JP2009038509A - 動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、画像処理に不具合を与えるような動きベクトルを検出してしまうことを回避し、安定した高画質な画像処理を実行できるようにする。
【解決手段】本発明は、映像信号Ｓ１を輝度成分Ｙ、色差成分Ｃｂ、Ｃｒに分離し、当該分離した輝度成分Ｙ又は色差成分Ｃｂ、Ｃｒの何れか或いは全てを選択し、当該選択した輝度成分Ｙ又は色差成分Ｃｂ、Ｃｒのレベルが所定の基準レベルを超えている場合に、そのゲインを調整し、その調整結果に基づいて動きベクトルＭＶを検出することにより、レベルの突出したイレギュラーな輝度成分Ｙ又は色差成分Ｃｂ、Ｃｒが存在した場合でも、そのゲインを調整した調整結果である輝度成分Ｙ´又は色差成分Ｃｂ´、Ｃｒに基づいて動きベクトルＭＶを検出することができるので、画像処理に不具合を与えるような動きベクトルＭＶを検出してしまうことを未然に防止することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法に関し、例えば動画像を表示するテレビジョン受像機等に適用して好適なものである。
従来、ディスプレイに表示させる画像の画質向上を目的として、インターレース方式の映像信号（以下、これをインターレース（Ｉ）映像信号）をプログレッシブ方式の映像信号（以下、これをプログレッシブ（Ｐ）映像信号）に変換するＩＰ(Interlace-Progressive)変換処理機能を搭載したテレビジョン受像機がある（例えば、特許文献１参照）。
特開2007-104652公報
ところでかかる構成のテレビジョン受像機においては、ＩＰ変換処理機能を実現するための動き適応型ＩＰ変換部を有しており、インターレース映像信号における複数枚のフィールド画像を用いて動きベクトルを検出し、その動きベクトルに基づいて所定の画素に動きが無いと判断した場合にはインターレース映像信号のうち時間的に前後するフィールド画像に実在する画素を用いて補間を行い、動きがあると判断した場合にはプログレッシブ映像信号のフレーム画像に対応したインターレース映像信号のフィールド画像内に実在する周囲の画素を用いて補間を行う。
このときテレビジョン受像機においては、動きベクトルを検出するに当って、複数枚のフィールド画像の中に、突出した信号レベルを持つ画素が含まれたフィールド画像が存在した場合、その後の画像処理に不具合を与えるような動きベクトルを検出してしまうという問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、画像処理に不具合を与えるような動きベクトルを検出してしまうことを回避し、安定した高画質な画像処理を実行し得る動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、映像信号を輝度成分、色差成分に分離し、当該分離した輝度成分又は色差成分の何れか或いは全てを選択し、当該選択した輝度成分又は色差成分のレベルが所定の基準レベルを超えている場合に、そのゲインを調整し、その調整結果に基づいて動きベクトルを検出することにより、レベルの突出したイレギュラーな輝度成分又は色差成分が存在した場合でも、そのゲインを調整した調整結果に基づいて動きベクトルを検出することができるので、画像処理に不具合を与えるような動きベクトルを検出してしまうことを未然に防止することができる。
本発明によれば、レベルの突出したイレギュラーな輝度成分又は色差成分が存在した場合でも、そのゲインを調整した調整結果に基づいて動きベクトルを検出することができるので、画像処理に不具合を与えるような動きベクトルを検出してしまうことを未然に防止することができ、かくして画像処理に不具合を与えるような動きベクトルを検出してしまうことを回避し、安定した高画質な画像処理を実行し得る動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法を実現することができる。
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
（１）映像表示装置の構成
