JP2011239325A - 動きベクトル補正装置及び方法、並びに、映像信号処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動きベクトルが比較的大きい場合に誤検出が発生した場合でも補間画像の視覚的な違和感を軽減することができる動きベクトル補正装置を提供する。
【解決手段】動きベクトル検出部２は、入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データを用いて、２つの実フレーム間に内挿する補間フレームを構成する補間画素データを生成する際に必要な動きベクトルＭＶ１を検出する。動きベクトル補正部４は、動きベクトルＭＶ１の大きさが所定の閾値を越えた場合に動きベクトルＭＶ１の大きさを減衰させるよう補正して動きベクトルＭＶ３として出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、動きベクトルの誤検出による補間画像の視覚的な違和感を軽減することができる動きベクトル補正装置及び方法、並びに、映像信号処理装置及び方法に関する。

液晶パネルを用いた画像表示装置で動画像を表示すると残像が生じやすい。そこで、残像を低減させるため、映像信号の実フレーム間に補間フレームを内挿してフレーム数を増大させ、例えば垂直周波数６０Ｈｚのフレームレートを２倍の１２０Ｈｚまたはそれ以上の垂直周波数に変換して画像表示することが行われている。フレームレート変換を行う映像信号処理装置においては、画像の動きベクトルを検出し、動きベクトルを用いて各補間画素を生成し、実フレーム間に内挿する補間フレームを生成する。

動きベクトルは、例えば連続した２フレームという限られたフレーム内の限られた範囲の画素データに基づいて生成される。従って、動きベクトルの誤検出を完全になくすことは難しい。そこで、動きベクトルの誤検出を低減するための技術改善が行われている。一例として特許文献１には、動きベクトルの誤検出を低減することができる動きベクトル検出装置を備えたフレームレート変換装置が記載されている。

特開２００６−３３１１３６号公報

動きベクトル検出装置を備えた映像信号処理装置において、動きベクトルの誤検出による補間画像の視覚的な違和感を軽減することが求められる。特に、検出した動きベクトルが比較的大きい場合に誤検出が発生すると、補間画像の視覚的な違和感が大きく目立ってしまう。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、動きベクトルが比較的大きい場合に誤検出が発生した場合でも補間画像の視覚的な違和感を軽減することができる動きベクトル補正装置及び方法、並びに、映像信号処理装置及び方法を提供することを目的とする。

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データを用いて、前記２つの実フレーム間に内挿する補間フレームを構成する補間画素データを生成する際に必要な第１の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部（２）と、前記第１の動きベクトルの大きさが第１の閾値を越えた場合に前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させるよう補正する動きベクトル補正部（４）と、を備えることを特徴とする動きベクトル補正装置を提供する。

上記の構成において、前記動きベクトル補正部は、前記第１の閾値を越えた前記第１の動きベクトルの大きさを所定の割合で減少させて第２の動きベクトルとして出力する動きベクトル値抑制部（４１）と、前記第２の動きベクトルの大きさが第２の閾値を越えた場合に前記第２の動きベクトルの大きさが増加しないように減衰させて第３の動きベクトルとして出力する動きベクトル値変換部（４２）と、を備えることが好ましい。

好適な例として、前記動きベクトル値抑制部は、ｍ，ｎをｍ＜ｎである自然数としたとき、前記第２の動きベクトルを、前記第１の動きベクトルの大きさ×ｍ／ｎ＋前記第１の閾値×（ｎ−ｍ）／ｎなる計算式で求める。

前記動きベクトル値変換部は、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第２の閾値から前記第２の閾値より大きい第３の閾値までの範囲では第３の動きベクトルの大きさを一定とし、前記第３の閾値を越えた場合に第３の動きベクトルの大きさを所定の割合で減衰させることが好ましい。

好適な例として、前記動きベクトル値変換部は、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第３の閾値を越えた場合、前記第３の動きベクトルを、２×前記第２の閾値＋（前記第３の閾値−前記第２の閾値）−前記第２の動きベクトルの大きさなる計算式で求める。

画面内での前記第１の動きベクトルの発生状態を判定して状態判定値を生成して出力する動きベクトル状態判定部（３）を備え、前記動きベクトル補正部は、前記状態判定値に応じて前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させる減衰特性を可変することが好ましい。
好適な例として、前記動きベクトル状態判定部は、画面内で前記第１の動きベクトルがどの程度発生したかを示す動きベクトルの発生量を示す状態判定値を生成する。他の好適な例として、記動きベクトル状態判定部は、画面内で前記第１の動きベクトルの方向が揃っているかばらついているかの程度を示す動きベクトルの分布状態を示す状態判定値を生成する。

