JP2009115910A - Synchronous converter, synchronous converting method and program - Google Patents

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秀樹 渡辺
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress image distortion due to overtaking in a simple method. <P>SOLUTION: When the image state is determined to be a specified state (YES in any of S103-S106), an image signal composed of two consecutive frames is generated to thereby perform α blending for interpolating the frames (S107). On the other hand, when the image state is determined not to be a specified state (still state, other states) (NO in S101 or YES in S101, and then NO in all of S103-S106), an image signal of the same frame is continuously read twice from a frame buffer 14 and output to thereby perform the same frame interpolation processing for interpolating the frames (S102). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、入力された画像信号を入力同期周波数に同期してフレームバッファに書き込むとともに、入力同期周波数とは異なる出力同期周波数に同期してフレームバッファから画像信号を読み出して出力する同期変換装置に関するものである。   The present invention relates to a synchronous conversion device that writes an input image signal to a frame buffer in synchronization with an input synchronization frequency, and reads and outputs the image signal from the frame buffer in synchronization with an output synchronization frequency different from the input synchronization frequency. Is.

フレームバッファに書き込む画像信号の入力同期周波数が出力同期周波数よりも低い場合、フレームバッファへの書き込み速度よりも読み出し速度の方が速くなるため、フレームバッファにおける書き込みアドレスを読み出しアドレスが追い越す現象(以下、この現象を「追越し動作」という。)が生じる。この追越し動作により、読み出す映像の上下の映像に乱れが生じてしまうという問題がある。   When the input synchronization frequency of the image signal to be written to the frame buffer is lower than the output synchronization frequency, the reading speed is faster than the writing speed to the frame buffer. This phenomenon is called “overtaking operation”). Due to this overtaking operation, there is a problem that the upper and lower images of the image to be read are disturbed.

このような問題に対処するため、特許文献1,2に記載されているような方法が提案されている。
すなわち、特許文献1には、書き込みアドレスと読み出しアドレスとを比較することで追越し動作の危険性を予測し、その予測結果に応じて読み出しタイミングを修正することにより、同一フレームの画像を2回連続で読み出してフレームを補間する方法が記載されている。
In order to deal with such problems, methods as described in Patent Documents 1 and 2 have been proposed.
That is, Patent Document 1 predicts the risk of an overtaking operation by comparing a write address and a read address, and corrects the read timing according to the prediction result, thereby continuously capturing images of the same frame twice. Describes a method of reading out and interpolating frames.

また、特許文献2には、フレームレート変換前の映像から動きベクトルを探索し、前後のフレームの画像に基づき画像の位置を移動させた補間画像を生成して、フレーム間に挿入する方法が記載されている。
特開2001−67060号公報 特開平11−112939号公報
Patent Document 2 describes a method of searching for a motion vector from a video before frame rate conversion, generating an interpolated image in which the position of the image is moved based on images of previous and subsequent frames, and inserting them between frames. Has been.
JP 2001-67060 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-112939

しかしながら、前述した特許文献1に記載の方法は、簡易的な方法ではあるものの、規則的な動きのある映像(パーニング、チルト、ズーム、回転、物体移動など)において、動きが一瞬止まるといったような不自然さが目立つという問題がある。   However, although the method described in Patent Document 1 described above is a simple method, in an image with regular movement (such as panning, tilt, zoom, rotation, and object movement), the movement stops for a moment. There is a problem that unnaturalness stands out.

一方、前述した特許文献2に記載の方法は、動画の不自然さを回避するのに有効ではあるが、画素単位から動きベクトルを探索し、探索した動きベクトルに基づいて新たな補間画素を生成する必要があり、ハードウェア規模が増大してしまうため、簡易的な方法とはいえない。また、動きベクトルの探索結果が誤っていると画像にノイズが発生してしまい画質が低下するという問題もある。   On the other hand, although the method described in Patent Document 2 described above is effective in avoiding the unnaturalness of a moving image, a motion vector is searched from a pixel unit, and a new interpolation pixel is generated based on the searched motion vector. This is not a simple method because the hardware scale increases. Also, if the motion vector search result is incorrect, there is a problem that noise is generated in the image and the image quality is lowered.

本発明は、こうした問題にかんがみてなされたものであり、追越し動作を原因とする映像の乱れを簡易的な方法で抑制することを目的としている。   The present invention has been made in view of these problems, and an object of the present invention is to suppress image disturbance caused by an overtaking operation by a simple method.

上記目的を達成するためになされた本発明の請求項1に記載の同期変換装置は、入力された画像信号を入力同期周波数に同期してフレームバッファに書き込むとともに、入力同期周波数とは異なる出力同期周波数に同期してフレームバッファから画像信号を読み出して出力するものである。   The synchronous conversion device according to claim 1 of the present invention, which has been made to achieve the above object, writes an input image signal to a frame buffer in synchronization with an input synchronization frequency and outputs synchronization different from the input synchronization frequency. The image signal is read out from the frame buffer and output in synchronization with the frequency.

具体的には、この同期変換装置は、フレームバッファから同一フレームの画像信号を重複して読み出すことによりフレームを補間する第1補間手段と、連続する複数のフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間する第2補間手段とを備えている。   Specifically, this synchronous conversion device generates a first interpolation means for interpolating a frame by redundantly reading out the image signal of the same frame from the frame buffer and an image signal in which a plurality of consecutive frames are mixed. And a second interpolation means for interpolating the frame.

そして、補間切替手段が、フレームバッファから読み出した画像信号が静止状態を表すものであるか否かを判定し、静止状態を表すものであると判定した場合には第1補間手段にフレームを補間させ、静止状態を表すものでないと判定した場合には第2補間手段にフレームを補間させる。   Then, the interpolation switching means determines whether or not the image signal read from the frame buffer represents a stationary state. If it is determined that the image signal represents a stationary state, the first interpolation means interpolates the frame. When it is determined that the frame does not represent a stationary state, the second interpolation means interpolates the frame.

このような同期変換装置によれば、画像状態に適した画像補間を行うことにより、追越し動作を原因とする映像の乱れを簡易的に抑制することができる。すなわち、入力同期周波数よりも出力同期周波数の方が高い場合、追越し動作を原因とする映像の乱れを抑制するため、出力するフレーム(画像)を補間する必要がある。ここで、フレームバッファから同一フレームの画像信号を重複して読み出すことによりフレームを補間する方法のみでは、動きのある映像において、動きが一瞬止まるといったような不自然さが目立つ。一方、連続する複数のフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間する方法のみでは、動きを自然にすることはできるものの、混合により解像度が低下してしまう(画像がぼやけてしまう)。   According to such a synchronous conversion device, it is possible to easily suppress image disturbance caused by an overtaking operation by performing image interpolation suitable for the image state. That is, when the output synchronization frequency is higher than the input synchronization frequency, it is necessary to interpolate an output frame (image) in order to suppress image disturbance caused by the overtaking operation. Here, only by the method of interpolating frames by reading out the same frame image signals from the frame buffer, unnaturalness such as the momentary stoppage of motion is noticeable. On the other hand, only the method of interpolating frames by generating an image signal in which a plurality of consecutive frames are mixed can make the motion natural, but the resolution is reduced by mixing (the image becomes blurred). .

そこで、本発明の同期変換装置では、画像信号が静止状態を表すものであると判定した場合には、フレームバッファから同一フレームの画像信号を重複して読み出すことによりフレームを補間し、静止状態を表すものでないと判定した場合には、連続する複数のフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間する。   Therefore, in the synchronous conversion device of the present invention, when it is determined that the image signal represents the still state, the frame is interpolated by reading out the same frame image signal from the frame buffer, and the still state is determined. If it is determined that it does not represent, the frame is interpolated by generating an image signal in which a plurality of consecutive frames are mixed.

