JP4119360B2 - 映像フォーマットの変換装置及びその方法 - Google Patents

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Description

本発明は、映像フォーマットの変換装置及びその方法に関し、特に、3:2プルダウンされ生成された映像に含まれている水平方向に動くインタレースフォーマットのテキスト(text)と、グラフィックデータを検出してエラーなしにプログレッシブフォーマットの映像に変換できる映像フォーマットの変換装置及びその方法に関する。
一般に、映像ディスプレー装置としては、インタレーススキャン(interlace scan)方式やプログレッシブスキャン(progressive scan)方式が採用される。インタレーススキャン方式は、一般的にTVなどに適用されるもので、1つの映像を表示する際に1つのイメージフレームを2つのフィールドに分けて順次交代に画面に表示する方式である。尚、2つのフィールドはtopフィールドとbottomフィールド、upperフィールドとlowerフィールド、oddフィールドとevenフィールドなどのように呼ばれる。これに対して、プログレッシブスキャン(あるいはnon-interlaced scan)方式は、コンピューターモニター、デジタルTVなどに採用されるもので、まるでフィルムをスクリーンに映写するように、1つのイメージフレームをフレーム単位にして全フレームを一度に表示する方式のことをいう。
例えば、480ラインのNTSC(National Television System Committee)のインタレーススキャン方式の場合(正確には525ラインに有効ライン487)、1つのフレームは240ラインに分けられた2つのフィールドに表示され、このように分けられた240ラインのフィールドは1/60秒ごとに交代し画面に表示される。反面、プログレッシブスキャン方式は、480ラインのイメージを1/60秒ごとに一度にフレーム全体のイメージを完全に見せてくれる。従って、プログレッシブスキャン方式によるプログレッシブフォーマットの映像はインタレーススキャン方式によるインタレースフォーマットの映像よりその画質が優れる。
かかるプログレッシブスキャン方式と最も密接の関係を有するものの中でフィルムで製作された映画があるが、これは最近出される殆どのDVD映画タイトルの元のソースがフィルムから制作された映画であるためである。映画の場合はNTSCTVの場合と異なり、秒当り24フレームで制作される。勿論DVDの場合は源本の映画のように24フレームの源本イメージをDVDに製作することが可能である。しかし、現在に普及されている一般のTVのような映像ディスプレー装置の殆どがインタレーススキャン方式であるため、現実的にDVDはこのような点を考慮してインタレーススキャン方式で製造される。
よって、24フレームのプログレッシブフォーマットのフィルムを60フィールドのインタレースフォーマットの映像の方に転換させる作業が必要とされる。これを3:2プルダウン(pull-down)またはテレシネ(Telecine)ともいう。3:2プルダウン方法は2枚の24Hzフレームを5枚の60Hzフィールドに変換させる方法である。
図1は、3:2プルダウンを説明するための図である。同図を参照すると、秒当り24フレームのプログレッシブフォーマットで制作された映像は、60Hzのインタレースフォーマットの映像に変換される。つまり、図示されているように、1番目フレーム(Frame1)にて3つのフィールドが生成され、2番目の(Frame2)にて2つのフィールドが生成されるなど、全体的に2つのフレーム当り5つのフィールドが生成される。
ところが、プログレッシブスキャン方式を使用する映像ディスプレー装置が増加すると同時に、相異なるスキャン方式を使用する装置間のデータ交換の必要性が増え、インタレーススキャン方式をプログレッシブスキャン方式に変換するIPC(Interlaced-to-progressive Conversion)方法が必要とされる。かかるIPC処理過程の中、もし補間すべくフィールドが3:2プルダウンされて生成された3:2プルダウンフォーマットの映像であれば、インタレースフォーマットのフィールドを組み合わせて、3:2プルダウンされる前の完全なプログレッシブフォーマットの映像が容易に得られる。従って、IPC方法の実行に前もって、補間すべくフィールドが3:2プルダウンされた映像であるか否かを検出する必要性がある。かかる3:2プルダウンフォーマットの映像を検出する方法については種々の先行の技術が存在する。
ところが、3:2プルダウンフォーマットの映像に水平方向へスクロールされる字幕などのインタレースフォーマットのテキストやグラフィックデータが含まれる場合がある。この場合、スクロールテキストやグラフィックデータを考慮せず、単にインタレースフォーマットのフィールドを組み合わせて3:2プルダウンされる前のプログレッシブフォーマットの映像を作ると、補間された画面にてテキストなどがきれいに表示されず、ひどい場合はテキストが化けてしまう恐れがある。
従って、入力映像が3:2プルダウンフォーマットの映像である場合には、補間に前もって水平方向にスクロールされるインタレースフォーマットのテキストやグラフィックデータのスクロールモーションが存するかを検出し、これに応じて画面が適応的に補間できる映像フォーマットの変換装置及びその方法が必要である。
韓国特許 102―2002―0074277
本発明は前述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は、入力映像が3:2プルダウンされ生成された映像であるか否か、及び該映像に水平方向に動くインタレースフォーマットのテキストやグラフィックデータが存するか否かに応じて適応的に補間方法を選択し、エラーなしに画面をプログレッシブフォーマットの映像に変換してくれる映像フォーマットの変換装置及びその方法を提供することにある。
