专利名称：扫描变换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及视频(图像)信号的扫描变换装置和扫描变换方法，特别是将电影变换为视频信号的电视电影(テレシネ)视频信号与除此以外的视频信号进行混合时的扫描变换装置。
背景技术：
近年来，在电视系统中，向大型化、高画质化方向发展，正在开发将现行广播的隔行扫描视频信号变换为顺序(逐行)扫描视频信号而进行显示的扫描变换。
作为该扫描变换的方法，有以下所示的先有技术。将输入的视频信号与其前后的场或帧进行比较，检测出是动图像区域、静止图像区域和作为两者中间状态的中间区域中的哪一种，分类为上述3种区域。在静止图像区域，通过将输入的视频信号与其前后场的视频信号作为奇数水平扫描线与偶数水平扫描线进行合成而进行扫描线内插，变换为顺序扫描的视频信号。在动图像区域，使用输入的视频信号与其上下的水平扫描线的视频信号，作成应进行内插的水平扫描线的视频信号。在中间区域，根据活动(移动)的程度，使用前后场、前后帧、上下水平扫描线的视频信号进行扫描线内插。上述方法被称为移动检测型扫描变换。(例如，特开2000-295581号公报)。
图12表示电影与电视电影视频信号和扫描变换后的视频信号的关系。通常，电影1201由每秒24画面帧构成的。假定每秒的帧数为30的视频信号方式时，则视频信号中的每秒的帧数与电影1201中的每秒的画面(片格)数不一致。因此，电影1201就变换为与以往的视频信号表观上相同结构的隔行扫描视频信号。电影1201这样变换为视频信号后的信号称为电视电影视频信号1203。
电影1201的各个画面1207、1208、1209与通常的视频信号一样，变换为奇数水平扫描线的场(以后，表示为第1TV场)和偶数水平扫描线(以后，表示为第1TV场)的场后，就成为电视电影视频信号1203。然而，在由画面1207作成的2个场与由画面1208作成的2个场之间再次插入由画面1207作成的场1210。另外，在由画面1209作成的2个场之后再次插入由画面1209作成的场。再次插入的场称为重复场。通过反复进行这样的变换，作成电视电影视频信号1203。通过这样处理，电影1201的4个画面就成为电视电影视频信号1203的5帧。
这样，每秒24画面的电影1201就成为作为每秒30帧的隔行扫描方式的电视电影视频信号1203。电视电影视频信号1203，每5场存在相同重复的重复场。这样的电视电影视频信号的生成方法称为2-3下拉。
电视电影视频信号1203中所特有的5场周期的模式称为电视电影模式(テレシネパタ一ン)。电视电影模式，每场按时间顺序用P1～P5的电视电影模式号码1202表示。另外，上述重复场的电视电影模式号码定义为P1，以后顺序定义为P2～P5，按从P1至P5的顺序反复。
下面，说明将电视电影视频信号1203变换为顺序扫描视频信号的扫描变换方法的以往例。
电视电影视频信号1203根据电视电影模式号码1202进行以下的处理，进行扫描变换。
1场前的电视电影视频信号1204是电视电影视频信号1203延迟1场的信号。2场前的电视电影视频信号1205是电视电影视频信号1203延迟2场的信号。
对于电视电影模式号码1202的P1，使用电视电影视频信号1203的场1210和1场前电视电影视频信号1204的场1211。场1210和场1211是由电影1201的相同画面1207得到的信号，所以，将这2个场合成，形成顺序扫描视频信号1206的帧1220。同样，在P3中，使用场1214和场1215作成帧1222，在P5中，使用场1218和场1219作成帧1224。另外，对于电视电影模式号码1202的P2，使用1场前电视电影视频信号1204的场1212和2场前电视电影视频信号1205的场1213。场1212和场1213是由电影1201的相同画面1208得到的信号，所以，这2个场合成而形成顺序扫描视频信号1206的帧1221。同样，在P4中，使用场1216和场1217，作成帧1223。
如果对上述电视电影视频信号的扫描变换被应用于每场有活动(运动)的一般的视频信号时，有可能完全不同的视频(图像)相互组合而构成1帧，所以，将看到重影等现象，从而成为图像劣化的原因。
另外，继1个电视电影视频信号之后输入别的电视电影视频信号时，基于最初的电视电影视频信号的电视电影模式号码的扫描变换处理对后续的别的电视电影视频信号进行。结果，将发生图像劣化。
图13表示在上述状况下发生图像劣化的情况。