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データと、上記のいずれかの動きベクトル補正装置によって補正された動きベクトルとを用いて補間画素データを生成する補間画素データ生成部（５）を備えることを特徴とする映像信号処理装置を提供する。

また、本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データを用いて、前記２つの実フレーム間に内挿する補間フレームを構成する補間画素データを生成する際に必要な第１の動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと、前記第１の動きベクトルの大きさが第１の閾値を越えた場合に前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させるよう補正する動きベクトル補正ステップと、を含むことを特徴とする動きベクトル補正方法を提供する。

前記動きベクトル補正ステップは、前記第１の閾値を越えた前記第１の動きベクトルの大きさを所定の割合で減少させて第２の動きベクトルとして出力する動きベクトル値抑制ステップと、前記第２の動きベクトルの大きさが第２の閾値を越えた場合に前記第２の動きベクトルの大きさが増加しないように減衰させて第３の動きベクトルとして出力する動きベクトル値変換ステップと、を含むことが好ましい。

好適な例として、前記動きベクトル値抑制ステップは、ｍ，ｎをｍ＜ｎである自然数としたとき、前記第２の動きベクトルを、前記第１の動きベクトルの大きさ×ｍ／ｎ＋前記第１の閾値×（ｎ−ｍ）／ｎなる計算式で求める。

前記動きベクトル値変換ステップは、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第２の閾値から前記第２の閾値より大きい第３の閾値までの範囲では第３の動きベクトルの大きさを一定とし、前記第３の閾値を越えた場合に第３の動きベクトルの大きさを所定の割合で減衰させることが好ましい。

好適な例として、前記動きベクトル値変換ステップは、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第３の閾値を越えた場合、前記第３の動きベクトルを、２×前記第２の閾値＋（前記第３の閾値−前記第２の閾値）−前記第２の動きベクトルの大きさなる計算式で求める。

画面内での前記第１の動きベクトルの発生状態を判定して状態判定値を生成する動きベクトル状態判定ステップを含み、前記動きベクトル補正ステップは、前記状態判定値に応じて前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させる減衰特性を可変することが好ましい。
好適な例として、前記動きベクトル状態判定ステップは、画面内で前記第１の動きベクトルがどの程度発生したかを示す動きベクトルの発生量を示す状態判定値を生成する。他の好適な例として、前記動きベクトル状態判定ステップは、画面内で前記第１の動きベクトルの方向が揃っているかばらついているかの程度を示す動きベクトルの分布状態を示す状態判定値を生成する。

本発明は、上述した従来の技術の課題を解決するため、入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データと、上記のいずれかの動きベクトル補正方法によって補正された動きベクトルとを用いて補間画素データを生成する補間画素データ生成ステップを含むことを特徴とする映像信号処理方法を提供する。

本発明の動きベクトル補正装置及び方法、並びに、映像信号処理装置及び方法によれば、動きベクトルが比較的大きい場合に誤検出が発生した場合でも補間画像の視覚的な違和感を軽減することができる。

本発明の一実施形態を示すブロック図である。 図１における動きベクトル状態判定部３の動作の第１の例を説明するための図である。 図１における動きベクトル状態判定部３の動作の第２の例を説明するための図である。 図１における動きベクトル補正部４の具体的構成例を示すブロック図である。 図４における動きベクトル値抑制部４１の動作を説明するための図である。 図４における動きベクトル値変換部４２の動作を説明するための図である。 図１における動きベクトル補正部４の動作の第１の例を説明するための図である。 図１における動きベクトル補正部４の動作の第２の例を説明するための図である。 図１における動きベクトル補正部４の動作の第３の例を説明するための図である。

以下、本発明の動きベクトル補正装置及び方法、並びに、映像信号処理装置及び方法について、添付図面を参照して説明する。図１に示す本発明の一実施形態は、映像信号処理装置の一例として、映像信号の実フレーム間に補間フレームを内挿して、フレームレートを２倍に変換するフレームレート変換装置を示している。フレームレートを３倍以上に変換するフレームレート変換装置であってもよい。本発明の映像信号処理装置は、フレームレート変換装置に限定されるものではなく、動きベクトル検出装置を備えたフィルムジャダ除去装置であってもよい。本発明は、動きベクトル検出装置を備えた任意の映像信号処理装置に適用可能である。

