JP2010178216A - Vector correction device, vector correction method, image interpolation device, television receiver, video reproducer, control program, and computer readable recording medium - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motion vector device capable of determining a highly reliable motion vector. <P>SOLUTION: In this vector correction device 100, a motion vector detecting section 3 detects a motion vector from original images f(t) and f(t+1). A statistics processing section 8 analogizes an analogical vector to be allocated to an undetermined block of an interposed image to which the detected motion vector is not allocated from the appearance frequency of motion vectors from an original image f(t-1) to the original image f(t) and the appearance frequency of motion vectors from an original image (t+2) to the original image f(t+1) in accordance with a determination result of a plotting direction in a plotting direction determining section 4. A vector allocating section 6 allocates the detected motion vector and the analogical vector to each block of the interpolated image. A vector correcting section 7 corrects an interpolation vector by replacing the analogical vector allocated to the undetermined block with the closest detected motion vector among detected motion vectors allocated to peripheral blocks. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置、および、ベクトル補正方法に関し、特に、画像補間装置、テレビジョン受像装置、映像再生装置、制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。   The present invention relates to a vector correction apparatus and vector correction method for correcting a vector assigned to each block of an interpolated image, and in particular, an image interpolation apparatus, a television receiver, a video reproduction apparatus, a control program, and a computer-readable program. The present invention relates to a simple recording medium.

24Hzのフィルム素材を60Hzや120Hzの表示装置に写す場合や、IP変換等で生成された60Hzのプログレッシブ信号を120Hzの表示装置に写す場合など原画像素材のフレーム数を変更する場合、時間的に連続した複数のフレームから動きベクトルを求め、動きベクトルに基づいて生成した内挿画像により画像信号のフレーム数を変換する技術が一般的に知られている。   When changing the number of frames of the original image material, such as when copying a 24 Hz film material to a 60 Hz or 120 Hz display device, or when copying a 60 Hz progressive signal generated by IP conversion or the like to a 120 Hz display device A technique is generally known in which a motion vector is obtained from a plurality of consecutive frames, and the number of frames of an image signal is converted by an interpolated image generated based on the motion vector.

図11は入力される60Hzの原画像と120Hzの出力画像との関係を示す図である。例えば、60Hzのプログレッシブ信号を120Hzの表示装置に写す場合、時間t−1における原画像11−1と時間tにおける原画像11−2とを用いて、時間的にちょうど半分(中間)の時刻において内挿画像11−3を作成して出力することにより、フレームレートを増やしている。   FIG. 11 is a diagram showing a relationship between an input 60 Hz original image and a 120 Hz output image. For example, when a 60 Hz progressive signal is copied to a 120 Hz display device, the original image 11-1 at time t-1 and the original image 11-2 at time t are used, and the time is exactly half (intermediate). The frame rate is increased by creating and outputting the interpolated image 11-3.

ここで、2枚の原画像から1枚の内挿画像を生成する一般的なプロセスについて説明する。まず、2枚の画像のうち動きベクトルを求める基準となる原画像を決める。図11における時刻tの画像をf(t)とすると、f(t−1)とf(t)とから内挿画像を生成する場合において、f(t−1)もしくはf(t)のいずれかを基準原画像とする。以下では、f(t−1)を基準画像とした場合について説明する。   Here, a general process for generating one interpolated image from two original images will be described. First, an original image serving as a reference for obtaining a motion vector is determined from the two images. Assuming that an image at time t in FIG. 11 is f (t), either f (t−1) or f (t) is generated when an interpolated image is generated from f (t−1) and f (t). Is the reference original image. Hereinafter, a case where f (t−1) is a reference image will be described.

図12は、ベクトルを算出するために基準画像をブロックに分割する例を示す図である。図12に示すとおり、基準画像であるf(t−1)は、動きベクトルを算出するための複数のブロックに分割される。図12における個所12−1のように、細い線で囲まれた部分は原画像のピクセルを意味し、この例では8ピクセル×8ピクセルの領域ごとに最小ブロック12−2を定義している。   FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which a reference image is divided into blocks in order to calculate a vector. As shown in FIG. 12, the reference image f (t−1) is divided into a plurality of blocks for calculating a motion vector. A portion surrounded by a thin line like a portion 12-1 in FIG. 12 means a pixel of the original image. In this example, a minimum block 12-2 is defined for each area of 8 pixels × 8 pixels.

次に定義された最小ブロックごとにf(t−1)とf(t)との間の動きベクトルを求める。動きベクトルの求め方としては、ブロックマッチングや勾配法など一般的な方法を用いる。   Next, a motion vector between f (t−1) and f (t) is obtained for each defined minimum block. As a method for obtaining the motion vector, a general method such as block matching or a gradient method is used.

このようにして基準原画像においては最小ブロックごとにもっとも信頼性の高いと思われる動きベクトルが検出される。通常よく行われる処理としては、このようにして決定された動きベクトルに対して、メディアンフィルタ等のフィルタリングを行い、誤検出を防ぐようにする。   In this way, in the reference original image, a motion vector that seems to have the highest reliability is detected for each minimum block. As a process that is normally performed, filtering such as a median filter is performed on the motion vector determined in this way to prevent erroneous detection.

次に、上記のようにして求められた動きベクトルを用いて内挿画像の各座標に対してベクトルの割付処理を行う。割付座標の単位は任意であるが、通常は基準画像のブロック単位より小さな領域が指定される。図12に示す例では、基準原画像を8ピクセル×8ピクセルで定義したので、例えば4ピクセル×2ピクセルのような小さな領域ごとに、内挿座標に対してベクトルが割り付けられる。   Next, vector allocation processing is performed on each coordinate of the interpolated image using the motion vector obtained as described above. The unit of the assigned coordinates is arbitrary, but usually an area smaller than the block unit of the reference image is designated. In the example shown in FIG. 12, since the reference original image is defined by 8 pixels × 8 pixels, a vector is assigned to the interpolation coordinates for each small region such as 4 pixels × 2 pixels.

内挿座標へのベクトルの割付について、簡略化のため、水平方向の1次元処理として図13を用いて説明する。図13は、内挿座標へのベクトルの割付の例を示す図である。基準原画像f(t−1)の座標xについて、矢印13−1で示す動きベクトルVxが求まったとすると、内挿画像を時間t−1と時間tのちょうど真ん中に内挿画像を作成する場合、Vxによって算出される内挿座標N(x)は、N(x)=x+Vx/2となる。   The assignment of vectors to interpolated coordinates will be described with reference to FIG. 13 as a one-dimensional process in the horizontal direction for simplification. FIG. 13 is a diagram illustrating an example of assigning vectors to interpolation coordinates. If the motion vector Vx indicated by the arrow 13-1 is obtained for the coordinate x of the reference original image f (t-1), the interpolated image is created in the middle of time t-1 and time t. , Vx, the interpolated coordinate N (x) is N (x) = x + Vx / 2.

このとき、N(x)が含まれる内挿座標の小ブロックに対して、ベクトルVxが割付けられる。この処理を基準原画像のすべてのブロックについて実行することで、内挿座標の小ブロック上にベクトルを割り付けていく。結果、内挿座標の各小ブロックについては、ベクトルが複数割付けられたり、全く割付けられなかったりする箇所が発生するが、通常は複数割付けられた場合は、割付けられたベクトルのうち、そのベクトルを用いて計算したf(t−1)およびf(t)の特定領域との相関が最も高いもので代表する。また全く割付けられなかった場合は、ゼロベクトルで代用する。よく知られている処理としては割付けられたベクトルに対してメディアンフィルタ等のフィルタリング処理を施し、最終ベクトルとする。   At this time, the vector Vx is assigned to the small block of the interpolation coordinates including N (x). By executing this processing for all the blocks of the reference original image, vectors are allocated on the small blocks of the interpolation coordinates. As a result, for each small block of interpolated coordinates, there are places where multiple vectors are assigned or not assigned at all, but usually when multiple assignments are made, of the assigned vectors, This is represented by the highest correlation between f (t-1) and f (t) calculated using the specific region. If no assignment is made, a zero vector is used instead. As a well-known process, the assigned vector is subjected to a filtering process such as a median filter to obtain a final vector.

最後に、最終的に求められた内挿座標上の割付ベクトルを用いて、f(t−1)もしくはf(t)の座標を計算し、片方もしくは両方の画像を用いて内挿画像を生成する。   Finally, using the finally obtained allocation vector on the interpolated coordinates, calculate the coordinates of f (t-1) or f (t) and generate an interpolated image using one or both images To do.

以上が一般的な内挿画像を作成する処理であるが、さらに動きベクトルの信頼性を向上し、内挿画像におけるアーティファクトを減少させるため双方向ベクトルを導入した処理が提案されている。双方向ベクトルとは、図13においてf(t−1)を基準画像としてf(t)の画像を参照して前方向動きベクトルと、f(t)を基準画像としてf(t−1)の画像を参照した後方向動きベクトルとの両方向のベクトルのことをいう。   The above is a process for creating a general interpolated image, but a process that introduces a bidirectional vector has been proposed in order to further improve the reliability of the motion vector and reduce artifacts in the interpolated image. In FIG. 13, the bidirectional vector refers to the forward motion vector with reference to the image f (t) with f (t−1) as the reference image in FIG. 13, and f (t−1) with f (t) as the reference image. This refers to a vector in both directions with a backward motion vector referring to an image.

ところで、内挿画像を生成して画像を補間する場合、「消える領域」および「現れる領域」が問題となる。例えば、原画像f(t−1)と原画像f(t)との間において物体が移動する場合、物体の移動によって、f(t−1)では物体に隠れていないが、f(t)では物体に隠れている背景の領域を「消える領域」と呼び、f(t−1)では物体に隠れているが、f(t)では物体に隠れていない背景の領域を「現れる領域」と呼ぶ。そのため、「消える領域」の情報(背景領域の画像データ)はf(t−1)にのみ存在し、「現れる領域」の情報(背景領域の画像データ)はf(t)にのみ存在する。ここで、上述した勾配法やブロックマッチングでは、動きベクトルが存在しないという解が存在せず、計算式上の解(勾配法)または画素相関値の最も小さな領域(すなわち画素相関の高い領域)を解として導く手法である。   By the way, when an interpolated image is generated and an image is interpolated, “disappearing area” and “appearing area” become a problem. For example, when an object moves between the original image f (t-1) and the original image f (t), the object is not hidden by f (t-1) due to the movement of the object, but f (t) Then, the background area hidden behind the object is called “disappearing area”, and the background area hidden behind the object at f (t−1) but not hidden at f (t) is called “appearing area”. Call. Therefore, “disappearing area” information (background area image data) exists only in f (t−1), and “appearing area” information (background area image data) exists only in f (t). Here, in the gradient method and block matching described above, there is no solution that there is no motion vector, and the solution in the calculation formula (gradient method) or the region with the smallest pixel correlation value (ie, the region with high pixel correlation) is used. It is a technique that leads as a solution.

したがって、f(t−1)からf(t)へ動きベクトルを求めた場合、「消える領域」は対応点がなく、周辺の任意の類似点に向かって動きベクトルが示され、f(t)からf(t−1)へ動きベクトルを求めた場合、「現れる領域」は対応点がなく、周辺の任意の類似点に向かってベクトルが示される。   Therefore, when a motion vector is obtained from f (t−1) to f (t), the “disappearing region” has no corresponding point, and the motion vector is indicated toward any similar point in the vicinity, and f (t) When the motion vector is obtained from f (t−1), the “appearing region” has no corresponding point, and the vector is shown toward any similar point in the vicinity.

このようにして決定された動きベクトルに基づいて内挿画像を作成する場合、原画像f(t−1)もしくは原画像f(t)のどちらかを使用して内挿画像を作成すると、内挿画像において「消える領域」もしくは「現れる領域」に対応する領域に物体が映し出されてしまう。また、原画像f(t−1)と原画像f(t)の両方を使用して内挿画像を作成する場合、「消える領域」および「現れる領域」の両方に物体が映し出されてしまい、生成される内挿画像の精度は低下するという問題が発生する。   When creating an interpolated image based on the motion vector thus determined, if an interpolated image is created using either the original image f (t-1) or the original image f (t), In the inset image, the object is projected in an area corresponding to the “disappearing area” or the “appearing area”. In addition, when creating an interpolated image using both the original image f (t−1) and the original image f (t), the object is projected in both the “disappearing area” and the “appearing area”. There arises a problem that the accuracy of the generated interpolated image is lowered.

これに対して、「消える領域」、「現れる領域」を考慮して画像を補間する構成は、例えば、特許文献1〜3に開示されている。   On the other hand, configurations for interpolating images in consideration of “disappearing regions” and “appearing regions” are disclosed in, for example, Patent Documents 1 to 3.

特開平8−9339号公報(1996年1月12日)JP-A-8-9339 (January 12, 1996) 特開平7−336688号公報(1995年12月22日)JP 7-336688 A (December 22, 1995) 特開平9−214899号公報(1997年8月15日)JP-A-9-214899 (August 15, 1997)

しかしながら、上記従来の構成は、「消える領域」、「現れる領域」を考慮した画像の補間方法ではあるが、内挿画像を精度良く生成することができないという問題が生じる。   However, although the conventional configuration described above is an image interpolation method considering “disappearing area” and “appearing area”, there is a problem that an interpolated image cannot be generated with high accuracy.

例えば、時間的に前の原画像をf(t)と時間的に後の原画像をf(t+1)とし、f(t)の時間的にひとつ前の原画像をf(t−1)、f(t+1)の時間的にひとつ後の原画像をf(t+2)とする。特許文献1や特許文献3の記載の構成では、f(t)とf(t+1)の間に内挿画を生成すると、「消える領域」、「現れる領域」に割り付けるベクトルにf(t−1)とf(t)との間で求めた動きベクトルやf(t+1)とf(t+2)との間で求めた動きベクトルを割り当てる構成となっている。これは、物体および背景領域が等速運動をすることを前提としている。実際の映像においては、物体が完全に等速運動している場合は少なく、また、加減速運動する物体をカメラが追いかけることにより、相対的に背景領域が加減速をすることになる。   For example, the original image temporally before is f (t), the original image temporally after is f (t + 1), the original image immediately before f (t) is f (t−1), Let f (t + 2) be the original image immediately after f (t + 1). In the configurations described in Patent Document 1 and Patent Document 3, when an interpolation is generated between f (t) and f (t + 1), f (t−1) is assigned to a vector assigned to “disappearing region” and “appearing region”. And a motion vector obtained between f (t + 1) and f (t + 2). This is based on the premise that the object and the background area move at a constant speed. In an actual video, there are few cases where the object is moving at a uniform speed, and the background area relatively accelerates / decelerates when the camera follows the object that is accelerating / decelerating.

図4は、背景の動き量が変化する状態を説明するための図であって、時刻t−1における原画像f(t−1)、時刻tにおける原画像f(t)、時刻t+1における原画像f(t+1)、時刻t+2における原画像f(t+2)および時刻t+3における原画像f(t+3)の一例を示す図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining a state in which the amount of motion of the background changes. The original image f (t−1) at time t−1, the original image f (t) at time t, and the original image at time t + 1. It is a figure which shows an example of the image f (t + 1), the original image f (t + 2) in the time t + 2, and the original image f (t + 3) in the time t + 3.

図4において、符号4−1の四角で囲った部分は、動きベクトル検出を行う1つの画素グループを指している。アルファベットを記した画素グループを背景の領域とし、符号4−2の斜線で記した部分を物体の領域とする。また、符号4−3の矢印は物体の動きベクトルを示し、符号4−4は背景の動きベクトルを示している。今、映像としては、アルファベットで示されるような背景の中、物体が加速をしていく様子を例に説明する。カメラは物体を中心に捉えるように物体を追って撮影するものとする。加速する速度は、フレームおきに2ブロック/フレームであるものとする。   In FIG. 4, a portion surrounded by a square denoted by reference numeral 4-1 indicates one pixel group that performs motion vector detection. A pixel group in which alphabets are written is set as a background area, and a portion indicated by hatched lines 4-2 is set as an object area. An arrow 4-3 indicates an object motion vector, and a reference 4-4 indicates a background motion vector. Now, as an image, a case where an object accelerates in the background as indicated by the alphabet will be described as an example. It is assumed that the camera follows the object so as to capture the object as the center. It is assumed that the acceleration speed is 2 blocks / frame every other frame.

原画像f(t−1)と原画像f(t)では、加速する物体は静止して撮像されており、相対的に背景は左方向に2ブロック/フレームの速度で動いている。原画像f(t)と原画像f(t+1)では、加速する物体は静止して撮像されており、相対的に背景は4ブロック/フレームの速度で動いている。原画像f(t+1)と原画像f(t+2)では、加速する物体は静止して撮像され、相対的に背景は6ブロック/フレームの速度で動いている。原画像f(t+2)と原画像f(t+3)では、加速する物体は静止して撮像され、相対的に背景は8ブロック/フレームの速度で動いている。   In the original image f (t-1) and the original image f (t), the accelerating object is imaged stationary, and the background is relatively moving leftward at a speed of 2 blocks / frame. In the original image f (t) and the original image f (t + 1), the accelerating object is imaged stationary, and the background relatively moves at a speed of 4 blocks / frame. In the original image f (t + 1) and the original image f (t + 2), the accelerating object is imaged stationary, and the background is relatively moving at a speed of 6 blocks / frame. In the original image f (t + 2) and the original image f (t + 3), the accelerating object is imaged stationary, and the background moves relatively at a speed of 8 blocks / frame.

このフレームを使用して時間的に2枚の原画像の1/2の位置における内挿画を作成する場合について、図5を用いて説明する。図5は、図4の原画像から内挿画像を作画した場合に生じる問題点を説明するための図であって、原画像の中間時点に内挿画を作成した場合の様子を示す図である。図5では、時刻t−0.5における内挿画像f(t−0.5)、時刻t+0.5における内挿画像f(t+0.5)、時刻t+1.5における内挿画像f(t+1.5)および時刻t+2.5における原画像f(t+2.5)を示している。   A case where an interpolated image at a half position of two original images in terms of time is created using this frame will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining a problem that occurs when an interpolated image is created from the original image of FIG. 4, and shows a state when the interpolated image is created at an intermediate point in time of the original image. . In FIG. 5, the interpolated image f (t−0.5) at time t−0.5, the interpolated image f (t + 0.5) at time t + 0.5, and the interpolated image f (t + 1. 5) and the original image f (t + 2.5) at time t + 2.5.

図5において、符号5−1は動きベクトル検出を行う1つの画素グループを指している。アルファベットが記されている画素グループは背景であり、図4に示す画素グループ4−1に相当する。また、符号5−2の斜線で示される部分は物体を示しており、図4の領域4−2に相当する。   In FIG. 5, reference numeral 5-1 indicates one pixel group that performs motion vector detection. The pixel group in which the alphabet is written is the background and corresponds to the pixel group 4-1 shown in FIG. Further, the portion indicated by the hatched line of reference numeral 5-2 represents an object and corresponds to a region 4-2 in FIG.

符号5−3Aの実線で示される矢印は、物体部の内挿画f(t−0.5)が時間的に過去の原画像f(t−1)を参照していることを示す。符号5−3Bの実線で示される矢印は物体部の内挿画f(t−0.5)が時間的に未来の原画像f(t)を参照していることを示す。矢印5−3A、5−3Bは、図4の動きベクトル4−3に相当する。符号5−4Aの実線で示される矢印は、背景部の内挿画f(t−0.5)が時間的に過去の原画像f(t−1)を参照していることを示す。符号5−4Bの実線で示される矢印は背景部の内挿画f(t−0.5)が時間的に未来の原画像f(t)を参照していることを示す。矢印5−4A、5−4Bは、図4の動きベクトル4−4に相当する。符号5−11の点線で示される矢印は内挿画の「消える領域」であり、時間的に過去の原画像f(t−1)からのみ作画することを示す。   An arrow indicated by a solid line of reference numeral 5-3A indicates that the interpolated image f (t-0.5) of the object part refers to the original image f (t-1) in the past. An arrow indicated by a solid line 5-3B indicates that the interpolation image f (t-0.5) of the object part refers to the original image f (t) of the future in time. Arrows 5-3A and 5-3B correspond to the motion vector 4-3 in FIG. An arrow indicated by a solid line 5-4A indicates that the interpolated image f (t-0.5) in the background portion refers to the past original image f (t-1) in terms of time. An arrow indicated by a solid line 5-4B indicates that the interpolated image f (t-0.5) in the background portion refers to the original image f (t) of the future in time. Arrows 5-4A and 5-4B correspond to the motion vector 4-4 in FIG. An arrow indicated by a dotted line 5-11 is a “disappearing area” of the interpolation, and indicates that the drawing is performed only from the past original image f (t−1) in terms of time.

ここで、物体によって隠される背景の「消える領域」に着目して説明する。まず、原画f(t)と原画f(t+1)間では、物体と背景の‘G’が内挿画f(t+0.5)に双方向からブレンドされる。物体と‘G’の間が「消える領域」と認識され、過去のみから作画しようとする。このとき「消える領域」に割り当てられるベクトルは、特許文献1〜3に従えば、前回検出した背景の動きベクトルとなる。   Here, a description will be given focusing on the “disappearing area” of the background hidden by the object. First, between the original image f (t) and the original image f (t + 1), the object and background 'G' are blended in both directions to the interpolated image f (t + 0.5). The space between the object and ‘G’ is recognized as the “disappearing region”, and the image is to be drawn only from the past. At this time, according to Patent Documents 1 to 3, the vector assigned to the “disappearing region” is the background motion vector detected last time.

2ブロック/フレームで背景は加速しているので、原画f(t−1)と原画f(t)との間で、背景は2ブロック動く。したがって、‘D’、‘E’が内挿画f(t+0.5)に表示される。内挿画f(t+0.5)では、背景が“DEG”となり、“EG”間に非連続点が発生する。   Since the background is accelerating at 2 blocks / frame, the background moves 2 blocks between the original image f (t-1) and the original image f (t). Therefore, 'D' and 'E' are displayed in the interpolated image f (t + 0.5). In the interpolated image f (t + 0.5), the background is “DEG”, and discontinuous points are generated between “EG”.

また、原画f(t+1)と原画f(t+2)との間では、物体領域と背景領域の‘M’の画素グループが内挿画f(t+1.5)に双方向からブレンドされる。物体と‘M’の間が「消える領域」と認識され、過去のみから作画しようとする。このとき「消える領域」に割り当てるベクトルは、特許文献1〜3に従えば、前回検出した背景の動きベクトルとなる。   Further, between the original image f (t + 1) and the original image f (t + 2), the pixel group of “M” in the object region and the background region is blended into the interpolated image f (t + 1.5) from both directions. The area between the object and 'M' is recognized as the “disappearing area”, and the image is to be drawn only from the past. At this time, according to Patent Documents 1 to 3, the vector assigned to the “disappearing region” is the motion vector of the background detected last time.

2ブロック/フレームで背景は加速しているので原画f(t)と原画f(t+1)間の背景の動きは4となる。したがって、‘I’‘J’‘K’が内挿画f(t+1.5)に表示される。内挿画f(t+1.5)では背景が“IJKM”となり、“KM”間に非連続点が発生する。原画f(t+2)と原画f(t+3)間では、物体と背景の‘U’が内挿画f(t+2.5)に双方向からブレンドされるが、物体と‘U’との間が「消える領域」と認識され、過去のみから作画しようとする。このとき「消える領域」に割り当てるベクトルは、特許文献1〜3に従えば、前回検出した背景の動きベクトルとなる。   Since the background is accelerating at 2 blocks / frame, the background motion between the original image f (t) and the original image f (t + 1) is 4. Therefore, “I”, “J”, and “K” are displayed in the interpolated image f (t + 1.5). In the interpolated image f (t + 1.5), the background is “IJKM”, and discontinuous points occur between “KM”. Between the original image f (t + 2) and the original image f (t + 3), 'U' of the object and the background is blended from both directions into the interpolated image f (t + 2.5), but the space between the object and 'U' disappears. It is recognized as “region” and tries to draw from the past. At this time, according to Patent Documents 1 to 3, the vector assigned to the “disappearing region” is the motion vector of the background detected last time.

2ブロック/フレームで背景は加速しているので原画f(t+1)と原画f(t+2)間の背景は6ブロック動く。したがって、‘P’‘Q’‘R’‘S’が内挿画f(t+2.5)に表示される。内挿画f(t+2.5)では背景が“PQRSU”となり、“SU”間に不連続点が発生する。ここまで、「消える領域」について説明したが、「現れる領域」についても説明は省略するが同様の現象が発生する。   Since the background accelerates at 2 blocks / frame, the background between the original image f (t + 1) and the original image f (t + 2) moves by 6 blocks. Therefore, “P”, “Q”, “R”, and “S” are displayed in the interpolated image f (t + 2.5). In the interpolated image f (t + 2.5), the background becomes “PQRSU”, and discontinuous points occur between “SU”. Up to this point, the “disappearing region” has been described, but the same phenomenon occurs even though the description of the “appearing region” is omitted.

このように特許文献1〜3に従った場合、フレーム間の微妙な動きの変化によって内挿画上に物体の輪郭に沿って不連続点が発生してしまい、良質な内挿画が得られない問題が発生する。   As described above, when Patent Documents 1 to 3 are followed, a discontinuous point occurs along the contour of the object on the interpolation due to a subtle change in motion between frames, and a good quality interpolation cannot be obtained. Will occur.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、内挿画像の破綻を防止し、精度良く内挿画像を生成するために、信頼性の高い動きベクトルを決定することが可能なベクトル補正装置、ベクトル補正方法、画像補間装置、テレビジョン受像装置、映像再生装置、制御プログラム、および、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to determine a highly reliable motion vector in order to prevent the interpolation image from being broken and to accurately generate the interpolation image. An object of the present invention is to provide a vector correction device, a vector correction method, an image interpolation device, a television receiver, a video reproduction device, a control program, and a computer-readable recording medium.

