplicand register 45 to the multiply-accumulator 47. The coefficient data corresponding to the pixel data is read from the multiplier memory 46 by the class code class from the address control circuit 41, and the read 1
The five coefficient data are supplied from the multiplier memory 46 to the accumulator 47. The product-sum unit 47 performs a product-sum operation on the corresponding pixel data and coefficient data as shown in Expression (6), and the product-sum output, that is, HD data, is supplied to the MUX 48. In the MUX 48, the switching signal supplied from outside with the HD data from the long tap and the HD data from the short tap, the above-mentioned DR ratio (= DR all / DR
Partial ), the selected HD data is output from the output terminal 49 after being switched.

【0094】ここで、式(5)および式(6)で示すよ
うに、積和器44と47の違いは、タップ数が異なるの
みであり、図12に示すように、長タップ用の積和器4
4のみを使用することで短タップの積和演算も行うこと
ができる。乗数メモリ51は、ROMテーブル9および
10に対応し、MUX52は、切換器15に対応するも
のである。
Here, as shown by the equations (5) and (6), the difference between the sum-of-products 44 and 47 is only the number of taps, and as shown in FIG. Waki 4
By using only 4, the product-sum operation of short taps can also be performed. The multiplier memory 51 corresponds to the ROM tables 9 and 10, and the MUX 52 corresponds to the switch 15.

【0095】長タップ被乗数レジスタ42から25タッ
プの画素データがMUX52に供給され、同様に短タッ
プ被乗数レジスタ45から15タップの画素データがM
UX52に供給される。MUX52では、外部からの切
換信号であるDRratio (=DRall /DRpartial
によって、長タップ被乗数レジスタ42からの画素デー
タと短タップ被乗数レジスタ45からの画素データとが
切り換えられる。MUX52から選択された画素データ
は、積和器44へ供給される。
The 25 tap pixel data from the long tap multiplicand register 42 is supplied to the MUX 52, and the 15 tap pixel data from the short tap
UX52. In the MUX 52, DR ratio (= DR all / DR partial ) which is a switching signal from outside is used.
Thereby, the pixel data from the long tap multiplicand register 42 and the pixel data from the short tap multiplicand register 45 are switched. The pixel data selected from the MUX 52 is supplied to the accumulator 44.

【0096】アドレスコントロール回路41からMUX
52によって選択された画素データに対応するクラスコ
ードclass が乗数メモリ51へ供給される。乗数メモリ
51では、外部からの切換信号であるDRratio と供給
されたクラスコードclass に基づいて係数データが読み
出され、読み出された係数データは、積和器44へ供給
される。積和器44では、上述したように積和演算が行
われ、積和演算の結果、HDデータが得られる。そのH
Dデータは、出力端子53から出力される。
MUX from address control circuit 41
A class code class corresponding to the pixel data selected by 52 is supplied to the multiplier memory 51. In the multiplier memory 51, coefficient data is read based on the DR ratio , which is an external switching signal, and the supplied class code class, and the read coefficient data is supplied to the multiply-accumulator 44. The sum-of-products unit 44 performs the sum-of-products operation as described above, and as a result of the sum-of-products operation, HD data is obtained. That H
The D data is output from the output terminal 53.

【0097】このように、図12の回路と図11の回路
を比べると、積和器を1つとすることができ、ハードウ
ェアがかなり軽減できる。そこで、図13に示すよう
に、ハードウェアをさらに軽減するために、使用される
積和器を長タップ用の積和器44から短タップ用の積和
器47へ変更する。長/短タップ判定回路63は、クラ
スコード発生回路8に対応し、乗数メモリ64は、RO
Mテーブル9および10に対応し、MUX67は、切換
器15に対応するものである。
As described above, when the circuit in FIG. 12 is compared with the circuit in FIG. 11, only one product-sum device can be used, and the hardware can be considerably reduced. Therefore, as shown in FIG. 13, in order to further reduce the hardware, the used sum of products is changed from the long tap sum of products 44 to the short tap sum of products 47. The long / short tap determination circuit 63 corresponds to the class code generation circuit 8, and the multiplier memory 64
The MUX 67 corresponds to the M tables 9 and 10, and the MUX 67 corresponds to the switch 15.