このように、画像状態に適した画像補間方法を選択することで、動きの不自然さや解像度の低下を目立たないようにすることができる。
ここで、フレームバッファから読み出した画像信号が静止状態を表すものであるか否かの判定は、例えば請求項2に記載のように、フレームバッファから読み出した画像信号と1つ前のフレームにおける画像信号との差分が所定のしきい値未満であるか否かに基づき行うことができる。
In this way, by selecting an image interpolation method suitable for the image state, it is possible to make the unnatural movement and the decrease in resolution inconspicuous.
Here, the determination as to whether or not the image signal read from the frame buffer represents a still state is performed, for example, as described in claim 2, the image signal read from the frame buffer and the image in the previous frame. This can be done based on whether the difference from the signal is less than a predetermined threshold.

また、請求項3に記載の同期変換装置では、補間切替手段は、フレームバッファから読み出した画像信号が静止状態を表すものでないと判定した場合であっても、規則的な動きを表すものでないと判定した場合には、第1補間手段にフレームを補間させる。   In the synchronous conversion device according to claim 3, the interpolation switching means does not represent regular motion even when it is determined that the image signal read from the frame buffer does not represent a stationary state. If it is determined, the first interpolation means interpolates the frame.

このような同期変換装置によれば、動きの不自然さや解像度の低下を一層目立たないようにすることができる。すなわち、静止状態を表すものでなくても、規則的な動きを表すものでなければ、動画の不自然さが目立ちにくいため、静止状態の場合と同様、フレームバッファから同一フレームの画像信号を重複して読み出すようにすることで、解像度の低下を防ぐことができる。   According to such a synchronous conversion device, it is possible to make the unnaturalness of movement and the decrease in resolution inconspicuous. In other words, even if it does not represent a stationary state, if it does not represent a regular movement, the unnaturalness of the movie will not be noticeable, so as with the stationary state, the same frame image signal is duplicated from the frame buffer. Thus, the resolution can be prevented from being lowered.

ここで、規則的な動きを表すものであるか否かの判定は、例えば請求項4に記載のように、画像を複数のブロックに分割して各ブロックの動き方向を検出し、画像における各ブロックの動き方向の配置パターンに基づき判定するとよい。このようにすれば、規則的な動きを簡易的に判定することができる。   Here, the determination as to whether or not it represents regular movement is performed by dividing the image into a plurality of blocks and detecting the movement direction of each block, for example, as described in claim 4. The determination may be made based on the arrangement pattern of the block movement direction. In this way, regular movement can be easily determined.

次に、請求項5に記載の同期変換方法は、入力された画像信号を入力同期周波数に同期してフレームバッファに書き込むとともに、入力同期周波数とは異なる出力同期周波数に同期してフレームバッファから画像信号を読み出して出力する方法である。そして、この同期変換方法は、フレームバッファから読み出した画像信号が静止状態を表すものであるか否かを判定するステップと、静止状態を表すものであると判定した場合にはフレームバッファから同一フレームの画像信号を重複して読み出すことによりフレームを補間し、静止状態を表すものでないと判定した場合には連続する複数のフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間するステップとを含む。   Next, the synchronous conversion method according to claim 5 writes the input image signal in the frame buffer in synchronization with the input synchronization frequency, and also outputs the image from the frame buffer in synchronization with the output synchronization frequency different from the input synchronization frequency. This is a method of reading and outputting a signal. In this synchronous conversion method, the step of determining whether or not the image signal read from the frame buffer represents a still state and the same frame from the frame buffer if it is determined to represent the still state. Interpolating the frames by reading out the image signals of the same, and interpolating the frames by generating an image signal in which a plurality of consecutive frames are mixed when it is determined that the frames do not represent a stationary state. .

このような同期変換方法によれば、請求項1の同期変換装置について述べた効果と同様の効果を得ることができる。
次に、請求項6に記載のプログラムは、入力された画像信号を入力同期周波数に同期してフレームバッファに書き込むとともに、入力同期周波数とは異なる出力同期周波数に同期してフレームバッファから画像信号を読み出して出力する同期変換装置としてコンピュータを機能させるためのものである。そして、このプログラムは、フレームバッファから同一フレームの画像信号を重複して読み出すことによりフレームを補間する第1補間手段と、連続する複数のフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間する第2補間手段と、フレームバッファから読み出した画像信号が静止状態を表すものであるか否かを判定し、静止状態を表すものであると判定した場合には第1補間手段にフレームを補間させ、静止状態を表すものでないと判定した場合には第2補間手段にフレームを補間させる補間切替手段としてコンピュータを機能させる。
According to such a synchronous conversion method, an effect similar to the effect described for the synchronous conversion device of claim 1 can be obtained.
Next, the program according to claim 6 writes the input image signal to the frame buffer in synchronization with the input synchronization frequency, and outputs the image signal from the frame buffer in synchronization with the output synchronization frequency different from the input synchronization frequency. This is for causing a computer to function as a synchronous conversion device that reads and outputs. The program interpolates the frame by generating a first interpolation means for interpolating the frame by reading out the image signal of the same frame from the frame buffer and generating an image signal in which a plurality of consecutive frames are mixed. It is determined whether the second interpolation means and the image signal read from the frame buffer represent a stationary state. If it is determined that the image signal represents a stationary state, the first interpolation means interpolates the frame. If it is determined that it does not represent a stationary state, the computer is caused to function as an interpolation switching means for causing the second interpolation means to interpolate the frame.

このようなプログラムによれば、請求項1の同期変換装置としてコンピュータを機能させることができ、これにより前述した効果を得ることができる。   According to such a program, it is possible to cause the computer to function as the synchronous conversion device according to the first aspect, thereby obtaining the above-described effects.

以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[1.全体構成]
図1は、実施形態の同期変換装置としてのフレームレート変換装置の概略構成を示すブロック図である。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.
[1. overall structure]
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a frame rate conversion apparatus as a synchronous conversion apparatus according to an embodiment.

このフレームレート変換装置は、所定の入力垂直同期周波数の取込映像を、所定の出力垂直同期周波数の表示映像としてモニタ25に表示させるものである。本実施形態では、一例として、取込映像(PAL映像)の垂直同期周波数(入力垂直同期周波数)が50Hz、表示映像の垂直同期周波数(出力垂直同期周波数)が60Hzの場合について説明する。   This frame rate conversion device displays a captured image having a predetermined input vertical synchronization frequency on the monitor 25 as a display image having a predetermined output vertical synchronization frequency. In the present embodiment, as an example, a case will be described in which the vertical synchronization frequency (input vertical synchronization frequency) of the captured video (PAL video) is 50 Hz and the vertical synchronization frequency (output vertical synchronization frequency) of the display video is 60 Hz.

図1に示すように、フレームレート変換装置に入力された取込映像の画像信号は、アナログデジタルコンバータ(A/D)11でアナログ信号からデジタル信号に変換され、デコーダ回路12でデコード(復号)された後、スケーラ(ダウン)13でモニタ25に合わせてサイズを縮小される。そして、入力垂直同期周波数(50Hz)に同期してフレームバッファ14に書き込まれる。   As shown in FIG. 1, the image signal of the captured video input to the frame rate conversion device is converted from an analog signal to a digital signal by an analog / digital converter (A / D) 11 and decoded (decoded) by a decoder circuit 12. After that, the scaler (down) 13 reduces the size in accordance with the monitor 25. Then, it is written in the frame buffer 14 in synchronization with the input vertical synchronization frequency (50 Hz).

フレームバッファ14に書き込まれた画像信号は、出力垂直同期周波数(60Hz)に同期してフレームバッファ14から読み出される。そして、入出力位相検出部15、動き検出部16、動き方向検出部17、特定画像検出部18を経て、2種類のフレームレート変換部21,22から選定された一方の変換部でフレームレートが変換される。その後、スケーラ(アップ)23でモニタ25に合わせてサイズを拡大され、表示部24によりモニタ25に表示される。   The image signal written in the frame buffer 14 is read from the frame buffer 14 in synchronization with the output vertical synchronization frequency (60 Hz). Then, through the input / output phase detection unit 15, the motion detection unit 16, the motion direction detection unit 17, and the specific image detection unit 18, the frame rate is selected by one conversion unit selected from the two types of frame rate conversion units 21 and 22. Converted. Thereafter, the scaler (up) 23 enlarges the size in accordance with the monitor 25, and the display unit 24 displays it on the monitor 25.

