JP2012175698A - Image processing device, image processing method and image display - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing apparatus, an image processing method and an image display capable of stereoscopically displaying a telop with high quality.SOLUTION: An image display includes a telop detector, a depth corrector, a parallax image generator, and a display part. The telop detector calculates a probability of each pixel block being a telop. The pixel block is composed of a plurality of pixels and in an input image. The depth corrector corrects a depth value of a predetermined one of the pixel blocks based on the depth and the probability calculated by the telop detector in a manner so that the depth falls within a predetermined range according to a predetermined constant. The parallax image generator generates a parallax image of the input image based on the corrected depth. The display part displays the parallax image stereoscopically.

Description

本発明の実施形態は、映像処理装置、映像処理方法および映像表示装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a video processing device, a video processing method, and a video display device.

近年、映像信号を立体的に表示する立体映像表示装置が普及しつつある。立体映像表示装置では、視点が異なる複数の視差画像が表示されており、左目と右目で異なる視差画像を見ることにより、映像信号が立体的に見える。   In recent years, stereoscopic video display devices that display video signals in three dimensions are becoming widespread. In the stereoscopic video display device, a plurality of parallax images with different viewpoints are displayed, and the video signal looks stereoscopically by viewing different parallax images between the left eye and the right eye.

表示装置によっては、表示可能な奥行き範囲の最前面あるいは最背面付近に表示される映像が二重に見えてしまうことがあり、特にテロップが二重に見えると非常に読みづらくなるという問題がある。   Depending on the display device, the image displayed at the forefront or near the back of the displayable depth range may appear double, especially when the telop is doubled, it is very difficult to read. .

特開２０１０−２７３３３３号公報JP 2010-273333 A

テロップを高品位に立体表示可能な映像処理装置、映像処理方法および映像表示装置を提供する。   Provided are a video processing device, a video processing method, and a video display device capable of stereoscopically displaying telops with high quality.

実施形態によれば、映像表示装置は、テロップ検出部と、奥行き補正部と、視差画像生成部と、表示部とを備える。テロップ検出部は、入力画像における複数の画素からなる画素ブロックがテロップである確率を算出する。奥行き補正部は、予め定めた前記画素ブロックの奥行き値と、前記テロップ検出部により算出された確率とに基づいて、前記奥行き値を、所定の定数に応じた所定の範囲内に位置するように補正する。視差画像生成部は、前記補正された奥行き値に基づいて、前記入力画像の視差画像を生成する。表示部は、前記視差画像を立体表示する。   According to the embodiment, the video display device includes a telop detection unit, a depth correction unit, a parallax image generation unit, and a display unit. The telop detection unit calculates a probability that a pixel block including a plurality of pixels in the input image is a telop. The depth correction unit is configured to position the depth value within a predetermined range according to a predetermined constant based on the predetermined depth value of the pixel block and the probability calculated by the telop detection unit. to correct. The parallax image generation unit generates a parallax image of the input image based on the corrected depth value. The display unit stereoscopically displays the parallax image.

一実施形態に係る映像表示装置の概略ブロック図。1 is a schematic block diagram of a video display device according to an embodiment. 奥行き値ｘの一例を示す図。The figure which shows an example of the depth value x.

以下、実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、一実施形態に係る映像表示装置の概略ブロック図である。映像表示装置は、テロップ検出部１と、奥行き補正部２と、視差画像生成部３と、表示部４とを備えている。
テロップ検出部１、奥行き補正部２および視差画像生成部３の少なくとも一部を映像処理装置として、例えば半導体チップにより構成してもよいし、これらの少なくとも一部をソフトウェアにより構成してもよい。 Hereinafter, embodiments will be specifically described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram of a video display device according to an embodiment. The video display device includes a telop detection unit 1, a depth correction unit 2, a parallax image generation unit 3, and a display unit 4.
At least a part of the telop detection unit 1, the depth correction unit 2, and the parallax image generation unit 3 may be configured as a video processing device, for example, by a semiconductor chip, or at least a part of these may be configured by software.

テロップ検出部１は、入力画像における画素ブロックがテロップである確率ｐを算出する。奥行き補正部２は、予め定めた画素ブロックの奥行き値ｘを、確率ｐが高いほど奥行き値ｘが奥行き中心に近づくよう補正して、補正後の奥行き値ｘ’を生成する。視差画像生成部３は、補正後の奥行き値ｘ’に基づいて、入力画像の視差画像を生成する。表示部４は視差画像が立体的に見えるように表示する。   The telop detection unit 1 calculates a probability p that the pixel block in the input image is a telop. The depth correction unit 2 corrects the depth value x of a predetermined pixel block so that the depth value x approaches the depth center as the probability p increases, and generates a corrected depth value x ′. The parallax image generation unit 3 generates a parallax image of the input image based on the corrected depth value x ′. The display unit 4 displays the parallax image so that it looks three-dimensional.

