JP2005260309A - Sequential scanning conversion method - Google Patents
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Description
本発明は、飛び越し走査画像を順次走査画像に変換する順次走査変換方法に関するものである。 The present invention relates to a progressive scan conversion method for converting an interlaced scan image into a progressive scan image.
近年、順次走査変換方法は液晶、プラズマディスプレイなどの固定画素表示デバイスの普及により、より重要性が増してきている。しかし補間ラインを生成するのは元々無い情報を付加することであり未だ完璧な方法は見いだされていない。 In recent years, the progressive scan conversion method has become more important due to the spread of fixed pixel display devices such as liquid crystal and plasma displays. However, the generation of the interpolation line is to add information which is not originally present, and a perfect method has not yet been found.
以下に従来の順次走査変換方法について説明する。 A conventional progressive scan conversion method will be described below.
先ず順次走査変換の概念について説明する。図11は順次走査変換の概念を説明する図で、1101は順次走査画像でフレームと呼ばれる1画面を左上から右下に順番に走査してシリーズの信号として表現するものである。順次走査画像1101のラインは走査線と呼ばれる。1102、1103は飛び越し走査画像でフレームの走査線を1ラインおきに飛び越して走査しフィールドと呼ばれる2画面で1フレームを表現する。飛び越し走査画像フィールド0 1102、飛び越し走査画像フィールド1 1103の点線は飛び越されて走査されなかった走査線を表す。
First, the concept of progressive scan conversion will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining the concept of progressive scanning conversion.
順次走査変換とは各フィールドからそれぞれ飛び越された走査線の画素を何らかの方法で再生する事を言う。本発明の説明では飛び越された走査線で再生するラインを補間ライン、補間ラインの画素を補間画素と表記する。 Sequential scan conversion means that the pixels of the scanning line skipped from each field are reproduced by some method. In the description of the present invention, a line reproduced by the skipped scanning line is expressed as an interpolation line, and a pixel of the interpolation line is expressed as an interpolation pixel.
静止画の場合は順次走査画像1101は時間によらず常に同じであるので飛び越し走査画像フィールド0 1102、飛び越し走査画像フィールド1 1103を組み合わせると完全に順次走査画像1101が再生できることになる。この方法はフィールド間補間と呼ばれる。しかし動画では順次走査画像1101は時間毎に刻々と変化するので飛び越し走査画像フィールド0 1102、飛び越し走査画像フィールド1 1103を静止画の時と同様に組み合わせると全く異なった画面を組み合わせることになり画像が破壊する。したがって動画の時はフレーム内だけの情報で補間ラインを生成するフィールド内補間が一般に用いられる。具体的には隣接上下ラインの画素に対してフィルタリングを行い補間画素を生成する垂直フィルタが用いられる。実際の映像信号は動画と静止画が混在しているので静止画と動画を判別し、静止画の場合は二つのフィールド間補間でフレームを再生し、動画の場合はフィールド内補間でフレームをそれぞれ再生する順次走査変換方式が現在は一般的に使用されている。
In the case of a still image, the progressively scanned
従来、順次走査変換方法は特許文献1に記載されたものが知られている。その順次走査変換方法の処理の主要部分をフローチャート化したものを図12に示す。図12は従来の順次走査変換方式のフローチャートを示すものである。図12において1201はインターレース映像信号の入力画像の隣接フィールドを比較して動画、静止画の判定を行う動画判定ステップ、1202はフィールド内で垂直フィルタを用いて補間ラインの補間画素を生成するフィールド内フィルタによる補間画素生成ステップ、1203はフィールド間でフィルタを用いて補間ラインの補間画素を生成するフィールド間フィルタによる補間画素生成ステップである。
Conventionally, the progressive scan conversion method described in
以上のように構成された従来の順次走査変換方式について、以下その動作について説明する。 The operation of the conventional progressive scan conversion system configured as described above will be described below.
入力画像を動画判定ステップ1201で動画と判定した場合はフィールド内フィルタによる補間画素生成ステップ1202で垂直フィルタを用いてフィールド内の情報だけから補間ラインの補間画素を生成する。一方静止画と判定した場合はフィールド間フィルタによる補間画素生成ステップ1203で連続するフィールドからフィルタによって補間ラインの補間画素を生成する。上述の飛び越し走査画像フィールド0 1102、飛び越し走査画像フィールド1 1103を組み合わせる処理もフィルタ処理の一つと解釈できる。
しかしながら上記の従来の方法では、静止画のときはフィールド間で補間画像を生成しほぼ理想的な順次走査変換が可能で十分な鮮鋭感が得られるが動画のときはフィールド内の情報のみから垂直フィルタで補間画素が生成されるので鮮鋭感が損なわれる。一般の映像では動画、静止画の処理がシーンによって切り替わり鮮鋭感の大きな違いによって違和感のある順次走査変換画像となるという問題点を有していた。 However, in the conventional method described above, an interpolated image is generated between fields in the case of a still image, and almost ideal progressive scan conversion is possible, and sufficient sharpness can be obtained. Since the interpolation pixel is generated by the filter, the sharpness is lost. A general video has a problem that the processing of moving images and still images is changed depending on the scene, and a progressive scan converted image with a sense of incongruity due to a large difference in sharpness.
