CN100359940C - 信息信号处理装置和信息信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及例如在将SD信号变换为HD信号时特别适用的信息信号处理装置等。用从SD信号中选择性地取出的与HD信号的当前位置对应的抽头的像素数据，来得到当前位置的像素数据所属的类别CL。系数生成电路(136)根据各类别的系数种类数据、基于用户操作的多个画质调整参数h、v的值，来生成各类别的系数数据Wi。运算电路(127)用抽头选择电路(121)从SD信号中选择性地取出的与HD信号的当前位置对应的抽头的数据xi、和从存储器(134)中读出的与类别CL对应的系数数据Wi，使用估计式来求HD信号的当前位置的像素数据。能在多个轴上自由地调整画质。

Description

信息信号处理装置和信息信号处理方法

技术领域

本发明涉及例如进行分辨率提高、噪声抑制、解码、信号形式变换等功能的处理的信息信号处理装置及信息信号处理方法。

详细地说，涉及下述信息信号处理装置等：通过对应于从多个功能中选择一个功能的参数的值，由构成第1信息信号的信息数据来生成构成第2信息信号的信息数据，能够用单个装置来实现多个功能的处理。

本发明涉及例如将NTSC制式的视频信号变换为高清晰度电视(ハイビジヨン，日本的高清晰度电视方案)的视频信号时特别适用的信息信号处理装置、信息信号处理方法、图像信号处理装置及使用其的图像显示装置、其使用的系数种类数据生成装置及生成方法、系数数据生成装置及生成方法、以及信息提供媒体。详细地说，涉及下述信息信号处理装置等：在将第1信息信号变换为第2信息信号时，通过对应于多种参数的值来生成第2信息信号，能在多个轴上自由地调整通过第2信息信号得到的输出的质量、例如画质。

背景技术

近年来，由于音像指标的提高，希望开发能够得到更高分辨率的图像的电视接收机，按照该要求，开发了所谓的高清晰度电视。NTSC制式的扫描线数为525条，而高清晰度电视的扫描线数为其2倍以上的1125条。此外，NTSC制式的纵横比为3∶4，而高清晰度电视的纵横比为9∶16。因此，与NTSC制式相比，高清晰度电视能够以高分辨率来显示有临场感的图像。

高清晰度电视虽然具有这样优良的特性，但是如果原封不动地供给NTSC制式的视频信号，则也不能显示高清晰度电视制式的图像。这是因为，如上所述，NTSC制式和高清晰度电视的标准不同。

因此，为了以高清晰度电视制式来显示与NTSC制式的视频信号对应的图像，本申请人先前提出了用于将NTSC方式的视频信号变换为高清晰度电视的视频信号的变换装置(参照日本特愿平6-205934号)。该变换装置从NTSC制式的视频信号中提取与高清晰度电视的视频信号中的当前像素对应的块(区域)的像素数据，根据该块的像素数据的电平分布图案来决定上述当前像素的类别，对应于该类别来生成上述当前像素的像素数据。

此外，本申请人提出了与上述变换装置同样结构的、从复合信号变换为分量信号的变换装置(参照日本特开2000-138950号)、对MPEG(MovingPicture Experts Group，运动图像专家组)图像信号进行解码的装置(参照日本特愿2000-135356号)等。

在上述从NTSC制式的视频信号变换为高清晰度电视的视频信号的变换装置中，基于高清晰度电视的视频信号的图像分辨率是固定的，不能像以往调整对比度或清晰度等那样，按照图像内容等来设定期望的分辨率。

此外，上述现有的各装置分别进行单个功能的处理，效率不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能用单个装置来实现多个功能的处理的信息信号处理装置等。此外，本发明的目的在于提供一种例如能在水平分辨率和垂直分辨率、噪声除去度以及水平/垂直分辨率等多个轴上自由地调整图像的画质的信息信号处理装置等。

本发明提供一种信息信号处理装置，对输入的第1信息信号，进行从多个功能中决定的期望的功能的处理来生成第2信息信号并输出该第2信息信号，该装置包括：存储部件，保存在生成用于对所述第1信息信号进行信号处理的种类数据时所使用的系数种类数据；参数输入部件，至少输入从所述多个功能中决定所述期望的功能的参数的值；系数数据产生部件，根据由所述参数输入部件输入的参数的值和在所述存储部件中存储的系数种类数据，来产生与所述输入的参数的值相对应的系数数据；数据选择部件，从构成所述第1信息信号的信息数据中，选择多个信息数据；以及运算部件，根据与所述输入的参数的值相对应的所述系数数据和所述数据选择部件选择的所述多个信息数据，来计算构成所述第2信息信号的信息数据。

本发明提供一种信息信号处理方法，对输入的第1信息信号，进行从多个功能中决定的期望的功能的处理来生成第2信息信号并输出该第2信息信号，该方法包括：系数种类产生步骤，产生用于在生成对所述第1信息信号进行信号处理的种类数据时使用的系数种类数据；参数输入步骤，至少输入从所述多个功能中决定所述期望的功能的参数的值；系数数据产生步骤，根据由所述参数输入部件输入的参数的值和所述系数种类数据，来产生与所述输入的参数的值相对应的系数数据；数据选择步骤，从构成所述第1信息信号的信息数据中，选择多个信息数据；以及运算步骤，根据与所述输入的参数的值相对应的所述系数数据和所述数据选择部件选择的所述多个信息数据，来计算构成所述第2信息信号的信息数据。

在本发明中，输入第1信息信号，进行从多个功能中选择出的一个功能的处理来生成第2信息信号，输出该第2信息信号。在此情况下，输入从多个功能中决定一个功能的参数的值。例如，在信息信号是图像信号的情况下，多个功能是分辨率提高、噪声抑制、解码、信号形式变换等。

对应于这样输入的参数的值，由构成第1信息信号的信息数据来生成构成第2信息信号的信息数据。由此，通过输入的参数的值来进行功能的切换。即，能够通过单个装置来实现多个功能的处理。

本发明的信息信号处理装置将由多个信息数据构成的第1信息信号变换为由多个信息数据构成的第2信息信号，该装置包括：第1数据选择部件，根据第1信息信号，来选择位于第2信息信号中的当前位置周边的多个第1信息数据；类别检测部件，根据该第1数据选择部件选择出的多个第1信息数据，来检测上述当前位置的信息数据所属的类别；参数调整部件，对决定通过第2信息信号而得到的输出的质量的多种参数的值进行调整；以及信息数据生成部件，对应于类别检测部件检测出的类别及参数调整部件调整过的多种参数的值，来生成上述当前位置的信息数据。

例如，信息数据生成部件具有：第1存储部件，保存对类别检测部件检测的每个类别预先求出的、生成估计式所用的系数数据的包含多种参数的生成式中的系数数据系数种类数据；系数产生部件，产生用该第1存储部件中保存的系数种类数据和参数调整部件调整过的多种参数的值通过上述生成式而生成的、与类别检测部件检测出的类别及参数调整部件调整过的多种参数的值对应的上述估计式的系数数据；第2数据选择部件，根据第1信息信号，来选择位于第2信息信号中的当前位置周边的多个第2信息数据；以及运算部件，用系数数据产生部件产生的系数数据和第2数据选择部件选择出的多个第2信息数据，根据上述估计式来计算获得当前位置的信息数据。

此外例如，信息数据生成部件具有：信息数据产生部件，具有保存对类别检测部件检测的类别及参数调整部件调整的多种参数的值的每个组合预先生成的估计式的系数数据的存储器，产生与类别检测部件检测出的类别及参数调整部件调整过的多种参数的值对应的上述估计式的系数数据；第2数据选择部件，根据第1信息信号，来选择位于第2信息信号中的当前位置周边的多个第2信息数据；以及运算部件，用系数数据产生部件产生的系数数据和第2数据选择部件选择出的多个第2信息数据，根据上述估计式来计算获得当前位置的信息数据。

此外，本发明的信息信号处理方法将由多个信息数据构成的第1信息信号变换为由多个信息数据构成的第2信息信号，包括：第1步骤，根据第1信息信号，来选择位子第2信息信号中的当前位置周边的多个第1信息数据；第2步骤，根据该第1步骤中选择出的多个第1信息数据，来检测上述当前位置的信息数据所属的类别；第3步骤，对决定通过第2信息信号而得到的输出的质量的多种参数的值进行调整；以及第4步骤，对应于第2步骤中检测出的类别及第3步骤中调整过的多种参数的值，来生成上述当前位置的信息数据。

此外，本发明的信息提供媒体提供用于执行信息信号处理方法的各步骤的计算机程序。

此外，本发明的图像信号处理装置将由多个像素数据构成的第1图像信号变换为由多个像素数据构成的第2图像信号，该装置包括：数据选择部件，根据第1图像信号来选择位于第2图像信号中的当前位置周边的多个像素数据；类别检测部件，根据该数据选择部件选择出的多个像素数据，来检测上述当前位置的像素数据所属的类别；参数调整部件，对决定通过第2图像信号而得到的输出的质量的多种参数的值进行调整；以及像素数据生成部件，对应于类别检测部件检测出的类别及参数调整部件调整过的多种参数的值，来生成上述当前位置的像素数据。

此外，本发明的图像显示装置具有：图像信号输入部件，输入由多个像素数据构成的第1图像信号；图像信号处理部件，将从该图像信号输入部件输入的第1图像信号变换为由多个像素数据构成的第2图像信号并输出；图像显示部件，将从该图像信号处理部件输出的第2图像信号显示在图像显示单元上；以及参数调整部件，对决定该图像显示单元上显示的图像的画质的多种参数的值进行调整。而图像信号处理部件包括：数据选择部件，根据第1图像信号来选择位于第2图像信号中的当前位置周边的多个像素数据；类别检测部件，根据该数据选择部件选择出的多个像素数据，来检测上述当前位置的像素数据所属的类别；以及像素数据生成部件，对应于该类别检测部件检测出的类别及参数调整部件调整过的多种参数的值，来生成上述当前位置的像素数据。

在本发明中，根据第1信息信号来选择位于第2信息信号中的当前位置周边的多个第1信息数据，根据该多个第1信息数据来检测上述当前位置的信息数据所属的类别。例如，检测多个第1信息数据的电平分布图案，根据该电平分布图案来检测上述当前位置的信息数据所属的类别。这里，信息信号例如是图像信号或语音信号。

用参数调整部件对决定通过第2信息信号而得到的输出的质量的多种参数的值进行调整。例如，在信息信号是图像信号的情况下，调整参数的值，来决定基于第2信息信号(图像信号)的图像的画质。而在信息信号是语音信号的情况下，调整参数的值，来决定基于第2信息信号(语音信号)的语音的音质。例如，参数调整部件具有：显示部件，显示多种参数的调整位置；以及用户操作部件，参照该显示部件的显示来调整多种参数的值。由此，用户能够操作用户操作部件、例如定位器，容易地将多种参数的值调整到期望位置。

对应于检测出的类别及调整过的多种参数的值，来生成当前位置的信息数据。例如，在存储部件中保存有生成式的系数数据的系数种类数据，该生成式用于生成对每个类别预先求出的估计式所用的系数数据，用该系数种类数据和调整过的参数的值，来产生与检测出的类别及调整过的多种参数的值对应的估计式的系数数据，并且根据第1信息信号来选择位于第2信息信号中的当前位置周边的多个第2信息数据，用该系数数据和多个第2信息数据，根据估计式来生成上述当前位置的信息数据。

此外例如，在存储器中保存有对类别及多种参数的值的每个组合预先生成的估计式的系数数据，从该存储器中读出与检测出的类别及调整过的多种参数的值对应的估计式的系数数据，并且根据第1信息信号来选择位于第2信息信号中的当前位置周边的多个第2信息数据，用该系数数据和多个第2信息数据，根据估计式来生成上述当前位置的信息数据。

这样，得到与调整过的多种参数的值对应的估计式的系数数据，使用该系数数据，根据估计式来生成第2信息信号中的当前位置的信息数据。因此，能够在水平分辨率和垂直分辨率、噪声降低度和水平/垂直分辨率等多个轴上自由地调整通过第2信息信号而得到的输出的质量、例如画质。

此外，本发明的系数种类数据生成装置生成生成式中的系数数据的系数种类数据，该生成式用于生成将由多个信息数据构成的第1信息信号变换为由多个信息数据构成的第2信息信号时使用的估计式所用的系数数据，该装置包括：信号处理部件，处理与第2信息信号对应的训练信号来得到与第1信息信号对应的输入信号；参数调整部件，对应于上述生成式中包含的多种参数，对决定通过输入信号而得到的输出的质量的多种参数的值进行调整；第1数据选择部件，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第1信息数据；类别检测部件，根据该第1数据选择部件选择出的多个第1信息数据，来检测上述当前位置的信息数据所属的类别；第2数据选择部件，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第2信息数据；正规方程式生成部件，用类别检测部件检测出的类别、第2数据选择部件选择出的多个第2信息数据及训练信号中的当前位置的信息数据，对每个类别生成用于得到系数种类数据的正规方程式；以及系数种类数据运算部件，解正规方程式，对每个类别得到系数种类数据。

此外，本发明的系数种类数据生成方法用于生成生成式中的系数数据的系数种类数据，该生成式用于生成将由多个信息数据构成的第1信息信号变换为由多个信息数据构成的第2信息信号时使用的估计式所用的系数数据，该方法包括：第1步骤，处理与第2信息信号对应的训练信号来得到与第1信息信号对应的输入信号；第2步骤，对应于上述生成式中包含的多种参数，对决定通过输入信号而得到的输出的质量的多种参数的值进行调整；第3步骤，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第1信息数据；第4步骤，根据该第3步骤中选择出的多个第1信息数据，来检测当前位置的信息数据所属的类别；第5步骤，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第2信息数据；第6步骤，用第4步骤中检测出的类别、第5步骤中选择出的多个第2信息数据及训练信号中的当前位置的信息数据，对每个类别生成用于得到系数种类数据的正规方程式；以及第7步骤，解正规方程式，对每个类别得到系数种类数据。

此外，本发明的信息提供媒体提供用于执行上述系数种类数据生成方法的各步骤的计算机程序。

在本发明中，处理与第2信息信号对应的训练信号，来得到与第1信息信号对应的输入信号。在此情况下，通过输入信号而得到的输出的质量由调整过的多种参数的值来决定。例如，在信息信号是图像信号的情况下，调整多种参数的值，来决定基于输入信号的图像的画质。而在信息信号是语音信号的情况下，调整多种参数的值，来决定基于输入信号的语音的音质。

根据该输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第1信息数据，根据该多个第1信息数据，来检测上述当前位置的信息数据所属的类别。此外，根据该输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第2信息数据。

然后，分多级来调整多种参数的值，由训练信号中的当前位置的信息数据所属的类别、选择出的多个第2信息数据及训练信号中的当前位置的信息数据，对每个类别生成用于得到系数种类数据的正规方程式，通过解该方程式，得到每个类别的系数种类数据。

这里，系数种类数据是生成将由第1信息信号变换为第2信息信号时使用的估计式所用的系数数据的包含上述多种参数的生成式中的系数数据。通过使用该系数种类数据，能够通过生成式来得到与任意调整过的多种参数的值对应的系数数据。由此，在使用估计式从第1信息信号变换为第2信息信号的情况下，通过调整多种参数的值，能够在多个轴上自由地调整通过第2信息信号而得到的输出的质量。

此外，本发明的系数种类数据生成装置生成作为生成式中的系数数据的系数种类数据，该生成式用于生成将由多个信息数据构成的第1信息信号变换为由多个信息数据构成的第2信息信号时使用的估计式所用的系数数据，该装置包括：信号处理部件，处理与第2信息信号对应的训练信号来得到与第1信息信号对应的输入信号；参数调整部件，对应于上述生成式中包含的多种参数，对决定通过输入信号而得到的输出的质量的多种参数的值进行调整；第1数据选择部件，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第1信息数据；类别检测部件，根据第1数据选择部件选择出的多个第1信息数据，来检测当前位置的信息数据所属的类别；第2数据选择部件，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第2信息数据；第1正规方程式生成部件，用类别检测部件检测出的类别、第2数据选择部件选择出的多个第2信息数据及训练信号中的当前位置的信息数据，对类别及多种参数的值的每个组合生成用于得到估计式的系数数据的第1正规方程式；系数数据运算部件，解该第1正规方程式，对上述每个组合得到估计式的系数数据；第2正规方程式生成部件，用该系数数据运算部件得到的上述每个组合的系数数据，对每个类别生成用于得到系数种类数据的正规方程式；以及系数种类数据运算部件，解该第2正规方程式，对每个类别得到系数种类数据。