本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する検出手段と、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推手段と、上記検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   The vector correction apparatus according to the present invention interpolates between a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction device that corrects a vector assigned to each block of an interpolated image to be executed, starting from each block of the first original image from the first original image and the second original image, Detecting means for detecting a motion vector whose end point is one of the blocks of the second original image; and for each block of the interpolated image, drawing from only the first original image, The drawing direction determining means for determining whether to draw only from the original image or from both the first original image and the second original image, and depending on the determination result of the drawing direction determining means, Detected by the detection means in the block of the inset image An analogy vector for allocating to the undetermined block to which the assigned motion vector is not allocated is a block within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at the third time before the first time. In the block of the interpolated image according to the first analogizing means that infers from the appearance frequency of the motion vector whose starting point is one of the blocks of the first original image and the drawing direction determining means. An analog vector for allocating to an undetermined block to which a motion vector detected by the detecting means is not allocated is a predetermined range from the undetermined block in a fourth original image at a fourth time after the second time. Analogize from the appearance frequency of motion vectors starting from a block inside and ending at any block of the second original image Allocation means for allocating the motion vector detected by the second analogy means, the motion vector detected by the detection means, and the analogy vector estimated by the first analogy means and the second analogy means to each block of the interpolated image; Correction means for replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to blocks within a predetermined range from the undetermined block. It is a feature.

上記の構成によれば、本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付ける内挿ベクトルを補正する。   According to said structure, the vector correction apparatus which concerns on this invention is the 1st original image corresponding to 1st time, and the 2nd original image corresponding to 2nd time after 1st time The interpolation vector assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between is corrected.

検出手段は、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する。   The detecting means is a motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the second original image from the first original image and the second original image. Is detected.

作画方向判定手段は、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する。作画方向判定手段は、例えば、特許文献1〜3のような手法により、作画方向の判定を行う。   The drawing direction determining means draws each block of the interpolated image from only the first original image, draws only from the second original image, or draws the first original image and the first image. Whether to draw from both of the two original images is determined. The drawing direction determination means determines the drawing direction using a technique such as that disclosed in Patent Documents 1 to 3.

また、第1類推手段は、内挿画像のブロックにおいて検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックであって、作画方向判定手段において第1の原画像のみを用いて作画すると判定された未定ブロックに割り付けるためのベクトルとして、第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルのうち最も出現頻度の高いベクトルを選択する。   The first analogizing means is an undetermined block to which the motion vector detected by the detecting means is not assigned in the block of the interpolated image, and the drawing direction determining means determines that the drawing is performed using only the first original image. As a vector to be assigned to the undetermined block, any one of the first original images starting from a block within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at the third time before the first time. A vector having the highest appearance frequency is selected from motion vectors having the block as an end point.

また、第2類推手段は、内挿画像のブロックにおいて検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックであって、作画方向判定手段において第2の原画像のみを用いて作画すると判定された未定ブロックに割り付けるためのベクトルとして、第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルのうち最も出現頻度の高いベクトルを選択する。   The second analogizing means is an undetermined block to which the motion vector detected by the detecting means is not assigned in the block of the interpolated image, and the drawing direction determining means determines that the drawing is performed using only the second original image. As a vector to be assigned to the undetermined block, any of the second original images starting from a block within a predetermined range from the undetermined block in the fourth original image at a fourth time after the second time is used. A vector having the highest appearance frequency is selected from motion vectors having the block as an end point.

割付手段は、検出手段によって検出された動きベクトルと、第1類推手段および第2類推手段によって類推されたベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける。   The assigning means assigns the motion vector detected by the detecting means and the vector estimated by the first analogizing means and the second analogizing means to each block of the interpolated image.

そして、補正手段は、未定ブロックに割り付けられた内挿ベクトルを、未定ブロックから所定の範囲内にある未定ブロック以外のブロックに割り付けられた内挿ベクトル(すなわち、類推ベクトルが割り付けれたブロックの周辺のブロックに割り付けられた内挿ベクトルのうち、検出手段によって検出された内挿ベクトル)のうち最も近い内挿ベクトルに置き換える。補正手段は、類推ベクトルと周辺のブロックに割り付けられた内挿ベクトルの差分をとり、類推ベクトルを、当該類推ベクトルとの差が最も小さいベクトルに置き換える。   Then, the correcting means converts the interpolation vector assigned to the undetermined block to the interpolation vector assigned to a block other than the undetermined block within the predetermined range from the undetermined block (that is, the periphery of the block to which the analogy vector is assigned). Among the interpolation vectors assigned to the block, the nearest interpolation vector of the interpolation vectors detected by the detection means) is replaced. The correction means takes the difference between the analogy vector and the interpolation vector assigned to the surrounding blocks, and replaces the analogy vector with a vector having the smallest difference from the analogy vector.

これにより、本発明に係るベクトル補正装置は、第3の原画像と上記第1の原画像との間の動きベクトルおよび上記第2の原画像と上記第4の原画像間の動きベクトルを、内挿ベクトルとして直接使用することがない。すなわち、内挿ベクトルとして、類推ベクトルを用いない。したがって、フレーム間で動きに変化が生じても、第1の原画像と第2の原画像の間において検出された動きベクトルを内挿ベクトルとして使用するので、不連続点が背景に発生することなく、良質な内挿画像を得ることが可能となる。   Thereby, the vector correction apparatus according to the present invention calculates the motion vector between the third original image and the first original image and the motion vector between the second original image and the fourth original image, It is not used directly as an interpolation vector. That is, no analogy vector is used as the interpolation vector. Therefore, even if a change in motion occurs between frames, a motion vector detected between the first original image and the second original image is used as an interpolation vector, so that discontinuities occur in the background. Therefore, it is possible to obtain a good quality interpolated image.

本発明に係るベクトル補正方法は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正方法であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する検出ステップと、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定ステップと、上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出ステップにより検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推ステップと、上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出ステップにより検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推ステップと、上記検出ステップによって検出された動きベクトルと、上記第1類推ステップおよび上記第2類推ステップによって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付ステップと、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴としている。   The vector correction method according to the present invention interpolates between a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction method for correcting a vector assigned to each block of an interpolated image to be executed, starting from each block of the first original image from the first original image and the second original image, A detection step of detecting a motion vector whose end point is one of the blocks of the second original image, and each block of the interpolated image is drawn from only the first original image, or the second According to the drawing direction determination step for determining whether to draw only from the original image or from both the first original image and the second original image, and according to the determination result of the drawing direction determination step, In the block of the inset image, the above detection scan An analogy vector for allocating to the undetermined block to which the motion vector detected by the mapping is not allocated is within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at the third time before the first time. A first analogizing step that estimates from the appearance frequency of a motion vector having a block at the start point as a start point and any block of the first original image as an end point, and the interpolation according to the determination result of the drawing direction determination step In the fourth original image at the fourth time after the second time, the analog block for allocating the motion vector detected by the detection step in the image block to the undetermined block is not determined. Motion starting from a block within a predetermined range from and starting from one of the blocks of the second original image A second analogy step inferred from the appearance frequency of the kuttle, the motion vector detected in the detection step, and the analogical vector inferred by the first analogy step and the second analogy step are respectively represented in the interpolated image. An assigning step for assigning to a block, and a correction step for replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to blocks within a predetermined range from the undetermined block. It is characterized by including.

上記の構成によれば、本発明に係るベクトル補正装置と同様の作用効果を奏する。   According to said structure, there exists an effect similar to the vector correction apparatus which concerns on this invention.

本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する検出手段と、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推手段と、上記検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   The vector correction apparatus according to the present invention interpolates between a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction apparatus that corrects a vector assigned to each block of an interpolated image to be executed, starting from each block of the second original image from the first original image and the second original image, Detection means for detecting a motion vector whose end point is one of the blocks of the first original image, and each block of the interpolated image is drawn only from the first original image, or the second The drawing direction determining means for determining whether to draw only from the original image or from both the first original image and the second original image, and depending on the determination result of the drawing direction determining means, Detected by the detection means in the block of the inset image An analogy vector for allocating to the undetermined block to which the assigned motion vector is not allocated is a block within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at the third time before the first time. In the block of the interpolated image according to the first analogizing means that infers from the appearance frequency of the motion vector whose starting point is one of the blocks of the first original image and the drawing direction determining means. An analog vector for allocating to an undetermined block to which a motion vector detected by the detecting means is not allocated is a predetermined range from the undetermined block in a fourth original image at a fourth time after the second time. Analogize from the appearance frequency of motion vectors starting from a block inside and ending at any block of the second original image Allocation means for allocating the motion vector detected by the second analogy means, the motion vector detected by the detection means, and the analogy vector estimated by the first analogy means and the second analogy means to each block of the interpolated image; Correction means for replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to blocks within a predetermined range from the undetermined block. It is a feature.

上記の構成によれば、本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付ける内挿ベクトルを補正する。   According to said structure, the vector correction apparatus which concerns on this invention is the 1st original image corresponding to 1st time, and the 2nd original image corresponding to 2nd time after 1st time The interpolation vector assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between is corrected.

検出手段は、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する。   The detection means is a motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image from the first original image and the second original image. Is detected.

作画方向判定手段は、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する。作画方向判定手段は、例えば、特許文献1〜3のような手法により、作画方向の判定を行う。   The drawing direction determining means draws each block of the interpolated image from only the first original image, draws only from the second original image, or draws the first original image and the first image. Whether to draw from both of the two original images is determined. The drawing direction determination means determines the drawing direction using a technique such as that disclosed in Patent Documents 1 to 3.

また、第1類推手段は、内挿画像のブロックにおいて検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックであって、作画方向判定手段において第1の原画像のみを用いて作画すると判定された未定ブロックに割り付けるためのベクトルとして、第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルのうち最も出現頻度の高いベクトルを選択する。   The first analogizing means is an undetermined block to which the motion vector detected by the detecting means is not assigned in the block of the interpolated image, and the drawing direction determining means determines that the drawing is performed using only the first original image. As a vector to be assigned to the undetermined block, any one of the first original images starting from a block within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at the third time before the first time. A vector having the highest appearance frequency is selected from motion vectors having the block as an end point.

また、第2類推手段は、内挿画像のブロックにおいて検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックであって、作画方向判定手段において第2の原画像のみを用いて作画すると判定された未定ブロックに割り付けるためのベクトルとして、第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルのうち最も出現頻度の高いベクトルを選択する。   The second analogizing means is an undetermined block to which the motion vector detected by the detecting means is not assigned in the block of the interpolated image, and the drawing direction determining means determines that the drawing is performed using only the second original image. As a vector to be assigned to the undetermined block, any of the second original images starting from a block within a predetermined range from the undetermined block in the fourth original image at a fourth time after the second time is used. A vector having the highest appearance frequency is selected from motion vectors having the block as an end point.

割付手段は、検出手段によって検出された動きベクトルと、第1類推手段および第2類推手段によって類推されたベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける。   The assigning means assigns the motion vector detected by the detecting means and the vector estimated by the first analogizing means and the second analogizing means to each block of the interpolated image.

そして、補正手段は、未定ブロックに割り付けられた内挿ベクトルを、未定ブロックから所定の範囲内にある未定ブロック以外のブロックに割り付けられた内挿ベクトル(すなわち、類推ベクトルが割り付けれたブロックの周辺のブロックに割り付けられた内挿ベクトルのうち、検出手段によって検出された内挿ベクトル)のうち最も近い内挿ベクトルに置き換える。補正手段は、類推ベクトルと周辺のブロックに割り付けられた内挿ベクトルの差分をとり、類推ベクトルを、当該類推ベクトルとの差が最も小さいベクトルに置き換える。   Then, the correcting means converts the interpolation vector assigned to the undetermined block to the interpolation vector assigned to a block other than the undetermined block within the predetermined range from the undetermined block (that is, the periphery of the block to which the analogy vector is assigned). Among the interpolation vectors assigned to the block, the nearest interpolation vector of the interpolation vectors detected by the detection means) is replaced. The correction means takes the difference between the analogy vector and the interpolation vector assigned to the surrounding blocks, and replaces the analogy vector with a vector having the smallest difference from the analogy vector.

これにより、本発明に係るベクトル補正装置は、第3の原画像と上記第1の原画像との間の動きベクトルおよび上記第2の原画像と上記第4の原画像間の動きベクトルを、内挿ベクトルとして直接使用することがない。すなわち、内挿ベクトルとして、類推ベクトルを用いない。したがって、フレーム間で動きに変化が生じても、第1の原画像と第2の原画像の間において検出された動きベクトルを内挿ベクトルとして使用するので、不連続点が背景に発生することなく、良質な内挿画像を得ることが可能となる。   Thereby, the vector correction apparatus according to the present invention calculates the motion vector between the third original image and the first original image and the motion vector between the second original image and the fourth original image, It is not used directly as an interpolation vector. That is, no analogy vector is used as the interpolation vector. Therefore, even if a change in motion occurs between frames, a motion vector detected between the first original image and the second original image is used as an interpolation vector, so that discontinuities occur in the background. Therefore, it is possible to obtain a good quality interpolated image.

本発明に係るベクトル補正方法は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正方法であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する検出ステップと、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定ステップと、上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出ステップにより検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推ステップと、上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出ステップにより検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推ステップと、上記検出ステップによって検出された動きベクトルと、上記第1類推ステップおよび上記第2類推ステップによって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付ステップと、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴としている。   The vector correction method according to the present invention interpolates between a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction method for correcting a vector assigned to each block of an interpolated image, wherein each block of the second original image is set as a starting point from the first original image and the second original image. A detection step of detecting a motion vector whose end point is one of the blocks of the first original image, and each block of the interpolated image is drawn from only the first original image, or the second According to the drawing direction determination step for determining whether to draw only from the original image or from both the first original image and the second original image, and according to the determination result of the drawing direction determination step, In the block of the inset image, the above detection scan An analogy vector for allocating to the undetermined block to which the motion vector detected by the mapping is not allocated is within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at the third time before the first time. A first analogizing step that estimates from the appearance frequency of a motion vector having a block at the start point as a start point and any block of the first original image as an end point, and the interpolation according to the determination result of the drawing direction determination step In the fourth original image at the fourth time after the second time, the analog block for allocating the motion vector detected by the detection step in the image block to the undetermined block is not determined. Motion starting from a block within a predetermined range from and starting from one of the blocks of the second original image A second analogy step inferred from the appearance frequency of the kuttle, the motion vector detected in the detection step, and the analogical vector inferred by the first analogy step and the second analogy step are each of the interpolated images. An assigning step for assigning to a block, and a correcting step for replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to blocks within a predetermined range from the undetermined block. It is characterized by including.

上記の構成によれば、本発明に係るベクトル補正装置と同様の作用効果を奏する。   According to said structure, there exists an effect similar to the vector correction apparatus which concerns on this invention.

本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する第1検出手段と、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する第2検出手段と、上記前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向動きベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第1判定手段と、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第2判定手段と、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された前方向動きベクトルおよび後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された前方向動きベクトルおよび後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推手段と、上記検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   The vector correction apparatus according to the present invention interpolates between a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction device that corrects a vector assigned to each block of an interpolated image to be executed, starting from each block of the first original image from the first original image and the second original image, From the first detection means for detecting a forward motion vector whose end point is one of the blocks of the second original image, the first original image, and the second original image, the second original image Second detection means for detecting a backward motion vector starting from each block and ending at any block of the first original image; a starting point of the forward motion vector; and an end point of the forward motion vector The distance from the end point of the backward motion vector starting from A first determination unit that determines that the forward motion vector is not assigned to the block of the interpolated image when the threshold value is greater than a predetermined threshold; a starting point of the backward motion vector; and an end point of the backward motion vector as a starting point Second determination means for determining that the backward vector is not allocated to the block of the interpolated image when the interval from the end point of the forward motion vector to be performed is greater than a predetermined threshold, and each block of the interpolated image In contrast, it is determined whether to draw from only the first original image, to draw from only the second original image, or to draw from both the first original image and the second original image. The forward motion vector detected by the first detection means and the second detection means in the block of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determination means and the drawing direction determination means. Blocks that are within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at a third time prior to the first time, the analogy vector for allocating to the undetermined block to which no backward motion vector is assigned And a block of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determination means, and first analogy means for estimating from the appearance frequency of a motion vector whose starting point is any block of the first original image In this case, an analogy vector for allocating to the undetermined block to which the forward motion vector and the backward motion vector detected by the first detection unit and the second detection unit are not allocated is set to a fourth time after the second time. Any one of the second original images starting from a block within a predetermined range from the undetermined block in the fourth original image at the time Second analogy means for inferring from the appearance frequency of the motion vector having the block as the end point, the motion vector detected by the detecting means, and the analogy vector estimated by the first analogy means and the second analogy means The assigning means for assigning each block of the interpolated image and the analogy vector assigned to the undetermined block are the most similar to the analogy vector among the motion vectors assigned to the blocks within a predetermined range from the undetermined block. It is characterized by comprising correction means for replacing with a near motion vector.

上記の構成によれば、本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付ける内挿ベクトルを補正する。   According to said structure, the vector correction apparatus which concerns on this invention is the 1st original image corresponding to 1st time, and the 2nd original image corresponding to 2nd time after 1st time The interpolation vector assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between is corrected.

第1検出手段は、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する。また、第2検出手段は、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する。   The first detection means starts each block of the first original image from the first original image and the second original image, and uses any block of the second original image as an end point. A forward motion vector is detected. Further, the second detection means starts each block of the second original image from the first original image and the second original image, and sets any block of the first original image as an end point. The backward motion vector is detected.

第1判定手段は、上記前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向動きベクトルを上記内挿ベクトルとして割り付けないと判定する。また、第2判定手段は、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルを上記内挿ベクトルとして割り付けないと判定する。   When the interval between the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector is greater than a predetermined threshold, the first determination unit Is not assigned as the interpolation vector. Further, the second determination means, when the interval between the start point of the backward motion vector and the end point of the forward motion vector starting from the end point of the backward motion vector is larger than a predetermined threshold, Is not assigned as the interpolation vector.

第1の原画像における領域が第2の原画像にも存在する場合、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする後方向動きベクトルの終点とは略一致するが、反対に、略一致しない場合、第1の原画像において存在する領域が、第2の原画像において存在していないことになる。つまり、第1判定手段および第2判定手段によって、補正対象ブロックとして、第1の原画像における「消える領域」(すなわち、移動する物体などの背後に隠れる領域)が検出される。なお、所定の閾値としては、例えば、動きベクトルの検出精度に応じてブロック数が予め設定される構成であってよく、特に限定されない。   When the region in the first original image is also present in the second original image, the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end block of the forward motion vector are substantially the same. On the other hand, if they do not substantially match, the region existing in the first original image does not exist in the second original image. That is, the first determination unit and the second determination unit detect “disappearing area” (that is, an area hidden behind a moving object or the like) in the first original image as the correction target block. In addition, as a predetermined threshold value, for example, the number of blocks may be preset according to the detection accuracy of the motion vector, and is not particularly limited.

また、作画方向判定手段は、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する。作画方向判定手段は、特許文献1〜3に示されるようなヒットボード技法やベクトル演算で求めることが可能である。また、類推ベクトルを原画補正領域から割り付けて内挿座標に与えてもかまわない。   Further, the drawing direction determination means draws only the first original image, draws only the second original image, or draws the first original image for each block of the interpolated image. Whether to draw from both the second original image and the second original image is determined. The drawing direction determination means can be obtained by hit board technique or vector calculation as disclosed in Patent Documents 1 to 3. Also, an analogy vector may be allocated from the original image correction area and given to the interpolation coordinates.

また、第1類推手段は、内挿画像のブロックにおいて検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックであって、作画方向判定手段において第1の原画像のみを用いて作画すると判定された未定ブロックに割り付けるためのベクトルとして、第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルのうち最も出現頻度の高いベクトルを選択する。   The first analogizing means is an undetermined block to which the motion vector detected by the detecting means is not assigned in the block of the interpolated image, and the drawing direction determining means determines that the drawing is performed using only the first original image. As a vector to be assigned to the undetermined block, any one of the first original images starting from a block within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at the third time before the first time. A vector having the highest appearance frequency is selected from motion vectors having the block as an end point.

また、第2類推手段は、内挿画像のブロックにおいて検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックであって、作画方向判定手段において第2の原画像のみを用いて作画すると判定された未定ブロックに割り付けるためのベクトルとして、第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルのうち最も出現頻度の高いベクトルを選択する。   The second analogizing means is an undetermined block to which the motion vector detected by the detecting means is not assigned in the block of the interpolated image, and the drawing direction determining means determines that the drawing is performed using only the second original image. As a vector to be assigned to the undetermined block, any of the second original images starting from a block within a predetermined range from the undetermined block in the fourth original image at a fourth time after the second time is used. A vector having the highest appearance frequency is selected from motion vectors having the block as an end point.

例えば、第1の原画像と第3の原画像の検出においては、未定ブロックを中心に所定の範囲内の第1の原画像から第3の原画像に向かう後方向動きベクトル検出結果で出現頻度が最も多かったものを第1の原画像のみを用いて作画する場合の類推ベクトルとする。第2の原画像と第4の原画像の検出においては、未定ブロックを中心に所定の範囲内の第2の原画像から第4の原画像に向かう前方向動きベクトル検出結果で出現頻度が最も多かったものを第2の原画像のみを用いて作画する場合の類推ベクトルとする。   For example, in the detection of the first original image and the third original image, the appearance frequency of the backward motion vector detection result from the first original image within the predetermined range centering on the undetermined block toward the third original image. The vector with the largest number is used as an analogy vector when drawing using only the first original image. In the detection of the second original image and the fourth original image, the appearance frequency is the highest in the forward motion vector detection result from the second original image within the predetermined range to the fourth original image with the undetermined block as the center. An analogy vector for drawing a large number of images using only the second original image is used.

割付手段は、検出手段によって検出された動きベクトルと、第1類推手段および第2類推手段によって類推されたベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける。   The assigning means assigns the motion vector detected by the detecting means and the vector estimated by the first analogizing means and the second analogizing means to each block of the interpolated image.

そして、補正手段は、未定ブロックに割り付けられた内挿ベクトルを、未定ブロックから所定の範囲内にある未定ブロック以外のブロックに割り付けられた内挿ベクトル(すなわち、類推ベクトルが割り付けれたブロックの周辺のブロックに割り付けられた内挿ベクトルのうち、検出手段によって検出された内挿ベクトル)のうち最も近い内挿ベクトルに置き換える。補正手段は、類推ベクトルと周辺のブロックに割り付けられた内挿ベクトルの差分をとり、類推ベクトルを、当該類推ベクトルとの差が最も小さいベクトルに置き換える。   Then, the correcting means converts the interpolation vector assigned to the undetermined block to the interpolation vector assigned to a block other than the undetermined block within the predetermined range from the undetermined block (that is, the periphery of the block to which the analogy vector is assigned). Among the interpolation vectors assigned to the block, the nearest interpolation vector of the interpolation vectors detected by the detection means) is replaced. The correction means takes the difference between the analogy vector and the interpolation vector assigned to the surrounding blocks, and replaces the analogy vector with a vector having the smallest difference from the analogy vector.

これにより、本発明に係るベクトル補正装置は、第3の原画像と上記第1の原画像との間の動きベクトルおよび上記第2の原画像と上記第4の原画像間の動きベクトルを、内挿ベクトルとして直接使用することがない。すなわち、内挿ベクトルとして、類推ベクトルを用いない。したがって、フレーム間で動きに変化が生じても、第1の原画像と第2の原画像の間において検出された動きベクトルを内挿ベクトルとして使用するので、不連続点が背景に発生することなく、良質な内挿画像を得ることが可能となる。   Thereby, the vector correction apparatus according to the present invention calculates the motion vector between the third original image and the first original image and the motion vector between the second original image and the fourth original image, It is not used directly as an interpolation vector. That is, no analogy vector is used as the interpolation vector. Therefore, even if a change in motion occurs between frames, a motion vector detected between the first original image and the second original image is used as an interpolation vector, so that discontinuities occur in the background. Therefore, it is possible to obtain a good quality interpolated image.

本発明に係るベクトル補正方法は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正方法であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する第1検出ステップと、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する第2検出ステップと、上記前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向動きベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第1判定ステップと、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第2判定ステップと、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定ステップと、上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出ステップおよび第2検出ステップにより検出された前方向動きベクトルおよび後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推ステップと、上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出ステップおよび第2検出ステップにより検出された前方向動きベクトルおよび後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推ステップと、上記検出ステップによって検出された動きベクトルと、上記第1類推ステップおよび上記第2類推ステップによって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付ステップと、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴としている。   The vector correction method according to the present invention interpolates between a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction method for correcting a vector assigned to each block of an interpolated image to be executed, starting from each block of the first original image from the first original image and the second original image, From the first detection step of detecting a forward motion vector whose end point is one of the blocks of the second original image, and from the first original image and the second original image, A second detection step of detecting a backward motion vector starting from each block and ending at any block of the first original image; a starting point of the forward motion vector; and an end point of the forward motion vector The end point of the backward motion vector starting from A first determination step for determining that the forward motion vector is not allocated to the block of the interpolated image when the interval is larger than a predetermined threshold; a start point of the backward motion vector; and an end point of the backward motion vector A second determination step for determining that the backward vector is not assigned to the block of the interpolated image when the interval from the end point of the forward motion vector starting from the point is greater than a predetermined threshold; and the interpolated image Whether to draw only from the first original image, only from the second original image, or from both the first original image and the second original image In accordance with the determination result of the drawing direction determination step and the drawing direction determination step, the first detection step and the second detection step in the block of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determination step. An analogy vector for allocating to the undetermined block to which the detected forward motion vector and backward motion vector are not allocated is determined from the undetermined block in the third original image at the third time before the first time. According to the determination result of the first analogizing step that analogizes from the appearance frequency of the motion vector starting from a block within a predetermined range and starting from any block of the first original image, and the drawing direction determining step The analog vector for allocating to the undetermined block to which the forward motion vector and the backward motion vector detected by the first detection step and the second detection step are not allocated in the block of the interpolated image is the second time. Within a predetermined range from the undetermined block in the fourth original image at the fourth time after A second analogizing step for inferring from the appearance frequency of a motion vector having a block at the start point and any block of the second original image as an end point; the motion vector detected by the detecting step; A step of assigning the analogy vector estimated by the step and the second analogy step to each block of the interpolated image, and an analogy vector assigned to the undetermined block within a predetermined range from the undetermined block It includes a correction step of replacing the motion vector assigned to the block with a motion vector closest to the analogy vector.

