JP2006267924A - Multi-gradation image generation method and multi-gradation image generation device - Google Patents

Multi-gradation image generation method and multi-gradation image generation device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve gradation representation without being affected by movements of an image. <P>SOLUTION: A multi-gradation image generation device includes a frame detection part 1 for detecting consecutive identical frames in an input image VIN and a dither processing part 2 for performing time-base dither processing based on rules independent per frame with respect to a plurality of frames of the input image VIN, which are determined to be identical by the frame detection part 1. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディザ処理により画像の階調表現を改善する多階調画像生成方法および多階調画像生成装置に関するものである。   The present invention relates to a multi-tone image generation method and a multi-tone image generation apparatus that improve gradation expression of an image by dither processing.

従来より、例えば2値しか表示できない表示装置において、多階調の画像を表示するためにディザ法が用いられてきた。ディザ法には、入力画像の濃淡レベルを規則的に変換する組織的ディザ法と、ランダムに変換するランダムディザ法とがある(例えば、非特許文献1参照)。   Conventionally, a dither method has been used to display a multi-tone image in a display device that can display only binary values, for example. As the dither method, there are a systematic dither method that regularly converts the gray level of an input image and a random dither method that randomly converts the level (for example, see Non-Patent Document 1).

画像処理標準テキストブック編集委員会監修,「画像処理標準テキストブック」,財団法人画像情報教育振興協会,1997年,p.146−148Supervised by the Image Processing Standard Textbook Editorial Committee, “Image Processing Standard Textbook”, Foundation for the Promotion of Image Information Education, 1997, p. 146-148

従来のディザ法によれば、画像の階調数を擬似的に増やして階調表現を改善することができる。しかしながら、従来のディザ法では、階調表現が改善される代わりに、画像の解像度が劣化するという問題点があった。そこで、複数のフレームを対象としてフレーム毎に独立した規則に基づく時間方向ディザ処理を行うことにより、解像度の劣化を抑える方法がある。ただし、この時間方向ディザによると、画像が動いたときに、動きの前後で階調に不整合が生じ、階調表現が損なわれるという問題点があった。   According to the conventional dither method, the gradation expression can be improved by artificially increasing the number of gradations of the image. However, the conventional dither method has a problem that the resolution of the image is deteriorated instead of improving the gradation expression. Therefore, there is a method of suppressing degradation of resolution by performing time direction dither processing based on independent rules for each frame for a plurality of frames. However, according to this time direction dither, when the image is moved, there is a problem that the gradation is inconsistent before and after the movement, and the gradation expression is impaired.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、入力画像が動画であっても、解像度の劣化を抑制しつつ、階調表現を改善することができる多階調画像生成方法および多階調画像生成装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problem. Even when an input image is a moving image, a multi-tone image generation method and a multi-tone image generation method capable of improving gradation expression while suppressing deterioration in resolution are provided. An object is to provide a gradation image generating apparatus.

本発明の多階調画像生成方法は、入力画像における連続した同一のフレームを検出するフレーム検出手順と、このフレーム検出手順で同一と判定された前記入力画像の複数のフレームに対してフレーム毎に独立した規則に基づく時間方向ディザ処理を行うディザ処理手順とを備えるものである。
また、本発明の多階調画像生成方法の1構成例において、前記入力画像は、1秒間にNコマのフィルム映像を1秒間にMフレーム(N<M)のビデオ映像にテレシネ変換したものである。
また、本発明の多階調画像生成装置は、入力画像における連続した同一のフレームを検出するフレーム検出部と、このフレーム検出部で同一と判定された前記入力画像の複数のフレームに対してフレーム毎に独立した規則に基づく時間方向ディザ処理を行うディザ処理部とを有するものである。
The multi-tone image generation method of the present invention includes a frame detection procedure for detecting consecutive identical frames in an input image, and a plurality of frames of the input image determined to be the same in the frame detection procedure for each frame. And a dither processing procedure for performing time direction dither processing based on independent rules.
In the configuration example of the multi-gradation image generation method of the present invention, the input image is obtained by telecine-converting N frames of film images per second into M frames (N <M) video images per second. is there.
In addition, the multi-tone image generation apparatus of the present invention includes a frame detection unit that detects consecutive identical frames in an input image, and a frame for a plurality of frames of the input image that are determined to be the same by the frame detection unit. And a dither processing unit that performs time direction dither processing based on independent rules.

