JP2003517739A - カメラビデオまたはフィルムからのテレビジョン信号をデインタレースするシステム - Google Patents

カメラビデオまたはフィルムからのテレビジョン信号をデインタレースするシステム

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JP2003517739A JP2000541824A JP2000541824A JP2003517739A JP 2003517739 A JP2003517739 A JP 2003517739A JP 2000541824 A JP2000541824 A JP 2000541824A JP 2000541824 A JP2000541824 A JP 2000541824A JP 2003517739 A JP2003517739 A JP 2003517739A
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ウィルソン，ステファン，エス．
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Abstract

(57)【要約】 ３運動検出ステージ（図２）を用いて、信号源が、映画、ライブカメラ、またはビデオ記録システム上で捕捉されたカメラ出力、または上記の任意のシーケンスからのものである場合にアーチファクトが除去される、インタレースされたテレビジョンディスプレイをプログレッシブ走査、即ちデインタレースされていないディスプレイへ変換する方法および装置（図９）が開示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は、信号源が、映画フィルム、テレビジョンコンバータ、映画のビデオ
記録、ライブカメラ、またはビデオ記録システム上で捕捉されたカメラ出力、ま
たは上記の任意のシーケンスからのものである場合にアーチファクトが除去され
る、インタレースされたテレビジョンディスプレイをプログレッシブ走査、即ち
インタレースされていないディスプレイへ変換する方法に関する。
【０００２】 （発明の背景） ５２５本の線を含むイメージまたはフレームのテレビジョン放送用ＮＴＳＣ方
式は、偶数パリティの２６２．５行から成る第１フィールド、およびこれに後続
する奇数パリティの２６２．５行から成る第２フィールドを送信することを必要
とする。フィールドは６０Ｈｚのレートで伝送され、フレームは３０Ｈｚのレー
トで伝送される。小さいテレビジョンディスプレイでは、眼は、解像度が低い方
の奇数および偶数行の一連のイメージを容易に統合して解像度が高い方の５２５
行のイメージの印象を与えることができる。しかし、大きいディスプレイでは、
画素サイズが比較的大きいので、眼は、インタレースの効果を不快なアーチファ
クトとして認めることができる。比較的大きいスクリーン上におけるイメージの
残光持続は比較的短く、顕著なフリッカを生じる傾向がある。
【０００３】 大きいスクリーンディスプレイでは、全解像度のフィールドを形成するように
奇数パリティと偶数パリティを併合することによってイメージをデインタレース
（飛び越し解除）することが望ましい。しかし、両方の線を単純に平均化するか
、または奇数フィールドと偶数フィールドを単純に重ねることによって併合が行
われると、物体が一方のフィールドからその次のフィールドへ移動することに起
因して映像の質が著しく劣化することがよく知られている。
【０００４】 デインタレースすることの問題は、紛失した偶数番線を奇数番フィールドから
組み立て、紛失した奇数番線を偶数番フィールドから組み立てることである。デ
インタレースする問題を解決しようと試みるいくつかの方式が開示されている。
米国特許第４，０５７，８３５号に開示されている一方法は、運動している物体
を含むこれらのエリアに関する信号を提供する運動検出器を含む。これらのエリ
アは、運動が存在しないエリアと異って処理される。たとえば、運動が存在しな
い奇数番フィールドのエリアにおいては、２つの隣接する偶数番フィールド内に
おける各々の対応する線を平均することによって紛失線を簡単に算定可能なはず
である。運動が存在する場合には、同一奇数番フィールド内の上側と下側の線か
ら紛失線を算定可能である。
【０００５】 一連のフィールドの一領域内に運動が実際に存在しなければ、これに該当する
場合を高い信頼度で検出し、紛失したラインについての精確な計算を与えること
は、常に、かつ容易に可能である。一フィールドの一領域内に運動が実際に存在
すれば、当該運動を検出することは常に可能であるとはかぎらない。たとえ運動
が検出されたときであっても、紛失した線の精確な計算を与えることが常に可能
であるとはかぎらない。したがって、運動が存在するエリア内においては、デイ
ンタレースすることにおけるエラーが発生するはずである。
【０００６】 いくらかの方式においては、デインタレースされた線について計算が行われて
いるフィールドのどちらかの側における同じパリティの２つの隣接フィールドを
分析することによって運動が検出される。これら２つのフィールドが実質的に同
じであるならば、運動については一切推論されない。この方法は低速運動する物
体に関しては有効である。静止している背景を横断して物体が極めて高速移動し
たときには、当該物体はある１つの場所において１つのフィールド内に存在し、
このフィールドの直前および直後に位置する反対パリティの２つのフィールド内