上記の構成によれば、本発明に係るベクトル補正装置と同様の作用効果を奏する。   According to said structure, there exists an effect similar to the vector correction apparatus which concerns on this invention.

本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする第1前方向動きベクトルを検出する第1検出手段と、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第1後方向動きベクトルを検出する第2検出手段と、上記第1前方向動きベクトルの始点と、当該第1前方向動きベクトルの終点を始点とする第1後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1前方向動きベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第1判定手段と、第1後方向動きベクトルの始点と、当該第1後方向動きベクトルの終点を始点とする第1前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1後方向ベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第2判定手段と、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻に対応する第3の原画像の何れかのブロックを終点とする第2後方向動きベクトルと、上記第3の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第2前方向動きベクトルとを比較する比較手段と、上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きいブロックを、第1の不一致ブロックとして特定する第1不一致ブロック特定手段と、上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さいブロックを、第2の不一致ブロックとして特定する第2不一致ブロック特定手段と、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の不一致ブロックを始点とする上記第1前方向動きベクトルから類推する第1類推手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の不一致ブロックを始点とする上記第2後方向動きベクトルから類推する第2類推手段と、上記第1検出手段および第2検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   The vector correction apparatus according to the present invention interpolates between a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction device that corrects a vector assigned to each block of an interpolated image to be executed, starting from each block of the first original image from the first original image and the second original image, From the first detection means for detecting a first forward motion vector whose end point is one of the blocks of the second original image, the first original image, and the second original image, the second original image is used. Second detection means for detecting a first backward motion vector starting from each block of the image and ending at any block of the first original image; a starting point of the first forward motion vector; First backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector A first determination means for determining that the first forward motion vector is not allocated to the block of the interpolated image when the interval between the first motion vector and the end point of the first backward motion vector is greater than a predetermined threshold; And the end point of the first forward motion vector starting from the end point of the first backward motion vector is larger than a predetermined threshold, the first backward vector is used as the block of the interpolated image. The second determination means for determining that the block is not allocated, and any block of the third original image corresponding to the third time before the first time, starting from each block of the first original image Is compared with the second backward motion vector whose starting point is each block of the third original image and whose second endpoint is any block of the first original image. Comparison means and the first source Among the blocks of the image, the distance from the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is smaller than a predetermined threshold, and the end point of the second backward motion vector A first non-matching block specifying means for specifying, as a first non-matching block, a block whose interval from the end point of the second forward motion vector starting from the second threshold is greater than a predetermined threshold; and a block of the first original image Of which the interval between the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is larger than a predetermined threshold and the end point of the second backward motion vector is the start point. Second non-matching block specifying means for specifying a block whose distance from the end point of the second forward motion vector to be smaller than a predetermined threshold as a second non-matching block, and the interpolated image Whether to draw only from the first original image, only from the second original image, or from both the first original image and the second original image The first forward motion vector detected by the first detection means and the second detection means in the block of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determination means, A first analogizing means for estimating an analogy vector for allocating an undetermined block to which the first backward motion vector is not allocated from the first forward motion vector starting from the first inconsistent block; and the drawing direction The first forward motion vector and the first forward motion vector detected by the first detection unit and the second detection unit in the block of the interpolated image according to the determination result of the determination unit. A second analogy means for analogizing from the second backward motion vector starting from the second inconsistent block an analogy vector for allocating to an undetermined block to which the first backward motion vector is not assigned; Allocating means for allocating the motion vector detected by the detecting means and the second detecting means and the analogy vector estimated by the first analogizing means and the second analogizing means to each block of the interpolated image; Correction means for replacing an analogy vector assigned to a block with a motion vector closest to the analogy vector among motion vectors assigned to a block within a predetermined range from the undetermined block, Yes.

上記の構成によれば、本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付ける内挿ベクトルを補正する。   According to said structure, the vector correction apparatus which concerns on this invention is the 1st original image corresponding to 1st time, and the 2nd original image corresponding to 2nd time after 1st time The interpolation vector assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between is corrected.

第1検出手段は、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする第1前方向動きベクトルを検出する。また、第2検出手段は、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第1後方向動きベクトルを検出する。   The first detection means starts each block of the first original image from the first original image and the second original image, and uses any block of the second original image as an end point. A first forward motion vector is detected. Further, the second detection means starts each block of the second original image from the first original image and the second original image, and sets any block of the first original image as an end point. The first backward motion vector is detected.

第1判定手段は、上記第1前方向動きベクトルの始点と、当該第1前方向動きベクトルの終点を始点とする第1後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1前方向動きベクトルを上記内挿ベクトルとして割り付けないと判定する。また、第2判定手段は、第1後方向動きベクトルの始点と、当該第1後方向動きベクトルの終点を始点とする第1前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルを上記内挿ベクトルとして割り付けないと判定する。   The first determination unit is configured such that an interval between the start point of the first forward motion vector and the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is greater than a predetermined threshold. Then, it is determined that the first forward motion vector is not allocated as the interpolation vector. Further, the second determination means has an interval between the start point of the first backward motion vector and the end point of the first forward motion vector starting from the end point of the first backward motion vector greater than a predetermined threshold value. In this case, it is determined that the backward vector is not assigned as the interpolation vector.

第1の原画像における領域が第2の原画像にも存在する場合、第1前方向動きベクトルの始点と、当該第1前方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする第1後方向動きベクトルの終点とは略一致するが、反対に、略一致しない場合、第1の原画像において存在する領域が、第2の原画像において存在していないことになる。つまり、第1判定手段および第2判定手段によって、補正対象ブロックとして、第1の原画像における「消える領域」(すなわち、移動する物体などの背後に隠れる領域)が検出される。なお、所定の閾値としては、例えば、動きベクトルの検出精度に応じてブロック数が予め設定される構成であってよく、特に限定されない。   When the region in the first original image is also present in the second original image, the first backward motion vector starting from the start point of the first forward motion vector and the end block of the first forward motion vector. However, if they do not substantially match, the area existing in the first original image does not exist in the second original image. That is, the first determination unit and the second determination unit detect “disappearing area” (that is, an area hidden behind a moving object or the like) in the first original image as the correction target block. In addition, as a predetermined threshold value, for example, the number of blocks may be preset according to the detection accuracy of the motion vector, and is not particularly limited.

また、比較手段は、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻に対応する第3の原画像の何れかのブロックを終点とする第2後方向動きベクトルと、上記第3の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第2前方向動きベクトルとを比較する。   Further, the comparing means starts with each block of the first original image as a starting point, and ends with any block of the third original image corresponding to a third time before the first time as an end point. The second backward motion vector is compared with the second forward motion vector starting from each block of the third original image and ending at any block of the first original image.

また、第1不一致ブロック特定手段は、上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きいブロックを、第1の不一致ブロックとして特定する。また、第2不一致ブロック特定手段は、上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さいブロックを、第2の不一致ブロックとして特定する。   Further, the first mismatch block specifying means is configured such that, in the first original image block, an interval from the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is a predetermined threshold value. And a block having an interval from the end point of the second forward motion vector starting from the end point of the second backward motion vector to a start point is specified as a first mismatch block. Further, the second inconsistent block specifying means is configured such that, in the first original image block, an interval from the end point of the first forward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is a predetermined threshold value. A block that is larger than the end point of the second forward motion vector starting from the end point of the second backward motion vector and smaller than a predetermined threshold is specified as a second mismatched block.

第1の不一致ブロックにおける第1前方向動き動きベクトルは、「現れる領域」用のベクトルとなる。また、第2の不一致ブロックにおける第2後方向動きベクトルは、「消える領域」用のベクトルとなる。   The first forward motion vector in the first non-matching block is a vector for the “appearing region”. Further, the second backward motion vector in the second non-matching block is a vector for “disappearing area”.

また、作画方向判定手段は、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する。作画方向判定手段は、特許文献1〜3に示されるようなヒットボード技法やベクトル演算で求めることが可能である。また、類推ベクトルを原画補正領域から割り付けて内挿座標に与えてもかまわない。   Further, the drawing direction determination means draws only the first original image, draws only the second original image, or draws the first original image for each block of the interpolated image. Whether to draw from both the second original image and the second original image is determined. The drawing direction determination means can be obtained by hit board technique or vector calculation as disclosed in Patent Documents 1 to 3. Also, an analogy vector may be allocated from the original image correction area and given to the interpolation coordinates.

また、第1類推手段は、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の不一致ブロックを始点とする上記第1前方向動きベクトルから類推する。   Further, the first analogizing means is configured to detect the first forward motion vector detected by the first detecting means and the second detecting means in the block of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determining means and the first detecting means. An analogy vector for assigning to an undetermined block to which no first backward motion vector is assigned is inferred from the first forward motion vector starting from the first inconsistent block.

また、第2類推手段は、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の不一致ブロックを始点とする上記第2後方向動きベクトルから類推する。   Further, the second analogy means includes the first forward motion vector detected by the first detection means and the second detection means in the block of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determination means, and the An analogy vector for assignment to an undetermined block to which no first backward motion vector is assigned is inferred from the second backward motion vector starting from the second inconsistent block.

例えば、未定ブロックを中心に所定の範囲内にある上記第1の不一致ブロックを始点とする上記第1前方向動きベクトルのうち、出現頻度の高い動きベクトル、あるいは、平均値の動きベクトルを類推ベクトルとする。また、未定ブロックを中心に所定の範囲内にある上記第2の不一致ブロックを始点とする上記第2後方向動きベクトルのうち、出現頻度の高い動きベクトル、あるいは、平均値の動きベクトルを類推ベクトルとする。   For example, among the first forward motion vectors starting from the first non-matching block within a predetermined range centering on an undetermined block, a motion vector having a high appearance frequency or an average motion vector is used as an analogy vector. And Of the second backward motion vectors starting from the second non-matching block within a predetermined range centering on an undetermined block, a motion vector having a high appearance frequency or an average motion vector is used as an analogy vector. And

割付手段は、第1検出手段および第2検出手段によって検出された動きベクトルと、第1類推手段および第2類推手段によって類推されたベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける。   The assigning means assigns the motion vector detected by the first detecting means and the second detecting means and the vector estimated by the first analogizing means and the second analogizing means to each block of the interpolated image.

そして、補正手段は、未定ブロックに割り付けられた内挿ベクトルを、未定ブロックから所定の範囲内にある未定ブロック以外のブロックに割り付けられた内挿ベクトル(すなわち、類推ベクトルが割り付けれたブロックの周辺のブロックに割り付けられた内挿ベクトルのうち、検出手段によって検出された内挿ベクトル)のうち最も近い内挿ベクトルに置き換える。補正手段は、類推ベクトルと周辺のブロックに割り付けられた内挿ベクトルの差分をとり、類推ベクトルを、当該類推ベクトルとの差が最も小さいベクトルに置き換える。   Then, the correcting means converts the interpolation vector assigned to the undetermined block to the interpolation vector assigned to a block other than the undetermined block within the predetermined range from the undetermined block (that is, the periphery of the block to which the analogy vector is assigned). Among the interpolation vectors assigned to the block, the nearest interpolation vector of the interpolation vectors detected by the detection means) is replaced. The correction means takes the difference between the analogy vector and the interpolation vector assigned to the surrounding blocks, and replaces the analogy vector with a vector having the smallest difference from the analogy vector.

これにより、本発明に係るベクトル補正装置は、第3の原画像と上記第1の原画像との間の動きベクトル動きベクトルを、内挿ベクトルとして直接使用することがない。すなわち、内挿ベクトルとして、類推ベクトルを用いない。したがって、フレーム間で動きに変化が生じても、第1の原画像と第2の原画像の間において検出された動きベクトルを内挿ベクトルとして使用するので、不連続点が背景に発生することなく、良質な内挿画像を得ることが可能となる。しかも、上記第4の原画像は必要とせずに、第1の原画像、第2の原画像、第3の原画像の3枚の原画像で同等の内挿画を作成することが可能となる。   Thereby, the vector correction apparatus according to the present invention does not directly use the motion vector motion vector between the third original image and the first original image as the interpolation vector. That is, no analogy vector is used as the interpolation vector. Therefore, even if a change in motion occurs between frames, a motion vector detected between the first original image and the second original image is used as an interpolation vector, so that discontinuities occur in the background. Therefore, it is possible to obtain a good quality interpolated image. In addition, the fourth original image is not required, and an equivalent interpolated image can be created with the three original images of the first original image, the second original image, and the third original image. .

本発明に係るベクトル補正方法は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正方法であって、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする第1前方向動きベクトルを検出する第1検出ステップと、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第1後方向動きベクトルを検出する第2検出ステップと、
上記第1前方向動きベクトルの始点と、当該第1前方向動きベクトルの終点を始点とする第1後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1前方向動きベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第1判定ステップと、
第1後方向動きベクトルの始点と、当該第1後方向動きベクトルの終点を始点とする第1前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1後方向ベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第2判定ステップと、
上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻に対応する第3の原画像の何れかのブロックを終点とする第2後方向動きベクトルと、上記第3の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第2前方向動きベクトルとを比較する比較ステップと、
上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きいブロックを、第1の不一致ブロックとして特定する第1不一致ブロック特定ステップと、
上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さいブロックを、第2の不一致ブロックとして特定する第2不一致ブロック特定ステップと、
上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定ステップと、
上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出ステップおよび第2検出ステップにより検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の不一致ブロックを始点とする上記第1前方向動きベクトルから類推する第1類推ステップと、
上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出ステップおよび第2検出ステップにより検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の不一致ブロックを始点とする上記第2後方向動きベクトルから類推する第2類推ステップと、
上記第1検出ステップおよび第2検出ステップによって検出された動きベクトルと、上記第1類推ステップおよび上記第2類推ステップによって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付ステップと、
上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴とするベクトル補正方法。
The vector correction method according to the present invention interpolates between a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction method for correcting a vector assigned to each block of an interpolated image,
A first forward motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the second original image from the first original image and the second original image. A first detection step of detecting
From the first original image and the second original image, a first backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image A second detection step of detecting
If the interval between the start point of the first forward motion vector and the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is greater than a predetermined threshold, the first forward direction A first determination step for determining not to allocate a motion vector to the block of the interpolated image;
If the interval between the start point of the first backward motion vector and the end point of the first forward motion vector starting from the end point of the first backward motion vector is greater than a predetermined threshold, the first backward vector A second determination step that determines not to allocate a block to the interpolated image block;
A second backward motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the third original image corresponding to the third time before the first time; A comparison step of comparing a second forward motion vector starting from each block of the third original image and ending at any block of the first original image;
Among the blocks of the first original image, an interval from the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is smaller than a predetermined threshold, and the second rear image A first non-matching block specifying step for specifying a block having an interval from the end point of the second forward motion vector starting from the end point of the directional motion vector as a first non-matching block, which is larger than a predetermined threshold;
Among the blocks of the first original image, an interval from the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is larger than a predetermined threshold, and the second rear image A second non-matching block specifying step for specifying, as a second non-matching block, a block whose interval from the end point of the second forward motion vector starting from the end point of the direction motion vector is smaller than a predetermined threshold;
For each block of the interpolated image, draw only from the first original image, draw only from the second original image, or both the first original image and the second original image A drawing direction determination step for determining whether to draw from,
The first forward motion vector and the first backward motion vector detected by the first detection step and the second detection step in the block of the interpolated image are allocated according to the determination result of the drawing direction determination step. A first analogizing step for analogizing an analogy vector to be assigned to an undetermined block from the first forward motion vector starting from the first inconsistent block;
The first forward motion vector and the first backward motion vector detected by the first detection step and the second detection step in the block of the interpolated image are allocated according to the determination result of the drawing direction determination step. A second analogizing step for analogizing an analogy vector to be assigned to an undetermined block from the second backward motion vector starting from the second inconsistent block;
An allocation step for allocating the motion vectors detected by the first detection step and the second detection step and the analogy vectors estimated by the first analogy step and the second analogy step to each block of the interpolated image; ,
A correction step of replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to the blocks within a predetermined range from the undetermined block. Feature vector correction method.

上記の構成によれば、本発明に係るベクトル補正装置と同様の作用効果を奏する。   According to said structure, there exists an effect similar to the vector correction apparatus which concerns on this invention.

本発明に係る画像補間装置は、ベクトル補正装置を備えた画像補間装置であって、上記補正手段によって補正されたベクトルに基づいて、上記内挿画像を生成する内挿画像生成手段とを備えていることが好ましい。   An image interpolation device according to the present invention is an image interpolation device including a vector correction device, and includes an interpolation image generation unit that generates the interpolation image based on the vector corrected by the correction unit. Preferably it is.

上記の構成によれば、本発明に係る画像補間装置は、補正された内挿ベクトルに基づいて内挿画像を作画することができる。これにより、良質な内挿画像を得ることができる。   According to said structure, the image interpolation apparatus which concerns on this invention can draw an interpolation image based on the correct | amended interpolation vector. Thereby, a good quality interpolated image can be obtained.

また、本発明に係るテレビジョン受像装置は、上記画像補間装置を備えていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the television receiver according to the present invention includes the image interpolation device.

また、本発明に係る映像再生装置は、上記画像補間装置を備えていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the video reproduction apparatus according to the present invention includes the image interpolation apparatus.

なお、画像補間装置は、コンピュータによって実現してもよい。この場合、コンピュータを上記各手段として動作させることにより上記画像補間装置をコンピュータにおいて実現する制御プログラム、およびその制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。   Note that the image interpolation device may be realized by a computer. In this case, a control program for realizing the image interpolation device in the computer by operating the computer as each of the above means and a computer-readable recording medium recording the control program also fall within the scope of the present invention.

本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する検出手段と、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推手段と、上記検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   The vector correction apparatus according to the present invention interpolates between a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction device that corrects a vector assigned to each block of an interpolated image to be executed, starting from each block of the first original image from the first original image and the second original image, Detecting means for detecting a motion vector whose end point is one of the blocks of the second original image; and for each block of the interpolated image, drawing from only the first original image, The drawing direction determining means for determining whether to draw only from the original image or from both the first original image and the second original image, and depending on the determination result of the drawing direction determining means, Detected by the detection means in the block of the inset image An analogy vector for allocating to the undetermined block to which the assigned motion vector is not allocated is a block within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at the third time before the first time. In the block of the interpolated image according to the first analogizing means for inferring from the appearance frequency of the motion vector whose starting point is one of the blocks of the first original image and the drawing direction determining means. An analog vector for allocating to an undetermined block to which a motion vector detected by the detecting means is not allocated is a predetermined range from the undetermined block in a fourth original image at a fourth time after the second time. Analogize from the appearance frequency of motion vectors starting from a block inside and ending at any block of the second original image Allocation means for allocating the motion vector detected by the second analogy means, the motion vector detected by the detection means, and the analogy vector estimated by the first analogy means and the second analogy means to each block of the interpolated image; Correction means for replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to blocks within a predetermined range from the undetermined block. It is a feature.

また、本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する検出手段と、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推手段と、上記検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   Moreover, the vector correction apparatus according to the present invention includes a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction apparatus for correcting a vector assigned to each block of an interpolated image to be interpolated, wherein each block of the second original image is started from the first original image and the second original image. Detection means for detecting a motion vector whose end point is one of the blocks of the first original image, and each block of the interpolated image is drawn from only the first original image, or the first The drawing direction determining means for determining whether to draw only from the two original images or from both the first original image and the second original image, and according to the determination result of the drawing direction determining means, By the detection means in the block of the interpolated image. A block that is within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at a third time before the first time, the analogy vector for allocating the detected motion vector to the undetermined block that is not allocated And a block of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determination means, and first analogy means for estimating from the appearance frequency of a motion vector whose starting point is any block of the first original image In the fourth original image at a fourth time after the second time, a presumed vector for allocating to the undetermined block to which the motion vector detected by the detecting means is not assigned in From the appearance frequency of motion vectors starting from a block within the range and ending at any block of the second original image Allocating means for allocating the second analogy means to be estimated, the motion vector detected by the detection means, and the analogy vector estimated by the first analogy means and the second analogy means to each block of the interpolated image And a correction unit that replaces the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to blocks within a predetermined range from the undetermined block. It is characterized by that.

また、本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する第1検出手段と、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する第2検出手段と、上記前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向動きベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第1判定手段と、後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第2判定手段と、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された前方向動きベクトルおよび後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された前方向動きベクトルおよび後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推手段と、上記検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   Moreover, the vector correction apparatus according to the present invention includes a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction apparatus for correcting a vector assigned to each block of an interpolated image to be interpolated, wherein each block of the first original image is started from the first original image and the second original image. From the first original image and the second original image, the first original detecting means for detecting a forward motion vector whose end point is one of the blocks of the second original image, and the second original image. Second detection means for detecting a backward motion vector starting from each block of the image and ending at any block of the first original image; a starting point of the forward motion vector; and the forward motion vector With the end point of the backward motion vector starting from the end point of A first determination unit that determines that the forward motion vector is not assigned to the block of the interpolated image, and a start point of the backward motion vector and an end point of the backward motion vector when the interval is greater than a predetermined threshold Second determination means for determining that the backward vector is not allocated to the block of the interpolated image when the interval from the end point of the forward motion vector starting from the point is greater than a predetermined threshold; and the interpolated image Whether to draw only from the first original image, only from the second original image, or from both the first original image and the second original image And a forward motion vector detected by the first detection means and the second detection means in the block of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determination means. Analog vectors for assignment to undecided blocks to which no motion vector or backward motion vector is assigned are within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at a third time before the first time. The first analogizing means for inferring from the appearance frequency of the motion vector having the block as the start point and any block of the first original image as the end point, and the interpolation direction of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determining means An analogy vector for allocating to the undetermined block to which the forward motion vector and the backward motion vector detected by the first detection means and the second detection means in the block are not assigned is the fourth vector after the second time. In the fourth original image at the time, a block within a predetermined range from the undetermined block is used as a starting point of the second original image. A second analogy means for inferring from the appearance frequency of a motion vector having any block as an end point, a motion vector detected by the detecting means, and an analogy vector inferred by the first analogy means and the second analogy means Are assigned to each block of the interpolated image, and the analogy vector assigned to the undetermined block is selected from among the motion vectors assigned to the blocks within a predetermined range from the undetermined block. And a correction means for replacing the motion vector closest to.

また、本発明に係るベクトル補正装置は、第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする第1前方向動きベクトルを検出する第1検出手段と、上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第1後方向動きベクトルを検出する第2検出手段と、上記第1前方向動きベクトルの始点と、当該第1前方向動きベクトルの終点を始点とする第1後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1前方向動きベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第1判定手段と、第1後方向動きベクトルの始点と、当該第1後方向動きベクトルの終点を始点とする第1前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1後方向ベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第2判定手段と、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻に対応する第3の原画像の何れかのブロックを終点とする第2後方向動きベクトルと、上記第3の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第2前方向動きベクトルとを比較する比較手段と、上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きいブロックを、第1の不一致ブロックとして特定する第1不一致ブロック特定手段と、上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さいブロックを、第2の不一致ブロックとして特定する第2不一致ブロック特定手段と、上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の不一致ブロックを始点とする上記第1前方向動きベクトルから類推する第1類推手段と、上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の不一致ブロックを始点とする上記第2後方向動きベクトルから類推する第2類推手段と、上記第1検出手段および第2検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴としている。   Moreover, the vector correction apparatus according to the present invention includes a first original image corresponding to a first time and a second original image corresponding to a second time after the first time. A vector correction apparatus for correcting a vector assigned to each block of an interpolated image to be interpolated, wherein each block of the first original image is started from the first original image and the second original image. From the first detection means for detecting a first forward motion vector whose end point is one of the blocks of the second original image, the second original image, and the second original image, the second Second detection means for detecting a first backward motion vector starting from each block of the original image and ending at any block of the first original image; and a start point of the first forward motion vector; The first backward motion starting from the end point of the first forward motion vector First determination means for determining that the first forward motion vector is not allocated to the block of the interpolated image when the distance from the end point of the vector is larger than a predetermined threshold, and the start point of the first backward motion vector And the end point of the first forward motion vector starting from the end point of the first backward motion vector is larger than a predetermined threshold, the first backward vector is used as the block of the interpolated image. The second determination means for determining that the block is not allocated, and any block of the third original image corresponding to the third time before the first time, starting from each block of the first original image Is compared with the second backward motion vector whose starting point is each block of the third original image and whose second endpoint is any block of the first original image. The comparison means and the first Among the blocks of the original image, the distance from the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is smaller than a predetermined threshold, and the second backward motion vector A first non-matching block specifying means for specifying, as a first non-matching block, a block whose distance from the end point of the second forward motion vector starting from the end point of the second pre-motion vector is larger than a predetermined threshold, and the first original image Among the blocks, the distance from the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is larger than a predetermined threshold, and the end point of the second backward motion vector is A second non-matching block specifying means for specifying, as a second non-matching block, a block whose interval from the end point of the second forward motion vector as the start point is smaller than a predetermined threshold; For each block of the inset image, drawing from only the first original image, drawing from only the second original image, or drawing from both the first original image and the second original image The first forward motion detected by the first detection means and the second detection means in the block of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determination means and the drawing direction determination means. A first analogizing means for estimating an analogy vector for assigning a vector and an undetermined block to which the first backward motion vector is not assigned from the first forward motion vector starting from the first inconsistent block; The first forward motion vector detected by the first detection means and the second detection means in the block of the interpolated image according to the determination result of the drawing direction determination means. And second analogy means for analogizing from the second backward motion vector starting from the second inconsistent block an analogy vector for allocating to an undetermined block to which the first backward motion vector is not assigned, Allocating means for allocating the motion vectors detected by the first detecting means and the second detecting means and the analogy vectors estimated by the first analogizing means and the second analogizing means to each block of the interpolated image; Correction means for replacing an analogy vector assigned to an undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among motion vectors assigned to a block within a predetermined range from the undetermined block. It is said.

