JP2006238440A - 輝度レベルについての動き値補正を持つグローバル動き適応システム - Google Patents

Abstract

【課題】シンチレーションおよびフェザリングアーティファクトを低減するグローバル適応デインターレーシングのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】ＭＡＤＩローカル動き量子化器スレッショルドは、ビデオシーケンス中に存在するグローバル動きの量に従って適応的に調節され、それによってフィールドをデインターレーシングするときに、シンチレーションアーティファクトおよびフェザリングアーティファクトを最小化する。フィールドを分類する目的でグローバル動きの「シナリオ」のセットが定義され、フィールド単位で異なるグローバル動きのシナリオを検出するために、多くのグローバル動きインジケータが用いられる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、大きくは動き適応デインターレーシング（motion adaptive deinterlacing）に関し、より具体的には、シンチレーション（scintillation）およびフェザリングアーティファクト（feathering artifacts）を減らすためにグローバル動きインジケータ（global motion indicators）に基づいて適応的にローカル動きスレッショルド（local motion thresholds）を調節するシステムおよび方法に関する。

インターレースされたビデオ信号は、２つのビデオフィールドを備え、１つは画像の奇数ラインについてであり、１つは画像の偶数ラインについてである。これは、画像キャプチャプロセスのためであり、ここでカメラは、奇数ラインを時間軸上のある瞬間に出力し、偶数ラインをわずかな後に出力する。これは画像の奇数および偶数ラインの間で時間的なシフトを作り、これはフレームベースの処理システムで対応される必要がある。デインターレーシング処理は、２つのフィールドから完全なフレームを組み立てることによって、この問題を克服することを一般に試みる。

２つのフィールド間の時間シフトは、フェザリング（feathering）およびシンチレーションアーティファクト（scintillation artifacts）を導くので、そのようなアーティファクトを減らすために動き適応デインターレーシング（motion adaptive deinterlacing、ＭＡＤＩ）技術が提案されてきている。いくつかのＭＡＤＩ技術は、特定の問題のあるビデオシーケンスに対してデインターレーサ（de-interlacer）のパフォーマンスを改善するために、手動で調節されえるローカル動きスレッショルド値を用いるが、これはおそらくは他のビデオシーケンスにおいては、パフォーマンスを犠牲にする（およびデインターレーシングアーティファクトの再導入）という代償を払うことになる。

したがって、特定のビデオシーケンスを「パス（pass）させる」ために手動でＭＡＤＩスレッショルドを調節する代わりに、ローカルＭＡＤＩスレッショルドを自動で適応的に調節する新しい適応システムを開発することが望ましい。

シンチレーションおよびフェザリングアーティファクトを低減するグローバル適応デインターレーシングのシステムおよび方法が開示される。ＭＡＤＩローカル動き量子化器スレッショルドは、ビデオシーケンス中に存在するグローバル動きの量に従って適応的に調節され、それによってフィールドをデインターレーシングするときに、シンチレーションアーティファクト（一般に遅い動きの画像中に存在する）およびフェザリングアーティファクト（一般に速い動きの画像中に存在する）を最小化する。フィールドを分類する目的でグローバル動きの「シナリオ」のセットが定義され、フィールド単位で異なるグローバル動きのシナリオを検出するために、多くのグローバル動きインジケータが用いられる。グローバル動きインジケータは、輝度依存性を低減するために補正され、それによって信頼性およびロバストさを改善する。フィールドのグローバル動きシナリオに依存して、ローカル動きスレッショルドは適応的に調節される。量子化スレッショルドの適応的調節も、時間ノイズリダクションおよびクロスカラーサプレッションサブシステムにオプションとして適用される。

本発明は、限定ではなく、例示によって添付の図面の図において示され、ここで同様の参照番号は同様の要素を指す。

本発明の具体的な実施形態が参照され、その例が添付の図面に示される。本発明は、特定の実施形態について記載されるが、本発明を記載された実施形態に限定するようは意図されないことが理解されよう。むしろ代替物、改変物、および等価物を、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲内に含まれえるとしてカバーするよう意図される。

