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JP2009170969A - Image processing apparatus, image processing method, and program - Google Patents

Image processing apparatus, image processing method, and program Download PDF

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JP2009170969A
JP2009170969A JP2008003618A JP2008003618A JP2009170969A JP 2009170969 A JP2009170969 A JP 2009170969A JP 2008003618 A JP2008003618 A JP 2008003618A JP 2008003618 A JP2008003618 A JP 2008003618A JP 2009170969 A JP2009170969 A JP 2009170969A
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JP
Japan
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cluster analysis
determination
interpolation signal
interpolation
field
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008003618A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Ota
誠 太田
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To generate a high-accuracy interpolated image by performing accurate edge direction determination considering correlation with peripheral pixels when converting an interlace scanning video signal into a progressive scanning video signal. <P>SOLUTION: An interlace scanning video signal is divided into areas around a notice pixel position, a cluster analysis circuit performs cluster analysis of respective divided areas, a correlation determination circuit determines shapes of the image in respective areas processed by using results of cluster analysis processing and movement of the image between fields, and an interpolation signal generated based on the determined results and an interlace scanning video signal are alternately outputted from a progressive conversion circuit, so that edge direction determination considering correlation with peripheral pixels can be achieved and a high-accuracy interpolated image improving the accuracy of the edge direction determination can be generated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、及びプログラムに関し、詳しくはインタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する際の補間技術に関する。   The present invention relates to an image processing apparatus, an image processing method, and a program, and more particularly, to an interpolation technique used when converting an interlaced scanning video signal into a progressive scanning video signal.

インタレース走査された映像信号では、非常に細かい横縞部分でフリッカが生じるなどの問題がある。この問題を改善するために、インタレース走査の映像信号を基にインタレース走査の走査線を補間して、プログレッシブ走査の映像信号として出力する方式がある。この方式では一般的に動き判定を行い、静止している場合に使用する前フィールドの信号と、動いている場合に使用する現フィールドの信号によって生成する信号とを、判定結果に応じて混合し補間信号を生成する。   A video signal subjected to interlace scanning has a problem that flicker occurs in very fine horizontal stripes. In order to solve this problem, there is a method of interpolating interlaced scanning lines on the basis of interlaced scanning video signals and outputting them as progressive scanning video signals. This method generally performs motion determination, and mixes the signal of the previous field used when stationary and the signal generated by the signal of the current field used when moving according to the determination result. Generate an interpolation signal.

また、補間画素のエッジ方向を判定してフィールド内補間値を生成し、エッジや斜め線に対しても有効な補間処理を行う手法(従来手法A)が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この手法では、エッジの方向の判定は、補間画素を中心とした点対称位置の原画素の組から差分値の絶対値を求め比較することにより行い、差分値が最小となる方向を相関が高いとしてエッジの方向としていた。そして、エッジ方向とした差分値が最小となる方向の原画素の組を選択して補間処理を行うことで、斜め方向のエッジは相関が高い方向の平均値で補間され、エッジがギザギザになってしまうことを防ぐことができる。   Further, a method (conventional method A) has been proposed in which an edge direction of an interpolation pixel is determined to generate an inter-field interpolation value, and an effective interpolation process is also applied to edges and diagonal lines (for example, Patent Document 1). reference.). In this method, the direction of the edge is determined by determining and comparing the absolute value of the difference value from a set of original pixels at point symmetry positions with the interpolation pixel as the center, and the direction in which the difference value is minimum has a high correlation. As the edge direction. Then, by selecting the set of original pixels in the direction that minimizes the difference value as the edge direction and performing interpolation processing, the edge in the diagonal direction is interpolated with the average value in the direction with high correlation, and the edge becomes jagged. Can be prevented.

特開平8−163511号公報JP-A-8-163511

しかしながら、上述した従来手法Aでは、補間画素を中心として点対称位置となる原画素の組の差分値を単純に比較しているため、周囲の画素との相関が分かりにくいという問題があった。また、差分値が等しい方向が複数あった場合に、正しいエッジの方向を判定することができないという問題があった。   However, the above-described conventional method A has a problem in that it is difficult to understand the correlation with surrounding pixels because the difference value of a set of original pixels that are point-symmetrical with respect to the interpolation pixel is simply compared. In addition, there is a problem that the correct edge direction cannot be determined when there are a plurality of directions having the same difference value.

例えば、従来手法Aにおいては、補間画素が実際には直交している角であった場合にも斜め方向の相関が高くなってしまい、斜め方向の原画素の組を用いた補間処理が行われて角が潰れてしまう。さらに、補間画素が直交している角で、かつ実際に静止している場合には、フィールド毎に値の違う画素値が交互に同じ位置に現れてしまうため、1画素のフリッカ(ドットフリッカ)となって見えてしまう。   For example, in the conventional method A, even when the interpolation pixel is actually an orthogonal angle, the correlation in the oblique direction becomes high, and the interpolation process using the set of original pixels in the oblique direction is performed. The corners will be crushed. Further, when the interpolated pixel is at an orthogonal angle and actually stationary, pixel values having different values for each field appear alternately at the same position, and thus one pixel flicker (dot flicker). It looks like.

本発明は、インタレース走査の映像信号をプログレッシブ走査の映像信号に変換する際、周囲の画素との相関を考慮した精度の高いエッジの方向判定を行い、高精細な補間画像を生成できるようにすることを目的とする。   In the present invention, when an interlaced scanning video signal is converted into a progressive scanning video signal, it is possible to perform highly accurate edge direction determination in consideration of correlation with surrounding pixels and generate a high-definition interpolated image. The purpose is to do.

本発明の画像処理装置は、インタレース走査の映像信号を少なくとも1フィールド分保持する保持手段と、前記インタレース走査の映像信号に対し、着目画素位置を中心とした領域に分割してクラスター分析処理を行う分析処理手段と、前記分析処理手段によるクラスター分析処理の結果を用いて、クラスター分析処理を行った領域の画像の形状とフィールド間の画像の動きとを判定する判定手段と、前記判定手段での判定の結果に基づいて、参照画素位置の画素値を前記着目画素位置からの距離に応じて重み付けして加算しフィールド内補間信号を生成する第1の補間信号生成手段と、前記判定手段での判定の結果に基づいて、前記保持手段より出力された1フィールド前の映像信号と、前記第1の補間信号生成手段により生成されたフィールド内補間信号とから補間信号を生成する第2の補間信号生成手段と、入力された前記インタレース走査の映像信号と、前記第2の補間信号生成手段により生成された補間信号とを交互に出力する変換手段とを備えることを特徴とする。
本発明の画像処理方法は、インタレース走査の映像信号に対し、着目画素位置を中心とした領域に分割してクラスター分析処理を行う分析処理工程と、前記クラスター分析処理の結果を用いて、クラスター分析処理を行った領域の画像の形状とフィールド間の画像の動きとを判定する判定工程と、前記判定工程での判定の結果に基づいて、参照画素位置の画素値を前記着目画素位置からの距離に応じて重み付けして加算しフィールド内補間信号を生成する第1の補間信号生成工程と、前記判定工程での判定の結果に基づいて、前記インタレース走査の映像信号を少なくとも1フィールド分保持する保持手段より出力された1フィールド前の映像信号と、前記第1の補間信号生成工程にて生成されたフィールド内補間信号とから補間信号を生成する第2の補間信号生成工程と、入力された前記インタレース走査の映像信号と、前記第2の補間信号生成工程にて生成された補間信号とを交互に出力する変換工程とを有することを特徴とする。
本発明のプログラムは、インタレース走査の映像信号に対し、着目画素位置を中心とした領域に分割してクラスター分析処理を行う分析処理ステップと、前記クラスター分析処理の結果を用いて、クラスター分析処理を行った領域の画像の形状とフィールド間の画像の動きとを判定する判定ステップと、前記判定ステップでの判定の結果に基づいて、参照画素位置の画素値を前記着目画素位置からの距離に応じて重み付けして加算しフィールド内補間信号を生成する第1の補間信号生成ステップと、前記判定ステップでの判定の結果に基づいて、前記インタレース走査の映像信号を少なくとも1フィールド分保持する保持手段より出力された1フィールド前の映像信号と、前記第1の補間信号生成ステップにて生成されたフィールド内補間信号とから補間信号を生成する第2の補間信号生成ステップと、入力された前記インタレース走査の映像信号と、前記第2の補間信号生成ステップにて生成された補間信号とを交互に出力する変換ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
The image processing apparatus according to the present invention includes a holding unit that holds an interlaced scanning video signal for at least one field, and the interlaced scanning video signal is divided into regions centered on a target pixel position to perform cluster analysis processing. Analyzing processing means, determining means for determining the shape of the image of the area subjected to the cluster analysis processing and the movement of the image between fields using the result of the cluster analysis processing by the analyzing processing means, and the determining means A first interpolation signal generating means for generating an intra-field interpolation signal by weighting and adding the pixel value of the reference pixel position according to the distance from the target pixel position based on the result of the determination at On the basis of the result of the determination at, the video signal of the previous field output from the holding means and the image generated by the first interpolation signal generating means. The second interpolation signal generating means for generating an interpolation signal from the intra-field interpolation signal, the interlaced scanning video signal inputted and the interpolation signal generated by the second interpolation signal generating means are alternately arranged. Conversion means for outputting.
The image processing method of the present invention uses an analysis processing step of performing cluster analysis processing by dividing an interlaced scanning video signal into a region centered on a target pixel position, and a cluster analysis processing result. A determination step for determining the shape of the image in the region subjected to the analysis processing and the movement of the image between fields, and the pixel value of the reference pixel position from the target pixel position based on the determination result in the determination step A first interpolation signal generation step that weights and adds according to the distance to generate an intra-field interpolation signal, and holds at least one field of the interlaced scanning video signal based on the determination result in the determination step An interpolation signal is generated from the one-field previous video signal output from the holding means and the intra-field interpolation signal generated in the first interpolation signal generation step. A second interpolation signal generation step, and a conversion step of alternately outputting the input interlaced scanning video signal and the interpolation signal generated in the second interpolation signal generation step. Features.
The program of the present invention includes an analysis processing step for performing cluster analysis processing by dividing an interlaced scanning video signal into a region centered on a target pixel position, and using the result of the cluster analysis processing, A determination step for determining the shape of the image of the region where the image is performed and the motion of the image between fields, and the pixel value of the reference pixel position is set to a distance from the target pixel position based on the determination result in the determination step. A first interpolation signal generation step for generating an intra-field interpolation signal by weighting according to the results, and holding for holding at least one field of the interlaced scanning video signal based on the determination result in the determination step And the intra-field interpolation signal generated in the first interpolation signal generation step. A second interpolation signal generation step for generating an interpolation signal from the input, a conversion for alternately outputting the input interlaced video signal and the interpolation signal generated in the second interpolation signal generation step And causing the computer to execute the steps.

本発明によれば、着目画素位置を中心とした領域に分割してクラスター分析処理を行い、その結果を用いてクラスター分析処理を行った領域の画像の形状とフィールド間の画像の動きとを判定し、インタレース走査の映像信号に係る補間信号を生成する。これにより、周囲の画素との相関を考慮したエッジの方向判定が可能となり、エッジの方向判定の精度を向上させ、より精度の高いエッジの方向判定ができ、高精細な補間画像を生成することができる。したがって、エッジの方向に沿って滑らかな補間を行うことが可能になり、良好なプログレッシブ走査の映像を生成することができる。   According to the present invention, the cluster analysis processing is performed by dividing the region into the region centered on the target pixel position, and the result is used to determine the shape of the image of the region subjected to the cluster analysis processing and the movement of the image between fields. Then, an interpolation signal related to the video signal of the interlace scanning is generated. This makes it possible to determine the edge direction in consideration of the correlation with surrounding pixels, improve the accuracy of edge direction determination, perform more accurate edge direction determination, and generate a high-definition interpolated image Can do. Therefore, it is possible to perform smooth interpolation along the edge direction, and it is possible to generate an image with good progressive scanning.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態に係る画像処理装置1の構成例を示すブロック図である。図1には、第1の実施形態に係る画像処理装置1を適用した撮像システムを一例として図示している。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of an image processing apparatus 1 according to the first embodiment. FIG. 1 illustrates an example of an imaging system to which the image processing apparatus 1 according to the first embodiment is applied.

図1に示す撮像システムは、電荷結合素子(CCD)11、アナログ−デジタル(A/D)変換器12、カメラ信号処理回路13、及び画像処理装置1を有する。画像処理装置1は、フィールドメモリ14、クラスター分析回路15、16、相関判定回路17A、フィールド内補間信号生成回路18、セレクタ19、及びプログレッシブ変換回路20を有する。   The imaging system shown in FIG. 1 includes a charge coupled device (CCD) 11, an analog-digital (A / D) converter 12, a camera signal processing circuit 13, and an image processing apparatus 1. The image processing apparatus 1 includes a field memory 14, cluster analysis circuits 15 and 16, a correlation determination circuit 17 </ b> A, an intra-field interpolation signal generation circuit 18, a selector 19, and a progressive conversion circuit 20.

CCD11で光電変換して得られたインタレース走査の映像信号は、A/D変換器12でアナログ−デジタル変換(AD変換)される。カメラ信号処理回路13は、A/D変換器12によりデジタル信号に変換されたインタレース走査の映像信号に対して、アパーチャ補正、ガンマ補正、ホワイトバランス等の撮像系の信号処理を行う。   An interlaced scanning video signal obtained by photoelectric conversion by the CCD 11 is subjected to analog-digital conversion (AD conversion) by an A / D converter 12. The camera signal processing circuit 13 performs imaging system signal processing such as aperture correction, gamma correction, and white balance on the interlaced scanning video signal converted into a digital signal by the A / D converter 12.