【0098】アドレスコントロール回路41では、対応
する画素データのクラスコードclass がコントロールメ
モリ61および乗数メモリ64へ供給される。コントロ
ールメモリ61は、供給されたクラスコードclass に基
づいてタップ縮退演算回路62を制御する。そのタップ
縮退演算回路62では、長タップ被乗数レジスタ42か
らのNタップの画素データがLタップの画素データへ縮
退され、MUX67へ供給される。このとき、Nタップ
≧Lタップの関係が成立し、一例として、上述の一実施
例では、N=25、L=15である。短タップ被乗数レ
ジスタ45からMタップ(例えば、15タップ)の画素
データがMUX67へ供給される。
In the address control circuit 41, the class code class of the corresponding pixel data is supplied to the control memory 61 and the multiplier memory 64. The control memory 61 controls the tap degeneration operation circuit 62 based on the supplied class code class. In the tap reduction operation circuit 62, the N tap pixel data from the long tap multiplicand register 42 is reduced to L tap pixel data and supplied to the MUX 67. At this time, a relationship of N taps ≧ L taps is established. For example, in the above-described embodiment, N = 25 and L = 15. Pixel data of M taps (for example, 15 taps) is supplied from the short tap multiplicand register 45 to the MUX 67.

【0099】長/短タップ判定回路63によって、長タ
ップの画素データを使用するか、短タップの画素データ
を使用するかが判定され、その判定結果は、MUX67
および乗数メモリ64へ供給される。長/短タップ判定
回路63から出力される判定結果は、上述したタップ選
択パラメータ算出回路3から出力されるDRratio と同
様のものである。MUX67では、長/短タップ判定回
路63からの判定結果を切換信号として、タップ縮退演
算回路62からの画素データか、短タップ被乗数レジス
タ45からの画素データかが選択される。選択された画
素データは、MUX67から積和器47へ供給される。
The long / short tap determination circuit 63 determines whether to use the long tap pixel data or the short tap pixel data.
And to the multiplier memory 64. The determination result output from the long / short tap determination circuit 63 is similar to the DR ratio output from the tap selection parameter calculation circuit 3 described above. The MUX 67 selects the pixel data from the tap degeneration operation circuit 62 or the pixel data from the short tap multiplicand register 45 using the determination result from the long / short tap determination circuit 63 as a switching signal. The selected pixel data is supplied from the MUX 67 to the accumulator 47.

【0100】乗数メモリ64では、アドレスコントロー
ル41からのクラスコードclass と、長/短タップ判定
回路63からの判定結果とから係数データが選択され
る。選択された係数データは、乗数メモリ64から積和
器47へ供給される。積和器47では、上述した式
(6)に基づいて積和演算が行われ、その積和出力、す
なわちHDデータは、出力端子66から出力される。
In the multiplier memory 64, coefficient data is selected from the class code class from the address control 41 and the determination result from the long / short tap determination circuit 63. The selected coefficient data is supplied from the multiplier memory 64 to the accumulator 47. The sum-of-products unit 47 performs a sum-of-products operation based on the above equation (6), and outputs the sum-of-products, that is, HD data, from the output terminal 66.

【0101】ここで、タップ縮退演算回路62で行われ
るNタップからLタップへの縮退を簡単に説明する。ま
ず、Nタップの画素データに絶対値化が施される。絶対
値化が施されたNタップの画素データから平均値および
最大値が求められ、さらに0が仮の代表値Aとして設定
される。
Here, the reduction from N taps to L taps performed by the tap reduction operation circuit 62 will be briefly described. First, N-tap pixel data is subjected to absolute value conversion. An average value and a maximum value are obtained from the N-tap pixel data subjected to the absolute value conversion, and 0 is set as a temporary representative value A.