本発明は上記従来の問題点を解決するもので映像のシーンにかかわらず常に鮮鋭感が高い順次走査変換方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and to provide a progressive scan conversion method that always has a high sharpness regardless of the scene of an image.
この目的を達成するために本発明の順次走査変換方法は、入力インターレース画像の動画静止画の判定を行い静止画の場合はフィールド間で補間画素を生成し、動画の場合は入力インターレース画像の高周波成分を抽出、高周波成分からエッジを検出、周波数解析、エッジ合成により補間画素を生成することにより、シーンによらず常に高い鮮鋭感が得られる。 In order to achieve this object, the progressive scan conversion method of the present invention determines a moving image still image of an input interlaced image, generates an interpolated pixel between fields in the case of a still image, and generates a high frequency of the input interlaced image in the case of a moving image. By extracting components, detecting edges from high-frequency components, generating interpolated pixels by frequency analysis and edge synthesis, high sharpness can always be obtained regardless of the scene.
以上のように本発明は、映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという優れた効果がある。 As described above, the present invention has an excellent effect that a high sharpness can always be obtained regardless of the video signal moving image or still image scene.
本発明の請求項1に記載の発明は、飛び越し走査画像を順次走査画像に変換する順次走査変換方法であって、前記飛び越し走査画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと前記エッジ周波数解析結果から補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップとフィルタによる補間画素生成ステップと、から成り、前記信頼性評価ステップの判断で前記エッジ生成による補間画素生成ステップと前記フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐することを特徴とする順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。
The invention according to
本発明の請求項2に記載の発明は、飛び越し走査画像を順次走査画像に変換する順次走査変換方法であって、前記飛び越し走査画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと、前記エッジ周波数解析結果から補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップと、前記飛び越し走査画像から動画か静止画を判定する動画判定ステップと、前記飛び越し走査画像のフィールド内の画像のみからフィルタにより補間画素を生成するフィールド内フィルタによる補間画素生成ステップと、前記飛び越し走査画像のフィールド間の画像からフィルタにより補間画素を生成するフィールド間フィルタによる補間画素生成ステップと、から成り、前記信頼性評価ステップの判断で前記エッジ生成による補間画素生成ステップと前記動画判定ステップに処理が分岐し前記動画判定ステップの判断で前記フィールド内フィルタによる補間画素生成ステップと前記フィールド間フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐することを特徴とする順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 2 of the present invention is a progressive scan conversion method for converting an interlaced scan image into a progressive scan image, the high frequency component extracting step for extracting a high frequency component from the interlaced scan image, and the high frequency component. An edge detecting step for detecting an edge; an edge frequency analyzing step for analyzing the frequency of the edge; a reliability evaluating step for evaluating the reliability of the edge frequency analysis result; and an edge for generating an interpolation pixel from the edge frequency analysis result Interpolated pixel generation step by generation, moving image determination step for determining moving image or still image from the interlaced scanned image, and interpolated pixel generation by an intrafield filter that generates an interpolated pixel only from an image in the field of the interlaced scanned image Between the step and the interlaced scanned image field An interpolated pixel generation step by an inter-field filter that generates an interpolated pixel by a filter, and the processing branches to the interpolated pixel generation step by the edge generation and the moving image determination step in the determination of the reliability evaluation step. In the sequential scan conversion method, the process branches to an interpolation pixel generation step by the intra-field filter and an interpolation pixel generation step by the inter-field filter in accordance with the determination of the video signal moving image and still image scene Regardless of this, there is an effect that a high sharpness can always be obtained.
本発明の請求項3に記載の発明は、飛び越し走査画像を順次走査画像に変換する順次走査変換方法であって、前記飛び越し走査画像から動画か静止画を判定する動画判定ステップと、前記飛び越し走査画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記エッジ周波数解析結果から補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップと、前記飛び越し走査画像のフィールド間の画像からフィルタにより補間画素を生成するフィールド間フィルタによる補間画素生成ステップと、から成り、前記動画判定ステップの判断で高周波成分抽出ステップと前記フィールド間フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐することを特徴とする順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a progressive scan conversion method for converting an interlaced scan image into a progressive scan image, a moving image determining step for determining a moving image or a still image from the interlaced scanned image, and the interlaced scanning. A high frequency component extracting step for extracting a high frequency component from the image; an edge detecting step for detecting an edge from the high frequency component; an edge frequency analyzing step for analyzing the frequency of the edge; and an edge for generating an interpolation pixel from the edge frequency analysis result An interpolated pixel generating step by generation, and an interpolated pixel generating step by an interfield filter that generates an interpolated pixel by a filter from an image between fields of the interlaced scanned image, and a high frequency component extracting step by the determination of the moving image determining step; Interpolated pixel generation step by the inter-field filter Process has the effect that successively is obtained by a scan conversion method of video signal Video, characterized in that the branch, is always higher sharpness regardless of the still image of the scene obtained.