第1の実施形態に係る画像処理装置1は、カメラ信号処理回路13の出力信号であるインタレース走査の映像信号S11を入力信号とし、プログレッシブ変換等の処理を行ってプログレッシブ走査の映像信号S21を出力する。具体的には、画像処理装置1は、クラスター分析を用いたエッジの方向判定等を行うことにより補間画像を生成し、入力されるインタレース走査の映像信号S11をプログレッシブ走査の映像信号S21に変換する。   The image processing apparatus 1 according to the first embodiment uses an interlaced scanning video signal S11, which is an output signal of the camera signal processing circuit 13, as an input signal, and performs processing such as progressive conversion to generate a progressive scanning video signal S21. Output. Specifically, the image processing apparatus 1 generates an interpolated image by performing edge direction determination using cluster analysis and the like, and converts the input interlaced scanning video signal S11 into a progressive scanning video signal S21. To do.

以下、画像処理装置1内の各機能部について説明する。
フィールドメモリ(保持手段)14は、入力されるインタレース走査の映像信号S11を少なくとも1フィールド分保持するメモリである。フィールドメモリ14に入力されたインタレース走査の映像信号S11は、フィールドメモリ14で保持され、1フィールド分だけ遅延される。
Hereinafter, each functional unit in the image processing apparatus 1 will be described.
The field memory (holding means) 14 is a memory that holds an input interlaced scanning video signal S11 for at least one field. The interlaced scanning video signal S11 input to the field memory 14 is held in the field memory 14 and delayed by one field.

クラスター分析回路(第1の分析処理手段)15は、インタレース走査の映像信号S11が入力される。クラスター分析回路15は、入力されたインタレース走査の映像信号S11に対して、補間点である着目画素位置を中心とした領域に分割してクラスター分析処理を行い、分類された画素情報を出力信号S12とし、分類数を出力信号S13として出力する。   The cluster analysis circuit (first analysis processing means) 15 receives the interlaced scanning video signal S11. The cluster analysis circuit 15 divides the input interlaced scanning video signal S11 into regions centered on the pixel position of interest which is an interpolation point, performs cluster analysis processing, and outputs classified pixel information as an output signal. In S12, the classification number is output as an output signal S13.

クラスター分析回路(第2の分析処理手段)16は、フィールドメモリ14の出力信号S14、すなわち1フィールド分だけ遅延されたインタレース走査の映像信号S11が入力される。クラスター分析回路16は、フィールドメモリ14の出力信号S14に対して、着目画素位置を中心とした領域に分割してクラスター分析処理を行い、分類された画素情報を出力信号S15とし、分類数を出力信号S16として出力する。   The cluster analysis circuit (second analysis processing means) 16 receives the output signal S14 of the field memory 14, that is, the interlaced scanning video signal S11 delayed by one field. The cluster analysis circuit 16 divides the output signal S14 of the field memory 14 into regions centered on the target pixel position, performs cluster analysis processing, sets the classified pixel information as the output signal S15, and outputs the classification number Output as signal S16.

すなわち、クラスター分析回路15は、現フィールドについてクラスター分析を行い、現フィールドの映像信号に係る分類された画素情報及び分類数を出力する。クラスター分析回路16は、前フィールドについてクラスター分析を行い、1フィールド前の映像信号に係る分類された画素情報及び分類数を出力する。なお、クラスター分析回路15、16でのクラスター分析処理は、画素毎に処理を行っても、ブロック単位で行っても良く、またブロックのサイズにも制約はない。   That is, the cluster analysis circuit 15 performs cluster analysis on the current field and outputs classified pixel information and the number of classifications related to the video signal of the current field. The cluster analysis circuit 16 performs cluster analysis on the previous field, and outputs classified pixel information and the number of classifications related to the video signal of the previous field. The cluster analysis processing in the cluster analysis circuits 15 and 16 may be performed for each pixel or in units of blocks, and there is no restriction on the block size.

相関判定回路(判定手段)17Aは、クラスター分析回路15の出力信号S12、S13、及びクラスター分析回路16の出力信号S15、S16が入力される。相関判定回路17Aは、出力信号S12、S13、及び出力信号S15、S16によって示されるクラスター分析の結果からエッジの形状の判定及びフィールド間での動きの判定を行う。相関判定回路17Aは、判定結果に基づいて、セレクタ19に補間方法の制御信号S17Aを出力し、フィールド内補間信号生成回路18に補間値を算出するために使用する参照画素の位置情報を出力信号(位置信号)S18として出力する。   The correlation determination circuit (determination means) 17A receives the output signals S12 and S13 of the cluster analysis circuit 15 and the output signals S15 and S16 of the cluster analysis circuit 16. The correlation determination circuit 17A determines the shape of the edge and the motion between fields from the cluster analysis results indicated by the output signals S12 and S13 and the output signals S15 and S16. Based on the determination result, the correlation determination circuit 17A outputs the interpolation method control signal S17A to the selector 19, and outputs the position information of the reference pixel used to calculate the interpolation value to the intra-field interpolation signal generation circuit 18 as an output signal. (Position signal) Output as S18.

フィールド内補間信号生成回路(第1の補間信号生成手段)18は、インタレース走査の映像信号S11及び相関判定回路17Aの出力信号S18が入力され、フィールド内補間信号を生成する。詳細には、フィールド内補間信号生成回路18は、相関判定回路17Aの出力信号S18により参照する画素情報を取得して、補間点からの距離を考慮に入れた加重平均を求めることによりフィールド内補間信号を生成し、出力信号S19として出力する。言い換えれば、フィールド内補間信号生成回路18は、参照画素位置の画素値を補間点である着目画素位置からの距離に応じて重み付けして加算することによりフィールド内補間信号を生成する。   The intra-field interpolation signal generation circuit (first interpolation signal generation means) 18 receives the interlaced scanning video signal S11 and the output signal S18 of the correlation determination circuit 17A, and generates an intra-field interpolation signal. Specifically, the intra-field interpolation signal generation circuit 18 obtains pixel information to be referred to by the output signal S18 of the correlation determination circuit 17A, and obtains a weighted average taking into account the distance from the interpolation point, thereby performing intra-field interpolation. A signal is generated and output as an output signal S19. In other words, the intra-field interpolation signal generation circuit 18 generates an intra-field interpolation signal by weighting and adding the pixel value at the reference pixel position according to the distance from the target pixel position as an interpolation point.

セレクタ(第2の補間信号生成手段)19は、フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19、フィールドメモリ14の出力信号S14、及び相関判定回路17Aからの補間方法の制御信号S17Aが入力される。セレクタ19は、補間方法の制御信号S17Aに応じて、フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19又はフィールドメモリ14の出力信号S14の何れか一方を画素単位で選択し出力信号S20として出力する。   The selector (second interpolation signal generation means) 19 receives the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18, the output signal S14 of the field memory 14, and the control signal S17A of the interpolation method from the correlation determination circuit 17A. . The selector 19 selects either the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18 or the output signal S14 of the field memory 14 in units of pixels in accordance with the interpolation method control signal S17A, and outputs the selected signal as an output signal S20.

具体的には、補間方法の制御信号S17Aが“1”であるとき、前フィールドの値を用いて補間処理を行うので、セレクタ19は、フィールドメモリ14の出力信号S14を出力信号S20として出力する。また、補間方法の制御信号S17Aが“0”であるとき、フィールド内のデータで生成された信号を使用して補間処理を行うので、セレクタ19は、フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19を出力信号S20として出力する。   Specifically, when the interpolation method control signal S17A is "1", the selector 19 outputs the output signal S14 of the field memory 14 as the output signal S20 because the interpolation process is performed using the value of the previous field. . Further, when the interpolation method control signal S17A is “0”, the interpolation process is performed using the signal generated from the data in the field, so that the selector 19 outputs the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18. Is output as an output signal S20.

プログレッシブ変換回路(変換手段)20は、インタレース走査の映像信号S11及びセレクタ19の出力信号S20が入力される。プログレッシブ変換回路20は、インタレース走査における走査線(水平走査期間)単位で、信号S11、S20を順次交互に出力することにより、プログレッシブ変換された映像信号(プログレッシブ走査の映像信号)S21を出力する。   The progressive conversion circuit (conversion means) 20 receives the interlaced scanning video signal S11 and the output signal S20 of the selector 19. The progressive conversion circuit 20 outputs a progressively converted video signal (progressive scanning video signal) S21 by alternately outputting signals S11 and S20 in units of scanning lines (horizontal scanning period) in interlace scanning. .

次に、クラスター分析回路15、16について説明する。
以下では、クラスター分析回路15を一例に説明する。なお、クラスター分析回路16は、クラスター分析回路15と入力される信号が異なるが、実行するクラスター分析処理については同様である。また、本実施形態では、クラスター分析において分類するためのデータとして、画像の画素値を使用する。なお、この画像の画素値を使用する手法は一例であり、画素値と補間点からの距離等を考慮に入れた2次元のクラスター分析を行っても良い。
Next, the cluster analysis circuits 15 and 16 will be described.
Hereinafter, the cluster analysis circuit 15 will be described as an example. The cluster analysis circuit 16 is different from the cluster analysis circuit 15 in the input signal, but the cluster analysis process to be executed is the same. In the present embodiment, pixel values of an image are used as data for classification in cluster analysis. Note that the method of using the pixel values of the image is an example, and two-dimensional cluster analysis may be performed in consideration of the pixel values and the distance from the interpolation point.

クラスター分析回路15におけるクラスター分析処理は、階層的クラスター分析処理により行う。階層的クラスター分析処理は、クラスターの併合の処理と、距離の再演算の処理とを繰り返し行っていく。クラスターの併合の処理では、比較を行うデータ同士の差分値を意味する「距離」を求めて、距離が近いデータを同じクラスターのデータとしてまとめる。また、距離の再演算の処理では、クラスターの併合の処理を行った後に併合を行ったクラスターから他のクラスターまでの距離を再演算する。階層的クラスター分析処理では、基本的にクラスター数が1になるまで、つまりすべてのクラスターを併合するまで処理を繰り返し行うが、本実施形態では、クラスター間の距離が一定値以上に離れるまでクラスターの併合を繰り返すように制御を行う。   The cluster analysis processing in the cluster analysis circuit 15 is performed by hierarchical cluster analysis processing. In the hierarchical cluster analysis processing, cluster merging processing and distance recalculation processing are repeated. In the process of merging clusters, “distance” which means a difference value between data to be compared is obtained, and data having a short distance are collected as data of the same cluster. In the distance recalculation process, the cluster merge process is performed, and then the distance from the merged cluster to another cluster is recalculated. In the hierarchical cluster analysis process, the process is basically repeated until the number of clusters becomes 1, that is, until all the clusters are merged. In this embodiment, the cluster is analyzed until the distance between the clusters exceeds a certain value. Control to repeat the merge.

階層的クラスター分析処理について、図2に示す具体例を参照して説明する。
図2においては、(A)に画素位置を示す模式図、(B)に各画素の画素値を示す線分図を示したように6画素(PA、PB、PC、PD、PE、PF)を使用したクラスター分析処理の例を示している。
The hierarchical cluster analysis process will be described with reference to a specific example shown in FIG.
In FIG. 2, 6A (PA, PB, PC, PD, PE, PF) as shown in FIG. 2A is a schematic diagram showing pixel positions, and FIG. 2B is a line segment diagram showing pixel values of each pixel. The example of the cluster analysis processing using is shown.

階層的クラスター分析処理では、まず、全画素PA〜PFの画素値の差分値を距離として求め、テーブルとして保持する(図2(C)参照)。次に、その中から距離が最小となる組を探し出し、同じクラスターとしてまとめるクラスターの併合の処理を行う。続いて、クラスターの併合の処理を行った後に、併合したクラスターとの距離の再演算の処理を行い、再度テーブルの作成を行う。このクラスターの併合の処理と距離の再演算の処理とを繰り返していき、テーブルの中の距離の最小値が一定値を越えた時、又はクラスター数が1になったときに処理を終了する。   In the hierarchical cluster analysis process, first, the difference value of the pixel values of all the pixels PA to PF is obtained as a distance and held as a table (see FIG. 2C). Next, a group having the shortest distance is searched from among them, and a cluster merging process for collecting the same cluster is performed. Subsequently, after performing cluster merge processing, recalculation of distance from the merged cluster is performed, and a table is created again. The cluster merging process and the distance recalculation process are repeated, and the process is terminated when the minimum distance value in the table exceeds a certain value or when the number of clusters becomes 1.

図2(D)は、画素PAのクラスターと画素PDのクラスターとを1つのクラスターとして併合した場合を示しており、図2(E)は、その併合後に画素PBのクラスターと画素PEのクラスターとを1つのクラスターとして併合した場合を示している。   FIG. 2D shows a case where the cluster of the pixel PA and the cluster of the pixel PD are merged as one cluster, and FIG. 2E shows the cluster of the pixel PB and the cluster of the pixel PE after the merge. Is shown as a single cluster.

図3は、クラスター分析回路15による階層的クラスター分析処理の流れを示すフローチャートである。
クラスター分析回路15は、クラスター分析処理を開始すると、まず、全画素の画素値のそれぞれの差分値を距離として求め、テーブルとして保持する(S101)。ここで、クラスター分析処理を開始する時は、すべての画素がそれぞれ1つのクラスターであると考えることができる。
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of hierarchical cluster analysis processing by the cluster analysis circuit 15.
When the cluster analysis circuit 15 starts the cluster analysis process, first, the difference values of the pixel values of all the pixels are obtained as distances and held as a table (S101). Here, when starting the cluster analysis process, it can be considered that all the pixels are one cluster.

次に、クラスター分析回路15は、クラスター数の確認を行い、クラスター数が1であるか否かを判定する(S102)。判定の結果、クラスター数が1である場合には、これ以上クラスターの併合を行うことができないので、クラスター分析回路15は、分類された画素情報(分類情報)及び分類数を出力信号S12、S13として出力し、クラスター分析処理を終了する。   Next, the cluster analysis circuit 15 checks the number of clusters and determines whether or not the number of clusters is 1 (S102). As a result of the determination, when the number of clusters is 1, the cluster cannot be merged any more. Therefore, the cluster analysis circuit 15 outputs the classified pixel information (classification information) and the classification number as output signals S12 and S13. And finish the cluster analysis process.