【0102】仮の代表値A毎にNタップの画素データ
は、グループに分けられる。分けられたグループ毎に画
素データの平均値が求められ、求められた平均値を仮の
代表値Bとして設定する。このとき、0は、常に変動し
ないものとする。仮の代表値BがLと等しいか否かが判
断され、等しくないと判断された場合、仮の代表値Bに
基づいて、絶対値化されたNタップの画素データは、再
びグループに分けられる。仮の代表値Bとグループ内の
画素データとの誤差を算出し、最大誤差となるグループ
の仮の代表値Bに対して±0.0001を加算し、2つ
に分ける。この2つに分けたものと、最大誤差とならな
かった仮の代表値Bとを仮の代表値Aとして再設定す
る。この処理が仮の代表値BがLと等しくなるまで繰り
返される。
The pixel data of N taps for each provisional representative value A is divided into groups. An average value of the pixel data is obtained for each of the divided groups, and the obtained average value is set as a temporary representative value B. At this time, it is assumed that 0 does not always fluctuate. It is determined whether or not the provisional representative value B is equal to L. If it is determined that the provisional representative value B is not equal to the provisional representative value B, the N-tap pixel data that has been converted into the absolute value is again divided into groups based on the provisional representative value B. . An error between the tentative representative value B and the pixel data in the group is calculated, and ± 0.0001 is added to the tentative representative value B of the group having the maximum error to divide the data into two. The two values and the temporary representative value B that did not result in the maximum error are reset as the temporary representative value A. This process is repeated until the temporary representative value B becomes equal to L.

【0103】また、仮の代表値BがLと等しいか否かが
判断されたとき、等しいと判断された場合、仮の代表値
BがLタップへ縮退された画素データとなる。
Further, when it is determined whether or not the provisional representative value B is equal to L, when it is determined that the provisional representative value B is equal to L, the provisional representative value B becomes pixel data reduced to L taps.

【0104】次に、図14に示す回路図を用いて、長/
短タップ判定回路63を詳細に説明する。長タップ判定
エリアレジスタ71では、入力データから長タップのエ
リアに含まれる画素データの判定が行われる。長タップ
のエリアに含まれる画素データが選択されるとその画素
データは、長タップ判定エリアレジスタ71からダイナ
ミックレンジ演算回路72へ供給される。ダイナミック
レンジ演算回路72では、供給された画素データからダ
イナミックレンジが演算され、演算されたダイナミック
レンジは、レジスタ73を介して比較器79へ供給され
る。
Next, using the circuit diagram shown in FIG.
The short tap determination circuit 63 will be described in detail. The long tap determination area register 71 determines pixel data included in a long tap area from input data. When the pixel data included in the long tap area is selected, the pixel data is supplied from the long tap determination area register 71 to the dynamic range calculation circuit 72. The dynamic range calculation circuit 72 calculates a dynamic range from the supplied pixel data, and supplies the calculated dynamic range to the comparator 79 via the register 73.

【0105】短タップ判定エリアレジスタ74では、入
力データから短タップのエリアに含まれる画素データの
判定が行われる。短タップのエリアに含まれる画素デー
タが選択されるとその画素データは、短タップ判定エリ
アレジスタ74からダイナミックレンジ演算回路75へ
供給される。ダイナミックレンジ演算回路75では、供
給された画素データからダイナミックレンジが求めら
れ、そのダイナミックレンジは、乗算器77へ供給され
る。乗算器77では、ダイナミックレンジと、レジスタ
76を介して予め設定されたしきい値THとが掛け合わ
される。その乗算結果は、レジスタ78を介して比較器
79へ供給される。
The short tap determination area register 74 determines the pixel data included in the short tap area from the input data. When the pixel data included in the short tap area is selected, the pixel data is supplied from the short tap determination area register 74 to the dynamic range calculation circuit 75. In the dynamic range calculation circuit 75, a dynamic range is obtained from the supplied pixel data, and the dynamic range is supplied to the multiplier 77. In the multiplier 77, the dynamic range is multiplied by a threshold value TH set in advance via the register 76. The result of the multiplication is supplied to the comparator 79 via the register 78.