図１において、６０Ｈｚのフレーム周波数を有する映像信号Ｓinの各画素データは、フレームメモリ１，動きベクトル検出部２，補間画素データ生成部５，フレーム周波数変換部６に順次入力される。フレームメモリ１は入力された画素データを１フレーム遅延して出力する。入力された映像信号Ｓinの現在フレームをＦ０、フレームメモリ１より出力された現在フレームより１フレーム前のフレームをＦ１とする。現在フレームＦ０及びフレームＦ１は実フレームである。フレームＦ１の各画素データは、動きベクトル検出部２及び補間画素データ生成部５に順次入力される。

動きベクトル検出部２は、例えばマッチング法を用い、現在フレームＦ０とフレームＦ１の画素データを用いて、現在フレームＦ０とフレームＦ１との間に内挿する補間フレームの各補間画素データを生成するための動きベクトルＭＶ１を検出する。動きベクトルＭＶ１は画素データ単位で検出してもよいし、複数の画素データよりなるブロック単位で検出してもよい。特に図示しないが、動きベクトル検出部２は複数のラインメモリと画素遅延器、画素データの差分を求める減算器等を含んで構成される。動きベクトルＭＶ１は、動きベクトル状態判定部３及び動きベクトル補正部４に入力される。現在フレームＦ０とフレームＦ１に加えて、フレームＦ１よりも過去のフレームを用いて動きベクトルＭＶ１を検出してもよい。

動きベクトル状態判定部３は、それぞれのフレーム内の動きベクトルの状態を判定して判定信号Ｄ１を出力する。動きベクトル状態判定部３の具体的な動作については後に詳述する。判定信号Ｄ１は動きベクトル補正部４に入力される。動きベクトル補正部４は、判定信号Ｄ１に応じて動きベクトルＭＶ１の大きさを減衰させるよう補正して動きベクトルＭＶ３を出力する。動きベクトル補正部４の具体的な構成及び動作については後に詳述する。動きベクトルＭＶ３は補間画素データ生成部５に入力される。

特に図示しないが、補間画素データ生成部５は、現在フレームＦ０の画素データを水平方向及び垂直方向に遅延させ、現在フレームＦ０内の所定の水平方向及び垂直方向の範囲の画素データを生成する複数のラインメモリ及び画素遅延器と、フレームＦ１の画素データを水平方向及び垂直方向に遅延させ、フレームＦ１内の所定の水平方向及び垂直方向の範囲の画素データを生成する複数のラインメモリ及び画素遅延器とを備える。また、補間画素データ生成部５は、動きベクトルＭＶ３に応じて、現在フレームＦ０内の画素データとフレームＦ１内の画素データとを選択して平均値化して補間画素データを生成する平均値化部を備える。

本実施形態では２つの実フレーム内の画素データを用いて補間画素データを生成しているが、３つ以上の実フレーム内の画素データを用いて補間画素データを生成してもよい。

フレーム周波数変換部６には、フレームＦ０の画素データと補間画素データ生成部５より出力された補間画素データとが順次入力される。フレーム周波数変換部６は時系列変換メモリによって構成することができる。フレーム周波数変換部６は、順次入力されるフレームＦ０の画素データに基づいて実フレームであるフレームＦ０の画像データと、補間画素データ生成部５から順次入力される補間画素データに基づいて補間フレームである補間フレームＦｉの画像データとを生成する。

そして、フレーム周波数変換部６は、フレームＦ０の画像データと補間フレームＦｉの画像データとを周波数１２０Ｈｚで交互に選択して、１２０Ｈｚのフレーム周波数を有する映像信号Ｓoutを出力する。

次に、動きベクトル状態判定部３の具体的な動作について説明する。まず、図２を用いて動きベクトル状態判定部３の動作の第１の例について説明する。なお、図２は第１の例で行う動作を概念的に示している。動きベクトル状態判定部３は、１フレームの画面を複数の領域に区切る。１フレームの画面をいくつの領域に分割するかは適宜設定すればよい。図２（Ａ）は１つの領域ＡＲを示している。１つの領域ＡＲには複数の画素が含まれる。１つの領域ＡＲに含まれる画素の数は領域ＡＲの数によって決まる。動きベクトルＭＶ１を画素データ単位で検出する場合、領域ＡＲ内には画素数分の動きベクトルＭＶ１が発生することになる。動きベクトルＭＶ１を複数の画素データよりなるブロック単位で検出する場合、領域ＡＲ内にはブロック数分の動きベクトルＭＶ１が発生することになる。