動き適応デインターレーシングおよびローカル動き量子化スレッショルド

インターレースされたビデオ信号は、奇数フィールド（ライン１，３，５，…）および偶数フィールド（ライン２，４，６，…）を備える。デインターレーシングビデオ処理システムは、プログレッシブディスプレイデバイス上で見るためにインターレースされたビデオ入力信号からプログレッシブビデオ出力信号を作る。入力ビデオをデインターレースするために簡単なフィールドマージ（fields merging）（すなわちスタティックメッシュ（static mesh））を実行する代わりに、静止領域においてフリッカリングアーティファクトが最小になり、動画領域においてフェザリングアーティファクトが最小になる、高品質なデインターレース画像フレームを得るために、垂直補間および時間補間の組み合わせが実行される。このゴールをより良く達成するために、それぞれのピクセルの近傍における局所的動きの存在およびレベルに依存して画像の静止画部および動画部を別個に処理するために、入力シーケンス中のローカル動き（ピクセル単位のような）が評価されえる。これは、動き適応デインターレーシング（ＭＡＤＩ）と呼ばれ、そのようなＭＡＤＩシステムの２つの大きな仕事は、
１．それぞれのピクセルおよび／またはその近傍についてのローカル動きのレベルを検出する動き検出、および
２．デインターレースすることによって、プログレッシブフレームを作ること
である。

入力ビデオシーケンス中のローカル動きの存在を検出するために、同じ極性（例えば偶数および偶数、または奇数および奇数）の２つのフィールドがＭＡＤＩシステムによって用いられ、２つのフィールド中の同じ座標を有する２つのピクセルそれぞれの間の値の差（すなわち時間的バラツキ）が計算される。加えて、垂直動きの存在を識別するために、垂直方向において隣接する２つのフィールドのピクセル値の間の差が計算されえる。ＭＡＤＩシステムは、得られた時間バラツキ、垂直バラツキおよびオプションとしてビデオ信号中に存在するグローバルノイズに基づいてそれぞれのピクセルについて、ローカル動き値をそれから評価する。いったん評価されると、ローカル動き値は、ＭＡＤＩローカル動き量子化スレッショルドのセットによって示される多くのレベルに量子化され、これらスレッショルドはローカル動きの範囲群のセットを規定する。それからピクセルは、量子化されたローカル動き値に基づいて、利用可能な方法群のセットによってデインターレースされる。

グローバル適応デインターレーシングシステム

上述のＭＡＤＩシステムがデインターレーシングアーティファクトを低減するときも、シンチレーションおよびフェザリングアーティファクトは依然として最終的なデインターレースされたシーケンス中には存在する。ここで開示されるのは、ビデオシーケンス中に存在するグローバル動きの量に従って、ＭＡＤＩローカル動き量子化スレッショルドを適応的に調節することによって、シンチレーションおよびフェザリングアーティファクトを低減するグローバル適応デインターレーシング（global- adaptive deinterlacing）のシステムおよび方法である。グローバル動き「シナリオ群」のセットが、シーケンスを分類する目的で定義され、異なるグローバル動きシナリオをフィールド単位で検出するために多くのグローバル動きインジケータが用いられる。フィールドをデインターレースするとき、フィールドのグローバル動きシナリオに依存してローカル動きスレッショルドが動的に調節され、それによってシンチレーションアーティファクト（scintillation artifacts、遅い動き画像に一般に存在する）およびフェザリングアーティファクト（feathering artifacts、速い動き画像に一般に存在する）を最小化する。

グローバル動きインジケータ：ＲおよびＳ信号

ここでＲ信号およびＳ信号と呼ばれる２つの信号が、入力画像中に存在するグローバル動きの量についての初期インジケータとして用いられる。これら信号は、デインターレーサ（de-interlacer）システムのフィルムモード検出ブロックによって発生されてもよく、またはそれらは別個に計算さてもよい。ＲおよびＳ信号は、以下のように入力フィールド群の関数群として定義される。

c = curr_field

・インターレースされたビデオ信号中の現在のフィールド（偶数または奇数でありえる）の輝度値

p = prev_field

・インターレースされたビデオ信号中の前のフィールド（時間的に）（ｃが偶数ならｐは奇数であり、ｃが奇数ならｐは偶数である）の輝度値

ｐ_-1＝ｐの前のフィールド

・ｐの前のフィールド（時間的に）の輝度値

R = c - p_-1← R = sum(c - p_-1).