【0106】比較器79では、長タップ用のダイナミッ
クレンジと、しきい値THと掛け合わされた短タップ用
のダイナミックレンジとが式(14)に示すように、比
較される。その比較結果は、出力端子80から出力され
る。この式(14)に示す、長タップDRは、上述した
DRall とは異なり、図7に示すSDデータx1 〜x 25
と同様のものであり、短タップDRは、上述したDR
partial とは異なり、図8に示すSDデータx1 〜x15
と同様のものである。
In the comparator 79, the dynamics for a long tap
For short taps multiplied by cleanse and threshold TH
As shown in equation (14), the dynamic range of
Are compared. The comparison result is output from the output terminal 80.
You. The long tap DR shown in the equation (14) is as described above.
DRallUnlike the SD data x shown in FIG.1~ X twenty five
And the short tap DR is the DR
partialUnlike the SD data x shown in FIG.1~ XFifteen
Is similar to

【0107】 長タップDR≧TH×短タップDR (14)Long tap DR ≧ TH × Short tap DR (14)

【0108】すなわち、しきい値THは、予め設定され
た設定レジスタの値を短タップ用のダイナミックレンジ
に乗算し、長タップ用のダイナミックレンジとコンパレ
ートがなされる。
That is, the threshold value TH is obtained by multiplying the dynamic range for the short tap by the value of the preset setting register, and is compared with the dynamic range for the long tap.

【0109】なお、上述の実施例の説明では、空間波形
を少ないビット数でパターン化する情報圧縮手段とし
て、ADRCを設けることにしたが、これはほんの一例
であり、信号波形のパターンの少ないクラスで表現でき
るような情報圧縮手段であれば何を設けるかは自由であ
り、例えばDPCM(Differential Pulse Code Modula
tion)やVQ(Vector Quantization )等の圧縮手段を
用いても良い。
In the above description of the embodiment, the ADRC is provided as information compression means for patterning a spatial waveform with a small number of bits. However, this is only an example, and a class having a small signal waveform pattern is used. Any information compression means can be provided as long as the information compression means can be represented by, for example, DPCM (Differential Pulse Code Modula).
) or VQ (Vector Quantization).

【0110】なお、上述した実施例の説明では、動きパ
ラメータを算出するために、SD画素データのフレーム
間差分を算出し、その絶対値の平均値をしきい値処理を
行っているが、必ずしもこの手法でなくても良く、例え
ば時間差分を空間差分で割ることによって、正規化した
データを算出し、さらにその正規化したデータに対して
しきい値処理を行うことで動きパラメータとすることも
可能である。
In the above description of the embodiment, in order to calculate a motion parameter, a difference between frames of SD pixel data is calculated, and an average value of absolute values thereof is subjected to threshold processing. It is not necessary to use this method.For example, normalized data may be calculated by dividing a time difference by a spatial difference, and thresholding may be performed on the normalized data to obtain a motion parameter. It is possible.

【0111】[0111]

【発明の効果】この発明に依れば、長タップの推定演算
によって、画素データを予測するので、予測の精度を向
上できる。然も、長タップの推定演算を行う場合、画質
劣化が生じやすい、輝度変化のほとんどない平坦部に隣
接したエッジ部では、短タップを用いた推定演算を行う
ことにより画質劣化を防止することができ、画像に対す
る変換性能を大幅に向上させることができる。
According to the present invention, pixel data is predicted by estimating long taps, so that the accuracy of prediction can be improved. Of course, when performing the long tap estimation calculation, the image quality degradation can be prevented by performing the short tap estimation calculation on the edge portion adjacent to the flat portion where the image quality is likely to deteriorate and there is almost no change in luminance. As a result, the conversion performance for an image can be greatly improved.

【0112】また、この発明に依れば、タップ数の異な
る複数の入力を持つ積和演算回路において、従来のよう
に最もタップ数の多いデータに必要なタップ数が乗算器
の入力に必要ないため、乗数メモリと積和器のハード規
模が大幅に削除され、全体のハード規模は縮小すること
ができる。しかも、タップ縮退演算回路の効果により、
長タップの性能は、あまり劣化させず、画質に最適なフ
ィルタ演算を行うことができる。
Further, according to the present invention, in a product-sum operation circuit having a plurality of inputs having different numbers of taps, the number of taps necessary for the data having the largest number of taps is not required for the input of the multiplier as in the prior art. Therefore, the hardware scales of the multiplier memory and the accumulator are largely eliminated, and the entire hardware scale can be reduced. Moreover, due to the effect of the tap degeneration arithmetic circuit,
The performance of the long tap is not significantly degraded, and a filter operation optimal for image quality can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明に係る画像情報変換装置の一実施例の
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an image information conversion device according to the present invention.

【図2】SDデータとHDデータの位置関係を説明する
ための略線図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a positional relationship between SD data and HD data.