一方、ステップS102での判定の結果、クラスター数が1以外の場合には、クラスター分析回路15は、距離のテーブルの中から最小値を探し出し、最小値が定数αよりも大きいかどうかを判定する(S103)。なお、定数αは、実験等によりエッジと判断する時に画素値の差分値を予め求めて設定しておく。   On the other hand, if the result of determination in step S102 is that the number of clusters is other than 1, the cluster analysis circuit 15 searches the distance table for the minimum value and determines whether the minimum value is greater than the constant α. (S103). The constant α is set in advance by obtaining a difference value between pixel values when it is determined to be an edge by experiment or the like.

ステップS103での判定の結果、最小値が定数αよりも大きい場合には、差分値が大きすぎるということであるので、クラスター分析回路15は、その部分がエッジになると判断してクラスターの併合を中止する。そして、クラスター分析回路15は、その時点の分類された画素情報(分類情報)を出力信号S12として、分類数を出力信号S13として出力し、クラスター分析処理を終了する。   If the minimum value is larger than the constant α as a result of the determination in step S103, it means that the difference value is too large. Therefore, the cluster analysis circuit 15 determines that the portion becomes an edge and merges the clusters. Cancel. Then, the cluster analysis circuit 15 outputs the classified pixel information (classification information) at that time as the output signal S12 and the classification number as the output signal S13, and ends the cluster analysis processing.

一方、ステップS103での判定の結果、最小値が定数α以下である場合には、比較した画素値の差分が小さく値が似ており、まだクラスターの併合を行うことが可能ということである。そのため、クラスター分析回路15は、差分値が最小の画素を同じクラスターとして併合する(S104)。クラスターの併合を行った場合には、クラスター分析回路15は、併合後の各クラスター間の距離を再度求めてテーブルの再構成を行い(S105)、ステップS102に戻る。そして、上述したステップS102以降の処理を繰り返し行う。   On the other hand, if the result of determination in step S103 is that the minimum value is less than or equal to the constant α, the difference between the compared pixel values is small and the values are similar, and cluster merging can still be performed. Therefore, the cluster analysis circuit 15 merges the pixels having the smallest difference value as the same cluster (S104). When the clusters are merged, the cluster analysis circuit 15 recalculates the distance between the clusters after merging to reconstruct the table (S105), and returns to step S102. And the process after step S102 mentioned above is performed repeatedly.

ここで、クラスターの併合後における併合されたクラスターとの距離の再演算は、例えば、下記に示すようなウォード法を使用して求める。
<ウォード法>
クラスターaとクラスターbとが併合されてクラスターcが作られたとする。また、クラスターaとクラスターbとが併合される前の、クラスターaとクラスターbの距離をdab、クラスターaとクラスターxの距離をdxa、クラスターbとクラスターxの距離をdxbとする。なお、クラスターxは、クラスターa及びクラスターbとは異なる他のクラスターである。このとき、併合後のクラスターcとクラスターxとの距離は、次式で求められる。
2 xc=αa2 xa+αb2 xb+βd2 ab
αa:(nx+na)/(nx+nc
αb:(nx+nb)/(nx+nc
β:−nx/(nx+nc
ただし、nxはクラスターxに含まれる個体数である。na、nb、ncについても同様である。
Here, the recalculation of the distance from the merged cluster after the merge of the clusters is obtained using, for example, the Ward method as shown below.
<Ward method>
Assume that cluster a and cluster b are merged to form cluster c. Further, the distance between the cluster a and the cluster b before the merge of the cluster a and the cluster b is d ab , the distance between the cluster a and the cluster x is d xa , and the distance between the cluster b and the cluster x is d xb . Note that the cluster x is another cluster different from the cluster a and the cluster b. At this time, the distance between cluster c and cluster x after merging is obtained by the following equation.
d 2 xc = α a d 2 xa + α b d 2 xb + βd 2 ab
α a : (n x + n a ) / (n x + n c )
α b : (n x + n b ) / (n x + n c )
β: −n x / (n x + n c )
Here, nx is the number of individuals included in the cluster x. n a, n b, The same is true for n c.

なお、併合されたクラスターとの距離の再計算の手法は、ウォード法に限ったものではなく、クラスター分析の手法で用いられている最短距離法などの他の手法であっても良い。   Note that the method of recalculating the distance to the merged cluster is not limited to the Ward method, and may be another method such as the shortest distance method used in the cluster analysis method.

上述した説明では、クラスター分析回路15、16におけるクラスター分析処理は、階層的クラスター分析処理を使用するようにしているが、非階層的クラスター分析処理を使用するようにしても良い。非階層的クラスター分析処理を使用する場合でも、階層的クラスター分析処理と同様に、データ同士の差分値を距離として求める。   In the above description, the cluster analysis processing in the cluster analysis circuits 15 and 16 uses hierarchical cluster analysis processing, but may use non-hierarchical cluster analysis processing. Even when the non-hierarchical cluster analysis process is used, the difference value between the data is obtained as the distance, as in the hierarchical cluster analysis process.

非階層的クラスター分析処理について、図4に示す具体例を参照して説明する。
図4においては、(A)に画素位置の模式図を示したように6画素(PA、PB、PC、PD、PE、PF)を使用し、分類するクラスター数を2としたクラスター分析処理の例を示している。なお、(B)〜(E)に示す線分図では、それぞれの画素の画素値を示している。
Non-hierarchical cluster analysis processing will be described with reference to a specific example shown in FIG.
In FIG. 4, as shown in the schematic diagram of the pixel position in (A), the cluster analysis process using 6 pixels (PA, PB, PC, PD, PE, PF), and the number of clusters to be classified is 2. An example is shown. In the line segment diagrams shown in (B) to (E), the pixel values of the respective pixels are shown.

非階層的クラスター分析処理では、まず、分類の始点となる画素をランダムに選択する。図4に示す例では、画素PA、PFを始点として処理を行っている(図4(B)参照)。次に、分類を行うそれぞれの画素と始点との画素値の差分値を距離として計算し、距離が近い方のクラスターに仮に分類を行う(図4(C)参照)。図4(C)に示す例では、画素PAと画素PDを同じクラスターに分類し、画素PBと画素PCと画素PEと画素PFを同じクラスターに分類している。   In the non-hierarchical cluster analysis process, first, a pixel to be a classification starting point is randomly selected. In the example shown in FIG. 4, processing is performed starting from the pixels PA and PF (see FIG. 4B). Next, the difference value between the pixel values of each pixel to be classified and the starting point is calculated as a distance, and classification is temporarily performed on a cluster having a shorter distance (see FIG. 4C). In the example shown in FIG. 4C, the pixel PA and the pixel PD are classified into the same cluster, and the pixel PB, the pixel PC, the pixel PE, and the pixel PF are classified into the same cluster.

分類が終了したら、各クラスター内の重心を求める。重心は、例えばクラスター内の画素の画素値の平均値を使用することができる。続いて、重心を求めたら、再び各画素と重心との距離の演算を行い、仮に分類されているクラスターの重心よりも別のクラスターの重心との距離が近い場合にはクラスターの移動を行う。クラスター間の移動が発生した場合には、クラスターの重心に変化が生じるため、再度重心を求めて各画素と重心との距離を求める処理を再度行う。クラスター間の移動が発生しなかった場合には、これ以上処理を繰り返しても結果は変わらないので処理を終了する(図4(D)、(E)参照)。   When classification is completed, the center of gravity in each cluster is obtained. As the center of gravity, for example, an average value of pixel values of pixels in the cluster can be used. Subsequently, after obtaining the center of gravity, the calculation of the distance between each pixel and the center of gravity is performed again. If the center of gravity of another cluster is closer to the center of gravity of another cluster, the cluster is moved. When the movement between the clusters occurs, the center of gravity of the cluster changes, so that the process of obtaining the center of gravity again and obtaining the distance between each pixel and the center of gravity is performed again. If movement between clusters does not occur, the result is not changed even if the process is repeated any more, so the process ends (see FIGS. 4D and 4E).

図5は、非階層的クラスター分析処理の流れを示すフローチャートである。
図5に示す例では、クラスター数を2つとして処理を行っているが、これに限定されるものではなく、3つ以上のクラスターに分類して処理を行っても良い。
FIG. 5 is a flowchart showing the flow of non-hierarchical cluster analysis processing.
In the example shown in FIG. 5, the processing is performed with the number of clusters being two. However, the processing is not limited to this, and the processing may be performed by classifying into three or more clusters.

クラスター分析回路15は、まず2つのクラスターに分類することを目標とするため、分類の始点として2つの画素(例えば、左上、右下の位置に存在する画素)を選択して、仮の別のクラスターに分類する(S201)。次に、クラスター分析回路15は、全画素に対して始点からの距離を求め、画素の各々を距離が近い方のクラスターに分類する(S202)。ここでの距離は画素値の差分値とする。   Since the cluster analysis circuit 15 first aims to classify into two clusters, it selects two pixels (for example, pixels that exist in the upper left and lower right positions) as the starting point of the classification, Classify into clusters (S201). Next, the cluster analysis circuit 15 obtains the distance from the starting point for all the pixels, and classifies each of the pixels into a cluster having a shorter distance (S202). The distance here is a difference value of pixel values.

次に、クラスター分析回路15は、分類されたクラスター内の重心を求める(S203)。本実施形態では、一例としてクラスター内の重心として画素値の平均値を求めるものとする。続いて、クラスター分析回路15は、求めた重心からの距離を全画素に対して求め、距離が近い方のクラスターに再度分類を行う(S204)。ここで、所属しているクラスターとは別のクラスターの重心の方が距離が近い場合には、クラスターの移動を行う。   Next, the cluster analysis circuit 15 obtains the center of gravity in the classified cluster (S203). In the present embodiment, as an example, an average value of pixel values is obtained as the center of gravity in the cluster. Subsequently, the cluster analysis circuit 15 obtains the obtained distance from the center of gravity with respect to all the pixels, and classifies it again into a cluster having a shorter distance (S204). Here, when the center of gravity of a cluster different from the cluster to which it belongs is closer, the cluster is moved.

ステップS204での処理においてクラスター間の移動が発生した場合には(S205のYes)、最適な分類が行われていなかったということであるので、クラスター分析回路15は、ステップS203に戻る。すなわち、クラスター分析回路15は、クラスター内の重心を再度求め(S203)、クラスターの再分類の処理を行う(S204)。この処理をクラスター間の移動が発生しなくなるまで繰り返し行う。   If movement between clusters occurs in the processing in step S204 (Yes in S205), it means that the optimum classification has not been performed, and the cluster analysis circuit 15 returns to step S203. That is, the cluster analysis circuit 15 obtains the center of gravity in the cluster again (S203) and performs cluster reclassification processing (S204). This process is repeated until no movement between clusters occurs.

一方、ステップS204での処理においてクラスター間の移動が発生しなかった場合には(S205のNo)、これ以上再分類の処理を行っても変化はないので、クラスター分析回路15は、クラスター分類に係る処理を終了する。   On the other hand, if no movement between clusters has occurred in the process in step S204 (No in S205), there is no change even if the reclassification process is further performed. This process is terminated.

クラスター分類に係る処理を終了した後、クラスター分析回路15は、予め設定したクラスターの分類数2が正当なものであるか否かの判定を行う。
まず、クラスター分析回路15は、分類されたクラスターの重心間の距離が定数βよりも大きいかどうかを判定する(S206)。なお、定数βは、予め実験等により求められた値を使用する。
After finishing the process related to the cluster classification, the cluster analysis circuit 15 determines whether or not the preset cluster classification number 2 is valid.
First, the cluster analysis circuit 15 determines whether the distance between the centroids of the classified clusters is larger than the constant β (S206). For the constant β, a value obtained in advance through experiments or the like is used.

ステップS206での判定の結果、分類されたクラスターの重心間の距離が定数β以下である場合には、2つのクラスターの距離が近いということであるので、別のクラスターに分類するべきではないと判断できる。したがって、クラスター分析回路15は、分類数「1」を出力信号S13として出力し(S207)、クラスター分析処理を終了する。   As a result of the determination in step S206, if the distance between the centroids of the classified clusters is equal to or less than the constant β, it means that the distance between the two clusters is close, and therefore it should not be classified into another cluster. I can judge. Therefore, the cluster analysis circuit 15 outputs the classification number “1” as the output signal S13 (S207), and ends the cluster analysis process.

一方、ステップS206での判定の結果、分類されたクラスターの重心間の距離が定数βよりも大きい場合には、クラスター分析回路15は、さらに細かいクラスターに分類可能であったかどうかの判定を行う。具体的には、クラスター分析回路15は、分類された各クラスターについてクラスター内での距離の最大値を求め、その最大値が定数γよりも大きいかどうかを判定する(S208)。なお、定数γは、予め実験等により求められた値を使用する。   On the other hand, as a result of the determination in step S206, if the distance between the centroids of the classified clusters is larger than the constant β, the cluster analysis circuit 15 determines whether or not classification into finer clusters can be performed. Specifically, the cluster analysis circuit 15 calculates the maximum value of the distance in the cluster for each classified cluster, and determines whether the maximum value is larger than the constant γ (S208). The constant γ uses a value obtained in advance by experiments or the like.

ステップS208での判定の結果、分類されたクラスター内での距離の最大値が定数γよりも大きい場合には、距離が離れていてエッジであると考えられる画素を同じクラスターに分類していたということになるので、分類数は3つ以上であると判断できる。したがって、クラスター分析回路15は、分類数「3」を出力信号S13として出力し(S209)、クラスター分析処理を終了する。   As a result of the determination in step S208, when the maximum value of the distance in the classified cluster is larger than the constant γ, it is said that the pixels that are separated from each other and are considered to be edges are classified into the same cluster. Therefore, it can be determined that the number of classifications is three or more. Therefore, the cluster analysis circuit 15 outputs the classification number “3” as the output signal S13 (S209), and ends the cluster analysis process.

