JP4691849B2 - 係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の処理装置および処理方法、それに使用する情報の取得装置および取得方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＮＴＳＣ方式のビデオ信号をハイビジョンのビデオ信号に変換する際に適用して好適な係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の処理装置および処理方法、それに使用する情報の取得装置および取得方法に関する。詳しくは、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、教師信号を帯域制限して生徒信号を得るための帯域制限フィルタの所定帯域に対応した推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求めるための算出式に基づいて構成される生成式により生成することによって、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値の変化に対応して連続的に変化する係数データを得ることができるようにした係数データ生成装置等に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば５２５ｉ信号というＳＤ(Standard Definition）信号を、５２５ｐ信号というＨＤ(High Definition)信号に変換するフォーマット変換が提案されている。５２５ｉ信号は、ライン数が５２５本でインタレース方式の画像信号を意味し、５２５ｐ信号は、ライン数が５２５本でプログレッシブ方式の画像信号を意味する。
【０００３】
図２２は、５２５ｉ信号と５２５ｐ信号の、あるフレーム（Ｆ）の奇数（ｏ）フィールドの画素位置関係を示している。ここで、大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さなドットが５２５ｐ信号の画素である。図示せずも、偶数フィールドでは、５２５ｉ信号のラインが空間的に０．５ラインずれたものとなる。５２５ｉ信号を５２５ｐ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して５２５ｐ信号の４画素を得る必要がある。
【０００４】
従来、上述したようなフォーマット変換を行うために、５２５ｉ信号の画素データより５２５ｐ信号の画素データを得る際に、５２５ｉ信号の画素に対する５２５ｐ信号の各画素の位相に対応した推定式の係数データをメモリに格納しておき、この係数データを用いて推定式によって５２５ｐ信号の画素データを求めることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように推定式によって５２５ｐ信号の画素データを求めるものにおいては、この５２５ｐ信号による画像の解像度は固定されており、従来のコントラストやシャープネス等の調整のように、画像内容等に応じて所望の解像度とすることができなかった。ユーザが所望の解像度に任意に調整するために、複数の解像度に対応する係数データを用意しておくことが考えられるが、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招き、装置のコストアップにつながる。
【０００６】
この発明は、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値の変化に対応して連続的に変化する係数データを得ることができるようにした係数データ生成装置等を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る係数データ生成装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、第２の情報信号に係る注目点の情報データを、第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、第２の情報信号に対応した教師信号とこの教師信号を帯域制限フィルタで所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データと、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報とを格納する格納手段と、パラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、格納手段に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式と格納手段に格納されている上記所定帯域に対応した推定式の係数データとに基づいて構成された生成式により、パラメータ設定手段で設定されたパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成する係数データ生成手段とを備えるものである。
【０００８】
また、この発明に係る係数データ生成方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、第２の情報信号に係る注目点の情報データを、第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報に基づいて算出式を構成するステップと、この構成された算出式と、第２の情報信号に対応した教師信号とこの教師信号を帯域制限フィルタで上記所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データとに基づいて、上記推定式の係数データを生成する生成式を構成するステップと、パラメータの値を設定するステップと、構成された生成式により、設定されたパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成するステップとを備えるものである。
【００１０】
この発明においては、第２の情報信号に対応した教師信号とこの教師信号を帯域制限フィルタで所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した推定式の係数データと、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報とが、格納手段に格納されている。
【００１１】
例えば、第１の情報信号および第２の情報信号は画像信号であり、算出式は、帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータを含む第１の算出式と、帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータを含む第２の算出式とからなるものである。また例えば、第１の情報信号および第２の情報信号は画像信号であり、算出式は、帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータと、帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータとを含むものである。
【００１２】
格納手段に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式と、格納手段に格納されている所定帯域に対応した推定式の係数データに基づいて生成式が構成され、この生成式により、パラメータ設定手段で設定されたパラメータの値に対応した推定式の係数データが生成される。
【００１３】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、教師信号を帯域制限して生徒信号を得るための帯域制限フィルタの所定帯域に対応した推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式に基づいて構成された生成式により生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して第２の情報信号による出力の質を任意に調整することが可能となり、またパラメータの値の変化に対応して連続的に変化する係数データを得ることができ、第２の情報信号による出力の質をなめらかに変化させることが可能となる。
【００１４】
この発明に係る情報信号処理装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、第２の情報信号に対応した教師信号とこの教師信号を帯域制限フィルタで所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データと、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報とを格納する格納手段と、パラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、格納手段に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式と格納手段に格納されている上記所定帯域に対応した推定式の係数データとに基づいて構成された生成式により、パラメータ設定手段で設定されたパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生する係数データ発生手段と、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第１の情報データを選択する第１のデータ選択手段と、係数データ発生手段で発生された係数データと第１のデータ選択手段で選択された複数の第１の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る演算手段とを備えるものである。
【００１５】
また、この発明に係る情報信号処理方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理方法であって、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報に基づいて算出式を構成するステップと、この構成された算出式と、第２の情報信号に対応した教師信号と該教師信号を帯域制限フィルタで上記所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データとに基づいて、上記推定式の係数データを生成する生成式を構成するステップと、パラメータの値を設定するステップと、構成された生成式により、設定されたパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生するステップと第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択するステップと、発生された係数データと選択された複数の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得るステップとを備えるものである。
【００１７】
この発明においては、第２の情報信号に対応した教師信号とこの教師信号を帯域制限フィルタで所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した推定式の係数データと、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報とが、格納手段に格納されている。
【００１８】
例えば、第１の情報信号および第２の情報信号は画像信号であり、算出式は、帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータを含む第１の算出式と、帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータを含む第２の算出式とからなるものである。また例えば、第１の情報信号および第２の情報信号は画像信号であり、算出式は、帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータと、帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータとを含むものである。
【００１９】
格納手段に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式と、格納手段に格納されている所定帯域に対応した推定式の係数データに基づいて生成式が構成され、この生成式により、パラメータ設定手段で設定されたパラメータの値に対応した推定式の係数データが発生される。また、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第１の情報データが選択される。そして、この複数の第１の情報データと推定式の係数データとから、推定式を用いて、第２の情報信号に係る注目点の情報データが算出される。
【００２０】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、教師信号を帯域制限して生徒信号を得るための帯域制限フィルタの所定帯域に対応した推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式に基づいて構成された生成式により生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して第２の情報信号による出力の質を任意に調整することが可能となり、またパラメータの値の変化に対応して連続的に変化する係数データを得ることができ、第２の情報信号による出力の質をなめらかに変化させることが可能となる。
【００２１】
この発明に係る情報取得装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを生成する生成式を得るために用いられる、帯域制限フィルタで制限する所定帯域に対応した上記推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパターンを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報を取得する情報取得装置であって、第２の情報信号に対応した教師信号を帯域制限フィルタで帯域を上記所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号から、教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択手段と、このデータ選択手段で選択された複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて学習データを生成し、その生成された学習データに基づいて、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データを生成する係数データ生成手段と、パラメータの複数の値に対応してそれぞれ決定される帯域制限フィルタの各タップのフィルタ係数を積分するフィルタ係数積分手段と、このフィルタ係数積分手段で得られるパラメータの複数の値にそれぞれ対応した複数の積分値に基づいて、算出式を構成するための算出式情報を取得する算出式情報取得手段とを備えるものである。
【００２２】
また、この発明に係る情報取得方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを生成する生成式を得るために用いられる、帯域制限フィルタで制限する所定帯域に対応した上記推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパターンを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報を取得する情報取得方法であって、第２の情報信号に対応した教師信号を帯域制限フィルタで帯域を上記所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号から、教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択する第１のステップと、この第１のステップで選択された複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて学習データを生成し、その生成された学習データに基づいて、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データを生成する第２のステップと、パラメータの複数の値に対応してそれぞれ決定される帯域制限フィルタの各タップのフィルタ係数を積分して積分値を得る第３のステップと、この第３のステップで得られる、パラメータの複数の値にそれぞれ対応した複数の積分値に基づいて、算出式を構成するための算出式情報を取得する第４のステップとを備えるものである。
【００２４】
この発明においては、第２の情報信号に対応した教師信号から、帯域制限フィルタで帯域が所定帯域に制限されて第１の情報信号に対応した生徒信号が得られる。この生徒信号から教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データが選択される。この複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて学習データが生成され、この学習データに基づいて、例えば正規方程式を用いて、所定帯域に対応した推定式の係数データが生成される。
【００２５】
また、パラメータの複数の値に対応してそれぞれ決定される帯域制限フィルタの各タップのフィルタ係数が積分されて積分値が得られる。このように得られる複数の積分値に基づいて、帯域制限フィルタの帯域を示すパターンを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報が取得される。例えば、パラメータの複数の値にそれぞれ対応した積分値の逆数をとり、所定帯域に対応した積分値の逆数が１となるように正規化し、それらの逆数を近似する当該パラメータを含む近似式を求めることによって算出式情報を取得できる。
【００２６】
このように取得された所定帯域に対応した推定式の係数データおよび算出式情報を用いることによって、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを生成するための生成式を得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としてのテレビ受信機１００の構成を示している。このテレビ受信機１００は、放送信号より５２５ｉ信号というＳＤ信号を得、この５２５ｉ信号を５２５ｐ信号というＨＤ信号に変換し、そのＨＤ信号による画像を表示するものである。
【００２８】
テレビ受信機１００は、マイクロコンピュータを備え、システム全体の動作を制御するためのシステムコントローラ１０１と、リモートコントロール信号を受信するリモコン信号受信回路１０２とを有している。リモコン信号受信回路１０２は、システムコントローラ１０１に接続され、リモコン送信機２００よりユーザの操作に応じて出力されるリモートコントロール信号ＲＭを受信し、その信号ＲＭに対応する操作信号をシステムコントローラ１０１に供給するように構成されている。
【００２９】
また、テレビ受信機１００は、受信アンテナ１０５と、この受信アンテナ１０５で捕らえられた放送信号（ＲＦ変調信号）が供給され、選局処理、中間周波増幅処理、検波処理等を行って上述したＳＤ信号（５２５ｉ信号）を得るチューナ１０６と、このチューナ１０６より出力されるＳＤ信号を一時的に保存するためのバッファメモリ１０９とを有している。
【００３０】
また、テレビ受信機１００は、バッファメモリ１０９に一時的に保存されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に変換する画像信号処理部１１０と、この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像を表示するディスプレイ部１１１と、このディスプレイ部１１１の画面上に文字図形などの表示を行うための表示信号ＳＣＨを発生させるためのＯＳＤ(On Screen Display)回路１１２と、その表示信号ＳＣＨを上述した画像信号処理部１１０から出力されるＨＤ信号に合成してディスプレイ部１１１に供給するための合成器１１３とを有している。ディスプレイ部１１１は、例えばＣＲＴ（cathode-ray tube)ディスプレイ、あるいはＬＣＤ（liquid crystal display）等のフラットパネルディスプレイで構成されている。
【００３１】
図１に示すテレビ受信機１００の動作を説明する。
チューナ１０６より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）は、バッファメモリ１０９に供給されて一時的に保存される。そして、このバッファメモリ１０９に一時的に記憶されたＳＤ信号は画像信号処理部１１０に供給され、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に変換される。すなわち、画像信号処理部１１０では、ＳＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＳＤ画素データ」という）から、ＨＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＨＤ画素データ」という）が得られる。この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号はディスプレイ部１１１に供給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはそのＨＤ信号による画像が表示される。
【００３２】
ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、上述したようにディスプレイ部１１１の画面上に表示される画像の水平、垂直の解像度を変更できる。画像信号処理部１１０では、後述するように、ＨＤ画素データが推定式によって算出されるが、この推定式の係数データとして、ユーザのリモコン送信機２００の操作によって調整された水平、垂直の解像度を決めるパラメータｈ，ｖの値に対応したものが生成されて使用される。
【００３３】
これにより、画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像の水平、垂直の解像度は、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応したものとなる。なお、パラメータｈ，ｖの調整状態では、ディスプレイ部１１１の画面上に、パラメータｈ，ｖの値の表示が行われる。ユーザは、この表示を参照して、パラメータｈ，ｖの値を調整できる。
【００３４】
次に、画像信号処理部１１０の詳細を説明する。
画像信号処理部１１０は、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３を有している。
【００３５】
第１のタップ選択回路１２１は、予測に使用するＳＤ画素（「予測タップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路１２２は、ＳＤ画素データのレベル分布パターンに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「空間クラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第３のタップ選択回路１２３は、動きに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「動きクラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出するものである。なお、空間クラスを複数フィールドに属するＳＤ画素データを使用して決定する場合には、この空間クラスにも動き情報が含まれることになる。
【００３６】