図１において、１は全体として映像表示装置を示し、映像分岐部２、映像処理部３及び動きベクトル検出ブロック４によって構成されており、ソースとなる１フレーム分の映像信号Ｓ１を映像分岐部２に入力する。
映像分岐部２は、映像信号Ｓ１を分岐し、当該映像信号Ｓ１を映像処理部３へ送出すると共に、当該映像信号を動きベクトル検出ブロック４の信号成分分離部５へ送出する。
動きベクトル検出ブロック４の信号成分分離部５は、映像信号Ｓ１を所定のマクロブロック単位で４ブロックの輝度成分Ｙ、２ブロックの色差成分Ｃｂ、Ｃｒに分離し、それぞれをＡＧＣ(Automatic Gain Control)処理部６へ送出する。
ＡＧＣ処理部６は、その内部に信号成分選択回路６Ａを有しており、信号成分分離部５から供給された輝度成分Ｙ、色差成分Ｃｂ、Ｃｒのうち何れかを選択するようになされており、デフォルトとしては輝度成分Ｙを選択するようになされている。
そしてＡＧＣ処理部６は、信号成分選択回路６Ａによって選択された輝度成分Ｙのゲインが所定の基準レベルを超えている場合、そのゲインを調整し、その結果得られるゲイン調整後の輝度成分Ｙ´を色差成分Ｃｂ、Ｃｒと共に動きベクトル検出部７へ送出する。
動きベクトル検出部７は、ＡＧＣ処理部６から供給された輝度成分Ｙ´、色差成分Ｃｂ、Ｃｒを基に映像信号Ｓ１に対する動きベクトルＭＶを検出し、その検出結果である動きベクトルＭＶを映像処理部３へ送出する。
ここで映像処理部３は、映像分岐部２から映像信号Ｓ１の供給を受けた後、動きベクトル検出ブロック４の動きベクトル検出部７から動きベクトルＭＶの供給を受けるまでの間、当該映像信号Ｓ１を保持して待ち受ける。
そして映像処理部３は、動きベクトルＭＶの供給を受けた時点で、その映像信号Ｓ１に対して当該動きベクトルＭＶに基づく動き補償処理を施し、その結果得られる映像信号Ｓ２をＬＣＤ(Liquid Crystal Device)等の表示部へ出力するようになされている。
続いて、映像表示装置１の動きベクトル検出部４における具体的な処理内容について、図２にフローチャートを用いて具体的に詳述する。
（２）動きベクトル検出処理手順
図２に示すように映像表示装置１は、ルーチンＲＴ１の開始ステップから入って次のステップＳＰ１へ移り、映像信号分岐部２から供給された１フレーム分の映像信号Ｓ１を動きベクトル検出ブロック４の信号成分分離部５によって輝度成分Ｙ、色差成分Ｃｂ、Ｃｒに分離し、次のステップＳＰ２へ移る。
ステップＳＰ２において映像表示装置１は、信号成分分離部５によって分離された輝度成分Ｙ、色差成分Ｃｂ、Ｃｒのうち、ＡＧＣ処理部６でゲイン調整する対象として輝度成分Ｙを信号成分選択部６Ａにより選択し、その１フレーム分の平均輝度ＹＡＶを算出した後、次のステップＳＰ３へ移る。
例えば、図３（Ａ）に示すように、輝度成分Ｙの平均輝度ＹＡＶが例えば６０[IRE]であるとき、当該輝度成分Ｙにはノイズ他何らかの影響によって突出した輝度レベルの画素Ｇ１や画素Ｇ２が存在することが考えられる。
映像表示装置１では、このような画素Ｇ１や画素Ｇ２を含む輝度成分Ｙに基づいて動きベクトルＭＶを検出した場合、映像処理部３において映像表示処理を行う際に不具合を与えるような動きベクトルＭＶを検出してしまう可能性が高い。
そこでステップＳＰ３において映像表示装置１は、輝度成分Ｙに０輝度レベルが[IRE]を下回るような画素Ｇ１や、輝度レベルが１００[IRE]を越えるような画素Ｇ２のエリアがある場合、それを０[IRE]〜１００[IRE]の範囲内に収まるようＡＧＣ処理部６により輝度成分Ｙ全体をゲイン調整（リミット）し、次のステップＳＰ４へ移る。因みに、[IRE]とは、映像信号の振幅を表す単位であり、学会の名称がそのまま単位の名称となったものである。
ステップＳＰ４において映像表示装置１は、ステップＳＰ３でゲイン調整後の輝度成分Ｙ´の平均輝度Ｙ´ＡＶが５０[IRE]±３[IRE]以内であるか否かを判定し、否定結果が得られると次のステップＳＰ５へ移り、肯定結果が得られると次のステップＳＰ６へ移る。
ステップＳＰ５において映像表示装置１は、ＡＧＣ処理部６により、輝度成分Ｙ´の平均輝度Ｙ´ＡＶが５０[IRE]±３[IRE]以内になるようＤＣ(Direct Current)レベルを加減算処理し、次のステップＳＰ６へ移る。