・ピクセル単位の減算およびその結果のスカラR = sum(c - p_-1)への変換

S = c - p← S = sum(c - p).
・ピクセル単位の減算およびその結果のスカラS = sum(c - p)への変換

インターレースされたビデオ信号が少ししかグローバル動きを含まないとき、ｃおよびｐは値が近く、それらの差は小さい。さらに、物体が奇数フィールドから偶数フィールドへ（または偶数フィールドから奇数フィールドへ）動くとき、空間シフトは、減算の結果において対応する増加をきたす。サンプルビデオシーケンスからの例示的画像が図１ａに示され、このシーケンスについてのＲおよびＳ信号は、図１ｂに示される。

ＲおよびＳ信号の補正

ＲおよびＳグローバル動きインジケータは、異なるビデオフィールド間で輝度減算を実行することによって得られるので、これら信号は、輝度レベルに依存する。例えば、もし固定された速度で移動する物体を含む特定のビデオシーケンスが、２つの異なる輝度レベル（すなわち２つの異なる明度レベル）で再生されるなら、それぞれの輝度レベルに対応するＲおよびＳ値の２つの得られたセットは、異なることになる。

図２ａ、ｂおよび３ａ、ｂは、ＲおよびＳ値の実際のサンプルを示し、どのようにこれらグローバル動き値が、画像中に含まれる最大輝度値について指数関数的に変化するかを示す３−Ｄおよび２−Ｄグラフである。図２ａは、輝度レベルおよびサンプルビデオシーケンス（「Ｒサンプル」）の関数としてＲ信号をプロットし、図２ｂは、輝度レベルの関数としてＲ信号を示す。図３ａは、輝度レベルおよびサンプルビデオシーケンス（「Ｓサンプル」）の関数としてＳ信号をプロットし、図３ｂは、輝度レベルの関数としてＳ信号を示す。これらグラフは、同じサンプルビデオシーケンスについて生成された。

入力ビデオフィールドにおける最大輝度レベルが変わるとき、ＲおよびＳ信号の大きさもf(Y_max)の係数で変わる（比例する）。したがってこれから、ＲおよびＳ信号を未補正信号S_uncorrおよびR_uncorrと呼ぶことにする。

S_uncorr = S・f (Y_max)
R_uncorr = R・f (Y_max)

ここでY_maxは、ビデオフィールド中の最大輝度値を表す。関数fは、図２ｂおよび３ｂに示されるもののような指数関数である。

輝度依存性の問題は、全て同じ固定されたローカル動きスレッショルド量子化設定を有する図４ａ、ｂ、ｃの例によって示されるようにデインターレーサのパフォーマンスに影響を与える。ローカル動きスレッショルドは、輝度レベルがデフォールト値の１００％に設定されるときに、動く物体がフェザリングアーティファクトを見せ始めるように調節された。図４ａは、輝度レベルがデフォールトの１００％に設定された場合の動く振り子を示す。この場合、動く振り子はフェザリングを見せ始めている。

図４ｂは、同じ速度で動くが輝度が１２０％に設定された場合の同じ動く振り子を示す。この場合、フェザリングアーティファクトは現れないが、これは、固定されたローカルスレッショルドよりも上であるより高いローカル動き値の結果、ＭＡＤＩシステムが垂直にフィルタリングされデインターレースされた画像を作ったからである。

対照的に、図４ｃは、同じ速度で動くが輝度が８０％に設定された場合の同じ動く振り子を示す。この場合、フェザリングアーティファクトは、明らかに画像上に現れるが、これは、固定されたローカルスレッショルドよりも下であるより低いローカル動き値の結果、ＭＡＤＩシステムがフィールドペアの（スタティックメッシュの）デインターレースされた画像を作ったからである。

輝度レベルへの依存性を除去するか、または少なくとも低減するために、以下のようにR_uncorr and S_uncorr値による乗算として逆関数g(Y_max ) = 1/f(Y_max )が定義される。

Scorr = 1/g(Y_max ) x S_uncorr
Rcorr = 1/g(Y_max ) x R_uncorr

ここで補正値S_corrおよびR_corrは、所望のＲおよびＳインジケータの許容可能な近似を表す。

例として、逆関数g(Y_max )は、２５６エントリ（８ビットシステムについて）の８．８固定小数点フォーマットのルックアップテーブル（例えばファームウェアまたはハードウェアで実現される）として定義されえる。図５ａ、ｂは、補正関数の例を示す。

これらの補正関数ＬＵＴにおいて、エントリは、そのフィールドで検出された最大輝度レベル（インデックス、index）に従って選択される。それからこのエントリは、値S_uncorrおよびR_uncorrによって乗算される。示される補正関数において、１２８（５０％）より低い輝度値に対応するエントリは、ゼロによる除算によって生じる過補正を防ぐためにクリッピングされる。２３５以上の輝度値（ITU-601標準）については、補正値は１にクリッピングされる。

