JP2007243627A - ビデオ信号処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ビデオ信号処理装置に関し、例えば動きベクトルを用いたフォーマット変換等に適用して、フェードイン、フェードアウトした静止画部分における動きベクトルの誤検出を防止する。
【解決手段】本発明は、フェードイン、フェードアウトした静止画部分を検出し、このフェードイン、フェードアウトした静止画部分の動きベクトルを値０に設定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビデオ信号処理装置に関し、例えば動きベクトルを用いたフォーマット変換等に適用することができる。本発明は、フェードイン、フェードアウトした静止画部分を検出し、このフェードイン、フェードアウトした静止画部分の動きベクトルを値０に設定することにより、フェードイン、フェードアウトした静止画部分における動きベクトルの誤検出を防止する。

従来、ビデオ信号は、動きベクトルを用いてフォーマット変換処理、ノイズ低減処理、符号化処理等を実行しており、この動きベクトルの検出には、例えば特開昭５５−１６２６８３号公報、特開昭５５−１６２６８４号公報等に提案のパターンマッチング法、特開昭６０−１５８７８６号公報に提案の反復勾配法等が使用されている。

ここで反復勾配法では、動きベクトルの予測値である初期偏位ベクトルを基準にして次式の演算処理により偏位ベクトルΔＶを検出し、この偏位ベクトルΔＶを初期偏位ベクトルに加算して動きベクトルを検出している。なおここでΔＸは、水平画素勾配であり、ΔＹは、垂直画素勾配である。またＤＦＤは、フィールド間差分値であり、Σによる集計単位は、動きベクトルの検出単位であるマクロブロックである。

またビデオ信号の処理では、静止画と動画とで処理を切り換える方法が種々に提案されており、特開２００５−２４４３９０号公報には、フェードイン、フェードアウトした静止画部分を静止画部分と誤判定しないようにして、フィールド間内挿処理とフレーム間内挿処理とで処理を切り換える方法が提案されている。

ところでフェードイン、フェードアウトした静止画部分では、動きベクトルを誤検出する場合がある。特に、フェードイン、フェードアウトした静止画部分では、図３に示すように、小さいながらもフィールド間で画素値のレベル差Δが発生しており、反復勾配法では、動きベクトルの計算にフィールド間差分値を用いていることから、フェードイン、フェードアウトした静止画部分で動きベクトルを誤検出する場合がある。なお誤検出した動きベクトルを用いてビデオ信号を処理すると、ビデオ信号は画像歪が発生する。
特開昭５５−１６２６８３号公報 特開昭５５−１６２６８４号公報 特開昭６０−１５８７８６号公報 特開２００５−２４４３９０号公報

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、フェードイン、フェードアウトした静止画部分における動きベクトルの誤検出を防止することができるビデオ信号処理装置を提案しようとするものである。

上記の課題を解決するため請求項１の発明は、動きベクトルに基づいてビデオ信号を処理するビデオ信号処理装置において、前記ビデオ信号から前記動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路と、前記ビデオ信号を処理して、フェードイン、フェードアウトの部分を検出して検出結果を出力するフェード検出回路と、前記ビデオ信号から静止画部分を検出して検出結果を出力する動き検出回路と、前記フェード検出回路、前記動き検出回路の検出結果に基づいて、フェードイン、フェードアウトの静止画部分で、前記動きベクトル検出回路で検出される動きベクトルを０に補正する補正回路とを備えるようにする。

また請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記補正回路における動きベクトルの補正処理が、１画面を分割して形成されたブロック単位の処理であるようにする。

また請求項３の発明は、請求項１の構成において、前記補正回路における動きベクトルの補正処理が、フィールド単位の処理であるようにする。

また請求項４の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の構成において、前記ビデオ信号の処理が、フォーマット変換処理であるようにする。

また請求項５の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の構成において、前記ビデオ信号の処理が、ノイズ低減処理であるようにする。

また請求項６の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３の構成において、前記ビデオ信号の処理が、符号化処理であるようにする。

請求項１の構成によれば、 請求項１の構成によれば、所定フェードイン、フェードアウトの静止画部分で動きベクトルを正しく補正することができ、動きベクトルの誤検出を防止することができる。

