JP7346124B2 - Video processing device and video processing program - Google Patents
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Description
本発明は、映像処理装置及び映像処理プログラムに関する。 The present invention relates to a video processing device and a video processing program.
近年、フレーム周波数が120Hz(毎秒120フレーム)又は240Hz(毎秒240フレーム)といった高フレームレート映像の普及が進んでいる。高フレームレート映像は、動きが速い被写体を鮮明かつ滑らかに表示できることが特徴であり、スポーツなどのコンテンツに適している。なお、以下において、「映像」とは動画を意味し、「画像」とは静止画を意味するものとする。 In recent years, high frame rate video with a frame frequency of 120 Hz (120 frames per second) or 240 Hz (240 frames per second) has become popular. High frame rate video is characterized by its ability to display fast-moving subjects clearly and smoothly, making it suitable for content such as sports. Note that in the following, "video" means a moving image, and "image" means a still image.
高フレームレート映像は、フレーム周波数が高い分、非圧縮形式のビットレートが高くなるため、伝送に用いるインターフェースの選択が課題となる。例えば8K 120Hz非圧縮映像(最大144Gbps)を伝送可能なインターフェースとして、ARIB STD-B58に規定されるU-SDIが存在し、カメラ、ディスプレイ、非圧縮レコーダなどの入出力に使用されている。 For high frame rate video, the uncompressed bit rate is high due to the high frame frequency, so selecting an interface to use for transmission becomes an issue. For example, U-SDI defined in ARIB STD-B58 exists as an interface capable of transmitting 8K 120Hz uncompressed video (maximum 144 Gbps), and is used for input/output of cameras, displays, uncompressed recorders, etc.
他方、非特許文献1に記載されているように、高フレームレート映像用の符号化・復号装置などでは、コストや実装面を勘案して、入力映像を時空間方向に分割し、4K 60Hz映像までに対応している12G-SDIやDisplay Portなどを複数用いて伝送することがある。
On the other hand, as described in
非特許文献1に記載されているように60Hz映像用のインターフェースを利用して120Hz映像を取り扱う際には、120Hz入力映像を1フレームずつ間引いた60Hz映像を偶数番フレームと奇数番フレームとの2組に分けて生成し、120Hz映像を出力する際には2組の60Hz映像を合成する。
As described in Non-Patent
しかしながら、これらの生成や合成時の誤動作により、120Hz出力映像において偶数番フレームと奇数番フレームとの順序が反転することがある。このような異常が発生した際には、フレーム番号が前後することが繰り返されるため、出力映像中で物体が行ったり来たりする不自然な動きを目視によって確認することができるものの、このような状態が生じた瞬間を検出することは困難であるという問題点がある。 However, due to malfunctions during these generation and composition processes, the order of even-numbered frames and odd-numbered frames may be reversed in the 120 Hz output video. When such an anomaly occurs, the frame number repeatedly changes back and forth, and although it is possible to visually confirm the unnatural movement of objects back and forth in the output video, The problem is that it is difficult to detect the moment when a condition occurs.
さらに、フレーム番号情報を持つインターフェースであれば反転したフレームを検出及び訂正して出力することができるが、そうでない場合には検出及び訂正することは困難であるという問題点がある。 Furthermore, if the interface has frame number information, it is possible to detect and correct an inverted frame and output it, but if this is not the case, it is difficult to detect and correct the inverted frame.
そこで、本発明は、フレーム番号情報を持たないインターフェースを用いる場合であってもフレーム反転を検出可能な映像処理装置及び映像処理プログラムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a video processing device and a video processing program that can detect frame inversion even when using an interface that does not have frame number information.
第1の態様に係る映像処理装置は、偶数番フレーム及び奇数番フレームからなる高フレームレート映像を処理する装置である。前記映像処理装置は、前記偶数番フレーム及び前記奇数番フレームの順序が反転するフレーム反転を検出するフレーム反転検出部を備える。前記フレーム反転検出部は、前記高フレームレート映像における対象フレームごとに、前記対象フレームの1つ前の直前フレーム及び前記対象フレームの1つ後の直後フレームの少なくとも一方を含む複数の参照フレームのそれぞれの画像に対する前記対象フレームの画像の差分の大きさを表す差分情報を計算する計算部と、前記差分情報に基づいて、前記対象フレームについて前記フレーム反転が発生したか否かを判定する判定部とを有する。 The video processing device according to the first aspect is a device that processes high frame rate video consisting of even numbered frames and odd numbered frames. The video processing device includes a frame reversal detection unit that detects frame reversal in which the order of the even-numbered frames and the odd-numbered frames is reversed. The frame reversal detection unit is configured to detect, for each target frame in the high frame rate video, each of a plurality of reference frames including at least one of a frame immediately before the target frame and a frame immediately after the target frame. a calculation unit that calculates difference information representing the magnitude of the difference between the image of the target frame and the image of the target frame; and a determination unit that determines whether or not the frame reversal has occurred in the target frame based on the difference information. has.