本发明的系数种类数据生成方法用于生成生成式中的系数数据的系数种类数据，该生成式用于生成将由多个信息数据构成的第1信息信号变换为由多个信息数据构成的第2信息信号时使用的估计式所用的系数数据，该方法包括：第1步骤，处理与第2信息信号对应的训练信号来得到与第1信息信号对应的输入信号；第2步骤，对应于上述生成式中包含的多种参数，对决定通过输入信号而得到的输出的质量的多种参数的值进行调整；第3步骤，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第1信息数据；第4步骤，根据该第3步骤中选择出的多个第1信息数据，来检测当前位置的信息数据所属的类别；第5步骤，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第2信息数据；第6步骤，用第4步骤中检测出的类别、第5步骤中选择出的多个第2信息数据及训练信号中的当前位置的信息数据，对类别及多种参数的值的每个组合生成用于得到估计式的系数数据的第1正规方程式；第7步骤，解该第1正规方程式，对上述每个组合得到估计式的系数数据；第8步骤，用该第7步骤中得到的上述每个组合的系数数据，对每个类别生成用于得到系数种类数据的第2正规方程式；以及第9步骤，解该第2正规方程式，对每个类别得到系数种类数据。

此外，本发明的信息提供媒体提供用于执行上述系数种类数据生成方法的各步骤的计算机程序。

在本发明中，处理与第2信息信号对应的训练信号，得到与第1信息信号对应的输入信号。在此情况下，通过输入信号而得到的输出的质量由调整过的多种参数的值来决定。例如，在信息信号是图像信号的情况下，调整多种参数的值，来决定基于输入信号的图像的画质。而在信息信号是语音信号的情况下，调整多种参数的值，来决定基于输入信号的语音的音质。

根据该输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第1信息数据，根据该多个第1信息数据，来检测上述当前位置的信息数据所属的类别。此外，根据该输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第2信息数据。

然后，分多级来依次调整多种参数的值，由训练信号中的当前位置的信息数据所属的类别、选择出的多个第2信息数据及训练信号中的当前位置的信息数据，对类别及多种参数的值的每个组合生成用于得到估计式的系数数据的第1正规方程式，通过解该方程式，来得到上述每个组合的估计式的系数数据。

进而，用上述每个组合的系数数据，对每个类别生成用于得到系数种类数据的第2正规方程式，通过解该方程式，来得到每个类别的系数种类数据。

这里，系数种类数据是生成将由第1信息信号变换为第2信息信号时使用的估计式所用的系数数据的包含上述多种参数的生成式中的系数数据。通过使用该系数种类数据，能够通过生成式来得到与任意调整过的多种参数的值对应的系数数据。由此，在使用估计式从第1信息信号变换为第2信息信号的情况下，通过调整多种参数的值，能够在多个轴上自由地调整通过第2信息信号而得到的输出的质量。

此外，本发明的系数数据生成装置生成将由多个信息数据构成的第1信息信号变换为由多个信息数据构成的第2信息信号时使用的估计式的系数数据，该装置包括：信号处理部件，处理与第2信息信号对应的训练信号来得到与第1信息信号对应的输入信号；参数调整部件，对决定通过输入信号而得到的输出的质量的多种参数的值进行调整；第1数据选择部件，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第1信息数据；类别检测部件，根据该第1数据选择部件选择出的多个第1信息数据，来检测当前位置的信息数据所属的类别；第2数据选择部件，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第2信息数据；正规方程式生成部件，用类别检测部件检测出的类别、第2数据选择部件选择出的多个第2信息数据及训练信号中的当前位置的信息数据，对类别及多种参数的值的每个组合生成用于得到估计式的系数数据的正规方程式；以及系数数据运算部件，解该正规方程式来得到上述每个组合的系数数据。

此外，本发明的系数数据生成方法生成将由多个信息数据构成的第1信息信号变换为由多个信息数据构成的第2信息信号时使用的估计式的系数数据，该方法包括：第1步骤，处理与第2信息信号对应的训练信号来得到与第1信息信号对应的输入信号；第2步骤，对决定通过输入信号而得到的输出的质量的多种参数的值进行调整；第3步骤，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第1信息数据；第4步骤，根据该第3步骤中选择出的多个第1信息数据，来检测当前位置的信息数据所属的类别；第5步骤，根据输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第2信息数据；第6步骤，用第4步骤中检测出的类别、第5步骤中选择出的多个第2信息数据及训练信号中的当前位置的信息数据，对类别及多种参数的值的每个组合生成用于得到估计式的系数数据的正规方程式；以及第7步骤，解该第6步骤中生成的正规方程式来得到上述每个组合的系数数据。

此外，本发明的信息提供媒体提供用于执行上述系数数据生成方法的各步骤的计算机程序。

在本发明中，处理与第2信息信号对应的训练信号，得到与第1信息信号对应的输入信号。在此情况下，通过输入信号而得到的输出的质量由调整过的多种参数的值来决定。例如，在信息信号是图像信号的情况下，调整多种参数的值，来决定基于输入信号的图像的画质。而在信息信号是语音信号的情况下，调整多种参数的值，来决定基于输入信号的语音的音质。

根据该输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第1信息数据，根据该多个第1信息数据，来检测上述当前位置的信息数据所属的类别。此外，根据该输入信号，来选择位于训练信号中的当前位置周边的多个第2信息数据。

然后，分多级来调整多种参数的值，由训练信号中的当前位置的信息数据所属的类别、选择出的多个第2信息数据及训练信号中的当前位置的信息数据，对类别及多种参数的值的每个组合生成用于得到估计式的系数数据的正规方程式，通过解该正规方程式，来得到上述每个组合的估计式的系数数据。

如上所述来生成将第1信息信号变换为第2信息信号时使用的估计式的系数数据，而在从第1信息信号变换为第2信息信号时，选择性地使用第2信息信号中的当前位置的信息数据所属的类别及调整过的多种参数的值，根据估计式来计算当前位置的信息数据。由此，在使用估计式从第1信息信号变换为第2信息信号的情况下，通过调整多种参数的值，能够在多个轴上自由地调整通过第2信息信号而得到的输出的质量。

附图说明

图1是实施例的电视接收机的结构方框图。

图2是用于调整画质的用户界面示例图。

图3是调整画面的放大图。

图4是525i信号和525p信号的像素位置关系的说明图。

图5是525i信号和1050i信号的像素位置关系的说明图。

图6是525i和525p的像素位置关系、和预测抽头的示例图。

图7是525i和525p的像素位置关系、以及预测抽头的示例图。

图8是525i和1050i的像素位置关系、以及预测抽头的示例图。

图9是525i和1050i的像素位置关系、以及预测抽头的示例图。

图10是525i和525p的像素位置关系、以及空间类别抽头的示例图。

图11是525i和525p的像素位置关系、以及空间类别抽头的示例图。

图12是525i和1050i的像素位置关系、以及空间类别抽头的示例图。

图13是525i和1050i的像素位置关系、以及空间类别抽头的示例图。

图14是525i和525p的像素位置关系、以及运动类别抽头的示例图。

图15是525i和1050i的像素位置关系、以及运动类别抽头的示例图。

图16是输出525p信号的情况下的行倍速处理的说明图。

图17是系数种类数据的生成方法的示例原理图。

图18是系数种类数据生成装置的结构示例方框图。

图19是频带滤波器的频率特性的示例图。

图20是系数种类数据的生成方法的另一示例原理图。

图21是系数种类数据生成装置的另一结构例的方框图。

图22A～图22C是噪声附加方法的说明图。

图23是SD信号(参数r、z)的生成示例图。

图24是参数r、z的调整画面的示例图。

图25是SD信号(参数h、v、z)的生成示例图。

图26是参数h、v、z的调整画面的示例图。

图27是用于用软件来实现的图像信号处理装置的结构例的方框图。

图28是图像信号的处理过程的流程图。

图29是系数种类数据生成处理(其1)的流程图。

图30是系数种类数据生成处理(其2)的流程图。

图31是另一实施例的电视接收机的结构方框图。

图32是系数数据生成装置的结构例的方框图。

图33是图像信号的处理过程的流程图。

图34是系数数据生成处理的流程图。

图35是另一实施例的图像信号处理装置的结构方框图。

图36是参数P的值和功能的对应关系图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施例。图1是实施例的电视接收机100的结构方框图。该电视接收机100由广播信号来得到SD(Standard Definition，标准清晰度)信号的525i信号，将该525i信号变换为HD(High Definition，高清晰度)信号的525p信号或1050i信号，显示基于该525p信号或1050i信号的图像。

这里，525i信号表示行数为525条的隔行扫描方式的图像信号，525p信号表示行数为525条的逐行扫描方式(非隔行扫描方式)的图像信号，而1050i信号表示行数为1050条的隔行扫描方式的图像信号。

电视接收机100包括微型计算机，具有用于控制整个系统的操作的系统控制器101、和接收遥控信号的遥控信号接收电路102。遥控信号接收电路102被连接在系统控制器101上，接收按照用户的操作从遥控发送机200输出的遥控信号RM，将与该信号RM对应的操作信号供给到系统控制器101。

此外，电视接收机100具有：接收天线105；高频头106，接受该接收天线105捕获的广播信号(RF调制信号)，进行选台处理、中频放大处理、检波处理等来得到上述SD信号Va(525i信号)；外部输入端子107，从外部输入SD信号Vb(525i信号)；切换开关108，选择性地输出这些SD信号Va、Vb中的某一个；以及缓冲存储器109，用于暂时保存从该切换开关108输出的SD信号。

从高频头106输出的SD信号Va被供给到切换开关108的a侧的固定端子，从外部输入端子107输入的SD信号Vb被供给到切换开关108的b侧的固定端子。该切换开关108的切换工作由系统控制器101来控制。

此外，电视接收机100具有：图像信号处理部110，将缓冲存储器109中暂时保存的SD信号(525i信号)变换为HD信号(525p信号或1050i信号)；显示部111，显示基于从该图像信号处理部110输出的HD信号的图像；OSD(On Screen Display，屏幕显示)电路112，用于产生在该显示部111的画面上显示字符图形等的显示信号SCH；以及合成器113，用于将该显示信号SCH合成在从上述图像信号处理部110输出的HD信号上并供给到显示部111。

显示部111例如由CRT(cathode-ray tube，阴极射线管)显示器、或LCD(liquid crystal display，液晶显示器)等平面显示器构成。此外，OSD电路112产生显示信号SCH的工作由系统控制器101来控制。

下面说明图1所示的电视接收机100的工作。

在用户通过操作遥控发送机200而选择显示与从高频头106输出的SD信号Va对应的图像的模式的情况下，根据系统控制器101的控制，切换开关108被连接在a侧，从该切换开关108输出SD信号Va。另一方面，在用户通过操作遥控发送机200而选择显示与输入到外部输入端子107的SD信号Vb对应的图像的模式的情况下，根据系统控制器101的控制，切换开关108被连接到b侧，从该切换开关108输出SD信号Vb。

从切换开关108输出的SD信号(525i信号)被存储到缓冲存储器109中而暂时保存。然后，将该缓冲存储器109中暂时保存的SD信号供给到图像信号处理部110，变换为HD信号(525p信号或1050i信号)。即，图像信号处理部110由构成SD信号的像素数据(以下称为“SD像素数据”)来得到构成HD信号的像素数据(以下称为“HD像素数据”)。这里，525p信号或1050i信号的选择由用户操作遥控发送机200来进行。从该图像信号处理部110输出的HD信号经合成器113被供给到显示部111，在显示部111的画面上显示基于该HD信号的图像。

此外，虽然上面未指出，但是用户可以通过操作遥控发送机200，来无级、平滑地调整如上所述在显示部111的画面上显示的图像的水平及垂直分辨率。在图像信号处理部110中，如后所述，根据估计式来计算HD像素数据，而该估计式的系数数据对应于用户通过操作遥控发送机200而调整过的决定水平、垂直分辨率的参数h、v，通过包含这些参数h、v的生成式来生成并使用。由此，基于从图像信号处理部110输出的HD信号的图像的水平、垂直分辨率对应于调整过的参数h、v。

图2示出用于调整参数h、v的用户界面的一例。在调整时，在显示部111上OSD显示用☆号图标115a来表示参数h、v的调整位置的调整画面115。此外，遥控发送机200包括作为用户操作手段的操纵杆200a。

用户能够通过操作操纵杆200a来移动图标115a在调整画面115上的位置，能够对决定水平、垂直分辨率的参数h、v的值任意进行调整。图3放大地示出调整画面115的部分。通过左右移动图标115a对决定水平分辨率的参数h进行调整，另一方面，通过上下移动图标115a对决定垂直分辨率的参数v进行调整。用户能够参照显示部111上显示的调整画面115来调整参数h、v的值，能够容易地进行该调整。

遥控发送机200也可以包括鼠标或跟踪球等其他定位器来取代操纵杆200a。再者，也可以将用户调整过的参数h、v的值用数值显示在调整画面115上。

接着，详细说明图像信号处理部110。该图像信号处理部110具有：第1～第3抽头选择电路121～123，从缓冲存储器109中存储的SD信号(525i信号)中选择性地取出并输出位于HD信号(1050i信号或525p信号)中的当前像素周边的多个SD像素的数据。

第1抽头选择电路121用于选择性地取出预测所使用的SD像素(称为“预测抽头”)的数据。第2抽头选择电路122用于选择性地取出与SD像素数据的电平分布图案对应的类别分类所使用的SD像素(称为“空间类别抽头”)的数据。第3抽头选择电路123用于选择性地取出与运动对应的类别分类所使用的SD像素(称为“运动类别抽头”)的数据。在使用属于多个场的SD像素数据来决定空间类别的情况下，在该空间类别中也包含运动信息。

图4示出525i信号及525p信号的某个帧(F)的奇数(o)场的像素位置关系。大点是525i信号的像素，小点是输出的525p信号的像素。在偶数(e)场中，525i信号的行在空间上偏移0.5行。从图4可知，作为525p信号的像素数据，存在位置与525i信号的行相同的行数据L1、和位于525i信号的上下行中间的行数据L2。此外，525p信号的各行的像素数是525i信号的各行的像素数的2倍。

图5示出525i信号和1050i信号的某个帧(F)的像素位置关系，用实线表示奇数(o)场的像素位置，用虚线表示偶数(e)场的像素位置。大点是525i信号的像素，小点是输出的1050i信号的像素。从图5可知，作为1050i信号的像素数据，存在位置靠近525i信号的行的行数据L1、L1′、和位置远离525i信号的行的行数据L2、L2′。这里，L1、L2是奇数场的行数据，L1′、L2′是偶数场的行数据。此外，1050i信号的各行的像素数是525i信号的各行的像素数的2倍。

图6及图7示出从525i信号变换为525p信号的情况下第1抽头选择电路121选择的预测抽头(SD像素)的具体例。图6及图7示出时间上连续的帧F-1、F、F+1的奇数(o)、偶数(e)场的垂直方向的像素位置关系。

如图6所示，预测场F/o的行数据L1、L2时的预测抽头是：下一场F/e中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素(当前位置的像素)近旁的SD像素T1、T2、T3；场F/o中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T4、T5、T6；前一场F-1/e中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T7、T8、T9；以及再前一场F-1/o中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T10。

如图7所示，预测场F/e的行数据L1、L2时的预测抽头是：下一场F+1/o中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T1、T2、T3；场F/e中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T4、T5、T6；前一场F/o中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T7、T8、T9；以及再前一场F-1/e中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T10。

也可以在预测行数据L1时不将SD像素T9选择为预测抽头，另一方面，也可以在预测行数据L2时不将SD像素T4选择为预测抽头。

图8及图9示出从525i信号变换为1050i信号的情况下第1抽头选择电路12 1选择的预测抽头(SD像素)的具体例。图8及图9示出时间上连续的帧F-1、F、F+1的奇数(o)、偶数(e)场的垂直方向的像素位置关系。

如图8所示，预测场F/o的行数据L1、L2时的预测抽头是：下一场F/e中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素(当前位置的像素)近旁的SD像素T1、T2；场F/o中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素T3、T4、T5、T6；以及前一场F-1/e中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素T7、T8。

如图9所示，预测场F/e的行数据L1′、L2′时的预测抽头是：下一场F+1/o中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素T1、T2；场F/e中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素T3、T4、T5、T6；以及前一场F/o中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素T7、T8。

也可以在预测行数据L1′时不将SD像素T6选择为预测抽头，另一方面，也可以在预测行数据L2′时不将SD像素T3选择为预测抽头。

再者，除了如图6～图9所示处于多个场的同一位置上的SD像素之外，也可以将水平方向的一个或多个SD像素选择为预测抽头。

图10及图11示出从525i信号变换为525p信号的情况下第2抽头选择电路122选择的空间类别抽头(SD像素)的具体例。图10及图11示出时间上连续的帧F-1、F、F+1的奇数(o)、偶数(e)场的垂直方向的像素位置关系。

如图10所示，预测场F/o的行数据L1、L2时的空间类别抽头是：下一场F/e中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素(当前位置的像素)近旁的SD像素T1、T2；场F/o中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T3、T4、T5；以及前一场F-1/e中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T6、T7。

如图11所示，预测场F/e的行数据L1、L2时的空间类别抽头是：下一场F+1/o中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T1、T2；场F/e中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T3、T4、T5；以及前一场F/o中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素T6、T7。

也可以在预测行数据L1时不将SD像素T7选择为空间类别抽头，另一方面，也可以在预测行数据L2时不将SD像素T6选择为空间类别抽头。

图12及图13示出从525i信号变换为1050i信号的情况下第2抽头选择电路122选择的空间类别抽头(SD像素)的具体例。图12及图13示出时间上连续的帧F-1、F、F+1的奇数(o)、偶数(e)场的垂直方向的像素位置关系。