また、画像信号処理部１１０は、第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１２４を有している。
【００３７】
空間クラス検出回路１２４では、例えば、各ＳＤ画素データを、８ビットデータから１ビットデータに圧縮するような演算が行われる。そして、空間クラス検出回路１２４からは、各ＳＤ画素データに対応した圧縮データが空間クラスのクラス情報として出力される。本実施の形態においては、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）によって、データ圧縮が行われる。なお、情報圧縮手段としては、ＡＤＲＣ以外にＤＰＣＭ（予測符号化）、ＶＱ（ベクトル量子化）等を用いてもよい。
【００３８】
本来、ＡＤＲＣは、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）向け高性能符号化用に開発された適応再量子化法であるが、信号レベルの局所的なパターンを短い語長で効率的に表現できるので、上述したデータ圧縮に使用して好適なものである。ＡＤＲＣを使用する場合、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の最大値をＭＡＸ、その最小値をＭＩＮ、空間クラスタップのデータのダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データｋｉに対して、（１）式の演算により、圧縮データとしての再量子化コードｑｉが得られる。ただし、（１）式において、[ ]は切り捨て処理を意味している。空間クラスタップのデータとして、Ｎａ個のＳＤ画素データがあるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。
ｑｉ＝［（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２P／ＤＲ］ ・・・（１）
【００３９】
また、画像信号処理部１１０は、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報を出力する動きクラス検出回路１２５を有している。
【００４０】
この動きクラス検出回路１２５では、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）ｍｉ，ｎｉからフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。すなわち、動きクラス検出回路１２５では、（２）式によって、差分の絶対値の平均値ＡＶが算出される。第３のタップ選択回路１２３で、例えば上述したように１２個のＳＤ画素データｍ１〜ｍ６，ｎ１〜ｎ６が取り出されるとき、（２）式におけるＮｂは６である。
【００４１】
【数１】
【００４２】
そして、動きクラス検出回路１２５では、上述したように算出された平均値ＡＶが１個または複数個のしきい値と比較されて動きクラスのクラス情報ＭＶが得られる。例えば、３個のしきい値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３（ｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３）が用意され、４つの動きクラスを検出する場合、ＡＶ≦ｔｈ１のときはＭＶ＝０、ｔｈ１＜ＡＶ≦ｔｈ２のときはＭＶ＝１、ｔｈ２＜ＡＶ≦ｔｈ３のときはＭＶ＝２、ｔｈ３＜ＡＶのときはＭＶ＝３とされる。
【００４３】
また、画像信号処理部１１０は、空間クラス検出回路１２４より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号）の画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１２６を有している。
【００４４】
このクラス合成回路１２６では、（３）式によって、クラスコードＣＬの演算が行われる。なお、（３）式において、Ｎａは空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の個数、ＰはＡＤＲＣにおける再量子化ビット数を示している。
【００４５】
【数２】
【００４６】
また、画像信号処理部１１０は、係数メモリ１３４を有している。この係数メモリ１３４は、後述する推定予測演算回路１２７で使用される推定式の複数の係数データを、クラス毎に、格納するものである。この係数データは、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に変換するための情報である。係数メモリ１３４には上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この係数メモリ１３４からはクラスコードＣＬに対応した推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が読み出され、推定予測演算回路１２７に供給されることとなる。
【００４７】
また、画像信号処理部１１０は、情報メモリバンク１３５を有している。後述する推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される係数データＷｉとから、（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ画素データｙが演算される。第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップ数が１３個であるとき、（４）式におけるｎは１３となる。図２は、予測タップとしてのＳＤ画素と、注目画素としての作成すべきＨＤ画素との位置関係の一例を示している。
【００４８】
【数３】
【００４９】
そして、この推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、（５）式あるいは（６）式で示す生成式によって生成される。情報メモリバンク１３５には、この生成式を得るための情報が記憶されている。
Ｗｉ＝（Ｗ(i,0,0)−１／ｎ）×ａｐｒ(h)×ａｐｒ(v)＋１／ｎ・・・（５）
Ｗｉ＝（Ｗ(i,0,0)−１／ｎ）×ａｐｒ(h,v)＋１／ｎ・・・（６）
【００５０】
（５）式において、Ｗ(i,0,0)は、ｈ＝０，ｖ＝０における推定式の係数データＷｉ、ｎは予測タップ数、ａｐｒ(h)は、ｈ＝０のときの水平間引きフィルタによる水平解像度を基準とした、ｈの各値のときの水平間引きフィルタによる水平解像度の低下の度合いを求める算出式であり、ａｐｒ(v)は、ｖ＝０のときの垂直間引きフィルタによる垂直解像度を基準とした、ｖの各値のときの垂直間引きフィルタによる垂直解像度の低下の度合いを求める算出式である。推定式の係数データＷｉを（５）式により生成する場合、情報メモリバンク１３５には、係数データＷ(i,0,0)と、算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)を構成するための算出式情報とが格納される。
【００５１】
また、（６）式において、Ｗ(i,0,0)は、ｈ＝０，ｖ＝０における推定式の係数データＷｉ、ｎは予測タップ数、ａｐｒ(h,v)は、ｈ＝０，ｖ＝０のときの水平、垂直の合成間引きフィルタによる解像度を基準とした、ｈ，ｖの各値のときの合成間引きフィルタによる解像度の低下の度合いを求める算出式である。推定式の係数データＷｉを（６）式により生成する場合、情報メモリバンク１３５には、係数データＷ(i,0,0)と、算出式ａｐｒ(h,v)を構成するための情報とが格納される。
【００５２】
図３は、パラメータｈ，ｖの変化に対応した係数データＷｉ（Ｗ1，Ｗ2，Ｗ3，Ｗ4，Ｗ5，・・・）の振る舞いを示している。係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、パラメータｈ，ｖが大きくなるにつれて、１／ｎに近づいていく。
【００５３】
上述したように、５２５ｉ信号を５２５ｐ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して５２５ｐ信号の４画素を得る必要がある。この場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおける５２５ｐ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素は、それぞれ中心予測タップに対して異なる位相ずれを持っている。
【００５４】
図４は、奇数フィールドにおける５２５ｐ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素ＨＤ1〜ＨＤ4における中心予測タップＳＤ0からの位相ずれを示している。ここで、ＨＤ1〜ＨＤ4の位置は、それぞれ、ＳＤ0の位置から水平方向にｋ1〜ｋ4、垂直方向にｍ1〜ｍ4だけずれている。
【００５５】
図５は、偶数フィールドにおける５２５ｐ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素ＨＤ1′〜ＨＤ4′における中心予測タップＳＤ0′からの位相ずれを示している。ここで、ＨＤ1′〜ＨＤ4′の位置は、それぞれ、ＳＤ0′の位置から水平方向にｋ1′〜ｋ4′、垂直方向にｍ1′〜ｍ4′だけずれている。
したがって、上述した情報メモリバンク１３５には、クラスおよび出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）の組み合わせ毎に、上述した生成式（（５）式または（６）式）を得るための情報が格納されている。
【００５６】
情報メモリバンク１３５に蓄えられる情報についてさらに詳細に説明する。
本出願人による先の出願（特願平２０００−３４８７３０号）においては、各クラスにおける係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、例えば（７）式に示すように、パラメータｈ，ｖを含む生成式によって生成することを提案した。この生成式の係数データである係数種データｗi0〜ｗi9は、予め学習によって求められ、情報メモリバンクに格納される。
【００５７】
この（７）式で示すような生成式は、パラメータｈ，ｖを含んでおり、パラメータｈ，ｖの値を変化させることで、そのパラメータｈ，ｖの値に対応した係数データＷｉを得ることができ、画質調整が可能となる。
【００５８】
図６は、係数種データｗi0〜ｗi9の生成方法を示している。
まず、ＨＤ信号から複数のＳＤ信号を生成する。例えば、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用する帯域制限フィルタの水平帯域と垂直帯域を可変するパラメータｈ，ｖをそれぞれ９段階に可変して、合計８１種類のＳＤ信号を生成する。
【００５９】
図７は、パラメータｈ，ｖの値と、水平帯域、垂直帯域との相関を示している。この場合、パラメータｈの値が大きくなる程、水平帯域が広くなり、従って生成されるＳＤ信号の水平方向の解像度は高くなる。同様に、パラメータｖの値が大きくなる程、垂直帯域が広くなり、従って生成されるＳＤ信号の垂直方向の解像度は高くなる。
【００６０】
図６に戻って、次に、上述した８１種類の各ＳＤ信号とＨＤ信号との間でそれぞれ学習を行って、上述した（４）式の推定式における係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する。これにより、８１種類の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が得られる。なお、図６にはｎ＝１３の例を示している。そして、この８１種類の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を使用して、（７）式の係数データである係数種データｗi0〜ｗi9を生成する。
【００６１】
このように、係数種データｗi0〜ｗi9は、推定式の係数データＷｉを、帯域制限フィルタの帯域という離散的なパラメータｈ，ｖを含む連続関数で近似することで生成されたものである。すなわち、（７）式におけるパラメータｈ，ｖは学習時に連続的な値を取り得るものではなく、そのため（７）式によって生成される係数データＷｉは擬似的に連続したものとなる。したがって、（７）式を使用して推定式の係数データＷｉを求めるものとすれば、ＨＤ信号による画像の解像度を連続的に変化させることが困難である。
【００６２】
さて、本実施の形態のように、情報メモリバンク１３５に（５）式または（６）式を生成するための情報が格納されるものとして、各情報の生成方法について説明する。
まず、（５）式における、係数データＷ(i,0,0)および算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)の求め方を説明する。
【００６３】
［係数データＷ(i,0,0)の求め方］
帯域制限フィルタの水平帯域と垂直帯域をｈ＝０，ｖ＝０に対応するものとして、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する。そして、このＳＤ信号とＨＤ信号との間で学習を行って、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、（４）式の推定式の係数データＷｉを生成する。この係数データＷｉが、ｈ＝０，ｖ＝０に対応した係数データＷ(i,0,0)となる。
【００６４】
推定式の係数データＷｉの求め方を説明する。
（４）式の推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を最小二乗法により求める。一般化した例として、Ｘを入力データ、Ｗを係数データ、Ｙを予測値として、（８）式の観測方程式を考える。この（８）式において、ｍは学習データの数を示し、ｎは予測タップの数を示している。
【００６５】
【数４】
【００６６】
（８）式の観測方程式により収集されたデータに最小二乗法を適用する。この（８）式の観測方程式をもとに、（９）式の残差方程式を考える。
【００６７】
【数５】
【００６８】
（９）式の残差方程式から、各Ｗiの最確値は、（１０）式のｅ2を最小にする条件が成り立つ場合と考えられる。すなわち、（１１）式の条件を考慮すればよいわけである。
【００６９】
【数６】
【００７０】
つまり、（１１）式のｉに基づくｎ個の条件を考え、これを満たす、Ｗ1，Ｗ2，・・・，Ｗnを算出すればよい。そこで、（９）式の残差方程式から、（１２）式が得られる。さらに、（１２）式と（８）式とから、（１３）式が得られる。
【００７１】
【数７】
【００７２】
そして、（９）式と（１３）式とから、（１４）式の正規方程式が得られる。
【００７３】
【数８】
【００７４】
（１４）式の正規方程式は、未知数の数ｎと同じ数の方程式を立てることが可能であるので、各Ｗiの最確値を求めることができる。この場合、掃き出し法（Gauss-Jordanの消去法）等を用いて連立方程式を解くことになる。
【００７５】
［算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)の求め方］
算出式ａｐｒ(h)について述べる。
図８は、ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての水平間引きフィルタにおける水平帯域を９段階（ｈ＝0,1,・・・,9）に可変した際の、当該水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を示している。折れ線を構成する各点の横方向位置はＨＤ信号の画素位置に対応し、横軸に付された数値はＳＤ信号の画素位置に対応し、横軸の「０」の画素位置が生成すべきＳＤ画素の位置となる。
【００７６】
パラメータｈの各値に対応した上述の水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数をそれぞれ積分して積分値を求める。この場合、例えば、パーシバルの等式を考慮して、各タップのフィルタ係数の二乗和を取って積分値を算出する。図９は、パラメータｈの各値に対応した積分値のプロット例を示したものである。（１５）式は、パーシバルの等式を示している。式中の、ｆ(t)は時間軸上の信号であり、Ａ(ω)はｆ(t)のフーリエスペクトルである。
【００７７】
【数９】
【００７８】
このように得られたパラメータｈの各値に対応した積分値の逆数をとり、ｈ＝０に対応する逆数が１となるように正規化する。この正規化後の積分値の逆数を劣化評価値と呼ぶ。この劣化評価値は、パラメータｈ＝０のときの水平間引きフィルタによる水平解像度を基準とした、パラメータｈの各値のときの水平間引きフィルタによる水平解像度の低下の度合いを示すものとなる。
【００７９】
図１０は、パラメータｈの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示したものである。このパラメータｈの各値に対応した劣化評価値を近似する近似式が、上述した算出式ａｐｒ(h)となる。この近似式は、例えば、パラメータｈの各値に対応した積分値を最小二乗法等により一次式で近似し、この一次式の逆数を用いて表すことができる。（１６）式は、パラメータｈの各値に対応した積分値が図９に示すような値であるときのａｐｒ(h)を示している。式中の（０．０２３４＊ｈ＋０．１８８）の部分が一次式に対応し、０．０２３４が傾き、０．１８８が切片である。
【００８０】
【数１０】
【００８１】
算出式ａｐｒ(ｖ)について述べる。
【００８２】
図１１は、ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての垂直間引きフィルタにおける垂直帯域を９段階（ｖ＝0,1,・・・,9）に可変した際の、当該垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を示している。折れ線を構成する各点の横方向位置はＨＤ信号の画素位置に対応し、横軸に付された数値はＳＤ信号の画素位置に対応し、横軸の「０」の画素位置が生成すべきＳＤ画素の位置となる。
【００８３】
パラメータｖの各値に対応した上述の垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数をそれぞれ積分して積分値を求める。この場合、例えば、パーシバルの等式（（１５）式参照）を考慮して、各タップのフィルタ係数の二乗和を取って積分値を算出する。図１２は、パラメータｖの各値に対応した積分値のプロット例を示したものである。
【００８４】
このように得られたパラメータｖの各値に対応した積分値の逆数をとり、ｖ＝０に対応する逆数が１となるように正規化する。この正規化後の積分値の逆数を劣化評価値と呼ぶ。この劣化評価値は、パラメータｖ＝０のときの垂直間引きフィルタによる垂直解像度を基準とした、パラメータｖの各値のときの垂直間引きフィルタによる垂直解像度の低下の度合いを示すものとなる。
【００８５】
図１３は、パラメータｖの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示したものである。このパラメータｖの各値に対応した劣化評価値を近似する近似式が、上述した算出式ａｐｒ(v)となる。この近似式は、例えば、パラメータｖの各値に対応した積分値を最小二乗法等により一次式で近似し、この一次式の逆数を用いて表すことができる。（１７）式は、パラメータｖの各値に対応した積分値が図１２に示すような値であるときのａｐｒ(v)を示している。式中の（０．０２１４＊ｈ＋０．３２５）の部分が一次式に対応し、０．０２１４が傾き、０．３２５が切片である。
【００８６】
【数１１】
【００８７】
次に、（６）式における、係数データＷ(i,0,0)および算出式ａｐｒ(h,v)の求め方を説明する。
［係数データＷ(i,0,0)の求め方］
帯域制限フィルタの水平帯域と垂直帯域をｈ＝０，ｖ＝０に対応するものとして、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する。そして、このＳＤ信号とＨＤ信号との間で学習を行って、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、（４）式の推定式の係数データＷｉを生成する。この係数データＷｉが、ｈ＝０，ｖ＝０に対応した係数データＷ(i,0,0)となる。この係数データＷ(i,0,0)は、（５）式における係数データＷ(i,0,0)と同じである。推定式の係数データＷｉの求め方も上述したと同様である。
【００８８】
［算出式ａｐｒ(h,v)の求め方］
図１４Ａ，Ｂは、ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての水平間引きフィルタにおける水平帯域を９段階（ｈ＝0,1,・・・,9）に可変すると共に、ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての垂直間引きフィルタにおける垂直帯域を９段階（ｈ＝0,1,・・・,9）に可変した際の、当該水平間引きフィルタおよび垂直間引きフィルタを合成したフィルタにおける各タップのフィルタ係数を示している。
【００８９】
図１４Ａは、ｈ＝０，ｖ＝０〜ｈ＝０，ｖ＝８に対応した各タップのフィルタ係数を示しており、図１４Ｂは、ｈ＝８，ｖ＝０〜ｈ＝８，ｖ＝８に対応した各タップのフィルタ係数を示している。ｈ，ｖがその他の値をとる場合における各タップのフィルタ係数の図示は省略している。これら、図１４Ａ，Ｂは２次元のフィルタ係数面を垂直方向に切断した図である。折れ線を構成する各点の横方向位置はＨＤ信号の画素位置に対応し、横軸の「０」の画素位置が生成すべきＳＤ画素の位置となる。
【００９０】
パラメータｈ，ｖの各値に対応した上述の合成フィルタの各タップのフィルタ係数をそれぞれ積分して積分値を求める。通常、周波数フィルタを合成する場合、時間軸では畳み込み積分が行われる（（１８）式参照）。図１５は、パラメータｈ，ｖの各値に対応した積分値のプロット例を示したものである。
【００９１】
【数１２】
【００９２】
このように得られたパラメータｈ，ｖの各値に対応した積分値の逆数をとり、ｈ＝０，ｖ＝０に対応する逆数が１となるように正規化する。この正規化後の積分値の逆数を劣化評価値と呼ぶ。この劣化評価値は、パラメータｈ＝０，ｖ＝０のときの合成フィルタによる解像度を基準とした、パラメータｈ，ｖの各値のときの合成フィルタによる解像度の低下の度合いを示すものとなる。
【００９３】
図１６は、パラメータｈ，ｖの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示したものである。このパラメータｈ，ｖの各値に対応した劣化評価値を近似する近似式が、上述した算出式ａｐｒ(h,v)となる。この近似式は、例えば、パラメータｈ，ｖの各値に対応した積分値を最小二乗法等により三次式で近似し、この三次式の逆数を用いて表すことができる。（１９）式は、パラメータｈ，ｖの各値に対応した積分値が図１５に示すような値であるときのａｐｒ(h,v)を示している。式中のｖａｌの部分が三次式に対応している。
【００９４】
また、図１に戻って、画像信号処理部１１０は、情報メモリバンク１３５に格納されている情報に基づいて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉを演算で求める係数生成回路１３６とを有している。
【００９５】
この場合、（５）式の生成式を使用するものにあっては、情報メモリバンク１３５に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)、および情報メモリバンク１３５に格納されている係数データＷ(i,0,0)に基づいて（５）式の生成式が構成され、この生成式により、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉが生成される。
【００９６】
またこの場合、（６）式の生成式を使用するものにあっては、情報メモリバンク１３５に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式ａｐｒ(h,v)、および情報メモリバンク１３５に格納されている係数データＷ(i,0,0)に基づいて（６）式の生成式が構成され、この生成式により、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉが生成される。