【図3】SDデータとHDデータの位置関係を説明する
ための略線図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a positional relationship between SD data and HD data.

【図4】タップ選択パラメータ算出回路に使用するデー
タを説明するための略線図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining data used in a tap selection parameter calculation circuit.

【図5】空間クラス分類に使用するデータを説明するた
めの略線図である。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining data used for space class classification.

【図6】動きクラス分類に使用するデータを説明するた
めの略線図である。
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining data used for motion class classification.

【図7】長タップ処理用の推定演算に使用する画素を説
明するための略線図である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining pixels used for estimation calculation for long tap processing.

【図8】短タップ処理用の推定演算に使用する画素を説
明するための略線図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating pixels used for an estimation calculation for short tap processing.

【図9】この発明に係る切換回路の説明に使用する略線
図である。
FIG. 9 is a schematic diagram used for describing a switching circuit according to the present invention.

【図10】この発明に係る補正テーブルを作成する時の
一実施例のブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram of an embodiment when creating a correction table according to the present invention.

【図11】長/短タップ積和演算回路の一例である。FIG. 11 is an example of a long / short tap product-sum operation circuit.

【図12】長/短タップ積和演算回路の一例である。FIG. 12 is an example of a long / short tap product-sum operation circuit.

【図13】この発明の長/短タップ積和演算回路の一実
施例である。
FIG. 13 shows an embodiment of the long / short tap product-sum operation circuit of the present invention.

【図14】この発明に係る長/短タップ判定回路の一実
施例の回路図である。
FIG. 14 is a circuit diagram of one embodiment of a long / short tap determination circuit according to the present invention.

【図15】従来の画像情報変換装置の回路図である。FIG. 15 is a circuit diagram of a conventional image information conversion device.

【図16】従来の画像情報変換装置の要部の回路図であ
る。
FIG. 16 is a circuit diagram of a main part of a conventional image information conversion device.

【図17】従来の画像変換装置のブロック図である。FIG. 17 is a block diagram of a conventional image conversion device.

【図18】従来の画像変換装置に係る補正テーブルを作
成する時のブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram when a correction table according to a conventional image conversion apparatus is created.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2、4、6、11、12・・・領域切り出し回路、3・
・・タップ選択パラメータ算出回路、5・・・ADRC
回路、7・・・動きクラス決定回路、8・・・クラスコ
ード発生回路、9、10・・・ROMテーブル、13、
14・・・推定演算回路、15・・・切換回路
2, 4, 6, 11, 12,... An area cutout circuit,
..Tap selection parameter calculation circuit, 5 ... ADRC
Circuit, 7: motion class determination circuit, 8: class code generation circuit, 9, 10: ROM table, 13,
14 ... Estimation calculation circuit, 15 ... Switching circuit