如图12所示，预测场F/o的行数据L1、L2时的空间类别抽头是：场F/o中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素(当前位置的像素)近旁的SD像素T1、T2、T3；以及前一场F-1/e中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素T4、T5、T6、T7。

如图13所示，预测场F/e的行数据L1′、L2′时的空间类别抽头是：场F/e中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素T1、T2、T3；以及前一场F/o中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素T4、T5、T6、T7。

也可以在预测行数据L1′时不将SD像素T7选择为空间类别抽头，另一方面，也可以在预测行数据L2′时不将SD像素T4选择为空间类别抽头。

再者，除了如图10～图13所示处于多个场的同一位置上的SD像素之外，也可以将水平方向的一个或多个SD像素选择为空间类别抽头。

图14示出从525i信号变换为525p信号的情况下第3抽头选择电路123选择的运动类别抽头(SD像素)的具体例。图14示出时间上连续的帧F-1、F的奇数(o)、偶数(e)场的垂直方向的像素位置关系。如图14所示，预测场F/o的行数据L1、L2时的运动类别抽头是：下一场F/e中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素(当前像素)近旁的SD像素n2、n4、n6；场F/o中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素n1、n3、n5；前一场F-1/e中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素m2、m4、m6；以及再前一场F-1/o中包含的、在空间上位于要形成的525p信号的像素近旁的SD像素m1、m3、m5。各个SD像素n1～n6的垂直方向的位置与各个SD像素m1～m6的垂直方向的位置一致。

图15示出从525i信号变换为1050i信号的情况下第3抽头选择电路123选择的运动类别抽头(SD像素)的具体例。图15示出时间上连续的帧F-1、F的奇数(o)、偶数(e)场的垂直方向的像素位置关系。如图15所示，预测场F/o的行数据L1、L2时的运动类别抽头是：下一场F/e中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素n2、n4、n6；场F/o中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素n1、n3、n5；前一场F-1/e中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素m2、m4、m6；以及再前一场F-1/o中包含的、在空间上位于要形成的1050i信号的像素近旁的SD像素m1、m3、m5。各个SD像素n1～n6的垂直方向的位置与各个SD像素m1～m6的垂直方向的位置一致。

返回到图1，此外，图像信号处理部110具有：空间类别检测电路124，检测第2抽头选择电路122选择性地取出的空间类别抽头的数据(SD像素数据)的电平分布图案，根据该电平分布图案来检测空间类别，输出其类别信息。

空间类别检测电路124例如进行将各SD像素数据从8比特数据压缩为2比特数据的运算。然后，从空间类别检测电路124输出与各SD像素数据对应的压缩数据作为空间类别的类别信息。在本实施例中，通过ADRC(AdaptiveDynamic Range Coding，自适应动态范围编码)来进行数据压缩。信息压缩手段除了ADRC以外，也可以使用DPCM(预测编码)、VQ(矢量量化)等。

本来，ADRC是为面向VTR(Video Tape Recorder，录像机)的高性能编码而开发的自适应再量化法，但是由于能够用短的字长来高效地表示信号电平的局部图案，所以适用于上述数据压缩。在使用ADRC的情况下，假设空间类别抽头的数据(SD像素数据)的最大值为MAX，其最小值为MIN，空间类别抽头的数据的动态范围为DR(＝MAX-MIN+1)，再量化比特数为P，则对作为空间类别抽头的数据的各SD像素数据ki，通过式(1)的运算，能得到作

为压缩数据的再量化码qi。其中，在式(1)中，[]表示舍去处理。在作为空间类别抽头的数据有Na个SD像素数据时，i＝1～Na。

qi＝[(ki-MIN+0.5)·2^P/DR]    …(1)

此外，图像信号处理部110具有：运动类别检测电路125，由第3抽头选择电路123选择性地取出的运动类别抽头的数据(SD像素数据)，来检测主要用于表示运动程度的运动类别，输出其类别信息。

该运动类别检测电路125由第3抽头选择电路123选择性地取出的运动类别抽头的数据(SD像素数据)mi、ni来计算帧间差分，进而对该差分的绝对值的平均值进行阈值处理来检测作为运动指标的运动类别。即，运动类别检测电路125通过式(2)来计算差分的绝对值的平均值AV。在第3抽头选择电路123例如如上所述取出12个SD像素数据m1～m6、n1～n6时，式(2)中的Nb为6。

$\mathrm{AV}=\frac{\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Nb}}{\mathrm{\Σ}}}|\mathrm{mi}-\mathrm{ni}|}{\mathrm{Nb}}...\left(2\right)$

然后，运动类别检测电路125将如上所述算出的平均值AV与1个或多个阈值进行比较来得到运动类别的运动信息MV。例如，在准备了3个阈值th1、th2、th3(th1＜th2＜th3)、检测4个运动类别的情况下，在AV th1时使MV＝0，在th＜AV th2时使MV＝1，在th2＜AV th3时使MV＝2，在th3＜AV时使MV＝3。

此外，图像信号处理部110具有：类别合成电路126，用于根据从空间类别检测电路124输出的作为空间类别的类别信息的再量化码qi、和从运动类别检测电路125输出的运动类别的运动信息MV，来得到表示要形成的HD信号(525p信号或1050i信号)的图像数据(当前位置的像素数据)所属的类别的类别码CL。

该类别合成电路126通过式(3)来进行类别码CL的运算。在式(3)中，Na表示空间类别抽头的数据(SD像素数据)的个数，P表示ADRC中的再量化比特数。

$\mathrm{CL}=\underset{i=1}{\overset{\mathrm{Na}}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{qi}{\left(2^P\right)}^i+\mathrm{MV}\·2^{P^{\mathrm{Na}}}...\left(3\right)$

此外，图像信号处理部110具有寄存器130～133、以及系数存储器134。后述行顺序变换电路129在输出525p信号的情况、和输出1050i信号的情况之间需要切换其工作。寄存器130用于保存指定行顺序变换电路129的工作的工作指定信息。行顺序变换电路129根据从寄存器130供给的工作指定信息来进行工作。

寄存器131用于保存第1抽头选择电路121选择的预测抽头的抽头位置信息。第1抽头选择电路121根据从寄存器131供给的抽头位置信息来选择预测抽头。抽头位置信息例如用于对有可能选择的多个SD像素进行编号，指定选择的SD像素的号码。在以下的抽头位置信息中也同样。

寄存器132用于保存第2抽头选择电路122选择的空间类别抽头的抽头位置信息。第2抽头选择电路122根据从寄存器132供给的抽头位置信息来选择空间类别抽头。

这里，在寄存器132保存有运动比较小的情况下的抽头位置信息A、和运动比较大的情况下的抽头位置信息B。将这些抽头位置信息A、B中的哪一个供给到第2抽头选择电路122，要根据从运动类别检测电路125输出的运动类别的运动信息MV来选择。

即，在没有运动、或运动小所以MV＝0或MV＝1时，抽头位置信息A被供给到第2抽头选择电路122，如图10～图13所示，该第2抽头选择电路122选择的空间类别抽头跨越多个场。此外，在运动比较大所以MV＝2或MV＝3时，抽头位置信息B被供给到第2抽头选择电路122，虽然未图示，但是该第2抽头选择电路122选择的空间类别抽头只有与要形成的像素在同一场内的SD像素。

也可以在上述寄存器131中也保存运动比较小的情况下的抽头位置信息、和运动比较大的情况下的抽头位置信息，向第1抽头选择电路121供给的抽头位置信息根据从运动类别检测电路125输出的运动类别的运动信息MV来选择。

寄存器133用于保存第3抽头选择电路123选择的运动类别抽头的抽头位置信息。第3抽头选择电路123根据从寄存器133供给的抽头位置信息来选择运动类别抽头。

此外，系数存储器134用于对每个类别保存后述估计预测运算电路127使用的估计式的系数数据。该系数数据是用于将SD信号的525i信号变换为HD信号的525p信号或1050i信号的信息。向系数存储器134供给从上述类别合成电路126输出的类别码CL作为读出地址信息，从该系数存储器134中读出与类别码CL对应的系数数据，供给到估计预测运算电路127。

此外，图像信号处理部110具有信息存储体135。在该信息存储体135中预先存储用于保存到寄存器130中的工作指定信息、和用于保存到寄存器131～133中的抽头位置信息。

这里，作为用于保存到寄存器130中的工作指定信息，在信息存储体135中预先存储有用于使行顺序变换电路129输出525p信号的第1工作指定信息、和用于使行顺序变换电路129输出1050i信号的第2工作指定信息。

用户通过操作遥控发送机200，能够选择输出525p信号作为HD信号的第1变换方法、或输出1050i信号作为HD信号的第2变换方法。从系统控制器101向信息存储体135供给该变换方法的选择信息，根据该选择信息从该信息存储体135向寄存器130加载第1工作指定信息或第2工作指定信息。

此外，在信息存储体135中，作为用于保存到寄存器131中的预测抽头的抽头位置信息，预先存储有与第1变换方法(525p)对应的第1抽头位置信息、和与第2变换方法(1050i)对应的第2抽头位置信息。根据上述变换方法的选择信息从该信息存储体135向寄存器131加载第1抽头位置信息或第2抽头位置信息。

此外，在信息存储体135中，作为用于保存到寄存器132中的空间类别抽头的抽头位置信息，预先存储有与第1变换方法(525p)对应的第1抽头位置信息、和与第2变换方法(1050i)对应的第2抽头位置信息。第1及第2抽头位置信息分别由运动比较小的情况下的抽头位置信息、和运动比较大的情况下的抽头位置信息构成。根据上述变换方法的选择信息从该信息存储体135向寄存器132加载第1抽头位置信息或第2抽头位置信息。

此外，在信息存储体135中，作为用于保存到寄存器133中的运动类别抽头的抽头位置信息，预先存储有与第1变换方法(525p)对应的第1抽头位置信息、和与第2变换方法(1050i)对应的第2抽头位置信息。根据上述变换方法的选择信息从该信息存储体135向寄存器133加载第1抽头位置信息或第2抽头位置信息。

此外，在信息存储体135中，预先存储有与第1及第2变换方法分别对应的各类别的系数种类数据。该系数种类数据是生成式的系数数据，该生成式用于生成保存到上述系数存储器134中的系数数据。

后述估计预测运算电路127通过式(4)的估计式，由预测抽头的数据(SD像素数据)xi、和从系数存储器134中读出的系数数据Wi来计算要形成的HD像素数据y。在第1抽头选择电路121选择的预测抽头如图4及图7所示为10个时，式(4)中的n为10。

$y=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{W}_i\·x_i...\left(4\right)$

然后，如式(5)所示，该估计式的系数数据Wi(i＝1～n)通过包含参数h、v的生成式来生成。在信息存储体135中，对每个变换方法及每个类别保存有该生成式的系数数据的系数种类数据w₁₀～w_n9。有关该系数种类数据的生成方法将后述。

W₁＝w₁₀+w₁₁v+w₁₂h+w₁₃v²+w₁₄vh+w₁₅h²+w₁₆v³+w₁₇v²h+w₁₈vh²+w₁₉h³

W₂＝w₂₀+w₂₁v+w₂₂h+w₂₃v²+w₂₄vh+w₂₅h²+w₂₆v³+w₂₇v²h+w₂₈vh²+w₂₉h³



W_i＝w_i0+w_i1v+w_i2h+w_i3v²+w_i4vh+w_i5h²+w_i6v³+w_i7v²h+w_i8vh²+w_i9h³



W_n＝w_n0+w_n1v+w_n2h+w_n3v²+w_n4vh+w_n5h²+w_n6v³+w_n7v²h+w_n8vh²+w_n9h³

                                                         …(5)

此外，图像信号处理部110具有：系数生成电路136，用各类别的系数种类数据及参数h、v的值，通过式(5)，对每个类别生成与参数h、v的值对应的估计式的系数数据Wi(i＝1～n)。根据上述变换方法的选择信息，从信息存储体135向该系数生成电路136加载与第1变换方法或第2变换方法对应的各类别的系数种类数据。此外，从系统控制器101向该系数生成电路136供给参数h、v的值。

将该系数生成电路136生成的各类别的系数数据Wi(i＝1～n)保存到上述系数存储器134中。该系数生成电路136中的各类别的系数数据Wi的生成例如在各垂直消隐期间进行。由此，即使由于用户操作遥控发送机200而变更了参数h、v的值，也能够立即将系数存储器134中保存的各类别的系数数据Wi变更为与该参数h、v的值对应的系数数据，用户能够顺利地进行分辨率的调整。

此外，图像信号处理部110具有：归一化系数生成电路137，通过式(6)来计算与系数生成电路136生成的各类别的系数数据Wi(i＝1～n)对应的归一化系数S；以及归一化系数存储器138，对每个类别保存该生成的归一化系数S。向归一化系数存储器138供给从上述类别合成电路126输出的类别码CL作为读出地址信息，从该归一化系数存储器138中读出与类别码CL对应的归一化系数S，供给到后述归一化运算电路128。

$S=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{W}_i...\left(6\right)$

此外，图像信号处理部110具有：估计预测运算电路127，由第1抽头选择电路121选择性地取出的预测抽头的数据(SD像素数据)xi、和从系数存储器134中读出的系数数据Wi，来计算要形成的HD信号的像素数据(当前位置的像素数据)的数据。

在输出525p信号的情况下，如上述图4所示，在奇数(o)场及偶数(e)场中，该估计预测运算电路127生成位置与525i信号的行相同的行数据L1、和位于525i信号的上下行中间的行数据L2，并且需要使各行的像素数变为2倍。此外，在输出1050i信号的情况下，如上述图5所示，在奇数(o)场及偶数(e)场中，该估计预测运算电路127生成位置靠近525i信号的行的行数据L1、L1′、和位置远离525i信号的行的行数据L2、L2′，并且需要使各行的像素数变为2倍。

因此，估计预测运算电路127同时生成构成HD信号的4个像素的数据。例如，4个像素的数据分别使用系数数据不同的估计式来同时生成，从系数存储器134供给各个估计式的系数数据。这里，估计预测运算电路127通过上述式(4)的估计式，由预测抽头的数据(SD像素数据)xi、和从系数存储器134中读出的系数数据Wi来计算要形成的HD像素数据y。

此外，图像信号处理部110具有：归一化运算电路128，将从估计预测运算电路127输出的构成行数据L1、L2(L1′、L2′)的各HD像素数据y，除以从归一化系数存储器138中读出的与各自的生成时使用的系数数据Wi(i＝1～n)对应的归一化系数S来进行归一化。虽然上面未指出，但是系数生成电路136通过生成式由系数种类数据来求估计式的系数数据，而生成的系数数据包含舍入误差，不能保证系数数据Wi(i＝1～n)的总和为1.0。因此，估计预测运算电路127计算的HD像素数据y的电平随舍入误差而变动。如上所述，通过用归一化运算电路128进行归一化，能够除去该变动。

此外，图像信号处理部110具有：行顺序变换电路129，进行将水平周期变为1/2倍的行倍速处理，对从估计预测运算电路127经归一化运算电路128供给的行数据L1、L2(L1′、L2′)进行行顺序化。

图16用模拟波形示出输出525p信号的情况下的行倍速处理。如上所述，估计预测运算电路127生成行数据L1、L2。在行数据L1中依次包含行a1、a2、a3、...，在行数据L2中依次包含行b1、b2、b3、...。行顺序变换电路129将各行的数据沿时间轴方向压缩到1/2，通过交替选择压缩过的数据，来形成行顺序输出a0、b0、a1、b1、...。

在输出1050i信号的情况下，行顺序变换电路129产生行顺序输出，使得在奇数场及偶数场之间满足隔行扫描关系。因此，行顺序变换电路129在输出525p信号的情况、和输出1050i的情况之间需要切换其工作。如上所述，该工作指定信息由寄存器130来供给。

接着，说明图像信号处理部110的工作。

第2抽头选择电路122从缓冲存储器109中存储的SD信号(525i信号)中选择性地取出空间类别抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第2抽头选择电路122根据从寄存器132供给的与用户选择出的变换方法、及运动类别检测电路125检测出的运动类别对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

该第2抽头选择电路122选择性地取出的空间类别抽头的数据(SD像素数据)被供给到空间类别检测电路124。该空间类别检测电路124对作为空间类别抽头的数据的各SD像素数据实施ADRC处理来得到作为空间类别(主要用于表示空间内的波形的分类)的类别信息的再量化码qi(参照式(1))。

此外，第3抽头选择电路123从缓冲存储器109中存储的SD信号(525i信号)中选择性地取出运动类别抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第3抽头选择电路123根据从寄存器133供给的与用户选择出的变换方法对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

该第3抽头选择电路123选择性地取出的运动类别抽头的数据(SD像素数据)被供给到运动类别检测电路125。该运动类别检测电路125由作为运动类别抽头的数据的各SD像素数据来得到运动类别(主要用于表示运动程度的分类)的运动信息MV。