【００９７】
係数生成回路１３６による推定式の係数データＷｉの生成は、例えば各垂直ブランキング期間で行われる。これにより、ユーザのリモコン送信機２００の操作によってパラメータｈ，ｖの値が変更されても、係数メモリ１３４に格納される各クラスの係数データＷｉを、そのパラメータｈ，ｖの値に対応したものに即座に変更でき、ユーザによる画質調整がスムーズに行われる。
【００９８】
また、画像信号処理部１１０は、係数生成回路１３６で求められる係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓを、（２０）式によって、演算する正規化係数演算部１３７と、この正規化係数Ｓを格納する正規化係数メモリ１３８とを有している。正規化係数メモリ１３８には上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓが読み出され、後述する正規化演算回路１２８に供給されることとなる。
【００９９】
【数１３】
【０１００】
また、画像信号処理部１１０は、第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される係数データＷｉとから、（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータを演算する推定予測演算回路１２７を有している。
【０１０１】
上述したように、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（５２５ｐ信号）に変換する際には、ＳＤ信号の１画素に対してＨＤ信号の４画素（図４のＨＤ1〜ＨＤ4、図５のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）を得る必要があることから、この推定予測演算回路１２７では、ＨＤ信号を構成する２×２の単位画素ブロック毎に、画素データが生成される。すなわち、この推定予測演算回路１２７には、第１のタップ選択回路１２１より単位画素ブロック内の４画素（注目画素）に対応した予測タップのデータｘｉと、係数メモリ１３４よりその単位画素ブロックを構成する４画素に対応した係数データＷｉとが供給され、単位画素ブロックを構成する４画素のデータｙ1〜ｙ4は、それぞれ個別に上述した（４）式の推定式で演算される。
【０１０２】
また、画像信号処理部１１０は、推定予測演算回路１２７より順次出力される４画素のデータｙ1〜ｙ4を、正規化係数メモリ１３８より読み出される、それぞれの演算に使用された係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓで除算して正規化する正規化演算回路１２８を有している。上述せずも、係数生成回路１３６で生成式により推定式の係数データＷｉを求めるものであるが、求められる係数データは丸め誤差を含み、係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）の総和が１．０になることは保証されない。そのため、推定予測演算回路１２７で演算される各画素のデータｙ1〜ｙ4は、丸め誤差によってレベル変動したものとなる。上述したように、正規化演算回路１２８で正規化することで、その変動を除去できる。
【０１０３】
また、画像信号処理部１１０は、正規化演算回路１２８で正規化されて順次供給される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′を線順次化して５２５ｐ信号のフォーマットで出力する後処理回路１２９を有している。
【０１０４】
次に、画像信号処理部１１０の動作を説明する。
バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１２２で、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１２４に供給される。この空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【０１０５】
また、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第３のタップ選択回路１２３で、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１２５に供給される。この動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１０６】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号）を構成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロック内の４画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。そして、このクラスコードＣＬは、係数メモリ１３４および正規化係数メモリ１３８に読み出しアドレス情報として供給される。
【０１０７】
係数メモリ１３４には、例えば各垂直ブランキング期間に、係数生成回路１３６で、ユーザによって調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応して、クラスおよび出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）の組み合わせ毎に、推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が求められて格納される。この場合、係数生成回路１３６では、情報メモリバンク１３５に格納されている情報に基づいて、推定式の係数データＷｉを生成するための生成式が構成されて使用される。上述したように、生成式としては、（５）式あるいは（６）式が使用される。
【０１０８】
また、正規化係数メモリ１３８には、上述したように係数生成回路１３６で求められた推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓが正規化係数演算部１３７で生成されて格納される。
【０１０９】
係数メモリ１３４に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ１３４からクラスコードＣＬに対応した４出力画素（奇数フィールドではＨＤ1〜ＨＤ4、偶数フィールドではＨＤ1′〜ＨＤ4′）分の推定式の係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。また、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第１のタップ選択回路１２１で、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。
【０１１０】
推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される４出力画素分の係数データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）のデータｙ1〜ｙ4が演算される（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回路１２７より順次出力されるＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1〜ｙ4は正規化演算回路１２８に供給される。
【０１１１】
正規化係数メモリ１３８には上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓ、つまり推定予測演算回路１２７より出力されるＨＤ画素データｙ1〜ｙ4の演算に使用された係数データＷｉに対応した正規化係数Ｓが読み出されて正規化演算回路１２８に供給される。この正規化演算回路１２８では、推定予測演算回路１２７より出力されるＨＤ画素データｙ1〜ｙ4がそれぞれ対応する正規化係数Ｓで除算されて正規化される。これにより、生成式（（５）式、（６）式参照）から演算によって推定式（（４）式参照）の係数データＷｉを求める際の丸め誤差によるデータｙ1〜ｙ4のレベル変動が除去される。
【０１１２】
このように正規化演算回路１２８で正規化されて順次出力される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′は後処理回路１２９に供給される。この後処理回路１２９では、正規化演算回路１２８より順次供給される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′が線順次化され、５２５ｐ信号のフォーマットで出力される。つまり、後処理回路１２９からは、ＨＤ信号としての５２５ｐ信号が出力される。
【０１１３】
上述したように、図１に示すテレビ受信機１００では、情報メモリバンク１３５に記憶されている情報に基づいて構成された生成式（（５）式、（６）式参照）を使用して、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉが演算で求められる。このクラスおよび出力画素の組み合わせ毎の推定式の係数データＷｉが係数メモリ１３４に格納される。そして、この係数メモリ１３４より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７でＨＤ画素データｙが演算される。
【０１１４】
したがって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平、垂直の解像度を任意に調整することができる。なおこの場合、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応した、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉをその都度、係数生成回路１３６で生成して使用するものであり、大量の係数データを格納しておくメモリを必要としない。
【０１１５】
また、図１に示すテレビ受信機１００では、推定式の係数データＷｉを、教師信号を帯域制限して生徒信号を得るための帯域制限フィルタの所定帯域（ｈ＝０，ｖ＝０の場合）に対応した推定式の係数データＷ(i,0,0)と、パラメータｈ，ｖを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式（ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)、またはａｐｒ(h,v)）に基づいて構成された生成式により生成するものであり、パラメータｈ，ｖの値の変化に対応して連続的に変化する推定式の係数データＷｉを得ることができ、ＨＤ信号による画像の水平、垂直の解像度をなめらかに変化させることができる。
【０１１６】
なお、図１に示すテレビ受信機１００においては、係数生成回路１３６で各クラスの係数データＷｉを生成して係数メモリ１３４に格納し、クラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉをこの係数メモリ１３４より読み出して使用するものであったが、係数生成回路１３６でクラス合成回路１２６からのクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉをその都度生成し、これを推定予測演算回路１２７で使用するようにしてもよい。その場合には、係数メモリ１３４は不要となる。またこの場合、正規化係数メモリ１３８も不要となる。
【０１１７】
図１７は、上述したテレビ受信機１００の情報メモリバンク１３５に格納される情報を取得する情報取得装置１５０の構成を示している。
この情報取得装置１５０は、教師信号としてのＨＤ信号（５２５ｐ信号）が入力される入力端子１５１と、このＨＤ信号に対して水平および垂直の間引き処理を行って、生徒信号としてのＳＤ信号を得るＳＤ信号生成回路１５２とを有している。このＳＤ信号生成回路１５２にはパラメータｈ，ｖが供給される。
ＳＤ信号生成回路１５２は、図１８に示すように、垂直間引きフィルタ１５２ａおよび水平間引きフィルタ１５２ｂが直列接続されて構成される。
【０１１８】
垂直間引きフィルタ１５２ａは、間引き処理によって、垂直方向の画素数を、ＨＤ信号に対応した数からＳＤ信号に対応した数に減少させる。この垂直間引きフィルタ１５２ａは、帯域制限フィルタとしても機能し、供給されるパラメータｖの値が大きくなる程、垂直方向の帯域が広くなるように、複数のＨＤ画素データに乗算すべき各タップのフィルタ係数が決定される（図７、図１１参照）。
【０１１９】
水平間引きフィルタ１５２ｂは、間引き処理によって、水平方向の画素数を、ＨＤ信号に対応した数からＳＤ信号に対応した数に減少させる。この垂直間引きフィルタ１５２ｂは、帯域制限フィルタとしても機能し、供給されるパラメータｈの値が大きくなる程、水平方向の帯域が広くなるように、複数のＨＤ画素データに乗算すべき各タップのフィルタ係数が決定される（図７、図８参照）。
【０１２０】
また、情報取得装置１５０は、ＳＤ信号生成回路１５２より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５を有している。これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５は、上述した画像信号処理部１１０の第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３と同様に構成される。
【０１２１】
また、情報取得装置１５０は、第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１５７を有している。この空間クラス検出回路１５７は、上述した画像信号処理部１１０の空間クラス検出回路１２４と同様に構成される。この空間クラス検出回路１５７からは、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データ毎の再量子化コードｑｉが空間クラスを示すクラス情報として出力される。
【０１２２】
また、情報取得装置１５０は、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報ＭＶを出力する動きクラス検出回路１５８を有している。この動きクラス検出回路１５８は、上述した画像信号処理部１１０の動きクラス検出回路１２５と同様に構成される。この動きクラス検出回路１５８では、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）からフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。
【０１２３】
また、情報取得装置１５０は、空間クラス検出回路１５７より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１５９を有している。このクラス合成回路１５９も、上述した画像信号処理部１１０のクラス合成回路１２６と同様に構成される。
【０１２４】
また、情報取得装置１５０は、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号から得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、クラス毎に、係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を得るための正規方程式（（１４）式参照）を生成する正規方程式生成部１６０を有している。
【０１２５】
この場合、１個のＨＤ画素データｙとそれに対応するｎ個の予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉとの組み合わせで学習データが生成されるが、ＳＤ信号生成回路１５２からはｈ＝０，ｖ＝０に対応した、つまり垂直帯域および水平帯域が最も狭くされたＳＤ信号を得るようにされる。これにより、このＳＤ信号に係る多くの学習データが登録された正規方程式が生成される。
【０１２６】
またこの場合、１個のＨＤ画素データｙとそれに対応するｎ個の予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉとの組み合わせで学習データが生成されるが、正規方程式生成部１６１では、出力画素（図４のＨＤ1〜ＨＤ4、図５のＨＤ１′〜ＨＤ4′参照）毎に、正規方程式が生成される。例えば、ＨＤ1に対応した正規方程式は、中心予測タップに対するずれ値がＨＤ1と同じ関係にあるＨＤ画素データｙから構成される学習データから生成される。
【０１２７】
また、情報取得装置１５０は、正規方程式生成部１６０で、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に生成された正規方程式のデータが供給され、当該正規方程式を解いて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、ｈ＝０，ｖ＝０（垂直帯域および水平帯域が最も狭い）に対応した推定式の係数データＷｉを求める係数データ決定部１６１とを有している。係数種データ決定部１６１では、正規方程式が例えば掃き出し法などによって解かれて、係数データＷｉが求められる。
【０１２８】
また、情報取得装置１５０は、ｖ＝０，１，・・・，８に対応して決定される垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を積分すると共に、ｈ＝０，１，・・・，８に対応して決定される水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を積分する積分値算出部１７１と、この積分値算出部１７１で得られるパラメータｈの各値に対応した積分値を最小二乗法等により一次式で近似すると共に、積分値算出部１７１で得られるパラメータｖの各値に対応した積分値を最小二乗法等により一次式で近似する近似式生成部１７２とを有している。
【０１２９】
なお、ｖ＝０，１，・・・，８に対応して決定される垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数は、パラメータｖを０，１，・・・，８と順次変化させることで、ＳＤ信号生成回路１５２より得られる。同様に、ｈ＝０，１，・・・，８に対応して決定される水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数は、パラメータｈを０，１，・・・，８と順次変化させることで、ＳＤ信号生成回路１５２より得られる。
【０１３０】
また、情報取得装置１５０は、近似式生成部１７２で生成される、パラメータｈに関する一次式（近似式）の逆数をとり、それをｈ＝０で１となるように正規化処理して劣化評価値の算出式ａｐｒ(h)（（１６）式参照）を得ると共に、近似式生成部１７２で生成される、パラメータｖに関する一次式（近似式）の逆数をとり、それをｖ＝０で１となるように正規化処理して劣化評価値の算出式ａｐｒ(v)（（１７）式参照）を得る算出式生成部１７３を有している。
【０１３１】
また、情報取得装置１５０は、上述した係数データ決定部１６１で求められた係数データＷｉを、係数データＷ(i,0,0)として記憶すると共に、算出式生成部１７３で得られる算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)を構成するための情報ＩＮＦを記憶する情報メモリ１７４を有している。
【０１３２】
図１７に示す情報取得装置１５０の動作を説明する。
入力端子１５１には教師信号としてのＨＤ信号（５２５ｐ信号）が供給され、そしてこのＨＤ信号に対してＳＤ信号生成回路１５２で水平および垂直の間引き処理が行われて生徒信号としてのＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成される。この場合、ＳＤ信号生成回路１５２に供給されるパラメータｈ，ｖの値はそれぞれ０とされる。これにより、ＳＤ信号生成回路１５２からは、ｈ＝０，ｖ＝０（垂直帯域および水平帯域が最も狭い）に対応したＳＤ信号が得られる。
【０１３３】
このＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１５７に供給される。この空間クラス検出回路１５７では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【０１３４】
また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されたＳＤ信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１５８に供給される。この動きクラス検出回路１５８では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１３５】
このクラス情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラス合成回路１５９では、これらクラス情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。
【０１３６】
また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されるＳＤ信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。
【０１３７】
そして、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、正規方程式生成部１６０では、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、係数データＷｉを得るための正規方程式（（１４）式参照）が個別に生成される。
【０１３８】
そして、係数データ決定部１６１で各正規方程式が解かれ、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、ｈ＝０，ｖ＝０（垂直帯域および水平帯域が最も狭い）に対応した推定式の係数データＷｉを求められ、それらが係数データＷ(i,0,0)として情報メモリ１７４に記憶される。
【０１３９】
また、パラメータｖを０，１，・・・，８と順次変化させることでＳＤ信号生成回路１５２より出力される、パラメータｖの各値に対応して決定される垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数が積分値算出部１７１に供給されて積分され、パラメータｖの各値に対応した積分値が得られる。同様に、パラメータｈを０，１，・・・，８と順次変化させることでＳＤ信号生成回路１５２より出力される、パラメータｈの各値に対応して決定される水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数が積分値算出部１７１に供給されて積分され、パラメータｈの各値に対応した積分値が得られる。
【０１４０】
そして、積分値算出部１７１で得られたパラメータｖの各値に対応した積分値が近似式生成部１７２に供給され、各積分値が最小二乗法等により一次式で近似される。同様に、積分値算出部１７１で得られたパラメータｈの各値に対応した積分値が近似式生成部１７２に供給され、各積分値が最小二乗法等により一次式で近似される。
【０１４１】
そして、近似式生成部１７２で生成されたパラメータｖに関する一次式（近似式）の情報が算出式生成部１７３に供給され、その一次式（近似式）の逆数がとられ、さらにｖ＝０で１となるように正規化処理されて劣化評価値の算出式ａｐｒ(v)が得られる。同様に、近似式生成部１７２で生成されたパラメータｈに関する一次式（近似式）の情報が算出式生成部１７３に供給され、その一次式（近似式）の逆数がとれ、さらにｈ＝０で１となるように正規化処理されて劣化評価値の算出式ａｐｒ(h)が得られる。
【０１４２】
