JP2006237696A - プルダウン検出装置及びプルダウン検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
プルダウン信号を検出する際に、１画面全体で画素変化の判定結果を積算して画像変化の判定を行うと、積算値が画面全体で平準化されてしまうため、誤判定を生じやすい。
【解決手段】
プルダウン検出装置１０は、後フィールドａと現フィールドｂの間の画素比較を行い、後フィールドａと現フィールドｂの間での画素の相違を判定する画素比較部１２と、画素比較部１２の判定結果をフィールド内での画素位置に応じて分割して集計し、分割して集計した判定結果に基づいて、後フィールドａと現フィールドｂの間での画像変化の有無を判定するフィールド比較部１３と、フィールド比較部１３の判定結果の履歴に基づいて、入力映像信号がプルダウン処理により生成された信号であることを判定するプルダウン判定部１４とを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、インタレース映像信号がプルダウン処理によって生成されたものであることを検出するプルダウン検出装置及びプルダウン検出方法に関する。

２４フレーム／秒のコマーシャルフィルムをＮＴＳＣ方式の６０フィールド／秒の映像信号に変換する場合には、元映像の２フレームから５フィールドを生成する２−３プルダウン処理が行われる。また、２４フレーム／秒のコマーシャルフィルムをＰＡＬ方式の５０フィールド／秒の映像信号に変換する場合や、３０フレーム／秒のコマーシャルフィルムを６０フィールド／秒のＮＴＳＣ信号に変換する場合には、元映像の１フレームから２フィールドを生成する２−２プルダウン処理が行われる。

一方、６０フィールド／秒のＮＴＳＣ信号や５０フィールド／秒のＰＡＬ信号等のインタレース映像信号をプラズマディスプレイパネル等に表示する場合には、インタレース映像信号をプログレッシブ映像信号に変換するインタレース／プログレッシブ変換（以下、ＩＰ変換と呼ぶ）が必要となる。ＩＰ変換は、インタレース映像信号の欠落しているラインを生成してプログレッシブ信号を得るものである。

ＩＰ変換において、欠落しているラインの画素データを生成する方法にはフィールド内補間とフィールド間補間が知られている。フィールド内補間は、欠落しているラインに隣接する２つのラインの画素データから、欠落しているラインの画素データの補間を行う。また、フィールド間補間は、連続する２つのフィールドのラインの画素データから、欠落しているラインの画素データの補間を行う。

しかしながら、上述した２−３プルダウン処理、２−２プルダウン処理等のプルダウン処理によって生成されたインタレース信号（以下、プルダウン信号と呼ぶ）に対してフィールド内補間によるＩＰ変換を行うと、得られるフレーム信号は、プルダウン変換前の元画像に比べて垂直解像度が低下する。また、フィールド間補間の場合、異なるフレームから生成された２つのフィールドを用いてフレーム信号を生成すると、コムノイズ等の画質劣化を生じることになる。

このような画質劣化を回避するため、プルダウン処理によって生成されたインタレース信号に対するＩＰ変換を行う場合は、同一フレームから生成された２つのフィールド信号を合成してフレーム信号を得ることが望ましい。これにより、上記の画質劣化を回避することができる。このように、プルダウン信号の規則性を利用してＩＰ変換を行うことを逆プルダウン処理と呼ぶ。

図１１に、逆２−２プルダウン処理の例を示す。図１１では、３０Ｐ（３０フレーム／秒）のフレーム信号から６０Ｉ（６０フィールド／秒）のフィールド信号を得る２−２プルダウン処理と、６０Ｉ（６０フィールド／秒）のフィールド信号から６０Ｐ（６０フレーム／秒）のフレーム信号を得る逆２−２プルダウン処理を示している。例えば、２−２プルダウン処理では、３０Ｐのフレーム１から、フレーム１の奇数ラインを含むフィールド画像１Ｔと偶数ラインを含むフィールド画像１Ｂが生成される。これに対して、逆２−２プルダウン処理では、同一フレームから生成されたフィールド画像１Ｔ及び１Ｂを用いて欠落ラインを補間することにより、フレーム１−１及びフレーム１−２の２つのフレームが生成される。フレーム２以降も同様である。

特許文献１には、インタレース映像信号が２−２プルダウン信号であることを検出する２−２プルダウン検出装置、及び２−２プルダウン信号を検出した場合に、同一フレームから生成された２フィールドを用いてＩＰ変換を行うプログレッシブ変換装置が開示されている。特許文献１に開示された２−２プルダウン検出装置の一例を図１０に示す。

図１０の２−２プルダウン検出装置９０は、画素差比較部９１、不一致画素数比較部９２及びプルダウン規則性検出部９３を備えている。

画素差比較部９１は、現フィールド信号ｂの画素ｂ１の画素値と、現フィールド信号ｂより１フィールド後のフィールド信号ａの画素ａ１の画素値の差分を求め、その差分を閾値と比較する。ここで、画素ａ１とｂ１は、画面上でほとんど同じ点と見られる位置の画素である。具体的には、画素ａ１とｂ１は水平位置が同じであって、画素ｂ１が含まれるラインは、画素ａ１が含まれるラインの下に隣接するラインである。

上記の比較の結果、画素ｂ１と画素ａ１の画素値の差分が所定の閾値Ｒ１を上回る場合は、画素変化ありを示す値「１」を設定した信号を不一致画素数比較部８２に対して出力し、閾値Ｒ１を下回る場合は画素変化なしを示す値「０」を設定した信号を不一致画素数比較部９２に出力する。

不一致画素数比較部９２は、画素差比較部９１が出力する信号を入力し、画素差比較部９１が画素値の変化を検出した回数を１フィールド期間に亘ってカウントし、１フィールド終了時のカウント数を所定の閾値Ｒ２と比較する。カウント数が閾値Ｒ２を超える場合は、フィールド信号ａ及びｂが異なるフレームから生成されたものであることを示す値「１」を設定した信号を規則性検出部９３に出力し、閾値Ｒ２を下回る場合は、フィールド信号ａ及びｂが同一フレームから生成されたものであることを示す値「０」を設定した検出信号をプルダウン規則性検出部９３に出力する。