動きベクトル状態判定部３は、領域ＡＲ内で動きベクトルＭＶ１の検出単位毎に動きベクトルＭＶ１が発生したか否かを判定して、動きベクトルＭＶ１が発生した場合に１を設定し、発生しなかった場合に０を設定する。そして、動きベクトル状態判定部３は、領域ＡＲ内で１を総和することによって動きベクトルＭＶ１が発生した数をカウントする。さらに、動きベクトル状態判定部３は、領域ＡＲ内で動きベクトルＭＶ１が発生した数（カウント値）が所定の閾値を越えたら、図２（Ａ）の矢印の右側に示すように領域ＡＲに対して領域毎の判定値として１を設定し、所定の閾値を越えなかったら領域毎の判定値として０を設定する。例えば半数を閾値として過半数であれば１を設定する。

図２（Ｂ）は、画面内の領域ＡＲ00，ＡＲ01，ＡＲ02，ＡＲ03…，ＡＲ10，ＡＲ11，ＡＲ12，ＡＲ13…に対して領域毎の判定値である０または１を設定した状態を示している。動きベクトル状態判定部３は、画面内のそれぞれの領域ＡＲで設定した領域毎の判定値を総和することによって、領域毎の判定値として１を設定した領域ＡＲの数をカウントする。そして、動きベクトル状態判定部３は、カウント値に応じて例えば０〜７の８段階の状態判定値である判定信号Ｄ１を出力する。

以上のように、動きベクトル状態判定部３の動作の第１の例では、１フレーム（画面）内でどの程度動きベクトルＭＶ１が発生したかを示す判定信号Ｄ１を生成する。即ち、第１の例では、動きベクトルＭＶ１の方向は考慮せず、１フレーム内での動きベクトルＭＶ１の発生量を示す判定信号Ｄ１を生成する。動きベクトルＭＶ１の発生量が多いほど状態判定値が大きくなる。状態判定値が大きいほど動きベクトルＭＶ１が安定していると言える。

引き続き、図３を用いて動きベクトル状態判定部３の動作の第２の例について説明する。図３は、１フレーム内で動きベクトルＭＶ１の検出単位毎に動きベクトルＭＶ１がどのように発生したかを概念的に示している。黒丸は動きベクトルＭＶ１が検出されなかった状態（動き０）であり、図２（Ａ）の矢印左側の図の値０に相当する。図３の例では、それぞれ矢印にて示すように、右方向の動きベクトルＭＶ１と、上方向の動きベクトルＭＶ１と、右上方向の動きベクトルＭＶ１が発生している。

動きベクトル状態判定部３は、１フレーム内で動きベクトルＭＶ１がどのように分布しているかを判定する。一例として、動きベクトルＭＶ１を水平方向及び垂直方向の向きで次の９種類に分類する。水平方向及び垂直方向に動きがない場合を［０，０］、右方向に動きがあり垂直方向には動きがない場合を［＋，０］、左方向に動きがあり垂直方向には動きがない場合を［−，０］とする。水平方向に動きがなく、上方向に動きがある場合を［０，＋］、水平方向に動きがなく、下方向に動きがある場合を［０，−］とする。右方向及び上方向に動きがある場合を［＋，＋］、右方向及び下方向に動きがある場合を［＋，−］、左方向及び上方向に動きがある場合を［−，＋］、左方向及び下方向に動きがある場合を［−，−］とする。

動きベクトル状態判定部３は、検出単位毎の動きベクトルＭＶ１を［０，０］〜［−，−］の９種類のいずれかに分類し、それぞれの種類毎に数を総和する。これにより、動きベクトル状態判定部３は、１フレーム内の動きベクトルＭＶ１が比較的一様な方向に発生したか種々の異なる方向に発生したかを判定することができる。動きベクトル状態判定部３は、例えば種類毎の数の総和を用いて所定の関数により１フレーム内で動きベクトルＭＶ１の方向が揃っているかばらついているかの程度を示す状態判定値を生成する。状態判定値は第１の例と同様、０〜７の８段階とし、これを判定信号Ｄ１とする。即ち、第２の例では、動きベクトルＭＶ１の方向を考慮して、１フレーム内での動きベクトルＭＶ１の分布状態を示す判定信号Ｄ１を生成する。動きベクトルＭＶ１の方向が揃うほど状態判定値が大きくなる。状態判定値が大きいほど動きベクトルＭＶ１が安定していると言える。

次に、動きベクトル補正部４の構成及び動作について説明する。図４に示すように、動きベクトル補正部４は、動きベクトル値抑制部４１と動きベクトル値変換部４２とを備える。動きベクトル値抑制部４１及び動きベクトル値変換部４２には判定信号Ｄ１が入力される。動きベクトル値抑制部４１は、動きベクトルＭＶ１の大きさが所定の値（第１の閾値）を超えた場合に動きベクトルＭＶ１の大きさを減少させて動きベクトルＭＶ２として出力する。