在图13中，电影1301、电视电影模式号码1302、电视电影视频信号1303、1场前电视电影视频信号1304、2场前电视电影视频信号1305、顺序扫描视频信号1306、场1301至1319、帧1320至1323分别与图12的电影1201、电视电影模式号码1202、电视电影视频信号1203、1场前电视电影视频信号1204、2场前电视电影视频信号1205、顺序扫描视频信号1206、场1210至1219、帧1220至1223对应，此处省略其详细的说明。电视电影视频信号1303输入后，变换为顺序扫描。电视电影视频信号1303是第1电视电影视频信号1331和第2电视电影视频信号1332在时刻1330进行切换相联系的信号。如在图12的说明中所述的那样，根据电视电影模式号码1302进行向顺序扫描的变换，所以，直至顺序扫描视频信号1306的帧1323为止，都是正常的图像。在时刻1333的电视电影模式号码1302是P5的号码，所以，帧1324被根据场1318和场1319生成。但是，在时刻1330以后，第2电视电影视频信号1332的重复场1340在电视电影号码P4的定时(タィミング)出现。场1318是由电影1301的画面1309作成的场，场1319是由电影1301的画面1308作成的场。因此，生成的帧1324就成为将电影1301的不同的画面合成的图像。这就成为图像劣化的原因。
发明内容
扫描变换装置具有判断隔行扫描方式的输入视频信号的种类的视频信号判断电路；通过适用于电视电影视频信号的处理将输入视频信号变换为顺序扫描方式的视频信号的电视电影扫描变换电路；通过适用于电视电影视频信号以外的处理将输入视频信号变换为顺序扫描方式的视频信号的扫描变换电路；和根据视频信号判断电路的判断结果选择电视电影扫描变换电路的输出和扫描变换电路的输出进行输出的选择器。
图1是本发明实施例1的扫描变换装置的框图。
图2是本发明实施例2的扫描变换装置的框图。
图3是本发明实施例3的扫描变换装置的框图。
图4是本发明实施例4的扫描变换装置的框图。
图5是表示场间差分检测电路中使用的像素和场的位置关系的图。
图6是表示场间差分检测电路的流程的一部分的图。
图7是表示像素间差分运算电路中使用的像素和场的关系的图。
图8是表示实施例5的像素间差分运算电路中使用的像素和场的关系的图。
图9是表示实施例5的流程的一部分的图。
图10A是实施例6的扫描变换装置的框图。
图10B是表示实施例6的扫描变换电路中使用的像素和场的关系的图。
图11是表示图10A的帧速度检测电路的结构的框图。
图12是表示电影与电视电影视频信号的关系、和电视电影视频信号与顺序扫描视频信号的关系的图。
图13是表示按以往方式将电视电影视频信号变换为顺序扫描视频信号时发生图像劣化的情况的图。
具体实施例方式
在上述以往的扫描变换中，继第1电视电影视频信号之后输入与其不同的第2电视电影视频信号并且该第2电视电影视频信号与第1电视电影视频信号的电视电影模式号码不同时，则生成的顺序扫描视频信号将伴有画质劣化。
另外，如果上述以往的扫描变换被应用于每场有活动(运动)的一般的视频信号，则有可能完全不同的图像之间组合而构成顺序扫描视频信号的帧，所以，这将成为图像劣化的原因。
因此，电视电影视频信号与除此以外的一般视频信号切换时，或者电视电影视频信号的电视电影模式变化时，必须高精度地进行不伴有画质劣化的扫描变换。
本发明提供在电视电影视频信号与除此以外的一般视频信号切换时、电视电影视频信号的电视电影模式变化时高精度地进行不伴有画质劣化的扫描变换的扫描变换装置。
实施例1.
图1是本发明实施例1的扫描变换装置的框图。在图1中，通过视频信号输入端子108输入视频信号。输入的视频信号是隔行扫描方式的视频信号，被供给扫描变换电路102、电视电影检测电路105和场间差分检测电路106。电视电影检测电路105、场间差分检测电路106和第1“与”(AND)电路107构成视频信号判断电路103。
扫描变换电路102将输入的视频信号与其前后的场或帧进行比较，检测出是动图像区域、静止图像区域、动图像与静止图像的中间区域中的哪一种区域，在静止图像区域中，使用其前后场的信息进行扫描线内插，在动图像区域，使用上下扫描线的信息进行扫描线内插。在动图像与静止图像的中间区域，根据其比例使用前后场、前后帧、上下扫描线的信息进行扫描线内插。这样，扫描变换电路102就进行所谓活动检测型扫描变换。
电视电影检测电路105将输入的视频信号与其1帧前的信号进行比较，检测重复场。另外，电视电影检测电路105，将5场中一次输入的重复场的电视电影模式号码设为P1，顺序将P1至P5的电视电影模式号码与相应的图像一起输出。如果5场中一旦存在重复场，就判定输入的视频信号是电视电影视频信号，作为判断信号输出1，否则就输出0。
如果从电视电影检测电路105输出的电视电影模式号码为P1、P3、P5，电视电影扫描变换电路101就对输入的视频信号扫描线间内插其1场前的视频信号，生成顺序扫描视频信号。另外，如果电视电影模式号码为P2、P4，就对输入的视频信号的1场前的视频信号扫描线间内插2场前的视频信号，生成顺序扫描视频信号。