プルダウン則性検出部９３は、不一致画素数比較部９２の出力信号が、「１０１０・・」又は「０１０１・・」のように１と０が交互に繰り返すパターンであるときは、２−２プルダウン信号の規則性ありと判定する。他方、上記の繰り返しパターンが崩れたときは、２−２プルダウン信号の規則性なしと判定する。

このように、プルダウン検出装置は、隣接するフィールド間で絵柄が変化するか否かを判定し、判定結果の規則性を観測することによってプルダウン信号であるか否かを判別するものである。したがって、プルダウン信号の検出を正確に行うためには、図８の２−２プルダウン検出装置９０であれば、画素差比較部９１が行う画素単位での変化の判定及び不一致画素数比較部９２が行うフィールド単位での変化の判定を精度良く行う必要がある。
特開２００４−２４２１９６号公報

図１０に示した２−２プルダウン検出装置９０等の従来のプルダウン検出装置は、１画面全体で画素変化の判定結果を積算して画像変化の判定を行っている。しかしながら、画面全体で画素変化の判定結果を積算すると、積算値が画面全体で平準化されてしまうため、誤判定を生じやすいという課題がある。

例えば、動きのある部分が画面中のごく一部であるような画像の場合、従来のプルダウン検出装置は、画面全体での積算結果を元に画像変化の判定を行うため、積算値が画面全体で平準化されて画像変化なしと誤判定する可能性がある。

また、表示画像に斜め方向の線、物体の境界等の高周波部分（以下、エッジ部分）が存在する画像では、エッジ部分の存在によって画像変化を誤判定する確率が高くなる。したがって、高周波成分を含む領域が画像中の主要な領域を占めている場合、従来のプルダウン検出装置は、誤判定を多く含むフィールド全体での積算値を元にフィールド間での画像変化の判定を行うことになる。このため、従来のプルダウン検出装置は、画像変化がないにもかかわらず、画像変化ありと誤判定する可能性がある。

本発明にかかるプルダウン検出装置は、入力映像信号がプルダウン処理により生成された信号であることを検出するプルダウン検出装置であって、少なくとも、前記入力映像信号に含まれる第１のフィールドと前記第１のフィールドより１フィールド前の第２のフィールドの間の画素比較を行い、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画素の相違を判定する画素比較部と、前記画素比較部の判定結果をフィールド内での画素位置に応じて分割して集計し、前記分割して集計した判定結果に基づいて、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画像変化の有無を判定するフィールド比較部と、前記フィールド比較部の判定結果の履歴に基づいて、前記入力映像信号がプルダウン処理により生成された信号であることを判定するプルダウン判定部とを備えるものである。

また、本発明にかかるプルダウン検出方法は、映像信号がプルダウン処理により生成された信号であることを検出するプルダウン検出方法であって、前記映像信号に含まれる第１のフィールドと前記第１のフィールドより１フィールド前の第２のフィールドの間の画素の差分を測定し、当該差分の大きさを第１の閾値と比較し、前記第１の閾値との比較結果に基づいて、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画素の相違を判定し、前記画素の相違の判定結果をフィールド内での画素位置に応じて分割して集計し、前記分割して集計した判定結果に基づいて、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画像変化の有無を判定し、画像変化の有無の判定結果の履歴に基づいて、前記映像信号がプルダウン処理により生成された信号であることを判定するものである。

このような構成又は方法によって、画素の判定結果を複数の領域に分割して積算することができる。このため、例えば、個々の分割領域ごとに判定を行うこと、誤判定の原因となり得る領域を除外して判定を行うこと等が可能となり、積算値が画面全体で平準化されてしまうことによる誤判定を回避し、プルダウン信号の検出精度を向上することができる。

本発明により、画素変化の積算値が画面全体で平準化されてしまうことによる誤判定を回避し、プルダウン信号の検出精度を向上したプルダウン検出装置及びプルダウン検出方法を提供することができる。

以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施の形態は、本発明を、２−２プルダウン信号を検出する２−２プルダウン検出装置及び２−２プルダウン信号を検出してＩＰ変換を行うプログレッシブ変換装置に適用したものである。

本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０を適用したプログレッシブ変換装置１００の構成を図１に示す。なお、プログレッシブ変換装置１００において、２−２プルダウン検出装置１０を除くその他の部分は、従来のプログレッシブ変換装置が備える構成と同様である。プログレッシブ変換装置１００の構成を以下に説明する。

フィールド遅延回路１及び２は、６０フィールド／秒のフィールド信号を1フィールド期間だけ遅延させるメモリである。プログレッシブ変換装置１００に対する入力フィールド信号をフィールド遅延回路１及び２で遅延させることにより、フィールド信号ａ、フィールド遅延回路１の出力信号ｂ及びフィールド遅延回路２の出力信号ｃの３信号は、連続する３フィールドの信号となる。なお、以下では、フィールド遅延回路１の出力信号ｂを現フィールド信号と呼び、現フィールド信号ｂより１フィールド後の信号であるフィールド信号ａを後フィールド信号、現フィールド信号ｂより１フィールド前の信号であるフィールド遅延回路２の出力信号ｃを前フィールド信号と呼ぶ。

２−２プルダウン検出装置１０は、現フィールド信号ｂ、後フィールド信号ａ及び前フィールド信号ｃに含まれる画素の画素値を比較することにより、入力信号がプルダウン信号であるか否かを判定する。また、２−２プルダウン検出装置１０は、入力フィールド信号がプルダウン信号である場合に、欠落ラインの補間に用いるフィールドを指示するため、フィールド選択部３に対してフィールド選択信号を出力する。ここで、フィールド選択信号は、現フィールド信号ｂと同一のフレームから２−２プルダウン処理によって生成されたフィールドが、後フィールド信号ａ及び前フィールド信号ｃのどちらであるかを通知する信号である。