このように算出式生成部１７３で得られる、算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)を構成するための情報ＩＮＦが情報メモリ１７４に記憶される。
このように、図１７に示す情報取得装置１５０においては、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に記憶される、推定式の係数データＷｉを生成するための生成式（（５）式参照）を得るための情報を取得することができる。
【０１４３】
なお、推定式の係数データＷｉを生成するための生成式が（６）式である場合には、積分値算出部１７１でパラメータｈ，ｖの各値にそれぞれ対応して決定される合成フィルタの各タップのフィルタ係数（図１４Ａ，Ｂ参照）の積分値が算出され（図１５参照）、近似式生成部１７２でパラメータｈ，ｖの各値に対応した積分値が最小二乗法等により三次式で近似され、算出式生成部１７３でその三次式（近似式）の逆数がとられ、さらにｈ＝０，ｖ＝０で１となるように正規化処理されて劣化評価値の算出式ａｐｒ(h,v)（（１９）式参照）が得られる。そして、この算出式ａｐｒ(h,v)を構成するための情報ＩＮＦが情報メモリ１７４に記憶されることとなる。
【０１４４】
なお、図１の画像信号処理部１１０における処理を、例えば図１９に示すような画像信号処理装置３００によって、ソフトウェアで実現することも可能である。
まず、図１９に示す画像信号処理装置３００について説明する。この画像信号処理装置３００は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ３０１と、このＣＰＵ３０１の処理プログラム、さらに推定式の係数データＷｉを生成する生成式を構成するための情報（図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に予め蓄えられている情報と同じ）等が格納されたＲＯＭ（read only memory）３０２と、ＣＰＵ３０１の作業領域を構成するＲＡＭ（random access memory）３０３とを有している。これらＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２およびＲＡＭ３０３は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１４５】
また、画像信号処理装置３００は、外部記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０５と、フロッピー（Ｒ）ディスク３０６をドライブするフロッピー（Ｒ）ディスクドライブ（ＦＤＤ）３０７とを有している。これらドライブ３０５，３０７は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１４６】
また、画像信号処理装置３００は、インターネット等の通信網４００に有線または無線で接続する通信部３０８を有している。この通信部３０８は、インタフェース３０９を介してバス３０４に接続されている。
【０１４７】
また、画像信号処理装置３００は、ユーザインタフェース部を備えている。このユーザインタフェース部は、リモコン送信機２００からのリモコン信号ＲＭを受信するリモコン信号受信回路３１０と、ＬＣＤ（liquid crystal display）等からなるディスプレイ３１１とを有している。受信回路３１０はインタフェース３１２を介してバス３０４に接続され、同様にディスプレイ３１１はインタフェース３１３を介してバス３０４に接続されている。
【０１４８】
また、画像信号処理装置３００は、ＳＤ信号を入力するための入力端子３１４と、ＨＤ信号を出力するための出力端子３１５とを有している。入力端子３１４はインタフェース３１６を介してバス３０４に接続され、同様に出力端子３１５はインタフェース３１７を介してバス３０４に接続される。
【０１４９】
ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処理プログラム等を予め格納しておく代わりに、例えばインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードし、ハードディスクやＲＡＭ３０３に蓄積して使用することもできる。また、これら処理プログラム、係数種データ等をフロッピー（Ｒ）ディスク３０６で提供するようにしてもよい。
【０１５０】
また、処理すべきＳＤ信号を入力端子３１４より入力する代わりに、予めハードディスクに記録しておき、あるいはインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードしてもよい。また、処理後のＨＤ信号を出力端子３１５に出力する代わり、あるいはそれと並行してディスプレイ３１１に供給して画像表示をしたり、さらにはハードディスクに格納したり、通信部３０８を介してインターネットなどの通信網４００に送出するようにしてもよい。
【０１５１】
図２０のフローチャートを参照して、図１９に示す画像信号処理装置３００における、ＳＤ信号よりＨＤ信号を得るため処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ１で、処理を開始し、ステップＳＴ２で、ＳＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。このＳＤ画素データが入力端子３１４より入力される場合には、このＳＤ画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、このＳＤ画素データがハードディスクに記録されている場合には、ハードディスクドライブ３０７でこのＳＤ画素データを読み出し、ＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ３で、入力ＳＤ画素データの全フレームまたは全フィールドの処理が終わっているか否かを判定する。処理が終わっているときは、ステップＳＴ４で、処理を終了する。一方、処理が終わっていないときは、ステップＳＴ５に進む。
【０１５２】
このステップＳＴ５では、ユーザがリモコン送信機２００を操作して入力した画質指定値、つまりパラメータｈ，ｖの値を例えばＲＡＭ３０３より読み込む。そして、ステップＳＴ６で、例えばＲＯＭ３０２から、推定式の係数データＷｉを生成する生成式（（５）式または（６）式）を構成するための情報を読み込む。
【０１５３】
次に、ステップＳＴ７で、ステップＳＴ５で読み込んだパラメータｈ，ｖおよびステップＳＴ６で取得された情報とから、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、生成式を使用してパラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉを生成する。
【０１５４】
次に、ステップＳＴ８で、ステップＳＴ２で入力されたＳＤ画素データより、生成すべき各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ９で、入力されたＳＤ画素データの全領域においてＨＤ画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップＳＴ２に戻り、次のフレームまたはフィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップＳＴ１０に進む。
【０１５５】
このステップＳＴ１０では、ステップＳＴ９で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ１１で、そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タップのＳＤ画素データを使用して、推定式により、ＨＤ画素データを生成し、その後にステップＳＴ８に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０１５６】
このように、図２０に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力されたＳＤ信号を構成するＳＤ画素データを処理して、ＨＤ信号を構成するＨＤ画素データを得ることができる。上述したように、このように処理して得られたＨＤ信号は出力端子３１５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれによる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたりする。
また、処理装置の図示は省略するが、図８の情報取得装置１５０における処理を、ソフトウェアで実現することも可能である。
【０１５７】
図２１のフローチャートを参照して、推定式の係数データＷｉを生成するための生成式を得るための情報を取得する処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ４１で、処理を開始し、ステップＳＴ４２で、帯域制限フィルタの水平および垂直の帯域を決定するパラメータｈ，ｖをそれぞれ０に設定する。この場合、水平および垂直の帯域はそれぞれ最も狭くなる。
【０１５８】
次に、ステップＳＴ４３で、既知のＨＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。そして、ステップＳＴ４４で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ４５で、ステップＳＴ４３で入力されたＨＤ画素データより、ｈ＝０，ｖ＝０に対応した帯域に制限されたＳＤ画素データを生成する。
【０１５９】
そして、ステップＳＴ４６で、ステップＳＴ４５で生成されたＳＤ画素データより、ステップＳＴ４３で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ４７で、生成されたＳＤ画素データの全領域において学習処理を終了しているか否かを判定する。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ４３に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述したと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了していないときは、ステップＳＴ４８に進む。
【０１６０】
このステップＳＴ４８では、ステップＳＴ４６で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ４９で、係数データを得るための正規方程式（（１４）式参照）を、クラス毎に、生成する。その後に、ステップＳＴ４６に戻る。
【０１６１】
上述したステップＳＴ４４で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したときは、ステップＳＴ５０で、ステップＳＴ４９で生成された正規方程式を掃き出し法等で解いて、クラス毎に、ｈ＝０，ｖ＝０（垂直帯域および水平帯域が最も狭い）に対応した推定式の係数データＷｉを算出する。
【０１６２】
次に、ステップＳＴ５１で、例えばＲＯＭ３０２に記憶されているパラメータｈ，ｖの各値にそれぞれ対応して決定される帯域制限フィルタの各タップのフィルタ係数を用いた演算処理によって、劣化評価値の算出式（（５）式のａｐｒ(h),ａｐｒ(v)、または（６）式のａｐｒ(h,v)）の情報ＩＮＦを取得する。
【０１６３】
そして、ステップＳＴ５２で、ステップＳＴ５０で算出された推定式の係数データＷｉを係数データＷ(i,0,0)としてメモリに保存すると共に、ステップＳＴ５１で取得された算出式の情報ＩＮＦをメモリに保存し、その後にステップＳＴ５３で、処理を終了する。
【０１６４】
このように、図２１に示すフローチャートに沿って処理をすることで、図１７に示す情報取得装置１５０と同様の手法によって、推定式の係数データＷｉを生成する生成式を構成するための情報を取得できる。
【０１６５】
なお、上述実施の形態においては、ｈ＝０，ｖ＝０に対応する帯域を基準としたものであるが、パラメータｈ，ｖのその他の値に対応する帯域を基準とすることもできる。その場合に、（５）式のａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)、あるいは（６）式のａｐｒ(h,v)は、そのパラメータｈ，ｖの値で１となるように正規化されることとなる。
【０１６６】
また、上述実施の形態において、情報メモリバンク１３５には、出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4、ＨＤ1′〜ＨＤ4′）毎に、推定式の係数データＷｉを生成する生成式を構成するための情報が記憶されている。ＳＤ信号（５２５ｉ信号）の画素に対する出力画素の位相を変更することで、５２５ｐ信号以外のＨＤ信号も同様にして得ることができる。
【０１６７】
また、上述実施の形態においては、クラス分けをするものを示したが、この発明はクラス分けをしないものにも同様に適用できることは勿論である。
また、上述実施の形態においては、ＨＤ信号を生成する際の推定式として線形一次方程式を使用したものを挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば推定式として高次方程式を使用するものであってもよい。
また、上述実地の形態においては、情報信号が画像信号である場合を示したが、この発明はこれに限定されない。例えば、情報信号が音声信号である場合にも、この発明を同様に適用することができる。
【０１６８】
【発明の効果】
この発明によれば、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、教師信号を帯域制限して生徒信号を得るための帯域制限フィルタの所定帯域に対応した推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求めるための算出式に基づいて構成される生成式により生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して第２の情報信号による出力の質を任意に調整することができ、またパラメータの値の変化に対応して連続的に変化する係数データを得ることができ、第２の情報信号による出力の質をなめらかに変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態としてのテレビ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】予測タップとしてのＳＤ画素と注目画素としての作成すべきＨＤ画素との位置関係の一例を示す図である。
【図３】パラメータｈ，ｖの変化に対応した係数データＷｉ（Ｗ1，Ｗ2，Ｗ3，Ｗ4，Ｗ5，・・・）の振る舞いを示す図である。
【図４】ＨＤ信号（５２５ｐ信号）の単位画素ブロック内の４画素の中心予測タップからの位相ずれ（奇数フィールド）を示す図である。
【図５】ＨＤ信号（５２５ｐ信号）の単位画素ブロック内の４画素の中心予測タップからの位相ずれ（偶数フィールド）を示す図である。
【図６】係数種データｗi0〜ｗi9の生成方法を説明するための図である。
【図７】パラメータｈ，ｖの値と水平帯域、垂直帯域との相関を示す図である。
【図８】ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての水平間引きフィルタにおける水平帯域を９段階（ｈ＝0,1,・・・,9）に可変した際の、当該水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を示す図である。
【図９】パラメータｈの各値に対応したフィルタ係数の積分値のプロット例を示す図である。
【図１０】パラメータｈの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示す図である。
【図１１】ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての垂直間引きフィルタにおける垂直帯域を９段階（ｖ＝0,1,・・・,9）に可変した際の、当該垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を示す図である。
【図１２】パラメータｖの各値に対応したフィルタ係数の積分値のプロット例を示す図である。
【図１３】パラメータｖの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示す図である。
【図１４】水平間引きフィルタおよび垂直間引きフィルタを合成したフィルタにおける、パラメータｈ，ｖの各値に対応した各タップのフィルタ係数を示す図である。
【図１５】パラメータｈ，ｖの各値に対応したフィルタ係数の積分値のプロット例を示す図である。
【図１６】パラメータｈ，ｖの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示す図である。
【図１７】テレビ受信機の情報メモリバンクに格納される情報を取得する情報取得装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】ＳＤ信号生成回路の具体構成を示すブロック図である。
【図１９】ソフトウェアで実現するための画像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図２０】画像信号処理を示すフローチャートである。
【図２１】情報取得処理を示すフローチャートである。
【図２２】５２５ｉ信号と５２５ｐ信号の画素位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１００・・・テレビ受信機、１０１・・・システムコントローラ、１０２・・・リモコン信号受信回路、１０５・・・受信アンテナ、１０６・・・チューナ、１１０・・・画像信号処理部、１１１・・・ディスプレイ部、１１２・・・ＯＳＤ回路、１２１・・・第１のタップ選択回路、１２２・・・第２のタップ選択回路、１２３・・・第３のタップ選択回路、１２４・・・空間クラス検出回路、１２５・・・動きクラス検出回路、１２６・・・クラス合成回路、１２７・・・推定予測演算回路、１２８・・・正規化演算回路、１２９・・・後処理回路、１３４・・・係数メモリ、１３５・・・情報メモリバンク、１３６・・・係数生成回路、１３７・・・正規化係数演算部、１３８・・・正規化係数メモリ、１５０・・・情報取得装置，１５１・・・入力端子、１５２・・・ＳＤ信号生成回路、１５３・・・第１のタップ選択回路、１５４・・・第２のタップ選択回路、１５５・・・第３のタップ選択回路、１５７・・・空間クラス検出回路、１５８・・・動きクラス検出回路、１５９・・・クラス合成回路、１６０・・・正規方程式生成部、１６１・・・係数データ決定部、１７１・・・積分値算出部、１７２・・・近似式生成部、１７３・・・算出式生成部、１７４・・・情報メモリ、２００・・・リモコン送信機、３００・・・画像信号処理装置
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＮＴＳＣ方式のビデオ信号をハイビジョンのビデオ信号に変換する際に適用して好適な係数データの生成装置および生成方法、それを使用した情報信号の処理装置および処理方法、それに使用する情報の取得装置および取得方法に関する。詳しくは、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、教師信号を帯域制限して生徒信号を得るための帯域制限フィルタの所定帯域に対応した推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求めるための算出式に基づいて構成される生成式により生成することによって、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値の変化に対応して連続的に変化する係数データを得ることができるようにした係数データ生成装置等に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば５２５ｉ信号というＳＤ(Standard Definition）信号を、５２５ｐ信号というＨＤ(High Definition)信号に変換するフォーマット変換が提案されている。５２５ｉ信号は、ライン数が５２５本でインタレース方式の画像信号を意味し、５２５ｐ信号は、ライン数が５２５本でプログレッシブ方式の画像信号を意味する。
【０００３】
図２２は、５２５ｉ信号と５２５ｐ信号の、あるフレーム（Ｆ）の奇数（ｏ）フィールドの画素位置関係を示している。ここで、大きなドットが５２５ｉ信号の画素であり、小さなドットが５２５ｐ信号の画素である。図示せずも、偶数フィールドでは、５２５ｉ信号のラインが空間的に０．５ラインずれたものとなる。５２５ｉ信号を５２５ｐ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して５２５ｐ信号の４画素を得る必要がある。
【０００４】
従来、上述したようなフォーマット変換を行うために、５２５ｉ信号の画素データより５２５ｐ信号の画素データを得る際に、５２５ｉ信号の画素に対する５２５ｐ信号の各画素の位相に対応した推定式の係数データをメモリに格納しておき、この係数データを用いて推定式によって５２５ｐ信号の画素データを求めることが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように推定式によって５２５ｐ信号の画素データを求めるものにおいては、この５２５ｐ信号による画像の解像度は固定されており、従来のコントラストやシャープネス等の調整のように、画像内容等に応じて所望の解像度とすることができなかった。ユーザが所望の解像度に任意に調整するために、複数の解像度に対応する係数データを用意しておくことが考えられるが、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招き、装置のコストアップにつながる。
【０００６】
この発明は、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値の変化に対応して連続的に変化する係数データを得ることができるようにした係数データ生成装置等を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る係数データ生成装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、第２の情報信号に係る注目点の情報データを、第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、第２の情報信号に対応した教師信号とこの教師信号を帯域制限フィルタで所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データと、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報とを格納する格納手段と、パラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、格納手段に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式と格納手段に格納されている上記所定帯域に対応した推定式の係数データとに基づいて構成された生成式により、パラメータ設定手段で設定されたパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成する係数データ生成手段とを備えるものである。
【０００８】
また、この発明に係る係数データ生成方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、第２の情報信号に係る注目点の情報データを、第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報に基づいて算出式を構成するステップと、この構成された算出式と、第２の情報信号に対応した教師信号とこの教師信号を帯域制限フィルタで上記所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データとに基づいて、上記推定式の係数データを生成する生成式を構成するステップと、パラメータの値を設定するステップと、構成された生成式により、設定されたパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成するステップとを備えるものである。
