JP2007166050A - 画像処理方法、画像処理装置、表示装置およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】動きベクトル演算回路14は、前フレームを複数のブロックに分割し、各ブロックの画像と、現在フレームの探索範囲に含まれる、当該ブロックと同一の形状および大きさの領域の画像とを比較し、比較結果に基づいて当該ブロックの動きベクトルを検出する。補間画像生成回路15は、フレーム補間のために、動きベクトル演算回路14により検出された動きベクトルを用いて補間画像データを生成する。動きベクトル演算回路14は、動きベクトルを検出する処理として、探索範囲が広い広域探索と探索範囲が狭い制限探索とをブロック毎に選択する。そして、制限探索を選択したブロックについては、当該ブロックに隣接するブロックの既に検出された動きベクトルに基づいて探索範囲を特定する、
【選択図】図1
Description
ベラーズ(E.B. Bellers),ハーン(G. de Haan)著、「デ・インターレーシング:ア・キー・テクノロジー・フォー・スキャン・レート・コンバージョン(De-interlacing: A Key Technology for Scan Rate Conversion)」、(オランダ)、エルゼビア(ELSEVIER)、2000年9月、p. 111-115
本発明は、上述した事情に鑑み、現実的な演算量で、動きベクトルを十分に高い精度で安定して検出することができる画像処理方法、画像処理装置、表示装置およびプログラムを提供することを解決課題としている。
この画像処理方法によれば、第2処理を選択したブロックについては、当該ブロックの隣接ブロックについて既に検出された動きベクトルに基づいて探索範囲を特定するから、このような探索範囲の特定を行わない態様に比較して、空間的および時間的に連続な正しい動きベクトルを検出し易くなる。また、探索範囲が広い第1処理と探索範囲が狭い第2処理とがブロック毎に選択され、第1処理を選択したブロックについては、第2処理を選択したブロックの探索範囲よりも広い探索範囲で動きベクトルが検出されるから、全てのブロックについて第2処理によって動きベクトルを検出する態様に比較して、空間的または時間的に不連続な正しい動きベクトルを検出し易くなる。また、この画像処理方法では、第2処理を選択したブロックについては、当該ブロックに隣接するブロックの既に検出された動きベクトルに基づいて探索範囲が特定されるから、十分に高い精度で検出された動きベクトルに基づいて動きベクトルを検出することができる。以上より、この画像処理方法によれば、動きベクトルを十分に高い精度で安定して検出することができる。したがって、上記の隣接するブロックに時間的に隣接するブロックが含まれる場合における動きベクトルの検出精度の向上速度は大幅に向上する。
この画像処理方法では、或るブロックの動きベクトルを検出する際に当該ブロックの画像と探索範囲に含まれる画像とが比較される。この比較の回数は、探索範囲が広いほど多くなり、探索範囲が狭いほど少なくなる。つまり、画像の比較の回数は、第1処理を選択したブロックの動きベクトルの検出では多くなり、第2処理を選択したブロックの動きベクトルの検出では少なくなる。基本的には、1つのブロックについては一方の処理が選択されるから、補間画像を生成する際に必要となる画像の比較の回数は、全てのブロックについて第1処理によって動きベクトルを検出する態様に比較して少なくなる。よって、この画像処理方法によれば、現実的な演算量で動きベクトルを検出することができる。
この態様によれば、第2処理によって正しくない動きベクトルが連続して検出されるブロック数をゼロとすることができる。よって、動きベクトルをより高い精度で安定して検出することができる。また、第1処理によって動きベクトルが検出されるのは、第2処理による動きベクトルの検出精度が基準に満たないブロックに限られるから、現実的な演算量で動きベクトルを検出することができる一方、探索範囲が狭い制限探索によっても正しい動きベクトルを検出可能なブロックについて探索範囲が広い広域探索を行ってしまうという無駄を省くことができる。なお、動きベクトルの検出の精度が基準に満たないか否かの判定方法としては、例えば、動きベクトルの検出の際に得られた比較結果をそのまま又は加工して当該検出の精度の評価値とし、この評価値と基準値とを比較することにより判定する方法が挙げられる。
この画像処理装置によれば、第2処理を選択したブロックについては、当該ブロックの隣接ブロックについて既に検出された動きベクトルに基づいて探索範囲を特定するから、このような探索範囲の特定を行わない態様に比較して、空間的および時間的に連続な正しい動きベクトルを検出し易くなる。また、探索範囲が広い第1処理と探索範囲が狭い第2処理とがブロック毎に選択され、第1処理を選択したブロックについては、第2処理を選択したブロックの探索範囲よりも広い探索範囲で動きベクトルが検出されるから、全てのブロックについて第2処理によって動きベクトルを検出する態様に比較して、空間的または時間的に不連続な正しい動きベクトルを検出し易くなる。また、この画像処理装置では、第2処理を選択したブロックについては、当該ブロックに隣接するブロックの既に検出された動きベクトルに基づいて探索範囲が特定されるから、動きベクトルを十分に高い精度で検出可能であることは、動きベクトルを十分に高い精度で安定して検出可能であることを意味する。よって、この画像処理装置によれば、動きベクトルを十分に高い精度で安定して検出することができる。