さらに、２−２プルダウン検出装置１０は、入力フィールド信号が２−２プルダウン信号であるか否かに応じて欠落ラインの補間方法を変更するため、出力選択部５にプルダウン検出信号を出力する。なお、２−２プルダウン検出装置１０の構成及び２−２プルダウン検出装置１０が行う判定動作の詳細については後述する。

フィールド選択部３は、２−２プルダウン検出装置１０が出力するフィールド選択信号に応じて、後フィールド信号ａ又は前フィールド信号ｃを補間用信号ｄとして出力選択部６に出力する。

プログレッシブフィルタ部４は、現フィールド信号ｂ、後フィールド信号ａ及び前フィールド信号ｃを入力して画像の変化を検出し、画像の変化を検出した場合は、現フィールド信号ｂの画素からフィールド内補間によって補間ラインを生成する。他方、画像の変化を検出しない場合は、現フィールド信号ｂの画素と後フィールド信号ａの画素からフィールド間補間によって補間ラインを生成する。プログレッシブフィルタ部４は、生成した補間ラインを補間用信号ｅとして出力選択部５に出力する。

出力選択部５は、２−２プルダウン検出装置１０が出力するプルダウン検出信号を入力し、プルダウン検出時には、フィールド選択部３から入力する補間用信号ｄを選択し、補間ライン信号としてアップスキャンコンバータ部６に出力する。他方、プルダウンを検出しない場合は、プログレッシブフィルタ部４から入力する補間用信号ｅを選択して、アップスキャンコンバータ部６に出力する。

アップスキャンコンバータ部６は、現フィールド信号ｂと、出力選択部５が出力する補間ライン信号を倍速変換し、倍速変換後の現フィールド信号ｂと補間ライン信号とを合成して、６０フレーム／秒のフレーム信号を出力する。

続いて以下では、本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０の構成及び動作について、図２乃至図９を用いて説明する。

図２は、２−２プルダウン検出装置１０の構成を示すものである。２−２プルダウン検出装置１０は、入力信号処理部１１、画素比較部１２、フィールド比較部１３及びプルダウン判定部１４を備えている。以下では、２−２プルダウン検出装置１０の全体動作を図４のフローチャートを用いて説明する。

まずステップＳ１１１では、入力信号処理部１１が、連続する３フィールド信号ａ、ｂ及びｃを入力し、後述する画素比較部１２が画素値の変化を検出するために用いる信号である、ｈ＿ｔａｐ１、ｈ＿ｔａｐ２、ｈ＿ｔａｐ３、ｖ＿ｔａｐ、ｖｔ＿ｔａｐ及びｔ＿ｔａｐを出力する。

ステップＳ１１２では、画素比較部１２が、入力信号処理部１１が出力する信号群を用いて、現フィールドｂと後フィールドａの間で画像が似ているかどうかを、画素毎に判定する。

ステップＳ１１３では、フィールド比較部１３が、画素比較部１２の判定結果をフィールド単位で集計する。

ステップＳ１１２及びＳ１１３を１フィールド分の画素について繰り返し実行し、１フィールド分の処理が終了すると、フィールド比較部１３が、１フィールド分の集計結果に基づいて、現フィールドｂと後フィールドａの間で画像が似ているかどうかを判定する（ステップＳ１１４及びＳ１１５）。

ステップＳ１１６では、プルダウン判定部１４が、フィールド比較部１３による判定結果を受信し、判定結果にプルダウン信号の規則性があるか否かを検出する。プルダウン信号の規則性を検出した場合は、出力選択部５にプルダウン検出信号を出力するとともに、フィールド選択部３に対してフィールド選択信号を出力する（ステップＳ１１７及びＳ１１８）。他方、プルダウン信号の規則性を検出しない場合、あるいはプルダウン規則性が破綻した場合は、出力選択部５に対するプルダウン検出信号の出力を解除する（ステップＳ１１９）。

ステップＳ１２０では、プルダウン判定部１４が、フィールド比較部１３の判定結果の履歴に基づいて、画素比較部１２及びフィールド比較部１３の閾値を変更すべきであるかを判定する。閾値変更の条件を満足する場合には、プルダウン判定部１４が、画素比較部１２及びフィールド比較部１３の閾値、あるいはいずれか一方の閾値を変更する。

続いて、図２に示した２−２プルダウン検出装置１０の構成要素について詳細に説明する。

［入力信号処理部１１］
入力信号処理部１１は、連続する３フィールド信号ａ、ｂ及びｃを入力し、後述する画素比較部１２によって画素値の変化を検出するために用いられる信号を出力する。具体的には、水平方向の画素値の変化の検出に使用されるｈ＿ｔａｐ１、ｈ＿ｔａｐ２及びｈ＿ｔａｐ３、垂直方向の画素値の変化の検出に使用されるｖ＿ｔａｐ、垂直時間方向の画素値の変化の検出に使用されるｖｔ＿ｔａｐ、並びに、時間方向の画素値の変化の検出に使用されるｔ＿ｔａｐを、画素比較部１２に対して出力する。

ここで、ｈ＿ｔａｐ、ｖ＿ｔａｐ、ｖｔ＿ｔａｐ及びｔ＿ｔａｐの定義を、図３を用いて説明する。ｈ＿ｔａｐには、水平方向に隣接する３画素、つまり同一ラインの連続する３画素の画素値が含まれる。図３（ａ）に示すように、補間を行うラインをｖとした場合、ｈ＿ｔａｐ１には、現フィールド信号ｂにおいて補間ラインｖより１つ前のラインｖ−１に含まれる３画素ｂ１１、ｂ１２及びｂ１３の画素値が含まれる。ｈ＿ｔａｐ３には、現フィールド信号ｂにおいて補間ラインｖより１つ後のラインｖ＋１に含まれる３画素ｂ３１、ｂ３２及びｂ３３の画素値が含まれる。また、ｈ＿ｔａｐ２には、後フィールド信号ａにおいて、補間ラインｖに含まれる３画素ａ２１、ａ２２及びａ２３の画素値が含まれる。