一方、ステップS208での判断の結果、分類されたクラスター内での距離の最大値が定数γ以下である場合には、分類数として2が最適であると判断することができる。したがって、クラスター分析回路15は、分類数「2」を出力信号S13として出力し(S210)、クラスター分析処理を終了する。   On the other hand, as a result of the determination in step S208, when the maximum value of the distance in the classified cluster is equal to or smaller than the constant γ, it can be determined that 2 is the optimum number of classifications. Therefore, the cluster analysis circuit 15 outputs the classification number “2” as the output signal S13 (S210), and ends the cluster analysis process.

なお、上述した本実施形態におけるクラスター分析の手法は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。   Note that the cluster analysis technique in the present embodiment described above is an example, and the present invention is not limited to this.

次に、相関判定回路17Aによる相関判定処理について説明する。
図6は、第1の実施形態における相関判定処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態における相関判定処理では、現フィールドの分割されたクラスター数によって処理を分ける。現フィールドの分割されたクラスター数は、クラスターの分類数を示しているクラスター分析回路15の出力信号S13により判断することができる。
Next, the correlation determination process by the correlation determination circuit 17A will be described.
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the correlation determination process in the first embodiment. In the correlation determination process in the present embodiment, the process is divided according to the number of divided clusters in the current field. The number of clusters divided in the current field can be determined from the output signal S13 of the cluster analysis circuit 15 indicating the number of cluster classifications.

以下に説明する図6には、現フィールドのクラスター数が2であるときにパターンの照合処理を行う場合を一例として示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現フィールドのクラスター数が3つ以上であるときにもパターンの照合処理を行っても良く、一定数以上のクラスター数に分類されたときにパターンの照合を行わないようにすれば良い。   FIG. 6 described below shows, as an example, a case where pattern matching processing is performed when the number of clusters in the current field is 2, but the present invention is not limited to this. For example, pattern matching processing may be performed even when the number of clusters in the current field is three or more, and pattern matching may not be performed when the number of clusters is more than a certain number.

相関判定回路17Aは、相関判定処理を開始すると、まず、クラスター分析回路15からの出力信号S13に基づいて、現フィールドの分割されたクラスター数がいくつであるか判定する(S301)。   When the correlation determination circuit 17A starts the correlation determination process, the correlation determination circuit 17A first determines how many clusters are divided in the current field based on the output signal S13 from the cluster analysis circuit 15 (S301).

ステップS301での判定の結果、分割されたクラスター数が1であるときには、クラスター分析処理を行った領域が1つのクラスターに併合されたということなので、エッジを含まない平面であると判断することができる。したがって、相関判定回路17Aは、セレクタ19においてフィールド内補間処理を行った値(フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19)が選択されるように、補間方法の制御信号S17Aとして“0”を出力する。また、相関判定回路17Aは、フィールド内補間信号生成回路18においてフィールド内補間処理を行うときの参照画素として平面のデータすべてを使用するように、クラスター分析処理を行った領域の全画素の情報を出力信号S18として出力する(S302)。   As a result of the determination in step S301, when the number of divided clusters is 1, it means that the area subjected to the cluster analysis processing has been merged into one cluster, and therefore it can be determined that the plane does not include an edge. it can. Therefore, the correlation determination circuit 17A sets “0” as the control signal S17A for the interpolation method so that the value obtained by performing the intra-field interpolation processing in the selector 19 (the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18) is selected. Output. Further, the correlation determination circuit 17A obtains information on all the pixels in the region subjected to the cluster analysis process so that all the plane data is used as reference pixels when the intra-field interpolation signal generation circuit 18 performs the intra-field interpolation process. The output signal S18 is output (S302).

ステップS301での判定の結果、分割されたクラスター数が2であるときには、相関判定回路17Aは、予め用意したパターンとの比較を行い、エッジの形状の判定及びフィールド間の動きの判定を行う。なお、現フィールドの分割された領域の情報は、クラスターの分類情報を示しているクラスター分析回路15の出力信号S12により判断することができる。   As a result of the determination in step S301, when the number of divided clusters is 2, the correlation determination circuit 17A compares with a previously prepared pattern to determine the edge shape and the motion between fields. The information of the divided area of the current field can be determined by the output signal S12 of the cluster analysis circuit 15 indicating the cluster classification information.

予め用意しているパターンの一例を図7に示す。現フィールドのそれぞれのパターンには、静止している場合に予想される前フィールドのパターン情報も用意されている。また、用意されているパターンには、エッジを判定する際に、「完全に一致しなければならない位置」と「一致しなくても良い位置」というものが存在している。   An example of patterns prepared in advance is shown in FIG. For each pattern of the current field, pattern information of the previous field that is expected when stationary is also prepared. The prepared patterns include “a position that must be completely matched” and “a position that does not have to be matched” when determining an edge.

分割されたクラスター数が2であるとき、相関判定回路17Aは、まず、クラスター分析回路15の出力信号S12により現フィールドの分割された領域の情報を取得する。そして、相関判定回路17Aは、取得した現フィールドの分割された領域の情報と、用意されたパターンとを順次比較し、「完全に一致しなければならない位置」の分類が、すべて一致しているパターンを検出する(S303)。   When the number of divided clusters is 2, the correlation determination circuit 17A first acquires information on the divided areas of the current field from the output signal S12 of the cluster analysis circuit 15. Then, the correlation determination circuit 17A sequentially compares the acquired information on the divided areas of the current field and the prepared pattern, and all the classifications of “positions that must be completely matched” match. A pattern is detected (S303).

次に、相関判定回路17Aは、ステップS303において検出したパターンから、前フィールドのクラスター分析の結果と比較するためのパターンを取得する(S304)。そして、相関判定回路17Aは、クラスターの分類情報を示しているクラスター分析回路16の出力信号S15により前フィールドの分割された領域の情報を取得し、先に取得した前フィールドのパターンとの比較を行う(S305)。   Next, the correlation determination circuit 17A acquires a pattern for comparison with the cluster analysis result of the previous field from the pattern detected in step S303 (S304). Then, the correlation determination circuit 17A acquires information on the divided area of the previous field from the output signal S15 of the cluster analysis circuit 16 indicating the cluster classification information, and compares it with the pattern of the previous field acquired previously. This is performed (S305).

ステップS305での比較の結果、「完全に一致しなければならない位置」の分類がすべて一致している場合には(S306のYes)、その分割された領域は静止しているエッジであると判断することができる。したがって、相関判定回路17Aは、セレクタ19において前フィールドの値(フィールドメモリ14の出力信号S14)が選択されるように、補間方法の制御信号S17Aとして“1”を出力する(S307)。このときフィールド内補間処理は行わないので、出力信号S18は特に制約はない。   As a result of the comparison in step S305, when all the classifications of “positions that must be completely matched” match (Yes in S306), it is determined that the divided area is a stationary edge. can do. Accordingly, the correlation determination circuit 17A outputs “1” as the control signal S17A of the interpolation method so that the value of the previous field (output signal S14 of the field memory 14) is selected by the selector 19 (S307). At this time, since intra-field interpolation processing is not performed, the output signal S18 is not particularly limited.

一方、ステップS305での比較の結果、「完全に一致しなければならない位置」の分類が一致しなかった場合には(S306のNo)、その分割された領域は動いているエッジであると判断することができる。したがって、相関判定回路17Aは、セレクタ19においてフィールド内補間処理を行った値(フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19)が選択されるように、補間方法の制御信号S17Aとして“0”を出力する。また、フィールド内補間処理を行うときの参照画素位置は、補間点が含まれているクラスターの位置情報を現フィールドのパターンから取得し、相関判定回路17Aの出力信号S18としてフィールド内補間信号生成回路18に出力する(S308)。   On the other hand, as a result of the comparison in step S305, if the classification of “positions that must be completely matched” does not match (No in S306), it is determined that the divided area is a moving edge. can do. Therefore, the correlation determination circuit 17A sets “0” as the control signal S17A for the interpolation method so that the value obtained by performing the intra-field interpolation processing in the selector 19 (the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18) is selected. Output. The reference pixel position when performing the intra-field interpolation processing acquires the position information of the cluster including the interpolation point from the pattern of the current field, and uses the intra-field interpolation signal generation circuit as the output signal S18 of the correlation determination circuit 17A. 18 (S308).

ステップS301での判定の結果、分割されたクラスター数が3以上であるときには、クラスター分析処理を行った領域が複数のエッジが含まれている混沌とした領域であると判断することができる。したがって、相関判定回路17Aは、セレクタ19においてフィールド内補間処理を行った値(フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19)が選択されるように、補間方法の制御信号S17Aとして“0”を出力する。また、フィールド内補間処理を行うときの参照画素位置は、エッジの方向を判定することができない領域であるため、補間点の上下の画素の情報を相関判定回路17Aの出力信号S18として出力する(S309)。   As a result of the determination in step S301, when the number of divided clusters is 3 or more, it can be determined that the area subjected to the cluster analysis process is a chaotic area including a plurality of edges. Therefore, the correlation determination circuit 17A sets “0” as the control signal S17A for the interpolation method so that the value obtained by performing the intra-field interpolation processing in the selector 19 (the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18) is selected. Output. Further, since the reference pixel position when performing the intra-field interpolation processing is a region where the edge direction cannot be determined, information on the pixels above and below the interpolation point is output as the output signal S18 of the correlation determination circuit 17A ( S309).

第1の実施形態によれば、クラスター分析処理を行い、その結果によりクラスター分析処理を行った領域の画像の形状及びフィールド間の画像の動きを判定する。そして、判定結果に応じて、フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19又はフィールドメモリ14の出力信号S14の何れか一方を補間信号としてプログレッシブ変換回路20に出力する。   According to the first embodiment, the cluster analysis process is performed, and the shape of the image of the area subjected to the cluster analysis process and the movement of the image between fields are determined based on the result. Then, according to the determination result, either the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18 or the output signal S14 of the field memory 14 is output to the progressive conversion circuit 20 as an interpolation signal.

これにより、周囲の画素との相関を考慮したエッジの方向判定が可能となり、エッジの方向判定の精度を向上させ、エッジの方向に沿って滑らかな補間を行うことが可能になる。したがって、正確にエッジの方向を判定して高精細な補間画像を生成することができ、良好なプログレッシブ走査の映像信号を出力することができる。   As a result, the edge direction can be determined in consideration of the correlation with the surrounding pixels, the accuracy of the edge direction determination can be improved, and smooth interpolation can be performed along the edge direction. Accordingly, it is possible to accurately determine the edge direction and generate a high-definition interpolated image, and to output a video signal of good progressive scanning.

(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図8は、第2の実施形態に係る画像処理装置2の構成例を示すブロック図である。図8には、第2の実施形態に係る画像処理装置2を適用した撮像システムを一例として図示している。図8において、図1に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the image processing apparatus 2 according to the second embodiment. FIG. 8 illustrates an example of an imaging system to which the image processing apparatus 2 according to the second embodiment is applied. 8, components having the same functions as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図8に示す撮像システムは、CCD11、A/D変換器12、カメラ信号処理回路13、及び画像処理装置2を有する。画像処理装置2は、フィールドメモリ14、クラスター分析回路15、16、相関判定回路17B、フィールド内補間信号生成回路18、補間信号生成回路21、及びプログレッシブ変換回路20を有する。画像処理装置2は、インタレース走査の映像信号(カメラ信号処理回路13の出力信号)S11を入力信号とし、クラスター分析を用いたエッジの方向判定等を行うことにより補間画像を生成してプログレッシブ走査の映像信号S21を出力する。   The imaging system shown in FIG. 8 includes a CCD 11, an A / D converter 12, a camera signal processing circuit 13, and an image processing device 2. The image processing apparatus 2 includes a field memory 14, cluster analysis circuits 15 and 16, a correlation determination circuit 17 </ b> B, an intra-field interpolation signal generation circuit 18, an interpolation signal generation circuit 21, and a progressive conversion circuit 20. The image processing apparatus 2 uses the interlaced scanning video signal (the output signal of the camera signal processing circuit 13) S11 as an input signal, generates an interpolated image by performing edge direction determination using cluster analysis, etc., and performs progressive scanning. The video signal S21 is output.

相関判定回路(判定手段)17Bは、クラスター分析回路15の出力信号S12、S13、及びクラスター分析回路16の出力信号S15、S16が入力される。相関判定回路17Bは、出力信号S12、S13、及び出力信号S15、S16によって示されるクラスター分析の結果からエッジの形状の判定及びフィールド間での動きの判定を行う。相関判定回路17Bは、判定結果に基づいて、補間信号生成回路21に補間方法の制御信号S17Bを出力し、フィールド内補間信号生成回路18に補間値を算出するために使用する参照画素の位置情報を出力信号(位置信号)S18として出力する。   The correlation determination circuit (determination means) 17B receives the output signals S12 and S13 of the cluster analysis circuit 15 and the output signals S15 and S16 of the cluster analysis circuit 16. The correlation determination circuit 17B determines the shape of the edge and the movement between fields from the results of cluster analysis indicated by the output signals S12 and S13 and the output signals S15 and S16. Based on the determination result, the correlation determination circuit 17B outputs an interpolation method control signal S17B to the interpolation signal generation circuit 21, and the intra-field interpolation signal generation circuit 18 uses reference pixel position information to calculate an interpolation value. Is output as an output signal (position signal) S18.