図５は、動きベクトル値抑制部４１において動きベクトルＭＶ１の大きさを抑制する際の特性を示している。動きベクトル値抑制部４１は、動きベクトルＭＶ１の大きさが０から第１の閾値ｓまでの範囲では動きベクトルＭＶ１をそのまま動きベクトルＭＶ２とし、第１の閾値ｓを超えると、次の（１）式に基づいて動きベクトルＭＶ２を生成する。
ＭＶ２＝ＭＶ１×ｍ／ｎ＋ｓ×｛（ｎ−ｍ）／ｎ｝ …（１）

上記（１）式におけるｍ，ｎはｍ＜ｎである所定の自然数であり、値は適宜設定すればよい。第１の閾値ｓ、即ち、動きベクトルＭＶ１を減衰させる開始点となる位置は固定でもよいが、判定信号Ｄ１の状態判定値に応じて可変させることが好ましい。状態判定値が大きくなるほど値ｓを大きな値とすることが好ましい。

動きベクトルＭＶ２は動きベクトル値変換部４２に入力される。図６は、動きベクトル値変換部４２において動きベクトルＭＶ２の大きさを変換する際の特性を示している。動きベクトル値変換部４２は、動きベクトルＭＶ２の大きさが０から第２の閾値ｒまでの範囲では動きベクトルＭＶ２をそのまま動きベクトルＭＶ３とする。動きベクトル値変換部４２は、動きベクトルＭＶ２の大きさが第２の閾値ｒから第３の閾値ｔまでの範囲ｈでは動きベクトルＭＶ３の値を一定値ｒに保持させる。さらに動きベクトル値変換部４２は、動きベクトルＭＶ２の大きさが第３の閾値ｔを超えると、次の（２）式に基づいて動きベクトルＭＶ３を生成する。
ＭＶ３＝２×ｒ＋ｈ−ＭＶ２ …（２）

上記（２）式により、動きベクトルＭＶ２の大きさが第３の閾値ｔを超えると、動きベクトルＭＶ３の大きさは所定の割合で減衰して０に向かうことになる。上記（２）式における第２の閾値ｒや範囲ｈは固定でもよいが、判定信号Ｄ１の状態判定値に応じて可変させることが好ましい。状態判定値が大きくなるほど値ｒを大きな値とし、範囲ｈを長くすることが好ましい。範囲ｈを固定にして、状態判定値が大きくなるほど値ｒを大きな値としてもよい。

図７〜図９は、以上説明した動きベクトル補正部４における（１）式及び（２）式による変換処理によって、動きベクトルＭＶ１を動きベクトルＭＶ３に補正する補正特性を示している。図７は（１）式におけるｍ，ｎを３，４とした場合の補正特性、図８はｍ，ｎを１，２とした場合の補正特性、図９はｍ，ｎを１，４とした場合の補正特性である。図７〜図９より分かるように、動きベクトルＭＶ１の大きさが第１の閾値ｓを超えた部分の（１）式の変換特性によって決まる傾きを小さくするほど（減衰させるほど）、範囲ｈを超えた以降の（２）式の変換特性によって決まる負の傾きが緩やかになる（減衰の程度が小さくなる）。

図７〜図９に示す動きベクトル補正部４による動きベクトルＭＶ１の補正動作によって、補間画素データ生成部５で実際に用いられる動きベクトルＭＶ３は、動きが大きい場合に静止ベクトルに相当する０に向かって収束することになるので、動きベクトル検出部２において動きベクトルの誤検出が発生した場合でも補間画像の視覚的な違和感（補間画像の破綻）を軽減することができる。また、動きベクトルが比較的小さい場合には動きベクトルＭＶ１は補正されずそのまま動きベクトルＭＶ３となるので、通常の動きであれば良好な補間画像を生成することができる。

本実施形態においては、動きベクトルＭＶ３の特性として一定値ｒとする期間ｈを設けているので、動きベクトル補正部４によって動きベクトルＭＶ１が補正されない状態から補正された状態まで滑らかに切り換わることになる。従って、補間画像の視覚的な違和感を軽減することができる。

本発明は以上説明した本実施形態に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本発明は本実施形態で説明した装置の機能をコンピュータに実現させるためのプログラムを含むものである。これらのプログラムは、記録媒体から読み取られてコンピュータに取り込まれてもよいし、通信ネットワークを介して伝送されてコンピュータに取り込まれてもよい。