ｖ＿ｔａｐには、現フィード信号ｂの補間対象画素の上下に隣接する画素の画素値が含まれる。例えば、補間対象画素が図３（ｂ）に示すｂ２２である場合、ｖ＿ｔａｐには、ｂ１２とｂ３２の画素値が含まれる。

ｖｔ＿ｔａｐには、現フィード信号ｂの補間対象画素の上下に隣接する画素の画素値と、補間対象画素と同一座標である後フィールド信号ａの画素の画素値が含まれる。例えば、補間対象画素が図３（ｂ）に示すｂ２２である場合、ｖｔ＿ｔａｐには、ｂ１２、ｂ３２及びａ２２の画素値が含まれる。

ｔ＿ｔａｐには、現フィード信号ｂの補間対象画素と同一座標に位置する後フレーム信号ａ及び前フレーム信号ｃの画素の画素値が含まれる。例えば、補間対象画素が図３（ｂ）に示すｂ２２である場合は、ｔ＿ｔａｐには、ａ２２とｃ２２の画素値が含まれる。

続いて、入力信号処理部１１の構成例を図５に示す。ライン遅延回路５１１は、入力信号を1ライン（水平走査期間）だけ遅延させるメモリである。ドット遅延回路５１２乃至５１８は、入力信号を１ドット期間だけ遅延させるメモリである。ライン遅延回路５１１並びにドット遅延回路５１２乃至５１８を組み合わせることにより、ｈ＿ｔａｐ１乃至ｈ＿ｔａｐ３、ｖ＿ｔａｐ、ｖｔ＿ｔａｐ並びにｔ＿ｔａｐを得ることができる。

［画素比較部１２］
画素比較部１２は、ｈ＿ｔａｐ１、ｈ＿ｔａｐ２、ｈ＿ｔａｐ３、ｖ＿ｔａｐ、ｖｔ＿ｔａｐ及びｔ＿ｔａｐを用いて、現フィールドｂと後フィールドａの間で画像が似ているかどうかを、画素単位で判定する。

水平画素比較部１２１乃至１２３は、ｈ＿ｔａｐ１乃至ｈ＿ｔａｐ３を用いて、水平方向の画像の変化の有無を検出する。垂直画素比較部１２４は、ｖ＿ｔａｐを用いて、現フレームｂの垂直方向の画像の変化を検出する。垂直・時間画素比較部１２５は、ｖｔ＿ｔａｐを用いて、現フレームｂと後フレームａの間での画像変化を検出する。最後に、時間画素比較部１２６は、ｔ＿ｔａｐを用いて、前フレームｃと後フレームａの間での画像変化を検出する。

画像変化判定部１２７は、水平画素比較部１２１乃至１２３、垂直画素比較部１２４、垂直・時間画素比較部１２５並びに時間画素比較部１２６の検出結果に基づいて、後フィールドａの画素ａ２１に着目した場合に、現フィールドｂと後フィールドａの間で画像が似ているかを判定する。

図１０に示した２−２プルダウン検出装置９０等の従来のプルダウン検出装置では、ｖｔ＿ｔａｐ及びｖ＿ｔａｐに相当する画素を比較して画像変化を検出していた。これに対して本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、ｖｔ＿ｔａｐ及びｖ＿ｔａｐを用いた比較・判定に加えて、ｈ＿ｔａｐ１乃至ｈ＿ｔａｐ３を用いた水平方向の比較・判定、ｔ＿ｔａｐを用いた時間方向の比較・判定を行う点が特徴である。

水平方向に画素値の変化が大きいことは、表示画像に斜め方向の線、物体の境界等の高周波部分（以下、エッジ部分）が存在することを示している。このようなエッジ部分では、垂直方向にもエッジ部分が存在する可能性がある。この場合、従来のプルダウン検出装置でのｖｔ＿ｔａｐの判定では、エッジ部分の存在によって画素値の差分が生じるために、現フィールドと後フィールドの間で画像変化がないにも関わらず、画像変化ありと誤判定しやすいという問題がある。

本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、ｈ＿ｔａｐを用いて水平方向の比較・判定を行うため、水平方向に画素値の変化が大きい画素を判定対象から除外することができる。これにより、エッジ部分の存在による誤判定を回避し、画像変化の判定精度を向上することができる。

さらに、本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、ｔ＿ｔａｐを用いた時間方向の判定を行う。ｔ＿ｔａｐを用いた判定を行う利点は以下の通りである。

後フィールドａと前フィールドｃの間で画素値の変化が過度に大きい、つまり時間的な変化が大きい画素では、ｖｔ＿ｔａｐを用いた判定で画素値の変化を検出した場合に、その原因が、フィールド間の画像変化によるものなのか、高周波画像のエッジ部分によるものであるのかが分からない。このような画素を画像変化の判定に加えると、後フィールドａと現フィールドｂが同一フレームから作成されたフィールドである場合でも画像変化ありとする誤判定を生じやすいという問題がある。

本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、ｔ＿ｔａｐを用いて時間方向の比較・判定を行うため、時間方向に画素値の変化が大きい画素を判定対象から除外することができる。これにより、時間方向の変化が大きい画像の誤判定を回避し、画像変化の判定精度を向上することができる。

一方、後フィールドａと前フィールドｃの間で画素値の変化が小さい場合、つまり、時間的な画像変化が小さい場合は、当然に後フィールドａと現フィールドｂの間の画素変化も小さいと考えられる。このような画素を画像変化の判定に加えると、後フィールドａと現フィールドｂが異なるフレームから作成されたフィールドであっても、後述するフィールド比較部１３において画像が似ているかどうかを判定しにくくなるという問題がある。

この問題に対して、本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、時間的な画像変化が小さい画素を画像が似ているかどうかの判定から除外することができる。これにより、後述するフィールド比較部１３における画像が似ているかどうかの判定精度を向上することができる。さらに、この除外によって、画像変化が小さいにも関わらず、垂直方向に高周波な画像であるためにｖｔ＿ｔａｐを用いた判定で画像変化ありと誤判定することを回避し、画像が似ているかどうかの判定精度を向上することができる。