補間信号生成回路(第2の補間信号生成手段)21は、フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19、フィールドメモリ14の出力信号S14、及び相関判定回路17Bからの補間方法の制御信号S17Bが入力される。補間信号生成回路21は、フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19とフィールドメモリ14の出力信号S14とを線形合成することにより補間信号を生成し出力信号S22として出力する。この線形合成では、補間方法の制御信号S17Bが“0”に近いほど、フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19に近い値が出力信号S22として出力される。なお、補間信号生成回路21の出力信号S22が、第1の実施形態における信号S20に対応し、プログレッシブ変換回路20に入力される。   The interpolation signal generation circuit (second interpolation signal generation means) 21 includes an output signal S19 from the intra-field interpolation signal generation circuit 18, an output signal S14 from the field memory 14, and an interpolation method control signal S17B from the correlation determination circuit 17B. Entered. The interpolation signal generation circuit 21 generates an interpolation signal by linearly synthesizing the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18 and the output signal S14 of the field memory 14, and outputs it as an output signal S22. In this linear synthesis, as the interpolation method control signal S17B is closer to "0", a value closer to the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18 is output as the output signal S22. The output signal S22 of the interpolation signal generation circuit 21 corresponds to the signal S20 in the first embodiment and is input to the progressive conversion circuit 20.

相関判定回路17Bによる相関判定処理について説明する。
図9は、第2の実施形態における相関判定処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態における相関判定処理では、クラスター分析回路15の出力信号S13により現フィールドの分割されたクラスター数を判断し、そのクラスター数によって処理を分ける。
The correlation determination process by the correlation determination circuit 17B will be described.
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the correlation determination process in the second embodiment. In the correlation determination processing in this embodiment, the number of clusters divided in the current field is determined by the output signal S13 of the cluster analysis circuit 15, and the processing is divided according to the number of clusters.

以下に説明する図9には、現フィールドのクラスター数が2であるときにパターンの照合処理を行う場合を一例として示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現フィールドのクラスター数が3つ以上であるときにもパターンの照合処理を行っても良く、一定数以上のクラスター数に分類されたときにパターンの照合を行わないようにすれば良い。   FIG. 9 described below shows, as an example, a case where pattern matching processing is performed when the number of clusters in the current field is 2, but the present invention is not limited to this. For example, pattern matching processing may be performed even when the number of clusters in the current field is three or more, and pattern matching may not be performed when the number of clusters is more than a certain number.

相関判定回路17Bは、相関判定処理を開始すると、まず、クラスター分析回路15からの出力信号S13に基づいて、現フィールドの分割されたクラスター数がいくつであるか判定する(S401)。   When the correlation determination circuit 17B starts the correlation determination process, it first determines how many clusters the current field has been divided based on the output signal S13 from the cluster analysis circuit 15 (S401).

ステップS401での判定の結果、分割されたクラスター数が1であるときには、クラスター分析処理を行った領域が1つのクラスターに併合されたということなので、エッジを含まない平面であると判断することができる。したがって、相関判定回路17Bは、補間信号生成回路21においてフィールド内補間処理を行った値(フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19)が使用されるように、補間方法の制御信号S17Bとして“0”を出力する。また、フィールド内補間信号生成回路18においてフィールド内補間処理を行うときの参照画素として平面のデータすべてを使用するように、クラスター分析処理を行った領域の全画素の情報を出力信号S18として出力する(S402)。   As a result of the determination in step S401, when the number of divided clusters is 1, it means that the area subjected to the cluster analysis processing has been merged into one cluster, and therefore it can be determined that the plane does not include an edge. it can. Therefore, the correlation determination circuit 17B uses the value obtained by performing the intra-field interpolation processing in the interpolation signal generation circuit 21 (the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18) as the interpolation method control signal S17B. 0 ”is output. In addition, the information of all the pixels in the region subjected to the cluster analysis processing is output as the output signal S18 so that all the plane data is used as the reference pixels when the intra-field interpolation signal generation circuit 18 performs the intra-field interpolation processing. (S402).

ステップS401での判定の結果、分割されたクラスター数が2であるときには、相関判定回路17Bは、図7に一例を示したような予め用意したパターンとの比較を行い、エッジの形状の判定及びフィールド間の画像の動きの判定を行う。現フィールドの分割された領域の情報は、クラスター分析回路15の出力信号S12により判断することができる。   As a result of the determination in step S401, when the number of divided clusters is 2, the correlation determination circuit 17B performs comparison with a pattern prepared in advance as shown in FIG. Judge the movement of the image between fields. Information on the divided area of the current field can be determined by the output signal S12 of the cluster analysis circuit 15.

現フィールドのそれぞれのパターンには、静止している場合に予想される前フィールドのパターン情報、及び前フィールドで除外しなければならないパターン情報も用意されている。前フィールドで除外しなければならないパターンとは、エッジの方向が逆であるものや、エッジの形状がまったく異なるもののパターンを意味している。また、用意されているパターンには、エッジを判定する際に、「完全に一致しなければならない位置」と「一致しなくても良い位置」というものが存在している。   For each pattern in the current field, there is also prepared pattern information of the previous field that is expected when still, and pattern information that must be excluded in the previous field. The pattern that must be excluded in the previous field means a pattern in which the direction of the edge is reversed or the shape of the edge is completely different. The prepared patterns include “a position that must be completely matched” and “a position that does not have to be matched” when determining an edge.

分割されたクラスター数が2であるとき、相関判定回路17Bは、クラスター分析回路15の出力信号S12により現フィールドの分割された領域の情報を取得する。そして、相関判定回路17Bは、取得した現フィールドの分割された領域の情報と、用意されたパターンとを順次比較していき、「完全に一致しなければならない位置」の分類が、すべて一致しているパターンを検出する(S403)。   When the number of divided clusters is 2, the correlation determination circuit 17B acquires information on the divided areas of the current field from the output signal S12 of the cluster analysis circuit 15. Then, the correlation determination circuit 17B sequentially compares the acquired information on the divided areas of the current field and the prepared pattern, and the classification of “positions that must be completely matched” matches. The detected pattern is detected (S403).

次に、相関判定回路17Bは、ステップS403において検出したパターンから、前フィールドのクラスター分析の結果と比較するためのパターンのうち、除外しなければならないパターンの情報を取得する(S404)。そして、相関判定回路17Bは、クラスター分析回路16の出力信号S15により前フィールドの分割された領域の情報を取得し、ステップS404において取得した前フィールドのパターンとの比較を行う(S405)。   Next, the correlation determination circuit 17B acquires information on the pattern that should be excluded from the patterns to be compared with the cluster analysis result of the previous field from the pattern detected in step S403 (S404). Then, the correlation determination circuit 17B acquires information on the divided area of the previous field from the output signal S15 of the cluster analysis circuit 16, and compares it with the pattern of the previous field acquired in step S404 (S405).

ステップS405での比較の結果、「完全に一致しなければならない位置」の分類がすべて一致している場合には(S406のYes)、ステップS407に進む。そして、相関判定回路17Bは、現フィールドとの相関判定処理を行わないようにするために、補間方法の制御信号S17Bとして“0”を出力し、相関判定処理を終了する。また、フィールド内補間処理を行うときの参照画素位置は、補間点が含まれているクラスターの位置情報を現フィールドのパターンから取得し、相関判定回路17Bの出力信号S18としてフィールド内補間信号生成回路18に出力する(S407)。この処理は、後述する一致している画素数のカウントを行う際に、まったく形状が違うエッジに対してカウントを行った場合にも値が大きくなってしまう可能性があるため、予め除外できるパターンについては別の処理で判定を行えるようにするためのものである。   As a result of the comparison in step S405, if all the classifications of “positions that must be completely matched” match (Yes in S406), the process proceeds to step S407. Then, the correlation determination circuit 17B outputs “0” as the control signal S17B of the interpolation method so as not to perform the correlation determination process with the current field, and ends the correlation determination process. The reference pixel position when performing the intra-field interpolation processing acquires the position information of the cluster including the interpolation point from the pattern of the current field, and uses the intra-field interpolation signal generation circuit as the output signal S18 of the correlation determination circuit 17B. 18 (S407). In this process, when counting the number of matching pixels, which will be described later, the value may increase even when counting is performed for an edge having a completely different shape. This is to enable determination by another process.

一方、ステップS405での比較の結果、「完全に一致しなければならない位置」の分類が一致しなかった場合には(S406のNo)、ステップS408に進む。相関判定回路17Bは、ステップS403において検出したパターンから、前フィールドのクラスター分析の結果と比較するためのパターンのうち、静止しているか判定を行うためのパターンの情報を取得する(S408)。そして、相関判定回路17Bは、クラスター分析回路16の出力信号S15により前フィールドの分割された領域の情報を取得し、ステップS408において取得した前フィールドのパターンとの比較を行う(S409)。   On the other hand, as a result of the comparison in step S405, if the classification of “positions that must be completely matched” does not match (No in S406), the process proceeds to step S408. The correlation determination circuit 17B acquires pattern information for determining whether the pattern is stationary among the patterns for comparison with the result of cluster analysis in the previous field from the pattern detected in step S403 (S408). Then, the correlation determination circuit 17B acquires information on the divided area of the previous field from the output signal S15 of the cluster analysis circuit 16, and compares it with the pattern of the previous field acquired in step S408 (S409).

相関判定回路17Bは、ステップS409において比較を行うときに、「完全に一致しなければならない位置」の画素がいくつ一致しているかをカウントしておき、一致した画素の割合を補間方法の制御信号S17Bとして出力する。また、フィールド内補間処理を行うときの参照画素位置は、補間点が含まれているクラスターの位置情報を現フィールドのパターンから取得し、相関判定回路17Bの出力信号S18としてフィールド内補間信号生成回路18に出力する(S410)。   The correlation determination circuit 17B counts how many pixels at “positions that must be completely matched” when performing the comparison in step S409, and determines the ratio of the matched pixels as a control signal for the interpolation method. Output as S17B. The reference pixel position when performing the intra-field interpolation processing acquires the position information of the cluster including the interpolation point from the pattern of the current field, and uses the intra-field interpolation signal generation circuit as the output signal S18 of the correlation determination circuit 17B. 18 (S410).

ステップS401での判定の結果、分割されたクラスター数が3以上であるときには、クラスター分析処理を行った領域が複数のエッジが含まれている混沌とした領域であると判断することができる。したがって、相関判定回路17Bは、補間信号生成回路21においてフィールド内補間処理を行った値(フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19)が選択されるように、補間方法の制御信号S17Bとして“0”を出力する。また、フィールド内補間処理を行うときの参照画素位置は、エッジの方向を判定することができない領域であるため、補間点の上下の画素の情報を相関判定回路17Bの出力信号S18として出力する(S411)。   As a result of the determination in step S401, when the number of divided clusters is 3 or more, it can be determined that the area subjected to the cluster analysis process is a chaotic area including a plurality of edges. Accordingly, the correlation determination circuit 17B selects “a value (the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18) subjected to the intra-field interpolation processing in the interpolation signal generation circuit 21 as the control signal S17B for the interpolation method”. 0 ”is output. In addition, since the reference pixel position when performing the intra-field interpolation processing is a region where the edge direction cannot be determined, information on pixels above and below the interpolation point is output as the output signal S18 of the correlation determination circuit 17B ( S411).

第2の実施形態によれば、クラスター分析処理を行い、その結果によりクラスター分析処理を行った領域の画像の形状及びフィールド間の画像の動きを判定する。そして、判定結果に応じて、フィールド内補間信号生成回路18の出力信号S19とフィールドメモリ14の出力信号S14とを線形合成して補間信号を生成しプログレッシブ変換回路20に出力する。これにより、周囲の画素との相関を考慮したエッジの方向判定が可能となり、エッジの方向判定の精度を向上させて高精細な補間画像を生成することができ、良好なプログレッシブ走査の映像信号を出力することができる。   According to the second embodiment, the cluster analysis process is performed, and the shape of the image of the region subjected to the cluster analysis process and the movement of the image between fields are determined based on the result. Then, according to the determination result, the output signal S19 of the intra-field interpolation signal generation circuit 18 and the output signal S14 of the field memory 14 are linearly synthesized to generate an interpolation signal, which is output to the progressive conversion circuit 20. This makes it possible to determine the edge direction in consideration of the correlation with surrounding pixels, improve the accuracy of the edge direction determination, generate a high-definition interpolated image, and generate a good progressive scan video signal. Can be output.

(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図10は、第3の実施形態に係る画像処理装置3の構成例を示すブロック図である。図10には、第3の実施形態に係る画像処理装置3を適用した撮像システムを一例として図示している。図10において、図1に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the image processing apparatus 3 according to the third embodiment. FIG. 10 illustrates an example of an imaging system to which the image processing device 3 according to the third embodiment is applied. 10, constituent elements having the same functions as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図10に示す撮像システムは、CCD11、A/D変換器12、カメラ信号処理回路13、及び画像処理装置3を有する。画像処理装置3は、フィールドメモリ14、クラスター分析回路15、形状判定回路31A、フィールド内補間信号生成回路32A、動き判定回路33、補間信号生成回路34、及びプログレッシブ変換回路20を有する。画像処理装置3は、インタレース走査の映像信号(カメラ信号処理回路13の出力信号)S11を入力信号とし、クラスター分析を用いた形状判定等を行うことにより補間画像を生成してプログレッシブ走査の映像信号S21を出力する。   The imaging system shown in FIG. 10 includes a CCD 11, an A / D converter 12, a camera signal processing circuit 13, and an image processing device 3. The image processing apparatus 3 includes a field memory 14, a cluster analysis circuit 15, a shape determination circuit 31A, an intra-field interpolation signal generation circuit 32A, a motion determination circuit 33, an interpolation signal generation circuit 34, and a progressive conversion circuit 20. The image processing device 3 receives an interlaced scanning video signal (output signal from the camera signal processing circuit 13) S11 as an input signal, generates an interpolated image by performing shape determination using cluster analysis, and the like, and performs progressive scanning video. The signal S21 is output.

形状判定回路(判定手段、形状判定手段)31Aは、クラスター分析回路15の出力信号S12、S13が入力され、出力信号S12、S13により示されるクラスター分析の結果からクラスター分析処理を行った領域の画像のエッジの形状を判定する。形状判定回路31Aは、判定結果に基づいて、フィールド内補間信号生成回路32Aにフィールド内補間値を算出するための出力信号S31Aを出力する。   The shape determination circuit (determination unit, shape determination unit) 31A receives the output signals S12 and S13 of the cluster analysis circuit 15, and receives an image of a region where cluster analysis processing has been performed based on the results of cluster analysis indicated by the output signals S12 and S13. Determine the edge shape. Based on the determination result, the shape determination circuit 31A outputs an output signal S31A for calculating the intra-field interpolation value to the intra-field interpolation signal generation circuit 32A.