それゆえ、内挿ベクトルとして割り付けられる類推ベクトルは、内挿画像を挟む原画像間の動き検出の結果として得られた動きベクトルに置き換えられる。したがって、内挿ベクトルは、動きの変化に対応したベクトルとなり、補正された内挿ベクトルを用いて作画された内挿画に不連続点を発生させることがなく、良質な内挿画を生成することが可能となる。   Therefore, the analogy vector assigned as the interpolation vector is replaced with a motion vector obtained as a result of motion detection between the original images sandwiching the interpolation image. Therefore, the interpolation vector becomes a vector corresponding to a change in motion, and it is possible to generate a good quality interpolation without generating discontinuous points in the interpolation drawn using the corrected interpolation vector. It becomes possible.

本発明に係る画像補間装置1の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image interpolation apparatus 1 which concerns on this invention. 背景が移動する映像の原画像を示す図であり、(a)は、内挿画像に対して時間的に過去の原画像f(t―1)を示す図であり、(b)は、内挿画像に対して時間的に未来の原画像f(t)を示す図である。It is a figure which shows the original image of the image | video which a background moves, (a) is a figure which shows the past original image f (t-1) temporally with respect to an interpolation image, (b) It is a figure which shows the future original image f (t) temporally with respect to an insertion image. 内挿画像の作画処理を説明するための図であって、図2(a)および(b)に示す原画像と内挿画像を、背景の動き方向の断面をとって一次元表示した図である。It is a figure for demonstrating the drawing process of an interpolation image, Comprising: It is the figure which took the cross section of the movement direction of the background, and displayed the one-dimensional display of the original image and interpolation image which are shown to Fig.2 (a) and (b). is there. 背景の動き量が変化する状態を説明するための図であって、時刻t−1における原画像f(t−1)、時刻tにおける原画像f(t)、時刻t+1における原画像f(t+1)、時刻t+2における原画像f(t+2)および時刻t+3における原画像f(t+3)の一例を示す図である。It is a figure for demonstrating the state to which the amount of motion of a background changes, Comprising: The original image f (t-1) in the time t-1, the original image f (t) in the time t, The original image f (t + 1) in the time t + 1 ), An example of an original image f (t + 2) at time t + 2 and an original image f (t + 3) at time t + 3. 背景の動き量が変化する状態を説明するための図であって、図4を作画した場合に内挿画に生じる問題点を説明した図であり、原画像の中間時点に内挿画を作成するとした図であり、時刻t−0.5における原画像f(t−0.5)、時刻tにおける原画像f(t+0.5)、時刻t+1.5における原画像f(t+1.5)および時刻t+2.5における原画像f(t+2.5)の一例を示す図である。It is a figure for explaining a state in which the amount of motion of the background changes, and is a figure explaining a problem that occurs in the interpolation when drawing FIG. 4, and an interpolation is created at an intermediate point of the original image It is a figure, the original image f (t-0.5) in the time t-0.5, the original image f (t + 0.5) in the time t, the original image f (t + 1.5) in the time t + 1.5, and the time t + 2 5 is a diagram illustrating an example of an original image f (t + 2.5) in .5. 背景の動き量が変化する状態を説明するための図であって、本発明によって図5の内挿画像の問題点が改善できることを示す図である。It is a figure for demonstrating the state from which the amount of motions of a background changes, Comprising: It is a figure which shows that the problem of the interpolation image of FIG. 5 can be improved by this invention. 本発明に係る画像補間装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the image interpolation apparatus which concerns on this invention. 双方向ベクトル比較の手法を説明する図であり、比較する座標を示す図である。It is a figure explaining the method of a bidirectional | two-way vector comparison, and is a figure which shows the coordinate to compare. 双方向ベクトル比較の手法を説明する図であり、一致条件を説明する図である。It is a figure explaining the method of a bidirectional | two-way vector comparison, and is a figure explaining a matching condition. 本発明に係る画像補間装置の変形例である統計データ処理部の動作を説明した図である。It is a figure explaining operation | movement of the statistical data process part which is a modification of the image interpolation apparatus which concerns on this invention. 入力される60Hzの原画像と120Hzの出力画像との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the 60Hz original image and 120Hz output image which are input. 動きベクトルを算出するために基準画像をブロックに分割する例を示す図である。It is a figure which shows the example which divides | segments a reference | standard image into a block, in order to calculate a motion vector. 内挿座標へのベクトルの割付の例を示す図である。It is a figure which shows the example of allocation of the vector to an interpolation coordinate.

〔実施の形態1〕
(画像補間装置1の概要)
図1は、本発明に係る画像補間装置1の構成を示すブロック図である。本発明に係る画像補間装置1は、遅延部2(映像データ遅延手段)とベクトル検出部3(検出手段)と作画方向判定部4(作画方向判定手段)と遅延部5(ベクトルデータ遅延手段)とベクトル割付部6(割付手段)とベクトル補正部7(補正手段)と統計処理部8(第1類推手段、第2類推手段)と遅延部9(1次置き換えベクトル遅延部)と遅延部10(2次置き換えベクトル遅延部)と作画部11(内挿画像生成手段)と遅延部12(作画用遅延手段)を備えている。
[Embodiment 1]
(Outline of the image interpolation device 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an image interpolation apparatus 1 according to the present invention. An image interpolation apparatus 1 according to the present invention includes a delay unit 2 (video data delay unit), a vector detection unit 3 (detection unit), a drawing direction determination unit 4 (drawing direction determination unit), and a delay unit 5 (vector data delay unit). , Vector allocation unit 6 (allocation unit), vector correction unit 7 (correction unit), statistical processing unit 8 (first analog estimation unit, second analog estimation unit), delay unit 9 (primary replacement vector delay unit), and delay unit 10 (Secondary replacement vector delay unit), drawing unit 11 (interpolated image generating unit), and delay unit 12 (drawing delay unit).

なお、本実施の形態では、動きベクトル補正装置100は、遅延部2(映像データ遅延手段)と動きベクトル検出部3と作画方向判定部4と遅延部5(ベクトルデータ遅延手段)とベクトル割付部6とベクトル補正部7と統計処理部8と遅延部9(1次置き換えベクトル遅延部)と遅延部10(2次置き換えベクトル遅延部)とを備えている。動きベクトル補正装置100は、画像補間装置1に一体的に備えられており、作画部11と遅延部12(作画用遅延手段)と共に画像補間装置1を形成している。   In the present embodiment, the motion vector correction apparatus 100 includes a delay unit 2 (video data delay unit), a motion vector detection unit 3, a drawing direction determination unit 4, a delay unit 5 (vector data delay unit), and a vector allocation unit. 6, a vector correction unit 7, a statistical processing unit 8, a delay unit 9 (primary replacement vector delay unit), and a delay unit 10 (secondary replacement vector delay unit). The motion vector correction apparatus 100 is provided integrally with the image interpolation apparatus 1 and forms the image interpolation apparatus 1 together with the drawing unit 11 and the delay unit 12 (drawing delay unit).

画像補間装置1は、外部から入力される映像信号に含まれる時刻t+1における原画像f(t+1)(第2の原画像、未来画)と、1つ前の時刻tにおける原画像f(t)(第1の原画像、過去画)とから、内挿画像を生成する。画像補間装置1では、外部からの映像信号は、遅延部2、およびベクトル検出部3に入力される。以下では、外部から時刻t+1における原画像f(t+1)を表す映像信号が入力されたときの処理について説明する。   The image interpolation apparatus 1 includes an original image f (t + 1) (second original image, future image) at time t + 1 included in a video signal input from the outside, and an original image f (t) at time t before one. An interpolated image is generated from (first original image, past image). In the image interpolation device 1, an external video signal is input to the delay unit 2 and the vector detection unit 3. Hereinafter, processing when a video signal representing the original image f (t + 1) at time t + 1 is input from the outside will be described.

遅延部2は、入力された外部からの映像信号を遅延させて、ベクトル検出部3と作画部11および遅延部12に供給する。外部から原画像f(t+1)を表す映像信号が入力されるタイミングにおいて、遅延部2は、原画像f(t)を表す映像信号を出力する。遅延部2は、例えば、DDRなどのメモリによって構成される。   The delay unit 2 delays the input external video signal and supplies the delayed video signal to the vector detection unit 3, the drawing unit 11, and the delay unit 12. At a timing when a video signal representing the original image f (t + 1) is input from the outside, the delay unit 2 outputs a video signal representing the original image f (t). The delay unit 2 is configured by a memory such as DDR, for example.

動きベクトル検出部3は、それぞれ原画像f(t)を基準画像として動きベクトルを算出する。また、動きベクトル検出部3は、図2に示すように、原画像を複数のピクセルから成る複数のブロックに分割し、ブロック単位で動きベクトルを検出する。図2は、背景が移動する映像の原画像を示す図であり、(a)は、内挿画像に対して時間的に過去の原画像f(t―1)を示す図であり、(b)は、内挿画像に対して時間的に未来の原画像f(t)を示す図である。動きベクトル検出部3は、ブロックマッチングや勾配法によって動きベクトルを算出するが、動きベクトルは他の方法によって算出されてもよい。動きベクトル検出部3は、検出した動きベクトルを、作画方向判定部4および統計処理部8に出力する。このベクトルを始点となる時間を基準に表記してV(t)とする。   The motion vector detection unit 3 calculates a motion vector using the original image f (t) as a reference image. In addition, as shown in FIG. 2, the motion vector detection unit 3 divides the original image into a plurality of blocks including a plurality of pixels, and detects a motion vector in units of blocks. FIG. 2 is a diagram showing an original image of a video whose background moves, and (a) is a diagram showing a temporally original image f (t−1) with respect to the interpolated image. ) Is a diagram showing an original image f (t) of the future in time with respect to the interpolated image. The motion vector detection unit 3 calculates a motion vector by block matching or a gradient method, but the motion vector may be calculated by another method. The motion vector detection unit 3 outputs the detected motion vector to the drawing direction determination unit 4 and the statistical processing unit 8. This vector is expressed on the basis of the starting time as V (t).

作画方向判定部4は、特許文献1に示されるような方法(ヒットボード技法)により、過去画像のみで表現すべき領域および未来画像のみで表現すべき領域を特定する。領域特定されたベクトルは置き換えるべきベクトルとの時間的な位相を合わせるために遅延部5に送られ、1入力分遅延させる。   The drawing direction determination unit 4 specifies a region that should be expressed only by the past image and a region that should be expressed only by the future image by a method (hitboard technique) as shown in Patent Document 1. The region-specified vector is sent to the delay unit 5 in order to match the temporal phase with the vector to be replaced, and delayed by one input.

統計処理部8は、動きベクトル検出部3からの動きベクトルの情報を統計データ(例えば、ヒストグラム)として処理し、所定の座標ごとに最適な置き換えベクトル(類推ベクトル)を抽出する。例えば、「消える領域」に与えるベクトルとしては、1フレーム前の入力時の検出における該「消える領域」の座標を終点とするベクトルであり、「現れる領域」に与えるベクトルとしては、1フレーム後の入力時の検出における該「現れる領域」の座標を始点とするベクトルである。統計的に処理することで、全座標について個別に置き換えベクトルを算出するのではなく、所定の領域ごとに代表的な置き換えベクトルを算出することで保持すべきデータ量を減ずることが可能となる。処理結果により「現れる領域」に適応するべきベクトルfV(t)と「消える領域」に適応すべきベクトルpV(t)を出力する。fV(t)はベクトル割付部6に出力し、pV(t)は、使用する時間軸を調整するために遅延部9に出力する。   The statistical processing unit 8 processes the motion vector information from the motion vector detection unit 3 as statistical data (for example, a histogram), and extracts an optimum replacement vector (analogue vector) for each predetermined coordinate. For example, the vector given to the “disappearing area” is a vector whose end point is the coordinates of the “disappearing area” in the detection at the time of input one frame before, and the vector given to the “appearing area” is one frame after This is a vector whose starting point is the coordinates of the “appearing region” in detection at the time of input. By performing statistical processing, it is possible to reduce the amount of data to be held by calculating a representative replacement vector for each predetermined area, instead of calculating replacement vectors individually for all coordinates. Based on the processing result, a vector fV (t) to be applied to the “appearing region” and a vector pV (t) to be applied to the “disappearing region” are output. fV (t) is output to the vector allocation unit 6, and pV (t) is output to the delay unit 9 in order to adjust the time axis to be used.

ベクトル割付部6は、遅延部5、遅延部9および遅延部10によって時間的な調整を受けた検出ベクトルV(t−1)と、その置き換え領域の情報(検出ベクトルを用いずに類推ベクトルに置き換える領域の情報)と、未来側の画像のみで表現すべき場合の置き換えるべき類推ベクトルfV(t)と、過去側の画像のみで表現すべき場合の置き換えるべき類推ベクトルpV(t−2)の情報とに基づいて内挿時間に即した内挿ベクトルVi(t−1)を作成しベクトル補正部7に出力する。つまり、上記の置き換え領域の情報とは、内挿座標(内挿画像のブロック)において、例えば、信頼性の低い検出ベクトルや誤検出された検出ベクトルが割り付けられてしまうことになる領域であって、より精度の高い類推ベクトルに置き換えが必要な領域の情報である。そして、ベクトル割付部6は、置き換え領域の情報をもとに、内挿画像に割り付ける内挿ベクトルを、検出ベクトルから類推ベクトルに置き換える処理を行う。このとき、置き換えた領域がベクトル補正部7で認識できるようにフラグとなる情報を内挿ベクトルに付加することが好ましい。また、未割付となった領域の情報も付加することが好ましい。   The vector allocating unit 6 detects the detection vector V (t−1) that has been temporally adjusted by the delay unit 5, the delay unit 9, and the delay unit 10, and information on the replacement area (analog vectors without using the detection vector). Information on a replacement area), an analogy vector fV (t) to be replaced when only the future image is to be expressed, and an analogy vector pV (t-2) to be replaced when only the past image is to be expressed Based on the information, an interpolation vector Vi (t−1) corresponding to the interpolation time is created and output to the vector correction unit 7. In other words, the information on the replacement area is an area in which, for example, a detection vector with low reliability or a detection vector erroneously detected is allocated in the interpolation coordinates (block of the interpolation image). This is information on a region that needs to be replaced with a more accurate analogy vector. Then, the vector allocating unit 6 performs processing for replacing the interpolation vector to be allocated to the interpolated image from the detection vector to the analogy vector based on the information on the replacement area. At this time, it is preferable to add information serving as a flag to the interpolation vector so that the replaced region can be recognized by the vector correction unit 7. It is also preferable to add information on an unallocated area.

ベクトル補正部7は、内挿ベクトルVi(t−1)のうち、置き換えベクトル(類推ベクトル)が割り付けられている領域に対して、内挿画像上のブロックの隣接するブロックのベクトルと該置き換えベクトルとを比較する。該隣接ブロックのベクトルの中で置き換えベクトルと最もベクトルの差が小さいものをブロックごとに算出する。算出したベクトルをmV(t−1)とすると、ブロックの内挿ベクトルの値fV(t)もしくはpV(t−2)をmV(t−1)に置き換える。比較対象となる隣接ブロックは、要求される精度に応じて予め設定され、特に限定はされない。   The vector correction unit 7 calculates the vector of the block adjacent to the block on the interpolated image and the replacement vector for the region to which the replacement vector (analogue vector) is allocated among the interpolation vectors Vi (t−1). And compare. Among the vectors of the adjacent blocks, the one having the smallest difference between the replacement vector and the vector is calculated for each block. When the calculated vector is mV (t−1), the block interpolation vector value fV (t) or pV (t−2) is replaced with mV (t−1). The adjacent block to be compared is set in advance according to the required accuracy, and is not particularly limited.

未割付領域も隣接ブロックに置き換え領域が存在した場合、未割付領域は置き換え領域として扱い、fV(t)もしくはpV(t−2)の値は隣接ブロック上の値を適応して扱う。また、どの隣接ブロックとのベクトル差も閾値より大きい場合、置き換え処理は行わないことが好ましい。複数の隣接ブロックに異なったfV(t)もしくはpV(t−2)に類似したベクトルが存在した場合、類似ベクトルの平均値を取ってもかまわないものとする。   When a non-allocated area also has a replacement area in an adjacent block, the non-allocated area is treated as a replacement area, and the value of fV (t) or pV (t−2) is handled by adapting the value on the adjacent block. If the vector difference with any adjacent block is larger than the threshold value, it is preferable not to perform the replacement process. When vectors similar to different fV (t) or pV (t−2) exist in a plurality of adjacent blocks, an average value of similar vectors may be taken.

そして、作画部11は、ベクトル割付部9からの動きベクトルの割付情報に基づいて、原画像の映像信号から、内挿画像の各座標における映像信号を読み出し、内挿画像を生成する。   Then, based on the motion vector allocation information from the vector allocation unit 9, the drawing unit 11 reads the video signal at each coordinate of the interpolated image from the video signal of the original image, and generates an interpolated image.

(画像補間処理)
はじめに、本願発明に係る画像補間装置1における画像補間処理のうち、一般的な画像補間処理と同様の処理内容について説明する。
(Image interpolation processing)
First, of the image interpolation processing in the image interpolation apparatus 1 according to the present invention, processing contents similar to general image interpolation processing will be described.

(1)動きベクトルの検出
図2は、物体Aをカメラが追っている映像の原画像を示す図であり、(a)は時刻t−1における原画像f(t−1)を示す図であり、(b)は時刻tにおける原画像f(t)を示す図である。図2に示す例では、時刻tと時刻t−1の間の内挿画像を生成する。時刻t−1は、時刻tの1つ前の時刻であり、原画像f(t−1)は内挿画像に対して過去の画像となり、原画像f(t)は内挿画像に対して未来の画像となる。
(1) Detection of Motion Vector FIG. 2 is a diagram illustrating an original image of a video in which the camera follows the object A, and (a) is a diagram illustrating an original image f (t−1) at time t−1. (B) is a figure which shows the original image f (t) in the time t. In the example illustrated in FIG. 2, an interpolated image between time t and time t−1 is generated. Time t-1 is the time immediately before time t, the original image f (t-1) is a past image with respect to the interpolated image, and the original image f (t) is with respect to the interpolated image. It will be a future image.

図2(a)に示すとおり、原画像f(t−1)において、個所2−1のように細い線で囲まれた部分は、1ピクセル(画素)を表しており、8×8ピクセルの画素群ごとに検出ブロック2−2〜2−11を構成している。原画像f(t)においても、8×8ピクセルの画素群ごとに検出ブロック2−13〜2−22を構成している。原画像f(t−1)およびf(t)における白抜きの画素群は、物体Aを表している。また、図2(a)および(b)において、斜線等によって示される領域は、物体Aの背景領域を表している。図2(a)および(b)において、線種による違いは視覚的に背景の動きを示すためにつけたテクスチャであり、同一情報を示すものではない。また、図2(a)の矢印2−12は、背景領域の動きベクトルを示している。   As shown in FIG. 2 (a), in the original image f (t-1), a portion surrounded by a thin line like the part 2-1 represents one pixel (pixel), and is 8 × 8 pixels. Detection blocks 2-2 to 2-11 are configured for each pixel group. Also in the original image f (t), detection blocks 2-13 to 2-22 are configured for each pixel group of 8 × 8 pixels. A white pixel group in the original images f (t−1) and f (t) represents the object A. In FIGS. 2A and 2B, a region indicated by diagonal lines represents the background region of the object A. In FIGS. 2A and 2B, the difference depending on the line type is a texture added to visually show the movement of the background, and does not indicate the same information. An arrow 2-12 in FIG. 2A indicates a motion vector in the background area.

図3は、内挿画像の作画処理を説明するための図であって、図2(a)および(b)に示す原画像と内挿画像を、物体Aの動き方向の断面をとって一次元表示した図である。図3では、過去画f(t−1)と未来画f(t)とを動きベクトルで対応付けて示している。動きベクトルは、f(t−1)とf(t)との間で、検出ブロックごとに検出される。動きベクトルの求め方としては、ブロックマッチングや勾配法など一般的な方法を用いる。   FIG. 3 is a diagram for explaining the drawing process of the interpolated image. The original image and the interpolated image shown in FIGS. FIG. In FIG. 3, the past image f (t−1) and the future image f (t) are shown associated with each other by a motion vector. The motion vector is detected for each detection block between f (t−1) and f (t). As a method for obtaining the motion vector, a general method such as block matching or a gradient method is used.

動きベクトルの検出においては、「消える領域」、「現れる領域」が問題となる。例えば、検出ブロック3−6に示されている背景領域の画像は、未来画においては、物体によって隠れてしまう「消える領域」である。つまり、原画像f(t−1)の検出ブロック3−6に示されている背景画像は、原画像f(t)では、物体の陰に隠れてしまっている。そのため、内挿画において正しく検出されたブロック間(物体と背景領域)に、3−13や3−14のような時間的に一方向にのみしか情報のない領域が発生する。したがって、この領域は検出情報が存在し得ないので類推によって求めることになる。   In motion vector detection, “disappearing areas” and “appearing areas” are problematic. For example, the image of the background area shown in the detection block 3-6 is a “disappearing area” that is hidden by an object in the future image. That is, the background image shown in the detection block 3-6 of the original image f (t-1) is hidden behind the object in the original image f (t). Therefore, a region having information only in one direction in time, such as 3-13 and 3-14, is generated between blocks (object and background region) correctly detected in the interpolation. Accordingly, this area is obtained by analogy because no detection information can exist.

(2)類推ベクトル
類推ベクトルは、図3において、原画像領域の検出ブロック3−6や3−8にあたる領域を特定することから始まる。まず、ブロック3−6の領域は、動きベクトル検出によって求めたベクトルは原画像f(t)のいずれかの座標において、他の検出ベクトルと競合する。原画像f(t)において競合したベクトルの始点を「消える領域」と判定する。ブロック3−8の領域はf(t)の座標においてどのベクトルも割りつかなかった領域を「現れる領域」と判定する。
(2) Analogy Vector The analogy vector starts with specifying an area corresponding to the detection block 3-6 or 3-8 of the original image area in FIG. First, in the area of the block 3-6, the vector obtained by motion vector detection competes with other detection vectors at any coordinate of the original image f (t). The starting point of the competing vector in the original image f (t) is determined as the “disappearing area”. In the area of the block 3-8, an area in which no vector is allocated in the coordinates of f (t) is determined as an “appearing area”.

「消える領域」の動きベクトルは、過去の動きを継続するすると類推することになる。したがって、原画像f(t−2)(第4の原画像)と原画像f(t−1)(第2の原画像)の間の検出でブロック3−6の領域を終点とするベクトルが継続すると予測し、ブロック3−6の類推ベクトルとする。「現れる領域」の動きベクトルは、未来の動きから類推することになる。したがって、原画像f(t)(第1の原画像)と原画像f(t+1)(第3の原画像)の間の検出でブロック3−8の領域を始点とするベクトルは、過去を継続して動いていると予測し、逆向きのベクトルが原画像f(t)のブロック3−8からの類推ベクトルとする。   The motion vector of the “disappearing region” is inferred that the past motion is continued. Accordingly, a vector whose end point is the area of the block 3-6 in the detection between the original image f (t-2) (fourth original image) and the original image f (t-1) (second original image) is It is predicted to continue, and the analog vector of block 3-6 is used. The motion vector of the “appearing region” is inferred from future motion. Therefore, the vector starting from the area of the block 3-8 in the detection between the original image f (t) (first original image) and the original image f (t + 1) (third original image) continues the past. The reverse vector is assumed to be an analog vector from the block 3-8 of the original image f (t).

(3)動きベクトルの割り付け
以下に、内挿座標への動きベクトルの割り付けについて説明する。本願発明に係る画像補間装置1は、上述のとおり、「消える領域」、「現れる領域」において検出された動きベクトルを、統計データに基づいて補正したうえで、内挿座標への動きベクトルの割付処理を行う。
(3) Allocation of motion vectors Hereinafter, allocation of motion vectors to interpolation coordinates will be described. As described above, the image interpolation apparatus 1 according to the present invention corrects the motion vectors detected in the “disappearing region” and the “appearing region” based on the statistical data, and then assigns the motion vector to the interpolation coordinates. Process.

図3では、原画像f(t−1)を基準として原画像f(t)に対して検出された動きベクトルが内挿座標に割り付けられる様子が示されている。図3に示す例では、動きベクトルは、過去画f(t−1)から未来画f(t)に対して求められており、理想的に求まったものとして示している。図3において、実線の矢印は、原画において検出された動きベクトルであって、内挿ブロックにおいて割り付けられた動きベクトルを示しており、破線の矢印は、類推ベクトルを示している。   FIG. 3 shows a state in which motion vectors detected for the original image f (t) with respect to the original image f (t−1) are assigned to the interpolation coordinates. In the example shown in FIG. 3, the motion vector is obtained from the past image f (t−1) to the future image f (t), and is shown as ideally obtained. In FIG. 3, the solid arrow indicates the motion vector detected in the original image and indicates the motion vector allocated in the interpolation block, and the broken arrow indicates the analogy vector.