本発明の請求項4に記載の発明は、飛び越し走査画像を順次走査画像に変換する順次走査変換方法であって、前記飛び越し走査画像から動画か静止画を判定する動画判定ステップと、前記飛び越し走査画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと、前記エッジ周波数解析結果から補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップと、前記飛び越し走査画像のフィールド内の画像のみからフィルタにより補間画素を生成するフィールド内フィルタによる補間画素生成ステップと、前記飛び越し走査画像のフィールド間の画像からフィルタにより補間画素を生成するフィールド間フィルタによる補間画素生成ステップと、から成り、前記動画判定ステップの判断で高周波成分抽出ステップと前記フィールド間フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐し、前記信頼性評価ステップの判断で前記エッジ生成による補間画素生成ステップと前記フィールド内フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐することを特徴とする順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 4 of the present invention is a progressive scan conversion method for converting an interlaced scan image into a progressive scan image, a moving image determination step for determining a moving image or a still image from the interlaced scan image, and the interlaced scanning. A high-frequency component extracting step for extracting a high-frequency component from the image; an edge detecting step for detecting an edge from the high-frequency component; an edge frequency analyzing step for analyzing the frequency of the edge; and a reliability for evaluating the reliability of the edge frequency analysis result An interpolated pixel generation step by edge generation for generating an interpolated pixel from the edge frequency analysis result, and an interpolated pixel generation by an in-field filter that generates an interpolated pixel by a filter only from an image in the field of the interlaced scanning image Between the step and the interlaced scanned image field An interpolated pixel generation step by an inter-field filter that generates an interpolated pixel by a filter, and the processing branches to a high frequency component extraction step and an interpolated pixel generation step by the inter-field filter according to the determination of the moving image determination step, and the reliability According to the judgment of the evaluation step, the process is branched into an interpolation pixel generation step by the edge generation and an interpolation pixel generation step by the intra-field filter. Regardless of the scene, it always has a high sharpness.
本発明の請求項5に記載の発明は、飛び越し走査画像を順次走査画像に変換する順次走査変換方法であって、前記飛び越し走査画像から動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと、前記飛び越し走査画像と前記動きベクトルから前記動きベクトルを評価する動きベクトル評価ステップと、前記飛び越し走査画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと前記エッジ周波数解析結果から補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップと、前記飛び越し走査画像のフィールド内の画像のみからフィルタにより補間画素を生成するフィールド内フィルタによる補間画素生成ステップと、前記動きベクトルから動きベクトルにより補間画素を生成する動きベクトルによる補間画素生成ステップと、から成り、前記動きベクトル評価ステップの判断で高周波成分抽出ステップと前記動きベクトルによる補間画素生成ステップに処理が分岐し、前記信頼性評価ステップの判断で前記エッジ生成による補間画素生成ステップと前記フィールド内フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐することを特徴とする順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 5 of the present invention is a progressive scan conversion method for converting an interlaced scan image into a progressive scan image, a motion vector detecting step for detecting a motion vector from the interlaced scan image, and the interlaced scan image. A motion vector evaluation step for evaluating the motion vector from the motion vector, a high frequency component extraction step for extracting a high frequency component from the interlaced scanning image, an edge detection step for detecting an edge from the high frequency component, and a frequency of the edge. An edge frequency analysis step to analyze, a reliability evaluation step to evaluate the reliability of the edge frequency analysis result, an interpolation pixel generation step by edge generation to generate an interpolation pixel from the edge frequency analysis result, and a field of the interlaced scanning image Interpolated pixels by filter only from the image inside An interpolation pixel generation step by an intra-field filter to be generated; an interpolation pixel generation step by a motion vector that generates an interpolation pixel from the motion vector by a motion vector; and a high-frequency component extraction step by the determination of the motion vector evaluation step; The processing branches to an interpolation pixel generation step based on a motion vector, and the processing branches to an interpolation pixel generation step based on the edge generation and an interpolation pixel generation step based on the intra-field filter according to the determination in the reliability evaluation step. This is a scan conversion method, and has an effect that a high sharpness can always be obtained irrespective of a moving image of a video signal or a scene of a still image.
本発明の請求項6に記載の発明は、前記高周波成分抽出ステップでは、ウェーブレット変換を用いることを特徴とする請求項1乃至請求項5記載の順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。
The invention according to claim 6 of the present invention is the progressive scan conversion method according to any one of
本発明の請求項7に記載の発明は、前記高周波成分抽出ステップでは、高域通過フィルタを用いることを特徴とする請求項1乃至請求項5記載の順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 A seventh aspect of the present invention is the progressive scan conversion method according to any one of the first to fifth aspects, wherein the high-frequency component extraction step uses a high-pass filter. The high sharpness can always be obtained regardless of the moving image and still image scenes.
本発明の請求項8に記載の発明は、前記高周波成分抽出ステップでは、2次微分または1次微分を用いることを特徴とする請求項1乃至請求項5記載の順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。
The invention according to claim 8 of the present invention is the progressive scan conversion method according to any one of
本発明の請求項9に記載の発明は、前記エッジ検出ステップでは、前記高周波成分のエッジはパターンマッチングにより検出することを特徴とする請求項1乃至請求項5記載の順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 According to a ninth aspect of the present invention, in the edge detection step, the edge of the high-frequency component is detected by pattern matching. Therefore, it has an effect that a high sharpness can always be obtained regardless of a moving image of a video signal or a scene of a still image.