该运动信息MV和上述再量化码qi被供给到类别合成电路126。该类别合成电路126由这些运动信息MV和再量化码qi，来得到表示要形成的HD信号(525p信号或1050i信号)的像素数据(当前位置的像素数据)所属的类别的类别码CL(参照式(3))。然后，该类别码CL被供给到系数存储器134及归一化系数存储器138作为读出地址信息。

例如在各垂直消隐期间，系数生成电路136生成与用户调整过的参数h、v的值对应的各类别的估计式的系数数据Wi(i＝1～n)并保存到系数存储器134中。此外，归一化系数生成电路137生成与如上所述由系数生成电路136生成的各类别的系数数据Wi(i＝1～n)对应的归一化系数S并保存到归一化系数存储器138中。

通过向系数存储器134如上所述供给类别码CL作为读出地址信息，而从该系数存储器134中读出与类别码CL对应的系数数据Wi并供给到估计预测运算电路127。此外，第1抽头选择电路121从缓冲存储器109中存储的SD信号(525i信号)中选择性地取出预测抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第1抽头选择电路121根据从寄存器131供给的与用户选择出的变换方法对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。该第1抽头选择电路121选择性地取出的预测抽头的数据(SD像素数据)xi被供给到估计预测运算电路127。

估计预测运算电路127由预测抽头的数据(SD像素数据)xi、和从系数存储器134中读出的系数数据Wi，来计算要形成的HD信号的像素数据、即当前位置的像素数据(HD像素数据)y(参照式(4))。在此情况下，构成HD信号的4个像素的数据被同时生成。

由此，在选择输出525p信号的第1变换方法时，在奇数(o)场及偶数(e)场中，生成位置与525i信号的行相同的行数据L1、和位于525i信号的上下行中间的行数据L2(参照图4)。此外，在选择输出1050i信号的第2变换方法时，在奇数(o)场及偶数(e)场中，生成位置靠近525i信号的行的行数据L1、L1′、和位置远离525i信号的行的行数据L2、L2′(参照图5)。

这样由估计预测运算电路127生成的行数据L1、L2(L1′、L2′)被供给到归一化运算电路128。通过向归一化系数存储器138如上所述供给类别码CL作为读出地址信息，而从该归一化系数存储器138中读出与类别码CL对应的归一化系数S、即与从估计预测运算电路127输出的构成行数据L1、L2(L1′、L2′)的各HD像素数据y的生成时使用的系数数据Wi(i＝1～n)对应的归一化系数S并供给到归一化运算电路128。归一化运算电路128将从估计预测运算电路127输出的构成行数据L1、L2(L1′、L2′)的各HD像素数据y除以归一化系数S来进行归一化。由此，用系数种类数据通过生成式(参照式(5))来求估计式(参照式(4))所用的系数数据时的舍入误差造成的当前位置的像素数据的电平变动被除去。

这样由归一化运算电路128归一化过的行数据L1、L2(L1′、L2′)被供给到行顺序变换电路129。然后，该行顺序变换电路129对行数据L1、L2(L1′、L2′)进行行顺序化来生成HD信号。在此情况下，行顺序变换电路129根据从寄存器130供给的与用户选择出的变换方法对应的工作指示信息来进行工作。因此，在用户选择第1变换方法(525p)时，从行顺序变换电路129输出525p信号。另一方面，在用户选择第2变换方法(1050i)时，从行顺序变换电路129输出1050i信号。

如上所述，系数生成电路136用从信息存储体135加载的系数种类数据，对每个类别生成与参数h、v的值对应的估计式的系数数据Wi(i＝1～n)，将其保存到系数存储器134中。然后，估计预测运算电路127用对应于类别码CL而从该系数存储器134中读出的系数数据Wi(i＝1～n)来计算HD像素数据y。

这样，图像信号处理部110使用与调整过的多种参数h、v的值对应的估计式的系数数据Wi(i＝1～n)，来计算HD像素数据y。因此，用户通过调整参数h、v的值，能够在水平分辨率及垂直分辨率的轴上自由地调整基于HD信号的图像的画质。此外，用户通过调整参数h、v的值，能够无级、平滑地调整基于HD信号的图像的水平及垂直的画质。在此情况下，与调整过的参数h、v的值对应的各类别的系数数据每次都由系数生成电路136生成并使用，不需要保存大量系数数据的存储器。

如上所述，在信息存储体135中，对每个变换方法及每个类别保存有系数种类数据。该系数种类数据预先通过学习来生成。

首先，说明该生成方法的一例。下面示出求式(5)的生成式中的系数数据的系数种类数据w₁₀～w_n9的例子。

这里，为了以下的说明，如式(7)所示来定义ti(i＝0～9)。

t₀＝1，t₁＝v，t₂＝h，t₃＝v²，t₄＝vh，t₅＝h²，t₆＝v³，t₇＝v²h，t₈＝vh²，t₉＝h³    …(7)

用该式(7)，将式(5)改写为式(8)。

$W_j=\underset{i=0}{\overset{9}{\mathrm{\Σ}}}{W}_{\mathrm{ji}}{t}_i...\left(8\right)$

最终，通过学习来求未定系数w_xy。即，对每个变换方法及每个类别，用多个SD像素数据和HD像素数据，来决定使二乘误差最小的系数值。这是基于最小二乘法的解法。假设学习数为m，第k(1≤k≤m)个学习数据中的残差为e_k，二乘误差的总和为E，则用式(4)及式(5)，E由式(9)来表示。这里，x_ik表示SD图像的第i个预测抽头位置上的第k个像素数据，y_k表示与其对应的第k个HD图像的像素数据。

$E=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{e}_k^2$

$=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}[y_k-(w_1{x}_{1k}+w_2{x}_{2k}+...+w_n{x}_{\mathrm{nk}}){]}^2$

$=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\{y_k-[(t_0{w}_{10}+t_1{w}_{11}+...+t_9{w}_{19})x_{1k}+...+(t_0{w}_{n0}+t_1{w}_{n1}+...+t_9{w}_{n9})x_{\mathrm{nk}}]{\}}^2$

$=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\{y_k-[(w_{10}+w_{11}v+...+w_{19}{h}^3)x_{1k}+...+(w_{n0}+w_{n1}v+...+w_{n9}{h}^3)x_{\mathrm{nk}}]{\}}^2...\left(9\right)$

用基于最小二乘法的解法，来求使式(9)关于w_xy的偏微分为0的w_xy。这由式(10)来表示。

$\frac{\∂E}{\∂w_{\mathrm{ij}}}=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}2\left(\frac{{\∂e}_k}{{\∂w}_{\mathrm{ij}}}\right)e_k=-\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{2t}_j{x}_{\mathrm{ik}}{e}_k=0...\left(10\right)$

以下，如式(11)、式(12)所示来定义X_ipjq、Y_ip，则式(10)可用矩阵改写为式(13)。

$X_{\mathrm{ipjq}}=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{ik}}{t}_p{x}_{\mathrm{jk}}{t}_q...\left(11\right)$

$Y_{\mathrm{ip}}=\underset{k=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{ik}}{t}_p{y}_k...\left(12\right)$

该方程式一般被称为正规方程式。该正规方程式可用括去法(Gauss-Jordan消元法)等对w_xy来解，计算系数种类数据。

图17示出上述系数种类数据的生成方法的原理。由HD信号来生成多个SD信号。例如，改变由HD信号来生成SD信号时使用的滤波器的水平频带和垂直频带的参数h、v分别可分9级来变化，合计生成81种SD信号。在这样生成的多个SD信号和HD信号之间进行学习来生成系数种类数据。

图18示出用上述概念来生成系数种类数据的系数种类数据生成装置150的结构。

该系数种类数据生成装置150具有：输入端子151，输入作为训练信号的HD信号(525p信号/1050i信号)；以及SD信号生成电路152，对该HD信号进行水平及垂直抽取处理，得到作为输入信号的SD信号。

向该SD信号生成电路152供给变换方法选择信号作为控制信号。在选择第1变换方法(图1的图像信号处理部110由525i信号来得到525p信号)的情况下，SD信号生成电路152对525p信号实施抽取处理来生成SD信号(参照图4)。另一方面，在选择第2变换方法(图1的图像信号处理部110由525i信号来得到1050i信号)的情况下，SD信号生成电路152对1050i信号实施抽取处理来生成SD信号(参照图5)。

此外，向SD信号生成电路152供给参数h、v作为控制信号。可对应于该参数h、v来改变由HD信号来生成SD信号时使用的滤波器的水平频带和垂直频带。这里，对滤波器的细节，示出几个例子。

例如，滤波器可以由限制水平频带的频带滤波器和限制垂直频带的频带滤波器构成。在此情况下，如图19所示，设计与参数h或v的分级的值对应的频率特性，通过进行傅里叶逆变换，能够得到具有与参数h或v的分级的值对应的频率特性的一维滤波器。

此外例如，滤波器可以由限制水平频带的一维高斯滤波器和限制垂直频带的一维高斯滤波器构成。该一维高斯滤波器由式(14)来表示。在此情况下，通过对应于参数h或v的分级的值来分级地改变标准偏差σ的值，能够得到具有与参数h或v的分级的值对应的频率特性的一维高斯滤波器。

$\mathrm{Out}=\frac{1.0}{\mathrm{\σ}\sqrt{2.0\mathrm{\π}}}{e}^{\frac{-{(4.0x-37)}^2}{{2.0\mathrm{\σ}}^2}}...\left(14\right)$

此外例如，滤波器可以由用参数h、v两者来决定水平及垂直频率特性的二维滤波器F(h，v)构成。该二维滤波器的生成方法与上述一维滤波器同样，设计与参数h或v的分级的值对应的二维频率特性，通过进行二维傅里叶反变换，能够得到具有与参数h或v的分级的值对应的二维频率特性的二维滤波器。

此外，系数种类数据生成装置150具有：第1～第3抽头选择电路153～155，从SD信号生成电路152输出的SD信号(525i信号)中，选择性地取出位于HD信号(1050i信号或525p信号)中的当前位置周边的多个SD像素的数据并输出。

这些第1～第3抽头选择电路153～155与上述图像信号处理部110的第1～第3抽头选择电路121～123同样构成。这些第1～第3抽头选择电路153～155选择的抽头由来自抽头选择控制部156的抽头位置信息来指定。

向抽头选择控制电路156供给变换方法选择信号作为控制信号。在选择第1变换方法的情况和选择第2变换方法的情况下，使向第1～第3抽头选择电路153～155供给的抽头位置信息不同。此外，向抽头选择控制电路156供给后述运动类别检测电路158输出的运动类别的运动信息MV。由此，使向第2抽头选择电路154供给的抽头位置信息因运动的大小而异。

此外，系数种类数据生成装置150具有：空间类别检测电路157，检测第2抽头选择电路154选择性地取出的空间类别抽头的数据(SD像素数据)的电平分布图案，根据该电平分布图案来检测空间类别，输出其类别信息。该空间类别检测电路157与上述图像信号处理部110的空间类别检测电路124同样构成。从该空间类别检测电路157输出作为空间类别抽头的数据的各SD像素数据的再量化码qi作为表示空间类别的类别信息。

此外，系数种类数据生成装置150具有：运动类别检测电路158，由第3抽头选择电路155选择性地取出的运动类别抽头的数据(SD像素数据)，来检测主要表示运动程度的运动类别，输出其运动信息MV。该运动类别检测电路158与上述图像信号处理部110的运动类别检测电路125同样构成。该运动类别检测电路158由第3抽头选择电路155选择性地取出的运动类别抽头的数据(SD像素数据)来计算帧间差分，进而对该差分的绝对值的平均值进行阈值处理来检测作为运动指标的运动类别。

此外，系数种类数据生成装置150具有：类别合成电路159，用于根据从空间类别检测电路157输出的作为空间类别的类别信息的再量化码qi、和从运动类别检测电路158输出的运动类别的运动信息MV，来得到表示HD信号(525p信号或1050i信号)中的当前位置的像素数据所属的类别的类别码CL。该类别合成电路159也与上述图像信号处理部110的类别合成电路126同样构成。

此外，系数种类数据生成装置150具有：正规方程式生成部160，根据由供给到输入端子151的HD信号而得到的作为当前位置的像素数据的各HD像素数据y、第1抽头选择电路153分别对应于该各HD像素数据y而选择性地取出的预测抽头的数据(SD像素数据)xi、以及分别对应于各HD像素数据y而从类别合成电路159输出的类别码CL，对各类别生成用于得到系数种类数据w₁₀～w_n9的正规方程式(参照式(13))。

在此情况下，用一个HD像素数据y和与其对应的n个预测抽头像素数据的组合来生成学习数据，依次变更给SD信号生成电路152的参数h、v来依次生成水平及垂直频带分级变化的多个SD信号，由此正规方程式生成部160生成登录了许多学习数据的正规方程式。

这里，在HD信号、和对该HD信号作用频带窄的滤波器而生成的SD信号之间进行学习而算出的系数种类数据用于得到分辨率高的HD信号。相反，在HD信号、和对该HD信号作用频带宽的滤波器而生成的SD信号之间进行学习而算出的系数种类数据用于得到分辨率低的HD信号。通过如上所述依次生成多个SD信号并登录学习数据，能够求出用于得到连续分辨率的HD信号的系数种类数据。

虽然未图示，但是通过在第1抽头选择电路153的前级配置调整时间用的延迟电路，能够调整从该第1抽头选择电路153向正规方程式生成部160供给的SD像素数据xi的定时。

此外，系数种类数据生成装置150具有：系数种类数据决定部161，接受正规方程式生成部160对每个类别生成的正规方程式的数据，对每个类别解正规方程式，求各类别的系数种类数据w₁₀～w_n9；以及系数种类存储器162，保存该求出的系数种类数据w₁₀～w_n9。系数种类数据决定部161例如通过括去法等来解正规方程式，求系数种类数据w₁₀～w_n9。

下面说明图18所示的系数种类数据生成装置150的工作。向输入端子151供给作为训练信号的HD信号(525p信号或1050i信号)，然后SD信号生成电路152对该HD信号进行水平及垂直抽取处理来生成作为输入信号的SD信号(525i信号)。

在此情况下，在选择第1变换方法(图1的图像信号处理部110由525i信号来得到525p信号)的情况下，SD信号生成电路152对525p信号实施抽取处理来生成SD信号。另一方面，在选择第2变换方法(图1的图像信号处理部110由525i信号来得到1050i信号)的情况下，SD信号生成电路152对1050i信号实施抽取处理来生成SD信号。此外，在此情况下，向SD信号生成电路152供给参数h、v作为控制信号，依次生成水平及垂直频带分级变化的多个SD信号。

第2抽头选择电路154从该SD信号(525i信号)中，选择性地取出位于HD信号(525p信号或1050i信号)中的当前位置周边的空间类别抽头的数据(SD像素数据)。该第2抽头选择电路154根据从抽头选择控制电路156供给的与选择出的变换方法、及运动类别检测电路158检测出的运动类别对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

该第2抽头选择电路154选择性地取出的空间类别抽头的数据(SD像素数据)被供给到空间类别检测电路157。该空间类别检测电路157对作为空间类别抽头的数据的各SD像素数据实施ADRC处理来得到作为空间类别(主要用于表示空间内的波形的分类)的类别信息的再量化码qi(参照式(1))。

此外，第3抽头选择电路155从SD信号生成电路152生成的SD信号中，选择性地取出位于HD信号中的当前位置周边的运动类别抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第3抽头选择电路155根据从抽头选择控制电路156供给的与选择出的变换方法对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

该第3抽头选择电路155选择性地取出的运动类别抽头的数据(SD像素数据)被供给到运动类别检测电路158。该运动类别检测电路158由作为运动类别抽头的数据的各SD像素数据来得到运动类别(主要用于表示运动程度的分类)的运动信息MV。

该运动信息MV和上述再量化码qi被供给到类别合成电路159。该类别合成电路159由这些运动信息MV和再量化码qi，来得到表示HD信号(525p信号或1050i信号)中的当前位置的像素数据所属的类别的类别码CL(参照式(3))。

此外，第1抽头选择电路153从SD信号生成电路152生成的SD信号中选择性地取出位于HD信号中的当前位置周边的预测抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第1抽头选择电路153根据从抽头选择控制电路156供给的与选择出的变换方法对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

然后，正规方程式生成部160根据由供给到输入端子151的HD信号而得到的作为当前位置的像素数据的各HD像素数据y、第1抽头选择电路153分别对应于该各HD像素数据y而选择性地取出的预测抽头的数据(SD像素数据)xi、以及分别对应于各HD像素数据y而从类别合成电路159输出的类别码CL，对各类别生成用于生成系数种类数据w₁₀～w_n9的正规方程式(参照式(13))。

然后，系数种类数据决定部161求各类别的系数种类数据w₁₀～w_n9，该系数种类数据w₁₀～w_n9被保存到按类别来分割地址所得的系数种类存储器162中。

这样，图18所示的系数种类数据生成装置150能够生成保存到图1的图像信号处理部110的信息存储体135中的各类别的系数种类数据w₁₀～w_n9。在此情况下，SD信号生成电路152根据选择出的变换方法使用525p信号或1050i信号来生成SD信号(525i信号)，能够生成与第1变换方法(图像信号处理部110由525i信号来得到525p信号)及第2变换方法(图像信号处理部110由525i信号来得到1050i信号)对应的系数种类数据。

