JP2005509230A - オクルージョン領域を検出するオクルージョン検出器および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像(100)におけるオクルージョン領域(108、110)を検出するためのオクルージョン検出器(200、201、203、205、207)は、動きベクトルの組から、少なくとも2つの動きベクトル(118、120)を選択するための動きベクトル・セレクタ(202)を有する。それは、画像(100)の特定のピクセル(112)の特定の値と更なる画像(102)の第2のピクセル(116)の第2の値および第3のピクセル(114)の第3の値との間の第1および第2のピクセル値の差を計算するためのピクセル値コンパレータ(206)を更に有する。オクルージョン検出器(200、201、203、205、207)は、第1および第2のピクセル値の差が、第1の既定のしきい値および第2の既定のしきい値より、それぞれ、大きいか否かをチェックすることによって、特定のピクセル(112)がオクルージョン領域(108、110)の1つに属するか否かを判定するための判断ユニット(204)を更に有する。
Description
- 動きベクトルの組を計算するための動きベクトル推定器と、
- 一連の連続画像に属する第1の画像を用いて、動きベクトルの組に基づき、第1の画像のオクルージョン領域を検出するためのオクルージョン検出器と、
- オクルージョン検出器の出力に基づき、特定のピクセルに特定の動きベクトルを割り当てるための動きベクトル割り当てユニットとを有する動き推定器に関する。
- 表示される第1の画像を表している信号を受信するための受信手段と、
- 一連の連続画像に属する第1の画像を用いて、動きベクトルの組に基づき、第1の画像のオクルージョン領域を検出するためのオクルージョン検出器を有する動き推定器と、
- 動き補償画像処理ユニットとを有する画像処理装置に関する。
- 第1の動きベクトルと第2の動きベクトルを、前記第1の動きベクトルと前記第2動きベクトルとの間の実質的なベクトル差に基づき、前記動きベクトルの組から選択するための動きベクトル・セレクタと、
-第1のピクセルと前記第1の動きベクトルにより与えられる第2のピクセルとの間の第1の関係を用いて、第2の画像の前記第1のピクセルの第1の値と第3の画像の前記第2のピクセルの第2の値との間の第1のピクセル値の差を計算し、かつ、第3のピクセルと前記第2の動きベクトルにより与えられる第4のピクセルとの間の第2の関係を用いて、前記第2の画像の前記第3のピクセルの第3の値と前記第3の画像の前記第4のピクセルの第4の値との間の第2のピクセル値の差を計算するためのピクセル値コンパレータと、
- 前記 第1のピクセル値の差が第1の既定のしきい値より大きいか否か、かつ、前記第2のピクセル値の差が第2の既定のしきい値より大きいか否かをチェックすることによって、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの交点に対応する前記第1の画像の特定のピクセルが前記オクルージョン領域の一つに属するか否かを、判断するための判断ユニットとを有することにより達成される。
インタレースは、奇数と偶数の番号をつけられた画像ラインを交替に送信するための一般のビデオ放送手続きである。デインタレーシングは、全垂直解像度を回復することを試みる、すなわち、奇数と偶数のラインを各画像に対して同時に利用可能にする。
一連のオリジナルの入力画像から、より大きな一連の出力画像が、計算される。出力画像は、2つのオリジナルの入力画像の間に時間的に位置する。
これは、更に、空間処理も含むことが出来、空間的と時間的の雑音を除去する。
- 第1のピクセル115から第2のピクセル116までの第1の動きベクトル118を用いて、第1のオリジナルの画像100の第1のピクセル115の第1の値と第2のオリジナルの画像102の第2のピクセル116の第2の値との間の第1のピクセル値の差を計算し、かつ、第3のピクセル113から第4のピクセル114までの第2の動きベクトル120を用いて、第1のオリジナルの画像100の第3のピクセル113の第3の値と第2のオリジナルの画像102の第4のピクセル114の第4の値との間の第2のピクセル値の差を計算するためのピクセル値コンパレータ206と、
- 第1のピクセル値の差が、第1の既定のしきい値より大きいか否か、かつ、第2のピクセル値の差が第2の既定のしきい値より大きいか否かをチェックすることにより、第1の動きベクトル118と第2の動きベクトル120との交点に対応する補間された画像101の特定のピクセル112がオクルージョン領域の一つに属するか否かを、判断するための判断ユニット204とを有する。ピクセル112〜116間の関係は、第1の動きベクトル118と第2の動きベクトル120により与えられる。第1のオリジナルの画像100と補間された画像101との間の時間差T1と第2にオリジナルの画像102と補間された画像101との間の時間差T2は、極めて重要である。例えば、第1の動きベクトル118は、第1のオリジナルの画像100の画素と第2のオリジナルの画像102との間の垂直のオフ組Vy(T1+T2)および水平のオフ組V x (T1+T2)、即ち、時間T1+T2の間の動きを示す。T1=T2と仮定する。すると、第1のオリジナルの画像100の画素と補間された画像101との間の垂直のオフ組V y (T1)および水平のオフ組V x (T1)を、容易に計算することが出来る。V y (T1)=V y (T1+T2)/2 ; V x (T1)=V x (T1+T2)/2 。T1とT2の他の値に対して、同様の計算を、実行することが出来る。それ故、ある画像におけるピクセル座標が与えられると、別の画像における別のピクセルの座標を、動きベクトルと時間差によって計算することが出来る。これは、動きベクトルを直接に適用することによって、または部分的なオフ組を計算することにより、可能となる。例えば、