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1のディジタル画像信号を、より画素
数の多い第2のディジタル画像信号に変換するようにし
た画像情報変換装置において、 上記第1のディジタル画像信号から所定の位置の画素デ
ータを切り出す画素切り出し手段と、 上記画素切り出し手段により切り出された上記画素デー
タのレベル分布のパターンを検出し、上記パターンに基
づいて、推定しようとする画素データが属するクラスを
決定してクラス情報を出力するクラス決定手段と、 上記第1のディジタル画像信号を、上記第2のディジタ
ル画像信号に変換するための情報である推定式の係数デ
ータが上記クラス毎に記憶されており、上記クラス決定
手段からの上記クラス情報に応じて上記係数データを出
力する係数データ記憶手段と、 上記第1のディジタル画像信号から切り出された第1の
タップまたは上記第1のタップより長い第2のタップの
画素データと、上記係数データとの線形結合からなる推
定式を用いて上記第2のディジタル画像信号の予測値を
生成する画像信号生成手段とを有し、 上記第1および第2のタップによる処理を切り換えるよ
うにしたことを特徴とする画像情報変換装置。
1. An image information conversion apparatus for converting a first digital image signal into a second digital image signal having a larger number of pixels, comprising: a pixel data at a predetermined position from the first digital image signal; A pixel cutout means for cutting out, a pattern of a level distribution of the pixel data cut out by the pixel cutout means, a class to which the pixel data to be estimated belongs is determined based on the pattern, and class information is output. Class determination means, and coefficient data of an estimation formula, which is information for converting the first digital image signal into the second digital image signal, are stored for each class. Coefficient data storage means for outputting said coefficient data in accordance with said class information; and said first digital image signal The prediction value of the second digital image signal is calculated using an estimation expression formed by a linear combination of the pixel data of the first tap extracted from the second tap or the second tap longer than the first tap and the coefficient data. An image information conversion device, comprising: an image signal generation unit that generates a signal; and switching between processing by the first and second taps.
【請求項2】 請求項1に記載の画像情報変換装置にお
いて、 推定しようとする上記第2のディジタル画像信号の画素
データが平坦部内に位置し、且つ上記平坦部の近傍にエ
ッジが存在するか否かを判定する判定手段を設け、上記
判定手段の判定結果に基づいて上記第1および第2のタ
ップによる処理を切り換えるようにしたことを特徴とす
る画像情報変換装置。
2. The image information conversion apparatus according to claim 1, wherein pixel data of the second digital image signal to be estimated is located in a flat portion, and whether an edge exists near the flat portion. An image information conversion apparatus, further comprising: a determination unit that determines whether the processing is performed by the first and second taps, based on a determination result of the determination unit.
【請求項3】 請求項1に記載の画像情報変換装置にお
いて、 上記第1のタップに対応する係数データを記憶する第1
のメモリと、 上記第2のタップに対応する係数データを記憶する第2
のメモリと、 上記第1のディジタル画像信号から上記第1のタップの
画素データを切り出す第1の領域切り出し手段と、 上記第1のディジタル画像信号から上記第2のタップの
画素データを切り出す第2の領域切り出し手段と、 上記第1の領域切り出し手段からの画素データと、上記
第1のメモリからの係数データとを用いて上記推定式に
よって第1の予測値が生成される第1の演算手段と、 上記第2の領域切り出し手段からの画素データと、上記
第2のメモリからの係数データとを用いて上記推定式に
よって第2の予測値が生成される第2の演算手段とから
なることを特徴とする画像情報変換装置。
3. The image information conversion device according to claim 1, wherein a first data storing unit stores coefficient data corresponding to the first tap.
And a second memory for storing coefficient data corresponding to the second tap.
A first area extracting means for extracting the pixel data of the first tap from the first digital image signal; and a second area extracting means for extracting the pixel data of the second tap from the first digital image signal. A first calculating unit that generates a first predicted value by the estimation formula using the pixel data from the first region extracting unit and the coefficient data from the first memory. And second calculation means for generating a second predicted value by the estimation formula using the pixel data from the second area cutout means and the coefficient data from the second memory. An image information conversion device characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 請求項1に記載の画像情報変換装置にお
いて、 推定しようとする上記第2のディジタル画像信号の画素
データが平坦部内に位置し、且つ上記平坦部内の近傍に
エッジが存在する条件が成立する場合は、上記第1のタ
ップの処理を選択し、上記条件が成立しない場合は、上
記第2のタップの処理を選択するようにしたことを特徴
とする画像情報変換装置。