本発明によれば、フレーム検出手順で同一と判定された入力画像の複数のフレームに対して時間方向ディザ処理を行うことにより、画像の動きに影響されることなく、画像の階調表現を改善することができる。   According to the present invention, by performing time direction dither processing on a plurality of frames of the input image determined to be the same in the frame detection procedure, the gradation expression of the image is improved without being influenced by the motion of the image. can do.

また、本発明では、フィルム映像をビデオ映像に変換した入力画像に適用することにより、階調表現の改善を効果的に実現することができる。   In the present invention, the gradation expression can be effectively improved by applying it to an input image obtained by converting a film image into a video image.

[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施の形態となる多階調画像生成装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態の多階調画像生成装置は、入力画像VINにおける連続した同一のフレームを検出するフレーム検出部1と、フレーム検出部1で同一と判定された入力画像VINの複数のフレームに対してフレーム毎に独立した規則に基づく時間方向ディザ処理を行うディザ処理部2とを有するものである。
[First Embodiment]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a multi-tone image generation apparatus according to the first embodiment of the present invention. The multi-tone image generating apparatus according to the present embodiment detects a frame detection unit 1 that detects consecutive identical frames in the input image VIN, and a plurality of frames of the input image VIN that are determined to be the same by the frame detection unit 1. And a dither processing unit 2 that performs time direction dither processing based on independent rules for each frame.

フレーム検出部1は、入力画像VINにおける連続した同一のフレームを検出し、ディザ処理部2に対して同一と判定したフレームを指定するフレーム識別信号FIDを出力する。フレーム同一性の判断は、例えば1フレーム前の入力画像VINをフレーム検出部1内のフレームメモリ(不図示)に格納しておき、この1フレーム前の入力画像VINと現在の入力画像VINとを比較すればよい。   The frame detection unit 1 detects consecutive identical frames in the input image VIN, and outputs to the dither processing unit 2 a frame identification signal FID that designates frames determined to be identical. For determining the frame identity, for example, the input image VIN of the previous frame is stored in a frame memory (not shown) in the frame detection unit 1, and the input image VIN of the previous frame and the current input image VIN are stored. Compare.

次に、ディザ処理部2による時間方向ディザ処理について説明する。図2〜図6は、ディザ処理部2による時間方向ディザ処理を説明するための図である。時間方向ディザ処理とは、複数フレームを1フレームとして捉えたときに見かけ上の階調数が増加するように複数フレーム単位でディザ処理を行うことである。図2〜図6の枡目は画素を表し、図3〜図6の枡目中の数値は画素の輝度を表している。すなわち、図3〜図6の例では、図2に示したA11,A21,A12,A22という水平2画素×垂直2画素の4画素について記載している。図3、図4は、入力ビット数より出力ビット数が小さい場合の動作を示し、図5、図6は、入力ビット数と出力ビット数が同一の場合の動作を示している。   Next, the time direction dither processing by the dither processing unit 2 will be described. 2-6 is a figure for demonstrating the time direction dither process by the dither process part 2. FIG. The time direction dither processing is to perform dither processing in units of a plurality of frames so that the number of apparent gradations increases when a plurality of frames are regarded as one frame. The squares in FIGS. 2 to 6 represent pixels, and the numerical values in the squares in FIGS. 3 to 6 represent the luminance of the pixels. That is, in the example of FIG. 3 to FIG. 6, four pixels of horizontal 2 pixels × vertical 2 pixels of A11, A21, A12, and A22 shown in FIG. 2 are described. 3 and 4 show the operation when the number of output bits is smaller than the number of input bits, and FIGS. 5 and 6 show the operation when the number of input bits is the same as the number of output bits.