画素比較部１２の構成例を図６に示す。ＨＰＦ６１１乃至６１４は、入力される３信号に対して、（−１，２，−１）／２の演算を行うフィルタである。減算器６２１及び６２２は、入力される２信号の差を出力する。ＡＢＳ６３１乃至６３６は、入力信号の絶対値を出力する。閾値比較部６４１乃至６４６は、ＡＢＳ６３１乃至６３６から入力される信号に対する閾値判定を行い、判定結果が真である場合に値「１」を出力し、偽である場合に値「０」を出力する。

ｈ＿ｔａｐ１に対する閾値判定を行う閾値比較部６４１は、ｈ＿ｔａｐ１の水平方向の画素値の変化が小さく、閾値比較部６４１に対する入力信号が閾値Ｔｈｒ１未満である場合に値「１」を出力する。逆に、ｈ＿ｔａｐ１の水平方向の画素値の変化が大きく、閾値比較部６４１に対する入力信号が閾値Ｔｈｒ１より大きい場合に、値「０」を出力する。ｈ＿ｔａｐ２及びｈ＿ｔａｐ３に対する閾値判定部６４２及び６４３の動作は、これと同様である。このような判定によって、水平方向に画素値の変化が大きい画素を判定対象から除外することができる。

閾値比較部６４４は、ｖ＿ｔａｐの垂直方向の画素変化が小さく、閾値比較部６４４に対する入力信号が閾値Ｔｈｒ４未満である場合に値「１」を出力し、ｖ＿ｔａｐの垂直方向の画素変化が大きく、閾値比較部６４４に対する入力信号が閾値Ｔｈｒ４より大きい場合に値「０」を出力する。

閾値比較部６４５は、後フィールド信号ａの画素ａ２２の画素値と現フィールド信号ｂの画素ｂ１２及びＢ３２の画素値の差が大きく、閾値比較部６４５に対する入力信号が閾値Ｔｈｒ５より大きい場合に値「１」を出力する。逆に、画素ａ２２の画素値と画素ｂ１２及びＢ３２の画素値の差が小さく、閾値比較部６４５に対する入力信号が閾値Ｔｈｒ５未満である場合に値「０」を出力する。

閾値比較部６４６は、ｔ＿ｔａｐの時間方向の画素変化が小さく、閾値比較部６４４に対する入力信号が閾値Ｔｈｒ６未満である場合に値「１」を出力し、ｖ＿ｔａｐの時間方向の画素変化が大きく、閾値比較部６４６に対する入力信号が閾値Ｔｈｒ６より大きい場合に値「０」を出力する。このような判定によって、時間的な画像変化が小さい画素を画像変化の判定から除外することができる。

また、図６では、画素変化判定部１２７は、閾値判定部６４１乃至６４６が出力する２値信号の論理積をとるＡＮＤ回路６５により構成されている。ＡＮＤ回路６５は、閾値判定部６４１乃至６４６の判定結果が全て真である場合に、画素判定信号として「１」を出力する。

なお、図６の構成では、閾値比較部６４６は、ｔ＿ｔａｐの時間方向の画素変化が過度に大きい画素を判定から除外するように閾値を設定する例を示しているが、時間的な画像変化が小さい画素を画像変化の判定から除外するためには、閾値比較部６４４に対する入力信号が閾値Ｔｈｒ６以上である場合に閾値比較部６４６が値「１」を出力することとすればよい。さらに、時間的な変化が過度に大きい画素及び時間的な画像変化が小さい画素の両方を画像変化の判定から除外するためには、閾値比較部６４６に２つの閾値を設けることすればよい。

［フィールド比較部１３］
フィールド比較部１３は、画素比較部１２の判定結果をフィールド単位で集計し、１フィールド単位での集計結果に基づいて、現フィールドｂと後フィールドａの変化を判定する。なお、フィールド比較部１３は、複数のカウンタを備えており、画面上を複数の領域に分割して、分割した領域ごとに画素比較部１２の判定結果を集計することが特徴である。

カウンタ部１３２は、複数のカウンタを備えており、画面上を分割した領域ごとに個々のカウンタが割り当てられている。エリア選択部１３１は、画像比較部１２が出力する画素判定信号を受信し、画素座標に基づいて、カウンタ部１３２が備えるカウンタを選択して出力する。これにより、画素比較部１２の判定結果を分割領域毎に積算することができる。

フィールド変化判定部１３３は、カウンタ部１３２に蓄積された分割領域毎の積算結果に基づいて、現フィールドｂと後フィールドａの間で画像が似ているかを判定する。具体的には、フィールド間での画像変化の判定に用いる分割領域を選択し、選択した分割領域の画素変化を判定し、結果を画素単位で積算した積算値が所定の閾値を超えている場合に画像が似ていないと判定することができる。また、分割領域毎に画素変化の積算値が閾値を超えているか否かの判定を行って、いずれかの領域において画素変化の積算値が閾値を超えている場合に画像が似ていないと判定することも可能である。

図１０に示した２−２プルダウン検出装置９０等の従来のプルダウン検出装置は、１画面全体で画素変化の判定結果を積算して画像変化の判定を行っていた。しかしながら、画面全体で画素変化の判定結果を積算すると、積算値が画面全体で平準化されてしまうという問題がある。

例えば、動きのある部分が画面中のごく一部であるような画像の場合、従来のプルダウン検出装置は、画面全体での積算結果を元に画像変化の判定を行うため、積算値が画面全体で平準化されて画像変化なしと誤判定する可能性がある。一方、本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、分割領域毎に画素変化の積算値が閾値を超えているか否かの判定を行い、いずれかの分割領域の積算値が閾値を超えた場合に、画像変化を検出することができる。これにより、画像の主要な領域に変化がないことによる上記の誤判定を回避することができる。