- 第2のオリジナルの画像102のピクセル116に動きベクトル118の逆を適用することにより、第1のオリジナルの画像100のピクセル115を、直接、見い出すことが出来;
- 補間された画像101のピクセル112が与えられた場合、動きベクトル118と時間差T1、T2とに基づき部分的なオフ組を計算することになり、第1のオリジナルの画像100のピクセル115を、計算することが出来;
- 補間された画像101のピクセル112が与えられた場合、動きベクトル118と時間差T1、T2とに基づき部分的なオフ組を計算することによって、第2のオリジナルの画像102のピクセル116を、計算することが出来る;
動きベクトルは、ピクセルから始まり、そのピクセルで終了、または、交差する。2つの動きベクトルが、1つのピクセルから始まる、または1つのピクセルで終了する場合、これは、交点として理解することも出来る。適切なピクセルの座標が計算された場合、対応しているピクセル値は、第1のピクセル値の差と第2のピクセル値の差を計算するためにフェッチすることが出来る。次に、これらの差は、既定のしきい値と比較される。
- 第1の動きベクトル118と第2の動きベクトル120を、第1の動きベクトル118と第2動きベクトル120との間の実質的なベクトル差に基づき、動きベクトルの組から選択するための動きベクトル・セレクタ202と、
- 特定のピクセル111と第1の動きベクトル118により与えられる第2のピクセル116との間の第1の関係を用いて、 画像100の特定のピクセル111の特定の値と別の画像102の第2のピクセル116の第2の値との間の第1のピクセル値の差を計算し、かつ、特定のピクセル111と第2の動きベクトル120により与えられる第3のピクセル114との間の第2の関係を用いて、特定の値と他の画像102の第3のピクセル114の第3の値との間の第2のピクセル値の差を計算するためのピクセル値コンパレータ206と、
- 第1のピクセル値の差が第1の既定のしきい値より大きいか否か、かつ、第2のピクセル値の差が第2の既定のしきい値より大きいか否かをチェックすることによって、特定のピクセル111がオクルージョン領域108、110の1つに属するか否かを判断するための判断ユニット204とを有するオクルージョン検出器200の一実施例を線図的に示す。画像、例えば、100、102は、第1の入力コネクタ210で提供される。動きベクトル、例えば118、120は、動き推定器(図3を参照)によって、第2の入力コネクタ208で提供される。画像100の各ピクセルに対し、それがオクルージョン領域、例えば108に属するか否か、または、それがこの種のオクルージョン領域に属していないか否かを示すバイナリマスクが、オクルージョン検出器によって、出力コネクタ212に設けられる。オクルージョン検出器200の働きは、図1Aと関連して記載された通りである。
- 画像、例えば、100のピクセルのそれぞれのグループに対して、動きベクトルの組を計算するための動きベクトル推定器302と、
- 動きベクトルの組に基づき画像100のオクルージョン領域を検出するためのオクルージョン検出器314と、
- オクルージョン検出器200、201、203、205、207の出力に基づき特定のピクセル111、112に特定の動きベクトルを割り当てるための動きベクトル割り当てユニット304とを有する本発明による動き推定器300の一実施例を線図的に示す。動きベクトル推定器302は、例えば、論文「三次元帰納的検索ブロック・マッチングを備えた真の動き推定(True-Motion Estimation with 3-D Recursive Search Block Matching)」(by G. de Haan et. al.)( IEEE Transactions on circuits and systems for video technology, vol.3, no.5, October 1993, pages 368-379)に記載されているように、機能する。他の動き推定器も、可能である。オクルージョン検出器314は、それぞれ、図2A、2B、2C、2D、2Eと関連して記載したように、機能する。動きベクトル割り当てユニット304は、例えば、出願番号EP 0104647(社内整理番号PHNL010095EPP)の下で出願された国際特許出願のドキュメントまたは、論文「適応背景の推定のための新しいプログラム用算法言語」(by D. Gao, J. Zhou and L. Xin)( Proceedings ICIP 2001 pp. 395-398)に記載されている様な、前景/背景の検出器を有する。