场间差分检测电路106接收输入的视频信号、从电视电影检测电路105输出的判断信号和电视电影模式号码。作为判断信号，在输入表示是电视电影视频信号的1时，就根据电视电影模式号码而如以下那样进行处理。电视电影模式号码为P1、P3、P5时，场间差分检测电路106在输入视频信号与1场前的视频信号间求场差分。模式号码为P2、P4时，场间差分检测电路106根据输入信号在1场前的信号与2场前的信号间求场差分。如果这些差分小，场间差分检测电路106就判定该2场是由电影的1个画面生成的帧构成的视频信号，作为Flag(标志)而输出1。另外，如果差分大，场间差分检测电路106就判断为该2场不是由电影的1个画面生成的帧，作为Flag(标志)输出0。
如果输入的视频信号是电视电影视频信号，以上述电视电影模式号码P1、P3、P5与P2、P4进行比较的2场应该就是由电影的相同画面生成的视频信号。但是，差分大就是从电视电影检测电路105输出的电视电影模式号码与现在输入的视频信号的电视电影模式不一致。因此，由该电视电影模式号码控制的进行扫描变换的电视电影扫描变换电路101将进行不适当的扫描变换。
因此，如果来自场间差分检测电路106的Flag和电视电影检测电路105的判断信号都是1，则输入的视频信号就是电视电影视频信号，并且其电视电影模式号码和输入视频信号的电视电影模式一致(符合)，从而第1“与”电路107输出1。除此以外，第1“与”电路107输出0。第1选择器104仅在从第1“与”电路107输出1时输出来自电视电影扫描变换电路101的顺序视频信号，除此以外，都输出来自扫描变换电路102的顺序视频信号。
这样，在从电视电影检测电路105输出的电视电影模式号码错误从而其电视电影模式号码与视频信号的电视电影模式不一致(符合)时，也可以检测该错误，从而可以高精度地选择扫描变换方式。
实施例2.
图2是表示本发明实施例1的图1的场间差分检测电路106的详细结构的框图。
对于是在实施例1中说明的事项而在本实施例2中不再说明的事项，在本实施例2中仍然应用，并且省略详细的说明。
在图2中，场间差分检测电路106由像素间差分运算电路201、第1寄存器202、第1比较器203、累加运算电路204、第2寄存器205和第2比较器206构成。
像素间差分运算电路201取在可能由电影的同一画面生成的1帧的2场中位于相同位置的像素之间的亮度信号水平的差分。所说的位于相同位置的像素之间，就是指在根据垂直同步信号计数的相同水平扫描线数目、根据水平同步信号计数的相同像素数目的像素。
第1寄存器202存储用于与作为像素间差分运算电路201的输出结果的亮度水平的像素差分值进行比较的第1阈值。第1比较器203将作为像素间差分运算电路201的输出结果的亮度水平的像素差分值与第1阈值进行比较，如果像素间差分运算电路201的输出大于第1阈值，就输出1，除此以外就输出0。
累加运算电路204将第1比较器203的输出累加计算1场的部分。第2寄存器205存储用于与累加运算电路204的输出结果进行比较的第2阈值。第2比较器206将累加运算电路204的输出与第2阈值进行比较，如果累加运算电路204的输出大于或等于第2阈值就输出0，否则就输出1。
下面，使用图5、图6、图7进一步说明实施例2。
视频信号和从电视电影检测电路105输出的电视电影模式号码被输入像素间差分运算电路201。电视电影模式号码为P1、P3、P5时，使用输入的视频信号和其1场前的视频信号进行以下的处理，电视电影模式号码为P2、P4时，使用输入的视频信号1场前的视频信号和2场前的视频信号进行以下的处理。
在图5中，场501表示第M个场，场502表示第(M-1)个场，即，表示场501的之前的1个场。从电视电影检测电路105输出的电视电影模式号码为P1、P3、P5时，场501就是输入的视频信号，场502就是输入的视频信号的1场前的视频信号。电视电影模式号码为P2、P4时，场501就是输入的视频信号的1场前的视频信号，场502就是输入的视频信号的2场前的视频信号。在场501中，根据垂直同步信号计数在第y条水平扫描线上、根据水平同步信号计数作为第x个像素的像素A的值表示为A(x、y)。在场502中，根据垂直同步信号计数在第y条水平扫描线上、根据水平同步信号计数作为第x个像素的像素B的值表示为B(x、y)。像素间差分运算电路201求出并输出A(x、y)与B(x、y)的亮度水平的差。在视频(图像)的消隐期间，不进行运算。