接着，说明系数种类数据的生成方法的另一例。在该例中，也示出求上述式(5)的生成式中的系数数据的系数种类数据w₁₀～w_n9的例子。

图20示出该例的原理。由HD信号来生成多个SD信号。例如，改变由HD信号来生成SD信号时使用的滤波器的水平频带和垂直频带的参数h、v分别可分9级来变化，合计生成81种SD信号。在这样生成的多个SD信号和HD信号之间进行学习，来生成式(4)的估计式的系数数据Wi。然后，使用对应于各SD信号而生成的系数数据Wi来生成系数种类数据。

首先，说明估计式的系数数据的求法。这里，示出通过最小二乘法来求式(4)的估计式的系数数据Wi(i＝1～n)的例子。作为一般化的例子，设X为输入数据，W为系数数据，Y为预测值，来考虑式(15)的观测方程式。在该式(15)中，m表示学习数据的个数，n表示预测抽头的个数。

XW＝Y                          …(15)

$X=\left[\begin{array}{cccc}{x}_{11}& x_{12}& ...& x_{1n}\\ x_{21}& x_{22}& ...& x_{2n}\\ ...& ...& ...& ...\\ x_{m1}& x_{m2}& ...& x_{\mathrm{mn}}\end{array}\right],$ $W=\left[\begin{array}{c}{W}_1\\ W_2\\ ...\\ W_n\end{array}\right],$ $Y=\left[\begin{array}{c}{y}_1\\ y_2\\ ...\\ y_m\end{array}\right]$

对通过式(15)的观测方程式而收集到的数据应用最小二乘法。根据该式(15)的观测方程式，来考虑式(16)的残差方程式。

XW＝Y+E， $E=\left[\begin{array}{c}{e}_1\\ e_2\\ ...\\ e_m\end{array}\right]...\left(16\right)$

由式(16)的残差方程式，考虑各Wi的最可几值满足使式(17)的e2最小的条件的情况。即，考虑式(18)的条件即可。

$e^2=\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{e}_i^2...\left(17\right)$

$e_1\frac{{\∂e}_1}{{\∂W}_i}+e_2\frac{{\∂e}_2}{{\∂W}_i}+...+e_m\frac{{\∂e}_m}{{\∂W}_i}=0(i=\mathrm{1,2},...,n)...\left(18\right)$

即，考虑基于式(18)的i的n个条件，计算满足其的W₁、W₂、...、W_n即可。因此，由式(16)的残差方程式得到式(19)。进而，由式(19)和式(15)得到式(20)。

$\frac{{\∂e}_1}{{\∂W}_1}=x_{i1},\frac{{\∂e}_i}{{\∂W}_2}=x_{i2},...,\frac{{\∂e}_i}{{\∂W}_n}=x_{\mathrm{in}}(i=\mathrm{1,2},...,m)...\left(19\right)$

$\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{e}_i{x}_{i1}=0,\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{e}_i{x}_{i2}=0,...,\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{e}_i{x}_{\mathrm{in}}=0...\left(20\right)$

然后，由式(16)和式(20)得到式(21)的正规方程式。

$\left\{\begin{array}{c}\{\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{j1}{x}_{j1}\right)w_1+\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{j1}{x}_{j2}\right)w_2+...+\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{j1}{x}_{\mathrm{jn}}\right)w_n=\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{j1}{y}_j\right)\\ \{\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{j2}{x}_{j1}\right)w_1+\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{j2}{x}_{j2}\right)w_2+...+\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{j2}{x}_{\mathrm{jn}}\right)w_n=\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{j2}{y}_j\right)\\ \{\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{jn}}{x}_{j1}\right)w_1+\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{jn}}{x}_{j2}\right)w_2+...+\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{jn}}{x}_{\mathrm{jn}}\right)w_n=\left(\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{x}_{\mathrm{jn}}{y}_j\right)\end{array}\right....\left(21\right)$

式(21)的正规方程式可以列出个数与未知数的个数n相同的方程式，所以能够求出各Wi的最大概率值。在此情况下，用括去法(Gauss-Jordan消元法)等来解联立方程式。

接着，说明使用对应于各SD信号而生成的系数数据来求系数种类数据的方法。

设通过用与参数h、v对应的SD信号进行学习所得的某个类别的系数数据为k_vhi。这里，i是预测抽头的号码。由该k_vhi来求该类别的系数种类数据。

各系数数据Wi(i＝1～n)用系数种类数据w₁₀～w_n9通过上述式(5)来表示。这里，考虑对系数数据Wi使用最小二乘法，则残差通过式(22)来表示。

$e_{\mathrm{vhi}}=K_{\mathrm{vhi}}-(w_{i0}+w_{i1}v+w_{i2}h+w_{i3}{v}^2+w_{i4}\mathrm{vh}+w_{i5}{h}^2+w_{i6}{v}^3+w_{i7}{v}^{2}h+w_{i8}{\mathrm{vh}}^2+w_{i9}{h}^3)$

$=K_{\mathrm{vhi}}-\underset{j=0}{\overset{9}{\mathrm{\Σ}}}{w}_{\mathrm{ij}}{t}_j...\left(22\right)$

这里，t_i示于上述式(7)。对式(22)作用最小二乘法，得式(23)。

$\frac{\∂}{{\∂w}_{\mathrm{ij}}}=\underset{v}{\mathrm{\Σ}}\underset{h}{\mathrm{\Σ}}{\left(e_{\mathrm{vhi}}\right)}^2=\underset{v}{\mathrm{\Σ}}\underset{h}{\mathrm{\Σ}}2\left(\frac{{\∂e}_{\mathrm{vhi}}}{{\∂w}_{\mathrm{ij}}}\right)e_{\mathrm{vhi}}=-\underset{v}{\mathrm{\Σ}}\underset{h}{\mathrm{\Σ}}{2t}_j{e}_{\mathrm{vhi}}=0...\left(23\right)$

这里，分别如式(24)、式(25)所示来定义X_jk、Y_j，将式(23)改写为式(26)。该式(26)也是正规方程式，通过用括去法等一般解法来解该式，能够算出系数种类数据w₁₀～w_n9。

$X_{\mathrm{jk}}=\underset{v}{\mathrm{\Σ}}\underset{h}{\mathrm{\Σ}}{t}_j{t}_k...\left(24\right)$

$Y_j=\underset{v}{\mathrm{\Σ}}\underset{h}{\mathrm{\Σ}}{t}_j{k}_{\mathrm{vhi}}...\left(25\right)$

图21示出根据图20所示的概念来生成系数种类数据的系数种类数据生成装置150′的结构。在该图21中，对与图20对应的部分附以同一标号，省略其详细说明。

系数种类数据生成装置150′具有：正规方程式生成部171，根据由供给到输入端子151的HD信号而得到的作为当前位置的像素数据的各HD像素数据y、第1抽头选择电路153分别对应于该各HD像素数据y而选择性地取出的预测抽头的数据(SD像素数据)xi、以及分别对应于各HD像素数据y而从类别合成电路159输出的类别码CL，对每个类别生成用于得到系数数据Wi(i＝1～n)的正规方程式(参照式(21))。

在此情况下，用一个HD像素数据y和与其对应的n个预测抽头像素数据的组合来生成学习数据，依次变更给SD信号生成电路152的参数h、v来依次生成水平及垂直频带分级变化的多个SD信号，在HD信号和各SD信号之间分别生成学习数据。由此，正规方程式生成部171分别对应于各SD信号，对每个类别生成用于得到系数数据Wi(i＝1～n)的正规方程式。

此外，系数种类数据生成装置150′具有：系数数据决定部172，接受正规方程式生成部171生成的正规方程式的数据，解该正规方程式，求与各SD信号分别对应的各类别的系数数据Wi；以及正规方程式生成部173，使用与该各SD信号对应的各类别的系数数据Wi，对每个类别生成用于得到系数种类数据w₁₀～w_n9的正规方程式(参照式(26))。

此外，系数种类数据生成装置150′具有：系数种类数据决定部174，接受正规方程式生成部173对每个类别生成的正规方程式的数据，对每个类别解正规方程式，求各类别的系数种类数据w₁₀～w_n9；以及系数种类存储器162，保存该求出的系数种类数据w₁₀～w_n9。

图21所示的系数种类数据生成装置150′的其他部分与图18所示的系数种类数据生成装置150同样构成。

下面说明图21所示的系数种类数据生成装置150′的工作。向输入端子151供给作为训练信号的HD信号(525p信号或1050i信号)，然后SD信号生成电路152对该HD信号进行水平及垂直抽取处理来生成作为输入信号的SD信号(525i信号)。

在此情况下，在选择第1变换方法(图1的图像信号处理部110由525i信号来得到525p信号)的情况下，SD信号生成电路152对525p信号实施抽取处理来生成SD信号。另一方面，在选择第2变换方法(图1的图像信号处理部110由525i信号来得到1050i信号)的情况下，SD信号生成电路152对1050i信号实施抽取处理来生成SD信号。此外，在此情况下，向SD信号生成电路152供给参数h、v作为控制信号，依次生成水平及垂直频带分级变化的多个SD信号。

第2抽头选择电路154从该SD信号(525i信号)中，选择性地取出位于HD信号(525p信号或1050i信号)中的当前位置周边的空间类别抽头的数据(SD像素数据)。该第2抽头选择电路154根据从抽头选择控制电路156供给的与选择出的变换方法、及运动类别检测电路158检测出的运动类别对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

该第2抽头选择电路154选择性地取出的空间类别抽头的数据(SD像素数据)被供给到空间类别检测电路157。该空间类别检测电路157对作为空间类别抽头的数据的各SD像素数据实施ADRC处理来得到作为空间类别(主要用于表示空间内的波形的分类)的类别信息的再量化码qi(参照式(1))。

此外，第3抽头选择电路155从SD信号生成电路152生成的SD信号中，选择性地取出位于HD信号中的当前位置周边的运动类别抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第3抽头选择电路155根据从抽头选择控制电路156供给的与选择出的变换方法对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

该第3抽头选择电路155选择性地取出的运动类别抽头的数据(SD像素数据)被供给到运动类别检测电路158。该运动类别检测电路158由作为运动类别抽头的数据的各SD像素数据来得到运动类别(主要用于表示运动程度的分类)的运动信息MV。

该运动信息MV和上述再量化码qi被供给到类别合成电路159。该类别合成电路159由这些运动信息MV和再量化码qi，来得到表示HD信号(525p信号或1050i信号)中的当前位置的像素数据所属的类别的类别码CL(参照式(3))。

此外，第1抽头选择电路153从SD信号生成电路152生成的SD信号中，选择性地取出位于HD信号中的当前位置周边的预测抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第1抽头选择电路153根据从抽头选择控制电路156供给的与选择出的变换方法对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

然后，正规方程式生成部171根据由供给到输入端子151的HD信号而得到的作为当前位置的像素数据的各HD像素数据y、第1抽头选择电路153分别对应于该各HD像素数据y而选择性地取出的预测抽头的数据(SD像素数据)xi、以及分别对应于各HD像素数据y而从类别合成电路159输出的类别码CL，分别对应于SD信号生成电路152生成的各SD信号，对每个类别生成用于得到系数数据Wi(i＝1～n)的正规方程式(参照式(21))。

然后，系数数据决定部172解该正规方程式，求与各SD信号分别对应的各类别的系数数据Wi。正规方程式生成部173由与该各SD信号分别对应的各类别的系数数据Wi，对每个类别生成用于得到系数种类数据w10～wn9的正规方程式(参照式(26))。

然后，系数种类数据决定部174解该正规方程式，求各类别的系数种类数据w₁₀～w_n9，该系数种类数据w₁₀～w_n9被保存到按类别来分割地址所得的系数种类存储器162中。

这样，图21所示的系数种类数据生成装置150′也能够生成保存到图1的图像信号处理部110的信息存储体135中的各类别的系数种类数据w₁₀～w_n9。在此情况下，SD信号生成电路152根据选择出的变换方法使用525p信号或1050i信号来生成SD信号(525i信号)，能够生成与第1变换方法(图像信号处理部110由525i信号来得到525p信号)及第2变换方法(图像信号处理部110由525i信号来得到1050i信号)对应的系数种类数据。

图1的图像信号处理部110为了生成系数数据Wi(i＝1～n)而使用了式(5)的生成式，但是例如也可以使用式(27)、式(28)等，还可以通过用次数不同的多项式、或其他函数表示的式子来实现。

W₁＝w₁₀+w₁₁v+w₁₂h+w₁₃v²+w₁₄h²+w₁₅v³+w₁₆h³

W₂＝w₂₀+w₂₁v+w₂₂h+w₂₃v²+w₂₄h²+w₂₅v³+w₂₆h³



W_i＝w_i0+w_i1v+w_i2h+w_i3v²+w_i4h²+w_i5v³+w_i6h³



W_n＝w_n0+w_n1v+w_n2h+w_n3v²+w_n4h²+w_n5v³+w_n6h³

                                …(27)

W₁＝w₁₀+w₁₁v+w₁₂h+w₁₃v²+w₁₄vh+w₁₅h²

W₂＝w₂₀+w₂₁v+w₂₂h+w₂₃v²+w₂₄h+w₂₅h²



W_i＝w_i0+w_i1v+w_i2h+w_i3v²+w_i4vh+w_i5h²



W_n＝w_n0+w_n1v+w_n2h+w_n3v²+w_n4vh+w_n5h²

                              …(28)

此外，在图1的图像信号处理部110中，示出了设定指定水平分辨率的参数h和指定垂直分辨率的参数v，通过调整该多种参数h、v的值能调整图像的水平及垂直分辨率，但是也可以同样如下构成：例如设置指定噪声除去度(噪声降低度)的参数z，通过调整该参数z的值能调整图像的噪声除去度。

在此情况下，生成系数数据Wi(i＝1～n)的生成式例如可以使用式(29)、式(30)等，还可以通过用次数不同的多项式、或其他函数表示的式子来实现。

W₁＝w₁₀+w₁₁z+w₁₂z²+w₁₃z³

W₂＝w₂₀+w₂₁z+w₂₂z²+w₂₃z³

  

W_i＝w_i0+w_i1z+w_i2z²+w_i3z³

  

W_n＝w_n0+w_n1z+w_n2z²+w_n3z³

                           …(29)

W₁＝w₁₀+w₁₁z+w₁₂z²

W₂＝w₂₀+w₂₁z+w₂₂z²

  

W_i＝w_i0+w_i1z+w_i2z²

  

W_n＝w_n0+w_n1z+w_n2z²

                            …(30)

与上述生成包含参数h、v的生成式的系数数据的系数种类数据的情况同样，如上所述包含参数z的生成式的系数数据的系数种类数据可以由图18所示的系数种类数据生成装置150或图21所示的系数种类数据生成装置150′来生成。

在此情况下，向SD信号生成电路152供给参数z作为控制信号，对应于该参数z的值，在由HD信号来生成SD信号时，分级改变对SD信号附加噪声的状态。通过这样分级改变对SD信号附加噪声的状态来登录学习数据，能够生成用于得到连续的噪声除去度的系数种类数据。

这里，对与参数z的值对应的噪声附加方法的细节，示出几个例子。

例如，如图22A所示，在SD信号上附加使振幅电平分级变化的噪声信号，生成噪声电平分级变化的SD信号。

此外例如，如图22B所示，在SD信号上附加一定振幅电平的噪声信号，分级改变附加的画面区域。

再者例如，如图22C所示，作为SD信号(1个画面)，准备不包含噪声的信号和包含噪声的信号。然后，在生成正规方程式时，对各个SD信号进行多次学习。

例如，在“噪声0”时，对无噪声的SD信号进行100次学习，在“噪声i”时对无噪声的SD信号进行30次学习，并且对有噪声的SD信号进行70次学习。在此情况下，“噪声i”为计算噪声除去度高的系数种类数据的学习系统。这样，通过对无噪声和有噪声的SD信号分级改变学习次数，能够得到用于得到连续的噪声除去度的系数种类数据。

虽然上面未指出，但是该手法也可以通过正规方程式相加这一形式来实现。

首先，进行计算“噪声0”～“噪声i”的估计式的系数数据的学习。此时的正规方程式如上述式(21)所示。这里，分别如式(31)、式(32)所示来定义P_ij、Q_j，将式(21)改写为式(33)。这里，x_ij是第j个预测抽头位置的SD像素数据的第i个学习值，y_i是HD像素数据的第i个学习值，W_i表示系数。

$P_{\mathrm{ij}}=\underset{p}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{pi}}{x}_{\mathrm{pj}}...\left(31\right)$

$Q_j=\underset{p}{\mathrm{\Σ}}{x}_{\mathrm{pj}}{y}_p...\left(32\right)$

用这种学习，将学习无噪声的SD信号的情况下的式(33)的左边定义为[P1_ij]，将右边定义为[Q1_i]，同样，将学习有噪声的SD信号的情况下的式(33)的左边定义为[P2_ij]，将右边定义为[Q2_i]。在这种情况下，如式(34)、式(35)所示，定义[P_aij]、[Q_ai]。其中，a为(0 a 1)。