まず、入力ビット数より出力ビット数が小さい場合の動作について説明する。ここでは、1例として、2ビットの入力画像VINを1ビットの出力画像VOUTに変換する場合について説明する。ディザ処理部2は、フレーム検出部1からのフレーム識別信号FIDにより、入力画像VIN中の連続した3フレームが同一であることを認識すると、図3に示した処理を行う。図3(a)、図3(b)、図3(c)は、フレーム検出部1により検出された3フレームを示している。   First, the operation when the number of output bits is smaller than the number of input bits will be described. Here, as an example, a case where a 2-bit input image VIN is converted into a 1-bit output image VOUT will be described. When the dither processing unit 2 recognizes from the frame identification signal FID from the frame detection unit 1 that three consecutive frames in the input image VIN are the same, the dither processing unit 2 performs the processing shown in FIG. FIGS. 3A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C show three frames detected by the frame detection unit 1.

図3(a)に示す第1フレームに対する変換規則は、各画素の輝度値に1/2を乗算することである。輝度「2」の画素に1/2を乗算すれば、「1」となり、一方、輝度「1」の画素に1/2を乗算すると、「0.5」になる。ただし、1ビットの出力画像VOUTには、「1」又は「0」の輝度値しか存在しないので、乗算結果が「0.5」の場合、出力される輝度は「0」となる。これにより、ディザ処理部2で変換された第1フレームは図3(d)のようになる。   The conversion rule for the first frame shown in FIG. 3A is to multiply the luminance value of each pixel by 1/2. Multiplying a pixel with luminance “2” by 1/2 gives “1”, while multiplying a pixel with luminance “1” by 1/2 gives “0.5”. However, since the luminance value of “1” or “0” exists in the 1-bit output image VOUT, when the multiplication result is “0.5”, the output luminance is “0”. As a result, the first frame converted by the dither processing unit 2 becomes as shown in FIG.

図3(b)に示した第2フレームに対する変換規則は、輝度値に1/2を乗算して、この乗算結果から1減算することである。輝度「2」の画素に1/2を乗算して、さらに1減算すれば、「0」となり、一方、輝度「1」の画素に1/2を乗算して、さらに1減算すれば、「−0.5」となる。ただし、乗算結果が「−0.5」の場合、上記と同様の理由により、出力される輝度は「0」となる。これにより、ディザ処理部2で変換された第2フレームは図3(e)のようになる。   The conversion rule for the second frame shown in FIG. 3B is to multiply the luminance value by 1/2 and subtract 1 from the multiplication result. Multiplying a pixel with luminance “2” by 1/2 and further subtracting 1 results in “0”, while multiplying a pixel with luminance “1” by 1/2 and subtracting 1 further results in “ −0.5 ”. However, when the multiplication result is “−0.5”, the output luminance is “0” for the same reason as described above. As a result, the second frame converted by the dither processing unit 2 becomes as shown in FIG.

図3(c)に示した第3フレームに対する変換規則は、輝度値に1/2を乗算して、この乗算結果に1加算することである。輝度「2」の画素に1/2を乗算して、さらに1加算すれば、「1」となり、一方、輝度「1」の画素に1/2を乗算して、さらに1加算すれば、「1.5」となる。ただし、乗算結果が「1.5」の場合、上記と同様の理由により、出力される輝度は「1」となる。これにより、ディザ処理部2で変換された第3フレームは図3(f)のようになる。   The conversion rule for the third frame shown in FIG. 3C is to multiply the luminance value by 1/2 and add 1 to this multiplication result. Multiplying a pixel of luminance “2” by 1/2 and adding 1 further gives “1”, while multiplying a pixel of luminance “1” by 1/2 and adding 1 further adds “1”. 1.5 ". However, when the multiplication result is “1.5”, the output luminance is “1” for the same reason as described above. As a result, the third frame converted by the dither processing unit 2 becomes as shown in FIG.