[2.処理の説明]
次に、本実施形態のフレームレート変換装置が行う処理について説明する。
本実施形態のフレームレート変換装置は、追越し動作を原因とする映像の乱れを防止するため、画像状態(映像の動きの種類)に応じて異なるフレームレート変換処理を行う。すなわち、規則的な動きのある画像状態(パーニング、チルト、ズーム、回転及び物体移動)については、連続する2つのフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間する。一方、それ以外の画像状態(静止状態や不規則な動きの状態)については、同一フレームの画像信号を必要に応じて2回連続で(重複して)読み出して出力することによりフレームを補間する。
[2. Explanation of processing]
Next, processing performed by the frame rate conversion apparatus according to the present embodiment will be described.
The frame rate conversion apparatus according to the present embodiment performs different frame rate conversion processing depending on the image state (the type of motion of the video) in order to prevent video disturbance due to the overtaking operation. That is, for an image state with regular motion (panning, tilt, zoom, rotation, and object movement), the frame is interpolated by generating an image signal in which two consecutive frames are mixed. On the other hand, for other image states (still state or irregular motion state), the frame is interpolated by reading out and outputting the image signal of the same frame twice consecutively (overlapping) as necessary. .

ここで、取込映像が規則的な動きのある画像状態であるか否かについては、画像全体を複数のブロックに分割した各ブロックの動き方向に基づき判定する。具体的には、図2に示すように、画像全体を5×5のブロックに分割し、更に各ブロックを5×5のサブブロックに分割する。   Here, whether or not the captured video is in an image state with regular motion is determined based on the motion direction of each block obtained by dividing the entire image into a plurality of blocks. Specifically, as shown in FIG. 2, the entire image is divided into 5 × 5 blocks, and each block is further divided into 5 × 5 sub-blocks.

そして、図3に示すように、連続する2つのフレームの画像(対象画像及び1フレーム前の画像)についての差分を画素ごとに算出し、算出した差分の絶対値が相関しきい値(相関あり/なしを判定するためにあらかじめ設定されているしきい値)以上の画素を動画素(動きのあった画素)として抽出する。   Then, as shown in FIG. 3, the difference between the images of two consecutive frames (the target image and the image one frame before) is calculated for each pixel, and the absolute value of the calculated difference is a correlation threshold value (correlation exists). Pixels that are equal to or greater than a threshold value set in advance to determine / no are extracted as moving pixels (moving pixels).

続いて、図4に示すように、連続する2つのフレームの画像のそれぞれにおいて動画素と判断した画素のみをサンプルとして、サブブロックごとに、画素の輝度(0〜255)に対する画素の個数の関係を表すヒストグラムを作成(換言すれば、特異内容を抽出)する。つまり、サブブロックごとに1つのヒストグラムが作成されることになる。   Subsequently, as shown in FIG. 4, the relationship between the number of pixels with respect to the luminance (0 to 255) of each pixel is obtained for each sub-block using only the pixels determined to be moving pixels in the images of two consecutive frames as samples. Is created (in other words, the peculiar content is extracted). That is, one histogram is created for each sub-block.

続いて、図5に示すように、対象画像の各ブロックにおける中央のサブブロック(以下「動き方向検出対象のサブブロック」ともいう。)の動き方向を、そのサブブロックを包含するブロックの動き方向として検出する。具体的には、1フレーム前の画像と2フレーム前の画像とに基づき作成した全サブブロック(対応するブロックにおける25個のサブブロック)のヒストグラムの中から、対象画像と1フレーム前の画像とに基づき作成した動き方向検出対象のサブブロックのヒストグラムに最も類似するものを検出する。そして、この最も類似度の大きいサブブロックから動き方向検出対象のサブブロックへ向かう方向を、動き方向検出対象のサブブロックの動き方向(つまり、そのサブブロックを包含するブロックの動き方向)とする。   Subsequently, as shown in FIG. 5, the motion direction of the central sub-block (hereinafter also referred to as “motion-direction detection target sub-block”) in each block of the target image is represented by the motion direction of the block including the sub-block. Detect as. Specifically, from the histogram of all sub-blocks (25 sub-blocks in the corresponding block) created based on the image one frame before and the image two frames before, the target image, the image one frame before, The most similar to the histogram of the sub-blocks of motion direction detection created based on the above is detected. Then, the direction from the subblock with the highest degree of similarity toward the subblock that is the target of motion direction detection is the motion direction of the subblock that is the target of motion direction detection (that is, the motion direction of the block that includes the subblock).

このようして、画像を構成する各ブロックの動き方向を求め、各ブロックの動き方向の配列パターンに基づき、パーニング、チルト、ズーム、回転、物体移動といった規則的な動きを検出する。   In this way, the movement direction of each block constituting the image is obtained, and regular movement such as panning, tilt, zoom, rotation, and object movement is detected based on the arrangement pattern of the movement direction of each block.

すなわち、図6に示すように、パーニングやチルトの映像では、ブロックの動き方向がすべて同一方向となる。ただし、画像の一部に静止画(静止物)が混在している場合には、その部分のブロックの動き方向は静止状態(図面上、黒丸で表現)となる。   That is, as shown in FIG. 6, in the panning and tilt images, all the movement directions of the blocks are the same direction. However, when a still image (stationary object) is mixed in a part of the image, the movement direction of the block in that part is in a stationary state (represented by a black circle in the drawing).

また、図7に示すように、ズーム(縮小、拡大)の映像では、ブロックの動き方向が静止状態のブロックを中心に放射状(中心を向く方向又は中心とは反対を向く方向)となる。ただし、画像の一部に静止画が混在している場合には、その部分のブロックの動き方向は静止状態となる。   Also, as shown in FIG. 7, in a zoomed (reduced or enlarged) image, the movement direction of the blocks is radial (a direction toward the center or a direction opposite to the center) centering on the stationary block. However, when a still image is mixed in a part of the image, the movement direction of the block in that part is in a stationary state.

さらに、回転の映像では、ブロックの動き方向が静止状態のブロックを中心とする一定の回転方向となる。ただし、画像の一部に静止画が混在している場合には、その部分のブロックの動き方向は静止状態となる。   Further, in the rotation image, the movement direction of the block is a constant rotation direction around the stationary block. However, when a still image is mixed in a part of the image, the movement direction of the block in that part is in a stationary state.

一方、物体移動の映像では、一部のブロックの動き方向が、前述したパーニング、チルト、ズーム、回転のいずれかの動き方向となり、その他のブロックは静止状態となる。
ここで、ブロックの動き方向を、図8のように数値化する。すなわち、左方向を「0」、左下方向を「2」、下方向を「4」、右下方向を「6」、右方向を「8」、右上方向を「10」、上方向を「12」、左上方向を「14」、静止状態を「16」とする。また、左方向と左下方向との間の方向を「1」、左下方向と下方向との間の方向を「3」、下方向と右下方向との間の方向を「5」、右下方向と右方向との間の方向を「7」、右方向と右上方向との間の方向を「9」、右上方向と上方向との間の方向を「11」、上方向と左上方向との間の方向を「13」、左上方向と左方向との間の方向を「15」とする。
On the other hand, in the image of object movement, the movement direction of some blocks is one of the above-described movement directions of panning, tilting, zooming, and rotation, and the other blocks are stationary.
Here, the movement direction of the block is digitized as shown in FIG. That is, the left direction is “0”, the lower left direction is “2”, the lower direction is “4”, the lower right direction is “6”, the right direction is “8”, the upper right direction is “10”, and the upper direction is “12”. ”, The upper left direction is“ 14 ”, and the stationary state is“ 16 ”. Also, the direction between the left direction and the lower left direction is “1”, the direction between the lower left direction and the lower direction is “3”, the direction between the lower direction and the lower right direction is “5”, and the lower right direction. The direction between the right direction and the right direction is “7”, the direction between the right direction and the upper right direction is “9”, the direction between the upper right direction and the upper direction is “11”, the upper direction and the upper left direction The direction between the left and right directions is “13”, and the direction between the upper left direction and the left direction is “15”.

