JP2010098513A - Apparatus and method for generating interpolated image - Google Patents

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桂子 平山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique of detecting a higher-precision vector on a search range boundary in block matching of an image. <P>SOLUTION: An interpolated image generation apparatus includes: a frame memory for holding a first image of an input moving video; a moving vector search part for detecting a vector candidate of a small block and outputting the vector information of these vector candidates after detecting and outputting two moving vectors whose block sizes differ as a large one and a small one; a search range boundary vector detecting part for detecting a search range boundary vector derived from vector information on the vector candidate of the small block output from the moving vector search part; a vector selection part for selecting either of the output of the moving vector of the large one or the small one of the two block sizes of the moving vector search part based on the detection result of the search range boundary vector; and an interpolation frame preparing part for creating an interpolation frame using a selected moving vector. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、フレーム補間回路、フレーム補間方法、表示装置に関する。   The present invention relates to a frame interpolation circuit, a frame interpolation method, and a display device.

液晶表示装置(LCD)に動画像を表示する場合、LCDは例えば60フレーム/秒のレートでフレーム画像(以下単にフレームと記載する)を表示する。このフレームは例えば60フィールド/秒のインターレースを処理して得られる順次走査信号である。つまりLCDは、1フレームを1/60秒間表示し続ける。   When a moving image is displayed on a liquid crystal display device (LCD), the LCD displays a frame image (hereinafter simply referred to as a frame) at a rate of 60 frames / second, for example. This frame is a progressive scanning signal obtained by processing an interlace of 60 fields / second, for example. That is, the LCD continues to display one frame for 1/60 second.

LCDに表示されたこのような映像を視聴する場合、人の目には1フレーム前の画像が残像として残る。このため、映像中の動いている物体がボケて見えるか、物体の動きが不自然に見えることがある。このような現象は、大画面になるほど顕著に表れる。   When viewing such a video displayed on the LCD, the image of the previous frame remains as an afterimage in human eyes. For this reason, a moving object in the image may appear blurred or the movement of the object may appear unnatural. Such a phenomenon becomes more prominent as the screen becomes larger.

動画像のこのようなボケを防止するために、連続する2つのフレームの間に、補間フレームを挿入して動画像を表示する方法が知られている(特許文献1)。この方法では、前フレーム及び後フレームの2枚ないしそれ以上の入力フレーム間で、フレームを構成する画像ブロックのマッチングを行うことにより、各ブロックの動きベクトル(物体の動いた方向及び距離)が検出される。各ブロックの動きベクトルを用いて、入力フレーム間に位置する新たな補間フレームが作成される。補間フレームを2枚の入力フレーム間に挿入することにより、フレーム数を増加して動画像を表示する。   In order to prevent such blurring of moving images, a method of displaying a moving image by inserting an interpolation frame between two consecutive frames is known (Patent Document 1). In this method, the motion vector (the direction and distance the object moved) of each block is detected by matching the image blocks that make up the frame between two or more input frames of the previous frame and the subsequent frame. Is done. Using the motion vector of each block, a new interpolated frame located between the input frames is created. By inserting an interpolated frame between two input frames, the number of frames is increased to display a moving image.

上記ブロックマッチングとは、あるフレームにおける所定サイズの画像ブロックが、後のフレーム中のどの画像ブロックに一致するかを検出する方法である。前フレーム中の画像ブロックと、後フレーム中のいずれかの画像ブロックとで、互いに対応する画素間の差分を計算し、これを累積した値(SAD:Sum of Absolute Difference)が最小となる後フレーム中画像ブロックが、前フレーム中画像ブロックに最も類似する画像ブロックとして検出される。前フレームと後フレームで、最も類似する画像ブロックの位置の差が、動きベクトルとして検出される。   The block matching is a method for detecting which image block in a certain frame matches an image block of a predetermined size. The difference between the pixels corresponding to each other in the image block in the previous frame and any of the image blocks in the subsequent frame is calculated, and the subsequent frame in which the accumulated value (SAD: Sum of Absolute Difference) is minimized The middle image block is detected as the image block most similar to the previous frame middle image block. The difference in the position of the most similar image block between the previous frame and the subsequent frame is detected as a motion vector.