【００１０】
この発明においては、第２の情報信号に対応した教師信号とこの教師信号を帯域制限フィルタで所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した推定式の係数データと、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報とが、格納手段に格納されている。
【００１１】
例えば、第１の情報信号および第２の情報信号は画像信号であり、算出式は、帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータを含む第１の算出式と、帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータを含む第２の算出式とからなるものである。また例えば、第１の情報信号および第２の情報信号は画像信号であり、算出式は、帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータと、帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータとを含むものである。
【００１２】
格納手段に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式と、格納手段に格納されている所定帯域に対応した推定式の係数データに基づいて生成式が構成され、この生成式により、パラメータ設定手段で設定されたパラメータの値に対応した推定式の係数データが生成される。
【００１３】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、教師信号を帯域制限して生徒信号を得るための帯域制限フィルタの所定帯域に対応した推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式に基づいて構成された生成式により生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して第２の情報信号による出力の質を任意に調整することが可能となり、またパラメータの値の変化に対応して連続的に変化する係数データを得ることができ、第２の情報信号による出力の質をなめらかに変化させることが可能となる。
【００１４】
この発明に係る情報信号処理装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、第２の情報信号に対応した教師信号とこの教師信号を帯域制限フィルタで所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データと、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報とを格納する格納手段と、パラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、格納手段に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式と格納手段に格納されている上記所定帯域に対応した推定式の係数データとに基づいて構成された生成式により、パラメータ設定手段で設定されたパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生する係数データ発生手段と、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第１の情報データを選択する第１のデータ選択手段と、係数データ発生手段で発生された係数データと第１のデータ選択手段で選択された複数の第１の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る演算手段とを備えるものである。
【００１５】
また、この発明に係る情報信号処理方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理方法であって、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報に基づいて算出式を構成するステップと、この構成された算出式と、第２の情報信号に対応した教師信号と該教師信号を帯域制限フィルタで上記所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データとに基づいて、上記推定式の係数データを生成する生成式を構成するステップと、パラメータの値を設定するステップと、構成された生成式により、設定されたパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生するステップと第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択するステップと、発生された係数データと選択された複数の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得るステップとを備えるものである。
【００１７】
この発明においては、第２の情報信号に対応した教師信号とこの教師信号を帯域制限フィルタで所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した推定式の係数データと、帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報とが、格納手段に格納されている。
【００１８】
例えば、第１の情報信号および第２の情報信号は画像信号であり、算出式は、帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータを含む第１の算出式と、帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータを含む第２の算出式とからなるものである。また例えば、第１の情報信号および第２の情報信号は画像信号であり、算出式は、帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータと、帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータとを含むものである。
【００１９】
格納手段に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式と、格納手段に格納されている所定帯域に対応した推定式の係数データに基づいて生成式が構成され、この生成式により、パラメータ設定手段で設定されたパラメータの値に対応した推定式の係数データが発生される。また、第１の情報信号から第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第１の情報データが選択される。そして、この複数の第１の情報データと推定式の係数データとから、推定式を用いて、第２の情報信号に係る注目点の情報データが算出される。
【００２０】
このように、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、教師信号を帯域制限して生徒信号を得るための帯域制限フィルタの所定帯域に対応した推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式に基づいて構成された生成式により生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して第２の情報信号による出力の質を任意に調整することが可能となり、またパラメータの値の変化に対応して連続的に変化する係数データを得ることができ、第２の情報信号による出力の質をなめらかに変化させることが可能となる。
【００２１】
この発明に係る情報取得装置は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを生成する生成式を得るために用いられる、帯域制限フィルタで制限する所定帯域に対応した上記推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパターンを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報を取得する情報取得装置であって、第２の情報信号に対応した教師信号を帯域制限フィルタで帯域を上記所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号から、教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択手段と、このデータ選択手段で選択された複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて学習データを生成し、その生成された学習データに基づいて、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データを生成する係数データ生成手段と、パラメータの複数の値に対応してそれぞれ決定される帯域制限フィルタの各タップのフィルタ係数を積分するフィルタ係数積分手段と、このフィルタ係数積分手段で得られるパラメータの複数の値にそれぞれ対応した複数の積分値に基づいて、算出式を構成するための算出式情報を取得する算出式情報取得手段とを備えるものである。
【００２２】
また、この発明に係る情報取得方法は、複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを生成する生成式を得るために用いられる、帯域制限フィルタで制限する所定帯域に対応した上記推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパターンを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報を取得する情報取得方法であって、第２の情報信号に対応した教師信号を帯域制限フィルタで帯域を上記所定帯域に制限して得られる第１の情報信号に対応した生徒信号から、教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択する第１のステップと、この第１のステップで選択された複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて学習データを生成し、その生成された学習データに基づいて、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データを生成する第２のステップと、パラメータの複数の値に対応してそれぞれ決定される帯域制限フィルタの各タップのフィルタ係数を積分して積分値を得る第３のステップと、この第３のステップで得られる、パラメータの複数の値にそれぞれ対応した複数の積分値に基づいて、算出式を構成するための算出式情報を取得する第４のステップとを備えるものである。
【００２４】
この発明においては、第２の情報信号に対応した教師信号から、帯域制限フィルタで帯域が所定帯域に制限されて第１の情報信号に対応した生徒信号が得られる。この生徒信号から教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データが選択される。この複数の情報データおよび教師信号に係る注目点の情報データに基づいて学習データが生成され、この学習データに基づいて、例えば正規方程式を用いて、所定帯域に対応した推定式の係数データが生成される。
【００２５】
また、パラメータの複数の値に対応してそれぞれ決定される帯域制限フィルタの各タップのフィルタ係数が積分されて積分値が得られる。このように得られる複数の積分値に基づいて、帯域制限フィルタの帯域を示すパターンを含み所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報が取得される。例えば、パラメータの複数の値にそれぞれ対応した積分値の逆数をとり、所定帯域に対応した積分値の逆数が１となるように正規化し、それらの逆数を近似する当該パラメータを含む近似式を求めることによって算出式情報を取得できる。
【００２６】
このように取得された所定帯域に対応した推定式の係数データおよび算出式情報を用いることによって、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを生成するための生成式を得ることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について説明する。図１は、実施の形態としてのテレビ受信機１００の構成を示している。このテレビ受信機１００は、放送信号より５２５ｉ信号というＳＤ信号を得、この５２５ｉ信号を５２５ｐ信号というＨＤ信号に変換し、そのＨＤ信号による画像を表示するものである。
【００２８】
テレビ受信機１００は、マイクロコンピュータを備え、システム全体の動作を制御するためのシステムコントローラ１０１と、リモートコントロール信号を受信するリモコン信号受信回路１０２とを有している。リモコン信号受信回路１０２は、システムコントローラ１０１に接続され、リモコン送信機２００よりユーザの操作に応じて出力されるリモートコントロール信号ＲＭを受信し、その信号ＲＭに対応する操作信号をシステムコントローラ１０１に供給するように構成されている。
【００２９】
また、テレビ受信機１００は、受信アンテナ１０５と、この受信アンテナ１０５で捕らえられた放送信号（ＲＦ変調信号）が供給され、選局処理、中間周波増幅処理、検波処理等を行って上述したＳＤ信号（５２５ｉ信号）を得るチューナ１０６と、このチューナ１０６より出力されるＳＤ信号を一時的に保存するためのバッファメモリ１０９とを有している。
【００３０】
また、テレビ受信機１００は、バッファメモリ１０９に一時的に保存されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に変換する画像信号処理部１１０と、この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像を表示するディスプレイ部１１１と、このディスプレイ部１１１の画面上に文字図形などの表示を行うための表示信号ＳＣＨを発生させるためのＯＳＤ(On Screen Display)回路１１２と、その表示信号ＳＣＨを上述した画像信号処理部１１０から出力されるＨＤ信号に合成してディスプレイ部１１１に供給するための合成器１１３とを有している。ディスプレイ部１１１は、例えばＣＲＴ（cathode-ray tube)ディスプレイ、あるいはＬＣＤ（liquid crystal display）等のフラットパネルディスプレイで構成されている。
【００３１】
図１に示すテレビ受信機１００の動作を説明する。
チューナ１０６より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）は、バッファメモリ１０９に供給されて一時的に保存される。そして、このバッファメモリ１０９に一時的に記憶されたＳＤ信号は画像信号処理部１１０に供給され、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に変換される。すなわち、画像信号処理部１１０では、ＳＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＳＤ画素データ」という）から、ＨＤ信号を構成する画素データ（以下、「ＨＤ画素データ」という）が得られる。この画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号はディスプレイ部１１１に供給され、このディスプレイ部１１１の画面上にはそのＨＤ信号による画像が表示される。
【００３２】
ユーザは、リモコン送信機２００の操作によって、上述したようにディスプレイ部１１１の画面上に表示される画像の水平、垂直の解像度を変更できる。画像信号処理部１１０では、後述するように、ＨＤ画素データが推定式によって算出されるが、この推定式の係数データとして、ユーザのリモコン送信機２００の操作によって調整された水平、垂直の解像度を決めるパラメータｈ，ｖの値に対応したものが生成されて使用される。
【００３３】
これにより、画像信号処理部１１０より出力されるＨＤ信号による画像の水平、垂直の解像度は、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応したものとなる。なお、パラメータｈ，ｖの調整状態では、ディスプレイ部１１１の画面上に、パラメータｈ，ｖの値の表示が行われる。ユーザは、この表示を参照して、パラメータｈ，ｖの値を調整できる。
【００３４】
次に、画像信号処理部１１０の詳細を説明する。
画像信号処理部１１０は、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３を有している。
【００３５】
第１のタップ選択回路１２１は、予測に使用するＳＤ画素（「予測タップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第２のタップ選択回路１２２は、ＳＤ画素データのレベル分布パターンに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「空間クラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出すものである。第３のタップ選択回路１２３は、動きに対応するクラス分類に使用するＳＤ画素（「動きクラスタップ」と称する）のデータを選択的に取り出するものである。なお、空間クラスを複数フィールドに属するＳＤ画素データを使用して決定する場合には、この空間クラスにも動き情報が含まれることになる。
【００３６】
また、画像信号処理部１１０は、第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１２４を有している。
【００３７】
空間クラス検出回路１２４では、例えば、各ＳＤ画素データを、８ビットデータから１ビットデータに圧縮するような演算が行われる。そして、空間クラス検出回路１２４からは、各ＳＤ画素データに対応した圧縮データが空間クラスのクラス情報として出力される。本実施の形態においては、ＡＤＲＣ（Adaptive Dynamic Range Coding）によって、データ圧縮が行われる。なお、情報圧縮手段としては、ＡＤＲＣ以外にＤＰＣＭ（予測符号化）、ＶＱ（ベクトル量子化）等を用いてもよい。
【００３８】
本来、ＡＤＲＣは、ＶＴＲ（Video Tape Recorder）向け高性能符号化用に開発された適応再量子化法であるが、信号レベルの局所的なパターンを短い語長で効率的に表現できるので、上述したデータ圧縮に使用して好適なものである。ＡＤＲＣを使用する場合、空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の最大値をＭＡＸ、その最小値をＭＩＮ、空間クラスタップのデータのダイナミックレンジをＤＲ（＝ＭＡＸ−ＭＩＮ＋１）、再量子化ビット数をＰとすると、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データｋｉに対して、（１）式の演算により、圧縮データとしての再量子化コードｑｉが得られる。ただし、（１）式において、[ ]は切り捨て処理を意味している。空間クラスタップのデータとして、Ｎａ個のＳＤ画素データがあるとき、ｉ＝１〜Ｎａである。
ｑｉ＝［（ｋｉ−ＭＩＮ＋０．５）．２P／ＤＲ］ ・・・（１）
【００３９】
また、画像信号処理部１１０は、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報を出力する動きクラス検出回路１２５を有している。
【００４０】
この動きクラス検出回路１２５では、第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）ｍｉ，ｎｉからフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。すなわち、動きクラス検出回路１２５では、（２）式によって、差分の絶対値の平均値ＡＶが算出される。第３のタップ選択回路１２３で、例えば上述したように１２個のＳＤ画素データｍ１〜ｍ６，ｎ１〜ｎ６が取り出されるとき、（２）式におけるＮｂは６である。
【００４１】
【数１】
そして、動きクラス検出回路１２５では、上述したように算出された平均値ＡＶが１個または複数個のしきい値と比較されて動きクラスのクラス情報ＭＶが得られる。例えば、３個のしきい値ｔｈ１，ｔｈ２，ｔｈ３（ｔｈ１＜ｔｈ２＜ｔｈ３）が用意され、４つの動きクラスを検出する場合、ＡＶ≦ｔｈ１のときはＭＶ＝０、ｔｈ１＜ＡＶ≦ｔｈ２のときはＭＶ＝１、ｔｈ２＜ＡＶ≦ｔｈ３のときはＭＶ＝２、ｔｈ３＜ＡＶのときはＭＶ＝３とされる。
【００４３】
また、画像信号処理部１１０は、空間クラス検出回路１２４より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路１２５より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号）の画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１２６を有している。
【００４４】
このクラス合成回路１２６では、（３）式によって、クラスコードＣＬの演算が行われる。なお、（３）式において、Ｎａは空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）の個数、ＰはＡＤＲＣにおける再量子化ビット数を示している。
【００４５】
【数２】
また、画像信号処理部１１０は、係数メモリ１３４を有している。この係数メモリ１３４は、後述する推定予測演算回路１２７で使用される推定式の複数の係数データを、クラス毎に、格納するものである。この係数データは、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）を、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に変換するための情報である。係数メモリ１３４には上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この係数メモリ１３４からはクラスコードＣＬに対応した推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が読み出され、推定予測演算回路１２７に供給されることとなる。
【００４７】
また、画像信号処理部１１０は、情報メモリバンク１３５を有している。後述する推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される係数データＷｉとから、（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ画素データｙが演算される。第１のタップ選択回路１２１で選択される予測タップ数が１３個であるとき、（４）式におけるｎは１３となる。図２は、予測タップとしてのＳＤ画素と、注目画素としての作成すべきＨＤ画素との位置関係の一例を示している。
【００４８】
【数３】
そして、この推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、（５）式あるいは（６）式で示す生成式によって生成される。情報メモリバンク１３５には、この生成式を得るための情報が記憶されている。
Ｗｉ＝（Ｗ(i,0,0)−１／ｎ）×ａｐｒ(h)×ａｐｒ(v)＋１／ｎ・・・（５）
Ｗｉ＝（Ｗ(i,0,0)−１／ｎ）×ａｐｒ(h,v)＋１／ｎ・・・（６）