１ フレームメモリ
２ 動きベクトル検出部
３ 動きベクトル状態判定部
４ 動きベクトル補正部
５ 補間画素データ生成部
６ フレーム周波数変換部
４１ 動きベクトル値抑制部
４２ 動きベクトル値変換部

そこで、上記課題を解決するために本発明は、以下の装置、方法を提供するものである。
（１）入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データを用いて、前記２つの実フレーム間に内挿する補間フレームを構成する補間画素データを生成する際に必要な第１の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部（２）と、
前記第１の動きベクトルの大きさが第１の閾値を越えた場合に前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させるよう補正する動きベクトル補正部（４）と、
を備え、
前記動きベクトル補正部は、更に
前記第１の閾値を越えた前記第１の動きベクトルの大きさを所定の割合で減少させて第２の動きベクトルとして出力する動きベクトル値抑制部（４１）と、
前記第２の動きベクトルの大きさが第２の閾値を越えた場合に前記第２の動きベクトルの大きさが増加しないように減衰させて第３の動きベクトルとして出力する動きベクトル値変換部（４２）と、
を備え、
前記動きベクトル値変換部は、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第２の閾値から前記第２の閾値より大きい第３の閾値までの範囲では第３の動きベクトルの大きさを一定とし、前記第３の閾値を越えた場合に第３の動きベクトルの大きさを所定の割合で減衰させることを特徴とする動きベクトル補正装置。
（２）入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データを用いて、前記２つの実フレーム間に内挿する補間フレームを構成する補間画素データを生成する際に必要な第１の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
前記第１の動きベクトルの大きさが第１の閾値を越えた場合に前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させるよう補正する動きベクトル補正部と、
を備え、
前記動きベクトル補正部は、更に
前記第１の閾値を越えた前記第１の動きベクトルの大きさを所定の割合で減少させて第２の動きベクトルとして出力する動きベクトル値抑制部と、
前記第２の動きベクトルの大きさが第２の閾値を越えた場合に前記第２の動きベクトルの大きさが増加しないように減衰させて第３の動きベクトルとして出力する動きベクトル値変換部と、
を備え、
前記動きベクトル値抑制部は、ｍ，ｎをｍ＜ｎである自然数としたとき、前記第２の動
きベクトルを、
前記第１の動きベクトルの大きさ×ｍ／ｎ＋前記第１の閾値×（ｎ−ｍ）／ｎ
なる計算式で求め、
前記動きベクトル値変換部は、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第２の閾値から前記第２の閾値より大きい第３の閾値までの範囲では第３の動きベクトルの大きさを一定とし、前記第３の閾値を越えた場合に第３の動きベクトルの大きさを所定の割合で減衰させることを特徴とする動きベクトル補正装置。
（３）前記動きベクトル値変換部は、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第３の閾値を越えた場合、前記第３の動きベクトルを、
２×前記第２の閾値＋（前記第３の閾値−前記第２の閾値）−前記第２の動きベクトルの大きさ
なる計算式で求めることを特徴とする上記（１）または（２）記載の動きベクトル補正装置。
（４）画面内での前記第１の動きベクトルの発生状態を判定して状態判定値を生成して出力する動きベクトル状態判定部（３）を備え、
前記動きベクトル補正部は、前記状態判定値に応じて前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させる減衰特性を可変することを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載の動きベクトル補正装置。
（５）前記動きベクトル状態判定部は、画面内で前記第１の動きベクトルがどの程度発生したかを示す動きベクトルの発生量を示す状態判定値を生成することを特徴とする上記（４）記載の動きベクトル補正装置。
（６）前記動きベクトル状態判定部は、画面内で前記第１の動きベクトルの方向が揃っているかばらついているかの程度を示す動きベクトルの分布状態を示す状態判定値を生成することを特徴とする上記（４）記載の動きベクトル補正装置。
（７）入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データと、上記（１）〜（６）のいずれか１項に記載の動きベクトル補正装置によって補正された動きベクトルとを用いて補間画素データを生成する補間画素データ生成部（５）を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