このブロックのサイズを変える工夫もなされている。例えば補間フレームを作成するための動きベクトルの検出において、周期的なパターンを含んでいる画像に対して、動きベクトルの検出精度を以下のように向上するというものがある。   There is also a device to change the size of this block. For example, in the detection of a motion vector for creating an interpolation frame, there is one that improves the detection accuracy of a motion vector as follows for an image including a periodic pattern.

即ち解決手段として、互いに大きさの異なる2つのブロックを用いた動き検出処理を行い、通常時には小さいブロックで検出した動きベクトルを採用する。小さいブロックでのベクトル検出時に、信頼し得る動きベクトルの候補が複数見つかった場合、大きいブロックを用いて検出されたベクトルを参照し、小ブロックにおいて検出された動きベクトルの中から、大ブロックで検出された動きベクトルに最も近いものを、補間フレーム作成に用いる当該ブロックの動きベクトルとして採用する(特許文献2)。   That is, as a solving means, a motion detection process using two blocks having different sizes is performed, and a motion vector detected by a small block is usually employed. If multiple reliable motion vector candidates are found when detecting a vector in a small block, refer to the vector detected using the large block, and detect the large block from the motion vectors detected in the small block. The closest motion vector is adopted as the motion vector of the block used for creating the interpolation frame (Patent Document 2).

上記は目的に対して有効であるが、他方で別の問題点として、入力信号に探索範囲境界付近や探索範囲超過の動きがある場合、ベクトル検出時にベクトルの誤検出が発生するということがあり、この問題点に対処する技術は開示されていない。
特開2005−6275号公報 特開2008−35404号公報
The above is effective for the purpose, but on the other hand, another problem is that when the input signal has a motion near the boundary of the search range or beyond the search range, vector misdetection may occur during vector detection. However, a technique for dealing with this problem is not disclosed.
JP 2005-6275 A JP 2008-35404 A

本発明は、画像のブロックマッチングにおける探索範囲境界でより精度の高いベクトルを検出する技術を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a technique for detecting a vector with higher accuracy at a search range boundary in image block matching.

上記課題を解決するために、本発明の補間画像生成装置は、入力動画の第1の画像と第2の画像の間の補間画像を生成する補間画像生成装置において、前記第1の画像を保持するフレームメモリと、前記フレームメモリに保持された第1の画像から大小2つの大きさの異なるブロックの動きベクトルを検出して出力し、また小ブロックのベクトル候補を検出してこれら前記ベクトル候補のベクトル情報を出力する動きベクトル探索部と、前記動きベクトル探索部から出力された前記小ブロックのベクトル候補のベクトル情報から探索範囲境界ベクトルを検出する探索範囲境界ベクトル検出部と、前記動きベクトル探索部の大小の2つのブロックの動きベクトルの出力の何れか一方を前記探索範囲境界ベクトルの検出結果に基づいて選択するベクトル選択部と、かく選択された動きベクトルを用いて補間フレームを作成する補間フレーム作成部とを備えたことを特徴とする。   In order to solve the above problem, an interpolation image generation apparatus according to the present invention holds the first image in an interpolation image generation apparatus that generates an interpolation image between a first image and a second image of an input moving image. And a motion vector of a block having two different sizes from the first image held in the frame memory and output, and a vector candidate of a small block is detected to detect the vector candidates. A motion vector search unit for outputting vector information, a search range boundary vector detection unit for detecting a search range boundary vector from vector information of vector candidates of the small blocks output from the motion vector search unit, and the motion vector search unit One of the motion vector outputs of two large and small blocks is selected based on the detection result of the search range boundary vector. A torque selector, characterized by comprising an interpolation frame creation unit for creating an interpolation frame by using the motion vector selected nuclear.

本発明によれば画像のブロックマッチングにおける探索範囲境界でより精度の高いベクトルを検出する技術が得られる。   According to the present invention, a technique for detecting a vector with higher accuracy at a search range boundary in block matching of an image can be obtained.