また請求項２、請求項３の構成によれば、ブロック毎に、フィールド毎に、動きベクトルの誤検出を防止することができる。

また請求項４、請求項５、請求項６の構成によれば、誤検出を防止した動きベクトルによりフォーマット変換処理、ノイズ低減処理、符号化低減処理して画像歪を防止することができる。

本発明によれば、フェードイン、フェードアウトした静止画部分における動きベクトルの誤検出を防止することができる。

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

（１）実施例の構成
図１は、本発明の実施例に係るフォーマット変換装置に適用される動きベクトル検出回路を示すブロック図である。この実施例のフォーマット変換装置は、この動きベクトル検出回路１で検出される動きベクトルＭＶを用いてフィールド内挿処理を実行し、ビデオ信号のフィールド数を変換する。なお以下においては、説明の簡略化のために、輝度信号Ｙについてのみ説明し、色差信号についての重複した説明は省略する。

この動きベクトル検出装置１において、フェード検出回路２は、輝度信号Ｙからフェードイン、フェードアウトした部分を検出する。ここで図２は、フェード検出回路２を示すブロック図である。フェード検出回路２において、遅延回路３は、輝度信号Ｙを所定フレームの期間、遅延させて遅延輝度信号Ｙ１を出力する。ここでこの遅延時間に係る所定フレームは、必要に応じて種々に設定することができ、この実施例では、２フレームに設定される。

差分演算回路６は、輝度信号Ｙから対応する遅延輝度信号Ｙ１を減算し、フレーム間の信号レベル差を示すフレーム間差分信号Ｓ１を出力する。

絶対値変換回路７は、差分演算回路６から出力されるフレーム間差分信号Ｓ１による差分値の絶対値を計算してエッジ制御回路８に出力する。なお絶対値変換回路７は、省略することもできる。

エッジ検出回路９は、輝度信号Ｙの輝度成分からエッジ領域を検出し、この検出結果をエッジ制御回路８に出力する。

エッジ制御回路８は、絶対値変換回路７から出力されるフレーム間差分値をエッジ検出回路９から出力されるエッジ検出結果で補正することにより、エッジの部分でフレーム間差分値を抑圧して出力する。これによりこの実施例は、エッジによる誤検出を防止する。なおエッジ検出回路９及びエッジ制御回路８は、省略することもできる。

リミッタ回路１０は、エッジ制御回路８から出力されるフレーム間差分値を一定の上限値で制限して出力する。この実施例では、この上限値が４ビットによる最大値である値１５に設定され、これによりリミッタ回路１０は、値１６以上のフレーム間差分値については、値１５に設定して出力する。これによりこの実施例は、以降の処理に供するビット数を低減して処理を簡略化する。

累計回路１１は、リミッタ回路１０から出力されるフレーム間差分値を入力し、所定の検出ブロック毎に、このフレーム間差分値の累計値を計算する。ここでこの検出ブロックは、後述するカウンタ１４におけるカウント範囲のブロックを分割したブロックであり、複数画素のブロックである。なおこの検出ブロックは、カウンタ１４におけるブロックによっては、例えば動きベクトルの検出単位である８×８画素によるマクロブロックとしてもよい。

メモリ回路１２は、累計回路１１から出力される累計値を順次記録して保持し、複数のフィールドの期間、遅延させて出力する。なおこの複数のフィールドの期間は、例えば４フィールドの期間に設定される。

比較回路１３は、メモリ回路１２から出力される各検出ブロックの累計値と、累計回路１１から出力される対応する検出ブロックの累計値との差分を計算する。これにより比較回路１３は、フレーム間差分値の４フィールド期間での変化量を検出する。また比較回路１３は、この計算した差分値を所定の判定基準値αと比較し、差分値が判定基準値α以上の場合には値１により判定結果を出力し、これとは逆に差分値が判定基準値αよりも小さい場合は値０の判定結果を出力する。なおここで判定基準値αは、オペレータの操作により設定された値が適用され、又は事前に設定された固定値が適用される。