[P_aij]＝(1-a)[P1_ij]+a[P2_ij]    …(34)

[Q_ai]＝(1-a)[Q1_i]+a[Q2_i]       …(35)

这里，a＝0的情况下的正规方程式由式(36)来表示，这与图22C的“噪声0”的情况下的正规方程式等价，而a＝0.7的情况与“噪声i”的情况下的正规方程式等价。

[P_aij][W_i]＝[Q_ai]                        …(36)

通过分级改变该a来形成各噪声电平的正规方程式，能够得到目的系数种类数据。在此情况下，与图21的系数种类数据生成装置150′的说明同样，由各噪声电平的正规方程式分别计算系数数据Wi，能够使用该各级的系数数据来求系数种类数据。

此外，通过组合各噪声电平的正规方程式，也能够生成用于得到上述式(13)所示的系数种类数据的正规方程式。以下具体说明该手法。这里，考虑用上述式(30)来生成求系数种类数据的正规方程式的情况。

预先生成噪声电平与几种参数z对应的SD信号来进行学习，准备上述式(34)、式(35)表示的[P]、[Q]。将它们表示为[P_nij]、[Q_ni]。此外，将式(7)改写为式(37)。

t₀＝1，t₁＝z，t₂＝z²                      …(37)

在此情况下，将上述式(24)、式(25)分别改写为式(38)、式(39)。对这些式子，通过解式(40)，能够求出系数种类数据w_ij。这里，将表示预测抽头总数的变量改写为m。

$X_{\mathrm{ipjq}}=\underset{z}{\mathrm{\Σ}}{t}_p{t}_q{P}_{\mathrm{zij}}...\left(38\right)$

$Y_{\mathrm{ip}}=\underset{z}{\mathrm{\Σ}}{t}_p{Q}_{\mathrm{zi}}...\left(39\right)$

此外，在图1的图像信号处理部110中，示出了设定指定水平分辨率的参数h和指定垂直分辨率的参数v，通过调整该多种参数h、v的值能调整图像的水平及垂直分辨率，但是也可以如下构成：用1个参数来调整水平及垂直分辨率。例如，设定指定水平及垂直分辨率的1个参数r。在此情况下，例如采用下述对应关系：r＝1对应于h＝1、v＝1，r＝2对应于h＝2、v＝2，...，或者r＝1对应于h＝1、v＝2，r＝2对应于h＝2、v＝3，...。在此情况下，生成系数数据Wi(i＝1～n)的生成式使用r的多项式等。

此外，在图1的图像信号处理部110中，示出了设定指定水平分辨率的参数h和指定垂直分辨率的参数v，通过调整该多种参数h、v的值能调整图像的水平及垂直分辨率，但是也可以同样如下构成：设定上述指定水平及垂直分辨率的参数r、和上述指定噪声除去度(噪声降低度)的参数z，通过调整该多种参数r、z的值，能调整图像的水平及垂直分辨率和噪声除去度。

在此情况下，生成系数数据Wi(i＝1～n)的生成式例如可以使用式(41)等，还可以通过用次数不同的多项式、或其他函数表示的式子来实现。

W₁＝w₁₀+w₁₁r+w₁₂z+w₁₃r²+w₁₄rz+w₁₅z²

+w₁₆r³+w₁₇r²z+w₁₈rz²+w₁₉z³

W₂＝w₂₀+w₂₁r+w₂₂z+w₂₃r²+w₂₄rz+w₂₅z²

+w₂₆r³+w₂₇r²z+w₂₈rz²+w₂₉z³



W_i＝w_i0+w_i1r+w_i2z+w_i3r²+w_i4rz+w_i5z²

+w_i6r³+w_i7r²z+w_i8rz²+w_i9z³



W_n＝w_n0+w_n1r+w_n2z+w_n3r²+w_n4rz+w_n5z²

+w_n6r³+w_n7r²z+w_n8rz²+w_n9z³                         …(41)

这样用于调整多种参数r、z的用户界面也可以如图2所示来构成。用户能够通过操作操纵杆200a来移动图标115a在调整画面115上的位置，能够对指定水平、垂直分辨率的参数r的值和指定噪声除去度(噪声降低度)的参数z的值任意进行调整。图24放大地示出调整画面115的部分。通过左右移动图标115a对决定水平分辨率的参数r进行调整，另一方面，通过上下移动图标115a对决定噪声除去度的参数z进行调整。

用户能够参照显示部111(参照图2)上显示的调整画面115来调整参数r、z，能够容易地进行该调整。也可以将用户调整过的参数r、z的值用数值显示在调整画面115上。

与上述生成包含参数h、v的生成式的系数数据的系数种类数据的情况同样，这样包含参数r、z的生成式的系数数据的系数种类数据可以由图18所示的系数种类数据生成装置150或图21所示的系数种类数据生成装置150′来生成。

在此情况下，向SD信号生成电路152供给参数r、z作为控制信号，对应于该参数r、z的值，在由HD信号来生成SD信号时，分级改变SD信号的水平、垂直频带、和对SD信号附加噪声的状态。

图23示出与参数r、z的值对应的SD信号的生成例。在该例中，参数r、z分别可分9级来变化，合计生成81种SD信号。也可以使参数r、z可分比9级更多的级来变化。在此情况下，算出的系数种类数据的精度好，但是计算量增加。

此外，在图1的图像信号处理部110中，示出了设定指定水平分辨率的参数h和指定垂直分辨率的参数v，通过调整该多种参数h、v的值能调整图像的水平及垂直分辨率，但是也可以同样如下构成：除了这些参数h、v之外，还设定上述指定噪声除去度(噪声降低度)的参数z，通过调整该多种参数h、v、z的值能调整图像的水平及垂直分辨率和噪声除去度。

在此情况下，生成系数数据Wi(i＝1～n)的生成式例如可以使用式(42)等，还可以通过用次数不同的多项式、或其他函数表示的式子来实现。

W₁＝w_1-0+w_1-1v+w_1-2h+w_1-3z+w_1-4v²+w_1-5h²+w_1-6z²+w_1-7vh+w_1-8hz+w_1-9zv

    +w_1-10v³+w_1-11h³+w_1-12z³+w_1-13v²h+w_1-14vh²+w_1-15vhz

    +w_1-16vz²+w_1-17h²z+w_1-18hz²+w_1-19z³

W₂＝w_2-0+w_2-1v+w_2-2h+w_2-3z+w_2-4v²+w_2-5h²+w_2-6z²+w_2-7vh+w_2-8hz+w_2-9zv

    +w_2-10v³+w_2-11h³+w_2-12z³+w_2-13v²h+w_2-14vh²+w_2-15vhz

    +w_2-16vz²+w_2-17h²z+w_2-18hz²+w_2-19z³

  

W_i＝w_i-0+w_i-1v+w_i-2h+w_i-3z+w_i-4v²+w_i-5h²+w_i-6z²+w_i-7vh+w_i-8hz+w_i-9zv

    +w_i-10v³+w_i-11h³+w_i-12z³+w_i-13v²h+w_i-14vh²+w_i-15vhz

    +w_i-16vz²+w_i-17h²z+w_i-18hz²+w_i-19z³

  

W_n＝w_n-0+w_n-1v+w_n-2h+w_n-3z+w_n-4v²+w_n-5h²+w_n-6z²+w_n-7vh+w_n-8hz+w_n-9zv

    +w_n-10v³+w_n-11h³+w_n-12z³+w_n-13v²h+w_n-14vh²+w_n-15vhz

+w_n-16vz²+w_n-17h²z+w_n-18hz²+w_n-19z³    …(42)

这样用于调整多种参数h、v、z的用户界面也可以如图2所示来构成。用户能够通过操作操纵杆200a来移动图标115a在调整画面115上的位置，能够对指定分辨率的参数h、v的值和指定噪声除去度(噪声降低度)的参数z的值任意进行调整。

图26放大地示出调整画面115的部分。通过左右移动图标115a对决定水平分辨率的参数h进行调整，另一方面，通过上下移动图标115a对决定垂直分辨率的参数v进行调整，再者，通过沿进深方向移动图标115a对决定噪声除去度的参数z进行调整。为了沿进深方向移动图标115a，例如沿斜向操作操纵杆200a即可。

在此情况下，可以通过改变图标115a的大小、颜色的浓淡、或色调等来表示进深方向。图中的虚线所示的图标115a通过改变其大小，示出实线所示的图标115a沿进深方向移动的状态。

用户能够参照显示部111(参照图2)上显示的调整画面115来调整参数h、v、z，能够容易地进行该调整。也可以将用户调整过的参数h、v、z的值用数值显示在调整画面115上。

与上述生成包含参数h、v的生成式的系数数据的系数种类数据的情况同样，如上所述包含参数h、v、z的生成式的系数数据的系数种类数据可以由图18所示的系数种类数据生成装置150或图21所示的系数种类数据生成装置150′来生成。

在此情况下，向SD信号生成电路152供给参数h、v、z作为控制信号，对应于该参数h、v、z的值，在由HD信号来生成SD信号时，分级改变SD信号的水平、垂直频带、和对SD信号附加噪声的状态。

图25示出与参数h、v、z的值对应的SD信号的生成例。在该例中，参数h、v、z分别可分9级来变化，合计生成729种SD信号。也可以使参数h、v、z可分比9级更多的级来变化。在此情况下，算出的系数种类数据的精度好，但是计算量增加。

图1的图像信号处理部110中的处理例如也可以由图27所示的图像信号处理装置300用软件来实现。

首先，说明图27所示的图像信号处理装置300。该图像信号处理装置300具有：CPU 301，控制整个装置的工作；ROM(read only memory，只读存储器)302，保存有该CPU 301的工作程序和系数种类数据等；以及RAM(randomaccess memory，随机存取存储器)303，构成CPU 301的工作区。这些CPU 301、ROM 302及RAM 303分别被连接在总线304上。

此外，图像信号处理装置300具有：硬盘驱动器(HDD)305，作为外部存储装置；以及软(R)盘驱动器(FDD)307，驱动软(R)盘306。这些驱动器305、307分别被连接在总线304上。

此外，图像信号处理装置300具有：通信部308，有线或无线连接在因特网等网络400上。该通信部308经接口309被连接在总线304上。

此外，图像信号处理装置300包括用户接口部。该用户接口部具有：遥控信号接收电路310，接收来自遥控发送机200的遥控信号RM；以及显示器311，由LCD(liquid crystal display，液晶显示器)等构成。接收电路310经接口312被连接在总线304上，同样，显示器311经接口313被连接在总线304上。

此外，图像信号处理装置300具有：输入端子314，用于输入SD信号；以及输出端子315，用于输出HD信号。输入端子314经接口316被连接在总线304上，同样，输出端子315经接口317被连接在总线304上。

这里，如上所述在ROM 302中预先保存处理程序和系数种类数据等也可以被代之以例如经通信部308从因特网等网络400进行下载，存储到硬盘或RAM 303中来使用。此外，也可以用软(R)盘306来提供这些处理程序和系数种类数据等。

此外，从输入端子314输入要处理的SD信号也可以被代之以预先记录在硬盘上，或者经通信部308从因特网等网络400进行下载。此外，将处理后的HD信号输出到输出端子315也可以被代之而供给到显示器311来显示图像，或与其并行进行，或进而保存到硬盘上，或经通信部308送出到因特网等网络400。

参照图28的流程图，来说明图27所示的图像信号处理装置300中的用于由SD信号来得到HD信号的处理过程。

首先，在步骤ST1中，开始处理，在步骤ST2中，以帧为单位或以场为单位来输入SD像素数据。在该SD像素数据从输入端子314被输入的情况下，将该SD像素数据暂时保存到RAM 303中。而在该SD像素数据被记录在硬盘上的情况下，硬盘驱动器305读出该SD像素数据，暂时保存到RAM 303中。然后，在步骤ST3中，判定输入SD像素数据的全部帧或全部场的处理是否已结束。在处理已结束时，在步骤ST4中，结束处理。另一方面，在处理未结束时，进至步骤ST5。

在该步骤ST5中，例如从RAM 303读入用户操作遥控发送机200而输入的画质指定值(例如参数h、v的值等)。然后，在步骤ST6中，使用读入的画质指定值及各类别的系数种类数据，通过生成式(例如式(5))来生成各类别的估计式(参照式(4))的系数数据Wi。

接着，在步骤ST7中，对应于要生成的各HD像素数据，由步骤ST2中输入的SD像素数据来取得类别抽头及预测抽头的像素数据。然后，在步骤ST8中，判定在输入的SD像素数据的全部区域上得到HD像素数据的处理是否都已结束。在结束时，返回到步骤ST2，转移到下一帧或场的SD像素数据的输入处理。另一方面，在处理未结束时，进至步骤ST9。

在该步骤ST9中，由步骤ST7中取得的类别抽头的SD像素数据来生成类别码CL。然后，在步骤ST10中，使用与该类别码CL对应的系数数据和预测抽头的SD像素数据，通过估计式来生成HD像素数据，其后返回到步骤ST7，重复与上述同样的处理。

这样，通过沿图28所示的流程图进行处理，能够处理构成输入的SD信号的SD像素数据，得到构成HD信号的HD像素数据。如上所述，这样进行处理而得到的HD信号被输出到输出端子315，或被供给到显示器311来显示基于它的图像，或进而被供给到硬盘驱动器305来记录到硬盘上。

此外，省略了处理装置的图示，而图18的系数种类数据生成装置150中的处理也可以用软件来实现。

参照图29的流程图，来说明用于生成系数种类数据的处理过程。

首先，在步骤ST21中，开始处理，在步骤ST22中，选择学习所用的画质图案(例如由参数h、v来限定)。然后，在步骤ST23中，判定对全部画质图案的学习是否都已结束。在对全部画质选择图案的学习未结束时，进至步骤ST24。

在该步骤ST24中，以帧为单位或以场为单位来输入已知的HD像素数据。然后，在步骤ST25中，判定对全部HD像素数据的处理是否都已结束。在已结束时，返回到步骤ST22，选择下一画质图案，重复与上述同样的处理。另一方面，在未结束时，进至步骤ST26。

在该步骤ST26中，根据步骤ST22中选择出的画质图案，由步骤ST24中输入的HD像素数据来生成SD像素数据。然后，在步骤ST27中，对应于步骤ST24中输入的各HD像素数据，由步骤ST26中生成的SD像素数据来取得类别抽头及预测抽头的像素数据。然后，在步骤ST28中，判定在生成的SD像素数据的全部区域上是否已结束学习处理。在已结束学习处理时，返回到步骤ST24，输入下一HD像素数据，重复与上述同样的处理，另一方面，在未结束学习处理时，进至步骤ST29。

在该步骤ST29中，由步骤ST27中取得的类别抽头的SD像素数据来生成类别码CL。然后，在步骤ST30中，生成正规方程式(参照式(13))。其后，返回到步骤ST27。

此外，在步骤ST23中，在对全部画质图案的学习已结束时，进至步骤ST31。在该步骤ST31中，通过用括去法等解正规方程式来计算各类别的系数种类数据，在步骤ST32中，将该系数种类数据保存到存储器中，其后在步骤ST33中，结束处理。

这样，通过沿图29所示的流程图来进行处理，能够通过与图18所示的系数种类数据生成装置150同样的手法来得到各类别的系数种类数据。

此外，省略了处理装置的图示，而图21的系数种类数据生成装置150′中的处理也可以用软件来实现。

参照图30的流程图，来说明用于生成系数种类数据的处理过程。

首先，在步骤ST41中，开始处理，在步骤ST42中，选择学习所用的画质图案(例如由参数h、v来限定)。然后，在步骤ST43中，判定对全部画质图案计算系数数据的处理是否都已结束。在未结束时，进至步骤ST44。

在该步骤ST44中，以帧为单位或以场为单位来输入已知的HD像素数据。然后，在步骤ST45中，判定对全部HD像素数据的处理是否都已结束。在未结束时，在步骤ST46中，根据步骤ST42中选择出的画质图案，由步骤ST44中输入的HD像素数据来生成SD像素数据。

然后，在步骤ST47中，对应于步骤ST44中输入的各HD像素数据，由步骤ST46中生成的SD像素数据来取得类别抽头及预测抽头的像素数据。然后，在步骤ST48中，判定在生成的SD像素数据的全部区域上是否已结束学习处理。在已结束学习处理时，返回到步骤ST44，输入下一HD像素数据，重复与上述同样的处理，另一方面，在未结束学习处理时，进至步骤ST49。

在该步骤ST49中，由步骤ST47中取得的类别抽头的SD像素数据来生成类别码CL。然后，在步骤ST50中，生成用于得到系数数据的正规方程式(参照式(21))。其后，返回到步骤ST47。

在上述步骤ST45中，在对全部HD像素数据的处理已结束时，在步骤ST51中，用括去法等解步骤ST50中生成的正规方程式来计算各类别的系数数据。其后，返回到步骤ST42，选择下一画质图案，重复与上述同样的处理，求与下一画质图案对应的各类别的系数数据。