また、高周波成分を含む画像中の領域では、画素比較部１２が、エッジ部分の存在によって画像変化を誤判定する確率が高い。したがって、高周波成分を含む領域が画像中の主要な領域を占めている場合、従来のプルダウン検出装置は、誤判定を多く含むフィールド全体での積算値を元にフィールド間での画像変化の判定を行うことになる。このため、従来のプルダウン検出装置は、画像変化がないにもかかわらず、画像変化ありと誤判定する可能性がある。一方、本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、カウンタ部１３２における積算値が大きいカウンタを画像変化の判定から除外し、その他のカウンタの積算値を所定の閾値と比較することによって、エッジ部分の存在による誤判定を含む領域を除外して画像変化の判定を行うことができる。これにより、エッジ部分の存在による画素比較部１２の誤判定が、フィールド間での画像変化の判定に及ぶことを回避することができる。

なお、フィールド比較部１３におけるカウンタ部１３２の選択動作は、上述した画素比較部１２のｈ＿ｔａｐを用いた水平方向の判定やｔ＿ｔａｐを用いた時間方向の判定と協調して実行することが望ましい。例えば、画素比較部１２が、図６の構成例のように、ｔ＿ｔａｐの判定によって時間方向に画素値の変化が大きい画素を判定対象から除外するよう構成されている場合、フィールド比較部１３では、カウンタ部１３２における積算値が大きいカウンタを画像変化の判定から除外するよう構成するとよい。このような構成によって、時間方向の画素変化があまり大きくない領域、つまり画素比較部１２の誤判定が少ない領域の積算結果に基づいて、現フィールドｂと後フィールドａの変化を判定することができる。これにより、フィールド比較部１３でのフィールド変化の判定精度を向上することができる。

フィールド比較部１３の構成例を図７に示す。図７では、画像領域を水平方向に３分割する場合を示しており、カウンタ部１３２は、画像の左側領域の画素に対する画素比較部１２の判定結果を集計するＬカウンタ７１１、画像の中央領域の判定結果を集計するＭカウンタ７１２及び画像の右側領域の判定結果を集計するＲカウンタ７１３を備えている。

また、図７では、フィールド変化判定部１３３が、カウンタ部１３２における積算値が大きい領域を除外して、その他の領域の積算値から画像変化を検出する場合を示している。Ｌ／Ｍ／Ｒ最小値選択部７２は、Ｌカウンタ７１１、Ｍカウンタ７１２及びＲカウンタ７１３の積算値から最小のものを選択する。閾値比較部７４はＬ／Ｍ／Ｒ最小値選択部７２が選択した最小値と所定の閾値Ｔｈｒ７とを比較する。閾値Ｔｈｒ７との比較の結果、最小値＞Ｔｈｒ７の関係が成立する場合は、画像が似ていないと判定して、後述するプルダウン判定部１４に値「１」を出力する。他方、最小値＜Ｔｈｒ７の関係が成立する場合は、画像が似ていると判定して、後述するプルダウン判定部１４に値「０」を出力する。フィールド判定信号は、プルダウン判定部１４に対して出力される２値信号である。

なお、上述した図７では、カウンタ部１３２における積算値の大きい領域を除外する場合の構成を示したが、カウンタ部１３２における積算値の小さい領域を除外する場合は、フィールド変化判定部１３３が積算値の大きいカウンタを選択することとすればよい。

また、分割領域毎に画素変化の積算値が閾値を超えているか否かの判定を行う場合は、Ｌ／Ｍ／Ｒ最小値選択部７２を設けず、全てのカウンタに対して閾値比較部７３での閾値比較を行うこととすればよい。

［プルダウン判定部１４］
プルダウン判定部１４は、フィールド比較部１３が出力するフィールド判定信号を入力し、２−２プルダウン信号の規則性を有しているかを判定する。具体的には、入力したフィールド判定信号が、「１０１０・・」又は「０１０１・・」のように１フィールド毎に１と０が交互に繰り返すパターンであるときは、２−２プルダウン信号の規則性ありと判定する。他方、上記の繰り返しパターンが崩れたときは、２−２プルダウン信号の規則性なしと判定する。

さらに、プルダウン信号の規則性を検出した場合は、出力選択部５にプルダウン検出信号を出力するとともに、フィールド選択部３に対して、現在処理している現フィールド信号ｂが後フィールド信号ａ又は前フィールド信号ｃのどちらと似ているかを推定して、フィールド選択信号を出力する。なお、フィールド選択信号は、補間ラインを生成するためのフィールドとして、後フィールド信号ａ又は前フィールド信号ｃのいずれかを通知するものである。具体的には、一つ前のフィールド判定信号の判定結果が「１」である場合は、現在処理している現フィールド信号ｂと後フィールド信号ａが同一フレームから生成されたフィールドであり、プルダウン信号の規則性から現在処理中のフィールド信号に対するフィールド判定信号の判定結果が「０」になると推測できることから、フィールド選択信号には後フィールド信号ａを設定する。逆に、一つ前のフィールド判定信号の判定結果が「０」である場合は、現在処理している現フィールド信号ｂと後フィールド信号ａが異なるフレームから生成されたフィールドであり、プルダウン信号の規則性から現在処理中のフィールド信号に対するフィールド判定信号の判定結果が「１」になると推測できることから、フィールド選択信号には前フィールド信号ｃを設定する。

他方、プルダウン信号の規則性を検出できない場合、あるいはプルダウン規則性が破綻した場合は、出力選択部５に対するプルダウン検出信号の出力を解除する。

さらに、プルダウン判定部１４は、上述したプルダウン検出の判定結果の履歴に基づいて、画素比較部１２及びフィールド比較部１３の閾値を変更すべきであるかを判定する。閾値変更の条件を満足する場合には、プルダウン判定部１４が、閾値設定信号１及び２を出力して画素比較部１２及びフィールド比較部１３の閾値、あるいはいずれか一方の閾値を変更する。

図１０に示した２−２プルダウン検出装置９０等の従来のプルダウン検出装置では、画像変化の判定に用いる閾値が固定されている。判定に用いる閾値が固定されていると、画像がほとんど静止している場合と画像が大きく動く場合といった画像の種類が異なっていても同一の閾値で判定を行うことになる。このため、設定された閾値が入力されたフィールド信号に適応していないと、プルダウン信号であるにもかかわらずプルダウンを検出しない状態が継続したり、逆に、プルダウン信号でなくなったことを検出できずにプルダウン検出状態が継続したりする場合がある。さらに、プルダウン検出と非検出の間でバタツキが生じる場合がある。これらの現象が発生すると、ＩＰ変換後のフレーム画像の画質劣化が生じてしまうという問題がある。