本発明による実施形態を図1乃至図8を参照して説明する。
図1は本発明による補間フレーム作成装置1の実施形態を示すブロック図である。
入力画像信号60フレーム/秒より補間フレームの前後のフレームから動きベクトル探索部3で大小2つの動きベクトルを検出して出力する。また、この動きベクトル探索部3では小さいブロックのベクトル候補のベクトル情報(ベクトル値、相関値例えばSAD値)を検出し、本実施形態の特徴である探索範囲境界ベクトル検出部4へ出力する。探索範囲境界ベクトル検出部4は、探索範囲境界ベクトルを検出し、動きベクトル探索部3はこの信号をもとに最適なベクトルを選択して、ベクトルを補間フレーム生成部5へ出力するよう構成されている。補間フレーム生成部5はこのベクトルをもとにフレームメモリ2を用いて補間フレームを生成して出力画像信号120フレーム/秒でパネル7へ出力する。制御部6は以上の各構成要素の制御を司る。
An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an interpolation frame creating apparatus 1 according to the present invention.
The motion vector search unit 3 detects and outputs two large and small motion vectors from frames before and after the interpolation frame from the input image signal of 60 frames / second. Further, the motion vector search unit 3 detects vector information (vector value, correlation value, eg, SAD value) of a small block vector candidate, and outputs it to the search range boundary vector detection unit 4 which is a feature of this embodiment. The search range boundary vector detection unit 4 is configured to detect a search range boundary vector, and the motion vector search unit 3 selects an optimal vector based on this signal and outputs the vector to the interpolation frame generation unit 5. ing. The interpolation frame generation unit 5 generates an interpolation frame using the frame memory 2 based on this vector, and outputs it to the panel 7 at an output image signal of 120 frames / second. The control unit 6 controls each component described above.

次に、ブロックマッチング処理の方式について説明する。図2はブロックマッチング処理を示す図である。
ブロックマッチングを用いた動きベクトルの検出方法としては、前フレーム内画像ブロックを、後フレーム内で単にシフトしてSADを求める方法の他に、図2のように、点対象の位置にある画像ブロックどうしのブロックマッチング処理を介して動きベクトルを求める方法がある。
Next, a block matching processing method will be described. FIG. 2 is a diagram showing block matching processing.
As a motion vector detection method using block matching, in addition to a method of obtaining an SAD by simply shifting an image block in a previous frame in a subsequent frame, an image block located at a point target position as shown in FIG. There is a method for obtaining a motion vector through mutual block matching processing.

すなわち図2の方法では、補間フレーム21内の補間画像ブロック41の挿入位置を中心として、それを挟む前フレーム20上及び後フレーム22上で点対象の位置にある画像ブロックどうしを画素毎に比較してSADを算出する。最も類似している(SADが最も小さい)画像ブロックどうしを結ぶベクトルを動きベクトルと決定する。この比較は、前フレーム20中の所定探索範囲40及び後フレーム22内の対応する探索範囲42において行われる。   That is, in the method of FIG. 2, the image blocks at the point target positions on the front frame 20 and the rear frame 22 sandwiching the interpolation image block 41 in the interpolation frame 21 are compared for each pixel. To calculate SAD. A vector connecting the image blocks that are most similar (having the smallest SAD) is determined as a motion vector. This comparison is performed in a predetermined search range 40 in the previous frame 20 and a corresponding search range 42 in the rear frame 22.

互いに最も類似している画像ブロックの組み合わせが、例えば画像ブロック43と画像ブロック44であった場合、画像ブロック43から画像ブロック44までのベクトルが、補間画像ブロック41の動きベクトルとして決定される。この動きベクトルと、互いに最も類似している画像ブロック43及び44の画像データに基づいて、補間フレーム21内の補間画像ブロック41が作成される。   When the combination of image blocks most similar to each other is, for example, the image block 43 and the image block 44, a vector from the image block 43 to the image block 44 is determined as the motion vector of the interpolated image block 41. Based on this motion vector and image data of image blocks 43 and 44 that are most similar to each other, an interpolation image block 41 in the interpolation frame 21 is created.

なお相関の大小の基準となる相関値としては、絶対値差分和(Sum of Absolute Difference: SAD)、高相関画素に対応する一致画素数和(Sum of Agreement Pixels: SAP)等が考えられる。SADは、以下の式により求めることができる。   As a correlation value serving as a reference for the magnitude of correlation, a sum of absolute differences (SAD), a sum of coincidence pixels corresponding to highly correlated pixels (Sum of Agreement Pixels: SAP), and the like can be considered. SAD can be obtained by the following equation.