第2の態様に係る映像処理プログラムは、偶数番フレーム及び奇数番フレームからなる高フレームレート映像を処理するプログラムである。前記映像処理プログラムは、前記偶数番フレーム及び前記奇数番フレームの順序が反転するフレーム反転を検出するフレーム反転検出ステップを含む。前記フレーム反転検出ステップは、前記高フレームレート映像における対象フレームごとに、前記対象フレームの1つ前の直前フレーム及び前記対象フレームの1つ後の直後フレームの少なくとも一方を含む複数の参照フレームのそれぞれの画像に対する前記対象フレームの画像の差分の大きさを表す差分情報を計算する計算ステップと、前記差分情報に基づいて、前記対象フレームについて前記フレーム反転が発生したか否かを判定する判定ステップとを有する。 The video processing program according to the second aspect is a program that processes high frame rate video consisting of even numbered frames and odd numbered frames. The video processing program includes a frame reversal detection step of detecting a frame reversal in which the order of the even-numbered frames and the odd-numbered frames is reversed. The frame reversal detection step includes, for each target frame in the high frame rate video, each of a plurality of reference frames including at least one of a frame immediately before the target frame and a frame immediately after the target frame. a calculating step of calculating difference information representing a difference between the image of the target frame and the image of the target frame; and a determining step of determining whether or not the frame reversal has occurred in the target frame based on the difference information. has.
本発明によれば、フレーム番号情報を持たないインターフェースを用いる場合であってもフレーム反転を検出可能な映像処理装置及び映像処理プログラムを提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a video processing device and a video processing program that can detect frame inversion even when using an interface that does not have frame number information.
図面を参照して、実施形態に係る映像処理装置について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。 A video processing device according to an embodiment will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings below, the same or similar parts are designated by the same or similar symbols.
<第1実施形態>
(映像伝送システムの構成)
まず、本実施形態に係る映像伝送システムについて説明する。図1は、本実施形態に係る映像伝送システムの構成を示す図である。
<First embodiment>
(Video transmission system configuration)
First, a video transmission system according to this embodiment will be explained. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a video transmission system according to this embodiment.
図1(a)に示すように、本実施形態に係る映像伝送システムは、送信側装置1と、受信側装置2とを有する。
As shown in FIG. 1A, the video transmission system according to this embodiment includes a
送信側装置1には、フレーム周波数が120Hz(毎秒120フレーム)又は240Hz(毎秒240フレーム)といった高フレームレート映像が入力される。以下において、高フレームレート映像のフレーム周波数が120Hzである一例について主として説明する。
A high frame rate video having a frame frequency of 120 Hz (120 frames per second) or 240 Hz (240 frames per second) is input to the transmitting
送信側装置1は、60Hz映像用のインターフェースを2つ利用して120Hz映像を受信側装置2に伝送する。具体的には、送信側装置1は、分割部11を有する。
The transmitting
分割部11は、図1(b)に示すように、120Hz入力映像を1フレームずつ間引いた60Hz映像を偶数番フレーム(even frames)と奇数番フレーム(odd frames)との2組に分けて生成し、2組の60Hz映像を2つの60Hz映像用のインターフェースを介して受信側装置2に伝送する。本実施形態において、60Hz映像用のインターフェースは、フレーム番号情報を持たないインターフェースであるものとする。
As shown in FIG. 1B, the dividing