この画像処理装置では、或るブロックの動きベクトルを検出する際に当該ブロックの画像と探索範囲に含まれる画像とが比較される。この比較の回数は、探索範囲が広いほど多くなり、探索範囲が狭いほど少なくなる。つまり、画像の比較の回数は、第1処理を選択したブロックの動きベクトルの検出では多くなり、第2処理を選択したブロックの動きベクトルの検出では少なくなる。1つのブロックについては一方の処理が選択されるから、補間画像を生成する際に必要となる画像の比較の回数は、全てのブロックについて第1処理によって動きベクトルを検出する態様に比較して少なくなる。よって、この画像処理装置によれば、現実的な演算量で動きベクトルを検出することができる。
電気光学素子のうち、与えられた電気エネルギにより発光特性が変化する素子としては、OLED(Organic Light-Emitting Diode)素子や無機EL(Electro Luminescent)素子、フィールド・エミッション(FE)素子、表面導電型エミッション(SE:Surface-conduction Electron-emitter)素子、弾道電子放出(BS:Ballistic electron Surface emitting)素子、LED(Light Emitting Diode)素子など様々な発光素子を例示することができる。与えられた電気エネルギにより光の透過特性が変化する素子としては、液晶の画素や電気泳動ディスプレイの画素など様々な、電気的エネルギにより光の透過率が変化するライトバルブ画素を例示することができる。
この表示装置によれば、上記の画像処理装置を有するから、現実的な演算量で、動きベクトルを十分に高い精度で安定して検出することができる。したがって、高品質の補間画像を表示することができる。
このプログラムによれば、上記の画像処理方法を行うことができる。したがって、現実的な演算量で、動きベクトルを十分に高い精度で安定して検出することができる。
図1は本発明の各実施の形態に係る画像表示装置1(1A,1B,1C)の構成を示す図である。画像表示装置1は、フレームレートが60Hzの低レート映像を入力し、この低レート映像をフレーム補間によってフレームレートが120Hzの高レート映像に変換して表示する装置であり、画像処理装置10(10A,10B,10C)および電気光学装置20を備える。画像処理装置10は、低レート映像の映像データD1を入力し、映像データD1をフレーム補間により高レート映像の映像データD2に変換し、これを出力する。映像データD1およびD2のフレームは同一サイズである。
尚、上記のホールド型の表示装置でも、発光や透過光の時間割合を制御し、例えばフリッカの発生しない範囲で発光時間を短くすることをフレームレートを上げることと併用すれば、より動画ボケの少ない表示を行うこともできる。
図8は、本発明の第1の実施の形態に係る動きベクトル演算回路14Aにより、制限探索のみが行われる制限ブロックと広域探索のみが行われる広域ブロックとの配置を示す図である。この図に示すように、動きベクトル演算回路14Aは、周期的に、具体的には5ブロック毎に広域探索を行う。また、ベクトル演算回路14Aは、広域ブロックについての探索範囲の中心位置を、特定の隣接ブロックの動きベクトルを用いて定める。具体的には、対象ブロックの中心点に相当する隣接フレームの位置が始点となるように特定の隣接ブロックの動きベクトルを配置したときに当該ベクトルの終点となる位置を探索範囲の中心位置とする。特定の隣接ブロックは、対象ブロックが行の先頭のブロックでなければ図8中直左のブロックであり、行の先頭のブロックであって列の先頭のブロックでなければ図8中直上のブロックである。
本発明の第2の実施の形態に係る動きベクトル演算回路14Bは、基本的には制限探索を行い、制限探索により或るブロックの動きベクトルを検出すると、当該検出の際に得られた比較結果に基づいて当該検出の精度を評価し、評価が基準を満たすか否かを判定し、基準を満たさない場合には、当該ブロックの動きベクトルを広域探索により検出する。また、ベクトル演算回路14Bは、ベクトル演算回路14Aと同様に、広域探索での探索範囲の中心位置を、特定の隣接ブロックの動きベクトルを用いて定める。
本発明の第3の実施の形態に係る動きベクトル演算回路14Cは、1フレーム毎に、広域ブロックと制限ブロックとの配置を決定し、その後に、ブロック毎の動きベクトルを検出する。また、ベクトル演算回路14Cは、ベクトル演算回路14Aと同様に、広域探索での探索範囲の中心位置を、特定の隣接ブロックの動きベクトルを用いて定める。
広域ブロックの配置は、上記の第1の実施の形態では周期的となるように定められ、上記の第2の実施の形態ではフレーム間差画像データに基づいて定めてられるが、これらに限らない。例えば、フレーム間差画像データに基づくことなく、ランダムに定められてもよい。また、上記の実施の形態を変形し、広域探索における探索範囲の中心位置を対象ブロックの中心点に相当する位置としてもよい。