図3において、原画像f(t−1)は、検出ブロック3−1〜3−6を含んでおり、原画像f(t)は、検出ブロック3−7〜3−12を含んでいる。図2(a)の検出ブロック2−2〜2−6は図3の検出ブロック3−2〜3−6に対応しており、図2(b)の検出ブロック2−13〜2−17は図3の検出ブロック3−8〜3−12に対応している。   In FIG. 3, the original image f (t-1) includes detection blocks 3-1 to 3-6, and the original image f (t) includes detection blocks 3-7 to 3-12. The detection blocks 2-2 to 2-6 in FIG. 2A correspond to the detection blocks 3-2 to 3-6 in FIG. 3, and the detection blocks 2-13 to 2-17 in FIG. This corresponds to the detection blocks 3-8 to 3-12 in FIG.

また、図3に示す例では、内挿画像fi(t−1)は、内挿ブロック3−13〜3−24を持ち、原画像f(t−1)と原画像f(t)との中間点において作成される。内挿ブロックには、基準となる原画像において検出された動きベクトルと類推ベクトルが割り付けられる。内挿ブロックは、検出ブロックよりも小さい領域であり、検出ブロックよりも少ない画素で構成されている。以下では、内挿ブロックに割り付けられた動きベクトルを内挿ベクトルと呼ぶ。   In the example illustrated in FIG. 3, the interpolated image fi (t−1) includes interpolation blocks 3-13 to 3-24, and the original image f (t−1) and the original image f (t) are Created at midpoint. A motion vector and an analogy vector detected in the reference original image are assigned to the interpolation block. The interpolation block is an area smaller than the detection block, and includes fewer pixels than the detection block. Hereinafter, the motion vector assigned to the interpolation block is referred to as an interpolation vector.

図3において、検出ブロック3−1は動きベクトルとして背景の動きが検出され割付が行われる。(図示せず)
また、検出ブロック3−2における動きベクトルとしても背景の動きを示すベクトルが3−7に向かって検出される。3−2で検出されたベクトルは内挿ブロックの3−14、3−15に割り付けられる。
In FIG. 3, the detection block 3-1 detects the motion of the background as a motion vector and performs allocation. (Not shown)
Also, a vector indicating the background motion is detected toward 3-7 as the motion vector in the detection block 3-2. The vectors detected in 3-2 are assigned to interpolation blocks 3-14 and 3-15.

また、検出ブロック3−3における動きベクトルとして、物体の動きを示すベクトルが3−9に向かって検出される。そして、検出ブロック3−3において検出された動きベクトルは、内挿ブロック3−17、3−18に割り付けられる。   In addition, as a motion vector in the detection block 3-3, a vector indicating the motion of the object is detected toward 3-9. Then, the motion vector detected in the detection block 3-3 is allocated to the interpolation blocks 3-17 and 3-18.

また、検出ブロック3−4における動きベクトルとして、物体の動きを示すベクトルが3−10に向かって検出される。そして、検出ブロック3−4において検出された動きベクトルは、内挿ブロック3−19、3−20に割り付けられる。   In addition, as a motion vector in the detection block 3-4, a vector indicating the motion of the object is detected toward 3-10. Then, the motion vector detected in the detection block 3-4 is allocated to the interpolation blocks 3-19 and 3-20.

また、検出ブロック3−5における動きベクトルとして、物体の動きを示すベクトルが3−11に向かって検出される。そして、検出ブロック3−5において検出された動きベクトルは、内挿ブロック3−21、3−22に割り付けられる。   In addition, as a motion vector in the detection block 3-5, a vector indicating the motion of the object is detected toward 3-11. Then, the motion vector detected in the detection block 3-5 is allocated to the interpolation blocks 3-21 and 3-22.

また、検出ブロック3−6における動きベクトルは、近傍の類似点に向かって最も近しい検出結果として検出される(図示せず)。検出されたベクトルは、原画像f(t)上において正しいベクトルと競合を発生する。この結果、競合した正しいベクトルともども過去からの類推ベクトルを使用することになる。図3においては、検出ブロック3−6から内挿ブロック3−23に向かって背景の動きベクトル3−26が発生して割り付けられる。   The motion vector in the detection block 3-6 is detected as the closest detection result toward a similar point in the vicinity (not shown). The detected vector conflicts with the correct vector on the original image f (t). As a result, the analogy vector from the past is used together with the correct correct vector. In FIG. 3, a background motion vector 3-26 is generated and assigned from the detection block 3-6 to the interpolation block 3-23.

一方、f(f)上のブロック3−8には割り付けられるベクトルが存在しない結果となる。この結果、未来からの類推ベクトルを使用することになり、図3においては、ブロック3−8の未来の位置から内挿ブロック3−16に向かって背景の動きベクトル3−25が発生して割り付けられる。   On the other hand, the result is that there is no vector to be allocated to the block 3-8 on f (f). As a result, an analogy vector from the future is used. In FIG. 3, a background motion vector 3-25 is generated from the future position of the block 3-8 toward the interpolation block 3-16 and assigned. It is done.

(4)内挿画像の作画
次に、内挿ベクトルを用いた内挿画像の作画方法について説明する。図2(a)において、図面左上の座標を(0,0)、図面右方向をx座標の正の方向、図面下方向をy座標の正の方向とし、過去画f(t−1)における座標(x,y)の画素値をPp(x,y)、未来画f(t)における座標(x,y)の画素値をPf(x,y)と表す。また、内挿画fi(t−1)において、座標(x,y)に割り付いている動きベクトルを(Vx,Vy)、座標(x,y)の画素値をP(x,y)とする。ここで、内挿画fi(t−1)は、過去画f(t−1)と未来画f(t)との中間(1/2の位置)に作画されるものとする。
(4) Drawing of Interpolated Image Next, a method of drawing an interpolated image using the interpolation vector will be described. In FIG. 2A, the upper left coordinate of the drawing is (0, 0), the right direction of the drawing is the positive direction of the x coordinate, and the lower direction of the drawing is the positive direction of the y coordinate. The pixel value of coordinates (x, y) is represented as Pp (x, y), and the pixel value of coordinates (x, y) in the future image f (t) is represented as Pf (x, y). In addition, in the interpolated image fi (t−1), the motion vector assigned to the coordinate (x, y) is (Vx, Vy), and the pixel value of the coordinate (x, y) is P (x, y). . Here, it is assumed that the interpolated image fi (t-1) is drawn in the middle (1/2 position) between the past image f (t-1) and the future image f (t).

このとき、作画される内挿画像fi(t−1)は、
P(x,y)=α×Pp(x−Vx×1/2,y−Vy×1/2)+(1−α)×Pf(x+Vx×1/2,y+Vy×1/2)
となる。
At this time, the interpolated image fi (t−1) to be drawn is
P (x, y) = α × Pp (x−Vx × 1/2, y−Vy × 1/2) + (1−α) × Pf (x + Vx × 1/2, y + Vy × 1/2)
It becomes.

ここで、Pp(x−Vx×1/2,y−Vy×1/2)、Pf(x+Vx×1/2,y+Vy×1/2)は、単一画素を示すのではなく、過去画、未来画を代表する値を意味する。例えば、ベクトルが少数値を示す場合などにおいては、原画像をリニア補間した値やガウシアンフィルタによりフィルタリングされた値などを意味する。また、αは過去画および未来画の混合比率であり、ブレンド率と呼ばれる。αの値としては、1/2に固定してもよいし、内挿画の時間的内分点の比率によって変動させてもよい。   Here, Pp (x−Vx × 1/2, y−Vy × 1/2), Pf (x + Vx × 1/2, y + Vy × 1/2) does not indicate a single pixel, but a past image, It means a value that represents the future. For example, when the vector indicates a decimal value, it means a value obtained by linear interpolation of the original image, a value filtered by a Gaussian filter, or the like. Α is a mixing ratio of the past image and the future image, and is called a blend ratio. The value of α may be fixed to ½, or may be varied depending on the ratio of temporal internal dividing points of the interpolation.

(背景速度の変化の問題)
上述では、簡単化のため各フレーム間で背景速度を等速として説明した。しかしながら実際の映像では、加速運動や減速運動が発生する。この場合について図4を用いて説明する。図4は、背景の動き量が変化する状態を説明するための図であって、時刻t−1における原画像f(t−1)、時刻tにおける原画像f(t)、時刻t+1における原画像f(t+1)、時刻t+2における原画像f(t+2)および時刻t+3における原画像f(t+3)を示す例である。図4において、4−1で示す小さな四角は1画素を表わし、背景を意味する。図4では1画素ごとに動きベクトルの検出を行っているものとする。また、各画素を区別するためにアルファベットを記した。4−2で示す斜線部は物体を意味している。実際には物体は加速運動をしているものとし、カメラは物体を中央に捉えるように振舞っている。そのため、相対的に背景が加速運動するように撮像されているものとする。
(Background speed change problem)
In the above description, the background speed is assumed to be constant between frames for simplification. However, in an actual image, acceleration motion and deceleration motion occur. This case will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining a state in which the amount of motion of the background changes. The original image f (t−1) at time t−1, the original image f (t) at time t, and the original image at time t + 1. It is an example which shows image f (t + 1), original image f (t + 2) in time t + 2, and original image f (t + 3) in time t + 3. In FIG. 4, a small square indicated by 4-1 represents one pixel and means the background. In FIG. 4, it is assumed that the motion vector is detected for each pixel. In addition, alphabets are written to distinguish each pixel. The shaded area indicated by 4-2 means an object. Actually, it is assumed that the object is accelerating, and the camera behaves so as to catch the object in the center. Therefore, it is assumed that the image is captured so that the background relatively accelerates.

原画像f(t−1)から原画像f(t)においては、物体は静止した状態を示す動きベクトル4−3が検出される。背景は左方向に2画素分の動きを示す4−4の動きベクトルが検出される。原画像f(t)から原画像f(t+1)では物体は静止した動きを示す4−5の動きベクトルを検出し、背景は左方向に4画素分の動きを示す4−6の動きベクトルを検出する。   In the original image f (t-1) to the original image f (t), a motion vector 4-3 indicating that the object is stationary is detected. In the background, 4-4 motion vectors indicating the motion of two pixels in the left direction are detected. From the original image f (t) to the original image f (t + 1), the object detects a motion vector 4-5 indicating a stationary motion, and the background is a motion vector 4-6 indicating a motion of four pixels in the left direction. To detect.

原画像f(t+1)から原画像f(t+2)では物体は静止した状態を示す動きベクトル4−7の動きベクトルが検出される。背景は左方向に6画素分の動きを示す4−8の動きベクトルが検出される。   From the original image f (t + 1) to the original image f (t + 2), a motion vector 4-7 indicating that the object is stationary is detected. As the background, 4-8 motion vectors indicating the motion of 6 pixels in the left direction are detected.

原画像f(t+2)から原画像f(t+3)では、物体は静止した状態を示す動きベクトル4−9の動きベクトルが検出される。背景は左方向に8画素分の動きを示す4−10の動きベクトルが検出される。   From the original image f (t + 2) to the original image f (t + 3), a motion vector 4-9 indicating that the object is stationary is detected. In the background, 4-10 motion vectors indicating the motion of 8 pixels in the left direction are detected.

物体と背景の動きベクトル4−4、4−6、4−8、4−10を示した背景との間の背景領域は、未来側の原画像に対応点が存在しないので類似した領域に対してベクトルを発生させる。発生したベクトルは、終点において他のベクトルと競合するため、類推ベクトルに置き換えられて割付される。   The background area between the object and the background indicating the background motion vectors 4-4, 4-6, 4-8, 4-10 is similar to the similar area because there is no corresponding point in the original image on the future side. To generate a vector. Since the generated vector competes with another vector at the end point, it is replaced with an analogy vector and assigned.

図5を用いて作画される内挿画について説明する。図5は、背景の動き量が変化する状態を説明するための図であって、図4を作画した場合に内挿画に生じる問題点を説明した図であり、原画像の中間時点に内挿画を作成するとした図であり、時刻t−0.5における原画像f(t−0.5)、時刻tにおける原画像f(t+0.5)、時刻t+1.5における原画像f(t+1.5)および時刻t+2.5における原画像f(t+2.5)の一例を示す図である。図5において内挿画へ向かう矢印は割付ベクトルによって原画像が参照されていることを示す。符号5−3A、5−5A、5−7A、5−9Aで示すベクトルは、内挿画像の物体領域が図4に示した動きベクトルによって過去側の原画像を参照していることを示す。符号5−3B、5−5B、5−7B、5−9Bで示すベクトルは、内挿画像の物体領域が図4に示した動きベクトルによって未来側の原画像を参照していることを示す。符号5−4A、5−6A、5−8A、5−10Aで示すベクトルは、内挿画像の背景領域が図4に示した動きベクトルによって過去側の原画像を参照していることを示す。符号5−4B、5−6B、5−8B、5−10Bによって示すベクトルは、内挿画像の背景領域が図4に示した動きベクトルによって未来側の原画像を参照していることを示す。ここまでの過去画像および未来画像の両方の矢印によって示される内挿画像部は、上述のαブレンドによって最終的な内挿画像として表示される。符号5−11〜5−14によって示す矢印は、消える領域が類推ベクトルによって過去画像のみから作画されることを示している。   The interpolation created by using FIG. 5 will be described. FIG. 5 is a diagram for explaining a state in which the amount of movement of the background changes, and is a diagram for explaining a problem that occurs in the interpolation when drawing FIG. 4. The interpolation is performed at an intermediate time point of the original image. The original image f (t-0.5) at time t-0.5, the original image f (t + 0.5) at time t, and the original image f (t + 1.5) at time t + 1.5 ) And an example of the original image f (t + 2.5) at time t + 2.5. In FIG. 5, the arrow toward the interpolation indicates that the original image is referred to by the allocation vector. Vectors indicated by reference numerals 5-3A, 5-5A, 5-7A, and 5-9A indicate that the object region of the interpolated image refers to the original image on the past side by the motion vector illustrated in FIG. Vectors indicated by reference numerals 5-3B, 5-5B, 5-7B, and 5-9B indicate that the object region of the interpolated image refers to the original image on the future side by the motion vector illustrated in FIG. Vectors indicated by reference numerals 5-4A, 5-6A, 5-8A, and 5-10A indicate that the background area of the interpolated image refers to the original image on the past side by the motion vector illustrated in FIG. The vectors indicated by reference numerals 5-4B, 5-6B, 5-8B, and 5-10B indicate that the background area of the interpolated image refers to the future original image by the motion vector illustrated in FIG. The interpolated image portion indicated by the arrows of both the past image and the future image so far is displayed as a final interpolated image by the above-described α blending. The arrows indicated by reference numerals 5-11 to 5-14 indicate that the disappearing area is drawn only from the past image by the analogy vector.

図5の例では、原画像f(t−1)と原画像f(t)とでの動きベクトル検出において、背景Aおよび背景Bは、未来画像に対応点がないために類推ベクトルに置き換わる。この場合、過去の動きを継続すると類推され、類推ベクトルとして符号5−11で示すベクトルを発生させる。(ここではf(t−2)を図示していないが、物体は静止していたものとする。)背景Aからの類推ベクトルは、他と競合しないために内挿点に割りつくが、背景Bからの類推ベクトルは、他と競合するために消滅する。(類推ベクトルは競合時に優先度を低くするのが一般的である。また、画素相関値も大きくなりやすく、SADやDFDなどで競合点での優先度を決定しても選ばれにくい。)
原画像f(t)と原画像f(t+1)との間のベクトル検出において背景C、背景D、背景Eおよび背景Fは未来画像に対応点がないため、背景C〜Fからの検出ベクトルは、類推ベクトルに置き換わる。類推ベクトルとしては、過去の動きが継続すると類推されるため、ベクトル5−4Bの逆向きに相当するベクトル5−12を発生させる。背景Dおよび背景Eからの類推ベクトルは、他と競合しないために内挿点に割りつくが、背景Cおよび背景Fからの類推ベクトルは、他と競合するために消滅する。なお、特許請求の範囲における未定ブロックは、例えば、内挿画f(t+0.5)のD〜Eに対応する。
In the example of FIG. 5, in the motion vector detection in the original image f (t−1) and the original image f (t), the background A and the background B are replaced with an analogy vector because there is no corresponding point in the future image. In this case, it is inferred that the past movement is continued, and a vector indicated by reference numeral 5-11 is generated as an analogy vector. (Here, f (t-2) is not shown, but it is assumed that the object is stationary.) Since the analogy vector from the background A does not compete with others, it is assigned to the interpolation point. The analogy vector from B disappears because it competes with others. (The analogy vector generally has a lower priority at the time of competition. Also, the pixel correlation value tends to increase, and even if the priority at the competition point is determined by SAD, DFD, etc., it is difficult to select.)
In the vector detection between the original image f (t) and the original image f (t + 1), since the background C, the background D, the background E, and the background F have no corresponding points in the future image, the detection vectors from the backgrounds C to F are It replaces the analogy vector. As an analogy vector, since past motion is presumed to continue, a vector 5-12 corresponding to the reverse direction of the vector 5-4B is generated. The analogy vectors from the background D and the background E are allocated to the interpolation point because they do not compete with others, but the analogy vectors from the background C and the background F disappear because they compete with each other. Note that the undetermined block in the claims corresponds to, for example, D to E of the interpolated image f (t + 0.5).

原画像f(t+1)と原画像f(t+2)との間のベクトル検出において、背景G、背景H、背景I、背景J、背景Kおよび背景Lは未来画像に対応点がないため、背景G〜Kからの検出ベクトルは、類推ベクトルに置き換わる。類推ベクトルとしては、過去の動きが継続すると類推されるため、ベクトル5−6Bの逆向きに相当するベクトル5−13を発生させる。背景I、背景Jおよび背景からの類推ベクトルは、他と競合しないために内挿点に割りつくが、背景G、背景Hおよび背景Lからの類推ベクトルは、他と競合するために消滅する。なお、特許請求の範囲における未定ブロックは、例えば、内挿画f(t+1.5)のI〜Mに対応する。   In the vector detection between the original image f (t + 1) and the original image f (t + 2), the background G, the background H, the background I, the background J, the background K, and the background L have no corresponding points in the future image. The detection vector from ˜K replaces the analogy vector. As an analogy vector, since it is presumed that past motion will continue, a vector 5-13 corresponding to the reverse direction of the vector 5-6B is generated. The background I, background J, and analogy vectors from the background are assigned to the interpolation point because they do not compete with others, but the analogy vectors from the background G, background H, and background L disappear because they compete with others. The undetermined block in the claims corresponds to, for example, I to M of the interpolated image f (t + 1.5).

原画像f(t+2)と原画像f(t+3)との間のベクトル検出において、背景M、背景N、背景O、背景P、背景Q、背景R、背景Sおよび背景Tは未来画像に対応点がないため、背景M〜Sからの検出ベクトルは、類推ベクトルに置き換わる。類推ベクトルとしては、過去の動きを継続すると類推されるため、ベクトル5−8Bの逆向きに相当するベクトル5−14を発生させる。背景P、背景Q、背景Rおよび背景Sからの類推ベクトルは他と競合しないために内挿点に割りつくが、背景M、背景N、背景Oおよび背景Tからの類推ベクトルは、他と競合するために消滅する。なお、特許請求の範囲における未定ブロックは、例えば、内挿画f(t+2.5)のP〜Uに対応する。   In vector detection between the original image f (t + 2) and the original image f (t + 3), the background M, the background N, the background O, the background P, the background Q, the background R, the background S, and the background T correspond to the future images. Therefore, the detection vector from the background M to S is replaced with an analogy vector. As an analogy vector, since it is presumed that the past movement is continued, a vector 5-14 corresponding to the reverse direction of the vector 5-8B is generated. The analogy vectors from the background P, background Q, background R, and background S do not conflict with each other, so they are assigned to the interpolation points, but the analogy vectors from the background M, background N, background O, and background T compete with others. To disappear. Note that the undetermined block in the claims corresponds to P to U of the interpolated image f (t + 2.5), for example.

ここで内挿画に着目すると、内挿画f(t−0.5)において、検出されたベクトルを用いて作画された背景Cと類推ベクトルを用いて作画された背景Aとの間に非連続点が発生している。(本来は背景Bが存在すべきである。)
また、内挿画f(t+0.5)において、検出されたベクトルを用いて作画された背景Gと類推ベクトルを用いて作画された背景Eとの間に非連続点が発生している。(本来は背景Fが存在すべきである。)
また、内挿画f(t+1.5)において、検出されたベクトルを用いて作画された背景Mと類推ベクトルを用いて作画された背景Kとの間に非連続点が発生している。(本来は背景Lが存在すべきである。)
また、内挿画f(t+2.5)において、検出されたベクトルを用いて作画された背景Uと類推ベクトルを用いて作画された背景Sとの間に非連続点が発生している。(本来は背景Tが存在すべきである。)
このように物体の輪郭に沿って非連続点が発生すので内挿画像が低下する。
Here, when focusing on the interpolation, in the interpolation f (t−0.5), a discontinuous point is present between the background C drawn using the detected vector and the background A drawn using the analogy vector. Has occurred. (Originally, background B should be present.)
Further, in the interpolated image f (t + 0.5), a discontinuous point occurs between the background G drawn using the detected vector and the background E drawn using the analogy vector. (Originally, there should be a background F.)
In addition, in the interpolated image f (t + 1.5), discontinuous points are generated between the background M drawn using the detected vector and the background K drawn using the analogy vector. (Originally, the background L should be present.)
In addition, in the interpolated image f (t + 2.5), discontinuous points are generated between the background U drawn using the detected vector and the background S drawn using the analogy vector. (Originally, there should be a background T.)
Since discontinuous points are generated along the contour of the object in this way, the interpolated image is lowered.

(内挿ベクトルの補正)
本発明に係る画像補間装置1では、上記問題に対して図1のベクトル補正部7によって内挿ベクトルに対して補正する。図1において、ベクトル補正部7は、ベクトル割付部6から、内挿ベクトルと、未来側の類推ベクトルfV(t)と、過去側の類推ベクトルpV(t−2)と、未割付領域の情報を得る。このとき、fV(t)およびpV(t−2)は、実際のデータをもらっても、割りついたベクトルにフラグ等を設けて伝達してもかまわない。
(Correction of interpolation vector)
In the image interpolation apparatus 1 according to the present invention, the interpolation vector is corrected by the vector correction unit 7 in FIG. In FIG. 1, the vector correction unit 7 receives an interpolation vector, a future-side analogy vector fV (t), a past-side analogy vector pV (t-2), and unallocated area information from the vector allocation unit 6. Get. At this time, fV (t) and pV (t−2) may be transmitted with actual data or with a flag or the like assigned to the assigned vector.

ベクトル補正部7は、内挿画の左上の座標を(0,0)としたとき、水平方向に向かって補正処理する。補正処理する内挿座標を(x,y)としたときの内挿ベクトルの水平方向の成分をVix(x,y)、垂直方向の成分をViy(x,y)とした場合、内挿画像の1つ左の水平方向のベクトル成分はVix(x−1,y)、垂直方向のベクトル成分はViy(x−1,y)と表記する。   The vector correction unit 7 performs correction processing in the horizontal direction when the upper left coordinate of the interpolated image is (0, 0). When the horizontal component of the interpolation vector is Vix (x, y) and the vertical component is Viy (x, y) when the interpolation coordinates to be corrected are (x, y), the interpolated image The vector component in the horizontal direction to the left of each is expressed as Vix (x-1, y), and the vector component in the vertical direction is expressed as Viy (x-1, y).

ベクトル補正部7での補正処理は、処理座標が類推ベクトルであった場合に発生する。その補正内容は、隣接したブロックのベクトルとの比較によって行う。類推ベクトルを(Vix(x,y),Viy(x,y))としたときに、例えば、|Vix(x,y)−Vix(x±1,y±1)|^2+|Viy(x,y)−Viy(x±1,y±1)|^2を個別に求め、大きさの最も小さいベクトルに置き換える。例えば、(Vix(x−1,y),Viy(x−1,y))が最も小さい値を示したならば、内挿座標(x,y)のベクトルは(Vix(x−1,y),Viy(x−1,y))に置き換え、類推ベクトルが割り付けられたフラグを解除する。隣接ベクトルとの差分を検査する際に、類推ベクトルが割り付けられた内挿座標のベクトルは検査対象から削除することが望ましい。   The correction processing in the vector correction unit 7 occurs when the processing coordinates are an analogy vector. The correction content is performed by comparison with the vector of the adjacent block. When the analogy vector is (Vix (x, y), Viy (x, y)), for example, | Vix (x, y) −Vix (x ± 1, y ± 1) | ^ 2 + | Viy (x , Y) −Viy (x ± 1, y ± 1) | ^ 2 is obtained individually and replaced with the vector having the smallest size. For example, if (Vix (x-1, y), Viy (x-1, y)) shows the smallest value, the vector of the interpolation coordinates (x, y) is (Vix (x-1, y). ), Viy (x-1, y)), and the flag to which the analogy vector is assigned is canceled. When inspecting a difference from an adjacent vector, it is desirable to delete an interpolated coordinate vector to which an analogy vector is assigned from the inspection target.