Figure 2010098513
Figure 2010098513



ここでxはフレームにおける画素の位置、Bはブロック内画素位置の集合、Nはフレーム数、dは動きベクトルを表し、f(x,N)は、対象画素の輝度成分を表している。すなわち(1)式においてSADが最小となるdがNフレームからN−1フレームへの動きベクトルMVとなり、MVが示す先のブロックが候補補間ブロックとなる。また、SAPは以下の式により求めることができる。


Here, x is the position of the pixel in the frame, B is a set of pixel positions in the block, N is the number of frames, d is the motion vector, and f (x, N) is the luminance component of the target pixel. That is, d in which the SAD is minimum in the equation (1) is the motion vector MV from the N frame to the N−1 frame, and the previous block indicated by MV is the candidate interpolation block. Moreover, SAP can be calculated | required by the following formula | equation.

Figure 2010098513
Figure 2010098513



(2)、(3)式は、ブロック内の輝度成分の絶対値差分が閾値Thより小さい画素数を求めている。すなわち(2)、(3)式においてSAPが最大となるdがNフレームからN−1フレームへの動きベクトルMVとなり、MVが示す先のブロックが候補補間ブロックとなる。SAPではSADとは反対に値が大きいほうが相関が高い。


Expressions (2) and (3) obtain the number of pixels in which the absolute value difference between the luminance components in the block is smaller than the threshold Th. That is, d in which the SAP is maximum in the equations (2) and (3) is the motion vector MV from the N frame to the N−1 frame, and the previous block indicated by MV is the candidate interpolation block. In SAP, the correlation is higher when the value is larger as opposed to SAD.

図3は本発明による動きベクトル探索部3と探索範囲境界ベクトル検出部4の実施形態を示すブロック構成図である。
動きベクトル探索部3は、小さなブロックベクトルの検出をして出力する小ブロックベクトル検出部31と、大きなブロックのベクトルの検出をして出力する大ブロックベクトル検出部32と、本実施形態の特徴である小さなブロックのベクトル候補の検出とベクトル候補のベクトル情報(ベクトル値とSAD値)を求める小ブロックベクトル候補検出部33と、ベクトル選択部34とにより構成される。また加えて小ブロックベクトル候補検出部33より求めたベクトル情報から探索範囲境界ベクトルを検出する探索範囲境界ベクトル検出部4がある。なお、ベクトル選択部34は動きベクトル探索部3の外部に有ってもよい。
FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the motion vector search unit 3 and the search range boundary vector detection unit 4 according to the present invention.
The motion vector search unit 3 includes a small block vector detection unit 31 that detects and outputs a small block vector, a large block vector detection unit 32 that detects and outputs a vector of a large block, and features of the present embodiment. A small block vector candidate detecting unit 33 for detecting a vector candidate of a small block and obtaining vector information (vector value and SAD value) of the vector candidate and a vector selecting unit 34 are configured. In addition, there is a search range boundary vector detection unit 4 that detects a search range boundary vector from the vector information obtained by the small block vector candidate detection unit 33. The vector selection unit 34 may be provided outside the motion vector search unit 3.

次に、画像ブロックのサイズ及び動きベクトルの探索範囲について説明する。
図4は小ブロックのサイズ及びその探索範囲の具体例を示し、図5は大ブロックのサイズ及びその探索範囲の具体例を示す。これらブロック及び探索範囲は、図2に示したブロックマッチング処理に適用することができる。説明を簡単にするため、主に水平方向のブロックマッチング処理について述べる。
Next, the image block size and motion vector search range will be described.
4 shows a specific example of the size of a small block and its search range, and FIG. 5 shows a specific example of the size of a large block and its search range. These blocks and search ranges can be applied to the block matching process shown in FIG. In order to simplify the description, the block matching process in the horizontal direction will be mainly described.

図4において、SBは小ブロック、SSRは小ブロックSBの探索範囲である。小ブロックSBのサイズは、例えば64画素×2画素である。この小ブロックSBを前フレーム20上では水平方向に−12画素〜+12画素、垂直方向に−2画素〜+2画素シフトする。同時にこの小ブロックSBを後フレーム22上で水平方向に+12画素〜−12画素、垂直方向に+2画素〜−2画素シフトする。   In FIG. 4, SB is a small block, and SSR is a search range of the small block SB. The size of the small block SB is, for example, 64 pixels × 2 pixels. The small block SB is shifted on the previous frame 20 by −12 to +12 pixels in the horizontal direction and −2 to +2 pixels in the vertical direction. At the same time, the small block SB is shifted on the rear frame 22 by +12 to -12 pixels in the horizontal direction and +2 to -2 pixels in the vertical direction.