以下、各部の動作を詳しく説明する。   Hereinafter, the operation of each unit will be described in detail.

テロップ検出部１は、画素ブロックがテロップである確率ｐを算出する。画素ブロックは、入力画像における複数の画素からなる。画素ブロック内の画素数が少なすぎると確率ｐの精度が低下するが、多すぎるとテロップ検出部１の処理量が多くなる。これらを考慮し、例えば、画素ブロックは水平方向１６画素×垂直方向１６画素とする。ここで、テロップとは字幕やチャンネル表示等も含むものとする。   The telop detection unit 1 calculates a probability p that the pixel block is a telop. The pixel block is composed of a plurality of pixels in the input image. If the number of pixels in the pixel block is too small, the accuracy of the probability p decreases, but if it is too large, the processing amount of the telop detection unit 1 increases. Considering these, for example, the pixel block is 16 pixels in the horizontal direction × 16 pixels in the vertical direction. Here, the telop includes subtitles, channel display, and the like.

確率ｐの算出手法は種々考えられるが、一例として、予め、多数のサンプル画像を用いてテロップが多く表示される座標を学習しておき、当該画素ブロックの中心座標が学習された座標と近いほどテロップである確率ｐを高く設定してもよい。例えば字幕は画面の下側に表示されることが多いし、チャンネル表示は画面の右上や左上に表示されることが多い。したがって、テロップ検出部１は、これらの位置にある画素ブロックほど、テロップである確率ｐを高くすることができる。   Various methods for calculating the probability p are conceivable. As an example, by learning in advance the coordinates at which many telops are displayed using a large number of sample images, the closer the center coordinates of the pixel block are to the learned coordinates, The probability p that is a telop may be set high. For example, subtitles are often displayed at the bottom of the screen, and channel displays are often displayed at the upper right or upper left of the screen. Therefore, the telop detection unit 1 can increase the probability p of a telop for a pixel block at these positions.

また、予めサンプル画像を用いてテロップである画素ブロック内の輝度勾配を学習しておき、当該画素ブロック内の輝度勾配が学習された輝度勾配と近いほどテロップである確率ｐを高く設定してもよい。輝度勾配とは、例えば画素ブロック内の隣接する画素値の差の絶対値を積算した値である。   Alternatively, the luminance gradient in a pixel block that is a telop is learned in advance using a sample image, and the probability p that is a telop is set higher as the luminance gradient in the pixel block is closer to the learned luminance gradient. Good. The luminance gradient is a value obtained by integrating the absolute values of differences between adjacent pixel values in a pixel block, for example.

さらに、外部から画素ブロックの動きベクトルを受信し、動きベクトルの大きさが小さいほどテロップである確率ｐを高く設定してもよい。通常、テロップはほとんど移動しないためである。   Furthermore, the motion vector of the pixel block may be received from the outside, and the probability p of the telop may be set higher as the size of the motion vector is smaller. This is because usually the telop hardly moves.

また、文字認識を行ってテロップである確率ｐを算出してもよい。テロップの算出手法は上記のいずれかに限定されるわけではなく、上記の手法を組み合わせてもよいし、他の手法により確率ｐを算出してもよい。   Alternatively, the probability p that is a telop may be calculated by performing character recognition. The telop calculation method is not limited to any of the above, and the above methods may be combined, or the probability p may be calculated by another method.

奥行き補正部２は、外部から入力される予め定めた画素ブロックごとの奥行き値ｘを、テロップである確率ｐに基づいて補正する。奥行き値ｘは、どの程度、画素ブロックが表示部４の手前または奥に見えるよう表示するか、という情報を含む。   The depth correction unit 2 corrects a predetermined depth value x for each pixel block input from the outside based on a probability p that is a telop. The depth value x includes information indicating how much the pixel block is displayed in front of or behind the display unit 4.

図２は、奥行き値ｘの一例を示す図である。本実施形態では、表示部４に対して最も手前（最前面）に表示される画素ブロックの奥行き値ｘを−１０００、奥行き中心（表示部４上）に表示される画素ブロックの奥行き値ｘを０、表示部４に対して最も奥（最背面）に表示される画素ブロックの奥行き値ｘを１０００とし、奥行き値ｘは−１０００〜１０００の値をとるものとする。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the depth value x. In the present embodiment, the depth value x of the pixel block displayed on the foremost (frontmost) side with respect to the display unit 4 is −1000, and the depth value x of the pixel block displayed on the center of the depth (on the display unit 4) is set. 0, the depth value x of the pixel block displayed on the farthest (backmost) side with respect to the display unit 4 is 1000, and the depth value x takes a value of −1000 to 1000.