本発明の請求項10に記載の発明は、前記エッジ周波数解析ステップでは、前記周波数解析結果は前記入力画像のエッジをステップ信号の帯域制限で近似したときの帯域制限周波数を含むことを特徴とする請求項1乃至請求項5記載の順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。
The invention according to claim 10 of the present invention is characterized in that, in the edge frequency analysis step, the frequency analysis result includes a band limited frequency when an edge of the input image is approximated by a band limit of a step signal. The progressive scan conversion method according to any one of
本発明の請求項11に記載の発明は、前記エッジ周波数解析ステップでは、前記高周波成分のエッジを個別のエッジに分解したのち周波数解析することを特徴とする請求項10記載の順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the edge frequency analyzing step, the frequency analysis is performed after the edges of the high frequency components are decomposed into individual edges, and then the progressive scan conversion method according to the tenth aspect of the present invention. Therefore, it has an effect that a high sharpness can always be obtained regardless of the moving image of the video signal and the scene of the still image.
本発明の請求項12に記載の発明は、前記フィルタはテンポラルフィルタを用いることを特徴とする請求項1記載の順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。
The invention according to claim 12 of the present invention is the progressive scan conversion method according to
本発明の請求項13に記載の発明は、前記フィールド内フィルタは垂直フィルタを用いることを特徴とする請求項2または請求項4または請求項5記載記載の順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 A thirteenth aspect of the present invention is the progressive scanning conversion method according to the second, fourth or fifth aspect, wherein the intra-field filter uses a vertical filter, and the image is an image. Regardless of the moving image of the signal or the scene of the still image, it always has a high sharpness.
本発明の請求項14に記載の発明は、前記動きベクトルはパターンマッチングにより検出することを特徴とする請求項5記載の順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 The invention according to claim 14 of the present invention is the progressive scan conversion method according to claim 5, wherein the motion vector is detected by pattern matching, and is used for moving images of video signals and scenes of still images. Regardless of this, it always has a high sharpness.
本発明の請求項15に記載の発明は、前記動きベクトルは勾配法により検出することを特徴とする請求項5記載の順次走査変換方法としたものであり映像信号の動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという作用を有する。 According to a fifteenth aspect of the present invention, the motion vector is detected by a gradient method. The progressive scan conversion method according to the fifth aspect is applied to a moving image of a video signal and a still image scene. Regardless of this, it always has a high sharpness.
以下、本発明の実施の形態について図1から図10を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
(実施の形態1)
図1は本発明の順次走査変換方法のフローチャートである。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a flowchart of the progressive scan conversion method of the present invention.
図1において101はインターレース映像信号の入力画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップ、102は高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップ、103は検出されたエッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップ、104はエッジの周波数解析結果情報の信頼性を評価する信頼性評価ステップ、105は周波数解析結果を用いて補間ラインの補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップ、106はフィルタを用いて補間ラインの補間画素を生成するフィルタによる補間画素生成ステップである。 In FIG. 1, 101 is a high frequency component extracting step for extracting a high frequency component from an input image of an interlaced video signal, 102 is an edge detecting step for detecting an edge from the high frequency component, 103 is an edge frequency analyzing step for analyzing the frequency of the detected edge, 104 is a reliability evaluation step for evaluating the reliability of edge frequency analysis result information, 105 is an interpolation pixel generation step by edge generation for generating an interpolation pixel of an interpolation line using the frequency analysis result, and 106 is an interpolation using a filter. This is an interpolation pixel generation step by a filter that generates interpolation pixels for a line.
図2は図1に示す本発明の順次走査変換方法における高周波成分抽出ステップ101、エッジ検出ステップ102、エッジ周波数解析ステップ103を説明するための1次元表現の画像である。図2において201は入力画像、202は第n番目のエッジである。
FIG. 2 is a one-dimensional representation image for explaining the high-frequency
図3は入力画像201を高周波成分抽出ステップ101で処理した結果を表す図で301は高周波成分である。
FIG. 3 is a diagram showing the result of processing the
図4はエッジ検出ステップ102で検出された第n番目のエッジ202の検出結果を表す図で401は第n番目のエッジ202の検出結果であるエッジ検出波形である。
FIG. 4 is a diagram showing a detection result of the
図5はエッジを周波数解析した解析結果を表す図で501はエッジ周波数解析ステップ103で得られた周波数成分fである。
FIG. 5 is a diagram showing an analysis result of frequency analysis of the edge, and
図6は信頼性評価ステップ104の動作説明図で601は入力画像201のn番目のエッジを分離したもの、602は周波数解析結果から生成したエッジである。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the
以上のようなステップで動作する順次走査変換方法について図1から図6を用いて説明する。実際の画像は2次元であるが説明を容易にするため1次元の画像で説明する。 A progressive scan conversion method that operates in the above steps will be described with reference to FIGS. Although the actual image is two-dimensional, it will be described with a one-dimensional image for ease of explanation.