動きベクトル割り当てユニット304は、オクルージョン領域108、110の一部であるとして分類されたピクセル対して、それらが次の画像102において覆われるであろう領域108に位置するか否か、または、それらが次の画像102において覆われないであろう領域110に位置するか否かを判断する。これは、それぞれ、背景または前景に属することと対応する。この後者のタイプの分類に従い、動きベクトル割り当てユニット304は、オクルージョン領域108、110の一部であるとして分類されたピクセルに、動きベクトルを割り当てる。これは、例えば第1の動きベクトル118、または第2の動きベクトル120に可能である。第1の動きベクトル118と第2の動きベクトル120は、不正確であると判断されたにもかかわらず、それらは更なる処理のために適切である可能性があることに留意されたい。それらは、実際の物理的なイベント、すなわち、何か他のものによって置き換えられる何かを表現しないので、それらは不正確である。動きベクトルは、全く同一のオブジェクトの動きの表現である。例えばアップ・コンバージョンの場合、これらの動きベクトルの1つを適用することによって、実質的に正しい時間調整された(re-timed)ピクセルを、計算することが出来るので、第1の動きベクトル118または第2の動きベクトル120は、適切となり得る。
- ある処理が実行された後で表示される画像を表現している信号を受信するための受信手段401と、
- 図3と関連して記載された動き推定器ユニット300と、
- 動き補償画像処理ユニット403と、
- 処理された画像を表示するための表示デバイス405とを有する画像処理装置400の要素を線図的に示す。この信号は、アンテナまたはケーブルを経て受信される放送信号であるかもしれないが、しかし、VCR(Video Cassette Recorder)またはDVD(Digital Versatile Disk)のような記憶デバイスからの信号であるかもしれない。この信号は、入力コネクタ407で提供される。この表示デバイスは、オプションである。動き補償画像処理ユニット403は、その入力として画像および動きベクトルを必要とする。
104 人
108、110 オクルージョン領域
111、114、116 ピクセル
118、120 動きベクトル
122、123 ピクセルのグループ
200、201、203、205、207 オクリルージョン検出器
202 動きベクトル・セレクタ
判断ユニット
206 ピクセル値コンパレータ
300 動き推定器
302 動きベクトル推定器
400 画像処理装置
403 動き補償画像処理ユニット
Claims (9)
- 一連の連続画像に属する第1の画像を用いて、動きベクトルの組に基づき、前記第1の画像のオクルージョン領域を検出するためのオクルージョン検出器において、前記オクルージョン検出器が、
- 第1の動きベクトルと第2の動きベクトルを、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの間の実質的なベクトル差に基づき、前記動きベクトルの組から選択するための動きベクトル・セレクタと、
- 第1のピクセルと前記第1の動きベクトルにより与えられる第2のピクセルとの間の第1の関係を用いて、第2の画像の前記第1のピクセルの第1の値と第3の画像の前記第2のピクセルの第2の値との間の第1のピクセル値の差を計算し、かつ、第3のピクセル(113)と前記第2の動きベクトルにより与えられる第4のピクセルとの間の第2の関係を用いて、前記第2の画像の前記第3のピクセルの第3の値と前記第3の画像の第4のピクセルの前記第4の値との間の第2のピクセル値の差を計算するためのピクセル値コンパレータと、
- 前記 第1のピクセル値の差が第1の既定のしきい値より大きいか否か、かつ、前記第2のピクセル値の差が第2の既定のしきい値より大きいか否かをチェックすることによって、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルとの交点に対応する前記第1の画像の特定のピクセルが前記オクルージョン領域の一つに属するか否かを、判断するための判断ユニットとを有することを特徴とするオクルージョン検出器。 - 前記動きベクトル・セレクタが、前記特定のピクセルおよび前記第1の動きベクトルが対応するピクセルの特定のグループに属する別なピクセルとの間の距離に基づき、前記第1の動きベクトルを選択するように設計されていることを特徴とする請求項1に記載のオクルージョン検出器。
- 前記動きベクトル・セレクタが、前記動きベクトルの組の動きベクトルに対する出現の頻度を判断し、かつ前記出現の前記頻度に基づき前記第1の動きベクトルを選択するように設計されていることを特徴とする請求項1に記載のオクルージョン検出器。
- 前記ピクセル値コンパレータが、前記第1の値と前記第2の値との間で絶対差を計算するように設計されていることを特徴とする請求項1に記載のオクルージョン検出器。