图7表示在像素间差分运算电路201中计算差分的像素的位置关系。如上所述，电视电影视频信号的电视电影模式号码为P1、P3、P5时，使用输入的视频信号的场(场501)和其1场前的视频信号(场502)，在P2、P4时，对于输入的视频信号，使用1场前的信号(场501)和2场前的视频信号(场502)。图7表示场501为第1TV场、场502为第2TV场的情况。像素701和像素703是场501的水平扫描线上的像素，像素702和像素704是场502的水平扫描线上的像素。这里所示的两场与由电影的同一画面生成的同一帧相当。白圆圈所示的各像素与图5的A(x、y)相当，画斜线的圆圈所示的各像素与图5的B(x、y)相当。
图6是表示图2的像素间差分运算电路201、第1寄存器202、第1比较器203的动作的流程图。在步骤601，开始进行处理，在步骤602，使用A(x、y)和B(x、y)进行运算。C(x、y)是将B(x、y)从A(x、y)中减去后的值。C(x、y)是从像素间差分运算电路201输出的运算结果。其次，在步骤603，判断C(x、y)与第1寄存器202存储的第1阈值V的大小关系。进行C(x、y)与第1阈值V的比较，如果C(x、y)大于或等于第1阈值V，就转移到步骤605，表示两场的图像内容有不同，并输出1。另外，如果C(x、y)小于第1阈值V，就转移到步骤604，表示两场间的图像内容无不同，输出0。
累加运算电路204在图像的有效期间内即消隐期间以外将来自第1比较器203的输出结果进行累加运算并输出。第2寄存器205存储与累加运算电路204的输出结果进行比较的第2阈值。第2比较器206如果累加运算电路204的输出结果大于或等于第2阈值则输出0，如果累加运算电路204的输出结果小于第2阈值则输出1。它就成为作为场间差分检测电路106的输出的Flag(标志)。通过这样对每个像素进行场间的差分检测，场间差分检测电路106对于高清晰的视频信号也可以进行高精度的检测。对于附加了噪音等不特定因素的视频信号，通过将像素间差分运算电路201的输出结果与第1阈值进行比较并输出是否有像素间差分的检测结果，可以得到不易受不特定因素的影响的检测结果。
在上述说明中，说明了累加运算电路204在消隐期间以外的全部像素中进行运算的情况。
但是，有时人造的视频(图像)要重叠到视频信号上。例如，重叠字幕、时刻显示等的情况。重叠了这些信号的部分是性质与其他部分不同的图像。图像判断电路103如果也包含该重叠的部分进行图像判断，则在图像判断中有可能发生误动作。本发明为了避免这种情况，累加运算电路204也可以构成为不是对画面全体而限定于除了画面的端部等的特定的区域进行运算。这样，便可实现可靠性更高的视频信号判断，从而可以实现进一步降低发生画质劣化的可能性的扫描变换装置。
实施例3.
图3是表示实施例3的图像变换装置的框图。该图中，除了阈值控制电路301以外，和图2相同。
图2中的第2寄存器205存储的第2阈值是固定值。但是，在图3中，第2寄存器205存储的第2阈值由阈值控制电路301所控制。
以如动画片那样平坦的图像的区域多的视频信号为例。在包含平坦的图像的区域多的视频信号中，存在大量由像素间差分运算电路201计算的像素差分值小的区域。结果，在累加运算电路204中即使求1场的差分和，其和也很小，从而可能发生即使存在电视电影视频信号的编辑点等也不能检测出的情况。
为了防止发生这样的误动作，阈值控制电路301监视从累加运算电路204输出的差分和。例如，阈值控制电路301计算从累加运算电路204输出的差分和的5场中除去最大的值后的4场的差分和的平均值。根据该平均值增减第2寄存器205存储的第2阈值。例如，该平均值小时，就减小第2阈值，并将该第2阈值供给比较器206。
在上述5场中除去差分和最大的值，是由于差分和最大的场是电视电影视频信号的编辑点的可能性高的缘故。
通过这样构成，即使是从像素间差分运算电路201输出的差分小的电视电影视频信号也可以准确地检测其编辑点。结果，可以实现抑制发生画质劣化的扫描变换装置。
实施例4.
图4是表示实施例4的扫描变换装置的框图。该图中，除了滤波电路401以外，和图2相同。因此，省略滤波电路401以外的详细的说明。
在图4中，施加到视频信号输入端子108上的视频信号被供给滤波器401和扫描变换电路102。滤波器401对输入的视频信号进行指定特性的滤波。滤波器401是为了避免包含在输入视频信号中的噪音等不需要的成分引起的误动作、载波色度信号分量引起的误动作而使用的。如果是除去包含在输入信号中的噪音等不需要的成分的目的，滤波器401就是例如低通滤波器。如果是除去载波色度信号分量的目的，滤波器401就是例如频带抑制型的滤波器(带除滤波器)。
通过采用这样的结构，可以减轻电视电影检测电路105、场间差分检测电路106的误动作。结果，便可提高扫描变换的品质、可靠性。
实施例5.