つまり、補間フレーム21上に挿入される補間画像ブロック41(ここでは小ブロックSBに一致するサイズのブロック)を点対象の中心として、前フレーム20上で小ブロックSBを例えば+12画素シフトした場合は、後フレーム22上で小ブロックSBを−12画素シフトする。両フレーム20、22で対応する画像ブロックどうしを、対応する画素単位で画素値を比較してSADを算出する。従って小ブロックSBを用いたブロックマッチングの場合、前フレーム20上及び後フレーム22上の探索範囲SSRは、ここでは共に88画素×6画素である。後述の探索範囲境界近傍は、例えばSSR内で水平方向に絶対値9画素以上シフトした場合、水直方向に絶対値2画素シフトした場合といった定義が可能である。   That is, when the small block SB is shifted by, for example, +12 pixels on the previous frame 20 with the interpolation image block 41 (a block having a size matching the small block SB here) inserted on the interpolation frame 21 as the center of the point object. Then, the small block SB is shifted by -12 pixels on the rear frame 22. SAD is calculated by comparing pixel values of corresponding image blocks in both frames 20 and 22 in units of corresponding pixels. Accordingly, in the case of block matching using the small block SB, the search range SSR on the previous frame 20 and the subsequent frame 22 is 88 pixels × 6 pixels here. The vicinity of the search range boundary described later can be defined, for example, when the absolute value is shifted by 9 pixels or more in the horizontal direction in the SSR, or when the absolute value is shifted by 2 pixels in the horizontal direction.

図5のように大ブロックLBのサイズは、例えば640画素×4画素である。この大ブロックLBを小ブロックSBと同様に、前フレーム20上では水平方向に−12画素〜+12画素、垂直方向に−2画素〜+2画素シフトする。同時にこの大ブロックLBを後フレーム22上で水平方向に+12画素〜−12画素、垂直方向に+2画素〜−2画素シフトする。   As shown in FIG. 5, the size of the large block LB is, for example, 640 pixels × 4 pixels. Similar to the small block SB, the large block LB is shifted by −12 to +12 pixels in the horizontal direction and −2 to +2 pixels in the vertical direction on the previous frame 20. At the same time, the large block LB is shifted on the rear frame 22 by +12 to −12 pixels in the horizontal direction and +2 to −2 pixels in the vertical direction.

つまり、補間フレーム21上に挿入される補間画像ブロック41(ここでは大ブロックLBに対応するサイズのブロック)を点対象の中心として、前フレーム20上で大ブロックLBを例えば+12画素シフトした場合は、後フレーム22上で大ブロックLBを−12画素シフトして、両フレーム20、22で対応する画像ブロックどうしを、対応する画素単位で画素値を比較してSADを算出する。従って大ブロックを用いたブロックマッチングの場合、前フレーム20上及び後フレーム22上の探索範囲LSRは、ここでは共に664画素×8画素である。   That is, when the large block LB is shifted by, for example, +12 pixels on the previous frame 20 with the interpolated image block 41 (a block having a size corresponding to the large block LB here) inserted on the interpolation frame 21 as the center of the point object. Then, the large block LB is shifted by -12 pixels on the rear frame 22, and the SAD is calculated by comparing the pixel values of the corresponding image blocks in the frames 20 and 22 in units of corresponding pixels. Therefore, in the case of block matching using a large block, the search range LSR on the previous frame 20 and the subsequent frame 22 are both 664 pixels × 8 pixels here.