此外，在上述步骤ST43中，在对全部画质图案计算系数数据的处理已结束时，进至步骤ST52。在该步骤ST52中，由全部画质图案的系数数据来生成用于求系数种类数据的正规方程式(参照式(26))。

然后，在步骤ST53中，通过用括去法等解步骤ST52中生成的正规方程式来计算各类别的系数种类数据，在步骤ST54中，将该系数种类数据保存到存储器中，其后在步骤ST55中，结束处理。

这样，通过沿图30所示的流程图来进行处理，能够通过与图21所示的系数种类数据生成装置150′同样的手法来得到各类别的系数种类数据。

接着，说明本发明另一实施例。图31示出另一实施例的电视接收机100′的结构。该电视接收机100′也用于由广播信号来得到SD信号的525i信号，将该525i信号变换为HD信号的525p信号或1050i信号，显示基于该525p信号或1050i信号的图像。在该图31中，对与图1对应的部分附以同一标号来表示。

电视接收机100′将图1所示的电视接收机100的图像信号处理部100置换为图像信号处理部110′，进行与电视接收机100同样的工作。

下面说明图像信号处理部110′的细节。在该图像信号处理部110′中，对与图1所示的图像信号处理部110对应的部分附以同一标号，省略其详细说明。

该图像信号处理部110′具有信息存储体135′。与图1所示的图像信号处理部110中的信息存储体135同样，该信息存储体135′预先存储用于保存到寄存器130中的工作指定信息、和用于保存到寄存器131～133中的抽头位置信息。再者，在该信息存储体135′中，预先存储有与第1变换方法(525p)及第2变换方法(1050i)分别对应的、类别及参数h、v的值的每个组合的系数数据。该系数数据的生成方法将后述。

下面说明该图像信号处理部110′的工作。

第2抽头选择电路122从缓冲存储器109中存储的SD信号(525i信号)中选择性地取出空间类别抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第2抽头选择电路122根据从寄存器132供给的与用户选择出的变换方法、及运动类别检测电路125检测出的运动类别对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

该第2抽头选择电路122选择性地取出的空间类别抽头的数据(SD像素数据)被供给到空间类别检测电路124。该空间类别检测电路124对作为空间类别抽头的数据的各SD像素数据实施ADRC处理来得到作为空间类别(主要用于表示空间内的波形的分类)的类别信息的再量化码qi(参照式(1))。

此外，第3抽头选择电路123从缓冲存储器109中存储的SD信号(525i信号)中选择性地取出运动类别抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第3抽头选择电路123根据从寄存器133供给的与用户选择出的变换方法对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

该第3抽头选择电路123选择性地取出的运动类别抽头的数据(SD像素数据)被供给到运动类别检测电路125。该运动类别检测电路125由作为运动类别抽头的数据的各SD像素数据来得到运动类别(主要用于表示运动程度的分类)的运动信息MV。

该运动信息MV和上述再量化码qi被供给到类别合成电路126。该类别合成电路126由这些运动信息MV和再量化码qi，来得到表示要形成的HD信号(525p信号或1050i信号)的像素数据(当前位置的像素数据)所属的类别的类别码CL(参照式(3))。然后，该类别码CL被供给到系数存储器134作为读出地址信息。

例如在各垂直消隐期间，从信息存储体135′向系数存储器134下载并保存与用户调整过的参数h、v的值及变换方法对应的各类别的系数数据。通过如上所述供给类别码CL作为读出地址信息，而从该系数存储器134中读出与类别码CL对应的系数数据Wi并供给到估计预测运算电路127。

在信息存储体135′中未存储与调整过的参数h、v的值对应的系数数据的情况下，也可以从信息存储体135′读出与该调整过的参数h、v的值前后的值对应的系数数据，通过用它们进行插值运算处理，来得到与调整过的参数h、v的值对应的系数数据。

此外，第1抽头选择电路121从缓冲存储器109中存储的SD信号(525i信号)中选择性地取出预测抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第1抽头选择电路121根据从寄存器131供给的与用户选择出的变换方法对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。该第1抽头选择电路121选择性地取出的预测抽头的数据(SD像素数据)xi被供给到估计预测运算电路127。

估计预测运算电路127由预测抽头的数据(SD像素数据)xi、和从系数存储器134中读出的系数数据Wi，来计算要形成的HD信号的像素数据、即当前位置的像素数据(HD像素数据)y(参照式(4))。在此情况下，构成HD信号的4个像素的数据被同时生成。

由此，在选择输出525p信号的第1变换方法时，在奇数(o)场及偶数(e)场中，生成位置与525i信号的行相同的行数据L1、和位于525i信号的上下行中间的行数据L2(参照图4)。此外，在选择输出1050i信号的第2变换方法时，在奇数(o)场及偶数(e)场中，生成位置靠近525i信号的行的行数据L1、L1′、和位置远离525i信号的行的行数据L2、L2′(参照图5)。

这样由估计预测运算电路127生成的行数据L1、L2(L1′、L2′)被供给到行顺序变换电路129。然后，该行顺序变换电路129对行数据L1、L2(L1′、L2′)进行行顺序化来生成HD信号。在此情况下，行顺序变换电路129根据从寄存器130供给的与用户选择出的变换方法对应的工作指示信息来进行工作。因此，在用户选择第1变换方法(525p)时，从行顺序变换电路129输出525p信号。另一方面，在用户选择第2变换方法(1050i)时，从行顺序变换电路129输出1050i信号。

这样，图像信号处理部110′使用与调整过的参数h、v的值对应的估计式的系数数据Wi(i＝1～n)，来计算HD像素数据y。因此，用户通过调整参数h、v的值，能够在水平分辨率及垂直分辨率的轴上自由地调整基于HD信号的图像的画质。

如上所述，在信息存储体135′中，预先存储有与第1、第2变换方法分别对应的类别及参数h、v的值的每个组合的系数数据。该系数数据预先通过学习来生成。

在上述中，作为系数种类数据的生成方法的另一例，说明了首先对分级改变参数h、v的值而得到的每个SD信号，通过用其进行学习来生成各类别的系数数据，接着使用每个SD信号的各类别的系数数据来求各类别的系数种类数据。信息存储体135′中预先存储的、类别及参数h、v的值的每个组合的系数数据可以用与该系数种类数据的生成方法中的前半部分同样的方法来生成。

图32示出系数数据生成装置180。在该系数数据生成装置180中，对与图21所示的系数种类数据生成装置150′对应的部分附以同一标号，省略其详细说明。

该系数数据生成装置180具有系数种类存储器162。在该系数种类存储器162中，保存有与系数数据决定部172决定出的各SD信号对应的各类别的系数数据Wi。该系数数据生成装置180的其他与图21所示的系数种类数据生成装置150′同样构成。

下面说明图32所示的系数数据生成装置180的工作。向输入端子151供给作为训练信号的HD信号(525p信号或1050i信号)，然后SD信号生成电路152对该HD信号进行水平及垂直抽取处理来生成作为输入信号的SD信号(525i信号)。

在此情况下，在选择第1变换方法(图11的图像信号处理部110′由525i信号来得到525p信号)的情况下，SD信号生成电路152对525p信号实施抽取处理来生成SD信号。另一方面，在选择第2变换方法(图31的图像信号处理部110′由525i信号来得到1050i信号)的情况下，SD信号生成电路152对1050i信号实施抽取处理来生成SD信号。此外，在此情况下，向SD信号生成电路152供给参数h、v作为控制信号，依次生成水平及垂直频带分级变化的多个SD信号。

第2抽头选择电路154从该SD信号(525i信号)中，选择性地取出位于HD信号(525p信号或1050i信号)中的当前位置周边的空间类别抽头的数据(SD像素数据)。该第2抽头选择电路154根据从抽头选择控制电路156供给的与选择出的变换方法、及运动类别检测电路158检测出的运动类别对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

该第2抽头选择电路154选择性地取出的空间类别抽头的数据(SD像素数据)被供给到空间类别检测电路157。该空间类别检测电路157对作为空间类别抽头的数据的各SD像素数据实施ADRC处理来得到作为空间类别的类别信息的再量化码qi(参照式(1))。

此外，第3抽头选择电路155从SD信号生成电路152生成的SD信号中，选择性地取出位于HD信号中的当前位置周边的运动类别抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第3抽头选择电路155根据从抽头选择控制电路156供给的与选择出的变换方法对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

该第3抽头选择电路155选择性地取出的运动类别抽头的数据(SD像素数据)被供给到运动类别检测电路158。该运动类别检测电路158由作为运动类别抽头的数据的各SD像素数据来得到运动类别的运动信息MV。

该运动信息MV和上述再量化码qi被供给到类别合成电路159。该类别合成电路159由这些运动信息MV和再量化码qi，来得到表示HD信号(525p信号或1050i信号)中的当前位置的像素数据所属的类别的类别码CL(参照式(3))。

此外，第1抽头选择电路153从SD信号生成电路152生成的SD信号中，选择性地取出位于HD信号中的当前位置周边的预测抽头的数据(SD像素数据)。在此情况下，第1抽头选择电路153根据从抽头选择控制电路156供给的与选择出的变换方法对应的抽头位置信息，来进行抽头的选择。

然后，正规方程式生成部171根据由供给到输入端子151的HD信号而得到的作为当前位置的像素数据的各HD像素数据y、第1抽头选择电路153分别对应于该各HD像素数据y而选择性地取出的预测抽头的数据(SD像素数据)xi、以及分别对应于各HD像素数据y而从类别合成电路159输出的类别码CL，分别对应于SD信号生成电路152生成的各SD信号，对每个类别生成用于得到系数数据Wi(i＝1～n)的正规方程式(参照式(21))。

然后，系数数据决定部172解该正规方程式，求与各SD信号分别对应的各类别的系数数据Wi。即，从系数数据决定部172得到类别及参数h、v的值的每个组合的系数数据Wi。该系数数据Wi被保存到按类别及参数h、v的值的不同组合来分割地址的系数种类存储器162中。

这样，图32所示的系数数据生成装置180也能够生成保存到图31的图像信号处理部110′的信息存储体135′中的、类别及参数h、v的值的每个组合的系数数据Wi。在此情况下，SD信号生成电路152根据选择出的变换方法使用525p信号或1050i信号来生成SD信号(525i信号)，能够生成与第1变换方法及第2变换方法对应的系数数据。

此外，在图31的图像信号处理部110′中，示出了设定指定水平分辨率的参数h、和指定垂直分辨率的参数v，通过调整这些参数h、v的值能调整图像的水平、垂直分辨率，但是与图1的电视接收机100的部分的说明同样，也可以同样如下构成：设定指定水平及垂直分辨率的参数r、和指定噪声除去度(噪声降低度)的参数z，通过调整这些参数r、z的值，能调整图像的水平及垂直分辨率和噪声除去度。在此情况下，在图像信号处理部110′的信息存储体135′中，预先保存有与各变换方法分别对应的、类别及参数r、z的值的每个组合的系数数据。

与上述生成与参数h、v的值对应的系数数据的情况同样，该系数数据可以由图32所示的系数数据生成装置180来生成。在此情况下，向SD信号生成电路152供给参数r、z作为控制信号，对应于这些参数r、z的值，在由HD信号来生成SD信号时，分级改变SD信号的水平、垂直频带、和对SD信号附加噪声的状态。

此外，在图31的图像信号处理部110′中，示出了设定指定水平分辨率的参数h和指定垂直分辨率的参数v，通过调整这些参数h、v的值能调整图像的水平、垂直分辨率，但是与图1的电视接收机100的部分的说明同样，也可以同样如下构成：设定分别指定水平、垂直分辨率的参数h、v、和指定噪声除去度(噪声降低度)的参数z，通过调整这些参数h、v、z的值能调整图像的水平、垂直分辨率及噪声除去度。在此情况下，在图像信号处理部110′的信息存储体135′中，预先存储有与各变换方法对应的、类别及参数h、v、z的值的每个组合的系数数据。

与上述生成与参数h、v的值对应的系数数据的情况同样，该系数数据也可以由图32所示的系数数据生成装置180来生成。在此情况下，向SD信号生成电路152供给参数h、v、z作为控制信号，对应于这些参数h、v、z的值，在由HD信号来生成SD信号时，分级改变SD信号的水平、垂直频带及对SD信号附加噪声的状态。

与图1的图像信号处理部110中的处理同样，图3 1的图像信号处理部110′中的处理例如也可以由图27所示的图像信号处理装置300用软件来实现。在此情况下，在ROM 302等中预先保存系数数据来使用。

参照图33的流程图，来说明图27所示的图像信号处理装置300中的用于由SD信号来得到HD信号的处理过程。

首先，在步骤ST61中，开始处理，在步骤ST62中，以帧为单位或以场为单位来输入SD像素数据。在该SD像素数据从输入端子314被输入的情况下，将该SD像素数据暂时保存到RAM 303中。而在该SD像素数据被记录在硬盘上的情况下，硬盘驱动器305读出该SD像素数据，暂时保存到RAM303中。然后，在步骤ST63中，判定输入SD像素数据的全部帧或全部场的处理是否已结束。在处理已结束时，在步骤ST64中，结束处理。另一方面，在处理未结束时，进至步骤ST65。

在该步骤ST65中，例如从RAM 303读入用户操作遥控发送机200而输入的画质指定值(例如参数h、v的值等)。然后，在步骤ST66中，根据读入的画质指定值，从ROM 302等中读出与该画质指定值对应的各类别的系数数据Wi，暂时保存到RAM 303中。

接着，在步骤ST67中，对应于要生成的各HD像素数据，由步骤ST62中输入的SD像素数据来取得类别抽头及预测抽头的像素数据。然后，在步骤ST68中，判定在输入的SD像素数据的全部区域上得到HD像素数据的处理是否都已结束。在结束时，返回到步骤ST62，转移到下一帧或场的SD像素数据的输入处理。另一方面，在处理未结束时，进至步骤ST69。

在该步骤ST69中，由步骤ST67中取得的类别抽头的SD像素数据来生成类别码CL。然后，在步骤ST70中，使用与该类别码CL对应的系数数据和预测抽头的SD像素数据，通过估计式来生成HD像素数据，其后返回到步骤ST67，重复与上述同样的处理。

这样，通过沿图33所示的流程图进行处理，能够处理构成输入的SD信号的SD像素数据，得到构成HD信号的HD像素数据。如上所述，这样进行处理而得到的HD信号被输出到输出端子315，或被供给到显示器311来显示基于它的图像，或进而被供给到硬盘驱动器305来记录到硬盘上。

此外，省略了处理装置的图示，而图32的系数数据生成装置180中的处理也可以用软件来实现。

参照图34的流程图，来说明用于生成系数数据的处理过程。

首先，在步骤ST81中，开始处理，在步骤ST82中，选择学习所用的画质图案(例如由参数h、v来限定)。然后，在步骤ST83中，判定对全部画质图案计算系数数据的处理是否都已结束。在未结束时，进至步骤ST84。

在该步骤ST84中，以帧为单位或以场为单位来输入已知的HD像素数据。然后，在步骤ST85中，判定对全部HD像素数据的处理是否都已结束。在未结束时，在步骤ST86中，根据步骤ST82中选择出的画质图案，由步骤ST84中输入的HD像素数据来生成SD像素数据。

然后，在步骤ST87中，对应于步骤ST84中输入的各HD像素数据，由步骤ST86中生成的SD像素数据来取得类别抽头及预测抽头的像素数据。然后，在步骤ST88中，判定在生成的SD像素数据的全部区域上是否已结束学习处理。在已结束学习处理时，返回到步骤ST84，输入下一HD像素数据，重复与上述同样的处理，另一方面，在未结束学习处理时，进至步骤ST89。

在该步骤ST89中，由步骤ST87中取得的类别抽头的SD像素数据来生成类别码CL。然后，在步骤ST90中，生成用于得到系数数据的正规方程式(参照式(21))。其后，返回到步骤ST87。

在上述步骤ST85中，在对全部HD像素数据的处理已结束时，在步骤ST91中，通过用括去法等解步骤ST90中生成的正规方程式来计算各类别的系数数据。其后，返回到步骤ST82，选择下一画质图案，重复与上述同样的处理，来求与下一画质图案对应的各类别的系数数据。

此外，在上述步骤ST83中，在对全部画质图案计算系数数据的处理结束时，在步骤ST92中，将全部画质图案的各类别的系数数据保存到存储器中，其后在步骤ST93中，结束处理。

这样，通过沿图34所示的流程图来进行处理，能够通过与图32所示的系数数据生成装置180同样的手法来得到全部画质图案的各类别的系数数据。

在上述实施例中，举出作为生成HD信号时的估计式使用线性一次方程式的情况，但是并不限于此，例如估计式也可以使用高次方程式。

此外，在上述实施例中，示出了将SD信号(525i信号)变换为HD信号(525p信号或1050i信号)的例子，当然本发明并不限于此，也同样能够应用于使用估计式将第1图像信号变换为第2图像信号的其他情况。

在上述实施例中，通过改变输入的参数的值，能够连续切换分辨率提高或噪声抑制(噪声除去)的功能，但是也可以同样如下构成：除了分辨率提高或噪声抑制之外，还能够切换到解码或信号形式变换等功能。