（８）入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データを用いて、前記２つの実フレーム間に内挿する補間フレームを構成する補間画素データを生成する際に必要な第１の動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと、
前記第１の動きベクトルの大きさが第１の閾値を越えた場合に前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させるよう補正する動きベクトル補正ステップと、
を含み、
前記動きベクトル補正ステップは、更に、
前記第１の閾値を越えた前記第１の動きベクトルの大きさを所定の割合で減少させて第２の動きベクトルとして出力する動きベクトル値抑制ステップと、
前記第２の動きベクトルの大きさが第２の閾値を越えた場合に前記第２の動きベクトルの大きさが増加しないように減衰させて第３の動きベクトルとして出力する動きベクトル値変換ステップと、
を含み、
前記動きベクトル値変換ステップは、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第２の閾値から前記第２の閾値より大きい第３の閾値までの範囲では第３の動きベクトルの大きさを一定とし、前記第３の閾値を越えた場合に第３の動きベクトルの大きさを所定の割合で減衰させることを特徴とする動きベクトル補正方法。
（９）入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データを用いて、前記２つの実フレーム間に内挿する補間フレームを構成する補間画素データを生成する際に必要な第１の動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと、
前記第１の動きベクトルの大きさが第１の閾値を越えた場合に前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させるよう補正する動きベクトル補正ステップと、
を含み、
前記動きベクトル補正ステップは、更に、
前記第１の閾値を越えた前記第１の動きベクトルの大きさを所定の割合で減少させて第２の動きベクトルとして出力する動きベクトル値抑制ステップと、
前記第２の動きベクトルの大きさが第２の閾値を越えた場合に前記第２の動きベクトルの大きさが増加しないように減衰させて第３の動きベクトルとして出力する動きベクトル値変換ステップと、
を含み、
前記動きベクトル値抑制ステップは、ｍ，ｎをｍ＜ｎである自然数としたとき、前記第２の動きベクトルを、
前記第１の動きベクトルの大きさ×ｍ／ｎ＋前記第１の閾値×（ｎ−ｍ）／ｎ
なる計算式で求め、
前記動きベクトル値変換ステップは、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第２の閾値から前記第２の閾値より大きい第３の閾値までの範囲では第３の動きベクトルの大きさを一定とし、前記第３の閾値を越えた場合に第３の動きベクトルの大きさを所定の割合で減衰させることを特徴とする動きベクトル補正方法。
（１０）前記動きベクトル値変換ステップは、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第３の閾値を越えた場合、前記第３の動きベクトルを、
２×前記第２の閾値＋（前記第３の閾値−前記第２の閾値）−前記第２の動きベクトル
の大きさ
なる計算式で求めることを特徴とする上記（８）または（９）記載の動きベクトル補正方法。
（１１）画面内での前記第１の動きベクトルの発生状態を判定して状態判定値を生成する動きベクトル状態判定ステップを含み、
前記動きベクトル補正ステップは、前記状態判定値に応じて前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させる減衰特性を可変することを特徴とする上記（８）〜（１０）のいずれか１項に記載の動きベクトル補正方法。
（１２）前記動きベクトル状態判定ステップは、画面内で前記第１の動きベクトルがどの程度発生したかを示す動きベクトルの発生量を示す状態判定値を生成することを特徴とする上記（１１）記載の動きベクトル補正方法。
（１３）前記動きベクトル状態判定ステップは、画面内で前記第１の動きベクトルの方向が揃っているかばらついているかの程度を示す動きベクトルの分布状態を示す状態判定値を生成することを特徴とする上記（１１）記載の動きベクトル補正方法。
（１４）入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データと、上記（８）〜（１３）のいずれか１項に記載の動きベクトル補正方法によって補正された動きベクトルとを用いて補間画素データを生成する補間画素データ生成ステップを含むことを特徴とする映像信号処理方法。