にあることは絶対的に可能でない。運動検出器は、両フィールド内の同一背景を
感知して、運動が存在しないことを推論するはずであり、また、隣接フィールド
内データと計算が行われているフィールド内のデータとを誤って合併するはずで
ある。Ｐｏｗｅｒｓ）よって米国特許第４，４００，７１９号に開示されている
ように、アーチファクトが生じるはずである。
【０００７】 また、物体の運動が極めて高速であるときには、Ｆａｒｏｕｄｊａによって米
国特許第４，９８９，０９０号に開示されている時間的メジアンフィルタもアー
チファクトを現す。メジアンは、一方のパリティである第１フィールドと、両者
共もう一方のパリティである先行隣接する第２フィールドおよび後続隣接する第
３フィールドとの間で作動する。変化しない背景全体にわたって極めて高速で移
動する物体に関しては、２つの隣接フィールドは、１つの近傍全体にわたって実
質的に同じ画素値をもつはずである。したがって、メジアンフィルタは、隣接フ
ィールドの一方の値を選定し、それを第１フィールドに関するインタレースされ
た値として不正使用するはずである。
【０００８】 ビデオ信号源が映画フィルムからテレビジョンコンバータへ導出されるならば
、運動検出問題は著しく異なる。フィルムシーケンスは毎秒２４フレームのレー
トで移送される。最も一般的なフィルム伝送技法は、順次的に連続した３つのテ
レビジョンフィールドに対して第１フィルムフレームが投影され、順次的に連続
した２つのテレビジョンフィールドに対してその次のフィルムフレームが投影さ
れるいわゆる３対２プルダウン比率を使用する。運動検出器および運動従属フィ
ールド併合のためにデインタレースコンセプトを使用することはフィルムシーケ
ンスにとって最良の手順ではない。
【０００９】 フィルムシーケンスのデインタレースを処理する一方法は、たとえばＦａｒｏ
ｕｄｊａによって米国特許第４，９８２，２８０号に開示されている技法などに
よって３対２プルダウン比率でフィールドが伝送されることを先ず検出すること
である。フィルムは少なくとも２つのフィールドに対して動かないことが保証さ
れるので、フィールドのいくらかの対の間では運動が存在しない。したがって、
フィルムをデインタレースするためのその次のステップは、Ｆａｒｏｕｄｊａに
よって米国特許第４，８７６，５９６号に開示されているように累進的走査を形
成するために、実際に同一フィルムフレームに属し、したがって、これらのフィ
ールドの交互配置線内にある対応する奇数フィールドと偶数フィールドを統合す
ることである。
【００１０】 Ｆａｒｏｕｄｊａの方法は、しばしば、最も一般的な３対２プルダウン比率を
使用するフィルムシーケンスに関して優れた結果を与えるけれども、この方法は
いくらかの欠点をもつ。Ｆａｒｏｕｄｊａの方法は、各対のテレビジョンフィー
ルドに対して２．５個のフィルムフレームを捕捉する旧式飛越しテレシネフィル
ムコンバータに対しては有効でない。３番目毎のフィールドは、その上側半分に
１つのフィルムフレームを含み、その下側半分にその次のフィルムレームを含む
はずである。これらの分割されたフィールドに関して不快なアーチファクトを除
去するようなフィールドの適正な対構成は存在しない。
【００１１】 フィルムフレームに対するフィールド位相が決定可能である以前に一連のテレ
ビジョンフィールドを必要とすることがＦａｒｏｕｄｊａの方法の別の欠点であ
る。記録中のビデオテープに変換済みのフィルムが編集されるとき、またはフィ
ルムの切り抜き（クリッピング）がライブビデオの間に散在しているとき、フィ
ールドの位相が突然変わることがあり得る。したがって、位相の頻繁な中断が発
生可能であり、また、デインタレース技法の付随欠陥が、位相が再同期化されつ
つある期間中に、不快なアーチファクトを発生させることがあり得る。
【００１２】 （発明の概要） 本発明の一般的な目的は、従来技術においてテレビジョンディスプレイをデイ
ンタレースする際のいくつかの欠点を克服することである。
【００１３】 本発明の他の目的は、ビデオシーケンスが急速に変化するために同じパリティ
の隣接する２つのフィールドから運動を推論できないときに機能する運動検出器
を提供することである。
【００１４】 本発明の他の目的は、任意のフィルムテレビジョンコンバータにおけるカメラ
ビデオとフィルムのビデオ記録の両方における運動アーチファクトを最小化する
単一方法を提供することである。
【００１５】 本発明の他の目的は、フィルムから導出されたビデオ記録が編集されるか、あ
るいはカメラビデオと併合されるか、あるいはカメラビデオ出力と併合されると
き、切り替え中にアーチファクトが最小化されるような映画フィルムの迅速な検
出を提供することである。
【００１６】 本発明の方法は、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第５，５５７
，７３４号にＷｉｌｓｏｎによって開示されているものなどの低コスト細粒子プ
ログラム可能大規模アレイプロセッサ（ＭＰＰ）として実現可能である。
【００１７】 本発明において、フィールドのインタレース済み紛失線は、先ず、当該フィー
ルドの隣接線間への単純な補間によって供給される。次に、プロセッサにおける
一連のステップは、フィールド間運動のエリアを検出し、かつ運動の存在しない
フィールド内におけるこれらのエリアに適正な訂正を代用する第１運動検出器を
形成する。次に、さらに長い期間にわたる運動に関してテストするために、５個