具体的には、形状判定回路31Aは、クラスターの分類数を示しているクラスター分析回路15の出力信号S13により分割されたクラスター数を判断し、そのクラスター数によってクラスター分析処理を行った領域の形状を判定する。   Specifically, the shape determination circuit 31A determines the number of clusters divided by the output signal S13 of the cluster analysis circuit 15 indicating the number of cluster classifications, and the shape of the region subjected to the cluster analysis processing based on the number of clusters. Determine.

分割されたクラスター数が1であるときには、クラスター分析処理を行った領域が1つのクラスターに併合されたということなので、形状判定回路31Aは、クラスター分析処理を行った領域が平面であると判断することができる。この場合には、形状判定回路31Aは、フィールド内補間信号生成回路32Aにおいてフィールド内補間処理を行うときの参照画素として平面のデータすべてを使用するように、クラスター分析処理を行った領域の全画素の情報を出力信号S31Aとして出力する。   When the number of divided clusters is 1, it means that the area subjected to the cluster analysis process has been merged into one cluster, so the shape determination circuit 31A determines that the area subjected to the cluster analysis process is a plane. be able to. In this case, the shape determination circuit 31A uses all the plane data as reference pixels when the intra-field interpolation signal generation circuit 32A performs the intra-field interpolation processing, so that all the pixels in the region subjected to the cluster analysis processing are used. Is output as an output signal S31A.

また、分割されたクラスター数が2であるときには、クラスター分析処理を行った領域が2つの領域に正確に分割されたということなので、形状判定回路31Aは、補間点を含むクラスターの位置情報(参照画素位置の情報)を出力信号S31Aとして出力する。   In addition, when the number of divided clusters is 2, it means that the area where the cluster analysis processing has been performed has been accurately divided into two areas, and therefore the shape determination circuit 31A has the position information (refer to reference) of the clusters including the interpolation points. The pixel position information) is output as the output signal S31A.

また、分割されたクラスター数が3以上であるときには、クラスター分析処理を行った領域が複数のエッジが含まれている混沌とした領域であると判断することができる。この場合には、形状判定回路31Aは、エッジの判定を行うことができないため、補間点の上下の画素の情報を出力信号S31として出力する。   Further, when the number of divided clusters is 3 or more, it can be determined that the area where the cluster analysis process is performed is a chaotic area including a plurality of edges. In this case, the shape determination circuit 31A cannot perform edge determination, and therefore outputs information on pixels above and below the interpolation point as the output signal S31.

フィールド内補間信号生成回路(第1の補間信号生成手段)32Aは、インタレース走査の映像信号S11及び形状判定回路31Aの出力信号S31Aが入力され、フィールド内補間信号を生成する。フィールド内補間信号生成回路32Aは、形状判定回路31Aの出力信号S31Aにより参照する画素情報を取得して、補間点からの距離を考慮に入れた加重平均を求めることによりフィールド内補間信号を生成し、出力信号S32Aとして出力する。言い換えれば、フィールド内補間信号生成回路32Aは、参照画素位置の画素値を補間点である着目画素位置からの距離に応じて重み付けして加算することによりフィールド内補間信号を生成する。   The intra-field interpolation signal generation circuit (first interpolation signal generation means) 32A receives the interlaced scanning video signal S11 and the output signal S31A of the shape determination circuit 31A, and generates an intra-field interpolation signal. The intra-field interpolation signal generation circuit 32A acquires pixel information to be referred to by the output signal S31A of the shape determination circuit 31A, and generates an intra-field interpolation signal by obtaining a weighted average taking into account the distance from the interpolation point. And output as an output signal S32A. In other words, the intra-field interpolation signal generation circuit 32A generates an intra-field interpolation signal by weighting and adding the pixel value at the reference pixel position according to the distance from the target pixel position that is the interpolation point.

動き判定回路(判定手段、動き判定手段)33は、フィールドメモリ14の出力信号S14及びフィールド内補間信号生成回路32Aの出力信号S32Aが入力される。動き判定回路33は、入力された信号S14、S32Aに基づいてクラスター分析処理を行った領域(補間点の領域)が動いているかどうかの判定を行う。動き判定回路33は、フィールドメモリ14の出力信号S14とフィールド内補間信号生成回路32Aの出力信号S32Aとの差分値の絶対値を求め、さらにその絶対値を割り当てられたビット長の最大値で割ることで正規化して出力信号S33として出力する。   The motion determination circuit (determination means, motion determination means) 33 receives the output signal S14 of the field memory 14 and the output signal S32A of the intra-field interpolation signal generation circuit 32A. The motion determination circuit 33 determines whether or not the region (interpolation point region) subjected to the cluster analysis processing is moving based on the input signals S14 and S32A. The motion determination circuit 33 obtains an absolute value of a difference value between the output signal S14 of the field memory 14 and the output signal S32A of the intra-field interpolation signal generation circuit 32A, and further divides the absolute value by the maximum value of the assigned bit length. Thus, it is normalized and output as an output signal S33.

フィールドメモリ14の出力信号S14とフィールド内補間信号生成回路32Aの出力信号S32Aとの差が小さいときには、補間点の領域の動きが少ないと判断することができ、動き判定回路33の出力信号S33として“0”に近い値が出力される。一方、入力される出力信号S14と出力信号S32Aとの差が大きいときには、1フィールド前の値との関連性が低く、補間点の領域が動いていると判断することができ、動き判定回路33の出力信号S33として“1”に近い値が出力される。   When the difference between the output signal S14 of the field memory 14 and the output signal S32A of the intra-field interpolation signal generation circuit 32A is small, it can be determined that the motion of the interpolation point region is small, and as the output signal S33 of the motion determination circuit 33 A value close to “0” is output. On the other hand, when the difference between the input output signal S14 and the output signal S32A is large, it is possible to determine that the area of the interpolation point is moving because the relevance with the previous value is low, and the motion determination circuit 33 A value close to “1” is output as the output signal S33.

補間信号生成回路(第2の補間信号生成手段)34は、フィールドメモリ14の出力信号S14、フィールド内補間信号生成回路32Aの出力信号S32A、及び動き判定回路33の出力信号S33が入力される。補間信号生成回路34は、フィールドメモリ14の出力信号S14とフィールド内補間信号生成回路32Aの出力信号S32Aとを線形合成することにより補間点の値として出力する補間信号を生成し出力信号S34として出力する。   The interpolation signal generation circuit (second interpolation signal generation means) 34 receives the output signal S14 of the field memory 14, the output signal S32A of the intra-field interpolation signal generation circuit 32A, and the output signal S33 of the motion determination circuit 33. The interpolation signal generation circuit 34 generates an interpolation signal to be output as the value of the interpolation point by linearly synthesizing the output signal S14 of the field memory 14 and the output signal S32A of the intra-field interpolation signal generation circuit 32A, and outputs it as an output signal S34. To do.

補間信号生成回路34における線形合成では、動き判定回路33の出力信号S33が“1”に近いほど、フィールド内補間信号生成回路32Aの出力信号S32Aに近い値が出力信号S34として出力される。一方、動き判定回路33の出力信号S33が“0”に近いほど、フィールドメモリ14の出力信号S14に近い値が出力信号S34として出力される。なお、補間信号生成回路34の出力信号S34が、第1の実施形態における信号S20に対応し、プログレッシブ変換回路20に入力される。   In the linear synthesis in the interpolation signal generation circuit 34, the closer the output signal S33 of the motion determination circuit 33 is to "1", the closer the output signal S32A of the intra-field interpolation signal generation circuit 32A is to be output as the output signal S34. On the other hand, as the output signal S33 of the motion determination circuit 33 is closer to “0”, a value closer to the output signal S14 of the field memory 14 is output as the output signal S34. The output signal S34 of the interpolation signal generation circuit 34 corresponds to the signal S20 in the first embodiment and is input to the progressive conversion circuit 20.

第3の実施形態によれば、クラスター分析処理を使用して画像の形状及びフィールド間の画像の動きを判定し、その結果に応じて、出力信号S32Aと出力信号S14とを線形合成して補間信号を生成しプログレッシブ変換回路20に出力する。これにより、周囲の画素との相関を考慮したエッジの方向判定が可能となり、エッジの方向判定の精度を向上させ、エッジの方向に沿って滑らかな補間を行うことが可能になる。したがって、正確にエッジの方向を判定して高精細な補間画像を生成することができ、良好なプログレッシブ走査の映像信号を出力することができる。   According to the third embodiment, the shape of the image and the movement of the image between fields are determined using cluster analysis processing, and the output signal S32A and the output signal S14 are linearly synthesized and interpolated according to the result. A signal is generated and output to the progressive conversion circuit 20. As a result, the edge direction can be determined in consideration of the correlation with the surrounding pixels, the accuracy of the edge direction determination can be improved, and smooth interpolation can be performed along the edge direction. Accordingly, it is possible to accurately determine the edge direction and generate a high-definition interpolated image, and to output a video signal of good progressive scanning.

(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図11は、第4の実施形態に係る画像処理装置4の構成例を示すブロック図である。図11には、第4の実施形態に係る画像処理装置4を適用した撮像システムを一例として図示している。図11において、図1及び図9に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration example of the image processing apparatus 4 according to the fourth embodiment. FIG. 11 illustrates an example of an imaging system to which the image processing device 4 according to the fourth embodiment is applied. 11, constituent elements having the same functions as those shown in FIGS. 1 and 9 are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図11に示す撮像システムは、CCD11、A/D変換器12、カメラ信号処理回路13、及び画像処理装置4を有する。画像処理装置4は、フィールドメモリ14、クラスター分析回路15、形状判定回路31B、エッジ方向判定回路41、フィールド内補間信号生成回路32B、動き判定回路33、補間信号生成回路34、及びプログレッシブ変換回路20を有する。画像処理装置4は、インタレース走査の映像信号(カメラ信号処理回路13の出力信号)S11を入力信号とし、クラスター分析を用いたエッジの方向判定等を行うことにより補間画像を生成してプログレッシブ走査の映像信号S21を出力する。   The imaging system shown in FIG. 11 includes a CCD 11, an A / D converter 12, a camera signal processing circuit 13, and an image processing device 4. The image processing apparatus 4 includes a field memory 14, a cluster analysis circuit 15, a shape determination circuit 31B, an edge direction determination circuit 41, an intra-field interpolation signal generation circuit 32B, a motion determination circuit 33, an interpolation signal generation circuit 34, and a progressive conversion circuit 20. Have The image processing device 4 uses the interlaced scanning video signal (output signal of the camera signal processing circuit 13) S11 as an input signal, generates an interpolated image by performing edge direction determination using cluster analysis, etc., and performs progressive scanning. The video signal S21 is output.

形状判定回路(判定手段、形状判定手段)31Bは、クラスター分析回路15の出力信号S12、S13が入力され、出力信号S12、S13により示されるクラスター分析の結果からクラスター分析処理を行った領域の形状を判定する。形状判定回路31Bは、判定結果に応じてエッジ方向判定回路41の動作を制御するための出力信号S31Bをエッジ方向判定回路41に出力する。   The shape determination circuit (determination means, shape determination means) 31B receives the output signals S12 and S13 of the cluster analysis circuit 15, and the shape of the region where the cluster analysis processing has been performed based on the result of the cluster analysis indicated by the output signals S12 and S13. Determine. The shape determination circuit 31B outputs an output signal S31B for controlling the operation of the edge direction determination circuit 41 to the edge direction determination circuit 41 according to the determination result.

詳細には、形状判定回路13Bは、エッジ方向判定回路41でのエッジの方向判定処理において不具合を発生する、直交している角のエッジ形状の検出を行う。クラスター分析処理を行った領域の形状が直交している角のエッジ形状を含んでいる場合には、エッジ方向判定回路41の出力信号S35を制御する。直交している角のエッジ形状の一例を図12に示す。なお、図12に示す形状は一例であり、この形状を回転、反転させたものも含む。   Specifically, the shape determination circuit 13B detects an edge shape of an orthogonal corner that causes a problem in the edge direction determination processing in the edge direction determination circuit 41. When the shape of the area subjected to the cluster analysis process includes an edge shape with an orthogonal angle, the output signal S35 of the edge direction determination circuit 41 is controlled. An example of the edge shape of the orthogonal corner is shown in FIG. Note that the shape shown in FIG. 12 is an example, and includes a shape obtained by rotating and inverting this shape.

形状判定回路31Bは、クラスター分析回路15の出力信号S13により分割されたクラスター数を判断し、そのクラスター数に応じた処理を行う。
分割されたクラスター数が1であるときには、クラスター分析処理を行った領域が1つのクラスターに併合されたということなので、平面であると判断することができる。したがって、形状判定回路31Bは、該当するパターン(直交している角のエッジ形状)ではないので出力信号S31Bとして“0”を出力する。
The shape determination circuit 31B determines the number of clusters divided by the output signal S13 of the cluster analysis circuit 15, and performs processing according to the number of clusters.
When the number of divided clusters is 1, it means that the area where the cluster analysis processing has been performed has been merged into one cluster, so that it can be determined to be a plane. Accordingly, the shape determination circuit 31B outputs “0” as the output signal S31B because it is not the corresponding pattern (the shape of the edge of the orthogonal corner).