与えられたフィールドについての値S_uncorrおよびR_uncorrのペアを補正するために、フィールドの最大輝度値が決定される。最大輝度値は、直接に計算されえ、またはデインターレースシステムによって簡単に入手可能でありえる。例えば、ＭＡＤＩチップは、現在のフィールドにおいて検出された最大輝度値を入手可能にするレジスタを有しえる。この値は、補正されたグローバル動きインジケータとして用いられるべき値S_corrおよびR_corrを得るために値S_uncorrおよびR_uncorrで乗算される補正係数を適切に選択するために、補正ルックアップテーブルへのインデックスとしてそれから用いられる。

図６ａ、ｂは、補正の前後における例示的Ｒ信号を示す３−Ｄグラフである。図６ａは、ビデオシーケンスから生成された、輝度値および動き速度の関数として未補正Ｒ信号を示すグラフである。輝度値を低減することは、R_uncorr信号を低減することになり、一方、動きインジケータとしては、R_uncorr信号を輝度値とは独立にすることが望ましいことに注意されたい。したがって、図６ｂに示されるように、信号は補正され（約５０〜１００％の輝度レベル範囲について）、観測された輝度値への依存性を補償する。

これは、グローバル動きの大きさ値の低減を避け、よって信頼性の高い（ほとんど一定の）値S_corrおよびR_corrのペアを発生する（輝度レベル５０〜１００％の範囲について）。それによって、暗いシーンにおけるデインターレーサの高いパフォーマンスを保持することによって、デインターレーサのロバストさを改善する。

動きシナリオ

グローバル動きのレベルおよび垂直動きパターンの存在によってフィールドを分類するために、動きシナリオが定義される。以下のシナリオが用いられる。

低動きシナリオ： 静止画または非常に低いグローバル動きの画像を表す。
中動きシナリオ： 中程度のグローバル動きの画像を表す。
高動きシナリオ： 高いグローバル動きの画像を表す。
垂直動きシナリオ： 垂直グローバル動きパターンを持つ画像を表す。

シーケンス中で画像が与えられると、R_corrおよびS_corr信号に基づいてシナリオが決定される。このシナリオは、画像中のグローバル動きの量および／または垂直動きの存在に従ったローカル動きスレッショルドに対する適切な調節を示す。例として以下の定義がうまく働くことがわかった。すなわち、スレッショルド値Tlow = 3（３２ビットワードの上位１６ビット）より低いS_corrおよびR_corrの値は、低いグローバル動きシナリオを示し、スレッショルド値Tlow = 3およびThigh=4800の間のS_corrおよびR_corrの値は、中間グローバル動きシナリオを示し、Thigh=4800より高いS_corrおよびR_corrの値は、高いグローバル動きシナリオを示す。図７は、グローバル動きシナリオを示す３つの恣意的な領域と共に、サンプルビデオシーケンスについてのS_corr信号のグラフを示す。図８のテーブルは、さまざまな考慮されるグローバル動きシナリオおよびその組み合わせを要約する。現在のところシェーディングが付けられていないロウだけが考慮されている。

動き適応デインターレーサの量子化スレッショルド値の調節

一般に、与えられたフィールド中の特定のピクセルのローカル動き値は、現在、前、さらに前（previous_-1）のフィールド中に含まれる特定のピクセル（およびその近接するもの）に基づいて、ピクセルの輝度および／または色の関数を計算することによって決定される。

コストおよび計算のオーバヘッドの理由で、分析されたピクセルについての得られたローカル動き値は、量子化され、よってその解像度を減らされる。もし量子化器中のスレッショルドが調節可能であるなら、ローカル動きコードの分布がそれに従って調節されえる。したがって、量子化器スレッショルド値を調節することは、量子化器の感度を実質的に再配分させることである。もし量子化器スレッショルドが比較的低い値に設定されるなら、動き適応デインターレーサは、ほとんどのピクセルをそれらが高いローカル動きを有するかのように扱うことになる。その結果、低速で動く物体は、シンチレーションアーティファクトを示すことになる。一方、もし量子化器のスレッショルドが比較的高い値に設定されるなら、動き適応デインターレーサは、ほとんどのピクセルをそれらが低いローカル動きを有するかのように扱うことになる。その結果、高速で動く物体は、フェザリングアーティファクトを示すことになる。

上述のように、本発明は、グローバル動きの量に従ってローカル動き量子化スレッショルドを調節する。例として、ローカル動き値は、８ビットの数によってもともと表されえ、その後、２ビット量子化器によって以下のように３つのローカル動き量子化スレッショルドMADI_QUANT_THRESH₀、MADI_QUANT_THRESH₁、MADI_QUANT_THRESH₂のセットによって示される４レベルに量子化されえる。