この補正処理により左もしくは上から背景の動きベクトルが伝播でき、内挿時間を挟んだ原画像の背景ベクトルの選択が可能となり非連続点を改善できる。上記説明では、対象座標の(±1,±1)を対象としたが、この範囲は必要に応じて拡げてもかまわない。また、処理削減のため減らすことも可能である。例えば、一般的な画像であれば、図2のように上方向にも背景は存在する。また水平方向への伝播も必要となるため、補正対象ブロックの上の座標および左の座標のみの参照で背景ベクトルを伝播させることも可能である。   By this correction processing, the background motion vector can be propagated from the left or above, and the background vector of the original image can be selected with the interpolation time interposed therebetween, and discontinuous points can be improved. In the above description, the target coordinates (± 1, ± 1) are targeted, but this range may be expanded as necessary. It can also be reduced to reduce processing. For example, in the case of a general image, the background also exists in the upward direction as shown in FIG. Further, since propagation in the horizontal direction is also required, the background vector can be propagated by referring only to the coordinates on the correction target block and the left coordinates.

補正によって改善する内挿画について図6を用いて説明する。図6は、背景の動き量が変化する様子を説明するための図であって、本発明によって図5の内挿画像の問題点が改善できることを示す図である。類推ベクトルの抽出までは図5における説明と同一であるので、ここでは省略する。   Interpolation improved by correction will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram for explaining how the amount of background motion changes, and shows that the problem of the interpolated image of FIG. 5 can be improved by the present invention. The process up to the extraction of the analogy vector is the same as that described in FIG.

原画像f(t−1)と原画像f(t)との間でのベクトル検出の結果、図5に示すベクトル5−11が類推ベクトルとなる。この場合、補正処理においては、物体ベクトルと偶然同一であるため物体ベクトルが選択され、この場合は改善できず、図6の6−11の内挿ベクトルが決定される。   As a result of vector detection between the original image f (t-1) and the original image f (t), a vector 5-11 shown in FIG. 5 is an analogy vector. In this case, in the correction process, the object vector is selected by chance because it is coincident with the object vector. In this case, the object vector cannot be improved, and the interpolation vector 6-11 in FIG. 6 is determined.

原画像f(t)と原画像f(t−1)との間でのベクトル検出の結果、図5に示すベクトル5−12が類推ベクトルとなる。この場合、補正処理においては、物体ベクトルと背景ベクトルとの差が偶然同一となり、図6のベクトル6−12Aもしくは6−12Bのどちらかが選ばれ、必ずしも改善できることになはならない。(この場合、過去の動きを継続するような動きに優先度を与えること、周囲により多くあるベクトル選択することなどが考えられる。)
原画像f(t+1)と原画像f(t+2)との間でのベクトル検出の結果、図5に示すベクトル5−13は類推ベクトルとなる。ベクトル補正部7は、類推ベクトル5−13が割り付けられている内挿ブロックに隣接する所定の範囲内にあるブロックの検出ベクトルと、類推ベクトル5−13とを比較し、類推ベクトル5−13を、類推ベクトル5−13と最も近い検出ベクトルに置き換える。この場合、補正処理において、類推ベクトル5−13は、隣接するブロックの検出ベクトルとの比較の結果、背景ベクトル5−8Aに近いと判定され、図6のベクトル6−13に補正される。これにより、内挿画の精度が改善される。なお、上記所定の範囲は、要求される精度に応じて任意に設定可能である。
As a result of vector detection between the original image f (t) and the original image f (t-1), a vector 5-12 shown in FIG. 5 is an analogy vector. In this case, in the correction process, the difference between the object vector and the background vector happens to be the same, and either the vector 6-12A or 6-12B in FIG. 6 is selected, and this cannot necessarily be improved. (In this case, it is possible to give priority to a motion that continues the past motion, or to select more vectors in the surroundings.)
As a result of vector detection between the original image f (t + 1) and the original image f (t + 2), the vector 5-13 shown in FIG. 5 becomes an analogy vector. The vector correction unit 7 compares the detected vector of a block within a predetermined range adjacent to the interpolation block to which the analogy vector 5-13 is assigned with the analogy vector 5-13, and determines the analogy vector 5-13. Replace with the detection vector closest to the analogy vector 5-13. In this case, in the correction process, the analogy vector 5-13 is determined to be close to the background vector 5-8A as a result of comparison with the detection vector of the adjacent block, and is corrected to the vector 6-13 in FIG. This improves the accuracy of the interpolation. The predetermined range can be arbitrarily set according to the required accuracy.

原画像f(t+2)と原画像f(t+3)との間でのベクトル検出の結果、図5に示すベクトル5−14は類推ベクトルとなる。ベクトル補正部7は、類推ベクトル5−14が割り付けられている内挿ブロックに隣接する所定の範囲内にあるブロックの検出ベクトルと、類推ベクトル5−14とを比較し、類推ベクトル5−14を、類推ベクトル5−14と最も近い検出ベクトルに置き換える。この場合、補正処理において、類推ベクトル5−14は、隣接するブロックの検出ベクトルとの比較の結果、背景ベクトル5−10Aに近いと判定され、図6のベクトル6−14に補正される。これにより、内挿画の精度が改善される。   As a result of vector detection between the original image f (t + 2) and the original image f (t + 3), the vector 5-14 shown in FIG. 5 becomes an analogy vector. The vector correction unit 7 compares the detected vector of a block within a predetermined range adjacent to the interpolation block to which the analogy vector 5-14 is assigned with the analogy vector 5-14, and determines the analogy vector 5-14. Replace with the detection vector closest to the analogy vector 5-14. In this case, in the correction process, the analogy vector 5-14 is determined to be close to the background vector 5-10A as a result of comparison with the detection vector of the adjacent block, and is corrected to the vector 6-14 in FIG. This improves the accuracy of the interpolation.

上述のように物体ベクトルと背景ベクトルの差が動きの変化量に比べて大きい場合は内挿画の背景の非連続点は削除することができ、良質な内挿画を得ることが可能となる。   As described above, when the difference between the object vector and the background vector is larger than the amount of change in motion, discontinuous points in the background of the interpolation can be deleted, and a high-quality interpolation can be obtained.

なお、ここまで、時間的に過去の原画像を基準として説明してきたが、時間的に未来の原画像を基準として、過去の原画像に向かって検出を行う構成であってもよい。すなわち、上述の説明においては、例えば、原画像f(t−1)から原画像f(t)に対する動きベクトルを検出して内挿画像に割り付ける構成であったが、原画像f(t)から原画像f(t−1)に対する動きベクトルを検出して内挿画像に割り付ける構成であってもよい。過去・未来を逆と考えるだけであるのでここでは説明を省略する。   Note that the description has been made so far on the basis of the past original image in terms of time, but a configuration in which detection is performed toward the past original image on the basis of the temporally future original image may be used. That is, in the above description, for example, the motion vector for the original image f (t) is detected from the original image f (t−1) and assigned to the interpolated image. The configuration may be such that a motion vector for the original image f (t−1) is detected and assigned to the interpolated image. Since only the past and the future are considered to be the opposite, the explanation is omitted here.

〔実施の形態2〕
(画像補間装置3の概要)
図7は本発明に係る画像補間装置3の構成を示すブロック図である。本発明に係る画像補間装置3は、遅延部13(映像データ遅延手段)と動きベクトル検出部14(前方向動きベクトル検出部、第1検出手段)および動きベクトル検出部15(後方向動きベクトル検出部、第2検出手段)と双方向ベクトル比較部16(第1判定手段、第2判定手段)と遅延部17(ベクトル遅延手段)とベクトル割付部18(割付手段)と統計処理部19(第1類推手段、第2類推手段)と遅延部20(過去側類推ベクトル遅延部)と遅延部21(未来側類推ベクトル遅延部)とベクトル補正部22(補正手段)と作画部23(内挿画像生成手段)と遅延部24(作画データ遅延部)とを備えている。
[Embodiment 2]
(Outline of the image interpolation device 3)
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the image interpolation apparatus 3 according to the present invention. The image interpolation apparatus 3 according to the present invention includes a delay unit 13 (video data delay unit), a motion vector detection unit 14 (forward motion vector detection unit, first detection unit), and a motion vector detection unit 15 (backward motion vector detection). Section, second detection means), bidirectional vector comparison section 16 (first determination means, second determination means), delay section 17 (vector delay means), vector allocation section 18 (allocation means), and statistical processing section 19 (first 1 analogy means, 2 analogy means), delay part 20 (past side analogy vector delay part), delay part 21 (future side analogy vector delay part), vector correction part 22 (correction means) and drawing part 23 (interpolated image) Generating means) and a delay unit 24 (drawing data delay unit).

画像補間装置3は、外部から入力される映像信号に含まれる時刻t+1における原画像f(t+1)(第2の原画像、未来画)と、1つ前の時刻tにおける原画像f(t)(第1の原画像、過去画)とから、内挿画像を生成する。画像補間装置3では、外部からの映像信号は、遅延部13(映像データ遅延手段)、動きベクトル検出部14(前方向動きベクトル検出部)および動きベクトル検出部15(後方向動きベクトル検出部)に入力される。以下では、外部から時刻t+1における原画像f(t+1)を表す映像信号が入力されたときの処理について説明する。   The image interpolation device 3 includes an original image f (t + 1) (second original image, future image) at time t + 1 included in a video signal input from the outside, and an original image f (t) at the previous time t. An interpolated image is generated from (first original image, past image). In the image interpolating apparatus 3, the video signal from the outside receives a delay unit 13 (video data delay unit), a motion vector detection unit 14 (forward motion vector detection unit), and a motion vector detection unit 15 (backward motion vector detection unit). Is input. Hereinafter, processing when a video signal representing the original image f (t + 1) at time t + 1 is input from the outside will be described.

遅延部13(映像データ遅延手段)は、入力された外部からの映像信号を遅延させて、動きベクトル検出部14(前方向動きベクトル検出部)、動きベクトル検出部15、作画部23および遅延部24(作画データ遅延部)に供給する。外部から原画像f(t+1)を表す映像信号が入力されるタイミングにおいて、遅延部13は、原画像f(t)を表す映像信号を出力する。遅延部13は、例えば、DDRなどのメモリによって構成される。   The delay unit 13 (video data delay means) delays the input external video signal, and the motion vector detection unit 14 (forward motion vector detection unit), motion vector detection unit 15, drawing unit 23, and delay unit 24 (drawing data delay unit). At a timing when a video signal representing the original image f (t + 1) is input from the outside, the delay unit 13 outputs a video signal representing the original image f (t). The delay unit 13 is configured by a memory such as DDR, for example.

動きベクトル検出部14および15は、それぞれ原画像f(t)および原画像f(t−1)を基準画像として、双方向の動きベクトルを算出する。また、動きベクトル検出部14,15は、図2に示すように、原画像を複数のピクセルから成る複数のブロックに分割し、ブロック単位で動きベクトルを検出する。動きベクトル検出部14,15は、ブロックマッチングや勾配法によって動きベクトルを算出するが、動きベクトルは他の方法によって算出されてもよい。動きベクトル検出部14,15は、検出した動きベクトルを、双方向ベクトル比較部16および統計データ処理部19に出力する。   The motion vector detection units 14 and 15 calculate bidirectional motion vectors using the original image f (t) and the original image f (t−1) as reference images, respectively. Further, as shown in FIG. 2, the motion vector detection units 14 and 15 divide the original image into a plurality of blocks including a plurality of pixels, and detect a motion vector in units of blocks. The motion vector detection units 14 and 15 calculate a motion vector by block matching or a gradient method, but the motion vector may be calculated by another method. The motion vector detection units 14 and 15 output the detected motion vector to the bidirectional vector comparison unit 16 and the statistical data processing unit 19.

双方向ベクトル比較部16は、動きベクトル検出部14,15において検出された動きベクトルを比較し、比較結果に基づいて、「現れる領域」および「消える領域」(補正対象ブロック)を特定する。そして、双方向ベクトル比較部16は、動きベクトル検出部14,15において検出された動きベクトルと共に、「現れる領域」、「消える領域」を特定する情報を遅延部17(動きベクトル遅延部)および統計データ処理部19に割り付けるベクトルを出力する。割り付けるベクトルは、前方向動きベクトルでも後方向動きベクトルでもかまわないが、内挿画の時間的に近い側を基準として検出を行ったベクトルを使用するのが好ましい。   The bidirectional vector comparison unit 16 compares the motion vectors detected by the motion vector detection units 14 and 15, and identifies “appearing area” and “disappearing area” (correction target block) based on the comparison result. Then, the bidirectional vector comparison unit 16 sends information specifying the “appearing region” and “disappearing region” together with the motion vectors detected by the motion vector detection units 14 and 15 to the delay unit 17 (motion vector delay unit) and the statistics. A vector assigned to the data processing unit 19 is output. The vector to be allocated may be a forward motion vector or a backward motion vector, but it is preferable to use a vector that is detected on the basis of the temporally closer side of the interpolation.

遅延部17(動きベクトル遅延部)は、割り付けるベクトルを受け取り、未来側の類推ベクトルの算出が終わるまで遅延させ、ベクトル割付部18に出力する。   The delay unit 17 (motion vector delay unit) receives the vector to be allocated, delays it until calculation of the analogical vector on the future side is completed, and outputs it to the vector allocation unit 18.

統計データ処理部19は、動きベクトル検出部14,15からの動きベクトルの情報からの情報を統計処理し、動きベクトルの統計データ(例えば、ヒストグラム)を算出し、類推ベクトルを出力する。一般的に「消える領域」、「現れる領域」はある程度の大きさがかたまって存在する。統計的に処理することで領域ごとに類推することが可能となり、全画素数、全ブロック数の大きさの類推ベクトルを持たなくて良くなり、規模を小さくすることが可能となる。統計データ処理部18は、未来側の類推ベクトルfV(t)をベクトル割付部17に出力し、過去側の類推ベクトルpV(t)を遅延部19(類推ベクトル遅延部)に出力する。   The statistical data processing unit 19 performs statistical processing on the information from the motion vector information from the motion vector detection units 14 and 15, calculates motion vector statistical data (for example, a histogram), and outputs an analogy vector. In general, the “disappearing area” and the “appearing area” have a certain size. By statistically processing, it is possible to make an analogy for each region, and it is not necessary to have an analogy vector with the size of the total number of pixels and the total number of blocks, and the scale can be reduced. The statistical data processing unit 18 outputs the future analogy vector fV (t) to the vector allocation unit 17 and outputs the past analogy vector pV (t) to the delay unit 19 (analogous vector delay unit).

遅延部20、21は過去の類推ベクトルは割付の1つ前の検出結果から求める必要があるためにその時間差を整合するために存在する。時間的位相を合わせた過去側の類推ベクトルをベクトル割付部18に出力する。   The delay units 20 and 21 exist to match the time difference because the past analogy vector needs to be obtained from the detection result immediately before the assignment. The past analogy vector with the temporal phase matched is output to the vector allocation unit 18.

ベクトル割付部18は、遅延部17、遅延部20および遅延部21によって時間的な調整を受けた検出ベクトルV(t−1)とその置き換え領域の情報と未来側の画像のみで表現すべき場合の置き換えるべきベクトル値fV(t)と過去側の画像のみで表現すべき場合の置き換えるべきベクトルpV(t−2)の情報をもとに内挿時間に即した内挿ベクトルVi(t−1)を作成しベクトル補正部22に出力する。このとき、置き換えた領域がベクトル補正部22で認識できるようにフラグとなる情報を内挿ベクトルに付加することが好ましい。また、未割付となった領域の情報も付加することが好ましい。   When the vector allocating unit 18 should represent only the detection vector V (t−1) that has been temporally adjusted by the delay unit 17, the delay unit 20, and the delay unit 21, information on the replacement area, and the future image. Based on the vector value fV (t) to be replaced and information on the vector pV (t-2) to be replaced when it should be expressed only by the past image, the interpolation vector Vi (t-1) corresponding to the interpolation time ) And output to the vector correction unit 22. At this time, it is preferable to add information as a flag to the interpolation vector so that the vector correction unit 22 can recognize the replaced region. It is also preferable to add information on an unallocated area.

ベクトル補正部22は、内挿ベクトルVi(t−1)で、置き換えベクトルが割り付けられている領域に対して、内挿画像上のブロックの隣接するブロックのベクトルと該置き換えベクトルとを比較する。該隣接ブロックのベクトルの中で置き換えベクトルと最もベクトルの差が小さいものをブロックごとに算出する。算出したベクトルをmV(t−1)とすると、ブロックの内挿ベクトルの値fV(t)もしくはpV(t−2)をmV(t−1)に置き換える。未割付領域も隣接ブロックに置き換え領域が存在した場合、未割付領域は置き換え領域として扱い、fV(t)もしくはpV(t−2)の値は隣接ブロック上の値を適応して扱う。また、どの隣接ブロックとのベクトル差も閾値より大きい場合、置き換え処理は行わないことが好ましい。複数の隣接ブロックに異なったfV(t)もしくはpV(t−2)に類似したベクトルが存在した場合、類似ベクトルの平均値を取ってもかまわないものとする。   The vector correction unit 22 compares the replacement vector with the vector of the block adjacent to the block on the interpolation image with respect to the region to which the replacement vector is assigned by the interpolation vector Vi (t−1). Among the vectors of the adjacent blocks, the one having the smallest difference between the replacement vector and the vector is calculated for each block. When the calculated vector is mV (t−1), the block interpolation vector value fV (t) or pV (t−2) is replaced with mV (t−1). When a non-allocated area also has a replacement area in an adjacent block, the non-allocated area is treated as a replacement area, and the value of fV (t) or pV (t−2) is handled by adapting the value on the adjacent block. If the vector difference with any adjacent block is larger than the threshold value, it is preferable not to perform the replacement process. When vectors similar to different fV (t) or pV (t−2) exist in a plurality of adjacent blocks, an average value of similar vectors may be taken.

そして、作画部23は、ベクトル割付部21からの動きベクトルの割付情報に基づいて、原画像の映像信号から、内挿画像の各座標における映像信号を読み出し、内挿画像を生成する。   Then, based on the motion vector allocation information from the vector allocation unit 21, the drawing unit 23 reads the video signal at each coordinate of the interpolated image from the video signal of the original image, and generates an interpolated image.

(画像補間装置1と画像補間装置3)
画像補間装置1と画像補間装置3では、双方向にベクトルを求めるため動きベクトル検出部14、15と、「消える領域」、「現れる領域」の抽出する双方向ベクトル比較部16が存在する。双方向ベクトル比較部16について説明する。その他の部分については画像補間装置1と同じであるので省略する。
(Image interpolation device 1 and image interpolation device 3)
In the image interpolation device 1 and the image interpolation device 3, there are motion vector detection units 14 and 15 and a bidirectional vector comparison unit 16 for extracting “disappearing region” and “appearing region” in order to obtain vectors in both directions. The bidirectional vector comparison unit 16 will be described. The other parts are the same as those of the image interpolation device 1 and are therefore omitted.

双方向ベクトル比較部16は、動きベクトル検出部14において検出された原画像f(t)の各検出ブロックを始点とする前方向動きベクトルについて、各前方向動きベクトルの終点となる原画像f(t+1)の検出ブロックを始点とする後方向動きベクトルと比較し、それらの対向する前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとが、大きさが等しい逆向きのベクトルであるか否かを判定する。つまり、前方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする後方向動きベクトルの終点が、当該前方向動きベクトルの始点と一致するか否かを判定する。   The bidirectional vector comparison unit 16 uses the original image f (), which is the end point of each forward motion vector, for the forward motion vector starting from each detection block of the original image f (t) detected by the motion vector detection unit 14. It is compared with the backward motion vector starting from the detection block at t + 1), and it is determined whether or not the opposing forward motion vector and backward motion vector are opposite vectors having the same magnitude. That is, it is determined whether or not the end point of the backward motion vector starting from the end block of the forward motion vector matches the start point of the forward motion vector.

双方向ベクトル比較部16での比較処理の一例について図8を用いて説明する。図8は、双方向ベクトル比較の手法を説明する図であり、比較する座標を示す図である。原画像f(t−1)からf(t)の検出を行ったとき、f(t−1)上のあるブロックの前方向検出のベクトル検出結果が(Vxft1,Vyft1)であったとする。図8において、8−1〜8−4は、f(t)からf(t−1)に対して後方向検出を行うf(t)上の固定ブロックである。8−5は、f(t−1)上のあるブロックの前方向検出のベクトル検出結果が(Vxft1,Vyft1)を示したときに、f(t)上に割り付けられたエリアとする。また、8−1〜8−4で求まった後方向ベクトルを(Vxbt1,Vybt1)〜(Vxbt4,Vybt4)としたときに、比較部16での比較処理の行う比較処理で等しいと判定する条件は、設定によって変更できる判定値をVxth、Vythとすると
|Vxft1+Vxbt1|<Vxth
|Vxft1+Vxbt2|<Vxth
|Vxft1+Vxbt3|<Vxth
|Vxft1+Vxbt4|<Vxth
のどれかが成立し、かつ
|Vyft1+Vybt1|<Vyth
|Vyft1+Vybt2|<Vyth
|Vyft1+Vybt3|<Vyth
|Vyft1+Vybt4|<Vyth
のどれかが成立する場合を指す。つまり、前方向検出ベクトルが指し示す終点周辺のどこかのブロックの後方向ベクトルと一定値以下の差のとき(前方向と後方向ベクトルは向きが逆であるため、加算した結果がゼロとなるのが理想)一致と判断する。
An example of comparison processing in the bidirectional vector comparison unit 16 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining a bidirectional vector comparison method and is a diagram showing coordinates to be compared. Assume that when detecting f (t) from the original image f (t-1), the vector detection result of the forward detection of a certain block on f (t-1) is (Vxft1, Vyft1). In FIG. 8, 8-1 to 8-4 are fixed blocks on f (t) that perform backward detection from f (t) to f (t−1). 8-5 is an area allocated on f (t) when the vector detection result of the forward detection of a block on f (t-1) indicates (Vxft1, Vyft1). Further, when the backward vectors obtained in 8-1 to 8-4 are (Vxbt1, Vybt1) to (Vxbt4, Vybt4), the conditions for determining that they are equal in the comparison process performed by the comparison unit 16 are as follows. If Vxth and Vyth are judgment values that can be changed by setting, | Vxft1 + Vxbt1 | <Vxth
| Vxft1 + Vxbt2 | <Vxth
| Vxft1 + Vxbt3 | <Vxth
| Vxft1 + Vxbt4 | <Vxth
Is true, and | Vyft1 + Vybt1 | <Vyth
| Vyft1 + Vybt2 | <Vyth
| Vyft1 + Vybt3 | <Vyth
| Vyft1 + Vybt4 | <Vyth
This refers to the case where one of the above holds. In other words, when the difference between the back direction vector of some block around the end point indicated by the front direction detection vector and a certain value or less Is ideal).

ここでは、双方向ベクトル比較のブロックを2×2の領域としたが、演算精度によっては、3×3の領域や、1ブロック単体としてもよいものとする。   Here, the bidirectional vector comparison block is a 2 × 2 area, but depending on the calculation accuracy, a 3 × 3 area or a single block may be used.

より具体的には、双方向ベクトル比較部16は(以下の説明では、簡単化するために比較ブロックは1ブロック単体として記す)、図9に示す検出ブロック9−14〜9−26を始点とする前方向動きベクトルについて、各前方向動きベクトルの終点の検出ブロックを始点とする後方向動きベクトルと比較する。図9は、双方向ベクトル比較の手法を説明する図であり、一致条件を説明する図である。   More specifically, the bidirectional vector comparison unit 16 (in the following description, the comparison block is described as a single block for simplification), and the detection blocks 9-14 to 9-26 shown in FIG. The forward motion vector to be compared is compared with the backward motion vector starting from the detection block of the end point of each forward motion vector. FIG. 9 is a diagram for explaining a bidirectional vector comparison method and for explaining the matching condition.

例えば、原画像f(t−1)の検出ブロック9−25を始点とする前方向動きベクトル9−40の終点は、原画像f(t)の検出ブロック9−38であり、双方向ベクトル比較部15は、検出ブロック9−38を始点とする後方向動きベクトル9−41と前方向動きベクトル9−40とを比較する。この場合、双方向ベクトル比較部15は、前方向動きベクトル9−40および後ろ方向動きベクトル9−41について、いずれも、ゼロベクトルであり、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点とが等しいと判定する。   For example, the end point of the forward motion vector 9-40 starting from the detection block 9-25 of the original image f (t-1) is the detection block 9-38 of the original image f (t). The unit 15 compares the backward motion vector 9-41 starting from the detection block 9-38 with the forward motion vector 9-40. In this case, the bidirectional vector comparison unit 15 is both a zero vector for the forward motion vector 9-40 and the backward motion vector 9-41, and the start point of the forward motion vector and the forward motion vector It is determined that the end point of the backward motion vector starting from the end point is equal.

また、例えば、原画像f(t−1)の検出ブロック9−24を始点とする前方向動きベクトル9−42の終点は、原画像f(t)の検出ブロック9−38であり、双方向ベクトル比較部16は、検出ブロック9−38を始点とする後方向動きベクトル9−41と前方向動きベクトル9−42とを比較する。この場合、双方向ベクトル比較部16は、9−24の前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点とが異なっていると判定する。   Further, for example, the end point of the forward motion vector 9-42 starting from the detection block 9-24 of the original image f (t-1) is the detection block 9-38 of the original image f (t). The vector comparison unit 16 compares the backward motion vector 9-41 starting from the detection block 9-38 with the forward motion vector 9-42. In this case, the bidirectional vector comparison unit 16 determines that the start point of the forward motion vector 9-24 is different from the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector.

双方向ベクトル比較部16は、原画像f(t−1)の全ての検出ブロックについて同様の判定処理を実行する。図9に示す例では、双方向ベクトル比較部16は、検出ブロック5−21〜5−24を始点とする前方向動きベクトルについて、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点とが異なっていると判定する。   The bidirectional vector comparison unit 16 performs the same determination process for all detection blocks of the original image f (t−1). In the example illustrated in FIG. 9, the bidirectional vector comparison unit 16 determines the forward motion vector start point and the forward motion vector end point for the forward motion vector starting from the detection blocks 5-21 to 5-24. It is determined that the end point of the backward motion vector as the start point is different.