図3(d)〜図3(f)の3フレームを1フレームとして捉えた場合の画像を図3(g)に示す。第1フレーム〜第3フレームの左上(図2のA11の位置)の画素を1画素として捉えた場合の輝度値は3フレームの平均値として得られるので、見かけ上「2/3」となり、第1フレーム〜第3フレームの左下(A12の位置)の画素を1画素として捉えた場合の輝度値も見かけ上「2/3」となる。また、第1フレーム〜第3フレームの右上(A21の位置)の画素を1画素として捉えた場合の輝度値は見かけ上「1/3」となり、第1フレーム〜第3フレームの右下(A22の位置)の画素を1画素として捉えた場合の輝度値も見かけ上「1/3」となる。1ビットの画像で表現できるのは2階調であるが、連続した3フレームに対してディザ処理部2により時間方向ディザ処理を行うと、見かけ上は「0」、「1/3」、「2/3」、「1」の4つの輝度値を表現できることになり、4階調が表現できる。   FIG. 3G shows an image when the three frames in FIGS. 3D to 3F are regarded as one frame. Since the luminance value when the upper left pixel (position A11 in FIG. 2) of the first frame to the third frame is regarded as one pixel is obtained as an average value of the three frames, it apparently becomes “2/3”. The luminance value when the lower left pixel (position A12) of the first to third frames is regarded as one pixel is also apparently “2/3”. In addition, the luminance value when the pixel at the upper right (position A21) of the first frame to the third frame is regarded as one pixel is apparently “1/3”, and the lower right (A22) of the first to third frames. The luminance value when the pixel at the position is regarded as one pixel is apparently “1/3”. Although a 2-bit gradation can be expressed by a 1-bit image, when the time direction dither processing is performed by the dither processing unit 2 on three consecutive frames, apparently “0”, “1/3”, “ Four luminance values of “2/3” and “1” can be expressed, and four gradations can be expressed.

一方、ディザ処理部2は、フレーム検出部1からのフレーム識別信号FIDにより、入力画像VIN中の連続した2フレームが同一であることを認識すると、図4に示した処理を行う。図4(a)、図4(b)は、フレーム検出部1により検出された2フレームを示している。   On the other hand, when the dither processing unit 2 recognizes that two consecutive frames in the input image VIN are the same by the frame identification signal FID from the frame detection unit 1, it performs the processing shown in FIG. FIGS. 4A and 4B show two frames detected by the frame detection unit 1.

図4(a)に示す第1フレームに対する変換規則は、各画素の輝度値に1/2を乗算することである。これにより、ディザ処理部2で変換された第1フレームは図4(c)のようになる。図4(b)に示した第2フレームに対する変換規則は、水平垂直方向に隣り合う画素で規則が異なり、斜め方向に隣り合う画素では規則が同一となるように設定されている。例えば、A11,A22の位置の画素については、輝度値に1/2を乗算して、この乗算結果に1加算することとし、A21,A12の位置の画素については、輝度値に1/2を乗算して、この乗算結果から1減算することとする。これにより、ディザ処理部2で変換された第2フレームは図4(d)のようになる。   The conversion rule for the first frame shown in FIG. 4A is to multiply the luminance value of each pixel by 1/2. As a result, the first frame converted by the dither processing unit 2 becomes as shown in FIG. The conversion rule for the second frame shown in FIG. 4B is set so that the rule is different for pixels adjacent in the horizontal and vertical directions, and the rule is the same for pixels adjacent in the diagonal direction. For example, for the pixels at positions A11 and A22, the luminance value is multiplied by 1/2, and 1 is added to the multiplication result. For the pixels at positions A21 and A12, the luminance value is 1/2. Multiplication is performed, and 1 is subtracted from the multiplication result. As a result, the second frame converted by the dither processing unit 2 becomes as shown in FIG.