受信側装置2は、偶数番フレームと奇数番フレームとを送信側装置1から受信する。受信側装置2は、合成部21と、映像処理装置22とを有する。
The
合成部21は、図1(b)に示すように、受信した偶数番フレーム及び奇数番フレームを合成し、高フレームレート映像である120Hz合成映像を映像処理装置22に出力する。ここで、分割部11又は合成部21の誤動作により、合成部21が出力する120Hz出力映像において、偶数番フレームと奇数番フレームとの順序が反転することがある。
As shown in FIG. 1(b), the combining
映像処理装置22は、合成部21が出力する高フレームレート映像である120Hz合成映像を処理する。本実施形態において、映像処理装置22は、偶数番フレーム及び奇数番フレームの順序が反転するフレーム反転を検出する。
The
(映像処理装置の構成)
次に、本実施形態に係る映像処理装置22の構成について説明する。図2は、本実施形態に係る映像処理装置22の構成を示す図である。
(Configuration of video processing device)
Next, the configuration of the
図2に示すように、本実施形態に係る映像処理装置22は、入力部221と、バッファ部222と、フレーム反転検出部223と、出力部224とを有する。
As shown in FIG. 2, the
入力部221には、高フレームレート映像である120Hz合成映像が入力される。入力部221は、入力された120Hz合成映像をバッファ部222に出力する。
A 120 Hz composite video, which is a high frame rate video, is input to the
バッファ部222は、入力部221から出力される120Hz映像を構成する各フレームを入力順に一時的に蓄積する。
The
フレーム反転検出部223は、バッファ部222に蓄積されたフレームからフレームを順次読み出し、偶数番フレーム及び奇数番フレームの順序が反転するフレーム反転を検出する。フレーム反転検出部223は、フレーム反転が検出されない場合、バッファ部222から読み出したフレームを出力部224に順次出力する。一方、フレーム反転検出部223は、フレーム反転が検出された場合、フレーム反転が検出されたことを示す情報を出力部224に出力する。フレーム反転検出部223は、計算部223aと、判定部223bとを有する。
The frame
計算部223aは、高フレームレート映像(120Hz映像)における対象フレームごとに、複数の参照フレームのそれぞれの画像に対する対象フレームの画像の差分の大きさを表す差分情報を計算する。本実施形態において、複数の参照フレームは、対象フレームの1つ前の直前フレームと対象フレームの1つ後の直後フレームとを含む。
The
判定部223bは、計算部223aが計算する差分情報に基づいて、対象フレームについてフレーム反転が発生したか否かを判定する。本実施形態において、判定部223bは、対象フレームの1つである第1対象フレームについて計算部223aが計算した差分情報が、第1対象フレームの1つ前の第2対象フレームについて計算部223aが計算した差分情報に比べて増加した場合、第1対象フレームについてフレーム反転が発生したと判定する。
The
出力部224は、フレーム反転検出部223から出力されるフレームを外部(例えば、外部の表示装置)に順次出力する。出力部224は、フレーム反転検出部223から出力されるフレームの画像を順次出力する表示装置であってもよい。出力部224は、フレーム反転が検出されたことを示す情報をフレーム反転検出部223が出力する場合、当該情報を出力する。
The
(映像処理装置の動作)
次に、本実施形態に係る映像処理装置22の動作について説明する。図3乃至図4は、本実施形態に係る映像処理装置22の動作を示す図である。図3乃至図4において、横軸のフレーム番号(Frame number)は正しい表示順におけるフレーム番号を示している。
(Operation of video processing device)
Next, the operation of the
図3(a)は、ある映像内で等速運動をする物体の画面位置(縦軸)とフレーム表示順(横軸)の関係を示す。図3(a)に示す画面位置(position)は、例えば1つのフレームの画像に含まれる物体の水平方向(x)又は垂直方向(y)の位置を示している。 FIG. 3A shows the relationship between the screen position (vertical axis) of an object moving at a constant velocity in a certain video and the frame display order (horizontal axis). The screen position shown in FIG. 3A indicates, for example, the horizontal (x) or vertical (y) position of an object included in one frame of image.
図3(a)に示すように、画像に含まれる物体の位置は、フレーム番号の増加につれて等間隔で変化する。全ての物体が等速運動をしているわけではないが、高フレームレート映像では連続するフレームの時間問隔が短く、変化が微小であるため、ここでは近似的に等速運動しているものとして扱っている。 As shown in FIG. 3(a), the position of the object included in the image changes at equal intervals as the frame number increases. Not all objects move at a uniform velocity, but in high frame rate video the time interval between successive frames is short and changes are minute, so here we will focus on objects that are moving approximately at a uniform velocity. It is treated as
図3(b)及び(c)は、図3(a)の映像にフレーム反転が起きた場合を示している。 FIGS. 3(b) and 3(c) show a case where frame inversion occurs in the video of FIG. 3(a).