Local motion level 0: local motion < MADI_QUANT_THRESH₀

Local motion level 1: MADI_QUANT_THRESH₀ ≦ local motion < MADI_QUANT_THRESH₁

Local motion level 2: MADI_QUANT_THRESH₁ ≦ local motion < MADI_QUANT_THRESH₂

Local motion level 2: MADI_QUANT_THRESH₂ ≦ local motion

よってこの例では、あるピクセルについて得られた量子化されたローカル動き値は、４つの利用可能なデインターレーシング方法のうちのどれがそのピクセルをデインターレースするために用いられるかを示す。

フェザリングアーティファクトは、動く物体のピクセルおよびラインが、「フィールドペアリング（fields pairing）」技術の使用によって誤ってデインターレースされるときに起こる。この効果は、水平ラインとして見える動く物体のピクセルのミスアライメントである。この問題は、ローカル動きスレッショルドの値を低めることによって改善されえる。シンチレーションアーティファクトは、静止する物体のピクセルおよびラインが、「空間処理（spatial processing）」（垂直フィルタリング）技術の使用によって誤ってデインターレースされるときに起こる。この効果は、静止する物体ピクセル上のフリッカリングアーティファクトである。この問題は、ローカル動きスレッショルドの値を上げることによって改善されえる。

スレッショルドは、「デフォールト」値のセットから始まる。例として、おおまかにはデフォールト値のMADI_QUANT_THRESH₀ = 6、MADI_QUANT_THRESH₁ = 8およびMADI_QUANT_THRESH₂ = 15がうまく働くとわかった。入力するフィールドをデインターレースするために、上述のようにまずそのフィールドについてのグローバル動きシナリオが特定される。もしそのフィールドが中間動きシナリオを示すなら、デフォールトスレッショルドがそのまま置かれ（またはそれに戻され）、量子化器によって用いられて、そのフィールド中のそのピクセルについてのローカル動き値を決定し、それに従いデインターレース方法を選ぶ。

しかし、もしそのフィールドが低い動き動きシナリオからなるなら、シンチレーションアーティファクトが起こる可能性が高まる。これらのアーティファクトが存在しないようにするため、量子化器中のローカル動き領域は、ローカル動きスレッショルドを上げることによってそれに従い再配分される。例として、おおまかにはMADI_QUANT_THRESH₀ = 13、MADI_QUANT_THRESH₁ = 14およびMADI_QUANT_THRESH₂ = 15に調節するとうまく働くこととわかった。

一方、もしフィールドが高い動きシナリオからなるなら、スレッショルドはそれに従って低くされる。例として、おおまかにMADI_QUANT_THRESH₀ = 4、MADI_QUANT_THRESH₁ = 5およびMADI_QUANT_THRESH₂ = 15に調節するとうまく働くとわかった。その結果、グローバル動きの存在は、シンチレーションおよびフェザリングのようなアーティファクトを低減するためにデインターレーサによって用いられるローカル動き領域に適切に影響する。

垂直動きパターン検出

垂直動きは、中間動きシナリオのあいだにアーティファクトを起こしえる。垂直グローバル動きは、多くのやり方で検出される。あるアプローチは、図９のグラフに示されるようにS_corr信号を利用する。バッファは、現在の値および前の値のS_corrの間の連続する漸化差分dS_corrを計算するために定義される。すなわちdS_corr = (current S_corr) - (previous S_corr)である。入ってくるサンプルdS_corrは、図９に示されるようにゼロクロスの個数をカウントすることによってオンザフライで分析される。もしある特定の期間についてのゼロクロスのカウントが特定のスレッショルド（例えば１０）を越えるなら、これは周期的パターンが検出されたことの現れ（これはしばしば垂直動きによって示される）である。そのような検出に続いて、特定のシナリオ（例えば垂直パターンおよび中間のグローバル動き）を検出するためにS_corrの大きさが分析され、それによって表示される画像における改善を行うローカル動き量子化器における調節を実行する。

垂直動き検出の他のアプローチは、４ステージのプロセスによって垂直グローバル動きを検出する垂直動き検出器要素を利用する。初めに、個別のピクセルの垂直動きが検出される。これらの動き値は、入力フィールドを分割するタイル群の垂直動きを決定するために用いられる。最後に、これらタイル群の動き値は、そのフィールド全体が垂直動きにあると判断されるかどうかを決定するために用いられる。上の図１１ａは、現在の入力フィールドが奇数パリティであるときのタップ構造を示す。３つの連続する入力ビデオフィールドからのタップが考慮される。タップＡおよびＣは、現在の入力フィールドからであり、Ｂ、Ｄ、およびＥは、現在のフィールドの反対のパリティの前のフィールドからであり、Ｃ’は現在のフィールドと同じパリティの前のフィールドからである。図１１ｂは、現在のフィールドが偶数パリティであるときの等価タップ構造を示す。それぞれのタップはそれ自身が、フィールドのライン中のいくつかのピクセルにわたって水平にフィルタリングされる。