これに対して、本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、画像変化の判定に用いる閾値を動的に設定することによって、上記の問題のある現象の継続を回避することができる。

プルダウン判定部１４の構成例を図８に示す。シフトレジスタ８１は、フィールド比較部１３が出力するフィールド判定信号を入力し、１フィールド毎にシフト動作を行いながら蓄積することによって、フィールド判定の履歴を保持する。なお、図８では、シフトレジスタ８１の段数を１０段としているが、この段数に限られるものではない。シフトレジスタ８１の段数が少ないと、プルダウン検出状態と非プルダウン検出状態との間でバタツキを生じる可能性が高くなるため、段数が多いほど検出精度を向上することができる。ただし、段数が多いほどプルダウンを検出するまでに多くのフィールド数を必要とするため、プルダウン検出状態に遷移するまでの遅延時間が長くなる。実際の段数は、これらの相反する要素のトレードオフとして決定されるが、一般的には４段から１０段程度とすればよい。

パターン判定部８２は、シフトレジスタ８１の保持値を取り込んで、「１０１０・・」又は「０１０１・・」のプルダウンパターンと一致するか判定する。プルダウンパターンと一致した場合は、出力選択部５にプルダウン検出信号を出力するとともに、フィールド選択部３に対してフィールド選択信号を出力する。プルダウンパターンと一致しない場合は、出力選択部５に対するプルダウン検出信号の出力を解除する。

プルダウン検出信号履歴保持部８３は、プルダウン検出信号の履歴を保持する。閾値設定部８４は、プルダウン検出信号履歴保持部８３に保持された履歴情報に基づいて、画素比較部１２が備える閾値比較部６４１乃至６４６、フィールド比較部１３が備える閾値比較部７４で使用する閾値の変更を行うか否かの判定を行い、閾値変更を行う場合は、閾値設定信号１及び閾値設定信号２を出力する。なお、閾値の変更は、（１）プルダウンを検出しない状態が長く継続する場合、（２）プルダウン検出状態が長く継続する場合、（３）プルダウン検出状態とプルダウンでない状態が頻繁に変動する場合に行うことが望ましい。

（１）プルダウンを検出しない状態が長く継続する場合には、プルダウンを検出しやすい方向に閾値を徐々に変更する。プルダウン検出信号の履歴に「０」が継続し、画像の一致状態が継続するときは、画像変化を検出しやすくなるよう閾値を変更する。例えば、閾値比較部７２の閾値Ｔｈｒ７を徐々に小さくする、ｈ＿ｔａｐ１乃至３に対する閾値比較部６４１乃至６４３の閾値Ｔｈｒ１乃至３を徐々に大きくする等の変更を行えばよい。逆に、プルダウン検出信号の履歴に「１」が継続し、画像の変化状態が継続するときは、画像変化を検出し難くなるよう閾値を変更すればよい。

入力信号がプルダウン信号であれば、これを検出し、フィールド選択部３が出力する補間用信号を用いてＩＰ変換を行うことによって画質劣化のないフレーム画像を得ることができる。本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、上述のようにプルダウンを検出しやすい方向に閾値を変更することによって、プルダウン状態の検出精度を向上することができる。

（２）プルダウン検出状態が長く継続する場合には、プルダウンを検出し難くなるよう閾値を徐々に変更する。例えば、閾値比較部７２の閾値Ｔｈｒ７を徐々に小さくするといった変更を行えばよい。プルダウン信号でない画像をプルダウン信号と誤ると、アップスキャンコンバータ部６から出力されるフレーム画像にコムノイズ等の重度の画質劣化を生じることになるが、本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、プルダウン状態から抜け出しやすくすることにより、このような重度の画質劣化を回避することができる。

（３）プルダウン検出状態とプルダウンでない状態が頻繁に変動する場合は、いったんプルダウンを検出しない値に閾値を変更する。プルダウン検出状態とプルダウンでない状態が頻繁に変動すると、アップスキャンコンバータ部６から出力されるフレーム画像が、フィールド選択部３が出力する補間用信号を用いてＩＰ変換を行ったフレーム画像と、プログレッシブフィルタ部４が生成する補間用信号を用いてＩＰ変換を行ったフレーム画像との間で変動することになる。これら２つのフレーム画像は解像度が異なるため、頻繁に切り替わると表示画像のちらつき等の画質劣化を生じるという問題がある。本発明にかかる２−２プルダウン検出装置１０は、閾値を変更することによって、プルダウン検出状態とプルダウンでない状態が頻繁に変動することに起因する画質劣化を回避することができる。

閾値設定部８４の閾値設定の動作を図９のフローチャートを用いて説明する。まず、ステップＳ２１１では、閾値設定部８４がプルダウン検出信号の履歴を観測する。ステップＳ２１２において、プルダウン検出状態とプルダウンでない状態が頻繁に変動することを検出した場合、状態の変動を抑えるために急激にプルダウン検出が厳しい値に閾値を変更する（ステップＳ２１３）。ステップＳ２１４において、プルダウン検出状態が継続することを検出した場合、プルダウンパターンの破綻検出をしやすくするために徐々にプルダウンを検出し難い方向に閾値を変更する（ステップＳ２１５）。ステップＳ２１６において、プルダウンを検出しない状態が継続することを検出した場合、プルダウンを検出しやすい方向に閾値を変更する（ステップＳ２１７）。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。上述の実施の形態では、本発明を２−２プルダウン検出装置及び２−２プルダウン信号を検出してＩＰ変換を行うプログレッシブ変換装置に適用した場合について説明した。しかしながら、２−３プルダウン検出装置及び２−３プルダウン信号を検出してＩＰ変換を行うプログレッシブ変換装置に対しても、２−２プルダウン検出を行う装置の場合と同様に適用することが可能である。