図4(c)、図4(d)の2フレームを1フレームとして捉えた場合の画像を図4(e)に示す。第1フレーム、第2フレームの左上の画素を1画素として捉えた場合の輝度値は見かけ上「1」となり、第1フレーム、第2フレームの左下の画素を1画素として捉えた場合の輝度値は見かけ上「1/2」となる。また、第1フレーム、第2フレームの右上の画素を1画素として捉えた場合の輝度値は見かけ上「0」となり、第1フレーム、第2フレームの右下の画素を1画素として捉えた場合の輝度値は見かけ上「1/2」となる。連続した2フレームに対してディザ処理部2により時間方向ディザ処理を行うと、見かけ上は「0」、「1/2」、「1」の3つの輝度値を表現できることになり、3階調を表現できる。   FIG. 4E shows an image when the two frames in FIGS. 4C and 4D are regarded as one frame. The luminance value when the upper left pixel of the first frame and the second frame is regarded as one pixel is apparently “1”, and the luminance value when the lower left pixel of the first frame and the second frame is regarded as one pixel. Is apparently “1/2”. When the upper right pixel of the first frame and the second frame is regarded as one pixel, the luminance value is apparently “0”, and the lower right pixel of the first frame and the second frame is regarded as one pixel. The apparent luminance value is “½”. When the dither processing unit 2 performs time direction dither processing on two consecutive frames, apparently three luminance values of “0”, “1/2”, and “1” can be expressed. Can be expressed.

次に、入力ビット数と出力ビット数が同一の場合の動作について説明する。ここでは、1例として、1ビットの入力画像VINから1ビットの出力画像VOUTを生成する場合について説明する。ディザ処理部2は、フレーム検出部1からのフレーム識別信号FIDにより、入力画像VIN中の連続した3フレームが同一であることを認識すると、図5に示した処理を行う。図5(a)、図5(b)、図5(c)は、フレーム検出部1により検出された3フレームを示している。   Next, an operation when the number of input bits is the same as the number of output bits will be described. Here, as an example, a case where a 1-bit output image VOUT is generated from a 1-bit input image VIN will be described. When the dither processing unit 2 recognizes from the frame identification signal FID from the frame detection unit 1 that three consecutive frames in the input image VIN are the same, the dither processing unit 2 performs the processing shown in FIG. FIGS. 5A, 5 </ b> B, and 5 </ b> C show three frames detected by the frame detection unit 1.

図5(a)に示す第1フレームに対する規則は、各画素の輝度値をそのまま出力することである。これにより、ディザ処理部2から出力される第1フレームは図5(d)のようになる。図5(b)に示した第2フレームに対する変換規則は、輝度値を全て「0」にすることである。これにより、ディザ処理部2で変換された第2フレームは図5(e)のようになる。図5(c)に示した第3フレームに対する変換規則は、輝度値を全て「1」にすることである。これにより、ディザ処理部2で変換された第3フレームは図5(f)のようになる。   The rule for the first frame shown in FIG. 5A is to output the luminance value of each pixel as it is. As a result, the first frame output from the dither processing unit 2 is as shown in FIG. The conversion rule for the second frame shown in FIG. 5B is to set all luminance values to “0”. Thus, the second frame converted by the dither processing unit 2 becomes as shown in FIG. The conversion rule for the third frame shown in FIG. 5C is to set all luminance values to “1”. Thus, the third frame converted by the dither processing unit 2 becomes as shown in FIG.

図5(d)〜図5(f)の3フレームを1フレームとして捉えた場合の画像を図5(g)に示す。第1フレーム〜第3フレームの左上の画素を1画素として捉えた場合の輝度値は見かけ上「2/3」となり、第1フレーム〜第3フレームの左下の画素を1画素として捉えた場合の輝度値も見かけ上「2/3」となる。また、第1フレーム〜第3フレームの右上の画素を1画素として捉えた場合の輝度値は見かけ上「1/3」となり、第1フレーム〜第3フレームの右下の画素を1画素として捉えた場合の輝度値も見かけ上「1/3」となる。したがって、図3の場合と同様に4階調が表現できる。   FIG. 5G shows an image when the three frames in FIGS. 5D to 5F are regarded as one frame. The luminance value when the upper left pixel of the first to third frames is regarded as one pixel is apparently “2/3”, and the lower left pixel of the first to third frames is regarded as one pixel. The luminance value is apparently “2/3”. Further, when the upper right pixel of the first frame to the third frame is regarded as one pixel, the luminance value is apparently “1/3”, and the lower right pixel of the first frame to the third frame is regarded as one pixel. In this case, the luminance value is apparently “1/3”. Therefore, four gradations can be expressed as in the case of FIG.