ピクセル垂直動きは、現在のフィールド中の最もトップの、および最もボトムのピクセルを反対のパリティの前のフィールド中のピクセルと比較することによって計算される。例えば、奇数の現在のフィールドについて、もしタップＣがタップＥおよび／またはタップＢのいずれかと高い相関を示すなら、そのピクセルは、下向きの動きを有すると言える。動きエイリアシングを防ぐために、下向きの動きの検出は、同じパリティの前のフィールド中の対応する位置のピクセルが現在のフィールド中のタップとは相関がないことを前提にしている（例えばＣおよびＣ’は無相関でなければならない）。相関は、簡単な絶対値の差によって、またはより詳細な相関関数を介してのいずれかで計測されえる。垂直動き中のピクセルは、それからそれらの動きの向きに基づいてタイルカウンタを増すか減るかのいずれかにさせる。

現在のフィールド中のタップは、四角形のタイルに空間的に分割される。それぞれのタイルは、カウンタと関連付けられ、これは、上述のように計算されたピクセル動きに従ってインクリメントまたはデクリメントする。タイルカウンタは、タイル内のピクセルの全体の動きの計測を提供する。すなわち、もしタイルカウンタが正であるなら、そのピクセルは平均して上に動いており、もし負なら、下向きである。カウンタ値は、ノイズ耐性を提供するためにスレッショルドと比較される。もしスレッショルドが超えられるなら、そのタイルは、垂直動きにあると判断される。フィールド垂直動きカウンタは、タイル動きの向きに基づいてインクリメントまたはデクリメントされる。

次に、フィールド全体が垂直動きを有するかを決定するために、フィールド動きカウンタが他のスレッショルドと比較される。このスレッショルドは、パリティのような入力フィールドの属性に基づいて適応的である。これは、フィールドが垂直動きにあるか、およびもしそうなら動きの向きが上または下であるかを示す２ビット出力信号を作る。

最後に、垂直動きの履歴がいくつかのフィールドにわたって保持される。もしこの垂直動きがいくつかのフィールドにわたって一貫してかつ同じ向きであるなら、垂直動きがほんとうに存在することの信頼性が高くなる。この場合、最終的な１ビット出力信号は、入力シーケンスが垂直動きを含むことを示す。この出力信号は、検出された垂直動き中にノイズが急速な連続変化を生まないようにするためにヒステリシスを用いる。

図１２は、本発明の実施形態によるグローバル適応デインターレーシングのための方法を示すフロー図を示す。ステップ１２０２において、もし入力ポートまたはビデオが変えられるなら、標準（デフォールト）ＭＡＤＩ位置動きスレッショルド値がステップ１２０３においてフェッチされ、それらがステップ１２０４においてＭＡＤＩ位置動き量子化器にロードされ、ステップ１２０５においてコントラストツールパラメータをセットアップし、ステップ１２０６に進む。そうでなければ、ステップ１２０６に直接に進む。ステップ１２０６において、もしGL_MADI_EN=0なら（すなわちもしグローバル適応システムがイネーブルされないなら）、適応アルゴリズムを適用しない。そうでなければ（すなわちもしグローバル適応システムがイネーブルされるなら）、コントラスト分布を得て、補正係数をステップ１２０７において決定する。ステップ１２０８においてＲおよびＳ信号をリードし、ステップ１２０９においてＲおよびＳ信号を補正し、ステップ１２１０においてグローバル動きシナリオを決定し、ステップ１２１１において垂直動きの存在を決定する。ステップ１２１２において、グローバル動きシナリオおよび垂直動きの存在に従ってＭＡＤＩローカル動きスレッショルドを調節し、ステップ１２１３に進むことによってプロセスを完了する。