入力画像201は高周波成分抽出ステップ101で高周波成分が抽出される。ここでn番目のエッジ202に着目する。エッジ202は最小値L、最大値H、エッジ中心座標xである。
A high frequency component is extracted from the
高周波成分抽出ステップ101では入力画像201の周波数成分を分離し、高周波成分301となる。
In the high frequency
エッジ検出ステップ102では高周波成分301から本実施の形態ではn番目のエッジ202を検出しその高周波成分は分離されエッジ検出波形401となる。
In the
周波数解析ステップ103ではエッジ検出波形401からエッジを表現するパラメータとして帯域制限周波数である周波数成分501などを算出する。
In the
信頼性評価ステップ104では周波数解析結果の一つ、値fの周波数成分501、エッジの最大値L、最小値H、中心座標xを用いてエッジ602を生成し入力画像201のn番目のエッジ601と比較する。指標としては例えば2乗平均誤差などを用いてある閾値より小さければ生成したエッジは信頼性が高いと評価する。
In the
エッジ生成による補間画素生成ステップ105では信頼性評価ステップ104で信頼性が高いと評価された場合の処理を行い、信頼性評価ステップ104と同様にエッジを生成し補間ラインの補間画素に生成したエッジの該当座標値の画素を割り当てる。この処理によって入力画像201のエッジを鈍らせることなくほぼ正確に補間ラインに再現でき鮮鋭感を損なわない。
In the interpolated
フィルタによる補間画素生成ステップ106は信頼性評価ステップ104で信頼性が低いと評価された場合の処理でこの場合にステップ105の処理で補間画素を生成すると画像破壊を起こす。そこで鮮鋭感は劣るが画像破壊を避けるためフィルタで補間画素を生成する。フィルタはフィールド内で隣接する上下数ラインの画素から垂直フィルタで補間画素を生成するか、またはフィールド間でテンポラルフィルタを用いる。
The interpolated
以上のように本実施の形態によれば、インターレース入力画像の高周波成分を抽出、高周波成分からエッジを検出、周波数解析、周波数解析結果の信頼性評価を行い、信頼性が高いと判断した場合は周波数解析結果を用いエッジ合成により補間画素を生成し、信頼性が低いと判断した場合はフィルタにより補間画素を生成することにより、シーンによらず常に高い鮮鋭感が得られる。 As described above, according to the present embodiment, the high-frequency component of the interlaced input image is extracted, the edge is detected from the high-frequency component, the frequency analysis, the reliability analysis of the frequency analysis result is performed, and the reliability is determined to be high. When the interpolation pixel is generated by edge synthesis using the frequency analysis result and it is determined that the reliability is low, the interpolation pixel is generated by the filter, so that a high sharpness is always obtained regardless of the scene.
(実施の形態2)
図7は本発明の順次走査変換方法のフローチャートである。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a flowchart of the progressive scan conversion method of the present invention.
図7において101から105は図1と同様である。701はインターレース映像信号の入力画像の隣接フィールドを比較して動画、静止画の判定を行う動画判定ステップ、702はフィールド内で垂直フィルタを用いて補間ラインの補間画素を生成するフィールド内フィルタによる補間画素生成ステップ、703はフィールド間でフィルタを用いて補間ラインの補間画素を生成するフィールド間フィルタによる補間画素生成ステップである。
7,
以上のようなステップで動作する順次走査変換方法について図2から図7を用いて説明する。ステップ101からステップ105の動作は実施の形態1と同様であるので省略する。
A progressive scan conversion method that operates in the above steps will be described with reference to FIGS. Since the operation from
動画判定ステップ701では信頼性評価ステップ104で信頼性が低いと評価された場合の処理で入力画像から動画、静止画の判定を行う。前後のフィールドでブロック領域を比較する。このとき比較したブロックの差分2乗和が設定した閾値より大きければ動画と判断する。
In the moving
フィールド内フィルタによる補間画素生成ステップ702では補間画素を生成する同一フィールド内で隣接ラインから垂直フィルタを用いて補間画素を生成する。しかし鮮鋭感はステップ105による場合に比べてかなり低いものになる。
In the interpolated
フィールド間フィルタによる補間画素生成ステップ703では補間画素を生成するフィールドと隣接フィールドからフィルタを用いて補間画素を生成する。完全に静止画である場合は完全な順次走査変換が行える。鮮鋭感はステップ105による場合に比べて同等かやや低い場合もあり得る。
In the interpolated
以上のように本実施の形態によれば、インターレース入力画像の高周波成分を抽出、高周波成分からエッジを検出、周波数解析、周波数解析結果の信頼性評価を行い、信頼性が高いと判断した場合は周波数解析結果を用いエッジ合成により補間画素を生成し、信頼性が低いと判断した場合はインターレース入力画像の動画静止画の判定を行い動画の場合はフィールド内フィルタで補間画素を生成し、静止画の場合はフィールド間フィルタで補間画素を生成することにより、シーンによらず常に高い鮮鋭感が得られる。 As described above, according to the present embodiment, the high-frequency component of the interlaced input image is extracted, the edge is detected from the high-frequency component, the frequency analysis, the reliability analysis of the frequency analysis result is performed, and the reliability is determined to be high. Interpolated pixels are generated by edge synthesis using the frequency analysis results. If it is determined that the reliability is low, moving image still images of the interlaced input image are determined. In this case, by generating interpolated pixels with an inter-field filter, high sharpness can always be obtained regardless of the scene.
(実施の形態3)
図8は本発明の順次走査変換方法のフローチャートである。
(Embodiment 3)
FIG. 8 is a flowchart of the progressive scan conversion method of the present invention.
図8において101から103、105は図1と同様、701、703は図7と同様である。
8,
以上のようなステップで動作する順次走査変換方法について図2から図6、図8を用いて説明する。ステップ101から103、105の動作は実施の形態1とステップ701、703の動作は実施の形態2と同様であるので個別のステップの説明は省略する。
A sequential scanning conversion method that operates in the above steps will be described with reference to FIGS. 2 to 6 and FIG. Since operations in
ステップ701で動画と判定した場合はステップ101から103、105の一連の処理でエッジ生成により補間画素を生成する。一方、ステップ701で静止画と判定した場合はフィールド間フィルタにより補間画素を生成する。
If it is determined in
実施の形態1との違いは動画、静止画の判定を優先している点で静止画と判定した場合の順次走査変換画像はより理想に近いものとなる。 The difference from the first embodiment is that priority is given to the determination of moving images and still images, and the progressive scan converted image when determined to be a still image is closer to ideal.