また、分割されたクラスター数が2であるときには、形状判定回路31Bは、クラスター分析処理を行った領域と、該当するパターンとのエッジ形状の比較を行う。そして、形状判定回路31Bは、エッジ形状が一致している場合には、該当するパターンであるので出力信号S31Bとして“1”を出力し、エッジ形状が一致しなかった場合には、該当するパターンではないので出力信号S31Bとして“0”をする。   When the number of divided clusters is 2, the shape determination circuit 31B compares the edge shape between the region subjected to the cluster analysis process and the corresponding pattern. The shape determination circuit 31B outputs “1” as the output signal S31B when the edge shapes match, and outputs “1” as the output signal S31B. If the edge shapes do not match, the shape determination circuit 31B outputs the corresponding pattern. Therefore, “0” is set as the output signal S31B.

また、分割されたクラスター数が3以上であるときには、クラスター分析処理を行った領域が複数のエッジが含まれている混沌とした領域であると判断することができる。したがって、形状判定回路31Bは、エッジの形状判定を行うことができず、該当するパターンであるかどうかの判定も行うことができないため、出力信号S31Bとして“0”を出力する。   Further, when the number of divided clusters is 3 or more, it can be determined that the area where the cluster analysis process is performed is a chaotic area including a plurality of edges. Therefore, the shape determination circuit 31B cannot determine the shape of the edge and cannot determine whether the pattern is the corresponding pattern, and therefore outputs “0” as the output signal S31B.

エッジ方向判定回路41は、インタレース走査の映像信号S11及び形状判定回路31Bの出力信号S31Bが入力され、それらに基づいて補間点におけるエッジの方向判定を行い、判定結果を出力信号S35として出力する。エッジ方向判定回路41におけるエッジ方向判定処理の詳細については後述する。   The edge direction determination circuit 41 receives the interlaced scanning video signal S11 and the output signal S31B of the shape determination circuit 31B, determines the direction of the edge at the interpolation point based on them, and outputs the determination result as an output signal S35. . Details of the edge direction determination processing in the edge direction determination circuit 41 will be described later.

フィールド内補間信号生成回路(第1の補間信号生成手段)32Bは、インタレース走査の映像信号S11及びエッジ方向判定回路41の出力信号S35が入力され、フィールド内補間信号を生成する。ここで本実施形態のフィールド内補間信号生成回路32Bは、補間点の上下のラインにおいて、エッジ方向判定回路41の出力信号S35により示される方向の画素の平均値をフィールド内補間信号とする。   The intra-field interpolation signal generation circuit (first interpolation signal generation means) 32B receives the interlaced scanning video signal S11 and the output signal S35 of the edge direction determination circuit 41, and generates an intra-field interpolation signal. Here, the intra-field interpolation signal generation circuit 32B of the present embodiment uses the average value of pixels in the direction indicated by the output signal S35 of the edge direction determination circuit 41 as the intra-field interpolation signal in the upper and lower lines of the interpolation point.

エッジ方向判定回路41によるエッジ方向判定処理について説明する。
図13は、本実施形態におけるエッジ方向判定処理を示す概念図であり、エッジの方向判定を行う際に使用する画素を模式的に図示している。なお、以下ではエッジの方向判定を3方向で行う場合を一例として説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
The edge direction determination process by the edge direction determination circuit 41 will be described.
FIG. 13 is a conceptual diagram showing edge direction determination processing in the present embodiment, and schematically illustrates pixels used when edge direction determination is performed. In the following description, a case where edge direction determination is performed in three directions will be described as an example, but the present invention is not limited to this.

図13において、補間点である注目点xを中心として、補間点の上側のラインの水平方向に連続した3つの画素をf、d、gとし、補間点の下側のラインの水平方向に連続した3つの画素をh、e、iとする。エッジ方向判定回路41は、エッジ方向判定処理の結果、エッジの方向を垂直方向(画素d−画素eの方向)と判定したときには出力信号S35として“0”を出力する。同様に、エッジの方向を斜め方向でかつ画素f−画素iの方向と判定したときには出力信号S35として“1”を出力し、エッジの方向を斜め方向でかつ画素g−画素hの方向と判定したときには出力信号S35として“2”を出力とする。   In FIG. 13, three pixels that are continuous in the horizontal direction of the line above the interpolation point centered on the point of interest x that is the interpolation point are defined as f, d, and g, and continuous in the horizontal direction of the line below the interpolation point. Let these three pixels be h, e, and i. The edge direction determination circuit 41 outputs “0” as the output signal S35 when it is determined that the edge direction is the vertical direction (pixel d−pixel e direction) as a result of the edge direction determination processing. Similarly, when it is determined that the edge direction is the diagonal direction and the direction of the pixel f-pixel i, “1” is output as the output signal S35, and the edge direction is determined to be the diagonal direction and the direction of the pixel g-pixel h. In this case, “2” is output as the output signal S35.

図14は、第4の実施形態におけるエッジ方向判定処理の流れを示すフローチャートである。
エッジ方向判定回路41は、処理を開始すると、まず、使用するデータの初期設定処理を行う(S501)。図15は、図14に示すステップS501での初期設定処理を示すフローチャートである。エッジ方向判定回路41は、斜め方向の差分値として、画素fと画素iとの画素値の差分値の絶対値を計算し、それをdifX1として設定する(S601)。同様に、斜め方向の差分値として、画素gと画素hとの画素値の差分値の絶対値を計算し、それをdifX2として設定する(S602)。また、垂直方向の差分値として、画素dと画素eとの画素値の差分値の絶対値を計算し、それをdifXとして設定する(S603)。
FIG. 14 is a flowchart illustrating a flow of edge direction determination processing according to the fourth embodiment.
When the processing starts, the edge direction determination circuit 41 first performs initial setting processing of data to be used (S501). FIG. 15 is a flowchart showing the initial setting process in step S501 shown in FIG. The edge direction determination circuit 41 calculates the absolute value of the difference value between the pixel f and the pixel i as the difference value in the oblique direction, and sets it as difX1 (S601). Similarly, the absolute value of the difference value between the pixel g and the pixel h is calculated as the difference value in the diagonal direction, and is set as difX2 (S602). Further, the absolute value of the difference value between the pixel d and the pixel e is calculated as the difference value in the vertical direction, and is set as difX (S603).

次に、エッジ方向判定回路41は、difX1とdifX2との比較を行う(S502、S503)。   Next, the edge direction determination circuit 41 compares difX1 and difX2 (S502, S503).

比較の結果、difX1がdifX2より大きい場合には(S502のYes)、斜め方向の差分値の最小値がdifX2となるので、エッジ方向判定回路41は、difX2をdifminとして設定する(S504)。また、エッジ方向判定回路41は、そのときの方向を示す2をdifselとして設定し保持する(S505)。   As a result of comparison, if difX1 is greater than difX2 (Yes in S502), the minimum value of the difference value in the diagonal direction is difX2, so the edge direction determination circuit 41 sets difX2 as difmin (S504). In addition, the edge direction determination circuit 41 sets and holds 2 indicating the direction at that time as difsel (S505).

一方、difX2がdifX1より大きい場合には(S502のNo、かつS503のNo)、斜め方向の差分値の最小値がdifX1となるので、エッジ方向判定回路41は、difX1をdifminとして設定する(S506)。また、エッジ方向判定回路41は、そのときの方向を示す1をdifselとして設定し保持する(S507)。   On the other hand, when difX2 is greater than difX1 (No in S502 and No in S503), the minimum value of the difference value in the diagonal direction is difX1, and therefore the edge direction determination circuit 41 sets difX1 as difmin (S506). ). Further, the edge direction determination circuit 41 sets and holds 1 indicating the current direction as difsel (S507).

また、difX1とdifX2との値が等しい場合には(S502のNo、かつS503のYes)、斜め方向の相関が等しいということになるので、エッジ方向判定回路41は、いずれの方向もエッジ方向とは判断しない。そして、エッジ方向判定回路41は、出力信号S35として“0”を出力する(S508)。   Further, when the values of difX1 and difX2 are equal (No in S502 and Yes in S503), the correlation in the diagonal direction is equal, and therefore the edge direction determination circuit 41 determines that both directions are the edge direction. Does not judge. Then, the edge direction determination circuit 41 outputs “0” as the output signal S35 (S508).

次に、エッジ方向判定回路41は、difselが0でない場合には、垂直方向の差分値であるdifXと、斜め方向の差分値の最小値であるdifminとの比較を行う(S509)。   Next, when difsel is not 0, the edge direction determination circuit 41 compares difX that is the difference value in the vertical direction with difmin that is the minimum value of the difference value in the oblique direction (S509).

その結果、difXがdifminより大きい場合には(S509のYes)、エッジ方向判定回路41は、difselに設定されている値を選択する(S510)。一方、difXがdifminより小さい場合又はdifXとdifminとの値が等しい場合には(S509のNo)、エッジ方向判定回路41は、出力信号S35として“0”を出力する(S508)。   As a result, if difX is larger than difmin (Yes in S509), the edge direction determination circuit 41 selects a value set in difsel (S510). On the other hand, when difX is smaller than difmin or when the values of difX and difmin are equal (No in S509), the edge direction determination circuit 41 outputs “0” as the output signal S35 (S508).

次に、エッジ方向判定回路41は、形状判定回路31Bの出力信号S31Bが“1”であるか“0”であるか判断する(S511)。その結果、出力信号S31Bが“1”であった場合には、補間点のエッジの形状が直交している角ではないということなので、エッジ方向判定回路41は、出力信号S35としてdifselを出力する(S512)。一方、出力信号S31Bが“0”であった場合には、補間点のエッジの形状が直交している角であるということなので、エッジ方向判定回路41は、エッジの方向を垂直方向の判定結果にするために出力信号S35として“0”を出力する(S508)。   Next, the edge direction determination circuit 41 determines whether the output signal S31B of the shape determination circuit 31B is “1” or “0” (S511). As a result, when the output signal S31B is “1”, it means that the shape of the edge of the interpolation point is not an orthogonal angle, so the edge direction determination circuit 41 outputs difsel as the output signal S35. (S512). On the other hand, when the output signal S31B is “0”, it means that the edge shape of the interpolation point is an orthogonal angle, so the edge direction determination circuit 41 determines the edge direction as the vertical direction determination result. Therefore, “0” is output as the output signal S35 (S508).

第4の実施形態によれば、クラスター分析処理を使用して画像のエッジの形状及びフィールド間の画像の動きを判定し、その結果に応じて、出力信号S32Aと出力信号S14とを線形合成して補間信号を生成しプログレッシブ変換回路20に出力する。これにより、周囲の画素との相関を考慮したエッジの方向判定が可能となり、エッジの方向判定の精度を向上させて高精細な補間画像を生成することができ、良好なプログレッシブ走査の映像信号を出力することができる。   According to the fourth embodiment, the shape of the edge of the image and the movement of the image between fields are determined using cluster analysis processing, and the output signal S32A and the output signal S14 are linearly synthesized according to the result. Then, an interpolation signal is generated and output to the progressive conversion circuit 20. This makes it possible to determine the edge direction in consideration of the correlation with surrounding pixels, improve the accuracy of the edge direction determination, generate a high-definition interpolated image, and generate a good progressive scan video signal. Can be output.

(本発明の他の実施形態)
上述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置又はシステム内のコンピュータ(CPU又はMPU)に対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムを供給する。そして、そのシステム又は装置のコンピュータに格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラム自体が上述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラム自体は本発明を構成する。また、そのプログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
また、供給されたプログラムがコンピュータにて稼働しているオペレーティングシステム又は他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
さらに、供給されたプログラムがコンピュータに係る機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムの指示に基づいてその機能拡張ボード等に備わるCPU等が実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって上述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
(Other embodiments of the present invention)
For realizing the functions of the above-described embodiment for a computer (CPU or MPU) in an apparatus or system connected to the various devices so that the various devices are operated to realize the functions of the above-described embodiments. Supply software programs. And what was implemented by operating the said various devices according to the program stored in the computer of the system or the apparatus is also contained under the category of this invention.
In this case, the software program itself realizes the functions of the above-described embodiments, and the program itself constitutes the present invention. Further, means for supplying the program to the computer, for example, a recording medium storing the program constitutes the present invention. As a recording medium for storing such a program, for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.
In addition, such a program is also included in the embodiment of the present invention when the function of the above-described embodiment is realized in cooperation with an operating system running on a computer or other application software. Needless to say.
Further, after the supplied program is stored in a memory provided in a function expansion board or a function expansion unit related to the computer, a CPU or the like provided in the function expansion board or the like based on an instruction of the program may be a part of actual processing or Do everything. Needless to say, the present invention includes the case where the functions of the above-described embodiments are realized by the processing.

例えば、第1〜第4の実施形態に示した画像処理装置は、図16に示すようなコンピュータ機能700を有し、そのCPU701により各実施形態での動作が実施される。
コンピュータ機能700は、図16に示すように、CPU701と、ROM702と、RAM703とを備える。また、操作部(CONS)709のコントローラ(CONSC)705と、CRTやLCD等の表示部としてのディスプレイ(DISP)710のディスプレイコントローラ(DISPC)706とを備える。さらに、ハードディスク(HD)711、及びフレキシブルディスク等の記憶デバイス(STD)712のコントローラ(DCONT)707と、ネットワークインタフェースカード(NIC)708とを備える。それら機能部701、702、703、705、706、707、708は、システムバス704を介して互いに通信可能に接続された構成としている。
CPU701は、ROM702又はHD711に記憶されたソフトウェア、又はSTD712より供給されるソフトウェアを実行することで、システムバス704に接続された各構成部を総括的に制御する。すなわち、CPU701は、上述したような動作を行うための処理プログラムを、ROM702、HD711、又はSTD712から読み出して実行することで、上述した各実施形態での動作を実現するための制御を行う。RAM703は、CPU701の主メモリ又はワークエリア等として機能する。
CONSC705は、CONS709からの指示入力を制御する。DISPC706は、DISP710の表示を制御する。DCONT707は、ブートプログラム、種々のアプリケーション、ユーザファイル、ネットワーク管理プログラム、及び各実施形態における前記処理プログラム等を記憶するHD711及びSTD712とのアクセスを制御する。NIC708はネットワーク713上の他の装置と双方向にデータをやりとりする。
For example, the image processing apparatuses shown in the first to fourth embodiments have a computer function 700 as shown in FIG. 16, and the CPU 701 performs operations in the embodiments.
As shown in FIG. 16, the computer function 700 includes a CPU 701, a ROM 702, and a RAM 703. Further, a controller (CONSC) 705 of the operation unit (CONS) 709 and a display controller (DISPC) 706 of a display (DISP) 710 as a display unit such as a CRT or LCD are provided. Furthermore, a hard disk (HD) 711, a controller (DCONT) 707 of a storage device (STD) 712 such as a flexible disk, and a network interface card (NIC) 708 are provided. These functional units 701, 702, 703, 705, 706, 707, and 708 are configured to be communicably connected to each other via a system bus 704.
The CPU 701 comprehensively controls each component connected to the system bus 704 by executing software stored in the ROM 702 or the HD 711 or software supplied from the STD 712. That is, the CPU 701 reads out from the ROM 702, the HD 711, or the STD 712 and executes a processing program for performing the above-described operation, thereby performing control for realizing the operation in each of the above-described embodiments. The RAM 703 functions as a main memory or work area for the CPU 701.
The CONSC 705 controls an instruction input from the CONS 709. The DISPC 706 controls the display of the DISP 710. The DCONT 707 controls access to the HD 711 and the STD 712 that store a boot program, various applications, user files, a network management program, the processing program in each embodiment, and the like. The NIC 708 exchanges data with other devices on the network 713 in both directions.