下面，使用图7、图8、图9说明本发明的实施例5。对于在上述各实施例中说明的事项而在实施例5中不再说明的事项，仍然应用于实施例5，省略详细的说明。
实施例5是关于像素间差分的计算方法，是利用与实施例2的像素间差分运算电路201不同的动作进行的像素间差分计算方法。
在图7中，A(x、y)和B(x、y)分别是来自垂直同步信号的水平扫描线数相同、来自水平同步信号的像素数也相同。但是，即使它们是由电影的同一画面作成的，也不是完全相同位置的像素，在顺序扫描视频信号上，有与水平扫描线间隔相当的差。
因此，在实施例5中，用图8所示的方法生成取差分的像素。图8与图7一样，表示场501是第1TV场、场502是第2TV场的情况。另外，像素701和像素703是场501的水平扫描线上的像素，像素702和像素704是场502的水平扫描线上的像素。
首先，由A(x、y-1)和A(x、y)的亮度水平生成具有H(x、y)＝(A(x、y-1)+3×A(x、y))/4这样的成分的亮度水平H(x、y)。另外，由B(x、y-1)和B(x、y)的亮度水平生成具有J(x、y)＝(3×B(x、y-1)+B(x、y))/4这样的成分的亮度水平J(x、y)。
下面，说明图9的流程图中像素间差分运算电路201、第1寄存器202和第1比较器203的动作。
在步骤901，开始进行处理。其次，在步骤902，计算K(x、y)。按1∶3的比例具有在图8中说明的A(x、y-1)和A(x、y)的亮度水平成分的H(x、y)与按3∶1的比例具有B(x、y-1)和B(x、y)的亮度水平成分的J(x、y)的差分是K(x、y)。其次，转移到步骤903。如果K(x、y)大于或等于第1寄存器202存储的第1阈值V，就转移到步骤905，并输出1，如果K(x、y)小于第1阈值V，就转移到步骤904，并输出0。
以上的处理，相当于通过按与其像素位置相应的比率计算进行比较的像素的亮度水平成分，生成H(x、y)和J(x、y)从而生成相同位置的像素的亮度水平。即，图8中的白圆圈的像素和画了斜线的圆圈的像素被变换为相同垂直位置的像素。其一例就是用三角所示的像素801。因此，在像素间差分运算电路201的输出结果中不包含由像素位置的不同引起的亮度水平差的成分，从而可以得到精度高的运算结果。
如上所述，按照本发明的扫描变换装置，不论输入了电视电影视频信号与除此以外的视频信号混合的视频信号还是输入了在电视电影视频信号的中途切断电视电影模式而具有新的电视电影模式的视频信号，通过比较组合的2场，可以高精度地检测是否是由电影的同一画面构成1帧的(视频)图像。根据该检测结果，可以高精度地切换电视电影视频信号用的扫描变换方法和除此以外的视频信号用的扫描变换方法。
另外，本发明可以检测电视电影视频信号与除此以外的视频信号的边界定时或者在电视电影视频信号和以与该电视电影视频信号不同的定时存在重复场的别的电视电影视频信号的边界定时。结果，即使电视电影视频信号与除此以外的视频信号混合存在时，也可以高精度地检测电视电影视频信号，从而可以进行顺序扫描变换而不会由于扫描线内插方法选择的错误引起画质劣化。
另外，本发明在由电影的同一画面生成的帧的场之间的比较中，顺序进行位于指定的像素位置的像素之间的比较，根据比较结果的1场内累加计算结果，可以检测电视电影视频信号与除此以外的视频信号的边界定时或者电视电影视频信号和以与该电视电影视频信号不同的定时存在上述重复场的电视电影视频信号的边界定时。通过对高清晰的视频信号进行各像素的比较，可以进行精度高的场比较。由于可以高精度地进行电视电影视频信号的电视电影模式检测，所以，可以进行顺序扫描变换而不会由水平扫描线内插方法选择的错误引起画质劣化。
另外，本发明在由电影的同一画面生成的帧中的场的比较中，为了使进行比较所使用的像素之间不致偏离水平扫描线间隔的1/2，由进行比较所使用的像素和其周边的像素生成对于各个场相当于同一位置的视频信号。在场内对将这样生成的像素之间进行比较的结果相加，根据该累积结果可以可靠地检测电视电影视频信号和除此以外的视频信号。或者，可以可靠地检测电视电影视频信号和以与该电视电影视频信号不同的定时存在上述重复场的电视电影视频信号。结果，就可以高精度地进行电视电影视频信号的模式检测，从而可以进行顺序扫描变换而不会由扫描线内插方法选择的错误引起画质劣化。
实施例6.