のフィールド範囲にまたがるさらに複雑な第２の運動検出器が用いられる。この
運動検出器は第１運動検出器の判定を逆転可能である。しばしば起きるように、
静止背景全体にわたって一物体が極めて迅速に移動するときには、最初から２つ
の運動検出器は、隣接フィールドの背景エリアが同じであるために、一切の運動
が存在しないと誤って決定するので、これら運動検出器のどちらも運動を検出し
ないはずである。結果は縞または細縞に分割されたイメージである。この場合に
対して保護する目的で、漸進的に走査された出力イメージ内に縞が発生するかど
うかを見るために、当該フィールドが隣接する２つのフィールドと比較される。
縞が発生する場合には、運動が推論され、最初から２つの運動検出器の判定は逆
転される。
【００１８】 先行する運動補償ステップの後であっても、ビデオソースが映画フィルムシー
ケンスから入来するときには、算定された紛失線は依然として不正確である。最
終ステップは、隣接フィールドの１つと良好な一致が存在するかどうかを見るた
めに、第１フィールドの各エリアを反対パリティの隣接フィールドと比較するこ
とである。良好な一致が存在するエリアに関しては、第１フィールドからの画素
は、最良の一致が存在する隣接フィールドの対応する画素によって代置される。
隣接する両フィールドが第１フィールドの画素を代置することに関して同等に適
切であれば、先行フィールドからの画素は不正確であるかもしれないが、常に、
先行フィールドからの画素が用いられる。すなわち、フィルムフレームが動かな
い状態において走査された隣接フィールドはもう一方の隣接フィールドであった
ので、このもう一方の隣接フィールドは使用済みでなくてはならない。
【００１９】 （好ましい実施形態の詳細な説明） 本発明にしたがったビデオ信号の処理はデインタレースに際して発生するアー
チファクトを除去するための一連の種々異なる操作から成る。全ての操作を組合
わせることが好ましいが、一連の操作の中の幾らかの操作は、劣化の程度を変え
ることによって組合わせから除外できる。全進行走査フレームを計算するプロセ
スは各奇数および偶数フィールド内における紛失線の計算を含む。本発明の方法
は、インタリーブされたフィールドと呼ばれる反対パリティの新規な第２フィー
ルドを生成する観点から、対応する第１入力フィールドによって後で割込まれる
第１フィールドの紛失線について説明する。
【００２０】 本発明の方法については、図１に示すメモリ９に記憶されているフィールドに
おける操作に関して説明することにする。これらの記憶場所はＦＩＥＬＤ０、Ｆ
ＩＥＬＤ１、ＦＩＥＬＤ２、ＦＩＥＬＤ３、およびＦＩＥＬＤ４と呼ばれる。フ
ィールドを記憶するメモリエリアは、通常、幅５１２で高さ２５６のイメージを
記憶するに十分な程度に大きい。本方法の最も簡単な場合は、ビデオシーケンス
の実時間的な流れの期間中に各々の新規フィールドが到達する記憶場所と同じ場
所に記憶されているデータにハードウェアの方法が作用する場合である。したが
って、処理するためにはいくつかのフィールドが必要とされるので、１つのメモ
リエリアから別の新規フィールドへはパイプライン内において、または先入れ後
出し（「ＦＩＬＯ」）方式において移動させられなければならない各フィールド
内記憶済みデータが当該システム内に運ばれる。
【００２１】 また、図１に示すように、インタレース計算を記憶するメモリが在る。ＩＮＴ
ＥＲＬＡＣＥ０におけるデータは、ＦＩＥＬＤ０へ間入的に供給されなければな
らない紛失した反対パリティのデータ線である。ＩＮＴＥＲＬＡＣＥ１における
データは、ＦＩＥＬＤ１へ間入的に供給されなければならない紛失した反対パリ
ティのデータ線であり、このようにして、ＩＮＴＥＲＬＡＣＥ４まで同様である
。ＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ０からＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ４は、運動補償の局部
的精度を表すデータ値を記憶するメモリである。
【００２２】 図２は、入力された新規フィールドの処理直前にデータがどのように移動させ
られるかを示す。ステップ１０における第１操作はＦＩＥＬＤ３記憶からＦＩＥ
ＬＤ４記憶へデータを移動させ、ＦＩＥＬＤ４記憶における以前の内容を廃棄す
る。ステップ１１、１２、および１３におけるその次の操作は、他のフィールド
内データを同様に移動させることである。ステップ１４において、入来する新規
イメージはＦＩＥＬＤ０に記憶される。この様式において、全てのもう一方のフ
ィールドデータのＦＩＬＯ方式におけるパイプラインに沿って移動が完了した後
で、新規フィールドがＦＩＥＬＤ０内に記憶されるために持ち込まれる。
【００２３】 同様に、図２におけるステップ２０において、ＩＮＴＥＲＬＡＣＥ３における
データはＩＮＴＥＲＬＡＣＥ４へ動かされ、ＩＮＴＥＲＬＡＣＥ４に在ったデー
タは廃棄される。ステップ２１および２２において、インタレースデータは同様
に動かされる。ステップ２３においてＩＮＴＥＲＬＡＣＥ０データはＩＮＴＥＲ
ＬＡＣＥ１に動かされ、その結果としてＦＩＥＬＤ０に関する新規インタレース
計算がＩＮＴＥＲＬＡＣＥ０において実施可能である。図２におけるステップ３
０において、ＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ３におけるデータはＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯ
Ｒ４へ動かされ、ＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ４にあったデータは廃棄される。ステ
ップ３１および３２において、アキュムレータデータは同様に動かされる。ステ
ップ３３において、ＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ０データはＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ
１へ動かされ、その結果として、ＦＩＥＬＤ０に関する新規運動データはＡＣＣ
ＵＭＵＬＡＴＯＲ０に置かれ得る。
【００２４】 図３は本発明従った計算の第１組を示す。最も簡単なインタフェース計算は簡
単な補間によって計算されたインターフェース済みフィールドを提供することで
ある。ステップ３６において、入力されたＦＩＥＬＤ０の隣接行の平均がメモリ
ＩＮＴＥＲＬＡＣＥ０に書き込まれる。よく知られているように、この簡単な計
算は多くのアーチファクトを引き起こす。ただし、ビデオシーケンスにおける複
雑な高速運動が在る領域に関して、補間は、単に、確実に作動し、かつ運動が検
出された場合のデフォルト計算方法に過ぎないことが多い。これに続く計算は、
比較的簡単なデフォルト補間を、この場合に可能な更に精度の高い計算と交換す
るはずである。ステップ３８において、ＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ０における全て
のイメージ画素は一定値であるしきい値Ｘに初期化される。ＡＣＣＵＭＵＬＡＴ
ＯＲ０内の全てのロケーションにおける大きい値は、当該イメージ内の全ての点
における運動の大きさの程度を表す初期始動値である。
【００２５】 図４は、本発明にかかる運動検出および補償に関する一連の操作における後続
ステップを示す。このタイプの補償は、当該分野においてよく知られている方法
、たとえば、Ｍ．Ｗｅｓｔｏｎによる、ＨＤＴＶの信号処理における「Ｆｉｘｅ
ｄ，Ａｄａｐｔｉｖｅ，ａｎｄ Ｍｏｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｉｎ
ｔｅｒｌａｃｅｄ ＴＶ Ｐｉｃｔｕｒｅｓ」、ｐｐ．４０１〜４０８、１９８
８年において考察されている方法に類似し、また、Ｋ．Ｋｉｎｕｈａｔａによる
開示済み発明米国特許第４，０５７，８１５号に原理的に類似する。因に、上記
２つの例はここに参照によって組込み済みである。ステップ４２において、ＦＩ
ＥＬＤ２におけるデータは垂直方向に１つだけ上位の行によって全て一様に置き
換えられる。ステップ４３において、新規な中間差イメージを形成するためにＦ
ＩＥＬＤ０における対応する画素と置き換えられたＦＩＥＬＤ２との間の差の絶
対値が算定される。ＦＩＥＬＤ０とＦＩＥＬＤ２に関するこの差イメージは同一
パリティのフィールドに関する。ステップ４４において、絶対値の差イメージの
垂直方向における隣接３画素の和が累算され、新規中間和イメージ内に記憶され
る。差の和が小さい場合におけるこれら画素の場所において、ＦＩＥＬＤ０と置
き換えられたＦＩＥＬＤ２の間の差は極めて小さい。これとは対照的に、和イメ
ージ内画素場所が大きいことは、領域内のＦＩＥｌＤ０とＦＩＥＬＤ１の間のミ
スマッチの程度が大きいことを表す。ステップ４５において、差の和はＡＣＣＵ
ＭＵＬＡＴＯＲ１と比較される。ＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ０は、図３のステップ
３０においてしきい値Ｘに設定されていたが、図２のステップ３３において既に
ＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ１に移動されている。したがって、ステップ４５はステ
ップ４４において算定された差の和と一定のしきい値との比較から成る運動検出
計算である。比較が真である場合の画素に関しては、差の和はＡＣＣＵＭＵＬＡ
ＴＯＲ１よりも小さく、近傍における運動が小さい。この場合、ステップ４６に
おいて、ＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ１は、ステップ４４において算定された差の和
におって置き換えられる。ステップ４７における運動の局所的領域は小さいので
、ＩＮＴＥＲＬＡＣＥ１は計算であり、図３に示すステップ３８において算定さ
れた隣接行の現行値よりも良好な計算であるＦＩＥＬＤ２における画素と置き換
えられる。ステップ４７は運動補償計算である。ステップ３４において算定され
た差の和が、ステップ４５によって算定されたＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ１未満で
ない場合におけるこれらの画素に関しては、比較は偽であり、ＡＣＣＵＭＵＬＡ
ＴＯＲ１およびＩＮＴＥＲＬＡＣＥ１における対応する画素に対してはこれ以上
一切の動作が実施されない。
【００２６】 ステップ４８において、ステップ４２における垂直方向に１行だけ下げること
によってＦＩＥＬＤ２が一様に置き換えられるように変位が設定される。絶対差
の和は、ステップ４３および４４において再計算される。ステップ４５において
、アキュムレータは絶対差の和と再度比較される。したがって、ステップ４５は
、ステップ４４において計算された差の和と一定しきい値またはしきい値Ｘより