4. The image information conversion apparatus according to claim 1, wherein the pixel data of the second digital image signal to be estimated is located in a flat portion and an edge exists in the vicinity of the flat portion. Is satisfied, the process of the first tap is selected, and if the condition is not satisfied, the process of the second tap is selected.
【請求項5】 請求項4に記載の画像情報変換装置にお
いて、 上記第1のタップの複数の画素データのダイナミックレ
ンジと、上記第2のタップの複数の画素データのダイナ
ミックレンジとの比によって上記第1および第2のタッ
プの処理の一方を選択するようにしたことを特徴とする
画像情報変換装置。
5. The image information conversion device according to claim 4, wherein a ratio between a dynamic range of a plurality of pixel data of the first tap and a dynamic range of a plurality of pixel data of the second tap is determined. An image information conversion apparatus, wherein one of a first tap process and a second tap process is selected.
【請求項6】 請求項1に記載の画像情報変換装置にお
いて、 上記係数データ記憶手段に記憶される上記係数データ
は、予め学習によって、獲得され、上記係数データの学
習方法は、 第2のディジタル画像信号を上記第2のディジタル画像
信号より画素数の少ない第1のディジタル画像信号へ変
換し、 変換された上記第1のディジタル画像信号から所定の位
置の画素データを切り出し、 上記画素切り出し手段により切り出された上記画素デー
タのレベル分布のパターンを検出し、上記パターンに基
づいて、推定しようとする画素データが属するクラスを
決定してクラス情報を出力し、 上記推定しようとする画素データの位置および上記推定
しようとする画素データの位置の周辺の画素データに応
じて上記第1および第2のタップの一方を選択し、 上記第2のディジタル画像信号からの画素データと、上
記線形結合からなる推定式から得られた上記予測値との
誤差の自乗和が最小となるような係数データを、上記第
1のタップおよび上記第2のタップのそれぞれについ
て、上記クラス情報毎に求めるようにしたことを特徴と
する画像情報変換装置。
6. The image information conversion apparatus according to claim 1, wherein the coefficient data stored in the coefficient data storage means is obtained by learning in advance, and the method of learning the coefficient data is a second digital data conversion method. The image signal is converted into a first digital image signal having a smaller number of pixels than the second digital image signal, and pixel data at a predetermined position is cut out from the converted first digital image signal. Detecting the level distribution pattern of the extracted pixel data, determining the class to which the pixel data to be estimated belongs based on the pattern, outputting class information, and determining the position and the position of the pixel data to be estimated. One of the first and second taps is selected according to pixel data around the position of the pixel data to be estimated. The coefficient data that minimizes the sum of the squares of the error between the pixel data from the second digital image signal and the prediction value obtained from the estimation formula including the linear combination is transmitted to the first tap. An image information conversion device, wherein each of the second taps is obtained for each of the class information.
【請求項7】 請求項1に記載の画像情報変換装置にお
いて、 上記画像信号生成手段は、 上記第1のタップの画素データと、上記係数データ記憶
手段からの上記係数データとを用いて積和演算を実行す
る第1の積和手段と、 上記第2のタップの画素データと、上記係数データ記憶
手段からの上記係数データとを用いて積和演算を実行す
る第2の積和手段と、 上記第1のタップと上記第2のタップとを切り換えるた
めの切換信号を発生する切換信号発生手段と、 上記切換信号に応答し、上記第1の積和手段からの第1
の積和出力と、上記第2の積和手段からの第2の積和出
力とを選択する選択手段とからなることを特徴とする画
像情報変換装置。
7. The image information conversion device according to claim 1, wherein the image signal generating unit uses a pixel data of the first tap and the coefficient data from the coefficient data storage unit to perform a product sum. First sum-of-products means for performing an operation, second sum-of-products means for performing a sum-of-products operation using the pixel data of the second tap, and the coefficient data from the coefficient data storage means, Switching signal generating means for generating a switching signal for switching between the first tap and the second tap; a first signal from the first sum-of-products means responsive to the switching signal;
And a selecting means for selecting the second sum-of-products output from the second sum-of-products means.
【請求項8】 請求項1に記載の画像情報変換装置にお
いて、 上記画像信号生成手段は、 上記第1のタップと上記第2のタップとを切り換えるた
めの切換信号を発生するための切換信号発生手段と、 上記切換信号に応答し、上記第1のタップの画素データ
と、上記第2のタップの画素データとを選択する選択手
段と、 上記選択手段からの上記画素データと、上記係数データ
記憶手段からの上記係数データとを用いて積和演算を実
行する積和手段とからなることを特徴とする画像情報変
換装置。
8. The image information conversion apparatus according to claim 1, wherein said image signal generating means generates a switching signal for generating a switching signal for switching between said first tap and said second tap. Means for selecting pixel data of the first tap and pixel data of the second tap in response to the switching signal; storing the pixel data from the selecting means; and storing the coefficient data. And a product-sum means for performing a product-sum operation using the coefficient data from the means.