图10A表示本发明实施例6的扫描变换装置的框图。另外，图11是表示图10A的一部分的详细情况的图。
在图10A中，视频信号输入端子108、扫描变换电路102、视频信号判断电路103、电视电影扫描变换电路101、第1选择器104、电视电影检测电路105、视频信号输出端子109分别与图1相同，所以，省略详细的说明。
视频信号被输入电视电影检测电路105，如果该视频信号是电视电影视频信号，则电视电影检测电路105作为判断信号输出1，否则作为判断信号输出0。扫描变换电路102是用于将电视电影视频信号以外的视频信号变换为顺序扫描的扫描变换电路。帧速度检测电路1001对每个像素检测输入的视频信号的帧速度。电视电影扫描变换电路101进行适合于电视电影视频信号的顺序扫描变换。“非”(NOT)电路1002将来自帧速度检测电路1001的输出进行逻辑否定，并供给第2“与”电路1003。第2“与”电路1003求来自电视电影检测电路105的判断信号与“非”电路1002的输出的逻辑积(“与”)。视频信号判断电路103由帧速度检测电路1001、电视电影检测电路105、“非”电路1002、第2“与”电路1003构成。第1选择器104由第2“与”电路1003的输出控制。第1选择器104在第2“与”电路1003的输出为1时选择电视电影扫描变换电路101的输出，在第2“与”电路1003的输出为0时选择扫描变换电路102的输出。
图11表示图10A的帧速度检测电路1001的结构。在图11中，行存储器1106存储1水平扫描期间的输入的视频信号，以从下1个水平同步信号的输入延迟固定时间的定时按输入的顺序输出。该固定时间延迟被调整使得输入下1个水平扫描线的有效像素的定时和来自行存储器1106的有效像素输出为同时。
其次，乘法器1108将来自行存储器1106的输出视频信号变换为3倍的值。加法器1110将乘法器1108的输出视频信号与输入视频信号相加。除法器1112将加法器1110的输出视频信号变换为1/4的值。
因此，如果将通过视频信号输入端子108输入的视频信号的像素值设为Y、将行存储器1106的输出视频信号的像素值设为Y1，则除法器1112的输出视频信号Y2可以用式1表示。
Y2＝(Y+3*Y1)/4 (式1)
另外，行存储器1107存储1水平扫描期间的输入的视频信号，在从下1个水平同步信号输入开始固定时间后按输入的顺序输出。该固定时间延迟和行存储器1106的动作一样，被调整使得输入下1个水平扫描线的有效像素的定时与来自行存储器1107的有效像素输出为同时。
乘法器1109将输入的视频信号变换为3倍的水平，加法器1111将行存储器1107的输出与乘法器1109的输出相加。除法器1113将加法器1111的输出变换为1/4的水平。
因此，如果将通过视频信号输入端子108输入的视频信号的像素值设为Y、将行存储器1107的输出视频信号的像素值设为Y3，则除法器1113的输出视频信号Y4可以用式2表示。
Y4＝(3*Y+Y3)/4(式2)除法器1112和除法器1113的输出被输入第2选择器1114。
行存储器1106、行存储器1107、乘法器1108、除法器1109、加法器1110、加法器1111、除法器1112、除法器1113构成第1加权求和电路群1130。
场检测电路1129在通过视频信号输入端子108输入的视频信号为第1TV场的信号时输出0，是第2TV场的信号时输出1。场检测电路1129的输出作为选择控制信号被输入第2选择器1114和第3选择器1124。如果从场检测电路1129输入0，第2选择器1114就将除法器1113的输出视频信号供给第1减法电路1125，如果从场检测电路1129输入1，就将除法器1112的输出供给第1减法电路1125。
对由场存储器1115延迟了1场的视频信号进行同样的处理。
行存储器1116与行存储器1106、行存储器1117与行存储器1107、乘法器1118与乘法器1108、乘法器1119与乘法器1109、加法器1120与加法器1110、加法器1121与加法器1111、除法器1122与除法器1112、除法器1123与除法器1113、选择器1124与选择器1114分别进行相同的动作。另外，行存储器1116、行存储器1117、乘法器1118、乘法器1119、加法器1120、加法器1121、除法器1122、除法器1123构成第2加权求和电路群1130。在场检测电路1129输出1时，第3选择器1124选择除法器1123的输出，场检测电路1129输出0时，第3选择器1124选择除法器1122的输出。
第2选择器1114和第3选择器1124的输出信号被输入第1减法器1125，第1减法器1125对每个像素计算两者的差分值。
通过式1和式2的运算消除了由于第2选择器1114和第3选择器1124按照场检测电路1129的选择信号选择的像素是隔行扫描的视频信号而存在的各场的水平扫描线相位的偏移。对于作为第1差分器1125的运算结果的差分大的像素，可以判定不是由电影的同一画面生成的帧内的像素。