さらに、画像における各ブロックの名称を、図9のように定義する。すなわち、1番上の行のブロックの名称を左から順に「B00」、「B01」、「B02」、「B03」、「B04」とする。また、上から2番目の行のブロックの名称を左から順に「B10」、「B11」、「B12」、「B13」、「B14」とする。さらに、上から3〜5番目の行のブロックの名称も同様に、「B20」、…、「B24」、「B30」、…、「B34」「B40」、…、「B44」とする。   Furthermore, the names of the blocks in the image are defined as shown in FIG. That is, the names of the blocks in the top row are “B00”, “B01”, “B02”, “B03”, and “B04” in order from the left. In addition, the names of the blocks in the second row from the top are “B10”, “B11”, “B12”, “B13”, and “B14” in order from the left. Similarly, the names of the blocks in the third to fifth rows from the top are also "B20", ..., "B24", "B30", ..., "B34", "B40", ..., "B44".

そして、IMG[24:0]={B4[4:0],B3[4:0],B2[4:0],B1[4:0],B0[4:0]}と定義とすることで、以下に例示するように、パーニング、チルト、ズーム、回転、物体移動といった動きを判定する条件式を設定することができる。   And IMG [24: 0] = {B4 [4: 0], B3 [4: 0], B2 [4: 0], B1 [4: 0], B0 [4: 0]} Thus, as exemplified below, a conditional expression for determining a motion such as panning, tilt, zoom, rotation, and object movement can be set.

(1)パーニング、チルト検出の条件式(条件式1〜k)
条件式1(映像全体が左方向への移動)
IMG[24:0]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0}
条件式2(映像全体が下方向への移動)
IMG[24:0]={4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4}
条件式3(映像全体が右下方向への移動)
IMG[24:0]={6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6}
(2)ズーム検出の条件式(条件式k+1〜m)
条件式k+1(縮小)
IMG[24:0]={14,13,12,11,10,15,14,12,10,9,0,0,16,8,8,1,2,4,6,7,2,3,4,5,6}
条件式k+2(拡大)
IMG[24:0]={6,5,4,3,2,7,6,4,2,1,8,8,16,0,0,9,10,12,14,15,10,11,12,13,14}
(3)回転検出の条件式(条件式m+1〜n)
条件式m+1(左方向への回転)
IMG[24:0]={10,9,8,7,6,11,10,8,6,5,12,12,16,4,4,13,14,0,2,3,14,15,0,1,2}
条件式m+2(右方向への回転)
IMG[24:0]={2,1,0,15,14,3,2,0,14,13,4,4,16,12,12,5,6,8,10,11,6,7,8,9,10}
(4)物体移動検出の条件式(条件式n+1〜z)
条件式n+1(物体が右方向へ移動)
IMG[24:0]={16,16,16,16,16,16,8,8,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16}
条件式n+2(物体がカメラに近づく)
IMG[24:0]={16,6,4,2,16,16,8,16,0,16,16,10,12,14,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16}
条件式n+3(物体が回転)
IMG[24:0]={16,1,0,15,16,16,4,16,12,16,16,7,8,9,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16,16}
なお、ここで例示した条件式は一部のものであり、例示したもの以外にも条件式は存在する。
(1) Conditional expressions for panning and tilt detection (conditional expressions 1 to k)
Conditional expression 1 (the whole image moves to the left)
IMG [24: 0] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,0,0,0}
Conditional expression 2 (the whole image moves downward)
IMG [24: 0] = {4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4}
Conditional expression 3 (the whole image moves in the lower right direction)
IMG [24: 0] = {6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6, 6}
(2) Conditional expression for zoom detection (conditional expression k + 1 to m)
Conditional expression k + 1 (reduction)
IMG [24: 0] = {14, 13, 12, 11, 10, 15, 14, 12, 10, 9, 0, 0, 16, 8, 8, 1, 1, 2, 4, 6, 7, 2, 3,4,5,6}
Conditional expression k + 2 (enlarge)
IMG [24: 0] = {6, 5, 4, 3, 2, 7, 6, 4, 2, 1, 8, 8, 16, 0, 0, 9, 10, 12, 14, 15, 10, 11, 12, 13, 14}
(3) Conditional expression for rotation detection (conditional expressions m + 1 to n)
Conditional expression m + 1 (Rotate left)
IMG [24: 0] = {10, 9, 8, 7, 6, 11, 10, 8, 6, 5, 12, 12, 16, 4, 4, 13, 14, 0, 2, 3, 14, 15, 0, 1, 2}
Conditional expression m + 2 (rightward rotation)
IMG [24: 0] = {2,1,0,15,14,3,2,0,14,13,4,4,16,12,12,5,6,8,10,11,6 7, 8, 9, 10}
(4) Conditional expression for detecting object movement (conditional expression n + 1 to z)
Conditional expression n + 1 (the object moves to the right)
IMG [24: 0] = {16, 16, 16, 16, 16, 16, 8, 8, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16}
Conditional expression n + 2 (object approaches the camera)
IMG [24: 0] = {16, 6, 4, 2, 16, 16, 8, 16, 0, 16, 16, 10, 12, 14, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16}
Conditional expression n + 3 (object rotates)
IMG [24: 0] = {16, 1, 0, 15, 16, 16, 4, 16, 12, 16, 16, 7, 8, 9, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16, 16}
The conditional expressions exemplified here are only a part of the conditional expressions, and there are conditional expressions other than those exemplified.

[3.フレームレート変換処理の具体的内容]
次に、フレームレート変換処理の具体的内容について説明する。なお、以下に説明する処理は、フレームレート変換装置に組み込まれているコンピュータが、あらかじめ記憶されているプログラムに従い実行するように構成することができる。
[3. Specific contents of frame rate conversion processing]
Next, specific contents of the frame rate conversion process will be described. The processing described below can be configured to be executed by a computer incorporated in the frame rate conversion apparatus according to a program stored in advance.

[3−1.レート変換処理]
まず、取込映像の画素ごとに実行されるレート変換処理について、図10のフローチャートを用いて説明する。
[3-1. Rate conversion processing]
First, the rate conversion process executed for each pixel of the captured video will be described with reference to the flowchart of FIG.

このレート変換処理が開始されると、まず、S101で、処理対象の画素(以下「対象画素」という。)についての動き検出が「あり」であるか否か(対象画素が動画素であるか否か)を判定する。なお、動き検出が「あり」であるか否かの具体的な処理内容については後述する(図11)。   When the rate conversion process is started, first, in S101, whether or not the motion detection for the pixel to be processed (hereinafter referred to as “target pixel”) is “Yes” (whether the target pixel is a moving pixel). Or not). The specific processing contents of whether or not the motion detection is “present” will be described later (FIG. 11).

そして、S101で、対象画素についての動き検出が「あり」であると判定した場合には、S102へ移行し、同一フレームの画像信号を必要に応じて2回連続で読み出して出力することによりフレームを補間する同一フレーム補間処理を行った後、S101へ戻る。なお、同一フレーム補間処理の具体的な内容については後述する(図12)。   If it is determined in S101 that the motion detection for the target pixel is “Yes”, the process proceeds to S102, and the image signal of the same frame is read out twice and output as necessary. After performing the same frame interpolation process for interpolating the process, the process returns to S101. The specific contents of the same frame interpolation process will be described later (FIG. 12).