一方、ディザ処理部2は、フレーム検出部1からのフレーム識別信号FIDにより、入力画像VIN中の連続した2フレームが同一であることを認識すると、図6に示した処理を行う。図6(a)、図6(b)は、フレーム検出部1により検出された2フレームを示している。   On the other hand, when the dither processing unit 2 recognizes that two consecutive frames in the input image VIN are the same by the frame identification signal FID from the frame detection unit 1, the dither processing unit 2 performs the processing shown in FIG. FIGS. 6A and 6B show two frames detected by the frame detector 1.

図6(a)に示す第1フレームに対する規則は、各画素の輝度値をそのまま出力することである。これにより、ディザ処理部2から出力される第1フレームは図6(c)のようになる。図6(b)に示した第2フレームに対する変換規則は、「1」を「0」に変換し、「0」を「1」に変換することである。これにより、ディザ処理部2で変換された第2フレームは図6(d)のようになる。   The rule for the first frame shown in FIG. 6A is to output the luminance value of each pixel as it is. As a result, the first frame output from the dither processing unit 2 is as shown in FIG. The conversion rule for the second frame shown in FIG. 6B is to convert “1” to “0” and “0” to “1”. As a result, the second frame converted by the dither processing unit 2 becomes as shown in FIG.

図6(c)、図6(d)の2フレームを1フレームとして捉えた場合の画像を図6(e)に示す。第1フレーム、第2フレームの左上の画素を1画素として捉えた場合の輝度値は見かけ上「1/2」となり、第1フレーム、第2フレームの左下の画素を1画素として捉えた場合の輝度値も見かけ上「1/2」となる。また、第1フレーム、第2フレームの右上の画素を1画素として捉えた場合の輝度値は見かけ上「1/2」となり、第1フレーム、第2フレームの右下の画素を1画素として捉えた場合の輝度値も見かけ上「1/2」となる。したがって、図4の場合と同様に3階調を表現できる。   FIG. 6E shows an image when the two frames in FIGS. 6C and 6D are regarded as one frame. The luminance value when the upper left pixel of the first frame and the second frame is regarded as one pixel is apparently “½”, and the lower left pixel of the first frame and the second frame is regarded as one pixel. The luminance value also appears to be “½”. In addition, when the upper right pixel of the first frame and the second frame is regarded as one pixel, the luminance value is apparently “½”, and the lower right pixel of the first frame and the second frame is regarded as one pixel. In this case, the luminance value is apparently “½”. Therefore, three gradations can be expressed as in the case of FIG.

以上のように、本実施の形態では、時間方向ディザ処理により、解像度の劣化を抑制しつつ、画像の階調表現を改善することができる。また、同一のフレーム単位で時間方向ディザ処理を行っているので、入力画像VINが動画であっても、動きの前後で階調に不整合が生じることがなく、階調表現が損なわれることがなくなる。   As described above, in the present embodiment, it is possible to improve the gradation expression of an image while suppressing deterioration in resolution by time direction dither processing. Further, since the time direction dither processing is performed in units of the same frame, even if the input image VIN is a moving image, the gradation is not inconsistent before and after the movement, and the gradation expression is impaired. Disappear.