カウンタ回路１４は、所定ブロック毎に、比較回路１３から出力される判定結果をカウントする。なおここでこの所定ブロックは、累計回路１２における検出ブロックの複数個により形成され、動きベクトル検出ブロック毎に動きベクトル検出部２４で検出される動きベクトルＭＶを補正する場合には、動きベクトル検出ブロックに設定される。また複数の動きベクトル検出ブロックを単位にして動きベクトル検出部２４で検出される動きベクトルＭＶを補正する場合には、この複数の動きベクトル検出ブロックに設定される。

判定回路１５は、この所定ブロック毎のカウント値をそれぞれ所定の判定基準値βにより判定し、基準値βよりカウント値が大きい場合、フェードイン、フェードアウトの部分であるとの判定信号Ｓ３を出力する。

前置フィルタ２２は、輝度信号Ｙを帯域制限して出力する。またこのとき帯域制限に供する特性を偶数フィールドと奇数フィールドとで切り換えることにより、偶数フィールドと奇数フィールドとで変化する重心の位置を補正して出力する。

１フィールド遅延回路２３は、前置フィルタ２２から出力される輝度信号Ｙを１フィールドの期間だけ遅延させて出力する。

動きベクトル検出部２４は、前置フィルタ２２から出力される輝度信号Ｙと、遅延回路３から出力される輝度信号Ｙとにより、動きベクトル検出ブロック毎に動きベクトルＭＶを検出して出力する。なおこの動きベクトルの検出は、種々の手法を適用することができるものの、この実施例では反復勾配法が適用される。

遅延回路２５は、フェード検出回路２からの判定信号Ｓ３の出力に対応するように、動きベクトル検出部２４で検出された動きベクトルＭＶのタイミングを補正して出力する。

動き検出回路２８は、フェード検出回路２の処理単位に対応する単位で、輝度信号Ｙから静止画部分を検出して検出結果を出力する。なおこの静止画部分の検出は、種々の動画検出手法を広く適用することができる。

動きベクトル補正回路２６は、遅延回路２５から出力される動きベクトルＭＶを、フェード検出回路２から出力される判定信号Ｓ３、動き検出回路２８の検出結果に基づいて補正して出力する。具体的に、動きベクトル補正回路２６は、フェード検出回路２でフェードイン、フェードアウトの部分が検出され、かつ動き検出回路２８で静止画部分と判定された場合、対応する動きベクトル検出ブロックの動きベクトルＭＶを値０に設定し、これにより動きベクトルＭＶを補正する。

（２）実施例の動作
以上の構成において、この実施例のフォーマット変換装置では、動きベクトル検出回路１で検出された動きベクトルＭＶによる内挿演算処理によりフィールド内挿処理が実行される。

このため動きベクトル検出回路１において、輝度信号Ｙは（図１）、前置フィルタ２２で処理された後、１フィールド遅延回路２２で１フィールド遅延され、動きベクトル検出部２４で動きベクトルＭＶが検出される。また輝度信号Ｙは、フェード検出回路２でフェードイン、フェードアウトした部分が検出される。また動き検出回路２８で静止画部分が検出され、これらフェード検出回路２、動き検出回路２８の検出結果に基づいて、動きベクトル補正回路２６において、フェードイン、フェードアウトした静止画部分で、動きベクトル検出部２４で検出された動きベクトルＭＶが値０に補正される。これによりこの動きベクトル検出回路１では、フェードイン、フェードアウトにより動きベクトル検出部２４で動きベクトルＭＶを誤検出した場合でも、フェード検出回路２、動く検出回路２８の検出結果に基づいた動きベクトル補正回路２６における動きベクトルＭＶの補正により、フェードイン、フェードアウトした静止画部分では正しい動きベクトルＭＶを出力することができ、これによりフェードイン、フェードアウトした静止画部分における動きベクトルの誤検出を防止することができる。