一方、S101で、対象画素についての動き検出が「あり」でない(「なし」である)と判定した場合には、S103へ移行する。
S103〜S106では、画像状態が特定の状態であるか否かを判定し、特定の状態でないと判定した場合にはS102へ移行し、特定の状態であると判定した場合にはS107へ移行する。ここで、特定の状態とは、規則的な動き(具体的には、パーニング、チルト、ズーム(拡大、縮小)、回転、物体移動)のある映像と判断される状態のことである。なお、画像状態は、後述する画像種別検出処理(図16)で判断される。
On the other hand, if it is determined in S101 that the motion detection for the target pixel is not “Yes” (“No”), the process proceeds to S103.
In S103 to S106, it is determined whether or not the image state is a specific state. If it is determined that the image state is not a specific state, the process proceeds to S102. If it is determined that the image state is a specific state, the process proceeds to S107. . Here, the specific state is a state that is determined as an image having regular movement (specifically, panning, tilt, zoom (enlargement and reduction), rotation, and object movement). The image state is determined by an image type detection process (FIG. 16) described later.

すなわち、まず、S103では、画像状態がパーニングチルトであるか否かを判定する。
そして、S103で、画像状態がパーニングチルトでないと判定した場合には、S104へ移行し、画像状態がズームであるか否かを判定する。
That is, first, in S103, it is determined whether or not the image state is a panning tilt.
If it is determined in S103 that the image state is not panning tilt, the process proceeds to S104, and it is determined whether or not the image state is zoom.

そして、S104で、画像状態がズームでないと判定した場合には、S105へ移行し、画像状態が回転であるか否かを判定する。
そして、S105で、画像状態が回転でないと判定した場合には、S106へ移行し、画像状態が物体移動であるか否かを判定する。
If it is determined in S104 that the image state is not zoom, the process proceeds to S105 to determine whether or not the image state is rotation.
If it is determined in S105 that the image state is not rotation, the process proceeds to S106, and it is determined whether or not the image state is object movement.

そして、S106で、画像状態が物体移動でないと判定した場合(つまり、画像状態が特定の状態でないと判定した場合)には、S102へ移行し、静止状態の画素と同様、同一フレーム補間処理を行った後、S101へ戻る。   If it is determined in S106 that the image state is not an object movement (that is, if it is determined that the image state is not a specific state), the process proceeds to S102, and the same frame interpolation processing is performed as in the case of the stationary state pixels. After performing, it returns to S101.

一方、S103で画像状態がパーニングチルトであると判定した場合や、S104で画像状態がズームであると判定した場合や、S105で画像状態が回転であると判定した場合や、S106で画像状態が物体移動であると判定した場合には、S107へ移行する。そして、S107では、連続する2つのフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間するαブレンド処理を行った後、S101へ戻る。なお、αブレンド処理の具体的な内容については後述する(図13)。   On the other hand, when the image state is determined to be panning tilt in S103, the image state is determined to be zoom in S104, the image state is determined to be rotated in S105, or the image state is determined in S106. If it is determined that is an object movement, the process proceeds to S107. In S107, an α blend process for interpolating frames is performed by generating an image signal obtained by mixing two consecutive frames, and the process returns to S101. The specific content of the α blend process will be described later (FIG. 13).

[3−2.動き検出処理]
次に、前述したレート変換処理のS101で動き検出の判定を行うための動き検出処理について、図11のフローチャートを用いて説明する。
[3-2. Motion detection processing]
Next, the motion detection process for performing the motion detection determination in S101 of the rate conversion process described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

この動き検出処理が開始されると、まず、S201で、対象画素について画素データ差分を求める。具体的には、前述したように、連続する2つのフレームの画像(対象画像と1フレーム前の画像)についての差分を画素ごとに算出する(図3)。   When this motion detection process is started, first, in S201, a pixel data difference is obtained for the target pixel. Specifically, as described above, the difference between the images of two consecutive frames (the target image and the image one frame before) is calculated for each pixel (FIG. 3).

続いて、S202では、S201で算出した対象画素についての差分の絶対値が相関しきい値以上であるか否かを判定する。
そして、S202で、対象画素についての差分の絶対値が相関しきい値以上であると判定した場合には、S203へ移行し、対象画素についての動き検出を「あり」と記憶する。その後、S201へ戻る。
Subsequently, in S202, it is determined whether or not the absolute value of the difference for the target pixel calculated in S201 is greater than or equal to the correlation threshold value.
If it is determined in S202 that the absolute value of the difference for the target pixel is equal to or greater than the correlation threshold value, the process proceeds to S203, and motion detection for the target pixel is stored as “present”. Thereafter, the process returns to S201.

一方、S202で、対象画素についての差分の絶対値が相関しきい値以上でないと判定した場合には、S204へ移行し、対象画素についての動き検出を「なし」と記憶する。その後、S201へ戻る。   On the other hand, if it is determined in S202 that the absolute value of the difference for the target pixel is not equal to or greater than the correlation threshold value, the process proceeds to S204, and the motion detection for the target pixel is stored as “none”. Thereafter, the process returns to S201.

[3−3.同一フレーム補間処理]
次に、前述したレート変換処理のS102で実行される同一フレーム補間処理について、図12のフローチャートを用いて説明する。
[3-3. Same frame interpolation processing]
Next, the same frame interpolation process executed in S102 of the rate conversion process described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

この同一フレーム補間処理が開始されると、まず、S301で、追越しタイミング(余分なフレームを補間しなければ追越し動作が生じてしまうタイミング)が到来したか否かを判定する。   When the same frame interpolation process is started, first, in S301, it is determined whether or not an overtaking timing (a timing at which an overtaking operation occurs unless an extra frame is interpolated) has arrived.

そして、S301で、追越しタイミングでないと判定した場合には、S302へ移行し、対象画素をそのまま出力した後、本同一フレーム補間処理を終了する。
一方、S301で、追越しタイミングであると判定した場合には、S303へ移行し、1フレーム前の画素を出力した後、本同一フレーム補間処理を終了する。つまり、同一フレームの画素が2回連続で読み出されるようにする。
If it is determined in S301 that it is not the overtaking timing, the process proceeds to S302, the target pixel is output as it is, and the same frame interpolation processing is ended.
On the other hand, if it is determined in S301 that it is the overtaking timing, the process proceeds to S303, and after outputting the pixel one frame before, the same frame interpolation processing is terminated. That is, pixels in the same frame are read out twice in succession.

[3−4.αブレンド処理]
次に、前述したレート変換処理のS107で実行されるαブレンド処理について、図13のフローチャートを用いて説明する。
[3-4. α blend processing]
Next, the α blend process executed in S107 of the rate conversion process described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

このαブレンド処理では、次の式により出力画素を求める(S401)。
出力画素=1フレーム前のフレームの画素×α+対象フレームの画素×(1−α)
ここで、割合αは、1フレーム前のフレームと対象フレームとを加味する割合であり、出力フレームのタイミングが1フレーム前のフレームのタイミングに近いほど大きくなる。なお、割合αの具体的な算出方法については後述する(図14)。
In this α blend process, an output pixel is obtained by the following equation (S401).
Output pixel = pixel of frame one frame before × α + pixel of target frame × (1−α)
Here, the ratio α is a ratio that takes into account the previous frame and the target frame, and increases as the timing of the output frame is closer to the timing of the previous frame. A specific method for calculating the ratio α will be described later (FIG. 14).