図6は本実施例の動きベクトル検出部の小ブロックベクトル候補検出のベクトル候補のベクトル値とSAD値の関係図である。これらのベクトル候補のベクトル値とSAD値からなるベクトル情報は探索範囲境界ベクトル検出部へ出力される。この例ではベクトル候補1のベクトル値V1とSAD値SAD(V1), SAD値が最小のベクトル候補2のベクトル値V2,SAD値SAD(V2)が探索範囲検出ベクトル検出部へ出力される。探索範囲検出ベクトル部はΔSAD(V1,V2)=|SAD(V1)-SAD(V2)|がある閾値THR_SADより小さく、かつ、2つのベクトルの距離D(V1,V2)=|V1-V2|がある閾値THR_Dより大きく、これらのベクトルの候補が探索範囲境界近傍に位置している場合に探索範囲境界の動きベクトルであると判断して検出する。   FIG. 6 is a relationship diagram between vector values and vector values of vector candidates for small block vector candidate detection of the motion vector detection unit of the present embodiment. Vector information consisting of the vector values and SAD values of these vector candidates is output to the search range boundary vector detection unit. In this example, the vector value V1 of the vector candidate 1, the SAD value SAD (V1), the vector value V2 of the vector candidate 2 having the smallest SAD value, and the SAD value SAD (V2) are output to the search range detection vector detection unit. The search range detection vector portion is ΔSAD (V1, V2) = | SAD (V1) −SAD (V2) | is smaller than a certain threshold value THR_SAD, and the distance D (V1, V2) = | V1-V2 | If a certain threshold value THR_D is larger than the threshold value THR_D and these vector candidates are located in the vicinity of the search range boundary, it is determined to be a motion vector at the search range boundary.

図7(a)は図6の図に対して横軸に水平ベクトル、縦軸に垂直ベクトルの探索範囲上にベクトルの候補と、本来の動きベクトルをプロットした図である。図7(b)は図7(a)と同様に大ブロックのベクトルと本来の動きベクトルをプロットした図である。   FIG. 7A is a diagram in which vector candidates and original motion vectors are plotted on the search range of the horizontal vector on the horizontal axis and the vertical vector on the vertical axis with respect to the diagram of FIG. FIG. 7B is a diagram in which a large block vector and an original motion vector are plotted as in FIG. 7A.

従来方式では小ブロックのSADの最小値であるベクトルV2によって補間フレームが生成される。しかし、この図7(a)からわかるように、V2は本来の動きベクトルと比較すると逆方向のベクトルであるので誤検出ベクトルで補間フレームが生成される。   In the conventional method, an interpolation frame is generated by the vector V2 which is the minimum value of the SAD of the small block. However, as can be seen from FIG. 7A, since V2 is a vector in the reverse direction compared to the original motion vector, an interpolation frame is generated with a false detection vector.

探索範囲境界の検出がされた場合には本実施形態において図7(b)の大ブロックのベクトルV3をベクトル選択部で判断することにより、本来の動きベクトルに近いV3 によってベクトルの補正が可能となり、本来のベクトルと同方向のベクトルによって補間フレームを生成することが可能となる。   In the present embodiment, when the search range boundary is detected, the vector selection unit determines the large block vector V3 in FIG. 7B, and the vector can be corrected by V3 close to the original motion vector. The interpolation frame can be generated by a vector in the same direction as the original vector.

図8は本実施形態のフローチャートである。まず小ブロックベクトル候補検出部33より求めたベクトル候補が単数の場合(ステップS21のいいえ)、その小ブロックベクトルを出力する(ステップS24)。尚、ベクトル候補が無い場合は大ブロックベクトルが有ればその大ブロックベクトルを出力する。   FIG. 8 is a flowchart of this embodiment. First, when there is a single vector candidate obtained from the small block vector candidate detection unit 33 (No in step S21), the small block vector is output (step S24). If there is no vector candidate, if there is a large block vector, the large block vector is output.

ベクトル候補が複数の場合(ステップS21のはい)、これら全てのベクトルの候補が探索範囲境界近傍に位置している場合で且つSAD値が最小のベクトル候補とのΔSADがある閾値THR_SADより小さいベクトル候補が無ければ(ステップS22のいいえ)、そのSAD値が最小の小ブロックベクトルを出力する(ステップS24)。   When there are a plurality of vector candidates (Yes in step S21), all these vector candidates are located in the vicinity of the search range boundary, and the vector candidate is smaller than the threshold THR_SAD having ΔSAD with the vector candidate having the smallest SAD value. If there is no (No in step S22), a small block vector having the smallest SAD value is output (step S24).

また上記ベクトル候補が有れば(ステップS22のはい)、探索範囲境界ベクトル検出部4は探索範囲境界の動きベクトルが検出されたと判定して大ブロックベクトルを出力する(ステップS23)。ステップS23またはステップS24のあと、ステップS25ですべての小ブロックに対して処理を完了したか判定し、完了していなければステップS21に戻り、完了していれば処理を終了する。   If there is a vector candidate (Yes in step S22), the search range boundary vector detection unit 4 determines that a motion vector at the search range boundary has been detected, and outputs a large block vector (step S23). After step S23 or step S24, it is determined in step S25 whether or not the processing has been completed for all the small blocks. If not completed, the process returns to step S21, and if completed, the process ends.