前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点とが同じである場合、前方向動きベクトルが指し示す原画像f(t)の検出ブロックと、後方向動きベクトルが指し示す原画像f(t−1)の検出ブロックとは、同一の物体の領域、あるいは、同一の背景領域ということになる。   When the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector are the same, the detection block of the original image f (t) indicated by the forward motion vector, The detection block of the original image f (t−1) indicated by the directional motion vector is the same object region or the same background region.

反対に、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点とが異なる場合、前方向動きベクトルの始点となる原画像f(t−1)の検出ブロックに表示されている物体や背景領域は、原画像f(t)には表示されていないことを意味する。   On the contrary, when the start point of the forward motion vector is different from the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector, the original image f (t−1) that is the start point of the forward motion vector This means that the object or background area displayed in the detection block is not displayed in the original image f (t).

つまり、原画像f(t−1)における検出ブロックを始点とする前方向動きベクトルと、当該前方向動きベクトルの終点となる原画像f(t)における検出ブロックを始点とする後方向動きベクトルとを比較し、前方向動きベクトルと後方向動きベクトルとが反対向きで大きさが等しいベクトルであるか否かを判定することによって、時間的に前の時刻における原画像f(t−1)には表示されているが、時間的に後の時刻における原画像f(t)に表示されない「消える領域」を検出することができる。図9に示す例では、原画像f(t−1)における検出ブロック9−21〜9−24が「消える領域」として特定される。   That is, the forward motion vector starting from the detection block in the original image f (t−1), and the backward motion vector starting from the detection block in the original image f (t) that is the end point of the forward motion vector. To determine whether the forward motion vector and the backward motion vector are opposite in direction and equal in magnitude, thereby obtaining the original image f (t−1) at the previous time in time. Is displayed, but the “disappearing area” that is not displayed in the original image f (t) at a later time in time can be detected. In the example illustrated in FIG. 9, the detection blocks 9-21 to 9-24 in the original image f (t−1) are identified as “disappearing areas”.

なお、上述した双方向ベクトル比較部16における判定処理は、動きベクトルの検出精度を考慮して幅をもたせてもよい。つまり、前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点のブロックを始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きいか否か(予め定められた範囲内にあるか否か)を判定し、所定の閾値よりも大きい場合には「消える領域」と判定する構成であってもよい。ここで、所定の閾値(予め定められた範囲)としては、動きベクトルの検出精度に応じたブロック数を設定可能な構成であってよく、特に限定はされない。   Note that the above-described determination processing in the bidirectional vector comparison unit 16 may have a width in consideration of motion vector detection accuracy. That is, whether the interval between the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end block of the forward motion vector is greater than a predetermined threshold (within a predetermined range) It is also possible to adopt a configuration in which it is determined whether or not the area disappears when the threshold value is larger than a predetermined threshold. Here, the predetermined threshold (predetermined range) may be configured such that the number of blocks corresponding to the motion vector detection accuracy can be set, and is not particularly limited.

映像補間装置1では、ブロック9−38で競合する前方向ベクトル9−40と前方向9−42で判定を行う。この場合、9−24、9−25ともに「消える領域」側のベクトルがどちらであるか判定できず、補正対象として9−24および9−25の両方を補正対象領域としてしまう。映像補間装置3では明確に領域が判定可能となる。   In the video interpolating apparatus 1, the determination is made with the forward vector 9-40 and the forward direction 9-42 competing in the block 9-38. In this case, it is impossible to determine which of the 9-24 and 9-25 vectors is on the “disappearing area” side, and both 9-24 and 9-25 are set as correction target areas. The video interpolation device 3 can clearly determine the region.

(変形例)
画像補間装置1および画像補間装置3においては、類推ベクトルを抽出するために原画像f(t)と原画像f(t+1)の間の内挿画を作画する場合、原画像f(t−1)と原画像f(t)の検出および、原画像f(t+1)と原画像f(t+2)の検出結果が必要となる。画像補間装置3においては、図7の統計データ処理部19での処理を変更することで、必要な1回の内挿処理に必要な検出回数を削減可能となる。
(Modification)
In the image interpolating apparatus 1 and the image interpolating apparatus 3, when drawing an interpolation between the original image f (t) and the original image f (t + 1) in order to extract an analogy vector, the original image f (t-1) And the detection of the original image f (t) and the detection results of the original image f (t + 1) and the original image f (t + 2) are required. In the image interpolation device 3, the number of detections necessary for one interpolation process required can be reduced by changing the processing in the statistical data processing unit 19 of FIG.

統計データ処理部19は、原画像f(t)と原画像f(t+1)の検出において、原画像f(t)の座標上の双方向ベクトル比較部の結果を参照する。原画像f(t−1)と原画像f(t)の検出において、双方向ベクトル比較の結果が一致しなかった領域で、原画像f(t)と原画像f(t+1)の検出では、双方向ベクトル比較の結果が一致した領域の原画像f(t)と原画像f(t+1)の検出の前方向動きベクトルを「現れる領域」の動きベクトルとする。原画像f(t−1)と原画像f(t)の検出において、双方向ベクトル比較の結果が一致した領域で、原画像f(t)と原画像f(t+1)の検出では、双方向ベクトル比較の結果が一致しなかった領域の原画像f(t−1)と原画像f(t)の検出の後方向動きベクトルを「消える領域」の動きベクトルとする。   The statistical data processing unit 19 refers to the result of the bidirectional vector comparison unit on the coordinates of the original image f (t) in the detection of the original image f (t) and the original image f (t + 1). In the detection of the original image f (t-1) and the original image f (t), the detection of the original image f (t) and the original image f (t + 1) The motion vector of the “appearing region” is defined as the forward motion vector of the detection of the original image f (t) and the original image f (t + 1) in the region where the results of the bidirectional vector comparison match. In the detection of the original image f (t-1) and the original image f (t), in the region where the result of the bidirectional vector comparison is the same, the detection of the original image f (t) and the original image f (t + 1) is bidirectional. The backward motion vector detection of the original image f (t−1) and the original image f (t) in the region where the vector comparison results do not match is set as the “disappearing region” motion vector.

「消える領域」、「現れる領域」はフレーム間で座標は連続して近傍点に存在する。例えば、図9において「消える領域」は、原画像f(t−2)上では、9−4〜9−7であり、原画像f(t−1)上では、9−21〜9−24となる。原画像f(t)では、9−38〜9−41である。隣接するフレームを重ね合わせて消える領域を見た場合、原画像f(t−2)と原画像f(t−1)を重ねたときの「消える領域」の座標は、原画像f(t−2)の座標上で9−4〜9−11となる。「現れる領域」についても同様である。(この例では、フレーム間で「消える領域」が隣接しているが、背景が動いた場合はズレが生じるが、近傍領域には存在する。)
上記、双方向ベクトル比較を用いて「消える領域」の動きベクトルおよび「現れる領域」の動きベクトルとして検出したベクトルを統計データ処理部19は、その発生頻度をヒストグラムなどの統計処理をして、所定の領域の「消える領域」に対する類推ベクトルおよび「現れる領域」の類推ベクトルを抽出する。
The coordinates of “disappearing area” and “appearing area” exist at neighboring points continuously between frames. For example, in FIG. 9, “disappearing areas” are 9-4 to 9-7 on the original image f (t−2), and 9-21 to 9-24 on the original image f (t−1). It becomes. In the original image f (t), it is 9-38 to 9-41. When an area disappearing by overlapping adjacent frames is viewed, the coordinates of the “disappearing area” when the original image f (t−2) and the original image f (t−1) are overlapped are the original image f (t− It becomes 9-4 to 9-11 on the coordinates of 2). The same applies to the “appearing area”. (In this example, “disappearing areas” are adjacent between frames, but when the background moves, a shift occurs, but it exists in a neighboring area.)
The statistical data processing unit 19 performs a statistical process such as a histogram on the occurrence frequency of the vector detected as the motion vector of the “disappearing region” and the motion vector of the “appearing region” using the bidirectional vector comparison. An analogy vector for “disappearing area” and an analogy vector of “appearing area” are extracted.

もう少し具体的に図10を用いて説明する。図10は、本発明に係る画像補間装置3の変形例である統計データ処理部19(比較手段、第1不一致ブロック特定手段、第2不一致ブロック特定手段)の動作を説明した図である。原画像f(t)と原画像f(t+1)との間の原画像f(t+0.5)を作成する場合について説明する。このとき、原画像f(t)、および、原画像f(t+1)上の検出ブロックの双方向ベクトルの一致/不一致に着目する。また、1フレーム前の検出結果(原画像f(t−1)と原画像f(t)との間での検出結果)であって、f(t)上の検出ブロックにおける双方向ベクトルの一致/不一致の結果を参照値として使用する。   This will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of a statistical data processing unit 19 (comparison means, first mismatch block specifying means, second mismatch block specifying means), which is a modification of the image interpolation device 3 according to the present invention. A case where an original image f (t + 0.5) between the original image f (t) and the original image f (t + 1) is created will be described. At this time, attention is paid to the coincidence / non-coincidence of the bidirectional vectors of the detection block on the original image f (t) and the original image f (t + 1). Also, the detection result of the previous frame (the detection result between the original image f (t−1) and the original image f (t)), and the coincidence of the bidirectional vectors in the detection block on f (t) / Use mismatch results as reference values.

まず、「現れる領域」の類推ベクトルは、原画像f(t−1)と原画像f(t)との間のベクトル検出において双方向のベクトル(第2前方向動きベクトル、および、第2後方向動きベクトル)が不一致となり、かつ、原画像f(t)と原画像f(t+1)との間のベクトル検出において双方向のベクトル(第1前方向動きベクトル、および、第1後方向動きベクトル)が一致する原画像f(t)上のブロック(図10では、ブロック10−14であり、特許請求の範囲における第1の不一致ブロックに対応)におけるベクトルであって、原画像f(t)と原画像f(t+1)との間のベクトル検出時に求めた原画像f(t)から原画像f(t+1)に向かって求めたベクトルとなる。   First, the analogy vector of the “appearing region” is a bi-directional vector (second forward motion vector and second rearward vector) in vector detection between the original image f (t−1) and the original image f (t). Directional motion vectors) are mismatched, and bidirectional vectors (first forward motion vector and first backward motion vector) are detected in vector detection between the original image f (t) and the original image f (t + 1). ) Is a vector in a block on the original image f (t) (in FIG. 10, the block 10-14 corresponds to the first non-matching block in the claims), and the original image f (t) And the vector obtained from the original image f (t) obtained at the time of vector detection between the original image f (t + 1) and the original image f (t + 1).

すなわち、「現れる領域」の類推ベクトルは、原画上で過去の検出で双方向ベクトルが不一致(図10の「×」に対応)を示していた領域であって、現在の検出で双方向ベクトルが一致(図10の「○」に対応)を示す領域、すなわち、ブロック10−14における現在の検出の未来向きのベクトル10−41となる。   In other words, the analogy vector of “appearing area” is an area where the bidirectional vector does not match (corresponding to “X” in FIG. 10) in the past detection on the original image, and the bidirectional vector is not detected in the current detection. This is a region indicating a coincidence (corresponding to “◯” in FIG. 10), that is, a future-oriented vector 10-41 of the current detection in the block 10-14.

ブロック10−14は、原画像f(t−1)と原画像f(t)との間での検出において、双方向ベクトル比較の結果、一致しなかったブロックであって、未来側にあるブロックであるので、原画像f(t−1)と原画像f(t)との間では「現れる領域」となる。このブロックの原画像f(t)と原画像f(t+1)の動きベクトルは、原画像f(t)と原画像f(t+1)との間では、10−41と検出され、双方向ベクトル比較の結果も一致する。   A block 10-14 is a block that does not match as a result of the bidirectional vector comparison in the detection between the original image f (t-1) and the original image f (t), and is on the future side. Therefore, there is an “appearing region” between the original image f (t−1) and the original image f (t). The motion vector of the original image f (t) and the original image f (t + 1) of this block is detected as 10-41 between the original image f (t) and the original image f (t + 1), and bidirectional vector comparison is performed. The results also agree.

したがって、この近傍(所定の範囲)にある「現れる領域」の動きベクトルは、ブロック10−41の動きを示すと予想できる。このベクトルは、原画像f(t)と原画像f(t+1)で「現れる領域」として検出されるブロック10−28〜10−31の類推ベクトルとして(逆向きとして)出力される。なお、上記所定の範囲は、例えば仕様に応じて設定される。   Therefore, it can be expected that the motion vector of the “appearing region” in the vicinity (predetermined range) indicates the motion of the block 10-41. This vector is output (in the reverse direction) as an analogy vector of blocks 10-28 to 10-31 detected as “appearing regions” in the original image f (t) and the original image f (t + 1). In addition, the said predetermined range is set according to a specification, for example.

一方、「消える領域」の類推ベクトルは、原画像f(t−1)と原画像f(t)との間のベクトル検出において双方向のベクトルが一致し、かつ、原画像f(t)と原画像f(t+1)との間のベクトル検出において双方向のベクトルが不一致となる原画像f(t)上のブロック(図10では、ブロック10−21〜10−24であり、特許請求の範囲における第2の不一致ブロックに対応)におけるベクトルであって、原画像f(t−1)と原画像f(t)との間のベクトル検出時に求めた原画像f(t)から原画像f(t−1)に向かって求めたベクトル(の逆向き)となる。   On the other hand, the analogy vector of the “disappearing region” is the same as that of the original image f (t) in the vector detection between the original image f (t−1) and the original image f (t). Blocks on the original image f (t) in which bidirectional vectors do not match in vector detection with the original image f (t + 1) (in FIG. 10, blocks 10-21 to 10-24, and claims) To the original image f (t) obtained at the time of vector detection between the original image f (t-1) and the original image f (t). It is a vector (reverse direction) obtained toward t-1).

すなわち、「消える領域」の類推ベクトルは、原画上で、過去の検出で双方向ベクトルが一致(図10の「○」に対応)を示していた領域で、現在の検出で双方向ベクトルが不一致(図10の「×」に対応)を示す領域、すなわち、ブロック10−21〜10−24における過去の検出の過去向きベクトル10−40となる。(ベクトル10−40は、ブロック10−21〜10−24の過去向きベクトルを代表した値を示しているものとする。)
ブロック10−15〜10−20は原画像f(t−1)と原画像f(t)の検出においても、原画像f(t)と原画像f(t+1)の検出においても双方向ベクトル比較で一致するので、類推ベクトルの対象とならない。
In other words, the analogy vector of “disappearing area” is the area where the bidirectional vector coincides with the previous detection on the original image (corresponding to “◯” in FIG. 10), and the bidirectional vector does not coincide with the current detection. This is an area indicating (corresponding to “x” in FIG. 10), that is, a past direction vector 10-40 of past detection in the blocks 10-21 to 10-24. (The vector 10-40 represents a value representing the past direction vector of the blocks 10-21 to 10-24.)
Blocks 10-15 to 10-20 perform bidirectional vector comparison both when detecting the original image f (t-1) and the original image f (t) and when detecting the original image f (t) and the original image f (t + 1). Therefore, it is not the target of the analogy vector.

ブロック10−21〜10−24は、原画像f(t−1)と原画像f(t)との間での検出において、双方向ベクトルの比較で一致し、原画像f(t)と原画像f(t+1)との間での検出においては、双方向ベクトル比較は一致しない。   Blocks 10-21 to 10-24 match in the comparison of bidirectional vectors in detection between the original image f (t-1) and the original image f (t), and the original image f (t) and the original image f (t) match. In the detection with the image f (t + 1), the bidirectional vector comparison does not match.

したがって、この近傍(所定の範囲)にある「消える領域」の動きベクトルは10−40の動きをすると予想できる。このベクトルは原画像f(t)と原画像f(t+1)で「消える領域」として検出される10−21〜10−24の類推ベクトルとして(逆向きとして)出力される。なお、上記所定の範囲は、例えば仕様に応じて設定される。   Therefore, the motion vector of the “disappearing region” in the vicinity (predetermined range) can be expected to move 10-40. This vector is output (in the reverse direction) as an analogy vector of 10-21 to 10-24 detected as “disappearing area” in the original image f (t) and the original image f (t + 1). In addition, the said predetermined range is set according to a specification, for example.

ここで、内挿画像の作画において、未割付となった領域に対して原画像f(t)を用いるか、原画像f(t+1)を用いるかの判定を行う。判定は、未割付となった内挿点からゼロベクトルが指し示す原画像f(t)および原画像f(t+1)の原画座標を中心に、一定領域の双方ベクトルの一致/不一致のブロック数をカウントする。   Here, in drawing an interpolated image, it is determined whether the original image f (t) or the original image f (t + 1) is used for an unallocated area. The determination is based on the original image coordinates of the original image f (t) and the original image f (t + 1) indicated by the zero vector from the unassigned interpolation points, and counting the number of matching / mismatching blocks of both vectors in a certain area. To do.

内挿画f(t+0.5)において、未割付となる領域は内挿ブロック10−43、10−44、10−51、10−52となる。ここで、内挿ブロック10−43からゼロベクトルが示す過去および未来の原画像の領域の双方向ベクトルの一致/不一致を比較する。   In the interpolated image f (t + 0.5), the unallocated areas are the interpolation blocks 10-43, 10-44, 10-51, and 10-52. Here, the match / mismatch of the bidirectional vectors in the past and future original image areas indicated by the zero vector from the interpolation block 10-43 is compared.

図10においては、ブロック10−15〜10−18とブロック10−28〜10−31に相当する内挿点(およびその周辺点)では、双方向ベクトルの不一致点は、原画像f(t+1)にのみ存在する。つまり、未来側だけに余りブロックが多く存在することになり、この未割付の内挿点は、「現れる領域」であると判定する。   In FIG. 10, at the interpolation points corresponding to the blocks 10-15 to 10-18 and the blocks 10-28 to 10-31 (and their peripheral points), the mismatch point of the bidirectional vector is the original image f (t + 1). Exists only in That is, there are too many blocks only on the future side, and it is determined that this unallocated interpolation point is an “appearing region”.

つまり、原画像のブロック10−15周辺の双方向ベクトルは一致を示しており、原画像のブロック10−28周辺の双方向ベクトルは不一致を示している。未来側に余った領域が存在することから10−43は「現れる領域」であると判定する。従って、内挿ブロック10−43には、「現れる領域」の類推ベクトル10−41を適用し、未来からのみ作画する判定をする。内挿ブロック10−44に対しても同様である。   That is, the bidirectional vectors around the block 10-15 of the original image indicate a match, and the bidirectional vectors around the block 10-28 of the original image indicate a mismatch. Since there is a surplus area on the future side, it is determined that 10-43 is an “appearing area”. Therefore, an analogy vector 10-41 of “region to appear” is applied to the interpolation block 10-43, and it is determined to draw only from the future. The same applies to the interpolation block 10-44.

一方、ブロック10−21〜10−24とブロック10−34〜10−37に相当する内挿点(およびその周辺点)では、双方向ベクトルの不一致点は、原画像f(t)にのみ存在する。つまり、過去側だけに余りブロックが多く存在することになり、この未割付の内挿点は、「消える領域」であると判定する。   On the other hand, at the interpolation points corresponding to the blocks 10-21 to 10-24 and the blocks 10-34 to 10-37 (and their peripheral points), the mismatch point of the bidirectional vector exists only in the original image f (t). To do. That is, there are too many blocks only on the past side, and it is determined that this unallocated interpolation point is a “disappearing area”.

つまり、内挿ブロック10−51からゼロベクトルが示す過去および未来の原画像の領域の双方向ベクトルの一致/不一致を比較する。原画像のブロック10−23周辺の双方向ベクトルは不一致を示しており、原画像のブロック10−36周辺の双方向ベクトルは一致を示している。過去側に余った領域が存在することから内挿画像のブロック10−51は「消える領域」であると判定する。従って、ブロック10−51には「消える領域」の類推ベクトル10−40を適用し、過去からのみ作画する判定をする。内挿画像のブロック10−52に対しても同様である。   In other words, the match / mismatch of the bidirectional vectors in the past and future original image areas indicated by the zero vector from the interpolation block 10-51 is compared. A bidirectional vector around the block 10-23 of the original image indicates a mismatch, and a bidirectional vector around the block 10-36 of the original image indicates a match. Since there is a surplus area on the past side, it is determined that the block 10-51 of the interpolated image is an “erasing area”. Therefore, the analogy vector 10-40 of “disappearing area” is applied to the block 10-51, and it is determined to draw only from the past. The same applies to the block 10-52 of the interpolated image.

この内挿点で判定した「消える領域」および「現れる領域」に上記で求めた類推ベクトルを適応する。さらに画像補間装置1と同様に周辺点のベクトルと比較し、加速度に対する置き換え処理を行う。   The analogy vector obtained above is applied to the “disappearing area” and “appearing area” determined by the interpolation point. Further, similar to the image interpolating apparatus 1, it is compared with a vector of peripheral points, and a replacement process for acceleration is performed.

類推ベクトルは、一定領域ごとに原画像f(t−1)と原画像f(t)の検出結果および原画像f(t)と原画像f(t+1)の検出結果から「現れる領域」のベクトルおよび「消える領域」のベクトルに該当判定されたベクトルの平均値や頻度の高いものをその領域の類推ベクトルとする。「現れる領域」、「消える領域」それぞれ個別に持っても、合わせて1つの代表値を持っても良いものとする。   The analogy vector is a vector of “regions that appear” from the detection results of the original image f (t−1) and the original image f (t) and the detection results of the original image f (t) and the original image f (t + 1) for each fixed region. An average value or a high frequency of vectors determined to correspond to the “disappearing region” vector is used as an analogy vector of the region. Each of “appearing area” and “disappearing area” may be individually provided or may have one representative value.

また、この説明では、未割付領域に対してゼロベクトルを中心に双方向ベクトルの不一致数を比較して、作画方向を判定したが、類推ベクトルが指し示す原画像f(t)および原画像f(t+1)の領域を中心に双方向ベクトルの不一致数を比較する方法であっても良いものとする。   In this description, the drawing direction is determined by comparing the number of inconsistencies of bidirectional vectors with respect to the unallocated area, centering on the zero vector, but the original image f (t) and the original image f ( It is also possible to use a method of comparing the number of inconsistencies in bidirectional vectors centered on the area of t + 1).

上述のように、原画像f(t)と原画像f(t+1)のベクトル検出時には、原画像f(t−1)と原画像f(t)との間でのベクトル検出が、1フレーム前の検出で完了しており、その結果を用いることになる。その意味において、ベクトル検出の結果に対して遅延部が必要となる。この場合、内挿画像f(t+0.5)を作成するにあたり、原画像f(t+1)と原画像f(t+2)との検出結果は必要とはならないため、過去(1フレーム前)に検出した結果を用いればよく、改めてベクトル検出する必要がなくなる。   As described above, when the vectors of the original image f (t) and the original image f (t + 1) are detected, the vector detection between the original image f (t−1) and the original image f (t) is performed one frame before. Is completed, and the result is used. In that sense, a delay unit is required for the vector detection result. In this case, since the detection result of the original image f (t + 1) and the original image f (t + 2) is not necessary in creating the interpolated image f (t + 0.5), it was detected in the past (one frame before). The result may be used, eliminating the need for vector detection again.

したがって、本発明の変形例では、未来の検出結果を使用せずに内挿画を作成可能となる。図7においては遅延部17および遅延部21が必要なくなり、より小規模な形式で同等の結果を得ることが可能となる。   Therefore, in the modification of the present invention, it is possible to create an interpolated image without using future detection results. In FIG. 7, the delay unit 17 and the delay unit 21 are not necessary, and an equivalent result can be obtained in a smaller format.

また、本発明に係る画像補間装置1および3は、例えば、テレビジョン受像装置に備えられて、受信した放送信号に含まれる映像信号に基づいて表示される画像を補間する構成であってもよい。あるいは、本発明に係る画像補間装置1は、DVD再生装置やビデオ再生装置などの映像再生装置に備えられて、記録媒体に記録されている映像データに基づいて再生される画像を補間する構成であってもよい。   In addition, the image interpolation devices 1 and 3 according to the present invention may be configured, for example, in a television receiver to interpolate an image to be displayed based on a video signal included in a received broadcast signal. . Alternatively, the image interpolation device 1 according to the present invention is provided in a video playback device such as a DVD playback device or a video playback device, and interpolates an image to be played back based on video data recorded on a recording medium. There may be.

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.

最後に、画像補間装置1の各ブロックは、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、次のようにCPUを用いてソフトウェアによって実現してもよい。   Finally, each block of the image interpolation apparatus 1 may be configured by hardware logic, or may be realized by software using a CPU as follows.

すなわち、画像補間装置1および3は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである画像補間装置1の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、画像補間装置1に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。   In other words, the image interpolation apparatuses 1 and 3 include a central processing unit (CPU) that executes instructions of a control program that realizes each function, a read only memory (ROM) that stores the program, and a random access memory (RAM) that expands the program. memory), a storage device (recording medium) such as a memory for storing the program and various data. An object of the present invention is to provide a recording medium on which a program code (execution format program, intermediate code program, source program) of a control program of the image interpolation apparatus 1 which is software for realizing the above-described functions is recorded so as to be readable by a computer. This can also be achieved by supplying the image interpolation apparatus 1 and reading and executing the program code recorded on the recording medium by the computer (or CPU or MPU).

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。   Examples of the recording medium include tapes such as magnetic tapes and cassette tapes, magnetic disks such as floppy (registered trademark) disks / hard disks, and disks including optical disks such as CD-ROM / MO / MD / DVD / CD-R. Card system such as IC card, IC card (including memory card) / optical card, or semiconductor memory system such as mask ROM / EPROM / EEPROM / flash ROM.