图35示出能够切换分辨率提高、噪声抑制、MPEG信号解码、JPEG(JointPhotographic Experts Group，联合摄影专家组)信号解码、从复合信号变换为分量信号等功能的图像信号处理装置500。

该图像信号处理装置500包括：输入端子501，进行输入视频信号Vin的输入；图像信号处理部502，对输入到该输入端子501的输入视频信号Vin进行处理来得到输出视频信号Vout；以及输出端子503，输出该图像信号处理部502得到的输出视频信号Vout。

向图像信号处理部502输入参数P。该参数P用于选择图像信号处理部502的功能。例如，如图36所示，在P＝P₁时选择分辨率提高的功能，在P＝P₂时选择噪声抑制的功能，在P＝P₃时选择MPEG信号(速率a)解码的功能，在P＝P₄时选择MPEG信号(速率b)解码的功能，在P＝P₅时选择将复合信号变换为分量信号的功能，在P＝P₆时选择JPEG信号解码的功能。图像信号处理部502进行选择出的功能的处理。

此外，与图1的图像信号处理部110同样，图像信号处理部502具有：类别检测部502a，由从输入图像信号Vin中提取出的类别抽头的数据来检测类别CL；系数数据产生部502b，由该类别检测部502a检测出的类别CL和参数P，来产生与它们对应的估计式的系数数据Wi；以及数据生成部502c，由该系数数据产生部502b产生的系数数据和从输入视频信号Vin中提取出的预测抽头的数据来生成构成输出图像信号Vout的数据。系数数据产生部502b具有例如保存与参数P的值、即P₁～P₆分别对应的各类别的系数数据Wi的存储器，从该存储器中读出与类别检测部502a检测出的类别CL及输入的参数P的值对应的系数数据Wi并输出。

在此情况下，可以用与上述图32所示的系数数据生成装置180同样的系数数据生成装置来生成与参数P的值、即P₁～P₆分别对应的各类别的系数数据Wi。这里，将系数数据生成装置180中的SD信号生成电路152的变为学习信号生成电路。

例如，在生成与参数P₁对应的系数数据时，向输入端子151输入高分辨率的视频信号作为训练信号，向学习信号生成电路输入参数P₁，该学习信号生成电路使用限带滤波器由训练信号来生成作为学习信号的低分辨率的视频信号。由此，正规方程式生成部171根据上述训练信号及学习信号，对应于参数P₁，对每个类别生成用于得到系数数据的正规方程式(参照式(21))，通过解该正规方程式，来得到与选择分辨率提高的功能的参数P₁对应的各类别的系数数据Wi。

此外，例如，在生成与参数P₂对应的系数数据时，向输入端子151输入作为训练信号的视频信号，向学习信号生成电路输入参数P₂，该学习信号生成电路在作为训练信号的视频信号上附加噪声来生成作为学习信号的视频信号。由此，正规方程式生成部171根据上述训练信号及学习信号，对应于参数P₂，对每个类别生成用于得到系数数据的正规方程式(参照式(21))，通过解该正规方程式，来得到与选择噪声抑制的功能的参数P₂对应的各类别的系数数据Wi。

此外，例如，在生成与参数P₃对应的系数数据时，向输入端子151输入MPEG信号(速率a)的解码后的信号作为训练信号，向学习信号生成电路输入参数P₃，该学习信号生成电路由训练信号来生成MPEG信号(速率a)的解码前的信号。由此，正规方程式生成部171根据上述训练信号及学习信号，对应于参数P₃，对每个类别生成用于得到系数数据的正规方程式(参照式(21))，通过解该正规方程式，来得到与选择MPEG信号(速率a)的解码功能的参数P₃对应的各类别的系数数据Wi。

此外，例如，在生成与参数P₄对应的系数数据时，向输入端子151输入MPEG信号(速率b)的解码后的信号作为训练信号，向学习信号生成电路输入参数P₄，该学习信号生成电路由训练信号来生成MPEG信号(速率b)的解码前的信号。由此，正规方程式生成部171根据上述训练信号及学习信号，对应于参数P₄，对每个类别生成用于得到系数数据的正规方程式(参照式(21))，通过解该正规方程式，来得到与选择MPEG信号(速率b)的解码功能的参数P₄对应的各类别的系数数据Wi。

此外，例如，在生成与参数P₅对应的系数数据时，向输入端子151输入分量信号作为训练信号，向学习信号生成电路输入参数P₅，该学习信号生成电路由训练信号来生成作为学习信号的复合信号。由此，正规方程式生成部171根据上述训练信号及学习信号，对应于参数P₅，对每个类别生成用于得到系数数据的正规方程式(参照式(21))，通过解该正规方程式，来得到与选择将复合信号变换为分量信号的功能的参数P₅对应的各类别的系数数据Wi。

此外，例如，在生成与参数P₆对应的系数数据时，向输入端子151输入解码后的JPEG信号作为训练信号，向学习信号生成电路输入参数P₆，该学习信号生成电路由训练信号来生成解码前的JPEG信号。由此，正规方程式生成部171根据上述训练信号及学习信号，对应于参数P₆，对每个类别生成用于得到系数数据的正规方程式(参照式(21))，通过解该正规方程式，来得到与选择JPEG信号的解码功能的参数P₆对应的各类别的系数数据Wi。

也可以设定式(43)所示的用于生成估计式的系数数据Wi的生成式，在存储器中对每个类别保存该生成式的系数数据的系数种类数据w₀～w_n，通过该生成式来计算获得与类别检测部502a检测出的类别CL及输入的参数P的值对应的系数数据Wi。

W_i＝w₀+w₁P+w₂P²+...+w_nPⁿ                 …(43)

在此情况下，各类别的系数种类数据w₀～w_n可以用与上述图18所示的系数种类数据生成装置150或上述图21所示的系数种类数据生成装置150′同样的系数种类数据生成装置来生成。这里，将系数种类数据生成装置150、150′中的SD信号生成电路152的部分变为学习信号生成电路。

在此情况下，向学习信号生成电路依次输入参数P₁、P₂、P₃、P₄、P₅、P₆。

然后，在输入参数P₁时，向输入端子151输入高分辨率的视频信号作为训练信号，学习信号生成电路使用限带滤波器由训练信号来生成作为学习信号的低分辨率的视频信号。此外，在输入参数P₂时，向输入端子151输入作为训练信号的视频信号，学习信号生成电路在作为训练信号的视频信号上附加噪声来生成作为学习信号的视频信号。此外，在输入参数P₃时，向输入端子151输入MPEG信号(速率a)的解码后的信号作为训练信号，学习信号生成电路由训练信号来生成MPEG信号(速率a)的解码前的信号。

此外，在输入P₄时，向输入端子151输入MPEG信号(速率b)的解码后的信号作为训练信号，学习信号生成电路由训练信号来生成MPEG信号(速率b)的解码前的信号。此外，在输入参数P₅时，向输入端子151输入分量信号作为训练信号，学习信号生成电路由训练信号来生成作为学习信号的复合信号。再者，在输入参数P₆时，向输入端子151输入解码后的JPEG信号作为训练信号，学习信号生成电路由训练信号来生成解码前的JPEG信号。

由此，在与图18的系数种类数据生成装置150对应的系数种类数据生成装置中，正规方程式生成部160对每个类别生成用于得到系数种类数据w₀～w_n的正规方程式(参照式(13))，通过解该正规方程式，来得到各类别的系数种类数据w₀～w_n。

另一方面，在与图21的系数种类数据生成装置150′对应的系数种类数据生成装置中，正规方程式生成部171分别对应于参数P₁～P₆，对每个类别生成用于得到系数数据的正规方程式(参照式(21))，通过解该正规方程式，来得到与参数P₁～P₆分别对应的各类别的系数数据Wi。然后，正规方程式生成部173由与参数P₁～P₆分别对应的各类别的系数数据Wi，对每个类别生成用于得到系数种类数据w₀～w_n的正规方程式(参照式(26))，通过解该正规方程式，来得到各类别的系数种类数据w₀～w_n。

下面说明图35所示的图像信号处理装置500的工作。

供给到输入端子501的输入图像信号Vin被供给到图像信号处理部502。供给到该图像信号处理部502的输入图像信号Vin被供给到类别检测部502a。该类别检测部502a根据从输入图像信号Vin中提取出的类别抽头的数据来检测类别CL。这样由类别检测部502a检测出的类别CL被供给到系数数据产生部502b。

向系数数据产生部502b还供给输入到图像信号处理部502中的参数P。然后，系数数据产生部502b产生与类别CL对应、而且与参数P的值对应的估计式的系数数据Wi。该估计式的系数数据Wi被供给到数据生成部502c。

此外，输入图像信号Vin被供给到数据生成部502c。该数据生成部502c从输入图像信号Vin中提取预测抽头的数据，并且使用系数数据Wi，通过估计式来生成构成输出图像信号Vout的数据。然后，从图像信号处理部502输出该数据生成部502c生成的数据作为输出图像信号Vout，该输出图像信号Vout被输出到输出端子503。

如上所述，图像信号处理部502的系数数据产生部502b产生与输入的参数P的值对应的系数数据Wi，数据生成部502c使用该系数数据Wi来生成构成输出图像信号Vout的数据。因此，图像信号处理部502进行用参数P选择出的功能的处理。换言之，通过变更参数P的值，能够切换图像信号处理装置500的功能。

这样，根据图35所示的图像信号处理装置500，能够用单个装置来实现分辨率提高、噪声抑制、MPEG信号解码、JPEG(Joint Photographic ExpertsGroup，联合摄影专家组)信号解码、从复合信号变换为分量信号等功能。

此外，作为分辨率提高，这里举出了空间方向的分辨率的例子，但是也可以是时间方向的分辨率。此外，可以在一维Y/C分离、二维Y/C分离、三维Y/C分离等之间切换功能。

在图35的图像信号处理装置500中，也可以设计参数P来进行用户输入，并且也可以按照输入视频信号Vin的特征来自动设定参数。此外，类别检测部502a内的类别抽头选择电路和数据生成部502c内的预测抽头选择电路也可以按照参数P的值来选择各抽头。

此外，在图35的图像信号处理电路500中，示出了参数P取离散值，但是该参数P也可以取连续值。在此情况下，与参数P对应的系数数据Wi可以通过使用离散系数数据来进行线性插值、或者在使用系数种类数据的公式中代入该参数P的值来得到。通过这样使参数P取连续值，能够在例如如图36所示对速率为a、b的MPEG信号进行解码的装置中，还可对该速率a、b之间的任意速率的MPEG信号进行解码。

此外，图35的图像信号处理装置500进行切换的功能只是一例，并不限于此。当然通过同样的结构也能够切换其他功能。

此外，在上述实施例中，示出了信息信号是图像信号的情况，但是本发明不限于此。例如，在信息信号是语音信号的情况下，也能够同样应用本发明。

根据本发明，对应于从多个功能中决定一个功能的参数的值，由构成第1信息信号的信息数据来生成构成第2信息信号的信息数据，能够通过单个装置来实现多个功能的处理。

根据本发明，在将第1信息信号变换为第2信息信号时，对应于多种参数的值来生成第2信息信号，能够在多个轴上自由地调整通过第2信息信号而得到的输出的质量。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的信息信号处理装置、信息信号处理方法、图像信号处理装置及使用其的图像显示装置、其使用的系数种类数据生成装置及生成方法、系数数据生成装置及生成方法、以及信息提供媒体在分辨率提高、噪声抑制、解码、信号形式变换等、或将NTSC制式的视频信号变换为高清晰度电视的视频信号时特别适用。

Claims (15)

1、一种信息信号处理装置，对输入的第1信息信号，进行从多个功能中决定的期望的功能的处理来生成第2信息信号并输出该第2信息信号，其特征在于，该装置包括：

存储部件，保存在生成用于对所述第1信息信号进行信号处理的种类数据时所使用的系数种类数据；

参数输入部件，至少输入从所述多个功能中决定所述期望的功能的参数的值；

系数数据产生部件，根据由所述参数输入部件输入的参数的值和在所述存储部件中存储的系数种类数据，来产生与所述输入的参数的值相对应的系数数据；

数据选择部件，从构成所述第1信息信号的信息数据中，选择多个信息数据；以及

运算部件，根据与所述输入的参数的值相对应的所述系数数据和所述数据选择部件选择的所述多个信息数据，来计算构成所述第2信息信号的信息数据。

2、如权利要求1所述的一种信息信号处理装置，其特征在于，所述信息信号处理装置还具有：

第2数据选择部件，根据构成所述第1信息信号的信息数据，来选择与被运算的所述第2信息信号相关的对应于关注点的位置周边的多个信息数据；以及类别检测部件，根据所述第2数据选择部件选择出的所述多个信息数据，来检测所述当前位置的信息数据所属的类别。

所述系数数据产生部件对每个上述类别检测部件检测出的类别产生所述系数数据。

3、如权利要求2所述的信息信号处理装置，其特征在于，

根据用所述第1存储部件中保存的系数种类数据和所述输入的参数的值的生成式，对所述类别检测部件检测的每个类别生成所述系数数据；

所述系数数据产生部件还具有：

第2存储部件，保存各类别的所述系数数据；以及

系数数据读出部件，从所述第2存储部件读出与所述类别检测部件检测出的类别对应的所述系数数据并输出。

4、如权利要求1所述的信息信号处理装置，其特征在于，所述系数数据产生部件还用所述系数数据进行运算，并将该运算结果作为所述系数数据来输出。

5、如权利要求2所述的信息信号处理装置，其特征在于，所述系数数据产生部件具有：

第1存储器，保存对所述类别检测部件检测的类别及所述参数输入部件输入的参数的值的每个组合生成的系数数据；

所述系数数据产生部件产生与所述类别检测部件检测出的类别及所述输入的参数的值对应的所述系数数据。

6、如权利要求5所述的信息信号处理装置，其特征在于，所述系数数据产生部件具有：

第1数据读出部件，从所述第1存储部中读出与所述参数输入部件输入的参数的值对应的各类别的系数数据；

第2存储部，保存所述第1数据读出部件读出的各类别的系数数据；以及

第2数据读出部件，从所述第2存储部中读出与所述类别检测部件检测出的类别对应的系数数据。

7、如权利要求2所述的信息信号处理装置，其特征在于，

所述参数输入部件具有：

显示部件，显示所述输入的参数的调整位置；以及

用户操作部件，参照所述显示部件的显示来调整所述输入的参数的值。

8、如权利要求1所述的信息信号处理装置，其特征在于，

所述第1信息信号和所述第2信息信号分别是多个像素数据构成的第1图像信号和多个像素数据构成的第2图像信号。

9、如权利要求8所述的信息信号处理装置，其特征在于，还具有：

图像显示部件，将从所述运算部件输出的按照所述第2图像信号的图像显示在图像显示单元上。

10、如权利要求9所述的图像显示装置，其特征在于，

显示控制部件，将所述输入的参数的调整位置显示在所述图像显示单元上；以及

用户操作部件，参照所述图像显示单元上显示的所述输入的参数的调整位置来调整所述输入的参数的值。

11、一种信息信号处理方法，对输入的第1信息信号，进行从多个功能中决定的期望的功能的处理来生成第2信息信号并输出该第2信息信号，其特征在于，该方法包括：

系数种类产生步骤，产生用于在生成对所述第1信息信号进行信号处理的种类数据时使用的系数种类数据；

参数输入步骤，至少输入从所述多个功能中决定所述期望的功能的参数的值；

系数数据产生步骤，根据由所述参数输入部件输入的参数的值和所述系数种类数据，来产生与所述输入的参数的值相对应的系数数据；

数据选择步骤，从构成所述第1信息信号的信息数据中，选择多个信息数据；以及

运算步骤，根据与所述输入的参数的值相对应的所述系数数据和所述数据选择部件选择的所述多个信息数据，来计算构成所述第2信息信号的信息数据。

12、如权利要求11所述的信息信号处理方法，其特征在于，该方法包括：

第2步骤，根据构成所述第1信息信号的信息数据，来选择位于与被运算的所述第2信息信号相关的对应于关注点的周边位置的多个第1信息数据；

以及类别检测步骤，根据所述第2步骤中选择出的所述多个信息数据，来检测所述当前位置的信息数据所属的类别；

所述系数数据产生部件对每个上述类别检测步骤中检测出的类别产生所述系数数据。

13、如权利要求12所述的信息信号处理方法，其特征在于，

在所述系数数据产生步骤中，根据用对所述类别检测步骤检测的每个类别系数数据和输入的参数的值的生成式，来计算获得与所述所述类别检测步骤中检测出的类别及输入的参数的值对应的所述系数数据。

14、如权利要求13所述的信息信号处理方法，其特征在于，

在所述系数数据产生步骤中，用所述系数数据进一步进行运算，并将该运算结果作为上述系数数据来输出。

15、如权利要求12所述的信息信号处理方法，其特征在于，

在所述系数数据产生步骤中，根据所述类别检测步骤中检测出的类别及所述输入的参数的值，从保存所述类别检测步骤中检测的类别及所述输入的参数的值的每个组合的所述系数数据的存储器中，读出获得与所述类别检测步骤中检测出的类别及所述输入的参数的值对应的所述系数数据。

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