【００５０】
（５）式において、Ｗ(i,0,0)は、ｈ＝０，ｖ＝０における推定式の係数データＷｉ、ｎは予測タップ数、ａｐｒ(h)は、ｈ＝０のときの水平間引きフィルタによる水平解像度を基準とした、ｈの各値のときの水平間引きフィルタによる水平解像度の低下の度合いを求める算出式であり、ａｐｒ(v)は、ｖ＝０のときの垂直間引きフィルタによる垂直解像度を基準とした、ｖの各値のときの垂直間引きフィルタによる垂直解像度の低下の度合いを求める算出式である。推定式の係数データＷｉを（５）式により生成する場合、情報メモリバンク１３５には、係数データＷ(i,0,0)と、算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)を構成するための算出式情報とが格納される。
【００５１】
また、（６）式において、Ｗ(i,0,0)は、ｈ＝０，ｖ＝０における推定式の係数データＷｉ、ｎは予測タップ数、ａｐｒ(h,v)は、ｈ＝０，ｖ＝０のときの水平、垂直の合成間引きフィルタによる解像度を基準とした、ｈ，ｖの各値のときの合成間引きフィルタによる解像度の低下の度合いを求める算出式である。推定式の係数データＷｉを（６）式により生成する場合、情報メモリバンク１３５には、係数データＷ(i,0,0)と、算出式ａｐｒ(h,v)を構成するための情報とが格納される。
【００５２】
図３は、パラメータｈ，ｖの変化に対応した係数データＷｉ（Ｗ1，Ｗ2，Ｗ3，Ｗ4，Ｗ5，・・・）の振る舞いを示している。係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、パラメータｈ，ｖが大きくなるにつれて、１／ｎに近づいていく。
【００５３】
上述したように、５２５ｉ信号を５２５ｐ信号に変換する場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおいて、５２５ｉ信号の１画素に対応して５２５ｐ信号の４画素を得る必要がある。この場合、奇数、偶数のそれぞれのフィールドにおける５２５ｐ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素は、それぞれ中心予測タップに対して異なる位相ずれを持っている。
【００５４】
図４は、奇数フィールドにおける５２５ｐ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素ＨＤ1〜ＨＤ4における中心予測タップＳＤ0からの位相ずれを示している。ここで、ＨＤ1〜ＨＤ4の位置は、それぞれ、ＳＤ0の位置から水平方向にｋ1〜ｋ4、垂直方向にｍ1〜ｍ4だけずれている。
【００５５】
図５は、偶数フィールドにおける５２５ｐ信号を構成する２×２の単位画素ブロック内の４画素ＨＤ1′〜ＨＤ4′における中心予測タップＳＤ0′からの位相ずれを示している。ここで、ＨＤ1′〜ＨＤ4′の位置は、それぞれ、ＳＤ0′の位置から水平方向にｋ1′〜ｋ4′、垂直方向にｍ1′〜ｍ4′だけずれている。
したがって、上述した情報メモリバンク１３５には、クラスおよび出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）の組み合わせ毎に、上述した生成式（（５）式または（６）式）を得るための情報が格納されている。
【００５６】
情報メモリバンク１３５に蓄えられる情報についてさらに詳細に説明する。
本出願人による先の出願（特願平２０００−３４８７３０号）においては、各クラスにおける係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を、例えば（７）式に示すように、パラメータｈ，ｖを含む生成式によって生成することを提案した。この生成式の係数データである係数種データｗi0〜ｗi9は、予め学習によって求められ、情報メモリバンクに格納される。
この（７）式で示すような生成式は、パラメータｈ，ｖを含んでおり、パラメータｈ，ｖの値を変化させることで、そのパラメータｈ，ｖの値に対応した係数データＷｉを得ることができ、画質調整が可能となる。
【００５８】
図６は、係数種データｗi0〜ｗi9の生成方法を示している。
まず、ＨＤ信号から複数のＳＤ信号を生成する。例えば、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する際に使用する帯域制限フィルタの水平帯域と垂直帯域を可変するパラメータｈ，ｖをそれぞれ９段階に可変して、合計８１種類のＳＤ信号を生成する。
【００５９】
図７は、パラメータｈ，ｖの値と、水平帯域、垂直帯域との相関を示している。この場合、パラメータｈの値が大きくなる程、水平帯域が広くなり、従って生成されるＳＤ信号の水平方向の解像度は高くなる。同様に、パラメータｖの値が大きくなる程、垂直帯域が広くなり、従って生成されるＳＤ信号の垂直方向の解像度は高くなる。
【００６０】
図６に戻って、次に、上述した８１種類の各ＳＤ信号とＨＤ信号との間でそれぞれ学習を行って、上述した（４）式の推定式における係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を生成する。これにより、８１種類の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が得られる。なお、図６にはｎ＝１３の例を示している。そして、この８１種類の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を使用して、（７）式の係数データである係数種データｗi0〜ｗi9を生成する。
【００６１】
このように、係数種データｗi0〜ｗi9は、推定式の係数データＷｉを、帯域制限フィルタの帯域という離散的なパラメータｈ，ｖを含む連続関数で近似することで生成されたものである。すなわち、（７）式におけるパラメータｈ，ｖは学習時に連続的な値を取り得るものではなく、そのため（７）式によって生成される係数データＷｉは擬似的に連続したものとなる。したがって、（７）式を使用して推定式の係数データＷｉを求めるものとすれば、ＨＤ信号による画像の解像度を連続的に変化させることが困難である。
【００６２】
さて、本実施の形態のように、情報メモリバンク１３５に（５）式または（６）式を生成するための情報が格納されるものとして、各情報の生成方法について説明する。
まず、（５）式における、係数データＷ(i,0,0)および算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)の求め方を説明する。
【００６３】
［係数データＷ(i,0,0)の求め方］
帯域制限フィルタの水平帯域と垂直帯域をｈ＝０，ｖ＝０に対応するものとして、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する。そして、このＳＤ信号とＨＤ信号との間で学習を行って、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、（４）式の推定式の係数データＷｉを生成する。この係数データＷｉが、ｈ＝０，ｖ＝０に対応した係数データＷ(i,0,0)となる。
【００６４】
推定式の係数データＷｉの求め方を説明する。
（４）式の推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を最小二乗法により求める。一般化した例として、Ｘを入力データ、Ｗを係数データ、Ｙを予測値として、（８）式の観測方程式を考える。この（８）式において、ｍは学習データの数を示し、ｎは予測タップの数を示している。
【００６５】
【数４】
（８）式の観測方程式により収集されたデータに最小二乗法を適用する。この（８）式の観測方程式をもとに、（９）式の残差方程式を考える。
【００６７】
【数５】
（９）式の残差方程式から、各Ｗiの最確値は、（１０）式のｅ2を最小にする条件が成り立つ場合と考えられる。すなわち、（１１）式の条件を考慮すればよいわけである。
【００６９】
【数６】
つまり、（１１）式のｉに基づくｎ個の条件を考え、これを満たす、Ｗ1，Ｗ2，・・・，Ｗnを算出すればよい。そこで、（９）式の残差方程式から、（１２）式が得られる。さらに、（１２）式と（８）式とから、（１３）式が得られる。
【００７１】
【数７】
そして、（９）式と（１３）式とから、（１４）式の正規方程式が得られる。
【００７３】
【数８】
（１４）式の正規方程式は、未知数の数ｎと同じ数の方程式を立てることが可能であるので、各Ｗiの最確値を求めることができる。この場合、掃き出し法（Gauss-Jordanの消去法）等を用いて連立方程式を解くことになる。
【００７５】
［算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)の求め方］
算出式ａｐｒ(h)について述べる。
図８は、ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての水平間引きフィルタにおける水平帯域を９段階（ｈ＝0,1,・・・,9）に可変した際の、当該水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を示している。折れ線を構成する各点の横方向位置はＨＤ信号の画素位置に対応し、横軸に付された数値はＳＤ信号の画素位置に対応し、横軸の「０」の画素位置が生成すべきＳＤ画素の位置となる。
【００７６】
パラメータｈの各値に対応した上述の水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数をそれぞれ積分して積分値を求める。この場合、例えば、パーシバルの等式を考慮して、各タップのフィルタ係数の二乗和を取って積分値を算出する。図９は、パラメータｈの各値に対応した積分値のプロット例を示したものである。（１５）式は、パーシバルの等式を示している。式中の、ｆ(t)は時間軸上の信号であり、Ａ(ω)はｆ(t)のフーリエスペクトルである。
【００７７】
【数９】
このように得られたパラメータｈの各値に対応した積分値の逆数をとり、ｈ＝０に対応する逆数が１となるように正規化する。この正規化後の積分値の逆数を劣化評価値と呼ぶ。この劣化評価値は、パラメータｈ＝０のときの水平間引きフィルタによる水平解像度を基準とした、パラメータｈの各値のときの水平間引きフィルタによる水平解像度の低下の度合いを示すものとなる。
【００７９】
図１０は、パラメータｈの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示したものである。このパラメータｈの各値に対応した劣化評価値を近似する近似式が、上述した算出式ａｐｒ(h)となる。この近似式は、例えば、パラメータｈの各値に対応した積分値を最小二乗法等により一次式で近似し、この一次式の逆数を用いて表すことができる。（１６）式は、パラメータｈの各値に対応した積分値が図９に示すような値であるときのａｐｒ(h)を示している。式中の（０．０２３４＊ｈ＋０．１８８）の部分が一次式に対応し、０．０２３４が傾き、０．１８８が切片である。
【００８０】
【数１０】
算出式ａｐｒ(ｖ)について述べる。
【００８２】
図１１は、ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての垂直間引きフィルタにおける垂直帯域を９段階（ｖ＝0,1,・・・,9）に可変した際の、当該垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を示している。折れ線を構成する各点の横方向位置はＨＤ信号の画素位置に対応し、横軸に付された数値はＳＤ信号の画素位置に対応し、横軸の「０」の画素位置が生成すべきＳＤ画素の位置となる。
【００８３】
パラメータｖの各値に対応した上述の垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数をそれぞれ積分して積分値を求める。この場合、例えば、パーシバルの等式（（１５）式参照）を考慮して、各タップのフィルタ係数の二乗和を取って積分値を算出する。図１２は、パラメータｖの各値に対応した積分値のプロット例を示したものである。
【００８４】
このように得られたパラメータｖの各値に対応した積分値の逆数をとり、ｖ＝０に対応する逆数が１となるように正規化する。この正規化後の積分値の逆数を劣化評価値と呼ぶ。この劣化評価値は、パラメータｖ＝０のときの垂直間引きフィルタによる垂直解像度を基準とした、パラメータｖの各値のときの垂直間引きフィルタによる垂直解像度の低下の度合いを示すものとなる。
【００８５】
図１３は、パラメータｖの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示したものである。このパラメータｖの各値に対応した劣化評価値を近似する近似式が、上述した算出式ａｐｒ(v)となる。この近似式は、例えば、パラメータｖの各値に対応した積分値を最小二乗法等により一次式で近似し、この一次式の逆数を用いて表すことができる。（１７）式は、パラメータｖの各値に対応した積分値が図１２に示すような値であるときのａｐｒ(v)を示している。式中の（０．０２１４＊ｈ＋０．３２５）の部分が一次式に対応し、０．０２１４が傾き、０．３２５が切片である。
【００８６】
【数１１】
次に、（６）式における、係数データＷ(i,0,0)および算出式ａｐｒ(h,v)の求め方を説明する。
［係数データＷ(i,0,0)の求め方］
帯域制限フィルタの水平帯域と垂直帯域をｈ＝０，ｖ＝０に対応するものとして、ＨＤ信号からＳＤ信号を生成する。そして、このＳＤ信号とＨＤ信号との間で学習を行って、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、（４）式の推定式の係数データＷｉを生成する。この係数データＷｉが、ｈ＝０，ｖ＝０に対応した係数データＷ(i,0,0)となる。この係数データＷ(i,0,0)は、（５）式における係数データＷ(i,0,0)と同じである。推定式の係数データＷｉの求め方も上述したと同様である。
【００８８】
［算出式ａｐｒ(h,v)の求め方］
図１４Ａ，Ｂは、ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての水平間引きフィルタにおける水平帯域を９段階（ｈ＝0,1,・・・,9）に可変すると共に、ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての垂直間引きフィルタにおける垂直帯域を９段階（ｈ＝0,1,・・・,9）に可変した際の、当該水平間引きフィルタおよび垂直間引きフィルタを合成したフィルタにおける各タップのフィルタ係数を示している。
【００８９】
図１４Ａは、ｈ＝０，ｖ＝０〜ｈ＝０，ｖ＝８に対応した各タップのフィルタ係数を示しており、図１４Ｂは、ｈ＝８，ｖ＝０〜ｈ＝８，ｖ＝８に対応した各タップのフィルタ係数を示している。ｈ，ｖがその他の値をとる場合における各タップのフィルタ係数の図示は省略している。これら、図１４Ａ，Ｂは２次元のフィルタ係数面を垂直方向に切断した図である。折れ線を構成する各点の横方向位置はＨＤ信号の画素位置に対応し、横軸の「０」の画素位置が生成すべきＳＤ画素の位置となる。
【００９０】
パラメータｈ，ｖの各値に対応した上述の合成フィルタの各タップのフィルタ係数をそれぞれ積分して積分値を求める。通常、周波数フィルタを合成する場合、時間軸では畳み込み積分が行われる（（１８）式参照）。図１５は、パラメータｈ，ｖの各値に対応した積分値のプロット例を示したものである。
【００９１】
【数１２】
このように得られたパラメータｈ，ｖの各値に対応した積分値の逆数をとり、ｈ＝０，ｖ＝０に対応する逆数が１となるように正規化する。この正規化後の積分値の逆数を劣化評価値と呼ぶ。この劣化評価値は、パラメータｈ＝０，ｖ＝０のときの合成フィルタによる解像度を基準とした、パラメータｈ，ｖの各値のときの合成フィルタによる解像度の低下の度合いを示すものとなる。
【００９３】
図１６は、パラメータｈ，ｖの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示したものである。このパラメータｈ，ｖの各値に対応した劣化評価値を近似する近似式が、上述した算出式ａｐｒ(h,v)となる。この近似式は、例えば、パラメータｈ，ｖの各値に対応した積分値を最小二乗法等により三次式で近似し、この三次式の逆数を用いて表すことができる。（１９）式は、パラメータｈ，ｖの各値に対応した積分値が図１５に示すような値であるときのａｐｒ(h,v)を示している。式中のｖａｌの部分が三次式に対応している。
【００９４】
また、図１に戻って、画像信号処理部１１０は、情報メモリバンク１３５に格納されている情報に基づいて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉを演算で求める係数生成回路１３６とを有している。
【００９５】
この場合、（５）式の生成式を使用するものにあっては、情報メモリバンク１３５に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)、および情報メモリバンク１３５に格納されている係数データＷ(i,0,0)に基づいて（５）式の生成式が構成され、この生成式により、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉが生成される。
【００９６】
またこの場合、（６）式の生成式を使用するものにあっては、情報メモリバンク１３５に格納されている算出式情報に基づいて構成された算出式ａｐｒ(h,v)、および情報メモリバンク１３５に格納されている係数データＷ(i,0,0)に基づいて（６）式の生成式が構成され、この生成式により、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉが生成される。
【００９７】
係数生成回路１３６による推定式の係数データＷｉの生成は、例えば各垂直ブランキング期間で行われる。これにより、ユーザのリモコン送信機２００の操作によってパラメータｈ，ｖの値が変更されても、係数メモリ１３４に格納される各クラスの係数データＷｉを、そのパラメータｈ，ｖの値に対応したものに即座に変更でき、ユーザによる画質調整がスムーズに行われる。
【００９８】
また、画像信号処理部１１０は、係数生成回路１３６で求められる係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓを、（２０）式によって、演算する正規化係数演算部１３７と、この正規化係数Ｓを格納する正規化係数メモリ１３８とを有している。正規化係数メモリ１３８には上述したクラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓが読み出され、後述する正規化演算回路１２８に供給されることとなる。
【００９９】
【数１３】
また、画像信号処理部１１０は、第１のタップ選択回路１２１で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される係数データＷｉとから、（４）式の推定式によって、作成すべきＨＤ信号の画素（注目画素）のデータを演算する推定予測演算回路１２７を有している。
【０１０１】
上述したように、ＳＤ信号（５２５ｉ信号）をＨＤ信号（５２５ｐ信号）に変換する際には、ＳＤ信号の１画素に対してＨＤ信号の４画素（図４のＨＤ1〜ＨＤ4、図５のＨＤ1′〜ＨＤ4′参照）を得る必要があることから、この推定予測演算回路１２７では、ＨＤ信号を構成する２×２の単位画素ブロック毎に、画素データが生成される。すなわち、この推定予測演算回路１２７には、第１のタップ選択回路１２１より単位画素ブロック内の４画素（注目画素）に対応した予測タップのデータｘｉと、係数メモリ１３４よりその単位画素ブロックを構成する４画素に対応した係数データＷｉとが供給され、単位画素ブロックを構成する４画素のデータｙ1〜ｙ4は、それぞれ個別に上述した（４）式の推定式で演算される。
【０１０２】
また、画像信号処理部１１０は、推定予測演算回路１２７より順次出力される４画素のデータｙ1〜ｙ4を、正規化係数メモリ１３８より読み出される、それぞれの演算に使用された係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓで除算して正規化する正規化演算回路１２８を有している。上述せずも、係数生成回路１３６で生成式により推定式の係数データＷｉを求めるものであるが、求められる係数データは丸め誤差を含み、係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）の総和が１．０になることは保証されない。そのため、推定予測演算回路１２７で演算される各画素のデータｙ1〜ｙ4は、丸め誤差によってレベル変動したものとなる。上述したように、正規化演算回路１２８で正規化することで、その変動を除去できる。
【０１０３】
また、画像信号処理部１１０は、正規化演算回路１２８で正規化されて順次供給される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′を線順次化して５２５ｐ信号のフォーマットで出力する後処理回路１２９を有している。
【０１０４】
次に、画像信号処理部１１０の動作を説明する。
バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１２２で、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１２２で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１２４に供給される。この空間クラス検出回路１２４では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【０１０５】
また、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第３のタップ選択回路１２３で、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１２３で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１２５に供給される。この動きクラス検出回路１２５では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１０６】
この動き情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１２６に供給される。このクラス合成回路１２６では、これら動き情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号）を構成する単位画素ブロック毎にその単位画素ブロック内の４画素（注目画素）が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。そして、このクラスコードＣＬは、係数メモリ１３４および正規化係数メモリ１３８に読み出しアドレス情報として供給される。
【０１０７】
係数メモリ１３４には、例えば各垂直ブランキング期間に、係数生成回路１３６で、ユーザによって調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応して、クラスおよび出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4，ＨＤ1′〜ＨＤ4′）の組み合わせ毎に、推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）が求められて格納される。この場合、係数生成回路１３６では、情報メモリバンク１３５に格納されている情報に基づいて、推定式の係数データＷｉを生成するための生成式が構成されて使用される。上述したように、生成式としては、（５）式あるいは（６）式が使用される。
【０１０８】
また、正規化係数メモリ１３８には、上述したように係数生成回路１３６で求められた推定式の係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）に対応した正規化係数Ｓが正規化係数演算部１３７で生成されて格納される。