また、画像補間装置1を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークとしては、特に限定されず、例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN、ISDN、VAN、CATV通信網、仮想専用網(virtual private network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、通信ネットワークを構成する伝送媒体としては、特に限定されず、例えば、IEEE1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL回線等の有線でも、IrDAやリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、802.11無線、HDR、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。   Further, the image interpolation apparatus 1 may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. The communication network is not particularly limited. For example, the Internet, intranet, extranet, LAN, ISDN, VAN, CATV communication network, virtual private network, telephone line network, mobile communication network, satellite communication. A net or the like is available. Also, the transmission medium constituting the communication network is not particularly limited. For example, even in the case of wired such as IEEE 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL line, etc., infrared rays such as IrDA and remote control, Bluetooth ( (Registered trademark), 802.11 wireless, HDR, mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, and the like can also be used. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.

本発明に係る画像補間装置は、映像信号に含まれる原画像から補間画像を精度良く生成することができるため、テレビジョン受像装置やDVD再生装置などにおいて好適に利用できる。   The image interpolating apparatus according to the present invention can generate an interpolated image from an original image included in a video signal with high accuracy, and thus can be suitably used in a television receiver, a DVD reproducing apparatus, and the like.

1 画像補間装置
2 遅延部(映像データ遅延手段)
3 動きベクトル検出部(検出手段)
4 作画方向判定部(作画方向判定手段)
5 遅延部(ベクトルデータ遅延手段)
6 ベクトル割付部(割付手段)
7 ベクトル補正部(補正手段)
8 統計処理部(第1類推手段、第2類推手段)
9 遅延部(1次置き換えベクトル遅延部)
10 遅延部(2次置き換えベクトル遅延部)
11 作画部(内挿画像生成手段)
12 遅延部(作画用遅延手段)
100 ベクトル補正装置
13 遅延部(映像データ遅延手段)
14 動きベクトル検出部(前方向動きベクトル検出部、第1検出手段)
15 動きベクトル検出部(後方向動きベクトル検出部、第2検出手段)
16 双方向ベクトル比較部(第1判定手段、第2判定手段)
17 遅延部(ベクトル遅延手段)
18 ベクトル割付部(割付手段)
19 統計処理部(第1類推手段、第2類推手段、比較手段、第1不一致ブロック特定手段、第2不一致ブロック特定手段)
20 遅延部(過去側類推ベクトル遅延部)
21 遅延部(未来側類推ベクトル遅延部)
22 ベクトル補正部(補正手段)
23 作画部(内挿画像生成手段)
24 遅延部(作画データ遅延部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image interpolation apparatus 2 Delay part (Video data delay means)
3 Motion vector detection unit (detection means)
4 drawing direction determination unit (drawing direction determination means)
5 Delay part (vector data delay means)
6 Vector assignment part (assignment means)
7 Vector correction unit (correction means)
8 Statistical processing part (first analogy means, second analogy means)
9 Delay part (primary replacement vector delay part)
10 Delay part (second-order replacement vector delay part)
11 Drawing part (interpolated image generating means)
12 Delay part (delay means for drawing)
100 Vector Correction Device 13 Delay Unit (Video Data Delay Unit)
14 motion vector detection unit (forward motion vector detection unit, first detection means)
15 motion vector detection unit (backward motion vector detection unit, second detection means)
16 Bidirectional vector comparison unit (first determination means, second determination means)
17 Delay part (vector delay means)
18 Vector assignment section (assignment means)
19 Statistical processing unit (first analogy inference means, second analogy inference means, comparison means, first inconsistent block specifying means, second inconsistent block specifying means)
20 Delay part (Past side analogy vector delay part)
21 Delay part (Future side analogy vector delay part)
22 Vector correction unit (correction means)
23 drawing part (interpolated image generating means)
24 delay part (drawing data delay part)

Claims (13)

第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する検出手段と、
上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、
上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推手段と、
上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推手段と、
上記検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、
上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴とするベクトル補正装置。
Assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between the first original image corresponding to the first time and the second original image corresponding to the second time after the first time A vector correction device for correcting a vector,
Detection for detecting a motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the second original image from the first original image and the second original image Means,
For each block of the interpolated image, draw only from the first original image, draw only from the second original image, or both the first original image and the second original image Drawing direction determination means for determining whether to draw from,
In accordance with the determination result of the drawing direction determination unit, an analogy vector for allocating to the undetermined block to which the motion vector detected by the detection unit is not allocated in the block of the interpolated image is before the first time. In a third original image at the third time, a first analogy is made from the appearance frequency of motion vectors starting from a block within a predetermined range from the undetermined block and ending at any block of the first original image. 1 analogy means;
According to the determination result of the drawing direction determination means, an analogy vector for allocating to the undetermined block to which the motion vector detected by the detection means is not allocated in the block of the interpolated image is later than the second time. In the fourth original image at the fourth time, an analogy is made from the appearance frequency of motion vectors starting from a block within a predetermined range from the undetermined block and ending at any block of the second original image. Two analogy means;
Allocating means for allocating the motion vector detected by the detecting means and the analogy vector estimated by the first analogizing means and the second analogizing means to each block of the interpolated image;
Correction means for replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to blocks within a predetermined range from the undetermined block. Feature vector correction device.
第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する検出手段と、
上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、
上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推手段と、
上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出手段により検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推手段と、
上記検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、
上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴とするベクトル補正装置。
Assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between the first original image corresponding to the first time and the second original image corresponding to the second time after the first time A vector correction device for correcting a vector,
Detection for detecting a motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image from the first original image and the second original image Means,
For each block of the interpolated image, draw only from the first original image, draw only from the second original image, or both the first original image and the second original image Drawing direction determination means for determining whether to draw from,
In accordance with the determination result of the drawing direction determination unit, an analogy vector for allocating to the undetermined block to which the motion vector detected by the detection unit is not allocated in the block of the interpolated image is before the first time. In a third original image at the third time, a first analogy is made from the appearance frequency of motion vectors starting from a block within a predetermined range from the undetermined block and ending at any block of the first original image. 1 analogy means;
According to the determination result of the drawing direction determination means, an analogy vector for allocating to the undetermined block to which the motion vector detected by the detection means is not allocated in the block of the interpolated image is later than the second time. In the fourth original image at the fourth time, an analogy is made from the appearance frequency of motion vectors starting from a block within a predetermined range from the undetermined block and ending at any block of the second original image. Two analogy means;
Allocating means for allocating the motion vector detected by the detecting means and the analogy vector estimated by the first analogizing means and the second analogizing means to each block of the interpolated image;
Correction means for replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to blocks within a predetermined range from the undetermined block. Feature vector correction device.
第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する第1検出手段と、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する第2検出手段と、
上記前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向動きベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第1判定手段と、
後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第2判定手段と、
上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、
上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された前方向動きベクトルおよび後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推手段と、
上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された前方向動きベクトルおよび後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推手段と、
上記第1検出手段および第2検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、
上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴とするベクトル補正装置。
Assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between the first original image corresponding to the first time and the second original image corresponding to the second time after the first time A vector correction device for correcting a vector,
A forward motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the second original image is detected from the first original image and the second original image. First detecting means for
A backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image is detected from the first original image and the second original image. Second detecting means for
When the interval between the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector is larger than a predetermined threshold, the forward motion vector is First determination means for determining that the block is not allocated;
When the interval between the start point of the backward motion vector and the end point of the forward motion vector starting from the end point of the backward motion vector is larger than a predetermined threshold, the backward vector is added to the block of the interpolated image. Second determination means for determining that no assignment is made;
For each block of the interpolated image, draw only from the first original image, draw only from the second original image, or both the first original image and the second original image Drawing direction determination means for determining whether to draw from,
In accordance with the determination result of the drawing direction determination means, the forward motion vector and the backward motion vector detected by the first detection means and the second detection means in the block of the interpolated image are assigned to an undetermined block. An analogy vector for the first original image starting from a block within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at a third time prior to the first time. A first analogy means for inferring from the appearance frequency of a motion vector whose end point is a block;
In accordance with the determination result of the drawing direction determination means, the forward motion vector and the backward motion vector detected by the first detection means and the second detection means in the block of the interpolated image are assigned to an undetermined block. For the analogy vector for this, any of the second original images starts from a block within a predetermined range from the undetermined block in the fourth original image at a fourth time after the second time. A second analogy means for inferring from the appearance frequency of a motion vector whose end point is a block;
Allocating means for allocating the motion vectors detected by the first detecting means and the second detecting means and the analogy vectors estimated by the first analogizing means and the second analogizing means to each block of the interpolated image; ,
Correction means for replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to blocks within a predetermined range from the undetermined block. Feature vector correction device.
第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正装置であって、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする第1前方向動きベクトルを検出する第1検出手段と、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第1後方向動きベクトルを検出する第2検出手段と、
上記第1前方向動きベクトルの始点と、当該第1前方向動きベクトルの終点を始点とする第1後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1前方向動きベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第1判定手段と、
第1後方向動きベクトルの始点と、当該第1後方向動きベクトルの終点を始点とする第1前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1後方向ベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第2判定手段と、
上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻に対応する第3の原画像の何れかのブロックを終点とする第2後方向動きベクトルと、上記第3の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第2前方向動きベクトルとを比較する比較手段と、
上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きいブロックを、第1の不一致ブロックとして特定する第1不一致ブロック特定手段と、
上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さいブロックを、第2の不一致ブロックとして特定する第2不一致ブロック特定手段と、
上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定手段と、
上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の不一致ブロックを始点とする上記第1前方向動きベクトルから類推する第1類推手段と、
上記作画方向判定手段の判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出手段および第2検出手段により検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の不一致ブロックを始点とする上記第2後方向動きベクトルから類推する第2類推手段と、
上記第1検出手段および第2検出手段によって検出された動きベクトルと、上記第1類推手段および上記第2類推手段によって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付手段と、
上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正手段とを備えていることを特徴とするベクトル補正装置。
Assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between the first original image corresponding to the first time and the second original image corresponding to the second time after the first time A vector correction device for correcting a vector,
A first forward motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the second original image from the first original image and the second original image. First detecting means for detecting
From the first original image and the second original image, a first backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image Second detecting means for detecting
If the interval between the start point of the first forward motion vector and the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is greater than a predetermined threshold, the first forward direction First determination means for determining that a motion vector is not allocated to a block of the interpolated image;
If the interval between the start point of the first backward motion vector and the end point of the first forward motion vector starting from the end point of the first backward motion vector is greater than a predetermined threshold, the first backward vector Second determination means for determining that the block is not allocated to the block of the interpolated image,
A second backward motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the third original image corresponding to the third time before the first time; Comparing means for comparing a second forward motion vector starting from each block of the third original image and ending at any block of the first original image;
Among the blocks of the first original image, an interval from the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is smaller than a predetermined threshold, and the second rear image First mismatch block specifying means for specifying, as a first mismatch block, a block whose interval from the end point of the second forward motion vector starting from the end point of the direction motion vector is larger than a predetermined threshold;
Among the blocks of the first original image, an interval from the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is larger than a predetermined threshold, and the second rear image A second non-matching block specifying means for specifying a block whose interval from the end point of the second forward motion vector starting from the end point of the direction motion vector is smaller than a predetermined threshold as a second non-matching block;
For each block of the interpolated image, draw only from the first original image, draw only from the second original image, or both the first original image and the second original image Drawing direction determination means for determining whether to draw from,
The first forward motion vector and the first backward motion vector detected by the first detection means and the second detection means in the block of the interpolated image are allocated according to the determination result of the drawing direction determination means. First analogy means for analogizing from the first forward motion vector starting from the first inconsistent block, an analogy vector for allocating to an undetermined block that is not possible;
The first forward motion vector and the first backward motion vector detected by the first detection means and the second detection means in the block of the interpolated image are allocated according to the determination result of the drawing direction determination means. Second analogy means for inferring an analogy vector for allocating to an undetermined block from the second backward motion vector starting from the second inconsistent block;
Allocating means for allocating the motion vector detected by the first detecting means and the second detecting means and the analogy vector estimated by the first analogizing means and the second analogizing means to each block of the interpolated image; ,
Correction means for replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to the blocks within a predetermined range from the undetermined block. Feature vector correction device.
請求項1から4までのいずれか1項に記載のベクトル補正装置を備えた画像補間装置であって、
上記補正手段によって補正されたベクトルに基づいて、上記内挿画像を生成する内挿画像生成手段とを備えていることを特徴とする画像補間装置。
An image interpolation apparatus comprising the vector correction apparatus according to any one of claims 1 to 4,
An image interpolation apparatus comprising: an interpolated image generating unit that generates the interpolated image based on the vector corrected by the correcting unit.
請求項5に記載の画像補間装置を備えていることを特徴とするテレビジョン受像装置。   A television receiver comprising the image interpolation device according to claim 5. 請求項5に記載の画像補間装置を備えていることを特徴とする映像再生装置。   A video reproduction apparatus comprising the image interpolation apparatus according to claim 5. 第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正方法であって、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する検出ステップと、
上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定ステップと、
上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出ステップにより検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推ステップと、
上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出ステップにより検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推ステップと、
上記検出ステップによって検出された動きベクトルと、上記第1類推ステップおよび上記第2類推ステップによって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付ステップと、
上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴とするベクトル補正方法。
Assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between the first original image corresponding to the first time and the second original image corresponding to the second time after the first time A vector correction method for correcting a vector,
Detection for detecting a motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the second original image from the first original image and the second original image Steps,
For each block of the interpolated image, draw only from the first original image, draw only from the second original image, or both the first original image and the second original image A drawing direction determination step for determining whether to draw from,
In accordance with the determination result of the drawing direction determination step, an analogy vector for allocating an undetermined block to which the motion vector detected by the detection step is not allocated in the block of the interpolated image is before the first time. In a third original image at the third time, a first analogy is made from the appearance frequency of motion vectors starting from a block within a predetermined range from the undetermined block and ending at any block of the first original image. 1 analogy step;
According to the determination result of the drawing direction determination step, an analogy vector for allocating to the undetermined block to which the motion vector detected by the detection step is not allocated in the block of the interpolated image is later than the second time. In the fourth original image at the fourth time, an analogy is made from the appearance frequency of motion vectors starting from a block within a predetermined range from the undetermined block and ending at any block of the second original image. Two analogy steps;
An allocation step for allocating the motion vector detected by the detection step and the analogy vector estimated by the first analogy step and the second analogy step to each block of the interpolated image;
A correction step of replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to the blocks within a predetermined range from the undetermined block. Feature vector correction method.
第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正方法であって、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルを検出する検出ステップと、
上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定ステップと、
上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出ステップにより検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推ステップと、
上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記検出ステップにより検出された動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推ステップと、
上記検出ステップによって検出された動きベクトルと、上記第1類推ステップおよび上記第2類推ステップによって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付ステップと、
上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴とするベクトル補正方法。
Assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between the first original image corresponding to the first time and the second original image corresponding to the second time after the first time A vector correction method for correcting a vector,
Detection for detecting a motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image from the first original image and the second original image Steps,
For each block of the interpolated image, draw only from the first original image, draw only from the second original image, or both the first original image and the second original image A drawing direction determination step for determining whether to draw from,
In accordance with the determination result of the drawing direction determination step, an analogy vector for allocating an undetermined block to which the motion vector detected by the detection step is not allocated in the block of the interpolated image is before the first time. In a third original image at the third time, a first analogy is made from the appearance frequency of motion vectors starting from a block within a predetermined range from the undetermined block and ending at any block of the first original image. 1 analogy step;
According to the determination result of the drawing direction determination step, an analogy vector for allocating to the undetermined block to which the motion vector detected by the detection step is not allocated in the block of the interpolated image is later than the second time. In the fourth original image at the fourth time, an analogy is made from the appearance frequency of motion vectors starting from a block within a predetermined range from the undetermined block and ending at any block of the second original image. Two analogy steps;
An allocation step for allocating the motion vector detected by the detection step and the analogy vector estimated by the first analogy step and the second analogy step to each block of the interpolated image;
A correction step of replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to the blocks within a predetermined range from the undetermined block. Feature vector correction method.
第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正方法であって、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする前方向動きベクトルを検出する第1検出ステップと、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする後方向動きベクトルを検出する第2検出ステップと、
上記前方向動きベクトルの始点と、当該前方向動きベクトルの終点を始点とする後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該前方向動きベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第1判定ステップと、
後方向動きベクトルの始点と、当該後方向動きベクトルの終点を始点とする前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該後方向ベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第2判定ステップと、
上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定ステップと、
上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出ステップおよび第2検出ステップにより検出された前方向動きベクトルおよび後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻における第3の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第1類推ステップと、
上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出ステップおよび第2検出ステップにより検出された前方向動きベクトルおよび後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の時刻よりも後の第4の時刻における第4の原画像において上記未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックを始点とし上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする動きベクトルの出現頻度から類推する第2類推ステップと、
上記検出ステップによって検出された動きベクトルと、上記第1類推ステップおよび上記第2類推ステップによって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付ステップと、
上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴とするベクトル補正方法。
Assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between the first original image corresponding to the first time and the second original image corresponding to the second time after the first time A vector correction method for correcting a vector,
A forward motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the second original image is detected from the first original image and the second original image. First detecting step,
A backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image is detected from the first original image and the second original image. A second detecting step,
When the interval between the start point of the forward motion vector and the end point of the backward motion vector starting from the end point of the forward motion vector is larger than a predetermined threshold, the forward motion vector is A first determination step for determining that the block is not allocated;
When the interval between the start point of the backward motion vector and the end point of the forward motion vector starting from the end point of the backward motion vector is larger than a predetermined threshold, the backward vector is added to the block of the interpolated image. A second determination step for determining not to allocate;
For each block of the interpolated image, draw only from the first original image, draw only from the second original image, or both the first original image and the second original image A drawing direction determination step for determining whether to draw from,
According to the determination result of the drawing direction determination step, the forward motion vector and the backward motion vector detected by the first detection step and the second detection step in the block of the interpolated image are allocated to an undetermined block to which no allocation is made. An analogy vector for the first original image starting from a block within a predetermined range from the undetermined block in the third original image at a third time prior to the first time. A first analogizing step for analogizing from the appearance frequency of motion vectors having a block as an end point;
According to the determination result of the drawing direction determination step, the forward motion vector and the backward motion vector detected by the first detection step and the second detection step in the block of the interpolated image are allocated to an undetermined block to which no allocation is made. For the analogy vector for this, any of the second original images starts from a block within a predetermined range from the undetermined block in the fourth original image at a fourth time after the second time. A second analogy step for inferring from the appearance frequency of the motion vector whose end point is the block;
An allocation step for allocating the motion vector detected by the detection step and the analogy vector estimated by the first analogy step and the second analogy step to each block of the interpolated image;
A correction step of replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to the blocks within a predetermined range from the undetermined block. Feature vector correction method.
第1の時刻に対応する第1の原画像と、上記第1の時刻よりも後の第2の時刻に対応する第2の原画像との間に内挿する内挿画像の各ブロックに割り付けるベクトルを補正するベクトル補正方法であって、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第2の原画像の何れかのブロックを終点とする第1前方向動きベクトルを検出する第1検出ステップと、
上記第1の原画像と上記第2の原画像とから、上記第2の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第1後方向動きベクトルを検出する第2検出ステップと、
上記第1前方向動きベクトルの始点と、当該第1前方向動きベクトルの終点を始点とする第1後方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1前方向動きベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第1判定ステップと、
第1後方向動きベクトルの始点と、当該第1後方向動きベクトルの終点を始点とする第1前方向動きベクトルの終点との間隔が、所定の閾値よりも大きい場合、当該第1後方向ベクトルを上記内挿画像のブロックに割り付けないと判定する第2判定ステップと、
上記第1の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の時刻よりも前の第3の時刻に対応する第3の原画像の何れかのブロックを終点とする第2後方向動きベクトルと、上記第3の原画像の各ブロックを始点とし、上記第1の原画像の何れかのブロックを終点とする第2前方向動きベクトルとを比較する比較ステップと、
上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きいブロックを、第1の不一致ブロックとして特定する第1不一致ブロック特定ステップと、
上記第1の原画像のブロックのうち、上記第1前方向動きベクトルの終点を始点とする上記第1後方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも大きく、かつ、上記第2後方向動きベクトルの終点を始点とする上記第2前方向動きベクトルの終点との間隔が所定の閾値よりも小さいブロックを、第2の不一致ブロックとして特定する第2不一致ブロック特定ステップと、
上記内挿画像の各ブロックに対して、上記第1の原画像のみから作画するか、上記第2の原画像のみから作画するか、もしくは、第1の原画像および第2の原画像の両方から作画するかを判定する作画方向判定ステップと、
上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出ステップおよび第2検出ステップにより検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第1の不一致ブロックを始点とする上記第1前方向動きベクトルから類推する第1類推ステップと、
上記作画方向判定ステップの判定結果に応じて、上記内挿画像のブロックにおいて上記第1検出ステップおよび第2検出ステップにより検出された上記第1前方向動きベクトルおよび上記第1後方向動きベクトルが割り付けられない未定ブロックに割り付けるための類推ベクトルを、上記第2の不一致ブロックを始点とする上記第2後方向動きベクトルから類推する第2類推ステップと、
上記第1検出ステップおよび第2検出ステップによって検出された動きベクトルと、上記第1類推ステップおよび上記第2類推ステップによって類推された類推ベクトルとを、上記内挿画像の各ブロックに割り付ける割付ステップと、
上記未定ブロックに割り付けられた類推ベクトルを、当該未定ブロックから所定の範囲内にあるブロックに割り付けられた動きベクトルのうち、当該類推ベクトルに最も近い動きベクトルに置き換える補正ステップとを含んでいることを特徴とするベクトル補正方法。
Assigned to each block of the interpolated image to be interpolated between the first original image corresponding to the first time and the second original image corresponding to the second time after the first time A vector correction method for correcting a vector,
A first forward motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the second original image from the first original image and the second original image. A first detection step of detecting
From the first original image and the second original image, a first backward motion vector starting from each block of the second original image and ending at any block of the first original image A second detection step of detecting
If the interval between the start point of the first forward motion vector and the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is greater than a predetermined threshold, the first forward direction A first determination step for determining not to allocate a motion vector to the block of the interpolated image;
If the interval between the start point of the first backward motion vector and the end point of the first forward motion vector starting from the end point of the first backward motion vector is greater than a predetermined threshold, the first backward vector A second determination step that determines not to allocate a block to the interpolated image block;
A second backward motion vector starting from each block of the first original image and ending at any block of the third original image corresponding to the third time before the first time; A comparison step of comparing a second forward motion vector starting from each block of the third original image and ending at any block of the first original image;
Among the blocks of the first original image, an interval from the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is smaller than a predetermined threshold, and the second rear image A first non-matching block specifying step for specifying a block having an interval from the end point of the second forward motion vector starting from the end point of the directional motion vector as a first non-matching block, which is larger than a predetermined threshold;
Among the blocks of the first original image, an interval from the end point of the first backward motion vector starting from the end point of the first forward motion vector is larger than a predetermined threshold, and the second rear image A second non-matching block specifying step for specifying, as a second non-matching block, a block whose interval from the end point of the second forward motion vector starting from the end point of the direction motion vector is smaller than a predetermined threshold;
For each block of the interpolated image, draw only from the first original image, draw only from the second original image, or both the first original image and the second original image A drawing direction determination step for determining whether to draw from,
The first forward motion vector and the first backward motion vector detected by the first detection step and the second detection step in the block of the interpolated image are allocated according to the determination result of the drawing direction determination step. A first analogizing step for analogizing an analogy vector to be assigned to an undetermined block from the first forward motion vector starting from the first inconsistent block;
The first forward motion vector and the first backward motion vector detected by the first detection step and the second detection step in the block of the interpolated image are allocated according to the determination result of the drawing direction determination step. A second analogizing step for analogizing an analogy vector to be assigned to an undetermined block from the second backward motion vector starting from the second inconsistent block;
An allocation step for allocating the motion vectors detected by the first detection step and the second detection step and the analogy vectors estimated by the first analogy step and the second analogy step to each block of the interpolated image; ,
A correction step of replacing the analogy vector assigned to the undetermined block with a motion vector closest to the analogy vector among the motion vectors assigned to the blocks within a predetermined range from the undetermined block. Feature vector correction method.
請求項1から4までのいずれか1項に記載のベクトル補正装置を動作させる制御プログラムであって、コンピュータを上記の各手段として機能させるための制御プログラム。   A control program for operating the vector correction apparatus according to claim 1, wherein the computer functions as each of the means. 請求項12に記載の制御プログラムを記録しているコンピュータ読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium in which the control program according to claim 12 is recorded.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07336650A (en) * 1994-06-06 1995-12-22 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Field interpolation method
JPH07336688A (en) * 1994-06-06 1995-12-22 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Uncoveered area detecting method
JPH089339A (en) * 1993-06-24 1996-01-12 Sony United Kingdom Ltd Movement correction image interpolation method
JPH09214899A (en) * 1996-01-31 1997-08-15 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Image prediction processing method an its device
JP2001326941A (en) * 2000-05-16 2001-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Moving picture coding device, moving picture coding method, recording medium recorded with moving picture coding program, motion vector judging device, motion vector judging method and recording medium recorded with motion vector judging program

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH089339A (en) * 1993-06-24 1996-01-12 Sony United Kingdom Ltd Movement correction image interpolation method
JPH07336650A (en) * 1994-06-06 1995-12-22 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Field interpolation method
JPH07336688A (en) * 1994-06-06 1995-12-22 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Uncoveered area detecting method
JPH09214899A (en) * 1996-01-31 1997-08-15 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Image prediction processing method an its device
JP2001326941A (en) * 2000-05-16 2001-11-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Moving picture coding device, moving picture coding method, recording medium recorded with moving picture coding program, motion vector judging device, motion vector judging method and recording medium recorded with motion vector judging program

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