なお、本実施の形態の多階調画像生成装置のフレーム検出部1とディザ処理部2とは、ハードウェアで実現してもよいし、CPU、メモリ及びインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによってソフトウェア的に実現してもよい。ソフトウェアで実現する場合、CPUは、メモリに格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。また、本発明の時間方向ディザ処理は、図2〜図6で説明した方法に限るものではなく、他の演算方法やディザマトリクス等を用いてもよい。また、本実施の形態で説明した具体例では、説明を容易にするため、2ビットの入力画像を1ビットの出力画像に変換する場合と、1ビットの入力画像から1ビットの出力画像を生成する場合について説明しているが、実際にはより多階調でのディザを行うことを想定している。   Note that the frame detection unit 1 and the dither processing unit 2 of the multi-tone image generation apparatus of the present embodiment may be realized by hardware, or a computer including a CPU, a memory, and an interface, and these hardware You may implement | achieve by software with the program which controls resources. When implemented by software, the CPU executes the processing described in the present embodiment in accordance with a program stored in the memory. Further, the time direction dither processing of the present invention is not limited to the method described with reference to FIGS. 2 to 6, and other calculation methods, dither matrices, and the like may be used. Further, in the specific example described in the present embodiment, for ease of explanation, a case where a 2-bit input image is converted into a 1-bit output image and a 1-bit output image is generated from the 1-bit input image. However, in reality, it is assumed that dithering is performed with more tones.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。第1の実施の形態によれば、入力画像が動画であっても、解像度の劣化を抑制しつつ、階調表現を改善することができるが、このような効果を得るためには、入力画像に連続した同一フレームが存在する必要がある。そこで、本実施の形態では、第1の実施の形態の多階調画像生成装置の具体的な応用例について説明する。図7は、本発明の第2の実施の形態となる信号変換装置の構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. According to the first embodiment, even if the input image is a moving image, the gradation expression can be improved while suppressing deterioration in resolution. To obtain such an effect, the input image There must be consecutive identical frames. Therefore, in the present embodiment, a specific application example of the multi-tone image generation apparatus according to the first embodiment will be described. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the signal conversion apparatus according to the second embodiment of the present invention. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

本実施の形態の信号変換装置は、インタレース形式の入力画像VINをプログレッシブ形式の出力画像VOUTに変換する装置であり、I/P変換部3とディザ処理部2とから構成される。I/P変換部3は、フレーム検出部1と、インタレース信号をプログレッシブ信号に変換する変換部4とを有する。I/P変換部3には、1秒間に24コマのフィルム映像を垂直同期周波数60Hzのインタレース形式のビデオ映像にテレシネ変換した入力画像VINが入力される。I/P変換部3は、この入力画像VINを図示しない表示装置に合わせてプログレッシブ形式の出力画像VPに変換する。   The signal conversion apparatus according to the present embodiment is an apparatus that converts an interlaced input image VIN into a progressive output image VOUT, and includes an I / P conversion unit 3 and a dither processing unit 2. The I / P conversion unit 3 includes a frame detection unit 1 and a conversion unit 4 that converts an interlace signal into a progressive signal. An input image VIN obtained by telecine-converting 24 frames of film video per second into an interlaced video video having a vertical synchronization frequency of 60 Hz is input to the I / P converter 3. The I / P converter 3 converts the input image VIN into a progressive output image VP in accordance with a display device (not shown).

図8は、I/P変換部3によるインタレース−プログレッシブ変換の様子を示す図である。図8において、VI1〜VI5は垂直同期周波数60Hzのインタレース形式の入力画像VINのフレーム、VM1〜VM5は1秒間に24コマのフィルム映像に対応する垂直同期周波数24Hzのプログレッシブ形式の画像VMIDのフレーム、VO1〜VO13は垂直同期周波数60Hzの出力画像VPのフレームである。また、黒丸のf1は奇数フィールドを表し、白丸のf2は偶数フィールドを表す。なお、図8の例では、処理を分かり易くするために、入力画像VINを画像VMIDに変換した後に、出力画像VPに変換しているが、実際には画像VMIDが生成されることはなく、入力画像VINから出力画像VPに直接変換される。   FIG. 8 is a diagram illustrating a state of interlace-progressive conversion by the I / P conversion unit 3. In FIG. 8, VI1 to VI5 are frames of an interlaced input image VIN having a vertical synchronization frequency of 60 Hz, and VM1 to VM5 are frames of a progressive image VMID having a vertical synchronization frequency of 24 Hz corresponding to 24 frames of film video per second. , VO1 to VO13 are frames of an output image VP having a vertical synchronization frequency of 60 Hz. The black circle f1 represents an odd field, and the white circle f2 represents an even field. In the example of FIG. 8, in order to make the processing easy to understand, the input image VIN is converted into the image VMID and then converted into the output image VP. However, the image VMID is not actually generated, The input image VIN is directly converted into the output image VP.