【請求項9】 請求項1に記載の画像情報変換装置にお
いて、 上記画像信号生成手段は、 上記第2のタップを上記第2のタップより短い第3のタ
ップへ縮退する縮退手段と、 上記第2のタップと上記第3のタップとを切り換えるた
めの切換信号を発生する切換信号発生手段と、 上記切換信号に応答し、上記第2のタップの画素データ
と、上記第3のタップの画素データとを選択する選択手
段と、 上記選択手段からの上記画素データと、上記係数データ
記憶手段からの上記係数データとを用いて積和演算を実
行する積和手段とからなることを特徴とする画像情報変
換装置。
9. The image information conversion device according to claim 1, wherein the image signal generating unit includes: a shrinking unit that shrinks the second tap to a third tap shorter than the second tap; Switching signal generating means for generating a switching signal for switching between the second tap and the third tap; pixel data of the second tap and pixel data of the third tap in response to the switching signal And a product sum means for performing a product sum operation using the pixel data from the selection means and the coefficient data from the coefficient data storage means. Information conversion device.
【請求項10】 第1のディジタル画像信号を、より画
素数の多い第2のディジタル画像信号に変換するように
した画像情報変換方法において、 上記第1のディジタル画像信号から所定の位置の画素デ
ータを切り出すステップと、 上記画素切り出し手段により切り出された上記画素デー
タのレベル分布のパターンを検出し、上記パターンに基
づいて、推定しようとする画素データが属するクラスを
決定してクラス情報を出力するステップと、 上記第1のディジタル画像信号を、上記第2のディジタ
ル画像信号に変換するための情報である推定式の係数デ
ータが上記クラス毎に記憶されており、上記クラス決定
手段からの上記クラス情報に応じて上記係数データを出
力するステップと、 推定しようとする上記第2のディジタル画像信号の画素
データが平坦部内に位置し、且つ上記平坦部内の近傍に
エッジが存在するか否かを判定するステップと、 上記第1のディジタル画像信号から切り出された第1の
タップまたは上記第1のタップより長い第2のタップの
画素データと、上記係数データとの線形結合からなる推
定式を用いて上記第2のディジタル画像信号の予測値を
生成するステップとを有し、 上記第1および第2のタップによる処理を切り換えるス
テップとからなることを特徴とする画像情報変換方法。
10. An image information conversion method for converting a first digital image signal into a second digital image signal having a larger number of pixels, comprising the steps of: And a step of detecting a level distribution pattern of the pixel data extracted by the pixel extraction means, determining a class to which the pixel data to be estimated belongs based on the pattern, and outputting class information. And coefficient data of an estimation formula, which is information for converting the first digital image signal into the second digital image signal, is stored for each class, and the class information from the class determination means is stored. Outputting the coefficient data according to the following equation: Determining whether the data is located in the flat portion and whether there is an edge near the flat portion; and a first tap or the first tap cut out from the first digital image signal Generating a predicted value of the second digital image signal using an estimation expression formed by a linear combination of longer pixel data of the second tap and the coefficient data; Switching the processing by tapping the image information.
【請求項11】 入力ディジタル画像信号の複数タップ
の画素データと、乗数メモリに蓄えられている複数の係
数データとの積和演算を行う積和演算装置であって、上
記複数のタップとしてMと上記Mより長いNとが設定さ
れる積和演算装置において、 上記Nタップの画素データを出力するNタップレジスタ
と、 上記Mタップの画素データを出力するMタップレジスタ
と、 上記Nタップを上記Nタップより短いLタップの被乗数
へ縮退する縮退手段と、 上記積和演算を上記Lタップによって行うか、上記Mタ
ップによって行うかを選択する選択手段と、 上記選択手段により選択された上記Lタップまたは上記
Mタップに対応する係数データを出力するメモリと、 選択された上記Lタップまたは上記Mタップと上記係数
データとを用いて上記積和演算を実行する手段とからな
ることを特徴とする積和演算装置。
11. A product-sum operation device for performing a product-sum operation of pixel data of a plurality of taps of an input digital image signal and a plurality of coefficient data stored in a multiplier memory, wherein M is used as the plurality of taps. In the multiply-accumulation device in which N longer than M is set, an N-tap register that outputs the N-tap pixel data, an M-tap register that outputs the M-tap pixel data, Shrinking means for shrinking to a multiplicand of L taps shorter than the tap; selecting means for selecting whether the product-sum operation is performed by the L taps or M taps; A memory for outputting coefficient data corresponding to the M tap, and using the selected L tap or the M tap and the coefficient data, Means for performing a sum-of-products operation.
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