具体的には、図3(b)は、偶数番フレームが奇数番フレームよりも先行した場合を示している。フレーム番号“4”以降の偶数番フレームが奇数番フレームよりも先行し、フレーム番号が0,1,2,4,3,6,5,・・・となっている。 Specifically, FIG. 3(b) shows a case where even-numbered frames precede odd-numbered frames. Even-numbered frames after frame number "4" precede odd-numbered frames, and the frame numbers are 0, 1, 2, 4, 3, 6, 5, . . . .
図3(c)は、奇数番フレームが偶数番フレームよりも先行した場合を示している。フレーム番号“3”以降の奇数番フレームが偶数番フレームよりも先行し、フレーム番号が0,1,3,2,5,4,7,6,・・・となっている。 FIG. 3(c) shows a case where odd-numbered frames precede even-numbered frames. Odd-numbered frames after frame number "3" precede even-numbered frames, and the frame numbers are 0, 1, 3, 2, 5, 4, 7, 6, . . . .
ここで、n番目のフレーム(対象フレーム)の物体の画面位置PをPnとし、n-1番目のフレーム(直前フレーム)の物体の画面位置PをPn-1とし、n+1番目のフレーム(直後フレーム)の物体の画面位置PをPn+1とすると、Pnの時問方向の二階微分ΔPnの絶対値は、次の式(1)により計算される。 Here, the screen position P of the object in the nth frame (target frame) is P n , the screen position P of the object in the n-1st frame (previous frame) is P n-1 , and the screen position P of the object in the n+1th frame ( When the screen position P of the object in the immediately following frame is Pn +1 , the absolute value of the second-order differential ΔPn of Pn in the temporal direction is calculated by the following equation (1).
|ΔPn|=|2Pn-Pn-1-Pn+1| ・・・(1)
図3(a)乃至(c)のそれぞれに対する|ΔPn|の計算結果を図4(a)乃至(c)に示す。
|ΔP n |=|2P n -P n-1 -P n+1 | ...(1)
The calculation results of |ΔP n | for each of FIGS. 3(a) to (c) are shown in FIGS. 4(a) to (c).
図4(a)に示すように、図3における映像の物体は等速運動をしているため、|ΔPn|は0になる。一方、フレーム反転が発生した図3(b)及び(c)は、物体の位置が増減を繰り返すため、ΔPnは正負の値を交互にとり、その絶対値|ΔPn|は徐々に大きくなった後、一定値を取る。このような原理によって、フレーム反転検出部223は、フレーム反転を検出することが可能である。
As shown in FIG. 4(a), the object in the image in FIG. 3 is moving at a constant velocity, so |ΔP n | becomes 0. On the other hand, in Figures 3(b) and (c) where frame inversion occurred, the position of the object repeatedly increases and decreases, so ΔP n alternately takes positive and negative values, and its absolute value |ΔP n | gradually increases. After that, it takes a constant value. Based on this principle, the frame
同様の手法を8K 120Hz映像に適用した結果を図5に示す。 Figure 5 shows the results of applying a similar method to 8K 120Hz video.
図5は、n番目のフレームの輝度コンポーネントYをYnとし、時間方向の二階微分ΔYn=2Yn-Yn-1-Yn+1の分散(Variance)を縦軸にとった場合を示している。 FIG. 5 shows a case where the luminance component Y of the nth frame is Yn , and the vertical axis is the variance of the second-order differential ΔYn = 2Yn -Yn -1 -Yn+1 in the time direction. There is.
例えば、フレーム反転検出部223の計算部223aは、各対象フレームについて、画像位置(x、y)ごとにΔYnを計算するととともに、フレーム単位で分散を計算する。本実施形態において、ΔYnの分散は、複数の参照フレームのそれぞれの画像に対する対象フレームの画像の差分の大きさを表す差分情報に相当する。
For example, the
以下において、ΔYnの分散を差分情報として用いる一例について主として説明するが、ΔYnの他の統計量、例えばΔYnの平均を差分情報として用いてもよい。 Although an example in which the variance of ΔY n is used as the difference information will be mainly described below, other statistical quantities of ΔY n , such as the average of ΔY n , may be used as the difference information.