【０１０９】
係数メモリ１３４に上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給されることで、この係数メモリ１３４からクラスコードＣＬに対応した４出力画素（奇数フィールドではＨＤ1〜ＨＤ4、偶数フィールドではＨＤ1′〜ＨＤ4′）分の推定式の係数データＷｉが読み出されて推定予測演算回路１２７に供給される。また、バッファメモリ１０９に記憶されているＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第１のタップ選択回路１２１で、作成すべきＨＤ信号（５２５ｐ信号）を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。
【０１１０】
推定予測演算回路１２７では、予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、係数メモリ１３４より読み出される４出力画素分の係数データＷｉとから、作成すべきＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素（注目画素）のデータｙ1〜ｙ4が演算される（（４）式参照）。そして、この推定予測演算回路１２７より順次出力されるＨＤ信号を構成する単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1〜ｙ4は正規化演算回路１２８に供給される。
【０１１１】
正規化係数メモリ１３８には上述したようにクラスコードＣＬが読み出しアドレス情報として供給され、この正規化係数メモリ１３８からはクラスコードＣＬに対応した正規化係数Ｓ、つまり推定予測演算回路１２７より出力されるＨＤ画素データｙ1〜ｙ4の演算に使用された係数データＷｉに対応した正規化係数Ｓが読み出されて正規化演算回路１２８に供給される。この正規化演算回路１２８では、推定予測演算回路１２７より出力されるＨＤ画素データｙ1〜ｙ4がそれぞれ対応する正規化係数Ｓで除算されて正規化される。これにより、生成式（（５）式、（６）式参照）から演算によって推定式（（４）式参照）の係数データＷｉを求める際の丸め誤差によるデータｙ1〜ｙ4のレベル変動が除去される。
【０１１２】
このように正規化演算回路１２８で正規化されて順次出力される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′は後処理回路１２９に供給される。この後処理回路１２９では、正規化演算回路１２８より順次供給される単位画素ブロック内の４画素のデータｙ1′〜ｙ4′が線順次化され、５２５ｐ信号のフォーマットで出力される。つまり、後処理回路１２９からは、ＨＤ信号としての５２５ｐ信号が出力される。
【０１１３】
上述したように、図１に示すテレビ受信機１００では、情報メモリバンク１３５に記憶されている情報に基づいて構成された生成式（（５）式、（６）式参照）を使用して、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、パラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉが演算で求められる。このクラスおよび出力画素の組み合わせ毎の推定式の係数データＷｉが係数メモリ１３４に格納される。そして、この係数メモリ１３４より、クラスコードＣＬに対応して読み出される係数データＷｉを用いて推定予測演算回路１２７でＨＤ画素データｙが演算される。
【０１１４】
したがって、ユーザは、パラメータｈ，ｖの値を調整することで、ＨＤ信号によって得られる画像の水平、垂直の解像度を任意に調整することができる。なおこの場合、調整されたパラメータｈ，ｖの値に対応した、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎の係数データＷｉをその都度、係数生成回路１３６で生成して使用するものであり、大量の係数データを格納しておくメモリを必要としない。
【０１１５】
また、図１に示すテレビ受信機１００では、推定式の係数データＷｉを、教師信号を帯域制限して生徒信号を得るための帯域制限フィルタの所定帯域（ｈ＝０，ｖ＝０の場合）に対応した推定式の係数データＷ(i,0,0)と、パラメータｈ，ｖを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式（ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)、またはａｐｒ(h,v)）に基づいて構成された生成式により生成するものであり、パラメータｈ，ｖの値の変化に対応して連続的に変化する推定式の係数データＷｉを得ることができ、ＨＤ信号による画像の水平、垂直の解像度をなめらかに変化させることができる。
【０１１６】
なお、図１に示すテレビ受信機１００においては、係数生成回路１３６で各クラスの係数データＷｉを生成して係数メモリ１３４に格納し、クラス合成回路１２６より出力されるクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉをこの係数メモリ１３４より読み出して使用するものであったが、係数生成回路１３６でクラス合成回路１２６からのクラスコードＣＬに対応した係数データＷｉをその都度生成し、これを推定予測演算回路１２７で使用するようにしてもよい。その場合には、係数メモリ１３４は不要となる。またこの場合、正規化係数メモリ１３８も不要となる。
【０１１７】
図１７は、上述したテレビ受信機１００の情報メモリバンク１３５に格納される情報を取得する情報取得装置１５０の構成を示している。
この情報取得装置１５０は、教師信号としてのＨＤ信号（５２５ｐ信号）が入力される入力端子１５１と、このＨＤ信号に対して水平および垂直の間引き処理を行って、生徒信号としてのＳＤ信号を得るＳＤ信号生成回路１５２とを有している。このＳＤ信号生成回路１５２にはパラメータｈ，ｖが供給される。
ＳＤ信号生成回路１５２は、図１８に示すように、垂直間引きフィルタ１５２ａおよび水平間引きフィルタ１５２ｂが直列接続されて構成される。
【０１１８】
垂直間引きフィルタ１５２ａは、間引き処理によって、垂直方向の画素数を、ＨＤ信号に対応した数からＳＤ信号に対応した数に減少させる。この垂直間引きフィルタ１５２ａは、帯域制限フィルタとしても機能し、供給されるパラメータｖの値が大きくなる程、垂直方向の帯域が広くなるように、複数のＨＤ画素データに乗算すべき各タップのフィルタ係数が決定される（図７、図１１参照）。
【０１１９】
水平間引きフィルタ１５２ｂは、間引き処理によって、水平方向の画素数を、ＨＤ信号に対応した数からＳＤ信号に対応した数に減少させる。この垂直間引きフィルタ１５２ｂは、帯域制限フィルタとしても機能し、供給されるパラメータｈの値が大きくなる程、水平方向の帯域が広くなるように、複数のＨＤ画素データに乗算すべき各タップのフィルタ係数が決定される（図７、図８参照）。
【０１２０】
また、情報取得装置１５０は、ＳＤ信号生成回路１５２より出力されるＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する複数のＳＤ画素のデータを選択的に取り出して出力する第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５を有している。これら第１〜第３のタップ選択回路１５３〜１５５は、上述した画像信号処理部１１０の第１〜第３のタップ選択回路１２１〜１２３と同様に構成される。
【０１２１】
また、情報取得装置１５０は、第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）のレベル分布パターンを検出し、このレベル分布パターンに基づいて空間クラスを検出し、そのクラス情報を出力する空間クラス検出回路１５７を有している。この空間クラス検出回路１５７は、上述した画像信号処理部１１０の空間クラス検出回路１２４と同様に構成される。この空間クラス検出回路１５７からは、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データ毎の再量子化コードｑｉが空間クラスを示すクラス情報として出力される。
【０１２２】
また、情報取得装置１５０は、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）より、主に動きの程度を表すための動きクラスを検出し、そのクラス情報ＭＶを出力する動きクラス検出回路１５８を有している。この動きクラス検出回路１５８は、上述した画像信号処理部１１０の動きクラス検出回路１２５と同様に構成される。この動きクラス検出回路１５８では、第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）からフレーム間差分が算出され、さらにその差分の絶対値の平均値に対してしきい値処理が行われて動きの指標である動きクラスが検出される。
【０１２３】
また、情報取得装置１５０は、空間クラス検出回路１５７より出力される空間クラスのクラス情報としての再量子化コードｑｉと、動きクラス検出回路１５８より出力される動きクラスのクラス情報ＭＶに基づき、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬを得るためのクラス合成回路１５９を有している。このクラス合成回路１５９も、上述した画像信号処理部１１０のクラス合成回路１２６と同様に構成される。
【０１２４】
また、情報取得装置１５０は、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号から得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、クラス毎に、係数データＷｉ（ｉ＝１〜ｎ）を得るための正規方程式（（１４）式参照）を生成する正規方程式生成部１６０を有している。
【０１２５】
この場合、１個のＨＤ画素データｙとそれに対応するｎ個の予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉとの組み合わせで学習データが生成されるが、ＳＤ信号生成回路１５２からはｈ＝０，ｖ＝０に対応した、つまり垂直帯域および水平帯域が最も狭くされたＳＤ信号を得るようにされる。これにより、このＳＤ信号に係る多くの学習データが登録された正規方程式が生成される。
【０１２６】
またこの場合、１個のＨＤ画素データｙとそれに対応するｎ個の予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉとの組み合わせで学習データが生成されるが、正規方程式生成部１６１では、出力画素（図４のＨＤ1〜ＨＤ4、図５のＨＤ１′〜ＨＤ4′参照）毎に、正規方程式が生成される。例えば、ＨＤ1に対応した正規方程式は、中心予測タップに対するずれ値がＨＤ1と同じ関係にあるＨＤ画素データｙから構成される学習データから生成される。
【０１２７】
また、情報取得装置１５０は、正規方程式生成部１６０で、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に生成された正規方程式のデータが供給され、当該正規方程式を解いて、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、ｈ＝０，ｖ＝０（垂直帯域および水平帯域が最も狭い）に対応した推定式の係数データＷｉを求める係数データ決定部１６１とを有している。係数種データ決定部１６１では、正規方程式が例えば掃き出し法などによって解かれて、係数データＷｉが求められる。
【０１２８】
また、情報取得装置１５０は、ｖ＝０，１，・・・，８に対応して決定される垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を積分すると共に、ｈ＝０，１，・・・，８に対応して決定される水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を積分する積分値算出部１７１と、この積分値算出部１７１で得られるパラメータｈの各値に対応した積分値を最小二乗法等により一次式で近似すると共に、積分値算出部１７１で得られるパラメータｖの各値に対応した積分値を最小二乗法等により一次式で近似する近似式生成部１７２とを有している。
【０１２９】
なお、ｖ＝０，１，・・・，８に対応して決定される垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数は、パラメータｖを０，１，・・・，８と順次変化させることで、ＳＤ信号生成回路１５２より得られる。同様に、ｈ＝０，１，・・・，８に対応して決定される水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数は、パラメータｈを０，１，・・・，８と順次変化させることで、ＳＤ信号生成回路１５２より得られる。
【０１３０】
また、情報取得装置１５０は、近似式生成部１７２で生成される、パラメータｈに関する一次式（近似式）の逆数をとり、それをｈ＝０で１となるように正規化処理して劣化評価値の算出式ａｐｒ(h)（（１６）式参照）を得ると共に、近似式生成部１７２で生成される、パラメータｖに関する一次式（近似式）の逆数をとり、それをｖ＝０で１となるように正規化処理して劣化評価値の算出式ａｐｒ(v)（（１７）式参照）を得る算出式生成部１７３を有している。
【０１３１】
また、情報取得装置１５０は、上述した係数データ決定部１６１で求められた係数データＷｉを、係数データＷ(i,0,0)として記憶すると共に、算出式生成部１７３で得られる算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)を構成するための情報ＩＮＦを記憶する情報メモリ１７４を有している。
【０１３２】
図１７に示す情報取得装置１５０の動作を説明する。
入力端子１５１には教師信号としてのＨＤ信号（５２５ｐ信号）が供給され、そしてこのＨＤ信号に対してＳＤ信号生成回路１５２で水平および垂直の間引き処理が行われて生徒信号としてのＳＤ信号（５２５ｉ信号）が生成される。この場合、ＳＤ信号生成回路１５２に供給されるパラメータｈ，ｖの値はそれぞれ０とされる。これにより、ＳＤ信号生成回路１５２からは、ｈ＝０，ｖ＝０（垂直帯域および水平帯域が最も狭い）に対応したＳＤ信号が得られる。
【０１３３】
このＳＤ信号（５２５ｉ信号）より、第２のタップ選択回路１５４で、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に係る注目画素の周辺に位置する空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第２のタップ選択回路１５４で選択的に取り出される空間クラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は空間クラス検出回路１５７に供給される。この空間クラス検出回路１５７では、空間クラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データに対してＡＤＲＣ処理が施されて空間クラス（主に空間内の波形表現のためのクラス分類）のクラス情報としての再量子化コードｑｉが得られる（（１）式参照）。
【０１３４】
また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されたＳＤ信号より、第３のタップ選択回路１５５で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。この第３のタップ選択回路１５５で選択的に取り出される動きクラスタップのデータ（ＳＤ画素データ）は動きクラス検出回路１５８に供給される。この動きクラス検出回路１５８では、動きクラスタップのデータとしての各ＳＤ画素データより動きクラス（主に動きの程度を表すためのクラス分類）のクラス情報ＭＶが得られる。
【０１３５】
このクラス情報ＭＶと上述した再量子化コードｑｉはクラス合成回路１５９に供給される。このクラス合成回路１５９では、これらクラス情報ＭＶと再量子化コードｑｉとから、ＨＤ信号（５２５ｐ信号）に係る注目画素が属するクラスを示すクラスコードＣＬが得られる（（３）式参照）。
【０１３６】
また、ＳＤ信号生成回路１５２で生成されるＳＤ信号より、第１のタップ選択回路１５３で、ＨＤ信号に係る注目画素の周辺に位置する予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）が選択的に取り出される。
【０１３７】
そして、入力端子１５１に供給されるＨＤ信号より得られる注目画素データとしての各ＨＤ画素データｙと、この各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応して第１のタップ選択回路１５３で選択的に取り出される予測タップのデータ（ＳＤ画素データ）ｘｉと、各ＨＤ画素データｙにそれぞれ対応してクラス合成回路１５９より出力されるクラスコードＣＬとから、正規方程式生成部１６０では、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、係数データＷｉを得るための正規方程式（（１４）式参照）が個別に生成される。
【０１３８】
そして、係数データ決定部１６１で各正規方程式が解かれ、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、ｈ＝０，ｖ＝０（垂直帯域および水平帯域が最も狭い）に対応した推定式の係数データＷｉを求められ、それらが係数データＷ(i,0,0)として情報メモリ１７４に記憶される。
【０１３９】
また、パラメータｖを０，１，・・・，８と順次変化させることでＳＤ信号生成回路１５２より出力される、パラメータｖの各値に対応して決定される垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数が積分値算出部１７１に供給されて積分され、パラメータｖの各値に対応した積分値が得られる。同様に、パラメータｈを０，１，・・・，８と順次変化させることでＳＤ信号生成回路１５２より出力される、パラメータｈの各値に対応して決定される水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数が積分値算出部１７１に供給されて積分され、パラメータｈの各値に対応した積分値が得られる。
【０１４０】
そして、積分値算出部１７１で得られたパラメータｖの各値に対応した積分値が近似式生成部１７２に供給され、各積分値が最小二乗法等により一次式で近似される。同様に、積分値算出部１７１で得られたパラメータｈの各値に対応した積分値が近似式生成部１７２に供給され、各積分値が最小二乗法等により一次式で近似される。
【０１４１】
そして、近似式生成部１７２で生成されたパラメータｖに関する一次式（近似式）の情報が算出式生成部１７３に供給され、その一次式（近似式）の逆数がとられ、さらにｖ＝０で１となるように正規化処理されて劣化評価値の算出式ａｐｒ(v)が得られる。同様に、近似式生成部１７２で生成されたパラメータｈに関する一次式（近似式）の情報が算出式生成部１７３に供給され、その一次式（近似式）の逆数がとれ、さらにｈ＝０で１となるように正規化処理されて劣化評価値の算出式ａｐｒ(h)が得られる。
【０１４２】
このように算出式生成部１７３で得られる、算出式ａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)を構成するための情報ＩＮＦが情報メモリ１７４に記憶される。
このように、図１７に示す情報取得装置１５０においては、図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に記憶される、推定式の係数データＷｉを生成するための生成式（（５）式参照）を得るための情報を取得することができる。
【０１４３】
なお、推定式の係数データＷｉを生成するための生成式が（６）式である場合には、積分値算出部１７１でパラメータｈ，ｖの各値にそれぞれ対応して決定される合成フィルタの各タップのフィルタ係数（図１４Ａ，Ｂ参照）の積分値が算出され（図１５参照）、近似式生成部１７２でパラメータｈ，ｖの各値に対応した積分値が最小二乗法等により三次式で近似され、算出式生成部１７３でその三次式（近似式）の逆数がとられ、さらにｈ＝０，ｖ＝０で１となるように正規化処理されて劣化評価値の算出式ａｐｒ(h,v)（（１９）式参照）が得られる。そして、この算出式ａｐｒ(h,v)を構成するための情報ＩＮＦが情報メモリ１７４に記憶されることとなる。
【０１４４】
なお、図１の画像信号処理部１１０における処理を、例えば図１９に示すような画像信号処理装置３００によって、ソフトウェアで実現することも可能である。
まず、図１９に示す画像信号処理装置３００について説明する。この画像信号処理装置３００は、装置全体の動作を制御するＣＰＵ３０１と、このＣＰＵ３０１の処理プログラム、さらに推定式の係数データＷｉを生成する生成式を構成するための情報（図１の画像信号処理部１１０の情報メモリバンク１３５に予め蓄えられている情報と同じ）等が格納されたＲＯＭ（read only memory）３０２と、ＣＰＵ３０１の作業領域を構成するＲＡＭ（random access memory）３０３とを有している。これらＣＰＵ３０１、ＲＯＭ３０２およびＲＡＭ３０３は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１４５】
また、画像信号処理装置３００は、外部記憶装置としてのハードディスクドライブ（ＨＤＤ）３０５と、フロッピー（Ｒ）ディスク３０６をドライブするフロッピー（Ｒ）ディスクドライブ（ＦＤＤ）３０７とを有している。これらドライブ３０５，３０７は、それぞれバス３０４に接続されている。
【０１４６】
また、画像信号処理装置３００は、インターネット等の通信網４００に有線または無線で接続する通信部３０８を有している。この通信部３０８は、インタフェース３０９を介してバス３０４に接続されている。
【０１４７】
また、画像信号処理装置３００は、ユーザインタフェース部を備えている。このユーザインタフェース部は、リモコン送信機２００からのリモコン信号ＲＭを受信するリモコン信号受信回路３１０と、ＬＣＤ（liquid crystal display）等からなるディスプレイ３１１とを有している。受信回路３１０はインタフェース３１２を介してバス３０４に接続され、同様にディスプレイ３１１はインタフェース３１３を介してバス３０４に接続されている。
【０１４８】
また、画像信号処理装置３００は、ＳＤ信号を入力するための入力端子３１４と、ＨＤ信号を出力するための出力端子３１５とを有している。入力端子３１４はインタフェース３１６を介してバス３０４に接続され、同様に出力端子３１５はインタフェース３１７を介してバス３０４に接続される。
【０１４９】
ここで、上述したようにＲＯＭ３０２に処理プログラム等を予め格納しておく代わりに、例えばインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードし、ハードディスクやＲＡＭ３０３に蓄積して使用することもできる。また、これら処理プログラム、係数種データ等をフロッピー（Ｒ）ディスク３０６で提供するようにしてもよい。
【０１５０】
また、処理すべきＳＤ信号を入力端子３１４より入力する代わりに、予めハードディスクに記録しておき、あるいはインターネットなどの通信網４００より通信部３０８を介してダウンロードしてもよい。また、処理後のＨＤ信号を出力端子３１５に出力する代わり、あるいはそれと並行してディスプレイ３１１に供給して画像表示をしたり、さらにはハードディスクに格納したり、通信部３０８を介してインターネットなどの通信網４００に送出するようにしてもよい。
【０１５１】