小さい既に算定された差の和の値との比較である。新規に算定された差の和に方
が小さい場合におけるこれらの画素はステップ４５において決定される。ステッ
プ４６および４７においてＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ１およびＩＮＴＥＲＬＡＣＥ
１が更新される。
【００２７】 ステップ４８において、ＦＩＥＬＤ２が置き換えられないように変位が設定さ
れる。絶対差の和はステップ４３および４４において再計算される。ステップ４
５において、アキュムレータは絶対差の和と再び比較される。新規に算定された
差の和の方が小さい場合におけるこれらの画素はステップ４５において決定され
、同一パリティの隣接フィールド間運動が一切無いという事実を表す。ステップ
４６および４７においてＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ１およびＩＮＴＥＲＬＡＣＥ１
が更新される。ステップ４８において、これ以上一切変位が無いことが決定され
、その結果として、アルゴリズムは次のグループに属するステップに進む。ＡＣ
ＣＵＭＵＬＡＴＯＲ１内領域における値が小さい場合には、ゼロ変位を含むいく
らかの変位に際してＦＩＥＬＤ０がＦＩＥＬＤ２に対して比較される場合に良好
な運動補償の一致が見付かったという事実が表明される。
【００２８】 図５は、運動に関するアーチファクトをさらに除去するデインタレース計算に
おけるその次の操作を示す。ＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ１およびＡＣＣＵＭＵＬＡ
ＴＯＲ３は、図２のステップ３０から３３までに示すメモリのパイプライン運動
に起因するＦＩＥＬＤ１とＦＩＥＬＤ３それぞれに関する運動の程度を示す画素
データを含む。ＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ１とＡＣＣＵＭＵＬＡＴＯＲ３は、図５
に示すステップ５２において組合わされる。組合わせ操作は平均化であることが
好ましいが、たとえば、最小を表しても差し支えない。ＦＩＥＬＤ２と比較され
たＦＩＥＬＤ０およびＦＩＥＬＤ２と比較されたＦＩＥＬＤ４の両者内にほとん
ど運動が無い場合には、ステップ５２において組合わされたアキュムレータ内領
域は比較的小さい値を含むはずである。組合わせがしきい値Ｙより小さい場合に
は、ステップ５３における比較は真であり、したがって、ＦＩＥＬＤ０からＦＩ
ＥＬＤ４までの範囲に亙る比較的大きいタイムフレーム内運動は小さいことが推
測される。この場合におけるインタレース計算は変化しない状態にとどまる。組
合わせがしきい値Ｙより大きい場合には、ステップ５３における比較は偽であり
、大きい方のタイムフレームにおける運動は大きい。この場合、図４に示す計算
されたいくらかかの領域における運動補償は信頼できないものと推測され、した
がって、ステップ５４におけるＩＮＴＥＲＬＡＣＥ２計算は、図３のステップ３
６によってに計算される場合におけるＦＩＥＬＤ２の隣接行の平均である信頼度
のさらに高い値に設定される。
【００２９】 図６は、静止した背景に対する非常に迅速な運動によって引き起こされる細い
縞を検出する流れ図である。ＦＩＥＬＤ０とＦＩＥＬＤ２はステップ５５におい
て平均化される。ステップ５６において、ＦＩＥＬＤ１の隣接行が平均化され、
ＦＩＥＬＤ１の紛失線の近似を形成する。ステップ５７において、ステップ５５
と５６の絶対差が算定され、ステップ５８においてしきい値Ｚと比較される。ス
テップ５７で得られた差がしきい値Ｚ未満でありさえすれば、ステップ５５と５
６から得られる平均化されたフィールドは閉じられる。これは、高速運動に起因
して起きる可能性のある細縞は小さく、インタレースは正確であることが可能で
あり、したがって変更されないことを意味する。絶対値が大きい全ての場合に、
細縞が起きる可能性は非常に大きく、ＩＮＴＥＲＬＡＣＥ２計算においてこれら
の場所にある画素はステップ５９において算定された隣接行の平均と置き換えら
れる。
【００３０】 図７はデインタレース計算における最終ステップを示す。ＦＩＥＬＤ１の隣接
行の平均はステップ６１において算定され、ＩＮＴＥＲＬＡＣＥ１に関する計算
への近似を表す。ステップ６１から得られた平均の差の絶対値は、ステップ６２
においてＦＩＥＬＤ０に関して算定され、ステップ６３においてはＦＩＥＬＤ２
に関して算定される。絶対差の近傍全体にわたる合計はステップ６４および６５
において算定され、この場合における近傍は３ｘ３近傍であることが好ましい。
ＦＩＥＬＤ０とＦＩＥＬＤ１の間に極く小さな運動が存在する場合におけるこれ
らの画素に関しては、ステップ６４から得られる合計は小さいはずである。ＦＩ
ＥＬＤ２とＦＩＥＬＤ１の間に極く小さな運動が存在する場合におけるこれらの
画素に関しては、ステップ６５から得られる合計は小さいはずである。ステップ
６６における演算は、ＦＩＥＬＤ１に関する運動の量に関係する値である一次関
数値Ａｘ（アキュムレータ１）＋Ｂを算定する。ステップ７０は、ステップ６４
から得られる合計とステップ６６から得られる出力の間の比較である。ステップ
７２は、ステップ６５から得られる合計とステップ６６から得られる出力の間の
比較である。ステップ７１は、ステップ６４から得られる合計とステップ６５か
ら得られる出力の間の比較である。それぞれステップ７０、７１、７２から得ら