尚、本実施形態では、小ブロックを用いた動きベクトル候補検出前に、大ブロックを用いた動きベクトル検出がされていることが解りやすい処理形態であるが、このような動きベクトル検出を並列、または逆に直列に行ってもよい。   In this embodiment, it is easy to understand that the motion vector detection using the large block is performed before the motion vector candidate detection using the small block, but such a motion vector detection is performed in parallel. Or conversely, it may be performed in series.

すなわち、小ブロックを用いて動きベクト候補検出を行い、探索範囲境界の動きベクトルの検出判定後に、大ブロックを用いて動きベクトル検出を行い、大ブロックベクトルを出力してもよい。直列処理は並列処理より回路規模を縮小することができる。   That is, motion vector candidates may be detected using small blocks, and after detecting the motion vector at the search range boundary, motion vectors may be detected using the large blocks and the large block vectors may be output. Serial processing can reduce the circuit scale compared to parallel processing.

以上、本実施形態における改善方法として、入力信号に対して探索範囲境界付近や探索範囲超過の動きの検出を行い、最適なベクトルを選択して補間フレームを作成する。   As described above, as an improvement method in the present embodiment, motion near the search range boundary or over the search range is detected for the input signal, and an optimal vector is selected to create an interpolation frame.

効果としてベクトル候補検出部では逆方向動きベクトルの検出に係わるような探索範囲境界付近や探索範囲超過の動きがある場合でも、探索範囲境界ベクトルの検出を行い最適なベクトルを選択することでより精度の高いベクトルを検出することができる。   As an effect, the vector candidate detection unit detects the search range boundary vector and selects the optimal vector even when there is motion near the search range boundary or over the search range, which is related to the detection of the backward motion vector. High vectors can be detected.

上記のように、本実施形態により探索範囲境界ベクトル検出された場合には、大ブロックのベクトルで補正することによって、より精度の高いベクトルで補間することが可能となった。   As described above, when the search range boundary vector is detected according to this embodiment, it is possible to interpolate with a vector with higher accuracy by correcting with a vector of a large block.

なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この外その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えばベクトル選択部34は、探索範囲境界ベクトル検出部4からの指示により出力を選択することが通常であるが、ベクトル候補が無い場合等の処理は小ブロックベクトル候補検出部33からの指示により出力を選択するように構成してもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can implement in various modifications. For example, the vector selection unit 34 normally selects an output in accordance with an instruction from the search range boundary vector detection unit 4, but the process when there is no vector candidate is output in accordance with an instruction from the small block vector candidate detection unit 33. May be selected.

また、上記した実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜に組み合わせることにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良いものである。さらに、異なる実施の形態に係る構成要素を適宜組み合わせても良いものである。   Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements according to different embodiments may be appropriately combined.

この発明の一実施形態を示すブロック構成図。The block block diagram which shows one Embodiment of this invention. 同実施形態のブロックマッチング処理を示す図。The figure which shows the block matching process of the embodiment. 同実施形態の要部の詳細を説明するために示すブロック構成図。The block block diagram shown in order to demonstrate the detail of the principal part of the embodiment. 小ブロックのサイズ及びその探索範囲の具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the size of a small block, and its search range. 大ブロックのサイズ及びその探索範囲の具体例を示す図。The figure which shows the specific example of the size of a large block, and its search range. 同実施形態の小ブロックベクトル候補検出のベクトル候補のベクトル値とSAD値の関係図。FIG. 7 is a relationship diagram between vector values and SAD values of vector candidates for small block vector candidate detection according to the embodiment. 同実施形態を説明するためのベクトルのプロット図。The vector plot for demonstrating the embodiment. 同実施形態フローチャート図。FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…補間フレーム作成装置、2…フレームメモリ、3…動きベクトル探索部、4…探索範囲境界ベクトル検出部、5…補間フレーム生成部、6…制御部、7…パネル、31…小ブロックベクトル検出部、32…大ブロックベクトル検出部、33…小ブロックベクトル候補検出部、34…ベクトル選択部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Interpolation frame production apparatus, 2 ... Frame memory, 3 ... Motion vector search part, 4 ... Search range boundary vector detection part, 5 ... Interpolation frame generation part, 6 ... Control part, 7 ... Panel, 31 ... Small block vector detection 32, large block vector detection unit, 33 ... small block vector candidate detection unit, 34 ... vector selection unit.