具体的に、フェード検出回路２において、輝度信号Ｙは、遅延回路３で所定フレームの期間遅延され、この遅延した輝度信号Ｙ１と元の輝度信号Ｙとが差分演算回路６で処理されて、フレーム間差分が計算される。フレーム間差分は、絶対値変換回路７で絶対値化された後、エッジ制御部８でエッジ成分が抑圧され、リミッタ回路１０で最大値が制限される。その後、フレーム間差分は、累計回路１１で、１画面中の複数画素毎に、加算されて累計値が計算される。フェード検出回路２では、この累計値がメモリ１２で複数フィールドの期間遅延された後、比較回路１３で元の累計値との差分値が検出され、この差分値が所定のしきい値と比較される。またカウンタ１４において検出単位のブロックで比較結果が集計され、このカウンタ１４のカウント値が判定回路１５で判定される。これによりフェード回路２では、累計回路１１で検出された複数画素のフレーム間差分累計値に基づいてフェードイン、フェードアウトの部分が検出される。

すなわち１フレームだけ遅延した輝度信号との間の単なるフレーム間差分では、ノイズに埋まってしまうようなフェードイン、フェードアウトによる輝度変化にあっても、２フレームの期間離れたフレーム間差分によれば大きな輝度変化となる。従って複数画素によるフレーム間差分の累積値も大きな値となる。これにより静止画と誤判定するような場合でも確実にフェードイン、フェードアウトを検出することができる。これによりこの実施例では、確実にフェードイン、フェードアウトした静止画部分を検出して動きベクトルを値０に設定することができ、その分画像歪を低減することができる。

（３）実施例の効果
以上の構成によれば、フェードイン、フェードアウトした静止画部分を検出し、このフェードイン、フェードアウトした静止画部分の動きベクトルを値０に設定することにより、フェードイン、フェードアウトした静止画部分における動きベクトルの誤検出を防止することができる。従って、動きベクトルの後検出による画像歪を低減することができる。

なお上述の実施例においては、動きベクトルの検出ブロック単位で、動きベクトルを補正する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フィールド単位で動きベクトルを補正するようにしてもよい。

また上述の実施例においては、１画面中における所定画素によるフレーム間差分の累計値を所定フィールド離れた対応する累計値と比較してフェードイン、フェードアウトした部分を検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フェードイン、フェードアウトした部分の検出手法は、種々の手法を広く適用することができる。

また上述の実施例においては、本発明をフォーマット変換装置に適用して、動きベクトルを用いたフィールド内挿処理によりフィールド数を変換する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、フレーム内挿処理によりフレーム数を変換する場合にも適用することができ、さらには動きベクトルを用いたノイズ低減処理、符号化処理等にも広く適用することができる。

本発明は、ビデオ信号処理装置に関し、例えば動きベクトルを用いたフォーマット変換等に適用することができる。

本発明の実施例１のフォーマット変換装置に適用される動きベクトル検出回路を示すブロック図である。 図１の動きベクトル検出回路におけるフェード検出回路を示すブロック図である。 フェードイン時における画素値の変化を示すタイムチャートである。

符号の説明

１……動きベクトル検出回路、２……フェード検出回路、２４……動きベクトル検出部、２６……動きベクトル補正部

Claims (6)

1. 動きベクトルに基づいてビデオ信号を処理するビデオ信号処理装置において、
   前記ビデオ信号から前記動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路と、
   前記ビデオ信号を処理して、フェードイン、フェードアウトの部分を検出して検出結果を出力するフェード検出回路と、
   前記ビデオ信号から静止画部分を検出して検出結果を出力する動き検出回路と、
   前記フェード検出回路、前記動き検出回路の検出結果に基づいて、フェードイン、フェードアウトの静止画部分で、前記動きベクトル検出回路で検出される動きベクトルを０に補正する補正回路とを備える
   ことを特徴とするビデオ信号処理装置。
2. 前記補正回路における動きベクトルの補正処理が、
   １画面を分割して形成されたフブロック単位の処理である
   ことを特徴とする請求項１に記載のビデオ信号処理装置。
3. 前記補正回路における動きベクトルの補正処理が、
   フィールド単位の処理である
   ことを特徴とする請求項１に記載のビデオ信号処理装置。
4. 前記ビデオ信号の処理が、フォーマット変換処理である
   ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のビデオ信号処理装置。
5. 前記ビデオ信号の処理が、ノイズ低減処理である
   ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のビデオ信号処理装置。
6. 前記ビデオ信号の処理が、符号化処理である
   ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載のビデオ信号処理装置。
   
   
   

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