これにより映像表示装置１は、図３（Ｂ）に示すように、ゲイン調整後の輝度成分Ｙ´が例えば２５[IRE]〜７５[IRE]の範囲内となり、その平均輝度Ｙ´ＡＶが５０[IRE]±３[IRE]以内に制御することができる。
ステップＳＰ６において映像表示装置１は、ゲイン調整後の輝度成分Ｙ´に基づいて映像信号Ｓ１の動きベクトルＭＶを検出し、その動きベクトルＭＶを映像処理部３へ送出した後、次のステップＳＰ７へ移って処理を終了する。
（３）動作及び効果
以上の構成において、映像表示装置１は、映像信号Ｓ１の輝度成分Ｙ、色差成分Ｃｂ、Ｃｒに分離した後、輝度成分ＹのレベルをＡＧＣ処理部６によりゲイン調整することにより、映像信号Ｓ１中にノイズ等の影響によって突出した輝度レベルの画素Ｇ１や画素Ｇ２が存在したとしても、その影響を予め排除した状態で映像処理部３により安定した画像処理を実行させ得る動きベクトルＭＶを検出することができる。
また映像表示装置１は、映像処理部３で信号処理する映像信号Ｓ１とは別に、映像分岐部２により分岐した当該映像信号Ｓ１を用いて動きベクトル検出ブロック４により動きベクトルＭＶを検出するようにした。
これにより映像表示装置１で、映像処理部３で映像信号Ｓ１を画像処理する際、動きベクトル検出ブロック４により動きベクトルＭＶを検出するときの影響を受けることなく、安定した画像処理を実行することができる。
以上の構成によれば、映像表示装置１は、映像信号Ｓ１を構成する輝度成分ＹのレベルをＡＧＣ処理部６により所定レベルにゲイン調整することにより、映像信号Ｓ１中に突出した輝度レベルの画素Ｇ１や画素Ｇ２が存在したとしても、その影響を予め排除した動きベクトルＭＶを検出し、そのベクトルＭＶに基づいて画乱れのない画像処理結果を得ることができる。
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、映像信号Ｓ１のうち輝度成分Ｙを用いてゲイン調整を行い、そのゲイン調整後の輝度成分Ｙ´に基づいて動きベクトルＭＶを検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、色差成分Ｃｂ、Ｃｒを用いてゲイン調整を行い、そのゲイン調整後の色差成分Ｃｂ´、Ｃｒ´に基づいて動きベクトルＭＶを検出するようにしても良い。
また上述の実施の形態においては、映像信号Ｓ１のうち輝度成分Ｙを用いてゲイン調整を行い、そのゲイン調整後の輝度成分Ｙ´に基づいて動きベクトルＭＶを検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、輝度成分Ｙ、色差成分Ｃｂ、Ｃｒを全て用いてゲイン調整を行い、そのゲイン調整後の輝度成分Ｙ´、色差成分Ｃｂ´、Ｃｒ´に基づいて動きベクトルＭＶを検出するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、映像信号Ｓ１を輝度成分Ｙ、色差成分Ｃｂ、Ｃｒに分離するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、映像信号Ｓ１を輝度成分Ｙ、色差成分Ｃに分離するようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、映像信号Ｓ１を輝度成分Ｙ、色差成分Ｃｂ、Ｃｒに分離し、当該輝度成分Ｙを用いてゲイン調整を行い、そのゲイン調整後の輝度成分Ｙ´に基づいて動きベクトルＭＶを検出するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、映像信号Ｓ１を赤（Ｒ）成分、緑（Ｇ）成分、青（Ｂ）成分に分離し、当該赤（Ｒ）成分、緑（Ｇ）成分、青（Ｂ）成分の何れか、或いは２つ、或いは全部を用いてゲイン調整を行い、そのゲイン調整後の調整結果に基づいて動きベクトルＭＶを検出するするようにしても良い。