以上のように本実施の形態によれば、インターレース入力画像の動画静止画の判定を行い静止画の場合はフィールド間で補間画素を生成し、動画の場合はインターレース入力画像の高周波成分を抽出、高周波成分からエッジを検出、周波数解析、エッジ合成により補間画素を生成することにより、シーンによらず常に高い鮮鋭感が得られる。 As described above, according to the present embodiment, a moving image still image of an interlaced input image is determined, an interpolation pixel is generated between fields in the case of a still image, and a high frequency component of the interlaced input image is extracted in the case of a moving image. By detecting an edge from a high-frequency component, generating an interpolation pixel by frequency analysis, and edge synthesis, a high sharpness can always be obtained regardless of the scene.
(実施の形態4)
図9は本発明の順次走査変換方法のフローチャートである。
(Embodiment 4)
FIG. 9 is a flowchart of the progressive scan conversion method of the present invention.
図9において101から105は図1と同様、701から703は図7と同様である。 9, 101 to 105 are the same as in FIG. 1, and 701 to 703 are the same as in FIG.
以上のようなステップで動作する順次走査変換方法について図2から図7、図9を用いて説明する。ステップ101から105の動作は実施の形態1とステップ701から703の動作は実施の形態2と同様であるので個別のステップの説明は省略する。
A sequential scanning conversion method that operates in the above steps will be described with reference to FIGS. Since the operations in
ステップ701で動画と判定し、かつステップ104で信頼性が高いと判断した場合はステップ101から105の一連の処理でエッジ生成により補間画素を生成する。ステップ701で動画と判定し、かつステップ104で信頼性が低いと判断した場合はステップ101から104の一連の処理とステップ702でフィールド内フィルタにより補間画素を生成する。一方、ステップ701で静止画と判定した場合はステップ703でフィールド間フィルタにより補間画素を生成する。
If it is determined in
実施の形態3との違いはエッジ周波数解析結果の信頼性評価をしている点でより画像破壊が起きにくくなっている。 The difference from the third embodiment is that image destruction is less likely to occur because the reliability of the edge frequency analysis result is evaluated.
以上のように本実施の形態によれば、インターレース入力画像の動画静止画の判定を行い静止画の場合はフィールド間フィルタで補間画素を生成し、動画の場合はインターレース入力画像の高周波成分を抽出、高周波成分からエッジを検出、周波数解析し、周波数解析結果の信頼性が高いと判断した場合にはエッジ合成により補間画素を生成し、周波数解析結果の信頼性が低いと判断した場合にはフィールド内フィルタで補間画素を生成することにより、シーンによらず常に高い鮮鋭感が得られる。 As described above, according to the present embodiment, a moving image still image of an interlaced input image is determined, an interpolation pixel is generated by an inter-field filter for a still image, and a high frequency component of an interlaced input image is extracted for a moving image. Detect edges from high-frequency components, perform frequency analysis, generate interpolated pixels by edge synthesis when it is determined that the reliability of the frequency analysis results is high, and field if it is determined that the reliability of the frequency analysis results is low By generating interpolated pixels with the inner filter, a high sharpness can always be obtained regardless of the scene.
(実施の形態5)
図10は本発明の順次走査変換方法のフローチャートである。
(Embodiment 5)
FIG. 10 is a flowchart of the progressive scan conversion method of the present invention.
図10において101から105は図1と同様、702は図7と同様である。1001はフィールド間のブロック領域を比較することにより動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップ、1002は動きベクトル検出結果の正しさを評価する動きベクトル評価ステップ、1003は検出した動きベクトルにより補間ラインの補間画素を生成する動きベクトルによる補間画素生成ステップである。
10,
以上のようなステップで動作する順次走査変換方法について図2から図7、図10を用いて説明する。ステップ101から105の動作は実施の形態1とステップ702の動作は実施の形態2と同様であるので個別のステップの説明は省略する。
A progressive scan conversion method that operates in the above steps will be described with reference to FIGS. Since operations in
動きベクトルを検出ステップ1001で検出した動きベクトルの候補から動きベクトル評価ステップ1002で最も確からしい動きベクトルが決定される。この際いずれの候補ベクトルも確からしくなければ動きベクトルが検出できなかったと判定する。動きベクトルが検出できたときは動きベクトルによる補間画素生成ステップ1003で動きベクトルにより補間ラインの補間画素が生成される。完璧な動きベクトルが検出されれば動画においても完璧な順次走査変換ができるが実際は検出できない場合が多い。
The most probable motion vector is determined in the motion
動きベクトルが検出できなかった場合はステップ101からステップ105、ステップ702の処理が行われる。ここの処理は実施の形態4と同様である。
If a motion vector cannot be detected, the processing from
以上のように本実施の形態によれば、インターレース入力画像の動きベクトルを検出し、動きベクトルの評価を行い、動きベクトルが確からしい場合は動きベクトルで補間画素を生成し、動きベクトルが確からしくない場合はインターレース入力画像の高周波成分を抽出、高周波成分からエッジを検出、周波数解析し、周波数解析結果の信頼性が高いと判断した場合にはエッジ合成により補間画素を生成し、周波数解析結果の信頼性が低いと判断した場合にはフィールド内フィルタで補間画素を生成することにより、シーンによらず常に高い鮮鋭感が得られる。 As described above, according to the present embodiment, a motion vector of an interlaced input image is detected, the motion vector is evaluated, and if the motion vector is likely, an interpolation pixel is generated with the motion vector, and the motion vector is accurate. If not, extract the high frequency component of the interlaced input image, detect the edge from the high frequency component, perform frequency analysis, and if it is determined that the reliability of the frequency analysis result is high, generate interpolated pixels by edge synthesis, When it is determined that the reliability is low, an interpolation pixel is generated by the in-field filter, so that a high sharpness is always obtained regardless of the scene.