奥行き値ｘは予め入力画像に付加されていてもよいし、奥行き生成部（不図示）を設けて、入力画像の特徴に基づいて奥行き値ｘを生成してもよい。奥行き値ｘを生成する場合、動きベクトルの大きさに基づいて奥行き値ｘを設定することができる。また、入力画像の色やエッジ等の特徴量から入力画像全体の構図を判定し、構図ごとに予め学習された映像の特徴量と比較して奥行き値ｘを算出してもよい。さらに、入力画像から人物の顔を検出し、検出された顔の位置や大きさに応じてテンプレートにあてはめて奥行き値ｘを算出してもよい。   The depth value x may be added to the input image in advance, or a depth generation unit (not shown) may be provided to generate the depth value x based on the characteristics of the input image. When generating the depth value x, the depth value x can be set based on the magnitude of the motion vector. Alternatively, the composition of the entire input image may be determined from the feature amount such as the color and edge of the input image, and the depth value x may be calculated by comparing with the feature amount of the video learned in advance for each composition. Furthermore, a face of a person may be detected from the input image, and the depth value x may be calculated by applying to a template according to the position and size of the detected face.

奥行き補正部２は、テロップである確率ｐが高いほど、奥行き値が０、すなわち、奥行き中心に近づくよう、奥行き値ｘを補正し、補正後の奥行き値ｘ’を生成する。また、奥行き値ｘが最前面あるいは最背面に近いほどその補正量を大きくする。より具体的には以下のようにする。   The depth correction unit 2 corrects the depth value x so that the depth value becomes 0, that is, approaches the depth center, as the probability p of telop increases, and generates a corrected depth value x ′. Further, the correction amount is increased as the depth value x is closer to the forefront or the back surface. More specifically, as follows.

テロップである確率ｐに基づく補正量ｒｐを下記（１）式により定める。

Figure 2012175698
ここで、ｐｔｈは所定の閾値である。補正量ｒｐは１以下の値となり、確率ｐが高いほど補正量ｒｐは大きくなる。 A correction amount rp based on the probability p that is a telop is determined by the following equation (1).
Figure 2012175698
 Here, p th is a predetermined threshold value. The correction amount rp is a value of 1 or less, and the correction amount rp increases as the probability p increases.

また、最前面または最背面からの距離ｄ＝１０００−｜ｘ｜に基づく補正量ｒｄを下記（２）式により定める。

Figure 2012175698
ここで、ｄｔｈは所定の閾値である。補正量ｒｄは１以下の値となり、距離ｄが小さいほど、言い換えると、奥行き値ｘが奥行き中心から離れているほど、補正量ｒｄは大きくなる。 In addition, a correction amount rd based on a distance d = 1000− | x |
Figure 2012175698
 Here, d th is a predetermined threshold value. The correction amount rd is a value of 1 or less. The smaller the distance d, in other words, the greater the depth value x is from the depth center, the greater the correction amount rd.

さらに、補正量ｒｐ，ｒｄに基づき、最終的な補正量ｒを下記（３）式により定め、さらに補正後の奥行き値ｘ’を下記（４）式により定める。
ｒ＝ｒｐ＊ｒｄ＊ｒｓ ・・・（３）
ｘ’＝ｘ＊（１−ｒ） ・・・（４）
ここで、ｒｓは所定の定数（０〜１）である。補正量ｒは０〜１の値をとり、補正量ｒｐ，ｒｄが大きいほど補正量ｒは大きくなる。定数ｒｓは奥行き値の最大補正量を表し、例えばｒｓ＝０．３に設定すると、奥行き値の絶対値は最大で３０％小さくなる。 Further, based on the correction amounts rp and rd, the final correction amount r is determined by the following equation (3), and the corrected depth value x ′ is determined by the following equation (4).
r = rp * rd * rs (3)
x ′ = x * (1-r) (4)
Here, rs is a predetermined constant (0 to 1). The correction amount r takes a value from 0 to 1, and the correction amount r increases as the correction amounts rp, rd increase. The constant rs represents the maximum depth value correction amount. For example, when rs = 0.3, the absolute value of the depth value is reduced by 30% at the maximum.