また、本実施形態において、フレーム反転検出部223の計算部223aは、8Kのフレーム全体を計算に使用しているが、計算量を減らすため、4Kなどに縮小してから計算を行ってもよいし、画像の一部分、例えば中央の2K領域などに対して計算を行ってもよい。
Further, in this embodiment, the
図5(a)はフレーム番号順に正しく表示される場合、図5(b)及び(c)はそれぞれ偶数番フレーム及び奇数番フレームが先行するフレーム反転が発生した場合を示している。 FIG. 5A shows a case where the frames are displayed correctly in the order of frame numbers, and FIGS. 5B and 5C show a case where frame inversion occurs in which an even-numbered frame and an odd-numbered frame precede each other, respectively.
図5(a)に比べて、図5(b)及び(c)のΔYnの分散が大きい。このため、フレーム反転検出部223の判定部223bは、ΔYnの分散に基づいて、対象フレームについてフレーム反転が発生したか否かを判定可能である。例えば、フレーム反転検出部223の判定部223bは、ある1つのフレーム(第1対象フレーム)について計算したΔYnの分散が、このフレームの直前のフレーム(第2対象フレーム)について計算したΔYn-1の分散に比べて増加した場合、第1対象フレームについてフレーム反転が発生したと判定する。
The dispersion of ΔY n in FIGS. 5(b) and 5(c) is larger than that in FIG. 5(a). Therefore, the
(映像処理装置の動作フローの一例)
次に、本実施形態に係る映像処理装置22の動作フロー例について説明する。図6は、本実施形態に係る映像処理装置22の動作フロー例を示す図である。
(Example of operation flow of video processing device)
Next, an example of the operation flow of the
図6に示すように、ステップS11において、フレーム反転検出部223の計算部223aは、n番目のフレームのΔYnの分散(Vnとする)を差分情報として計算する。
As shown in FIG. 6, in step S11, the
ステップS12において、フレーム反転検出部223の判定部223bは、1つ前(n-1番目)のフレームのΔYn-1の分散(Vn-1とする)とVnとを比較し、VnがVn-1から増加したか否かを判定する。
In step S12, the
フレーム反転検出部223の判定部223bは、Vn-1とVnとをそのまま比較することに限らず、Vn-1に係数を付与したものをVnと比較してもよい。例えば、フレーム反転検出部223の判定部223bは、Vnと1.2×Vn-1とを比較し、Vnが1.2×Vn-1から増加した(Vn>1.2×Vn-1)か否かを判定してもよい。
The
また、フレーム反転検出部223の判定部223bは、Vnが複数フレーム連続して増加したか否かを判定してもよい。例えば、フレーム反転検出部223の判定部223bは、Vn>Vn-1>Vn-2という条件が満たされたか否かを判定してもよい。このような判定は、シーンチェンジ(絵柄が変化したこと)による誤検出を防ぐために有効である。さらに、フレーム反転検出部223の判定部223bは、上述したような係数を導入し、Vn>Vn-1>Vn-2かつVn>1.1×Vn-2という条件が満たされたか否かを判定してもよい。このような判定は、固定撮影の映像など、フレーム反転による分散の変化が小さい場合に特に効果的である。
Further, the
なお、係数の値は“1.2”や“1.1”とする場合に限らず、他の値を選択してもよい。 Note that the value of the coefficient is not limited to "1.2" or "1.1", and other values may be selected.
ステップS12において「Yes」である場合、ステップS13において、フレーム反転検出部223の判定部223bは、n番目のフレームについてフレーム反転が発生していると判定し、処理を終了する。
If "Yes" in step S12, the
一方、ステップS12において「No」である場合、ステップS14において、フレーム反転検出部223の判定部223bは、1つ後(n+1番目)のフレームが最後であるか否かを判定する。ステップS12において「Yes」である場合は処理を終了する。
On the other hand, if "No" is determined in step S12, the
ステップS12において「No」である場合、ステップS15において、フレーム反転検出部223の計算部223aは、n+1をnに代入し、ステップS11からの処理を再開する。
If "No" in step S12, in step S15, the
なお、図6のステップS13でフレーム反転を検出した際に処理を終了しているが、フレーム反転検出部223の判定部223bは、その後にステップS14に処理を進め、フレーム反転が元に戻ったか否かを判定しても良い。その際は、フレーム反転を検出する前後のVnを保存しておき、フレーム反転を検出する前のVnに近づいたこと(ステップS12の逆)を判定するようにすればよい。
Although the process ends when frame inversion is detected in step S13 in FIG. 6, the
このように、本実施形態によれば、フレーム番号情報を持たないインターフェースを用いる場合であっても、各フレームの画像に基づいて、高フレームレート映像の偶数、奇数番フレームの反転を検出できる。 In this way, according to the present embodiment, even when using an interface that does not have frame number information, it is possible to detect the inversion of even-numbered and odd-numbered frames of a high frame rate video based on the image of each frame.