つまり、連続する2つのフレームの画素を、書き込みタイミングと表示タイミングとの位相ずれの度合いに応じた混合比で混合した補間画素を生成する。
[3−5.レート検出処理]
次に、前述したαブレンド処理で用いられる割合αを算出するためのレート検出処理について、図14のフローチャートを用いて説明する。
That is, an interpolated pixel is generated by mixing pixels in two consecutive frames at a mixing ratio corresponding to the degree of phase shift between the writing timing and the display timing.
[3-5. Rate detection processing]
Next, the rate detection process for calculating the ratio α used in the α blend process described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

このレート検出処理が開始されると、まず、S501で、出力映像の垂直同期信号Vsyncが検出されたか否かを判定し、検出されたと判定した場合にS502へ移行する。
S502では、入力側の走査ラインを参照する。つまり、出力映像の垂直同期信号Vsyncが検出された時点でのフレームバッファ14における入力映像のライン数を参照するようにしている。
When this rate detection process is started, first, in S501, it is determined whether or not the vertical synchronization signal Vsync of the output video has been detected. If it is determined that the detection has been detected, the process proceeds to S502.
In S502, the scanning line on the input side is referred to. That is, the number of lines of the input video in the frame buffer 14 at the time when the vertical sync signal Vsync of the output video is detected is referred to.

続いて、S503では、S502で参照したライン数を、入力映像の総ライン数で割った値を、割合αとして算出した後、S501へ戻る。なお、入力映像の総ライン数の具体的な算出方法については後述する(図15)。   Subsequently, in S503, a value obtained by dividing the number of lines referred to in S502 by the total number of lines of the input video is calculated as a ratio α, and the process returns to S501. A specific method for calculating the total number of lines of the input video will be described later (FIG. 15).

[3−6.入力映像総ライン数検出処理]
次に、前述したレート検出処理のS503で用いられる入力映像の総ライン数を算出するための入力映像総ライン数検出処理について、図15のフローチャートを用いて説明する。
[3-6. Input video total line number detection process]
Next, the input video total line number detection process for calculating the total number of lines of the input video used in S503 of the above-described rate detection process will be described with reference to the flowchart of FIG.

この入力映像総ライン数検出処理が開始されると、まず、S601で、入力映像の水平同期信号Hsyncが検出されたか否かを判定し、検出されたと判定した場合にS602へ移行する。   When the input video total line number detection process is started, first, in S601, it is determined whether or not the horizontal synchronization signal Hsync of the input video has been detected. If it is determined that the input video total line number detection processing has been detected, the process proceeds to S602.

S602では、入力映像の垂直同期信号Vsyncが検出されたか否かを判定する。
そして、S602で、入力映像の垂直同期信号Vsyncが検出されていないと判定した場合には、S603へ移行し、ライン数をカウントするためのラインカウンタの値に1を加算する。その後、S601へ戻る。
In S602, it is determined whether or not the vertical synchronization signal Vsync of the input video is detected.
If it is determined in S602 that the vertical synchronizing signal Vsync of the input video is not detected, the process proceeds to S603, and 1 is added to the value of the line counter for counting the number of lines. Thereafter, the process returns to S601.

一方、S602で、入力映像の垂直同期信号Vsyncが検出されたと判定した場合には、S604へ移行し、ラインカウンタの値を総ライン数として記憶する。
続いて、S605では、ラインカウンタの値をリセット(0に)する。その後、S601へ戻る。
On the other hand, if it is determined in S602 that the vertical synchronizing signal Vsync of the input video has been detected, the process proceeds to S604 and the value of the line counter is stored as the total number of lines.
Subsequently, in S605, the value of the line counter is reset (to 0). Thereafter, the process returns to S601.

[3−7.画像種別検出処理]
次に、取込映像の画像ごとに(フレーム単位で)実行される画像種別検出処理について、図16のフローチャートを用いて説明する。
[3-7. Image type detection process]
Next, image type detection processing executed for each captured video image (in units of frames) will be described with reference to the flowchart of FIG.

この画像種別検出処理が開始されると、まず、S701で、出力映像の垂直同期信号Vsyncが検出されたか否かを判定し、検出されたと判定した場合にS702へ移行する。
S702では、条件式1〜kに基づきパーニング又はチルトの映像を検出するパーニングチルト検出処理を行う。なお、パーニングチルト検出処理の具体的な内容については後述する(図17)。
When the image type detection process is started, first, in S701, it is determined whether or not the vertical synchronization signal Vsync of the output video has been detected. If it is determined that the detection has been detected, the process proceeds to S702.
In step S <b> 702, a panning / tilt detection process for detecting a panning or tilt image based on conditional expressions 1 to k is performed. The specific contents of the panning tilt detection process will be described later (FIG. 17).

続いて、S703では、画像状態が未定であるか否かを判定する。
そして、S703で、画像状態が未定であると判定した場合には、S704へ移行し、条件式k+1〜mに基づきズーム(拡大、縮小)の映像を検出するズーム検出処理を行う。なお、ズーム検出処理の具体的な内容については後述する(図18)。
In step S703, it is determined whether the image state is undetermined.
If it is determined in S703 that the image state is undetermined, the process proceeds to S704, and zoom detection processing for detecting a zoom (enlargement / reduction) image based on conditional expressions k + 1 to m is performed. The specific contents of the zoom detection process will be described later (FIG. 18).

続いて、S705では、画像状態が未定であるか否かを判定する。
そして、S705で、画像状態が未定であると判定した場合には、S706へ移行し、条件式m+1〜nに基づき回転の映像を検出する回転検出処理を行う。なお、回転検出処理の具体的な内容については後述する(図19)。
In step S705, it is determined whether the image state is undetermined.
If it is determined in S705 that the image state is undetermined, the process proceeds to S706, and a rotation detection process for detecting a rotation image based on the conditional expressions m + 1 to n is performed. The specific contents of the rotation detection process will be described later (FIG. 19).

続いて、S707では、画像状態が未定であるか否かを判定する。
そして、S707で、画像状態が未定であると判定した場合には、S708へ移行し、条件式n+1〜zに基づき物体移動の映像を検出する物体移動検出処理を行う。なお、物体移動検出処理の具体的な内容については後述する(図20)。
In step S707, it is determined whether the image state is undetermined.
If it is determined in S707 that the image state is undetermined, the process proceeds to S708, and an object movement detection process for detecting an object movement image based on the conditional expressions n + 1 to z is performed. The specific contents of the object movement detection process will be described later (FIG. 20).

続いて、S709では、画像状態が未定であるか否かを判定する。
そして、S709で、画像状態が未定である(規則的な動きでない)と判定した場合には、S710へ移行し、画像状態をその他移動画面として記憶する。その後、S701へ戻る。
In step S709, it is determined whether the image state is undetermined.
If it is determined in S709 that the image state is undetermined (not regular movement), the process proceeds to S710, and the image state is stored as another moving screen. Thereafter, the process returns to S701.

一方、S703、S705、S707又はS709で画像状態が未定でないと判定した場合には、S701へ戻る。
[3−8.パーニングチルト検出処理]
次に、前述した画像種別検出処理のS702で実行されるパーニングチルト検出処理について、図17のフローチャートを用いて説明する。
On the other hand, if it is determined in S703, S705, S707, or S709 that the image state is not yet determined, the process returns to S701.
[3-8. Panning tilt detection process]
Next, the panning tilt detection process executed in S702 of the above-described image type detection process will be described with reference to the flowchart of FIG.

このパーニングチルト検出処理では、IMG[24:0]が、パーニング、チルト検出の条件式1〜kのいずれかに該当するか否かを判定する(S801〜S803)。
そして、IMG[24:0]が条件式1〜kのいずれかに該当すると判定した場合には、S804へ移行し、画像状態をパーニングチルト画面として記憶する。
In this panning tilt detection process, it is determined whether IMG [24: 0] satisfies any of conditional expressions 1 to k for panning and tilt detection (S801 to S803).
If it is determined that IMG [24: 0] corresponds to any of conditional expressions 1 to k, the process proceeds to S804, and the image state is stored as a panning tilt screen.