なお、前記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。   The above-described embodiments are merely examples of implementation in carrying out the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited thereto. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from the technical idea or the main features thereof.

第1の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image processing apparatus which concerns on 1st Embodiment. 階層的クラスター分析処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of a hierarchical cluster analysis process. 第1の実施形態における階層的クラスター分析処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the hierarchical cluster analysis process in 1st Embodiment. 非階層的クラスター分析処理の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of a non-hierarchical cluster analysis process. 第1の実施形態における非階層的クラスター分析処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the non-hierarchical cluster analysis process in 1st Embodiment. 第1の実施形態における相関判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the correlation determination process in 1st Embodiment. 相関判定処理に用いるパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pattern used for a correlation determination process. 第2の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image processing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態における相関判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the correlation determination process in 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image processing apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る画像処理装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the image processing apparatus which concerns on 4th Embodiment. 形状判定処理に用いるパターンの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pattern used for a shape determination process. 第4の実施形態におけるエッジ方向判定処理を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the edge direction determination process in 4th Embodiment. 第4の実施形態におけるエッジ方向判定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the edge direction determination process in 4th Embodiment. 図14に示した初期データ設定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the initial data setting process shown in FIG. 本実施形態における画像処理装置を実現可能なコンピュータ機能を示す図である。It is a figure which shows the computer function which can implement | achieve the image processing apparatus in this embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1〜4 画像処理装置
14 フィールドメモリ
15、16 クラスター分析回路
17A、17B 相関判定回路
18、32A、32B フィールド内補間信号生成回路
19 セレクタ
20 プログレッシブ変換回路
21、34 補間信号生成回路
31A、31B 形状判定回路
33 動き判定回路
41 エッジ方向判定回路
1-4 Image processing device 14 Field memory 15, 16 Cluster analysis circuit 17A, 17B Correlation determination circuit 18, 32A, 32B Inter-field interpolation signal generation circuit 19 Selector 20 Progressive conversion circuit 21, 34 Interpolation signal generation circuit 31A, 31B Shape determination Circuit 33 Motion determination circuit 41 Edge direction determination circuit

Claims (12)

インタレース走査の映像信号を少なくとも1フィールド分保持する保持手段と、
前記インタレース走査の映像信号に対し、着目画素位置を中心とした領域に分割してクラスター分析処理を行う分析処理手段と、
前記分析処理手段によるクラスター分析処理の結果を用いて、クラスター分析処理を行った領域の画像の形状とフィールド間の画像の動きとを判定する判定手段と、
前記判定手段での判定の結果に基づいて、参照画素位置の画素値を前記着目画素位置からの距離に応じて重み付けして加算しフィールド内補間信号を生成する第1の補間信号生成手段と、
前記判定手段での判定の結果に基づいて、前記保持手段より出力された1フィールド前の映像信号と、前記第1の補間信号生成手段により生成されたフィールド内補間信号とから補間信号を生成する第2の補間信号生成手段と、
入力された前記インタレース走査の映像信号と、前記第2の補間信号生成手段により生成された補間信号とを交互に出力する変換手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
Holding means for holding interlaced scanning video signals for at least one field;
Analysis processing means for performing cluster analysis processing by dividing the interlaced scanning video signal into a region centered on the pixel position of interest;
Using the result of cluster analysis processing by the analysis processing means, determination means for determining the shape of the image of the area where the cluster analysis processing has been performed and the movement of the image between fields,
First interpolation signal generation means for generating an intra-field interpolation signal by weighting and adding the pixel value of the reference pixel position according to the distance from the target pixel position based on the determination result of the determination means;
Based on the result of the determination by the determination means, an interpolation signal is generated from the video signal of one field before output from the holding means and the intra-field interpolation signal generated by the first interpolation signal generation means. Second interpolation signal generating means;
An image processing apparatus comprising: a conversion unit that alternately outputs the input interlaced video signal and the interpolation signal generated by the second interpolation signal generation unit.
前記分析処理手段は、入力される前記インタレース走査の映像信号に対してクラスター分析処理を行う第1の分析処理手段と、前記保持手段より出力された1フィールド前の映像信号に対してクラスター分析処理を行う第2の分析処理手段とを有し、
前記判定手段は、前記第1の分析処理手段及び前記第2の分析処理手段によるクラスター分析処理の結果を用いて予め用意したパターンとの比較を行い、クラスター分析処理を行った領域の画像のエッジの形状が一致しているか判定することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
The analysis processing means includes a first analysis processing means for performing a cluster analysis process on the input interlaced video signal, and a cluster analysis for the one-field previous video signal output from the holding means. Second analysis processing means for performing processing,
The determination means compares the pattern prepared in advance using the result of the cluster analysis processing by the first analysis processing means and the second analysis processing means, and the edge of the image of the area subjected to the cluster analysis processing The image processing apparatus according to claim 1, wherein it is determined whether or not the shapes match.
前記判定手段は、前記予め用意したパターンとクラスター分析処理を行った領域の画像のエッジの形状が一致しているか否かを判定し、
前記第2の補間信号生成手段は、前記判定手段での判定の結果に応じて、前記保持手段より出力された1フィールド前の映像信号、又は前記第1の補間信号生成手段により生成されたフィールド内補間信号の何れか一方を画素単位で選択して出力することを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。
The determination means determines whether or not the shape of the edge of the image of the area where cluster analysis processing has been performed and the pattern prepared in advance match,
The second interpolation signal generation means is a video signal one field before output from the holding means, or a field generated by the first interpolation signal generation means, depending on the result of determination by the determination means. 3. The image processing apparatus according to claim 2, wherein any one of the inner interpolation signals is selected and output in units of pixels.
前記判定手段は、前記予め用意したパターンとクラスター分析処理を行った領域の画像のエッジの形状が一致している画素の割合を判定し、
前記第2の補間信号生成手段は、前記判定手段により得られた前記割合に応じて、前記保持手段より出力された1フィールド前の映像信号と前記第1の補間信号生成手段により生成されたフィールド内補間信号とを合成して前記補間信号を生成することを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。
The determination means determines the proportion of pixels in which the shape of the edge of the image of the area in which the cluster analysis process has been performed and the pattern prepared in advance match,
The second interpolation signal generation unit is configured to output a one-field previous video signal output from the holding unit and a field generated by the first interpolation signal generation unit according to the ratio obtained by the determination unit. The image processing apparatus according to claim 2, wherein the interpolation signal is generated by synthesizing the interpolation signal.
前記判定手段は、クラスター分析処理を行った領域の画像のエッジの形状を判定する形状判定手段と、フィールド間の画像の動きを判定する動き判定手段とを有し、
前記第2の補間信号生成手段は、前記動き判定手段での判定の結果に応じて、前記保持手段より出力された1フィールド前の映像信号と前記第1の補間信号生成手段により生成されたフィールド内補間信号とを合成して前記補間信号を生成することを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
The determination unit includes a shape determination unit that determines the shape of the edge of the image of the area subjected to the cluster analysis process, and a motion determination unit that determines the movement of the image between fields.
The second interpolation signal generation unit is configured to output a one-field previous video signal output from the holding unit and a field generated by the first interpolation signal generation unit according to the determination result of the motion determination unit. The image processing apparatus according to claim 1, wherein the interpolation signal is generated by synthesizing with an inner interpolation signal.
前記動き判定手段は、前記保持手段より出力された1フィールド前の映像信号と前記第1の補間信号生成手段により生成されたフィールド内補間信号とに基づいて、フィールド間の画像の動きを判定することを特徴とする請求項5記載の画像処理装置。   The motion determination unit determines a motion of an image between fields based on the video signal of one field before output from the holding unit and the intra-field interpolation signal generated by the first interpolation signal generation unit. The image processing apparatus according to claim 5. 前記形状判定手段は、クラスター分析処理を行った領域の画像が直交している角を含んでいるかどうかを判定することを特徴とする請求項5又は6記載の画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 5, wherein the shape determination unit determines whether or not the image of the region subjected to the cluster analysis process includes an orthogonal angle. 前記分析処理手段は、比較を行ったクラスター間の画素値の差分値が一定値以上になった場合にはクラスター分析処理を終了することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の画像処理装置。   The analysis processing means ends the cluster analysis processing when the difference value of the pixel values between the compared clusters reaches a certain value or more. The image processing apparatus described. 前記分析処理手段は、画素値及び前記着目画素位置からの距離から求めたクラスター間の距離が一定値以上になった場合にはクラスター分析処理を終了することを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の画像処理装置。   8. The cluster analysis process according to claim 1, wherein the analysis processing unit terminates the cluster analysis process when a distance between clusters obtained from a pixel value and a distance from the target pixel position is equal to or greater than a predetermined value. The image processing apparatus according to any one of the above. 前記判定手段は、分割されたクラスター数が一定値以上である場合にはクラスター分析処理の分類情報のパターンの比較を行わないことを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の画像処理装置。   8. The determination unit according to claim 1, wherein when the number of divided clusters is equal to or greater than a predetermined value, the determination unit does not compare the classification information pattern of the cluster analysis process. 9. Image processing device. インタレース走査の映像信号に対し、着目画素位置を中心とした領域に分割してクラスター分析処理を行う分析処理工程と、
前記クラスター分析処理の結果を用いて、クラスター分析処理を行った領域の画像の形状とフィールド間の画像の動きとを判定する判定工程と、
前記判定工程での判定の結果に基づいて、参照画素位置の画素値を前記着目画素位置からの距離に応じて重み付けして加算しフィールド内補間信号を生成する第1の補間信号生成工程と、
前記判定工程での判定の結果に基づいて、前記インタレース走査の映像信号を少なくとも1フィールド分保持する保持手段より出力された1フィールド前の映像信号と、前記第1の補間信号生成工程にて生成されたフィールド内補間信号とから補間信号を生成する第2の補間信号生成工程と、
入力された前記インタレース走査の映像信号と、前記第2の補間信号生成工程にて生成された補間信号とを交互に出力する変換工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
An analysis processing step for performing cluster analysis processing by dividing the interlaced scanning video signal into a region centered on the target pixel position;
Using the result of the cluster analysis process, a determination step of determining the shape of the image of the area subjected to the cluster analysis process and the movement of the image between fields,
A first interpolation signal generation step of generating an intra-field interpolation signal by weighting and adding the pixel value of the reference pixel position according to the distance from the target pixel position based on the determination result in the determination step;
Based on the result of the determination in the determination step, the video signal of one field before output from the holding means for holding the video signal of the interlace scan for at least one field, and the first interpolation signal generation step A second interpolation signal generation step of generating an interpolation signal from the generated intra-field interpolation signal;
An image processing method comprising: a conversion step of alternately outputting the input interlaced video signal and the interpolation signal generated in the second interpolation signal generation step.
インタレース走査の映像信号に対し、着目画素位置を中心とした領域に分割してクラスター分析処理を行う分析処理ステップと、
前記クラスター分析処理の結果を用いて、クラスター分析処理を行った領域の画像の形状とフィールド間の画像の動きとを判定する判定ステップと、
前記判定ステップでの判定の結果に基づいて、参照画素位置の画素値を前記着目画素位置からの距離に応じて重み付けして加算しフィールド内補間信号を生成する第1の補間信号生成ステップと、
前記判定ステップでの判定の結果に基づいて、前記インタレース走査の映像信号を少なくとも1フィールド分保持する保持手段より出力された1フィールド前の映像信号と、前記第1の補間信号生成ステップにて生成されたフィールド内補間信号とから補間信号を生成する第2の補間信号生成ステップと、
入力された前記インタレース走査の映像信号と、前記第2の補間信号生成ステップにて生成された補間信号とを交互に出力する変換ステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
An analysis processing step for performing cluster analysis processing by dividing the interlaced scanning video signal into a region centered on the target pixel position;
Using the result of the cluster analysis process, a determination step of determining the shape of the image of the area subjected to the cluster analysis process and the movement of the image between fields;
A first interpolation signal generation step of generating an intra-field interpolation signal by weighting and adding the pixel value of the reference pixel position according to the distance from the target pixel position based on the determination result in the determination step;
Based on the result of the determination in the determination step, the video signal of one field before output from the holding means for holding the video signal of the interlace scan for at least one field, and the first interpolation signal generation step A second interpolation signal generation step of generating an interpolation signal from the generated intra-field interpolation signal;
A program for causing a computer to execute a conversion step of alternately outputting the input interlaced video signal and the interpolation signal generated in the second interpolation signal generation step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109672841A (en) * 2019-01-25 2019-04-23 珠海亿智电子科技有限公司 A kind of low cost de-interlace processing method

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