Claims (6)

入力動画の第1の画像と第2の画像の間の補間画像を生成する補間画像生成装置において、
前記第1の画像を保持するフレームメモリと、
前記フレームメモリに保持された第1の画像から大小2つの大きさの異なるブロックの動きベクトルを検出して出力し、また小ブロックのベクトル候補を検出してこれら前記ベクトル候補のベクトル情報を出力する動きベクトル探索部と、
前記動きベクトル探索部から出力された前記小ブロックのベクトル候補のベクトル情報から探索範囲境界ベクトルを検出する探索範囲境界ベクトル検出部と、
前記動きベクトル探索部の大小の2つのブロックの動きベクトルの出力の何れか一方を前記探索範囲境界ベクトルの検出結果に基づいて選択するベクトル選択部と、
選択された動きベクトルを用いて補間フレームを作成する補間フレーム作成部とを
備えたことを特徴とする補間画像生成装置。
In an interpolated image generating apparatus that generates an interpolated image between a first image and a second image of an input moving image,
A frame memory for holding the first image;
From the first image held in the frame memory, motion vectors of blocks of two different sizes are detected and output, and vector candidates of small blocks are detected and vector information of the vector candidates is output. A motion vector search unit;
A search range boundary vector detection unit that detects a search range boundary vector from vector information of vector candidates of the small blocks output from the motion vector search unit;
A vector selection unit that selects one of the motion vector outputs of the two large and small blocks of the motion vector search unit based on a detection result of the search range boundary vector;
An interpolation image generation apparatus comprising: an interpolation frame generation unit that generates an interpolation frame using a selected motion vector.
前記ベクトル候補が単数であるときには前記ベクトル選択部は小ブロックの動きベクトルの出力を選択することを特徴とする請求項1に記載の補間画像生成装置。   The interpolated image generation apparatus according to claim 1, wherein when the number of vector candidates is singular, the vector selection unit selects an output of a motion vector of a small block. 前記ベクトル情報はSAD値を含むことを特徴とする請求項1に記載の補間画像生成装置。   The interpolated image generation apparatus according to claim 1, wherein the vector information includes a SAD value. 前記ベクトル候補が無いときには前記ベクトル選択部は大ブロックの動きベクトルの出力を選択することを特徴とする請求項1に記載の補間画像生成装置。   The interpolated image generation apparatus according to claim 1, wherein when there is no vector candidate, the vector selection unit selects an output of a motion vector of a large block. 前記補間フレーム作成部の出力を入力し動画として表示するパネルを更に備えたことを特徴とする請求項1に記載の補間画像生成装置。   The interpolated image generation apparatus according to claim 1, further comprising a panel that inputs an output of the interpolation frame creation unit and displays the output as a moving image. 入力動画の第1の画像と第2の画像の間の補間画像を生成する補間画像生成方法であって、
前記第1の画像から大小2つの大きさの異なるブロックの動きベクトルを検出して出力し、また小ブロックのベクトル候補を検出してこれら前記ベクトル候補のベクトル情報を出力する動きベクトル探索工程と、
前記動きベクトル探索工程で出力された前記小ブロックのベクトル候補のベクトル情報から探索範囲境界ベクトルを検出する探索範囲境界ベクトル検出工程と、
前記動きベクトル探索工程での大小の2つのブロックの動きベクトルの出力の何れか一方を前記探索範囲境界ベクトルの検出結果に基づいて選択するベクトル選択工程と、
選択された動きベクトルを用いて補間フレームを作成する補間フレーム作成工程とを
含むことを特徴とする補間画像生成方法。
An interpolation image generation method for generating an interpolation image between a first image and a second image of an input moving image,
A motion vector search step of detecting and outputting motion vectors of blocks of two different sizes from the first image, and detecting vector candidates of small blocks and outputting vector information of the vector candidates;
A search range boundary vector detection step of detecting a search range boundary vector from vector information of vector candidates of the small block output in the motion vector search step;
A vector selection step of selecting any one of the motion vector outputs of the two large and small blocks in the motion vector search step based on the detection result of the search range boundary vector;
And an interpolation frame generating step of generating an interpolation frame using the selected motion vector.
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