Claims (18)

1. 入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データを用いて、前記２つの実フレーム間に内挿する補間フレームを構成する補間画素データを生成する際に必要な第１の動きベクトルを検出する動きベクトル検出部と、
   前記第１の動きベクトルの大きさが第１の閾値を越えた場合に前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させるよう補正する動きベクトル補正部と、
   を備えることを特徴とする動きベクトル補正装置。
2. 前記動きベクトル補正部は、
   前記第１の閾値を越えた前記第１の動きベクトルの大きさを所定の割合で減少させて第２の動きベクトルとして出力する動きベクトル値抑制部と、
   前記第２の動きベクトルの大きさが第２の閾値を越えた場合に前記第２の動きベクトルの大きさが増加しないように減衰させて第３の動きベクトルとして出力する動きベクトル値変換部と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の動きベクトル補正装置。
3. 前記動きベクトル値抑制部は、ｍ，ｎをｍ＜ｎである自然数としたとき、前記第２の動きベクトルを、
   前記第１の動きベクトルの大きさ×ｍ／ｎ＋前記第１の閾値×（ｎ−ｍ）／ｎ
   なる計算式で求めることを特徴とする請求項２記載の動きベクトル補正装置。
4. 前記動きベクトル値変換部は、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第２の閾値から前記第２の閾値より大きい第３の閾値までの範囲では第３の動きベクトルの大きさを一定とし、前記第３の閾値を越えた場合に第３の動きベクトルの大きさを所定の割合で減衰させることを特徴とする請求項２または３に記載の動きベクトル補正装置。
5. 前記動きベクトル値変換部は、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第３の閾値を越えた場合、前記第３の動きベクトルを、
   ２×前記第２の閾値＋（前記第３の閾値−前記第２の閾値）−前記第２の動きベクトルの大きさ
   なる計算式で求めることを特徴とする請求項４記載の動きベクトル補正装置。
6. 画面内での前記第１の動きベクトルの発生状態を判定して状態判定値を生成して出力する動きベクトル状態判定部を備え、
   前記動きベクトル補正部は、前記状態判定値に応じて前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させる減衰特性を可変することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の動きベクトル補正装置。
7. 前記動きベクトル状態判定部は、画面内で前記第１の動きベクトルがどの程度発生したかを示す動きベクトルの発生量を示す状態判定値を生成することを特徴とする請求項６記載の動きベクトル補正装置。
8. 前記動きベクトル状態判定部は、画面内で前記第１の動きベクトルの方向が揃っているかばらついているかの程度を示す動きベクトルの分布状態を示す状態判定値を生成することを特徴とする請求項６記載の動きベクトル補正装置。
9. 入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データと、請求項１〜８のいずれか１項に記載の動きベクトル補正装置によって補正された動きベクトルとを用いて補間画素データを生成する補間画素データ生成部を備えることを特徴とする映像信号処理装置。
10. 入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データを用いて、前記２つの実フレーム間に内挿する補間フレームを構成する補間画素データを生成する際に必要な第１の動きベクトルを検出する動きベクトル検出ステップと、
    前記第１の動きベクトルの大きさが第１の閾値を越えた場合に前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させるよう補正する動きベクトル補正ステップと、
    を含むことを特徴とする動きベクトル補正方法。
11. 前記動きベクトル補正ステップは、
    前記第１の閾値を越えた前記第１の動きベクトルの大きさを所定の割合で減少させて第２の動きベクトルとして出力する動きベクトル値抑制ステップと、
    前記第２の動きベクトルの大きさが第２の閾値を越えた場合に前記第２の動きベクトルの大きさが増加しないように減衰させて第３の動きベクトルとして出力する動きベクトル値変換ステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１０記載の動きベクトル補正方法。
12. 前記動きベクトル値抑制ステップは、ｍ，ｎをｍ＜ｎである自然数としたとき、前記第２の動きベクトルを、
    前記第１の動きベクトルの大きさ×ｍ／ｎ＋前記第１の閾値×（ｎ−ｍ）／ｎ
    なる計算式で求めることを特徴とする請求項１１記載の動きベクトル補正方法。
13. 前記動きベクトル値変換ステップは、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第２の閾値から前記第２の閾値より大きい第３の閾値までの範囲では第３の動きベクトルの大きさを一定とし、前記第３の閾値を越えた場合に第３の動きベクトルの大きさを所定の割合で減衰させることを特徴とする請求項１１または１２に記載の動きベクトル補正方法。
14. 前記動きベクトル値変換ステップは、前記第２の動きベクトルの大きさが前記第３の閾値を越えた場合、前記第３の動きベクトルを、
    ２×前記第２の閾値＋（前記第３の閾値−前記第２の閾値）−前記第２の動きベクトルの大きさ
    なる計算式で求めることを特徴とする請求項１３記載の動きベクトル補正方法。
15. 画面内での前記第１の動きベクトルの発生状態を判定して状態判定値を生成する動きベクトル状態判定ステップを含み、
    前記動きベクトル補正ステップは、前記状態判定値に応じて前記第１の動きベクトルの大きさを減衰させる減衰特性を可変することを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の動きベクトル補正方法。
16. 前記動きベクトル状態判定ステップは、画面内で前記第１の動きベクトルがどの程度発生したかを示す動きベクトルの発生量を示す状態判定値を生成することを特徴とする請求項１５記載の動きベクトル補正方法。
17. 前記動きベクトル状態判定ステップは、画面内で前記第１の動きベクトルの方向が揃っているかばらついているかの程度を示す動きベクトルの分布状態を示す状態判定値を生成することを特徴とする請求項１５記載の動きベクトル補正方法。
18. 入力された映像信号における少なくとも２つの実フレーム内の画素データと、請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の動きベクトル補正方法によって補正された動きベクトルとを用いて補間画素データを生成する補間画素データ生成ステップを含むことを特徴とする映像信号処理方法。

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