然而，对于视频信号，可以考虑有可能输入了随噪音、各行而变化的视频信号并将其作为差分信号而输出了的情况。另外，电视电影视频信号的实际的帧速度是每秒24个，通常的视频信号的帧速度是每秒30个。但是，即使是帧速度与电视电影视频信号不同的视频信号，如果是静止图像，就不会发生2重线显示的不良状况。
因此，即使是帧速度不同的像素，也可以进行动图像检测并仅对判断为动图像的部分利用扫描变换电路102的变换输出。因此，帧存储器1126存储1帧通过视频信号输入端子108输入的视频信号。第2减法器1127计算通过视频信号输入端子108输入的视频信号与来自帧存储器1126的视频信号的差分。对于差分大的像素，判断为动图像像素。
第3“与”电路1128对帧速度不同并且是动图像的像素输出1的信号而对除此以外的像素输出0的信号，作为帧速度检测电路1001的信号。
“非”电路1002将帧速度检测电路1001的输出反相后供给第2“与”电路1003。第2“与”电路1003求电视电影检测电路105的输出与“非”电路1002的逻辑积(“与”)。第1选择器104按照第2“与”电路1003的输出而动作。如果第2“与”电路1003的输出为1，则第1选择器104将电视电影扫描变换电路101的输出供给视频信号输出端子109，如果第2“与”电路1003的输出为0，就将扫描变换电路102的输出供给视频信号输出端子109。
按照上述实施例6，即使输入帧速度不同的视频信号与进行了电视电影变换的视频信号叠加的视频信号时，通过选择适合于各个视频信号的扫描变换方法，也可以防止2重影这样的画质劣化。
本实施例6的乘法器和除法器的系数设定为将所需存储器抑制到最小限度。
另外，虽然图11表示使用了行存储器1106、1107、1116、1117的情况，但是，也可以采用兼用行存储器1106和1107的结构或兼用行存储器1116和1117的结构。
另外，图11表示第1减法电路1125与第3“与”电路1128直接连接并且第2减法电路1127与第3“与”电路1128直接连接的结构。也可以将根据第1减法电路1125的输出值而输出0或1的电路插入到第1减法电路1125与第3“与”电路1128之间。也可以将根据第2减法电路1127的输出值而输出0或1的电路插入到第2减法电路1127与第3“与”电路1128之间。
另外，也可以将第3“与”电路1128变更为“与非”(NAND)电路，省略图10A的“非”电路1002。
实施例7.
下面，说明本发明的实施例7。
实施例7是图10A中的扫描变换电路102执行自适应型的扫描变换的情况。
图10B是用于说明自适应型的扫描变换处理的图，是表示连续的3场的图。在图10B中，场1011是现在输入的场(M场)、场1012是场1011前的1个场((M-1)场)、场1013是场1011后的1个场((M+1)场)。在场1011中，设在第y个水平扫描线上从水平同步信号数第x个像素A的值为A(x、y)，在场1012中，设在第y个水平扫描线上从水平同步信号数第x个像素B1的值为B(x、y)，在场1012中，设在第y1个水平扫描线上从水平同步信号数第x1个像素B1的值为B1(x1、y1)，在场1013中，设在第y个水平扫描线上从水平同步信号数第x个像素B2的值为B2(x、y)，在场1013中，设在第y2个水平扫描线上从水平同步信号数第x2个像素B2的值为B2(x2、y2)。
自适应型的扫描变换电路102在生成顺序扫描的视频信号时，判断与现在输入的场1011的像素A(x、y)应使用哪个像素。由于活动(移动)等如果像素A(x、y)与B1(x、y)的差异增大，在与场1012中的B1(x、y)、场1013中的像素的像素B2(x、y)不同场所(位置)的像素查找与像素A(x、y)一致性高的像素。结果，查找到了场1012中的像素B1(x1、y1)、场1013中的像素B2(x2、y2)。这样，便可使用像素A(x、y)和像素B1(x1、y1)或像素B2(x2、y2)变换为顺序扫描的视频信号。
这样，自适应型的扫描变换器102对于由帧速度检测器1001检测的帧速度不同的视频信号像素，根据在时间上前后输入的视频信号场使用相关性高的像素变换为顺序扫描的视频信号。这样，即使帧速度不同，在相关性高的视频信号之间进行扫描变换，便可实现理想的扫描变换。
如上所述，按照本发明的扫描变换装置，即使混合存在电视电影视频信号和具有与电视电影视频信号不同的帧速度的视频信号时，通过对每个像素检测帧速度便可切换向顺序扫描进行的扫描变换的方法。结果，对电视电影视频信号可以进行理想的顺序扫描变换，而对具有除此以外的帧速度的视频信号可以进行对该视频信号而言适当的扫描变换。
另外，对于帧速度不同的视频信号像素，根据时间上前后输入的场通过利用相关性高的视频信号，可以进行高画质的顺序扫描变换。
另外，即使帧速度检测是误检测，也可以进行画质劣化少的顺序扫描变换。