本発明にかかるプログレッシブ変換装置の構成図である。 本発明にかかる２−２プルダウン検出装置の構成図である。 プルダウン検出において参照する画素を説明するための図である。 本発明にかかる２−２プルダウン検出装置の動作フロー図である。 入力信号処理部の構成例を示すブロック図である。 画素比較部の構成例を示すブロック図である。 フィールド比較部の構成例を示すブロック図である。 プルダウン判定部の構成例を示すブロック図である。 プルダウン判定部による閾値変更動作のフローチャートである。 従来の２-２プルダウン装置の構成図である。 逆プルダウン処理の説明図である。

符号の説明

１００ プログレッシブ変換装置
１、２ フィールド遅延回路
３ フィールド選択部
４ プログレッシブフィルタ部
５ 出力選択部
６ アップスキャンコンバータ部
１０ ２−２プルダウン検出装置
１１ 入力信号処理部
１２ 画素比較部
１２１〜１２３ 水平画素比較部
１２４ 垂直画素比較部
１２５ 垂直・時間画素比較部
１２６ 時間画素比較部
１２７ 画素変化判定部
１３ フィールド比較部
１３１ エリア選択部
１３２ カウンタ部
１３３ フィールド変化判定部
１４ プルダウン判定部
６４１〜６４６、７４ 閾値比較部
８１ シフトレジスタ（フィールド判定履歴保持部）
８２ パターン判定部
８３ プルダウン検出信号履歴保持部
８４ 閾値設定部

Claims (14)

1. 入力映像信号がプルダウン処理により生成された信号であることを検出するプルダウン検出装置であって、
   少なくとも、前記入力映像信号に含まれる第１のフィールドと前記第１のフィールドより１フィールド前の第２のフィールドの間の画素比較を行い、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画素の相違を判定する画素比較部と、
   前記画素比較部の判定結果をフィールド内での画素位置に応じて分割して集計し、前記分割して集計した判定結果に基づいて、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画像変化の有無を判定するフィールド比較部と、
   前記フィールド比較部の判定結果の履歴に基づいて、前記入力映像信号がプルダウン処理により生成された信号であることを判定するプルダウン判定部とを備えるプルダウン検出装置。
2. 前記フィールド比較部は、前記画素比較部が前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間で相違すると判定した画素数を、フィールド内での画素位置に応じて複数のカウンタに分割して集計し、
   前記複数のカウンタに集計された画素数の最小値が所定の閾値を超える場合に、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間で画像変化ありと判定する請求項１に記載のプルダウン検出装置。
3. 前記フィールド比較部は、前記画素比較部が前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間で相違すると判定した画素数を、フィールド内での画素位置に応じて複数のカウンタに分割して集計し、
   前記複数のカウンタに集計された画素数の全てが所定の閾値を超える場合に、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間で画像変化ありと判定する請求項１に記載のプルダウン検出装置。
4. 前記画素比較部は、さらに、前記第１のフィールド内及び／又は前記第２のフィールド内の水平方向の画素比較を行って、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画素の相違を判定する請求項１に記載のプルダウン検出装置。
5. 前記画素比較部は、さらに、前記第１のフィールドより２フィールド前の第３のフィールドと前記第１のフィールドの間の画素比較を行って、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画素の相違を判定する請求項１に記載のプルダウン検出装置。
6. 前記プルダウン判定部は、前記入力映像信号がプルダウン処理により生成された信号であるかの判定履歴に基づいて、前記フィールド比較部における画像変化の判定条件を変更する請求項１に記載のプルダウン検出装置。
7. 前記プルダウン判定部は、前記入力映像信号がプルダウン処理により生成された信号であるかの判定履歴に基づいて、前記画素比較部における画素の相違の判定条件を変更する請求項１に記載のプルダウン検出装置。
8. 映像信号がプルダウン処理により生成された信号であることを検出するプルダウン検出方法であって、
   前記映像信号に含まれる第１のフィールドと前記第１のフィールドより１フィールド前の第２のフィールドの間の画素の差分を測定し、当該差分の大きさを第１の閾値と比較し、
   前記第１の閾値との比較結果に基づいて、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画素の相違を判定し、
   前記画素の相違の判定結果をフィールド内での画素位置に応じて分割して集計し、前記分割して集計した判定結果に基づいて、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画像変化の有無を判定し、
   画像変化の有無の判定結果の履歴に基づいて、前記映像信号がプルダウン処理により生成された信号であることを判定するプルダウン検出方法。
9. 画素の相違の判定結果を、フィールド内での画素位置に応じて複数のカウンタに分割して集計し、
   前記複数のカウンタに集計された画素数の最小値が所定の閾値を超える場合に、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間で画像変化ありと判定する請求項８に記載のプルダウン検出方法。
10. 画素の相違の判定結果を、フィールド内での画素位置に応じて複数のカウンタに分割して集計し、
    前記複数のカウンタに集計された画素数の全てが所定の閾値を超える場合に、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間で画像変化ありと判定する請求項８に記載のプルダウン検出方法。
11. 前記第１のフィールド内及び／又は前記第２のフィールド内の水平方向の画素の差分を測定し、当該差分の大きさを第２の閾値と比較し、
    前記第１の閾値及び前記第２の閾値との比較結果に基づいて、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画素の相違を判定する請求項８に記載のプルダウン検出方法。
12. 前記第１のフィールドより２フィールド前の第３のフィールドと前記第１のフィールドの間の画素の差分を測定し、当該差分の大きさを第２の閾値と比較し、
    前記第１の閾値及び前記第２の閾値との比較結果に基づいて、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画素の相違を判定する請求項８に記載のプルダウン検出方法。
13. 前記映像信号がプルダウン処理により生成された信号であるかの判定履歴に基づいて、前記第１のフィールドと前記第２のフィールドの間での画像変化の有無の判定条件を変更する請求項８に記載のプルダウン検出方法。
14. 前記映像信号がプルダウン処理により生成された信号であるかの判定履歴に基づいて、前記第１の閾値及び／又は前記第２の閾値を変更する請求項８に記載のプルダウン検出方法。

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