一方、IMG[24:0]が条件式1〜kのいずれにも該当しないと判定した場合には、画像状態を未定のまま本パーニングチルト検出処理を終了する。
[3−9.ズーム検出処理]
次に、前述した画像種別検出処理のS704で実行されるズーム検出処理について、図18のフローチャートを用いて説明する。
On the other hand, when it is determined that IMG [24: 0] does not correspond to any of the conditional expressions 1 to k, the panning tilt detection process is terminated while the image state is undetermined.
[3-9. Zoom detection processing]
Next, the zoom detection process executed in S704 of the above-described image type detection process will be described with reference to the flowchart of FIG.

このズーム検出処理では、IMG[24:0]が、ズーム検出の条件式k+1〜mのいずれかに該当するか否かを判定する(S901〜S903)。
そして、IMG[24:0]が条件式k+1〜mのいずれかに該当すると判定した場合には、S904へ移行し、画像状態をズーム画面として記憶する。
In this zoom detection process, it is determined whether IMG [24: 0] corresponds to any of zoom detection conditional expressions k + 1 to m (S901 to S903).
If it is determined that IMG [24: 0] corresponds to any of conditional expressions k + 1 to m, the process proceeds to S904, and the image state is stored as a zoom screen.

一方、IMG[24:0]が条件式k+1〜mのいずれにも該当しないと判定した場合には、画像状態を未定のまま本ズーム検出処理を終了する。
[3−10.回転検出処理]
次に、前述した画像種別検出処理のS706で実行される回転検出処理について、図19のフローチャートを用いて説明する。
On the other hand, when it is determined that IMG [24: 0] does not correspond to any of conditional expressions k + 1 to m, the zoom detection process is terminated while the image state is undetermined.
[3-10. Rotation detection process]
Next, the rotation detection process executed in S706 of the above-described image type detection process will be described with reference to the flowchart of FIG.

この回転検出処理では、IMG[24:0]が、回転検出の条件式m+1〜nのいずれかに該当するか否かを判定する(S1001〜S1003)。
そして、IMG[24:0]が条件式m+1〜nのいずれかに該当すると判定した場合には、S1004へ移行し、画像状態を回転画面として記憶する。
In this rotation detection process, it is determined whether IMG [24: 0] corresponds to any of rotation detection conditional expressions m + 1 to n (S1001 to S1003).
If it is determined that IMG [24: 0] corresponds to any of conditional expressions m + 1 to n, the process proceeds to S1004, and the image state is stored as a rotation screen.

一方、IMG[24:0]が条件式m+1〜nのいずれにも該当しないと判定した場合には、画像状態を未定のまま本回転検出処理を終了する。
[3−11.物体移動検出処理]
次に、前述した画像種別検出処理のS708で実行される物体移動検出処理について、図20のフローチャートを用いて説明する。
On the other hand, if it is determined that IMG [24: 0] does not correspond to any of conditional expressions m + 1 to n, the rotation detection process is terminated while the image state is undetermined.
[3-11. Object movement detection process]
Next, the object movement detection process executed in S708 of the above-described image type detection process will be described with reference to the flowchart of FIG.

この物体移動検出処理では、IMG[24:0]が、物体移動検出の条件式n+1〜zのいずれかに該当するか否かを判定する(S1101〜S1103)。
そして、IMG[24:0]が条件式n+1〜zのいずれかに該当すると判定した場合には、S1104へ移行し、画像状態を物体移動画面として記憶する。
In this object movement detection process, it is determined whether IMG [24: 0] corresponds to any of conditional expressions n + 1 to z for object movement detection (S1101 to S1103).
If it is determined that IMG [24: 0] corresponds to any of conditional expressions n + 1 to z, the process proceeds to S1104, and the image state is stored as an object movement screen.

一方、IMG[24:0]が条件式n+1〜zのいずれにも該当しないと判定した場合には、画像状態を未定のまま本物体移動検出処理を終了する。
[4.効果]
以上説明したように、本実施形態のフレームレート変換装置は、画像状態が特定の状態であると判定した場合には(S103〜S106のいずれかでYES)、連続する2つのフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間するαブレンド処理を行う(S107)。一方、画像状態が特定の状態でない(静止状態や不規則な動きの状態)と判定した場合には、フレームバッファ14から同一フレームの画像信号を2回連続で読み出して出力することによりフレームを補間する同一フレーム補間処理を行う(S102)。なお、規則的な動きのある画像の一部に静止画が混在している場合には、静止画の部分のみ同一フレーム補間処理が行われ、それ以外の部分はαブレンド処理が行われることになる。
On the other hand, if it is determined that IMG [24: 0] does not correspond to any of the conditional expressions n + 1 to z, the object movement detection process is terminated while the image state is undetermined.
[4. effect]
As described above, when it is determined that the image state is a specific state (YES in any of S103 to S106), the frame rate conversion apparatus of the present embodiment is an image obtained by mixing two consecutive frames. Α blend processing for interpolating frames by generating signals is performed (S107). On the other hand, if it is determined that the image state is not a specific state (still state or irregular motion state), the frame is interpolated by reading out the image signal of the same frame twice from the frame buffer 14 and outputting it. The same frame interpolation process is performed (S102). In addition, when still images are mixed in a part of an image with regular movement, only the still image portion is subjected to the same frame interpolation processing, and the other portions are subjected to α blend processing. Become.

このようなフレームレート変換装置によれば、画像状態に適したフレーム補間を行うことにより、追越し動作を原因とする映像の乱れを簡易的に抑制することができる。すなわち、同一フレーム補間処理のみでは、動きのある映像において、動きが一瞬止まるといったような不自然さが目立つ。一方、αブレンド処理のみでは、動きを自然にすることができるものの、混合により解像度が低下してしまう(画像がぼやけてしまう)。これに対し、本実施形態のように、画像状態に適したフレーム補間方法を選択するようにすれば、動きの不自然さや解像度の低下を目立たないようにすることができる。   According to such a frame rate conversion apparatus, it is possible to easily suppress the video disturbance caused by the overtaking operation by performing the frame interpolation suitable for the image state. In other words, with only the same frame interpolation processing, unnaturalness such as a momentary stoppage of movement is conspicuous. On the other hand, only the α blend process can make the movement natural, but the resolution is lowered by mixing (the image is blurred). On the other hand, if a frame interpolation method suitable for the image state is selected as in the present embodiment, unnatural motion and a decrease in resolution can be made inconspicuous.

また、静止状態を表すものでなくても、規則的な動きを表すものでなければ、静止状態の場合と同様、同一フレーム補間処理を行うようにしているため、解像度の低下を防ぐことができる。   Further, even if it does not represent a stationary state, if it does not represent a regular motion, the same frame interpolation processing is performed as in the stationary state, so that a reduction in resolution can be prevented. .

さらに、規則的な動きを表すものであるか否かの判定を、画像全体を複数のブロックに分割した各ブロックの動き方向の配置パターンに基づき判定するようにしているため、規則的な動きを簡易的に判定することができる。   Furthermore, since the determination as to whether or not it represents regular movement is made based on the arrangement pattern in the movement direction of each block obtained by dividing the entire image into a plurality of blocks, regular movement is determined. A simple determination can be made.

[5.特許請求の範囲との対応]
なお、本実施形態のフレームレート変換装置では、レート変換処理(図10)におけるS101,S103〜S106の処理を実行するフレームレート変換装置のコンピュータが、補間切替手段に相当する。また、S102の処理を実行するフレームレート変換装置のコンピュータが、第1補間手段に相当し、S107の処理を実行するフレームレート変換装置のコンピュータが、第2補間手段に相当する。
[5. Correspondence with Claims]
In the frame rate conversion apparatus of the present embodiment, the computer of the frame rate conversion apparatus that executes the processes of S101 and S103 to S106 in the rate conversion process (FIG. 10) corresponds to the interpolation switching unit. The computer of the frame rate conversion apparatus that executes the process of S102 corresponds to the first interpolation means, and the computer of the frame rate conversion apparatus that executes the process of S107 corresponds to the second interpolation means.

[6.他の形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
[6. Other forms]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention can take a various form.