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について、第1実施形態との相違点を主として説明する。
<Second embodiment>
Next, the second embodiment will be mainly described with respect to differences from the first embodiment.
第1実施形態ではフレーム反転を検出することができるが、フレーム反転を訂正することはできない。本実施形態では、フレーム反転を検出した際にそのフレーム反転を訂正できるようにする。 In the first embodiment, frame inversion can be detected, but frame inversion cannot be corrected. In this embodiment, when a frame inversion is detected, the frame inversion can be corrected.
(映像処理装置の構成)
図7は、本実施形態に係る映像処理装置22の構成を示す図である。
(Configuration of video processing device)
FIG. 7 is a diagram showing the configuration of the
図7に示すように、本実施形態に係る映像処理装置22は、フレーム反転訂正部225をさらに有する点で第1実施形態とは異なっている。フレーム反転訂正部225は、フレーム反転検出部223がフレーム反転を検出した場合、検出したフレーム反転を訂正し、訂正後のフレームを出力部224に出力する。
As shown in FIG. 7, the
また、本実施形態において、フレーム反転検出部223の計算部223aは、対象フレームについて差分情報を計算する際に参照する複数の参照フレームとして、対象フレームの1つ前のフレーム(直前フレーム)と、対象フレームの3つ前のフレームとを用いる。
In the present embodiment, the
或いは、フレーム反転検出部223の計算部223aは、対象フレームについて差分情報を計算する際に参照する複数の参照フレームとして、対象フレームの1つ後のフレーム(直後フレーム)と、対象フレームの3つ後のフレームとを用いてもよい。
Alternatively, the calculating
フレーム反転訂正部225は、対象フレームの1つである第1対象フレームについて計算部223aが計算した差分情報が、第1対象フレームの1つ前の第2対象フレームについて計算部223aが計算した差分情報に比べて増加した場合、第1対象フレームがフレーム反転により先行したフレームであると判定し、第1対象フレームの順序を後にするように訂正する。
The frame
一方、フレーム反転訂正部225は、対象フレームの1つである第1対象フレームについて計算部223aが計算した差分情報が、第1対象フレームの1つ前の第2対象フレームについて計算部223aが計算した差分情報に比べて減少した場合、第1対象フレームがフレーム反転により後続したフレームであると判定し、第1対象フレームの順序を前にするように訂正する。
On the other hand, the frame
(映像処理装置の動作)
次に、本実施形態に係る映像処理装置22の動作について説明する。図8乃至図10は、本実施形態に係る映像処理装置22の動作を示す図である。図8乃至図10において、横軸のフレーム番号(Frame number)は正しい表示順におけるフレーム番号を示している。
(Operation of video processing device)
Next, the operation of the
図8及び図9に、図3と同じ例における|2Pn-Pn-1-Pn-3|及び|2Pn-Pn+1-Pn+3|の計算結果をそれぞれ示す。具体的には、図8(a)及び図9(a)は表示順が正しい場合を示し、図8(b)及び図9(b)は偶数番フレームが奇数番フレームよりも先行した場合を示し、図8(c)及び図9(c)は奇数番フレームが偶数番フレームよりも先行した場合を示している。 8 and 9 show the calculation results of |2P n −P n−1 −P n−3 | and |2P n −P n+1 −P n+3 | in the same example as FIG. 3, respectively. Specifically, FIGS. 8(a) and 9(a) show the case where the display order is correct, and FIGS. 8(b) and 9(b) show the case where the even numbered frame precedes the odd numbered frame. 8(c) and FIG. 9(c) show the case where the odd-numbered frame precedes the even-numbered frame.
図8(a)及び図9(a)に示すように、表示順が正しい場合は、|2Pn-Pn-1-Pn-3|及び|2Pn-Pn+1-Pn+3|の計算結果は同じ値になり、一定値をとる。 As shown in FIGS. 8(a) and 9(a), when the display order is correct, calculation of |2P n -P n-1 -P n-3 | and |2P n -P n+1 -P n+3 | The result will be the same value and will take a constant value.