図２０のフローチャートを参照して、図１９に示す画像信号処理装置３００における、ＳＤ信号よりＨＤ信号を得るため処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ１で、処理を開始し、ステップＳＴ２で、ＳＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。このＳＤ画素データが入力端子３１４より入力される場合には、このＳＤ画素データをＲＡＭ３０３に一時的に格納する。また、このＳＤ画素データがハードディスクに記録されている場合には、ハードディスクドライブ３０７でこのＳＤ画素データを読み出し、ＲＡＭ３０３に一時的に格納する。そして、ステップＳＴ３で、入力ＳＤ画素データの全フレームまたは全フィールドの処理が終わっているか否かを判定する。処理が終わっているときは、ステップＳＴ４で、処理を終了する。一方、処理が終わっていないときは、ステップＳＴ５に進む。
【０１５２】
このステップＳＴ５では、ユーザがリモコン送信機２００を操作して入力した画質指定値、つまりパラメータｈ，ｖの値を例えばＲＡＭ３０３より読み込む。そして、ステップＳＴ６で、例えばＲＯＭ３０２から、推定式の係数データＷｉを生成する生成式（（５）式または（６）式）を構成するための情報を読み込む。
【０１５３】
次に、ステップＳＴ７で、ステップＳＴ５で読み込んだパラメータｈ，ｖおよびステップＳＴ６で取得された情報とから、クラスおよび出力画素の組み合わせ毎に、生成式を使用してパラメータｈ，ｖの値に対応した推定式の係数データＷｉを生成する。
【０１５４】
次に、ステップＳＴ８で、ステップＳＴ２で入力されたＳＤ画素データより、生成すべき各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ９で、入力されたＳＤ画素データの全領域においてＨＤ画素データを得る処理が終了したか否かを判定する。終了しているときは、ステップＳＴ２に戻り、次のフレームまたはフィールドのＳＤ画素データの入力処理に移る。一方、処理が終了していないときは、ステップＳＴ１０に進む。
【０１５５】
このステップＳＴ１０では、ステップＳＴ９で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ１１で、そのクラスコードＣＬに対応した係数データと予測タップのＳＤ画素データを使用して、推定式により、ＨＤ画素データを生成し、その後にステップＳＴ８に戻って、上述したと同様の処理を繰り返す。
【０１５６】
このように、図２０に示すフローチャートに沿って処理をすることで、入力されたＳＤ信号を構成するＳＤ画素データを処理して、ＨＤ信号を構成するＨＤ画素データを得ることができる。上述したように、このように処理して得られたＨＤ信号は出力端子３１５に出力されたり、ディスプレイ３１１に供給されてそれによる画像が表示されたり、さらにはハードディスクドライブ３０５に供給されてハードディスクに記録されたりする。
また、処理装置の図示は省略するが、図８の情報取得装置１５０における処理を、ソフトウェアで実現することも可能である。
【０１５７】
図２１のフローチャートを参照して、推定式の係数データＷｉを生成するための生成式を得るための情報を取得する処理手順を説明する。
まず、ステップＳＴ４１で、処理を開始し、ステップＳＴ４２で、帯域制限フィルタの水平および垂直の帯域を決定するパラメータｈ，ｖをそれぞれ０に設定する。この場合、水平および垂直の帯域はそれぞれ最も狭くなる。
【０１５８】
次に、ステップＳＴ４３で、既知のＨＤ画素データをフレーム単位またはフィールド単位で入力する。そして、ステップＳＴ４４で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したか否かを判定する。終了していないときは、ステップＳＴ４５で、ステップＳＴ４３で入力されたＨＤ画素データより、ｈ＝０，ｖ＝０に対応した帯域に制限されたＳＤ画素データを生成する。
【０１５９】
そして、ステップＳＴ４６で、ステップＳＴ４５で生成されたＳＤ画素データより、ステップＳＴ４３で入力された各ＨＤ画素データに対応して、クラスタップおよび予測タップの画素データを取得する。そして、ステップＳＴ４７で、生成されたＳＤ画素データの全領域において学習処理を終了しているか否かを判定する。学習処理を終了しているときは、ステップＳＴ４３に戻って、次のＨＤ画素データの入力を行って、上述したと同様の処理を繰り返し、一方、学習処理を終了していないときは、ステップＳＴ４８に進む。
【０１６０】
このステップＳＴ４８では、ステップＳＴ４６で取得されたクラスタップのＳＤ画素データからクラスコードＣＬを生成する。そして、ステップＳＴ４９で、係数データを得るための正規方程式（（１４）式参照）を、クラス毎に、生成する。その後に、ステップＳＴ４６に戻る。
【０１６１】
上述したステップＳＴ４４で、全てのＨＤ画素データについて処理が終了したときは、ステップＳＴ５０で、ステップＳＴ４９で生成された正規方程式を掃き出し法等で解いて、クラス毎に、ｈ＝０，ｖ＝０（垂直帯域および水平帯域が最も狭い）に対応した推定式の係数データＷｉを算出する。
【０１６２】
次に、ステップＳＴ５１で、例えばＲＯＭ３０２に記憶されているパラメータｈ，ｖの各値にそれぞれ対応して決定される帯域制限フィルタの各タップのフィルタ係数を用いた演算処理によって、劣化評価値の算出式（（５）式のａｐｒ(h),ａｐｒ(v)、または（６）式のａｐｒ(h,v)）の情報ＩＮＦを取得する。
【０１６３】
そして、ステップＳＴ５２で、ステップＳＴ５０で算出された推定式の係数データＷｉを係数データＷ(i,0,0)としてメモリに保存すると共に、ステップＳＴ５１で取得された算出式の情報ＩＮＦをメモリに保存し、その後にステップＳＴ５３で、処理を終了する。
【０１６４】
このように、図２１に示すフローチャートに沿って処理をすることで、図１７に示す情報取得装置１５０と同様の手法によって、推定式の係数データＷｉを生成する生成式を構成するための情報を取得できる。
【０１６５】
なお、上述実施の形態においては、ｈ＝０，ｖ＝０に対応する帯域を基準としたものであるが、パラメータｈ，ｖのその他の値に対応する帯域を基準とすることもできる。その場合に、（５）式のａｐｒ(h)，ａｐｒ(v)、あるいは（６）式のａｐｒ(h,v)は、そのパラメータｈ，ｖの値で１となるように正規化されることとなる。
【０１６６】
また、上述実施の形態において、情報メモリバンク１３５には、出力画素（ＨＤ1〜ＨＤ4、ＨＤ1′〜ＨＤ4′）毎に、推定式の係数データＷｉを生成する生成式を構成するための情報が記憶されている。ＳＤ信号（５２５ｉ信号）の画素に対する出力画素の位相を変更することで、５２５ｐ信号以外のＨＤ信号も同様にして得ることができる。
【０１６７】
また、上述実施の形態においては、クラス分けをするものを示したが、この発明はクラス分けをしないものにも同様に適用できることは勿論である。
また、上述実施の形態においては、ＨＤ信号を生成する際の推定式として線形一次方程式を使用したものを挙げたが、これに限定されるものではなく、例えば推定式として高次方程式を使用するものであってもよい。
また、上述実地の形態においては、情報信号が画像信号である場合を示したが、この発明はこれに限定されない。例えば、情報信号が音声信号である場合にも、この発明を同様に適用することができる。
【０１６８】
【発明の効果】
この発明によれば、第１の情報信号を第２の情報信号に変換する際に使用される推定式の係数データを、教師信号を帯域制限して生徒信号を得るための帯域制限フィルタの所定帯域に対応した推定式の係数データおよび帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求めるための算出式に基づいて構成される生成式により生成するものであり、係数データを格納しておくメモリの容量増加を招くことなく、パラメータの値を調整して第２の情報信号による出力の質を任意に調整することができ、またパラメータの値の変化に対応して連続的に変化する係数データを得ることができ、第２の情報信号による出力の質をなめらかに変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態としてのテレビ受信機の構成を示すブロック図である。
【図２】予測タップとしてのＳＤ画素と注目画素としての作成すべきＨＤ画素との位置関係の一例を示す図である。
【図３】パラメータｈ，ｖの変化に対応した係数データＷｉ（Ｗ1，Ｗ2，Ｗ3，Ｗ4，Ｗ5，・・・）の振る舞いを示す図である。
【図４】ＨＤ信号（５２５ｐ信号）の単位画素ブロック内の４画素の中心予測タップからの位相ずれ（奇数フィールド）を示す図である。
【図５】ＨＤ信号（５２５ｐ信号）の単位画素ブロック内の４画素の中心予測タップからの位相ずれ（偶数フィールド）を示す図である。
【図６】係数種データｗi0〜ｗi9の生成方法を説明するための図である。
【図７】パラメータｈ，ｖの値と水平帯域、垂直帯域との相関を示す図である。
【図８】ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての水平間引きフィルタにおける水平帯域を９段階（ｈ＝0,1,・・・,9）に可変した際の、当該水平間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を示す図である。
【図９】パラメータｈの各値に対応したフィルタ係数の積分値のプロット例を示す図である。
【図１０】パラメータｈの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示す図である。
【図１１】ＨＤ信号からＳＤ信号を得る際に使用される帯域制限フィルタとしての垂直間引きフィルタにおける垂直帯域を９段階（ｖ＝0,1,・・・,9）に可変した際の、当該垂直間引きフィルタの各タップのフィルタ係数を示す図である。
【図１２】パラメータｖの各値に対応したフィルタ係数の積分値のプロット例を示す図である。
【図１３】パラメータｖの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示す図である。
【図１４】水平間引きフィルタおよび垂直間引きフィルタを合成したフィルタにおける、パラメータｈ，ｖの各値に対応した各タップのフィルタ係数を示す図である。
【図１５】パラメータｈ，ｖの各値に対応したフィルタ係数の積分値のプロット例を示す図である。
【図１６】パラメータｈ，ｖの各値に対応した劣化評価値のプロット例を示す図である。
【図１７】テレビ受信機の情報メモリバンクに格納される情報を取得する情報取得装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】ＳＤ信号生成回路の具体構成を示すブロック図である。
【図１９】ソフトウェアで実現するための画像信号処理装置の構成例を示すブロック図である。
【図２０】画像信号処理を示すフローチャートである。
【図２１】情報取得処理を示すフローチャートである。
【図２２】５２５ｉ信号と５２５ｐ信号の画素位置関係を示す図である。
【符号の説明】
１００・・・テレビ受信機、１０１・・・システムコントローラ、１０２・・・リモコン信号受信回路、１０５・・・受信アンテナ、１０６・・・チューナ、１１０・・・画像信号処理部、１１１・・・ディスプレイ部、１１２・・・ＯＳＤ回路、１２１・・・第１のタップ選択回路、１２２・・・第２のタップ選択回路、１２３・・・第３のタップ選択回路、１２４・・・空間クラス検出回路、１２５・・・動きクラス検出回路、１２６・・・クラス合成回路、１２７・・・推定予測演算回路、１２８・・・正規化演算回路、１２９・・・後処理回路、１３４・・・係数メモリ、１３５・・・情報メモリバンク、１３６・・・係数生成回路、１３７・・・正規化係数演算部、１３８・・・正規化係数メモリ、１５０・・・情報取得装置，１５１・・・入力端子、１５２・・・ＳＤ信号生成回路、１５３・・・第１のタップ選択回路、１５４・・・第２のタップ選択回路、１５５・・・第３のタップ選択回路、１５７・・・空間クラス検出回路、１５８・・・動きクラス検出回路、１５９・・・クラス合成回路、１６０・・・正規方程式生成部、１６１・・・係数データ決定部、１７１・・・積分値算出部、１７２・・・近似式生成部、１７３・・・算出式生成部、１７４・・・情報メモリ、２００・・・リモコン送信機、３００・・・画像信号処理装置
Claims (12)
- 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを、上記第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成装置であって、
上記第２の情報信号に対応した教師信号と該教師信号を帯域制限フィルタで所定帯域に制限して得られる上記第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データと、上記帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする上記帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報とを格納する格納手段と、
上記パラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、
上記格納手段に格納されている上記算出式情報に基づいて構成された上記算出式と上記格納手段に格納されている上記所定帯域に対応した推定式の係数データとに基づいて構成された生成式により、上記パラメータ設定手段で設定された上記パラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成する係数データ生成手段と
を備えることを特徴とする係数データ生成装置。 - 上記第１の情報信号および上記第２の情報信号は画像信号であり、
上記算出式は、上記帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータを含む第１の算出式と、上記帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータを含む第２の算出式とからなる
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。 - 上記第１の情報信号および上記第２の情報信号は画像信号であり、
上記算出式は、上記帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータと、上記帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータとを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の係数データ生成装置。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用され、上記第２の情報信号に係る注目点の情報データを、上記第１の情報信号から抽出される複数の情報データから算出するための推定式の係数データを生成する係数データ生成方法であって、
帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする上記帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報に基づいて上記算出式を構成するステップと、
上記構成された算出式と、上記第２の情報信号に対応した教師信号と該教師信号を上記帯域制限フィルタで上記所定帯域に制限して得られる上記第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応し
た上記推定式の係数データとに基づいて、上記推定式の係数データを生成する生成式を構成するステップと、
上記パラメータの値を設定するステップと、
上記構成された生成式により、上記設定されたパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成するステップと
を備えることを特徴とする係数データ生成方法。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理装置であって、
上記第２の情報信号に対応した教師信号と該教師信号を帯域制限フィルタで所定帯域に制限して得られる上記第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データと、上記帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み上記所定帯域を基準とする上記帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報とを格納する格納手段と、
上記パラメータの値を設定するパラメータ設定手段と、
上記格納手段に格納されている上記算出式情報に基づいて構成された上記算出式と上記格納手段に格納されている上記所定帯域に対応した推定式の係数データとに基づいて構成された生成式により、上記パラメータ設定手段で設定された上記パラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生する係数データ発生手段と、
上記第１の情報信号から上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第１の情報データを選択する第１のデータ選択手段と、
上記係数データ発生手段で発生された上記係数データと上記第１のデータ選択手段で選択された上記複数の第１の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得る演算手段と
を備えることを特徴とする情報信号処理装置。 - 上記第１の情報信号から上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の第２の情報データを選択する第２のデータ選択手段と、
上記第２のデータ選択手段で選択された上記複数の第２の情報データに基づいて上記注目点が属するクラスを検出するクラス検出手段とをさらに備え、
上記格納手段は、上記クラス検出手段で検出し得るクラス毎に、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データおよび上記算出式情報を格納しており、
上記係数データ発生手段は、上記クラス検出手段で検出されたクラスおよび上記パラメータ設定手段で設定された上記パラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生する
ことを特徴とする請求項５に記載の情報信号処理装置。 - 上記係数データ発生手段は、
クラス毎に、上記格納手段に格納された上記算出式情報に基づいて構成された上記算出式と上記格納手段に格納されている上記所定帯域に対応した推定式の係数データとに基づいて構成された生成式により、上記パラメータ設定手段で設定された上記パラメータの値に対応した上記推定式の係数データを生成する係数データ生成部と、
上記係数データ生成部で生成された上記クラス毎の推定式の係数データを格納する格納部と、
上記格納部より上記検出手段で検出されたクラスに対応した上記推定式の係数データを読み出して出力する係数データ読み出し部とを有してなる
ことを特徴とする請求項６に記載の情報信号処理装置。 - 上記第１の情報信号および上記第２の情報信号は画像信号であり、
上記算出式は、上記帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータを含む第１の算出式と、上記帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータを含む第２の算出式とからなる
ことを特徴とする請求項５に記載の情報信号処理装置。 - 上記第１の情報信号および上記第２の情報信号は画像信号であり、
上記算出式は、上記帯域制限フィルタの垂直方向の帯域を示す第１のパラメータと、上記帯域制限フィルタの水平方向の帯域を示す第２のパラメータとを含む
ことを特徴とする請求項５に記載の情報信号処理装置。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する情報信号処理方法であって、
帯域制限フィルタの帯域を示すパラメータを含み所定帯域を基準とする上記帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報に基づいて上記算出式を構成するステップと、
上記構成された算出式と、上記第２の情報信号に対応した教師信号と該教師信号を上記帯域制限フィルタで上記所定帯域に制限して得られる上記第１の情報信号に対応した生徒信号との間の学習によって生成される、上記所定帯域に対応し
た上記推定式の係数データとに基づいて、上記推定式の係数データを生成する生成式を構成するステップと、
上記パラメータの値を設定するステップと、
上記構成された生成式により、上記設定されたパラメータの値に対応した上記推定式の係数データを発生するステップと
上記第１の情報信号から上記第２の情報信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択するステップと、
上記発生された係数データと上記選択された複数の情報データとから、上記推定式を用いて上記注目点の情報データを算出して得るステップと
を備えることを特徴とする情報信号処理方法。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを生成する生成式を得るために用いられる、帯域制限フィルタで制限する所定帯域に対応した上記推定式の係数データおよび上記帯域制限フィルタの帯域を示すパターンを含み上記所定帯域を基準とする上記帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報を取得する情報取得装置であって、
上記第２の情報信号に対応した教師信号を上記帯域制限フィルタで帯域を上記所定帯域に制限して得られる上記第１の情報信号に対応した生徒信号から、上記教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択するデータ選択手段と、
上記データ選択手段で選択された複数の情報データおよび上記教師信号に係る注目点の情報データに基づいて学習データを生成し、該生成された学習データに基づいて、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データを生成する係数データ生成手段と、
上記パラメータの複数の値に対応してそれぞれ決定される上記帯域制限フィルタの各タップのフィルタ係数を積分するフィルタ係数積分手段と、
上記フィルタ係数積分手段で得られる上記パラメータの複数の値にそれぞれ対応した複数の積分値に基づいて、上記算出式を構成するための算出式情報を取得する算出式情報取得手段と
を備えることを特徴とする情報取得装置。 - 複数の情報データからなる第１の情報信号を複数の情報データからなる第２の情報信号に変換する際に使用する推定式の係数データを生成する生成式を得るために用いられる、帯域制限フィルタで制限する所定帯域に対応した上記推定式の係数データおよび上記帯域制限フィルタの帯域を示すパターンを含み上記所定帯域を基準とする上記帯域制限フィルタによる解像度低下の度合いを求める算出式を構成するための算出式情報を取得する情報取得方法であって、
上記第２の情報信号に対応した教師信号を上記帯域制限フィルタで帯域を上記所定帯域に制限して得られる上記第１の情報信号に対応した生徒信号から、上記教師信号に係る注目点の周辺に位置する複数の情報データを選択する第１のステップと、
上記第１のステップで選択された複数の情報データおよび上記教師信号に係る注目点の情報データに基づいて学習データを生成し、該生成された学習データに基づいて、上記所定帯域に対応した上記推定式の係数データを生成する第２のステップと、
上記パラメータの複数の値に対応してそれぞれ決定される上記帯域制限フィルタの各タップのフィルタ係数を積分して積分値を得る第３のステップと、
上記第３のステップで得られる、上記パラメータの複数の値にそれぞれ対応した複数の積分値に基づいて、上記算出式を構成するための算出式情報を取得する第４のステップと
を備えることを特徴とする情報取得方法。
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