なお、上述した補正後の奥行き値ｘ’の算出手法は一例であり、これに限られるものではない。例えば、（１），（２）式に代えて線形な関数を用い、より簡易に補正量ｒｐ，ｒｄを算出してもよい。   Note that the above-described method of calculating the corrected depth value x ′ is an example, and the present invention is not limited to this. For example, the correction amounts rp and rd may be calculated more simply by using linear functions instead of the equations (1) and (2).

補正後の奥行き値ｘ’に基づき、視差画像生成部３は入力画像の視差画像を生成する。
本実施形態の表示部４がめがね式の立体映像表示装置に用いられる場合、視差画像生成部３は左目用および右目用の２個の視差画像を生成する。また、裸眼式立体映像表示装置に用いられる場合、視差画像生成部３は、例えば９方向から見た９個の視差画像を生成する。例えば、左の方向から見た視差画像の場合、手前にある（すなわち補正後の奥行き値ｘ’が小さい）画素ブロックは奥にある（すなわち補正後の奥行き値ｘ’が大きい）画素ブロックより右側にずれて見える。そのため、補正後の奥行き値ｘ’に基づき、視差画像生成部３は入力画像における手前にある画素ブロックを右側にずらす処理を行う。補正後の奥行き値ｘ’が大きいほどずらす量を大きくする。そして、もともと画素ブロックがあった場所を周辺の画素を用いて適宜補間する。 Based on the corrected depth value x ′, the parallax image generation unit 3 generates a parallax image of the input image.
When the display unit 4 according to the present embodiment is used in a glasses-type stereoscopic video display device, the parallax image generation unit 3 generates two parallax images for the left eye and the right eye. Further, when used in an autostereoscopic image display device, the parallax image generation unit 3 generates, for example, nine parallax images viewed from nine directions. For example, in the case of a parallax image viewed from the left direction, the pixel block in the foreground (that is, the corrected depth value x ′ is small) is behind the pixel block that is in the back (that is, the corrected depth value x ′ is large). It seems to slip out. Therefore, based on the corrected depth value x ′, the parallax image generation unit 3 performs a process of shifting the pixel block in front of the input image to the right side. The amount of shift increases as the corrected depth value x ′ increases. Then, the place where the pixel block originally existed is appropriately interpolated using surrounding pixels.

このようにして生成された視差画像を、表示部４は立体表示する。例えば、めがね式立体映像表示装置の場合、所定のタイミングで右目用の視差画像と左目用の視差画像を順繰りに表示する。また、裸眼式立体映像表示装置の場合、表示部上に例えばレンチキュラレンズ（不図示）が貼り付けられる。そして、表示部には複数の視差画像が同時に表示され、視聴者はレンチキュラレンズを介して、ある１つの視差画像を右目で見て、他の１つの視差画像を左目で見る。いずれの場合でも、右目と左目で異なる視差画像を見ることで、映像が立体的に見える。上記のように奥行き値ｘが補正されているため、最前面または最背面の近くにあり、テロップである確率ｐが高い画素ブロックはより奥行き中心の近くに表示される。   The display unit 4 stereoscopically displays the parallax image generated in this way. For example, in the case of a glasses-type stereoscopic video display device, a parallax image for the right eye and a parallax image for the left eye are sequentially displayed at a predetermined timing. In the case of an autostereoscopic display device, for example, a lenticular lens (not shown) is pasted on the display unit. A plurality of parallax images are simultaneously displayed on the display unit, and the viewer views one parallax image with the right eye and the other parallax image with the left eye via the lenticular lens. In either case, the video can be viewed stereoscopically by viewing different parallax images between the right eye and the left eye. Since the depth value x is corrected as described above, a pixel block that is near the forefront or near the back and has a high probability p of being a telop is displayed closer to the depth center.

このように、本実施形態では、最前面または最背面の近くにあるテロップが奥行き中心に近づくよう奥行き値を補正する。結果として、テロップは最前面または最背面から離れた位置に表示されるため、二重に見えることが抑制される。したがって、テロップを高品位に立体表示できる。   As described above, in the present embodiment, the depth value is corrected so that the telop located near the forefront or near the back approaches the depth center. As a result, the telop is displayed at a position away from the foreground or the foreground, so that it is suppressed from appearing double. Therefore, the telop can be stereoscopically displayed with high quality.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１ テロップ検出部
２ 奥行き補正部
３ 視差画像生成部
４ 表示部 1 telop detection unit 2 depth correction unit 3 parallax image generation unit 4 display unit

Claims (11)