一方、図8(b)及び(c)に示すように、|2Pn-Pn-1-Pn-3|の計算結果は、反転した先行するフレーム(すなわち、図8(b)及び(c)の横軸のそれぞれ偶数、奇数番フレーム)では、表示順が正しい場合よりも大きい値になり、反転した後続するフレーム(すなわち、図8(b)及び(c)の横軸のそれぞれ奇数、偶数番フレーム)では、0になる。0になるときは、正しい表示順で、第1実施形態で示した二階微分ΔPnを計算していることに相当する。 On the other hand, as shown in FIGS. 8(b) and (c), the calculation results of |2P n -P n-1 -P n-3 | 8(b) and 8(c)), the values are larger than in the case where the display order is correct; , even numbered frames), it becomes 0. When it becomes 0, it corresponds to calculating the second-order differential ΔP n shown in the first embodiment in the correct display order.
また、|2Pn-Pn+1-Pn+3|を計算した図9(b)及び(c)は、図8(b)及び(c)と先行、後続フレームの関係が逆になる。 Furthermore, in FIGS. 9B and 9C, in which |2P n −P n+1 −P n+3 | is calculated, the relationship between the preceding and subsequent frames is opposite to that in FIGS. 8B and 8C.
したがって、|2Pn-Pn-1-Pn-3|及び|2Pn-Pn+1-Pn+3|の少なくともいずれかを計算することにより、n番目のフレームが反転した先行、後続フレームのいずれかであるかを判定し、フレーム反転を訂正することができる。 Therefore, by calculating at least one of |2P n -P n-1 -P n-3 | and |2P n -P n+1 -P n+3 The frame flip can be corrected.
図10は、8K 120Hz映像に対して同様の手法を適用した例を示している。具体的には、フレーム反転検出部223の計算部223aが、n番目のフレーム(横軸)の輝度コンポーネントYをYnとし、前方差分Difprevn=2Yn-Yn-1-Yn-3の分散を計算した例を示している。同様に、図9に相当する計算は後方差分DifBackn=2Yn-Yn+1-Yn+3の分散によって求められる。
FIG. 10 shows an example in which a similar method is applied to 8K 120Hz video. Specifically, the
本実施形態において、前方差分Difprevnの分散は、複数の参照フレームのそれぞれの画像に対する対象フレームの画像の差分の大きさを表す差分情報に相当する。前方差分Difprevnを計算することにより、n番目のフレームが反転した先行、後続フレームのいずれかであるかを判定し、フレーム反転を訂正することができる。 In this embodiment, the variance of the forward difference Difprev n corresponds to difference information representing the magnitude of the difference between the image of the target frame and the images of each of the plurality of reference frames. By calculating the forward difference Difprev n , it is possible to determine whether the n-th frame is an inverted preceding or subsequent frame, and to correct the frame inversion.
本実施形態では、フレーム反転の訂正に前方差分Difprevnのみを用いる一例について説明するが、後方差分DifBacknのみを用いてフレーム反転を訂正してもよいし、前方差分Difprevn及び後方差分DifBacknの両方を用いても良い。また、フレーム反転の検出に第1実施形態の手法を用いた後、本実施形態に係る訂正処理を行っても良い。 In this embodiment, an example will be described in which only the forward difference Difprev n is used to correct frame inversion, but frame inversion may be corrected using only the backward difference DifBack n , or the forward difference Difprev n and the backward difference DifBack n You may use both. Furthermore, after using the method of the first embodiment to detect frame inversion, the correction processing according to the present embodiment may be performed.