例えば、上記実施形態のフレームレート変換装置では、静止状態を表すものでなくても、規則的な動きを表すものでなければ、静止状態の場合と同様、同一フレーム補間処理を行うようにしているが、これに限定されるものではなく、静止状態以外はαブレンド処理を行うようにしてもよい。   For example, in the frame rate conversion apparatus according to the above embodiment, the same frame interpolation processing is performed as in the stationary state as long as it does not represent a regular motion even if it does not represent the stationary state. However, the present invention is not limited to this, and the α blend process may be performed except in a stationary state.

実施形態のフレームレート変換装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the frame rate conversion apparatus of embodiment. 動き方向検出対象サブブロックの説明図である。It is explanatory drawing of a motion direction detection object subblock. 動き検出の説明図である。It is explanatory drawing of a motion detection. 特異内容抽出の説明図である。It is explanatory drawing of specific content extraction. 動き方向検出の説明図である。It is explanatory drawing of a motion direction detection. パーニング、チルトの検出パターン例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a detection pattern of a panning and a tilt. ズーム、回転及び物体移動の検出パターン例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of a detection pattern of zoom, rotation, and an object movement. 動き方向の数値化の説明図である。It is explanatory drawing of digitization of a moving direction. 各ブロックの名称定義の説明図である。It is explanatory drawing of the name definition of each block. レート変換処理のフローチャートである。It is a flowchart of a rate conversion process. 動き検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of a motion detection process. 同一フレーム補間処理のフローチャートである。It is a flowchart of the same frame interpolation process. αブレンド処理のフローチャートである。It is a flowchart of an alpha blend process. レート検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of a rate detection process. 入力映像総ライン数検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of input video total line number detection processing. 画像種別検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of an image type detection process. パーニングチルト検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of a panning tilt detection process. ズーム検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of a zoom detection process. 回転検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of a rotation detection process. 物体移動検出処理のフローチャートである。It is a flowchart of an object movement detection process.

符号の説明Explanation of symbols

11…アナログデジタルコンバータ、12…デコーダ回路、13,23…スケーラ、14…フレームバッファ、15…入出力位相検出部、16…動き検出部、17…動き方向検出部、18…特定画像検出部、21,22…フレームレート変換部、24…表示部、25…モニタ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Analog-digital converter, 12 ... Decoder circuit, 13, 23 ... Scaler, 14 ... Frame buffer, 15 ... Input-output phase detection part, 16 ... Motion detection part, 17 ... Motion direction detection part, 18 ... Specific image detection part, 21, 22 ... frame rate conversion unit, 24 ... display unit, 25 ... monitor

Claims (6)

入力された画像信号を入力同期周波数に同期してフレームバッファに書き込むとともに、前記入力同期周波数とは異なる出力同期周波数に同期して前記フレームバッファから画像信号を読み出して出力する同期変換装置であって、
前記フレームバッファから同一フレームの画像信号を重複して読み出すことによりフレームを補間する第1補間手段と、
連続する複数のフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間する第2補間手段と、
前記フレームバッファから読み出した画像信号が静止状態を表すものであるか否かを判定し、静止状態を表すものであると判定した場合には前記第1補間手段にフレームを補間させ、静止状態を表すものでないと判定した場合には前記第2補間手段にフレームを補間させる補間切替手段と、
を備えることを特徴とする同期変換装置。
A synchronous conversion device that writes an input image signal to a frame buffer in synchronization with an input synchronization frequency, and reads and outputs the image signal from the frame buffer in synchronization with an output synchronization frequency different from the input synchronization frequency. ,
First interpolation means for interpolating a frame by redundantly reading out image signals of the same frame from the frame buffer;
A second interpolation means for interpolating frames by generating an image signal in which a plurality of consecutive frames are mixed;
It is determined whether the image signal read from the frame buffer represents a stationary state. If it is determined that the image signal represents a stationary state, the first interpolation means interpolates the frame, An interpolation switching means for causing the second interpolation means to interpolate a frame when it is determined that it does not represent;
A synchronous conversion device comprising:
前記補間切替手段は、前記フレームバッファから読み出した画像信号と1つ前のフレームにおける画像信号との差分が所定のしきい値未満である場合に、静止状態を表すものであると判定すること
を特徴とする請求項1に記載の同期変換装置。
When the difference between the image signal read from the frame buffer and the image signal in the previous frame is less than a predetermined threshold value, the interpolation switching means determines that it represents a stationary state. The synchronous conversion device according to claim 1, wherein:
前記補間切替手段は、前記フレームバッファから読み出した画像信号が静止状態を表すものでないと判定した場合であっても、規則的な動きを表すものでないと判定した場合には、前記第1補間手段にフレームを補間させること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の同期変換装置。
When the interpolation switching means determines that the image signal read from the frame buffer does not represent a stationary state, but determines that the image signal does not represent regular motion, the first interpolation means The synchronous conversion device according to claim 1, wherein the frame is interpolated.
前記補間切替手段は、画像を複数のブロックに分割して各ブロックの動き方向を検出し、画像における各ブロックの動き方向の配置パターンに基づき規則的な動きを表すものであるか否かを判定すること
を特徴とする請求項3に記載の同期変換装置。
The interpolation switching means divides the image into a plurality of blocks, detects the movement direction of each block, and determines whether or not the movement represents a regular movement based on the arrangement pattern of the movement direction of each block in the image. The synchronous conversion device according to claim 3, wherein:
入力された画像信号を入力同期周波数に同期してフレームバッファに書き込むとともに、前記入力同期周波数とは異なる出力同期周波数に同期して前記フレームバッファから画像信号を読み出して出力する同期変換方法であって、
前記フレームバッファから読み出した画像信号が静止状態を表すものであるか否かを判定するステップと、
静止状態を表すものであると判定した場合には前記フレームバッファから同一フレームの画像信号を重複して読み出すことによりフレームを補間し、静止状態を表すものでないと判定した場合には連続する複数のフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間するステップと、
を含むことを特徴とする同期変換方法。
A synchronous conversion method for writing an input image signal to a frame buffer in synchronization with an input synchronization frequency, and reading and outputting the image signal from the frame buffer in synchronization with an output synchronization frequency different from the input synchronization frequency. ,
Determining whether the image signal read from the frame buffer represents a stationary state;
When it is determined that it represents a stationary state, the frame is interpolated by reading out the same frame image signal from the frame buffer, and when it is determined that it does not represent a stationary state, a plurality of consecutive Interpolating the frames by generating an image signal mixed with the frames;
A synchronous conversion method comprising:
入力された画像信号を入力同期周波数に同期してフレームバッファに書き込むとともに、前記入力同期周波数とは異なる出力同期周波数に同期して前記フレームバッファから画像信号を読み出して出力する同期変換装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、
前記フレームバッファから同一フレームの画像信号を重複して読み出すことによりフレームを補間する第1補間手段と、
連続する複数のフレームを混合した画像信号を生成することによりフレームを補間する第2補間手段と、
前記フレームバッファから読み出した画像信号が静止状態を表すものであるか否かを判定し、静止状態を表すものであると判定した場合には前記第1補間手段にフレームを補間させ、静止状態を表すものでないと判定した場合には前記第2補間手段にフレームを補間させる補間切替手段
としてコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
A computer as a synchronous conversion device that writes an input image signal to a frame buffer in synchronization with an input synchronization frequency, and reads and outputs the image signal from the frame buffer in synchronization with an output synchronization frequency different from the input synchronization frequency. A program for functioning,
First interpolation means for interpolating a frame by redundantly reading out image signals of the same frame from the frame buffer;
A second interpolation means for interpolating frames by generating an image signal in which a plurality of consecutive frames are mixed;
It is determined whether the image signal read from the frame buffer represents a stationary state. If it is determined that the image signal represents a stationary state, the first interpolation means interpolates the frame, A program for causing a computer to function as an interpolating switching means for causing the second interpolating means to interpolate a frame when it is determined that it does not represent.
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