本发明的视频信号检测装置不论在输入混合存在电视电影视频信号和除此以外的视频信号的视频信号时，或者输入在电视电影视频信号的中途切断电视电影模式而输入具有新的电视电影模式的视频信号时，或者混合存在电视电影视频信号与具有电视电影以外的帧速度的视频信号时，都可以实现画质良好的扫描变换。
权利要求
1.一种扫描变换装置，具备判断隔行扫描方式的输入视频信号的种类的视频信号判断电路；通过上述适用于电视电影视频信号的处理将输入视频信号变换为顺序扫描方式的视频信号的电视电影扫描变换电路；通过上述适用于电视电影视频信号以外的处理将输入视频信号变换为顺序扫描方式的视频信号的扫描变换电路；和根据上述视频信号判断电路的判断结果选择输出上述电视电影扫描变换电路的输出和上述扫描变换电路的输出的第1选择器。
2.根据权利要求1所述的扫描变换装置，其特征在于上述视频信号判断电路具有输出表示上述输入视频信号是否为电视电影信号的判断信号和电视电影模式号码的电视电影检测电路；根据上述电视电影模式号码输出与上述输入视频信号的场间的一致程度相关联的标志的场间差分检测电路；和求上述判断信号与上述标志的逻辑积而得到上述视频信号判断电路的输出的第1“与”电路；其中，上述电视电影扫描变换电路根据上述电视电影模式号码将上述输入视频信号变换为顺序扫描方式的视频信号。
3.根据权利要求2所述的扫描变换装置，其特征在于上述场间差分检测电路具有根据上述电视电影模式号码在指定的相邻场间检测像素值的差分的像素差分运算电路；输出上述差分与第1阈值的大小关系的第1比较器；将上述第1比较器的输出累积并输出该累积值的累加运算电路；和根据上述累积值与第2阈值的大小关系输出上述标志的第2比较器。
4.根据权利要求3所述的扫描变换装置，其特征在于上述像素值是由垂直消隐在垂直方向数相同位置并且由水平消隐在水平方向数相同位置的像素值。
5.根据权利要求3所述的扫描变换装置，其特征在于上述像素值分别是在场内位于相同水平方向位置的像素间进行加权运算后的值。
6.根据权利要求3所述的扫描变换装置，其特征在于上述累加运算电路仅对场中的指定区域内进行累积。
7.根据权利要求3所述的扫描变换装置，其特征在于上述场间差分检测电路进一步具有阈值控制电路，上述阈值控制电路在上述累加运算电路的每个场的输出中根据上述电视电影模式号码的1周期内除了最大值的值的大小控制上述第2阈值。
8.根据权利要求2所述的扫描变换装置，其特征在于上述视频信号判断电路进一步具有滤波器，上述滤波器对上述输入视频信号进行滤波，上述电视电影检测电路和上述场间差分检测电路中的至少一方输入上述滤波器的输出。
9.根据权利要求1所述的扫描变换装置，其特征在于上述视频信号判断电路具有输出表示上述输入视频信号是否为电视电影信号的判断信号的电视电影检测电路；检测上述输入视频信号的帧速度从而检测是否与电视电影视频信号的帧速度相等的帧速度检测电路；和求上述判断信号与上述帧速度检测电路的输出的逻辑积从而得到上述视频信号判断电路的输出的第2“与”电路。
10.根据权利要求2和权利要求9的任意一项所述的扫描变换装置，其特征在于上述扫描变换电路利用上述输入视频信号和在其前后的场中相关性高的视频信号生成顺序扫描视频信号。
11.根据权利要求2和权利要求9的任意一项所述的扫描变换装置，其特征在于上述扫描变换电路利用上述输入视频信号内的相关性高的视频信号生成顺序扫描视频信号。
12.根据权利要求9所述的扫描变换装置，其特征在于上述帧速度检测电路具有在上述输入视频信号的场内在垂直排列的像素间进行加权求和的第1加权求和电路群；选择上述第1加权求和电路群的输出中的1个的第2选择器；使上述输入视频信号延迟1场的场存储器；在从上述场存储器输出的场内在垂直排列的像素间进行加权求和的第2加权求和电路群；选择上述第2加权求和电路群的输出中的1个的第3选择器；检测上述输入视频信号的场的种类并根据上述种类控制上述第2选择器和上述第3选择器的场检测电路；计算上述第2选择器的输出与上述第3选择器的输出的差分的第1差分器；使上述输入视频信号延迟1帧的帧存储器；计算上述输入视频信号与上述帧存储器的输出的差分的第2差分器；和求上述第1差分器的输出与上述第2差分器的输出的逻辑积并输出上述帧速度的第3“与”电路。
全文摘要
扫描变换装置具有判断隔行扫描方式的输入视频信号的种类的视频信号判断电路；通过适用于电视电影视频信号的处理将输入视频信号变换为顺序扫描方式的视频信号的电视电影扫描变换电路；通过适用于电视电影视频信号以外的处理将输入视频信号变换为顺序扫描方式的视频信号的扫描变换电路；和根据视频信号判断电路的判断结果选择输出电视电影扫描变换电路的输出和扫描变换电路的输出的选择器。
文档编号H04N7/01GK1500347SQ02807348
公开日2004年5月26日 申请日期2002年10月31日 优先权日2001年11月2日
发明者寺井晴子 申请人:松下电器产业株式会社