- 前記動きベクトル・セレクタが、前記第1の画像および前記第3の画像のピクセルのそれぞれのグループに対して推定される動きベクトルを有する前記組を用いて、前記動きベクトルの組から前記第1の動きベクトルを選択するように設計されていることを特徴とする請求項1に記載のオクルージョン検出器。
- 前記オクルージョン検出器が、前記第1の既定のしきい値を判断するために、測定ユニットを有することを特徴とする請求項1に記載のオクルージョン検出器。
- オクルージョン領域を検出する方法であって、一連の連続画像に属する第1の画像を用いて、動きベクトルの組に基づき前記第1の画像のオクルージョン領域を検出する方法において、前記方法が、
- 第1の動きベクトルと第2の動きベクトルとの間の実質的なベクトル差に基づき、前記動きベクトルの組から前記第1の動きベクトルおよび前記第2の動きベクトルを選択するための動きベクトル選択ステップと、
- 第1のピクセルと前記第1の動きベクトルにより与えられる第2のピクセルとの間の第1の関係を用いて、第2の画像の前記第1のピクセルの第1の値と第3の画像の前記第2のピクセルの第2の値との間の第1のピクセル値の差を計算し、かつ、第3のピクセルと前記第2の動きベクトルにより与えられる第4のピクセルとの間の第2の関係を用いて、前記第2の画像の前記第3のピクセルの第3の値と前記第3の画像の前記第4のピクセルの第4の値との間の第2のピクセル値の差を計算するためのピクセル値比較ステップと、
- 前記第1のピクセル値の差が第1の既定のしきい値より大きいか否か、かつ、前記第2のピクセル値の差が第2の既定のしきい値より大きいか否かをチェックすることによって、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルの交点に対応する前記第1の画像の特定のピクセルが、前記オクルージョン領域の1つに属するか否かを判断するための判断ステップとを有することを特徴とする方法。 - - 動きベクトルの組を計算するための動きベクトル推定器、
- 前記動きベクトルの組に基づき、第1の画像のオクルージョン領域を検出するためのオクルージョン検出器、および
- 前記オクルージョン検出器の出力に基づき、特定のピクセルに特定の動きベクトルを割り当てるための動きベクトル割り当てユニットにおいて、前記オクルージョン検出器が、
- 第1の動きベクトルと第2の動きベクトルとの間の実質的なベクトル差に基づき、前記動きベクトルの組から、前記第1の動きベクトルおよび前記第2の動きベクトルを選択するための動きベクトル・セレクタと、
- 第1のピクセルと前記第1の動きベクトルにより与えられる第2のピクセルとの間の第1の関係を用いて、第2の画像の前記第1のピクセルの第1の値と第3の画像の前記第2のピクセルの第2の値との間の第1のピクセル値の差を計算し、かつ、第3のピクセルと前記第2の動きベクトルにより与えられる第4のピクセルとの間の第2の関係を用いて、前記第2の画像の前記第3のピクセルの第3の値と前記第3の画像の前記第4のピクセルの第4の値との間の第2のピクセル値の差を計算するためのピクセル値コンパレータと、
- 前記第1のピクセル値の差が第1の既定のしきい値より大きいか否か、かつ、前記第2のピクセル値の差が、第2の既定のしきい値より大きいか否かをチェックすることによって、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルの交点に対応する前記第1の画像の特定のピクセルが、前記オクルージョン領域の1つに属するか否かを判断するための判断ユニットとを有することを特徴とする動き割り当てユニットを有する動き推定器。 - - 表示される第1の画像を表現している信号を受信するための受信手段、
- 一連の連続画像に属する前記第1の画像を用いて、動きベクトルの組に基づき、前記第1の画像のオクルージョン領域を検出するためのオクルージョン検出器を有する動き推定器、および
- 動き補償画像処理ユニットであって、
前記オクルージョン検出器が、
- 第1の動きベクトルと第2の動きベクトルとの間の実質的なベクトル差に基づき、前記動きベクトルの組から、前記第1の動きベクトルおよび前記第2の動きベクトルを選択するための動きベクトル・セレクタと、
- 第1のピクセルと前記第1の動きベクトルにより与えられる第2のピクセルとの間の第1の関係を用いて、第2の画像の前記第1のピクセルの第1の値と第3の画像の前記第2のピクセルの第2の値との間の第1のピクセル値の差を計算し、かつ、第3のピクセルと前記第2の動きベクトルにより与えられる第4のピクセルとの間の第2の関係を用いて、前記第2の画像の前記第3のピクセルの第3の値と前記第3の画像の前記第4のピクセルの第4の値との間の第2のピクセル値の差を計算するためのピクセル値コンパレータと、
- 前記第1のピクセル値の差が第1の既定のしきい値より大きいか否か、かつ、前記第2のピクセル値の差が、第2の既定のしきい値より大きいか否かをチェックすることによって、前記第1の動きベクトルと前記第2の動きベクトルの交点に対応する前記第1の画像の特定のピクセルが、前記オクルージョン領域の1つに属するか否かを判断するための判断ユニットとを有することを特徴とする動き補償画像ユニットを有する画像処理装置。
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