本発明にかかる順次走査変換方法は、動画、静止画のシーンによらず常に高い鮮鋭感が得られるという優れた効果を有し、飛び越し走査映像信号を順次走査映像信号に変換する処理として有用である。 The progressive scan conversion method according to the present invention has an excellent effect that a high sharpness can always be obtained regardless of a moving image or a still image scene, and is useful as a process for converting an interlaced scanned video signal into a progressive scanned video signal. is there.
101 高周波成分抽出ステップ
102 エッジ検出ステップ
103 エッジ周波数解析ステップ
104 信頼性評価ステップ
105 エッジ生成による補間画素生成ステップ
106 フィルタによる補間画素生成ステップ
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記飛び越し走査画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと、
前記エッジ周波数解析結果から補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップと、
から成り、
フィルタによる補間画素生成ステップからなり前記信頼性評価ステップの判断で前記エッジ生成による補間画素生成ステップと、
前記フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐することを特徴とする順次走査変換方法。 A progressive scan conversion method for converting an interlaced scan image into a progressive scan image,
A high frequency component extraction step for extracting a high frequency component from the interlaced scanning image;
An edge detection step for detecting an edge from the high-frequency component;
An edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge;
A reliability evaluation step for evaluating the reliability of the edge frequency analysis result;
An interpolation pixel generation step by edge generation for generating an interpolation pixel from the edge frequency analysis result;
Consisting of
An interpolation pixel generation step by the edge generation in the judgment of the reliability evaluation step, which comprises an interpolation pixel generation step by a filter,
A sequential scanning conversion method characterized in that the process branches to an interpolation pixel generation step by the filter.
前記飛び越し走査画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと、
前記エッジ周波数解析結果から補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップと、
前記飛び越し走査画像から動画か静止画を判定する動画判定ステップと、
前記飛び越し走査画像のフィールド内の画像のみからフィルタにより補間画素を生成するフィールド内フィルタによる補間画素生成ステップと、
前記飛び越し走査画像のフィールド間の画像からフィルタにより補間画素を生成するフィールド間フィルタによる補間画素生成ステップと、
から成り、
前記信頼性評価ステップの判断で前記エッジ生成による補間画素生成ステップと、前記動画判定ステップに処理が分岐し、前記動画判定ステップの判断で前記フィールド内フィルタによる補間画素生成ステップと、前記フィールド間フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐することを特徴とする順次走査変換方法。 A progressive scan conversion method for converting an interlaced scan image into a progressive scan image,
A high frequency component extraction step for extracting a high frequency component from the interlaced scanning image;
An edge detection step for detecting an edge from the high-frequency component;
An edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge;
A reliability evaluation step for evaluating the reliability of the edge frequency analysis result;
An interpolation pixel generation step by edge generation for generating an interpolation pixel from the edge frequency analysis result;
A moving image determination step for determining a moving image or a still image from the interlaced scanning image;
An interpolation pixel generation step by an intra-field filter that generates an interpolation pixel by a filter only from an image in a field of the interlaced scanning image;
An interpolated pixel generation step by an inter-field filter that generates an interpolated pixel by a filter from an image between fields of the interlaced scanning image;
Consisting of
The processing branches to the interpolation pixel generation step by the edge generation and the moving image determination step in the determination of the reliability evaluation step, the interpolation pixel generation step by the intra-field filter in the determination of the moving image determination step, and the inter-field filter A sequential scanning conversion method characterized in that the process branches to an interpolation pixel generation step according to.
前記飛び越し走査画像から動画か静止画を判定する動画判定ステップと、
前記飛び越し走査画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記エッジ周波数解析結果から補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップと、
前記飛び越し走査画像のフィールド間の画像からフィルタにより補間画素を生成するフィールド間フィルタによる補間画素生成ステップと、
から成り、
前記動画判定ステップの判断で高周波成分抽出ステップと前記フィールド間フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐することを特徴とする順次走査変換方法。 A progressive scan conversion method for converting an interlaced scan image into a progressive scan image,
A moving image determination step for determining a moving image or a still image from the interlaced scanning image;
A high frequency component extraction step for extracting a high frequency component from the interlaced scanning image;
An edge detection step for detecting an edge from the high-frequency component;
An edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge;
An interpolation pixel generation step by edge generation for generating an interpolation pixel from the edge frequency analysis result;
An interpolated pixel generation step by an inter-field filter that generates an interpolated pixel by a filter from an image between fields of the interlaced scanning image;
Consisting of
A sequential scanning conversion method characterized in that the processing branches to a high-frequency component extraction step and an interpolated pixel generation step by the inter-field filter according to the determination of the moving image determination step.