時間ノイズリダクション

代替として、デインターレーサは、柔軟性を増すために別個のローカル動き値量子化器を有する時間ノイズリダクション（ＴＮＲ）要素を備えうる。そのような実施形態において、初期ノイズ計測は、デインターレーサのサブシステムから得られえて、ここでそのようなサブシステムは、信頼性の高いノイズ計測を行うために、ノイズメータを備え、代替としてはなんらかのディジタルフィルタリングを備えうる。このノイズ計測は、グローバル動きインジケータS_corrおよびR_corrとそれから結合されえて、計測されたノイズおよびグローバル動きに従って、自動的にノイズリダクションの量およびローカル動きスレッショルドの両方を調節しえる。グローバル動き値を用いることの目的は、ノイズリダクションの量が高速に動く物体中で比較的高いときに起こる、動く物体上の「ゴースト（ghosting）」アーティファクト（ブレ、blurring）を避けることである。ノイズ計測を用いる目的は、画像中に存在するノイズに従ってノイズリダクションの量を調節することである。

クロスカラーサプレッション

代替として、デインターレーサは、柔軟性を増すために別個のローカル動き値量子化器を有するクロスカラーサプレッション（ＣＣＳ）要素を備えうる。そのような実施形態においては、量子化器スレッショルドは、動きを伴うビデオシーケンス中の色のブレ（blurring）およびゴーストアーティファクトを減らすために、グローバル動きインジケータS_corrおよびR_corrに基づいて調節されえる。

図１０は、本発明のある実施形態によるグローバル適応デインターレーシングの方法を示すフロー図を示す。ステップ２０２において、ビデオの入力ポートが変化されているなら、ステップ２０３において標準（デフォールト）ＭＡＤＩ位置動きスレッショルド値をフェッチし、ステップ２０４においてそれらをＭＡＤＩローカル動き量子化器にロードし、ステップ２０５において、ＭｉｎＭａｘツールパラメータ（このツールは、現在のフィールド中の最大輝度値を提供する）をセットアップし、ステップ２０６に進む。そうでなければ、直接にステップ２０６に進む。ステップ２０６において、もしGL_MADI_EN=0なら（すなわち、もしグローバル適応システムがイネーブルされないなら）、ステップ２１７に進む（すなわち適応アルゴリズムを適用しない）。そうでなければ（すなわち、もしグローバル適応システムがイネーブルされるなら）、ステップ２０７において現在のフィールドについての最大輝度値を得る。ステップ２０８において、もし最大輝度値が５０％未満である（すなわちグローバル動き補正が適用されえない）なら、標準ＭＡＤＩローカル動きスレッショルドをローカル動き量子化器にステップ２０９においてロードし、ステップ２１７に進み、これでプロセスが完了する。そうでなければ（すなわちグローバル動き補正が適用されえるなら）、ステップ２１１においてＲおよびＳ信号をリードし、ステップ２１２においてＲおよびＳ信号を補正し、ステップ２１３においてグローバル動きシナリオを決定し、ステップ２１４において垂直動きの存在を決定する。ステップ２１５において、ＭＡＤＩローカル動きスレッショルドをグローバル動きシナリオおよび垂直動きの存在に従って決定し、ステップ２１７に進むことによってプロセスを完了する。

本発明の前述の実施形態は、図示および記載として提供される。本発明を記載された正確な形態に限定するよう意図されない。ハードウェアまたはソフトウェアで記載された実施形態を実現することのように、上述の教示に照らせば他の改変物および実施形態も可能である。

サンプルビデオシーケンスからの例示的画像（動く振り子）を示す図である。 サンプルビデオシーケンスからの例示的画像（動く振り子）に関連付けられるグローバル動きＲおよびＳ信号を示す図である。 サンプルビデオシーケンスから得られた輝度レベルの関数としてのＲグローバル動き信号を示す３−Ｄグラフである。 輝度レベルの関数としての正規化されたＲグローバル動き信号を示す２−Ｄグラフである。 サンプルビデオシーケンスから得られた輝度レベルの関数としてのＳグローバル動き信号を示す３−Ｄグラフである。 輝度レベルの関数としての正規化されたＳグローバル動き信号を示す２−Ｄグラフである。 わずかに減少された輝度レベルを持ち、フェザリングアーティファクトが現れ始める動く振り子を示す図である。 輝度レベルが１００％に設定され、システムはチューニングされた状態であり、画像はフェザリングアーティファクトなしに表示される、同じ動く振り子を示す図である。 動く振り子が大きなフェザリングアーティファクトを示す程度にまで減少された輝度レベルを持つ、同じ動く振り子を示す図である。 Ｒグローバル動き信号補正関数の例を示す図である。 Ｓグローバル動き信号補正関数の例を示す図である。 サンプルビデオシーケンスから発生された、輝度レベルおよび動き速度の関数としてのＲグローバル動き信号（補正なし）を示すグラフである（Ｓ信号も同様に振る舞う）。 観測される輝度値への依存性について補正された、補正されたR_corrグローバル動き信号を示すグラフである（S_corrも同様に補正される）。 ３つのグローバル動きシナリオを示す３つの領域と共に、サンプルビデオシーケンスについてのS_corrグローバル動き信号のグラフである（これら同じ３つの領域はR_corr信号についても定義され、これら領域は、グローバル動きスレッショルドＴｌｏｗおよびＴｈｉｇｈを定義することによって決定される）。 さまざまな考慮されるグローバル動きシナリオおよびそれらの組み合わせをサマライズするテーブルである。 S_corrおよびdS_corr信号の２つのグラフ、およびのゼロクロスの数のカウントを示す図である（dS_corr差分信号は画像中の垂直動きパターンの存在を決定するのに用いられる）。 グローバル適応デインターレーシングの方法を示すフロー図（高レベル）である。 現在の入力フィールドが奇数パリティであるときのタップ構造を示す（３つの連続する入力ビデオフィールドからのタップが考慮される）。 現在の入力フィールドが偶数パリティであるときの等価タップ構造を示す（それぞれのタップはフィールドのライン中のいくつかのピクセルにわたってそれ自身が水平にフィルタリングされる）。 本発明のある実施形態によるグローバル適応デインターレーシングの方法を示すフロー図である。