さらに上述の実施の形態においては、分離手段としての信号成分分離部５、選択手段としての信号成分選択回路６Ａ、ゲイン調整手段としてのＡＧＣ処理部６、動きベクトル検出手段としての動きベクトル検出部７によって本発明の動きベクトル検出装置としての動きベクトル検出ブロック４を構成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成等でなる分離手段、選択手段、ゲイン調整手段及び動きベクトル検出手段によって本発明の動きベクトル検出装置を構成するようにしても良い。
本発明の動きベクトル検出装置及び動きベクトル検出方法は、例えば動画像を表示するテレビジョン受像機以外の例えば動画像を表示するパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、携帯電話機及び携帯型音楽プレーヤ等の種々の電子機器に適用することができる。
映像表示装置の回路構成を示す略線的ブロック図である。 本発明の動きベクトル処理手順を示すフローチャートである。 ＡＧＣ処理前とＡＧＣ処理後における輝度成分の波形を示す略線図である。
符号の説明
１……映像表示装置、２……映像分岐部、３……映像処理部、４……動きベクトル検出ブロック、５……信号成分分離部、６……ＡＧＣ処理部、６Ａ……信号成分選択回路、７……動きベクトル検出部。

Claims (7)

  1. 映像信号を輝度成分、色差成分に分離する分離手段と、
    上記分離手段によって分離した上記輝度成分又は上記色差成分の何れか或いは全てを選択する選択手段と、
    上記選択手段によって選択された上記輝度成分又は上記色差成分のレベルが所定の基準レベルを超えている場合に、そのゲインを調整するゲイン調整手段と、
    上記ゲイン調整手段による調整結果に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と
    を具えることを特徴とする動きベクトル検出装置。
  2. 上記ゲイン調整手段は、上記輝度成分のみの上記ゲインを調整する
    ことを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル検出装置。
  3. 上記ゲイン調整手段は、上記色差成分のみの上記ゲインを調整する
    ことを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル検出装置。
  4. 上記ゲイン調整手段は、上記輝度成分及び上記色差成分の上記ゲインを調整する
    ことを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル検出装置。
  5. 上記動きベクトル検出装置は、
    一つの上記映像信号から、上記輝度成分及び上記色差成分に分離するための上記映像信号と、所定の表示手段に対して映像表示するための上記映像信号とに分岐する分岐手段と
    を具えることを特徴とする請求項１に記載の動きベクトル検出装置。
  6. 映像信号を赤成分、緑成分、青成分に分離する分離手段と、
    上記分離手段によって分離した上記赤成分、緑成分、青成分の何れか或いは全てを選択する選択手段と、
    上記選択手段によって選択された上記赤成分、緑成分、青成分のレベルが所定の基準レベルを超えている場合に、そのゲインを調整するゲイン調整手段と、
    上記ゲイン調整手段による調整結果に基づいて動きベクトルを検出する動きベクトル検出手段と
    を具えることを特徴とする動きベクトル検出装置。
  7. 信号成分分離手段によって映像信号を輝度成分、色差成分に分離する分離ステップと、
    上記分離ステップで分離した上記輝度成分又は上記色差成分の何れか或いは全てを選択手段により選択する選択ステップと、
    上記選択ステップで選択された上記輝度成分又は上記色差成分のレベルが所定の基準レベルを超えている場合に、ゲイン調整手段によりそのゲインを調整するゲイン調整ステップと、
    上記ゲイン調整ステップによる調整結果に基づいて動きベクトル検出手段により動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと
    を具えることを特徴とする動きベクトル検出方法。
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