次に、本発明に係る発光装置を利用した電子機器について説明する。
図15は、上述した画像表示装置1を表示装置として採用したモバイル型のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。パーソナルコンピュータ2000は、画像表示装置1と本体部2010とを備える。本体部2010には、電源スイッチ2001およびキーボード2002が設けられている。このパーソナルコンピュータ2000の表示パネル30(画像表示装置1)は電気光学素子にOLED素子を利用しているので、視野角が広く見易い画面を表示できる。
Claims (9)
- 隣接するフレーム間の画像の動きを補う補間画像を生成する画像処理方法において、
フレームを複数のブロックに分割し、各ブロックの画像を隣接するフレームの探索範囲に含まれる画像と比較し、比較結果に基づいて当該ブロックの動きベクトルを検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された動きベクトルを用いて前記補間画像を生成する補間画像生成ステップとを有し、
前記検出ステップでは、
動きベクトルを検出する処理として、前記探索範囲が広い第1処理と前記探索範囲が狭い第2処理とをブロック毎に選択し、
前記第2処理を選択したブロックについては、当該ブロックに隣接するブロックの既に検出された動きベクトルに基づいて前記探索範囲を特定する、
ことを特徴とする画像処理方法。 - 前記検出ステップでは、検出の対象となるブロックが特定のブロックであるか否かを判定し、前記特定のブロックである場合には、当該ブロックについて前記第1処理を選択する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理方法。 - 前記隣接するフレームの画像間の各画素における階調値の差を示す、差画像を生成する差画像生成ステップと、
前記差画像に基づいて前記特定のブロックを特定する特定ステップと
を有することを特徴とする請求項2に記載の画像処理方法。 - 前記特定ステップでは、前記差画像生成ステップから前記補間画像生成ステップまでを所定の時間内に実行できるように、前記特定のブロックの数を設定する、
ことを特徴とする請求項3に記載の画像処理方法。 - 前記検出ステップでは、前記第2処理を選択したブロックの動きベクトルを検出すると、当該検出の際に得られた前記比較結果に基づいて、当該検出の精度が基準に満たないか否かを判定し、前記基準に満たない場合には、当該ブロックの動きベクトルを検出する処理として前記第1処理を選択する、
ことを特徴とする請求項1に記載の画像処理方法。 - 前記検出ステップでは、2つ目以降のブロックの動きベクトルを前記第1処理により検出するときには、当該ブロックと同一のフレームにおいて当該ブロックと隣接する他のブロックの既に検出された動きベクトルに基づいて前記探索範囲を特定する、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の画像処理装置。 - 隣接するフレーム間の画像の動きを補う補間画像を生成する画像処理装置において、
フレームを複数のブロックに分割し、各ブロックの画像を隣接するフレームの探索範囲に含まれる画像と比較し、比較結果に基づいて当該ブロックの動きベクトルを検出する検出回路と、
前記検出回路により検出された動きベクトルを用いて前記補間画像を生成する生成回路とを有し、
前記検出回路は、
動きベクトルを検出する処理として、前記探索範囲が広い第1処理と前記探索範囲が狭い第2処理とをブロック毎に選択し、
前記第2処理を選択したブロックについては、当該ブロックに隣接するブロックの既に検出された動きベクトルに基づいて前記探索範囲を特定する、
ことを特徴とする画像処理装置。 - 請求項7に記載の画像処理装置と、
与えられた電気エネルギにより発光特性または光の透過特性が変化する複数の電気光学素子が面状に配列された電気光学装置とを有し、
前記複数の電気光学素子の発光特性または光の透過特性を、前記画像処理装置により生成された前記補間画像に応じて変化させて当該補間画像を表示する、
ことを特徴とする表示装置。 - 隣接するフレーム間の画像の動きを補う補間画像を生成する画像処理装置に、
フレームを複数のブロックに分割し、各ブロックの画像を隣接するフレームの探索範囲に含まれる画像と比較し、比較結果に基づいて当該ブロックの動きベクトルを検出する検出ステップと、
前記検出ステップで検出された動きベクトルを用いて前記補間画像を生成する補間画像生成ステップと
を実行させるためのプログラムであって、
前記検出ステップでは、
動きベクトルを検出する処理として、前記探索範囲が広い第1処理と前記探索範囲が狭い第2処理とをブロック毎に選択し、
前記第2処理を選択したブロックについては、当該ブロックに隣接するブロックの既に検出された動きベクトルに基づいて前記探索範囲を特定する、
ことを特徴とするプログラム。
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