Claims (16)

1. フェザリングおよびシンチレーションアーティファクトを低減するグローバル適応デインターレーシング方法であって、
   コントラスト分布を決定すること、
   補正係数を決定すること、
   ＲおよびＳ信号をリードすること、
   グローバル動き領域を前記ＲおよびＳ信号に基づいて決定すること、および
   垂直動きの存在を決定すること
   を含む方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、グローバル動きの量を前記決定することは、１つ以上の提供されたグローバル動きインジケータ信号を発生およびリードすることを含む方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、グローバル動きの量を前記決定することは、現在のフィールドおよび前のフィールドの間の輝度差を計算することによって、１つ以上のグローバル動きインジケータ信号を得ることを含む方法。
4. 請求項３に記載の方法であって、グローバル動きの量を前記決定することは、グローバル動き値の補正を行うために、補正されないグローバル動き値によって乗算される補正係数をフェッチするのに用いられる前記現在のフィールドについての最大輝度値を得ることを含む方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、グローバル動きの量を前記決定することは、前記最大輝度値を用いて前記グローバル動きインジケータ信号を補正すること、およびそれによって輝度依存性を低減することを含む方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、前記ビデオシーケンス中の垂直動きパターンの存在を決定することをさらに含む方法。
7. 請求項１に記載の方法であって、前記グローバル動きの量に従って１つ以上の時間ノイズリダクション量子化器スレッショルドを調節することをさらに含む方法。
8. 請求項１に記載の方法であって、前記グローバル動きの量に従って１つ以上のクロスカラーサプレッションローカル動き量子化器スレッショルドを調節することをさらに含む方法。
9. フェザリングおよびシンチレーションアーティファクトを低減するグローバル適応デインターレーシングシステムであって、
   ビデオシーケンス中に存在するグローバル動きの量を決定すること、
   前記グローバル動きの量に従って１つ以上のローカル動き量子化器スレッショルドを調節すること
   を行うコントローラを備えるシステム。
10. 請求項９に記載のシステムであって、グローバル動きの量を前記決定することは、１つ以上の提供されたグローバル動きインジケータ信号をリードすることを含むシステム。
11. 請求項９に記載のシステムであって、グローバル動きの量を前記決定することは、現在のフィールドおよび前のフィールドの間の輝度差を計算することによって、１つ以上のグローバル動きインジケータ信号を得ることを含むシステム。
12. 請求項１１に記載のシステムであって、グローバル動きの量を前記決定することは、前記現在のフィールドについての最大輝度値を得ることをさらに含むシステム。
13. 請求項１２に記載のシステムであって、グローバル動きの量を前記決定することは、前記最大輝度値を用いて前記グローバル動きインジケータ信号を補正すること、およびそれによって輝度依存性を低減することを含むシステム。
14. 請求項９に記載のシステムであって、前記コントローラは、ビデオシーケンス中の垂直動きパターンの存在を決定するシステム。
15. 請求項９に記載のシステムであって、前記コントローラは、前記グローバル動きの量に従って１つ以上の時間ノイズリダクション量子化器スレッショルドを調節するシステム。
16. 請求項９に記載のシステムであって、前記コントローラは、前記グローバル動きの量に従って１つ以上のクロスカラーサプレッションローカル動き量子化器スレッショルドを調節するシステム。

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