入力画像における複数の画素からなる画素ブロックがテロップである確率を算出するテロップ検出部と、
予め定めた前記画素ブロックの奥行き値と、前記テロップ検出部により算出された確率とに基づいて、前記奥行き値を、所定の定数に応じた所定の範囲内に位置するように補正する奥行き補正部と、
前記補正された奥行き値に基づいて、前記入力画像の視差画像を生成する視差画像生成部と、
前記視差画像を立体表示する表示部と、を備える映像表示装置。 A telop detection unit that calculates a probability that a pixel block including a plurality of pixels in the input image is a telop;
A depth correction unit that corrects the depth value to be within a predetermined range according to a predetermined constant based on a predetermined depth value of the pixel block and the probability calculated by the telop detection unit. When,
A parallax image generation unit that generates a parallax image of the input image based on the corrected depth value;
And a display unit that stereoscopically displays the parallax image. 前記奥行き補正部は、前記予め定めた前記画素ブロックの奥行き値を、前記確率が高いほど前記奥行き値が奥行き中心に近づくように補正する請求項１に記載の映像表示装置。   The video display apparatus according to claim 1, wherein the depth correction unit corrects the predetermined depth value of the pixel block so that the depth value approaches the depth center as the probability increases. 前記テロップ検出部は、前記画素ブロックの中心の座標と、前記画素ブロック内の輝度勾配と、のうちの少なくとも一方に基づいて、前記確率を算出する請求項１に記載の映像表示装置。   The video display device according to claim 1, wherein the telop detection unit calculates the probability based on at least one of coordinates of a center of the pixel block and a luminance gradient in the pixel block. 前記テロップ検出部は、前記入力画像における前記画素ブロックの動きベクトルの大きさに基づいて、前記確率を算出する請求項１に記載の映像表示装置。   The video display device according to claim 1, wherein the telop detection unit calculates the probability based on a magnitude of a motion vector of the pixel block in the input image. 前記奥行き補正部は、補正前の前記奥行き値が前記奥行き中心から離れているほど、補正量を大きくする請求項１に記載の映像表示装置。   The video display apparatus according to claim 1, wherein the depth correction unit increases the correction amount as the depth value before correction is further away from the depth center. 入力画像における複数の画素からなる画素ブロックがテロップである確率を算出するテロップ検出部と、
予め定めた前記画素ブロックの奥行き値と、前記テロップ検出部により算出された確率とに基づいて、前記奥行き値を、所定の定数に応じた所定の範囲内に位置するように補正する奥行き補正部と、を備える映像処理装置。 A telop detection unit that calculates a probability that a pixel block including a plurality of pixels in the input image is a telop;
A depth correction unit that corrects the depth value to be within a predetermined range according to a predetermined constant based on a predetermined depth value of the pixel block and the probability calculated by the telop detection unit. And a video processing apparatus. 前記奥行き補正部は、前記予め定めた前記画素ブロックの奥行き値を、前記確率が高いほど前記奥行き値が奥行き中心に近づくように補正する請求項６に記載の映像処理装置。   The video processing device according to claim 6, wherein the depth correction unit corrects the predetermined depth value of the pixel block so that the depth value approaches the depth center as the probability increases. 前記テロップ検出部は、前記画素ブロックの中心の座標と、前記画素ブロック内の輝度勾配と、のうちの少なくとも一方に基づいて、前記確率を算出する請求項６に記載の映像処理装置。   The video processing device according to claim 6, wherein the telop detection unit calculates the probability based on at least one of coordinates of a center of the pixel block and a luminance gradient in the pixel block. 前記テロップ検出部は、前記入力画像における前記画素ブロックの動きベクトルの大きさに基づいて、前記確率を算出する請求項６に記載の映像処理装置。   The video processing device according to claim 6, wherein the telop detection unit calculates the probability based on a magnitude of a motion vector of the pixel block in the input image. 前記奥行き補正部は、補正前の前記奥行き値が前記奥行き中心から離れているほど、補正量を大きくする請求項６に記載の映像処理装置。   The video processing apparatus according to claim 6, wherein the depth correction unit increases the correction amount as the depth value before correction is away from the depth center. 入力画像における複数の画素からなる画素ブロックがテロップである確率を算出するステップと、
予め定めた前記画素ブロックの奥行き値と、前記テロップ検出部により算出された確率とに基づいて、前記奥行き値を、所定の定数に応じた所定の範囲内に位置するように補正するステップと、を備える映像処理方法。 Calculating a probability that a pixel block consisting of a plurality of pixels in the input image is a telop;
Correcting the depth value to be within a predetermined range according to a predetermined constant based on a predetermined depth value of the pixel block and the probability calculated by the telop detection unit; A video processing method comprising:
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