前記飛び越し走査画像から動画か静止画を判定する動画判定ステップと、
前記飛び越し走査画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと、
前記エッジ周波数解析結果から補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップと、
前記飛び越し走査画像のフィールド内の画像のみからフィルタにより補間画素を生成するフィールド内フィルタによる補間画素生成ステップと、
前記飛び越し走査画像のフィールド間の画像からフィルタにより補間画素を生成するフィールド間フィルタによる補間画素生成ステップと、
から成り、
前記動画判定ステップの判断で高周波成分抽出ステップと前記フィールド間フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐し、前記信頼性評価ステップの判断で前記エッジ生成による補間画素生成ステップと前記フィールド内フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐することを特徴とする順次走査変換方法。 A progressive scan conversion method for converting an interlaced scan image into a progressive scan image,
A moving image determination step for determining a moving image or a still image from the interlaced scanning image;
A high frequency component extraction step for extracting a high frequency component from the interlaced scanning image;
An edge detection step for detecting an edge from the high-frequency component;
An edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge;
A reliability evaluation step for evaluating the reliability of the edge frequency analysis result;
An interpolation pixel generation step by edge generation for generating an interpolation pixel from the edge frequency analysis result;
An interpolation pixel generation step by an intra-field filter that generates an interpolation pixel by a filter only from an image in a field of the interlaced scanning image;
An interpolated pixel generation step by an inter-field filter that generates an interpolated pixel by a filter from an image between fields of the interlaced scanning image;
Consisting of
Processing is branched into a high-frequency component extraction step and an interpolated pixel generation step by the inter-field filter in the determination of the moving image determination step, and an interpolation pixel generation step by the edge generation and interpolation by the intra-field filter in the determination of the reliability evaluation step A sequential scanning conversion method characterized in that processing branches to a pixel generation step.
前記飛び越し走査画像から動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと、
前記飛び越し走査画像と前記動きベクトルから前記動きベクトルを評価する動きベクトル評価ステップと、
前記飛び越し走査画像から高周波成分を抽出する高周波成分抽出ステップと、
前記高周波成分からエッジを検出するエッジ検出ステップと、
前記エッジを周波数解析するエッジ周波数解析ステップと、
前記エッジ周波数解析結果の信頼性を評価する信頼性評価ステップと、
前記エッジ周波数解析結果から補間画素を生成するエッジ生成による補間画素生成ステップと、
前記飛び越し走査画像のフィールド内の画像のみからフィルタにより補間画素を生成するフィールド内フィルタによる補間画素生成ステップと、
前記動きベクトルから動きベクトルにより補間画素を生成する動きベクトルによる補間画素生成ステップと、
から成り、
前記動きベクトル評価ステップの判断で高周波成分抽出ステップと前記動きベクトルによる補間画素生成ステップに処理が分岐し、前記信頼性評価ステップの判断で前記エッジ生成による補間画素生成ステップと前記フィールド内フィルタによる補間画素生成ステップに処理が分岐することを特徴とする順次走査変換方法。 A progressive scan conversion method for converting an interlaced scan image into a progressive scan image,
A motion vector detection step of detecting a motion vector from the interlaced scanning image;
A motion vector evaluation step for evaluating the motion vector from the interlaced scan image and the motion vector;
A high frequency component extraction step for extracting a high frequency component from the interlaced scanning image;
An edge detection step for detecting an edge from the high-frequency component;
An edge frequency analysis step for frequency analysis of the edge;
A reliability evaluation step for evaluating the reliability of the edge frequency analysis result;
An interpolation pixel generation step by edge generation for generating an interpolation pixel from the edge frequency analysis result;
An interpolation pixel generation step by an intra-field filter that generates an interpolation pixel by a filter only from an image in a field of the interlaced scanning image;
An interpolation pixel generation step by a motion vector for generating an interpolation pixel from the motion vector by a motion vector;
Consisting of
The processing branches to a high frequency component extraction step and an interpolation pixel generation step based on the motion vector in the determination of the motion vector evaluation step, and the interpolation pixel generation step based on the edge generation and the interpolation by the intra-field filter in the determination of the reliability evaluation step A sequential scanning conversion method characterized in that processing branches to a pixel generation step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004065166A JP2005260309A (en) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | Sequential scanning conversion method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8269888B2 (en) | 2006-10-11 | 2012-09-18 | Fujitsu Limited | Image processing apparatus, image processing method, and computer readable medium having image processing program |
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2004
- 2004-03-09 JP JP2004065166A patent/JP2005260309A/en active Pending
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US8269888B2 (en) | 2006-10-11 | 2012-09-18 | Fujitsu Limited | Image processing apparatus, image processing method, and computer readable medium having image processing program |
CN113822835A (en) * | 2020-06-04 | 2021-12-21 | 合肥君正科技有限公司 | Image definition evaluation method easy for hardware implementation |
CN113822835B (en) * | 2020-06-04 | 2023-12-29 | 合肥君正科技有限公司 | Image definition evaluation method easy for hardware realization |
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