れる比較出力７４、７５、７６は、比較ステップ８１と８２へ入力される２つの
論理イメージ出力ＴＥＳＴ１およびＴＥＳＴ２をもつステップ７３において組合
わされる。ステップ８３において、ＦＩＥＬＤ０からの画素は、ステップ８１に
おけるＴＥＳＴ１が真であるサイトにおけるこれらの画素と置き換わる。ステッ
プ８４において、ＦＩＥＬＤ２からの画素は、それらのステップ７３からのＴＥ
ＳＴ２は真であり、ＴＥＳＴ１は偽であるこれらの画素サイトにおけるＩＮＴＥ
ＲＬＡＣＥ１計算においてこれらの画素と置き換わる。ＩＮＴＥＲＬＡＣＥ１画
素は、ＴＥＳＴ１とＴＥＳＴ２が双方共偽であるこれらの画素サイトにおいて不
変のままである。
【００３１】 図８は、論理イメージ出力ＴＥＳＴ１およびＴＥＳＴ２を提供する好ましい論
理および形態素演算７３を示す。ステップ９１において、新規イメージ９２を形
成するために比較イメージ７４の各画素と、比較イメージ７５の対応する各画素
との論理ＡＮＤが実施される。ここに、新規イメージ９２はステップ９３におい
て拡張されてイメージＴＥＳＴ１を形成する。ステップ９９において拡張される
新規イメージ９８を形成するために、ステップ９６において、９７を介して、比
較イメージ７６の各画素と、比較イメージ７５の対応する各画素の論理的反転と
の論理ＮＯＴ ＡＮＤが実施される。ステップ９３と９９における形態素拡張は
、それぞれの入力イメージ９２と９８を半径方向に画素１つだけ拡大させ、その
結果として、それぞれの拡張出力ＴＥＳＴ１とＴＥＳＴ２は、図６のステップ６
４と６５における近傍合計において不鮮明になる可能性のある縁の部分を埋め戻
す。不鮮明になった縁の部分がステップ６６の出力よりも小さく、ステップ７４
および７６において正しい比較を行うことができない場合もあり得る。論理およ
び形態素演算７３に代用可能な他のいくつかの論理演算がある。たとえば、拡張
ステップ９３および９９は、論理ＡＮＤステップ９１および９６以前に実施可能
である。
【００３２】 図７において、ステップ７０および７２における、ステップ６６から得られる
一次関数との比較は、局所運動の量と、ＦＩＥＬＤＩがＦＩＥｌＤ０またはＦＩ
ＥＬＤ２のどちらかと異なる量の間の比較を実施させる。係数ＡおよびＢは次の
ように調節された定数である。すなわち、運動の量が大きい場合にステップ７０
および７２における比較を実施するには、ステップ８１または９２において置き
換えが実施される以前にＦＩＥＬＤ０またはＦＩＥＬＤ２のどちらかが局所エリ
アにおけるＦＩＥＬＤ１に極めて類似するように調節することが必要である。そ
の結果として、ビデオシーケンスのソースは映画フィルムであり、フィルムが捕
捉されつつある期間中は隣接フィールドの少なくとも１つはＦＩＥＬＤ１に対し
て静止していたはずなので、ステップ８３および８４における置き換えのために
は適切なフィールドが使用される可能性が大きい。ビデオシーケンスのソースが
カメラであれば、大きい局所運動があるとき、隣接フィールドからの局所データ
が誤って代用される可能性は小さい。
【００３３】 図９は、図１に示す記憶装置９内にイメージを記憶し、かつ図２から８までに
示すステップを実時間ビデオレートにおいて実現するための速度をもつ並列プロ
セッサシステムの構成図である。並列プロセッサ１００は、参照によって本明細
書に組み込まれる米国特許第５，５５７，７３４号にＷｉｌｓｏｎによって詳細
に開示されている。プロセッサ１００は、多数の線形連鎖状処理エレメント１０
１から成る。ここに、各処理エレメント１０１は通信線１０３を介して隣接処理
エレメントに近傍データを伝達する。イメージ内の全てのカラム毎に１つの処理
エレメントが在ることが好ましい。イメージデータ１０７および命令１０９の両
方を保持する大型メモリ９がプロセッサ１００に結合されている。プロセッサ１
００内のコントローラ１０２は、線１０４を介して命令メモリアドレスをメモリ
９へ供給し、メモリエリア１０９から命令をロードする。次に、コントローラ１
０２はデータアドレスをメモリ９へ供給し、イメージデータの行全体をメモリエ
リア１０７から処理エレメント１０１へロードする。次に、コントローラ１０２
はイメージデータの行に関する命令を処理エレメント１０１に実行させる。行全
体を一度に処理した後で、命令の結果として得られた処理済みデータがメモリエ
リア１０７へ書き戻され、新規命令がメモリエリア１０９からフェッチされる。
プロセスは、アルゴリズム内の全てのステップが完了するまで、同様の仕方で継
続する。ビデオデータは外部接続１１２を介してビデオバッファ１１１に入力さ
れ、図示されていない接続によってメモリ９に転送される。また、ビデオデータ
は、メモリ９からバッファ１１１へ入力され、外部接続１１２を介してプロセッ
サ１００から転送されることが可能である。複雑なアルゴリズムは、ビデオフィ
ールドがプロセッサへ入力されるレートで、１６ミリセカンド内に完了可能であ
る。アルゴリズムの全てのステップが完了すると、ビデオバッファ１１１と線１
１２を介してＩＮＴＥＲＬＡＣＥ４イメージだけがメモリ９から転送される。Ｉ
ＮＴＥＲＬＡＣＥ４イメージはＦＩＥＬＤ４と併合され、図示されていない外部
ハードウェアに表示される。
【００３４】 以上、本発明の好ましい実施形態について十分に説明したが、本発明の範囲か
ら逸脱することなく変形形態および変更形態を用いることが可能である。したが
って、本発明の真の範囲を知るためには首記の特許請求の範囲を研究しなければ
ならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フィールド、インタレース計算、および本発明にしたがって運動の程度を表す
アキュムレータを記憶する種々のメモリエリアの構成図である。
【図２】 新規なフィールドが本発明の計算システムへ入るにつれて種々のメモリエリア
を移動させる際のステップの流れ図である。
【図３】 本発明の初期化ステップの流れ図である。
【図４】 本発明の第１運動検出および補償方法の流れ図である。
【図５】 長期にわたりフィールドの運動を検出する本発明の第２運動検出方法の流れ図
である。
【図６】 本発明にしたがって非常に迅速に移動する物体によって引き起こされる細縞を
検出するステップの流れ図である。
【図７】 現行インタレース計算における局所領域を本発明にしたがって隣接フィールド
内の最適画素によって代置するステップの流れ図である。
【図８】 インタレース計算における画素を置き換える隣接フィールド内領域を選定する
論理および形態素ステップの好ましい配置構成図である。
【図９】 処理エレメントの線形連鎖を有する本発明の並列プロセッサを示す図である。
【手続補正書】
【提出日】平成１３年６月７日（２００１．６．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ビデオソースから得られたビデオシーケンスのビデオ信号を
    デインタレースする方法であって、前記ビデオシーケンスの各々が複数のフィー
    ルドを含み、前記複数のフィールドの各々が線を含み、 （ａ）第１フィールド内の隣接線間の補間を実施するステップであって、前記
    第１フィールドと関連するインタレースされた紛失線を供給するステップと、 （ｂ）前記第１フィールドを前記複数のフィールドと比較することによって運
    動に関して検出するステップと、 （ｃ）しきい値内における一致のために、前記第１フィールドの画素を、反対
    極性を有する隣接フィールドの画素と比較するステップと、 （ｄ）前記第１フィールド内の画素を、前記隣接フィールドからの対応する一
    致画素と置き換えるステップと、 （ｅ）前記複数のフィールドに関してステップ（ａ）から（ｄ）を繰り返し、
    それによってデインタレースされた前記ビデオ信号を処理するステップと を含む方法。
  2. 【請求項２】 ステップ（ｂ）が、前記第１フィールドを隣接フィールドと
    比較することによって運動のエリアを検出する第１運動検出ステップを含む請求
    項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 ステップ（ｂ）がさらに、前記第１フィールドを複数の直接
    隣接フィールドと比較することによって運動のエリアを検出する第２運動検出ス
    テップを含む請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記複数の直接隣接フィールドが５個のフィールド内にある
    請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 ステップ（ｂ）がさらに、前記第１フィールドを隣接フィー
    ルドと比較し、縞が発生すれば運動のエリア内に運動が存在するものと決定する
    ことによって前記運動のエリアを検出する第３運動検出ステップを含む請求項３
    に記載の方法。
  6. 【請求項６】 両隣接フィールドが前記第１フィールド内の画素を置き換え
    る際に同等に良好であれば、前記置換え画素が常に、前記第１フィールドに先行
    する前記隣接フィールドから採取される請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 ビデオソースから得られたビデオシーケンスのビデオ信号を
    デインタレースする装置であって、前記ビデオシーケンスの各々が複数のフィー
    ルドを含み、前記複数のフィールドの各々が線を含み、 第１フィールド内の隣接線間の補間を実施する手段であって、前記第１フィー
    ルドと関連するインタレースされた紛失線を供給する手段と、 前記第１フィールドを前記複数のフィールドと比較することによって運動を検
    出する手段と、 しきい値内における一致のために、前記第１フィールドの画素を、反対極性を
    有する隣接フィールドの画素と比較する手段と、 前記第１フィールド内の画素を、前記隣接フィールドからの対応する一致画素
    と置き換える手段と を含むビデオ信号プロセッサを含む装置。
  8. 【請求項８】 前記運動検出手段が、前記第１フィールドを隣接フィールド
    と比較することによって運動のエリアを検出する第１運動検出器を含む請求項７
    に記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記運動検出手段がさらに、前記第１フィールドを複数の直
    接隣接フィールドと比較することによって運動のエリアを検出する第２運動検出
    器を含む請求項８に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記複数の直接隣接フィールドが５個のフィールド内にあ
    る請求項９に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 前記運動検出手段がさらに、前記第１フィールドを隣接フ