(映像処理装置の動作フローの一例)
次に、本実施形態に係る映像処理装置22の動作フロー例について説明する。図11は、本実施形態に係る映像処理装置22の動作フロー例を示す図である。
(Example of operation flow of video processing device)
Next, an example of the operation flow of the
図11に示すように、ステップS21において、フレーム反転検出部223の計算部223aは、n番目のフレームの前方差分Difprevnの分散を差分情報として計算する。
As shown in FIG. 11, in step S21, the
ステップS22において、フレーム反転検出部223の判定部223bは、Difprevnがn-1番目のフレームの前方差分Difprevn-1の分散と同程度(例えば、±5%など)であるか否かを判定する。
In step S22, the
ステップS22において「Yes」である場合、フレーム反転検出部223の判定部223bは、フレーム反転が発生していないと判定し、ステップS26に処理を進める。
If "Yes" in step S22, the
一方、ステップS22において「No」である場合、フレーム反転検出部223の判定部223bは、フレーム反転が発生していると判定し、ステップS23に処理を進める。
On the other hand, if "No" in step S22, the
ステップS23において、フレーム反転訂正部225は、DifprevnがDifprevn-1に対して増加したか否かを判定する。
In step S23, the frame
ステップS23において「Yes」である場合、ステップS24において、フレーム反転訂正部225は、n番目のフレームがフレーム反転によって先行したフレームであると判定し、n番目のフレームの表示順を1つ後に訂正し、ステップS26に処理を進める。
If “Yes” in step S23, in step S24, the frame
一方、ステップS23において「No」である場合、ステップS25において、フレーム反転訂正部225は、n番目のフレームがフレーム反転によって後続したフレームであると判定し、n番目のフレームの表示順を1つ前に訂正し、ステップS26に処理を進める。
On the other hand, if "No" in step S23, in step S25, the frame
一方、ステップS26において、フレーム反転検出部223の判定部223b又はフレーム反転訂正部225は、n番目のフレームが最後のフレームであるか否かを判定する。ステップS26において「Yes」である場合は処理を終了する。ステップS26において「No」である場合、ステップS27において、フレーム反転検出部223の計算部223aは、n+1をnに代入し、ステップS21からの処理を再開する。なお、ステップS24またはS25で表示順を訂正した場合、ステップS21乃至S23のDifprevnおよびDifprevn-1は訂正が適用された後の状態で計算される。
On the other hand, in step S26, the
このように、本実施形態によれば、フレーム番号情報を持たないインターフェースを用いる場合であっても、各フレームの画像に基づいて、高フレームレート映像の偶数、奇数番フレームの反転を訂正できる。 In this way, according to the present embodiment, even when using an interface that does not have frame number information, it is possible to correct the inversion of even and odd frames of a high frame rate video based on the image of each frame.
<その他の実施形態>
映像処理装置22が行う各処理をコンピュータに実行させるプログラムが提供されてもよい。プログラムは、コンピュータ読取り可能媒体に記録されていてもよい。コンピュータ読取り可能媒体を用いれば、コンピュータにプログラムをインストールすることが可能である。ここで、プログラムが記録されたコンピュータ読取り可能媒体は、非一過性の記録媒体であってもよい。非一過性の記録媒体は、特に限定されるものではないが、例えば、CD-ROMやDVD-ROM等の記録媒体であってもよい。また、映像処理装置22が行う各処理を実行する回路を集積化し、映像処理装置22を半導体集積回路(チップセット、SoC)により構成してもよい。
<Other embodiments>
A program that causes a computer to execute each process performed by the
以上、図面を参照して実施形態について詳しく説明したが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 Although the embodiments have been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to that described above, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention.
1 :送信側装置
2 :受信側装置
11 :分割部
21 :合成部
22 :映像処理装置
221 :入力部
222 :バッファ部
223 :フレーム反転検出部
223a :計算部
223b :判定部
224 :出力部
225 :フレーム反転訂正部
1: Sending device 2: Receiving device 11: Dividing section 21: Combining section 22: Video processing device 221: Input section 222: Buffer section 223: Frame
Claims (8)
前記偶数番フレーム及び前記奇数番フレームの順序が反転するフレーム反転を検出するフレーム反転検出部を備え、
前記フレーム反転検出部は、
前記高フレームレート映像における対象フレームごとに、前記対象フレームの1つ前の直前フレーム及び前記対象フレームの1つ後の直後フレームの少なくとも一方を含む複数の参照フレームのそれぞれの画像に対する前記対象フレームの画像の差分の大きさを表す差分情報を計算する計算部と、
前記差分情報に基づいて、前記対象フレームについて前記フレーム反転が発生したか否かを判定する判定部と、を有することを特徴とする映像処理装置。 A video processing device that processes high frame rate video consisting of even numbered frames and odd numbered frames,
comprising a frame reversal detection unit that detects a frame reversal in which the order of the even numbered frame and the odd numbered frame is reversed;
The frame reversal detection section includes:
For each target frame in the high frame rate video, the target frame for each image of a plurality of reference frames including at least one of the immediately preceding frame of the target frame and the immediately following frame of the target frame. a calculation unit that calculates difference information representing the size of the difference between the images;
A video processing device comprising: a determination unit that determines whether or not the frame inversion has occurred in the target frame based on the difference information.
ことを特徴とする映像処理プログラム。A video processing program characterized by:
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