図8から明らかなように、フィルム映像をビデオ映像に変換した入力画像VINを信号変換装置に入力すると、出力画像VPには3フレームの繰り返しと2フレームの繰り返しとが交互に現れる。例えば、フレームVO1,VO2,VO3は、画像VMIDのフレームVM1(フィルム映像の1コマ)に対応し、フレームVO4,VO5は、フレームVM2(フィルム映像の次の1コマ)に対応する。したがって、変換部4から出力される出力画像VPには、連続した同一フレームが存在するので、この出力画像VPに対してディザ処理部2により3フレーム単位又は2フレーム単位で時間方向ディザ処理を実施すれば、第1の実施の形態で説明した効果を得ることができる。このように、本発明は、例えばフィルム映像をビデオ映像に変換した入力画像に対して実施すると効果的である。   As is apparent from FIG. 8, when an input image VIN obtained by converting a film image into a video image is input to the signal conversion device, repetition of 3 frames and repetition of 2 frames appear alternately in the output image VP. For example, the frames VO1, VO2, and VO3 correspond to the frame VM1 (one frame of the film image) of the image VMID, and the frames VO4 and VO5 correspond to the frame VM2 (the next frame of the film image). Therefore, since the output image VP output from the conversion unit 4 has the same continuous frame, the dither processing unit 2 performs time direction dither processing on the output image VP in units of 3 frames or 2 frames. Then, the effects described in the first embodiment can be obtained. As described above, the present invention is effective when applied to, for example, an input image obtained by converting a film image into a video image.

本発明は、ディザ処理により画像の階調表現を改善する技術に適用することができる。   The present invention can be applied to a technique for improving the gradation expression of an image by dither processing.

本発明の第1の実施の形態となる多階調画像生成装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a multi-tone image generation apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態におけるディザ処理部による時間方向ディザ処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the time direction dither process by the dither process part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるディザ処理部による時間方向ディザ処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the time direction dither process by the dither process part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるディザ処理部による時間方向ディザ処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the time direction dither process by the dither process part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるディザ処理部による時間方向ディザ処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the time direction dither process by the dither process part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施の形態におけるディザ処理部による時間方向ディザ処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the time direction dither process by the dither process part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態となる信号変換装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal converter device used as the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態におけるI/P変換部によるインタレース−プログレッシブ変換の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the interlace-progressive conversion by the I / P conversion part in the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…フレーム検出部、2…ディザ処理部、3…I/P変換部、4…変換部、VIN…入力画像、VOUT…出力画像、FID…フレーム識別信号。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Frame detection part, 2 ... Dither processing part, 3 ... I / P conversion part, 4 ... Conversion part, VIN ... Input image, VOUT ... Output image, FID ... Frame identification signal.

Claims (3)

入力画像における連続した同一のフレームを検出するフレーム検出手順と、
このフレーム検出手順で同一と判定された前記入力画像の複数のフレームに対してフレーム毎に独立した規則に基づく時間方向ディザ処理を行うディザ処理手順とを備えることを特徴とする多階調画像生成方法。
A frame detection procedure for detecting consecutive identical frames in the input image;
A dithering procedure for performing a time direction dithering process based on an independent rule for each of a plurality of frames of the input image determined to be the same in the frame detection procedure. Method.
請求項1記載の多階調画像生成方法において、
前記入力画像は、1秒間にNコマのフィルム映像を1秒間にMフレーム(N<M)のビデオ映像にテレシネ変換したものであることを特徴とする多階調画像生成方法。
The multi-tone image generation method according to claim 1,
The multi-tone image generation method according to claim 1, wherein the input image is obtained by telecine-converting N frames of film images per second into video images of M frames (N <M) per second.
入力画像における連続した同一のフレームを検出するフレーム検出部と、
このフレーム検出部で同一と判定された前記入力画像の複数のフレームに対してフレーム毎に独立した規則に基づく時間方向ディザ処理を行うディザ処理部とを有することを特徴とする多階調画像生成装置。
A frame detector for detecting consecutive identical frames in the input image;
A multi-tone image generation comprising: a dither processing unit that performs time-direction dither processing based on an independent rule for each of a plurality of frames of the input image determined to be the same by the frame detection unit apparatus.
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