    ィールドと比較し、縞が発生すれば運動のエリア内に運動が存在するものと決定
    することによって前記運動のエリアを検出する第３運動検出器を含む請求項９に
    記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記ビデオ信号プロセッサがさらに、ビデオバッファおよ
    び複数の処理エレメントをを含む請求項７に記載の装置。
  13. 【請求項１３】 さらに、前記複数のフィールドを記憶する記憶媒体をを含
    む請求項７に記載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記記憶媒体が先入れ先出し方式で記憶する請求項１３に
    記載の装置。
  15. 【請求項１５】 ビデオソースから得られたビデオシーケンスにおける運動
    を検出する方法であって、前記ビデオシーケンスの各々が複数のフィールドを含
    み、前記複数のフィールドの各々が複数の線を含み、 前記第１フィールドを隣接フィールドと比較することによって運動のエリアを
    検出する第１運動検出ステップを実施するステップと、 前記第１フィールドを複数の直接隣接フィールドと比較することによって運動
    のエリアを検出する第２運動検出ステップを実施するステップと、 前記第１フィールドを隣接フィールドと比較し、縞が発生すれば運動のエリア
    内に運動が存在するものと決定することによって前記運動のエリアを検出する第
    ３運動検出ステップを実行するするステップと を含む方法。
  16. 【請求項１６】 前記複数の直接隣接フィールドが５個のフィールド内にあ
    る請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 ビデオソースから得られたビデオシーケンスのビデオ信号
    をデインタレースする方法であって、前記ビデオシーケンスの各々が複数の線を
    含む複数のフィールドを含み、 （ａ）第１フィールド内の隣接線間の補間を実施するステップであって、前記
    第１フィールドと関連するインタレースされた紛失線を供給するステップと、 （ｂ）しきい値内における一致のために、前記第１フィールドの画素を、反対
    極性を有する隣接フィールドの画素と比較するステップと、 （ｃ）前記第１フィールド内の画素を、前記隣接フィールドからの対応する一
    致画素と置き換えるステップと、 （ｄ）前記複数のフィールドの各々に関してステップ（ａ）から（ｃ）を繰り
    返し、それによってデインタレースされた前記ビデオ信号を処理するステップと
    を含む方法。
  18. 【請求項１８】 ビデオソースから得られたビデオシーケンスのビデオ信号
    をデインタレースする装置であって、前記ビデオシーケンスの各々が複数のフィ
    ールドを含み、前記複数のフィールドの各々が複数の線を含み、 第１フィールド内の隣接線間の補間を実施する手段であって、前記第１フィー
    ルドと関連するインタレースされた紛失線を供給する手段と、 しきい値内における一致のために、前記第１フィールドの画素を、反対極性を
    有する隣接フィールドの画素と比較する手段と、 前記第１フィールド内の画素を、前記隣接フィールドからの対応する一致画素
    と置き換える手段と を含む装置。
  19. 【請求項１９】 コンピュータにより実行可能な、ビデオソースから得られ
    たビデオシーケンスのビデオ信号をデインタレースする方法を記憶するコンピュ
    ータ可読記憶媒体であって、前記ビデオシーケンスの各々が複数のフィールドを
    含み、前記複数のフィールドの各々が複数の線を含み、 （ａ）第１フィールド内の隣接線間の補間を実施するステップであって、前記
    第１フィールドと関連するインタレースされた紛失線を供給するステップと、 （ｂ）前記第１フィールドを前記複数のフィールドと比較することによって運
    動に関して検出するステップと、 （ｃ）しきい値内における一致のために、前記第１フィールドの画素を、反対
    極性を有する隣接フィールドの画素と比較するステップと、 （ｄ）前記第１フィールド内の画素を、前記隣接フィールドからの対応する一
    致画素と置き換えるステップと、 （ｅ）デインタレースされた前記ビデオ信号の各々と関連のあるステップ（ａ
    ）から（ｄ）を反復するステップと を含む方法を記憶するコンピュータ可読記憶媒体。
  20. 【請求項２０】 コンピュータにより実行可能な、ビデオソースから得られ
    たビデオシーケンスにおける運動を検出する方法を記憶するコンピュータ可読記
    憶媒体であって、前記複数のフィールドの各々が複数の線を含み、 前記第１フィールドを隣接フィールドと比較することよって運動のエリアを検
    出する第１運動検出ステップを実施するステップと、 前記第１フィールドを複数の直接隣接フィールドと比較することによって運動
    のエリアを検出する第２運動検出ステップを実施するステップと、 前記第１フィールドを隣接フィールドと比較し、縞が発生すれば運動のエリア
    内に運動が存在することを決定することによって運動のエリアを検出する第３運
    動検出ステップを実施するステップと を含む方法を記憶するコンピュータ可読記憶媒体。
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