前述の目的を達成するための本発明に係る映像フォーマットの変換装置は、時間的に連続する複数のフィールドの中で、補間すべく現フィールドが3:2プルダウンされ生成された3:2プルダウンフォーマットの映像であるかを判断する3:2プルダウン検出部と、前記現フィールドにスクロールモーション(scroll motion)が存するかを判断するスクロールテキスト/グラフィック検出部と、3:2プルダウンによる補間方法を使用して前記現フィールドの補間すべくピクセルに対する補間値を算出する3:2プルダウン補償部と、所定の補間方法を使用して前記現フィールドの補間すべくピクセルに対する補間値を算出するIPC部と、前記スクロールテキスト/グラフィック検出部及び前記3:2プルダウン検出部からの判断結果に基づいて、前記3:2プルダウン補償部及び前記IPC部の補間値のうち何れか1つを選択的に出力する出力選択部と、を含む。
前記出力選択部は、前記3:2プルダウン補償部及び前記IPC部の補間値のうち何れの1つを選択的に出力する出力部と、前記スクロールテキスト/グラフィック検出部及び前記3:2プルダウン検出部からの判断結果に基づいて、前記出力部の出力を制御する変換方法選択部と、を含むことが好ましい。
この際、前記変換方法選択部は、前記3:2プルダウン検出部からの判断結果、前記現フィールドが3:2プルダウンフォーマットである場合、前記スクロールテキスト/グラフィック検出部からの判断結果を参照して、前記現フィールドにスクロールモーションが存する場合には前記IPC部の補間値を出力し、前記現フィールドにスクロールモーションが存しない場合には前記3:2プルダウン補償部の補間値を出力するように前記出力部からの出力を制御することが好ましい。さらに、前記変換方法選択部は、前記3:2プルダウン検出部からの判断結果、前記現フィールドが3:2プルダウンフォーマットでない場合には前記IPC部の補間値が出力されるように前記出力部の出力選択を制御することが好ましい。
前記スクロールテキスト/グラフィック検出部は、前記現フィールドにスクロールモーションが存するかを判断するスクロール検出部と、前記スクロール検出部からの判断結果、前記スクロールモーションが存する場合に所定の探索領域内の各ライン別に前記スクロールモーションが存するかを表すスクロールモーション情報を算出するスクロールライン検出部と、前記スクロールモーション情報を各ライン別に格納するスクロールフラグバッファと、該スクロールフラグバッファに格納された各ライン別スクロールモーション情報のうち何れの1つを選択的に出力するマルチプレクサーと、から構成可能である。
この場合、前記スクロールテキスト/グラフィック検出部は、前記現フィールド及び前記現フィールドの前後フィールドを基準にして前記スクロールモーションが存するかを判断することが好ましい。さらに、前記スクロールライン検出部は、3:2プルダウンによる所定の周期に応じて決められるフィールド間を基準にし、前記スクロールモーション情報を算出することが好ましい。
そして、前記3:2プルダウン検出部は、前記複数のフィールドにて、フィールド単位で算出される各フィールド別動き情報と前記3:2プルダウンによる一定の周期を有するフィールドのパターンを比較して、3:2プルダウンフォーマットであるかを判断することが好ましい。
一方、本発明の映像フォーマットの変換方法は、(a)時間的に連続する複数のフィールドの中で、補間すべく現フィールドが3:2プルダウンされ生成された3:2プルダウンフォーマットの映像であるかを判断するステップと、(b)前記現フィールドにスクロールモーション(scroll motion)が存するかを判断するステップと、(c)3:2プルダウンによる補間方法を使用して前記現フィールドの補間すべくピクセルに対する補間値を算出するステップと、(d)第2の補間方法を使用して前記現フィールドの補間すべくピクセルに対する補間値を算出するステップと、(e)前記現フィールドが3:2プルダウンフォーマットの映像であるか否か、及びスクロールモーションが存するか否かに基づいて、3:2プルダウンによる補間方法による補間値及び前記第2の補間方法による補間値のうち何れか1つを選択的に出力するステップと、を含む。
前記選択的に出力する段階は、前記現フィールドが3:2プルダウンフォーマットであり、前記現フィールドにスクロールモーションが存する場合には前記第2の補間方法によって補間値を出力し、前記現フィールドにスクロールモーションが存しない場合には3:2プルダウンにかかる補間方法による補間値を出力することが好ましい。さらに、前記選択的に出力するステップは、前記現フィールドが3:2プルダウンフォーマットでない場合、前記第2の補間方法による補間値を出力することが好ましい。
前記(b)ステップは、前記現フィールドにスクロールモーションが存するかを判断するステップと、前記判断の結果、スクロールモーションが存する場合、所定の探索領域内の各ライン別に前記スクロールモーションが存するかを表すスクロールモーション情報を算出するステップと、前記スクロールモーション情報を各ライン別に格納するステップと、格納された各ライン別スクロールモーションのうち何れか1つを選択的に出力するステップと、を含むように構成することが好ましい。
この場合、前記現フィールドにスクロールモーションが存するかを判断するステップは、前記現フィールド及び前記現フィールドの前後フィールドを基準にして前記スクロールモーションを検出することが好ましい。さらに、前記各ライン別にスクロール情報を検出するステップは、3:2プルダウンによる所定の周期に応じて決められるフィールド間を基準にし、前記スクロールモーション情報を算出することが好ましい。
そして、前記(a)ステップは、前記複数のフィールドにて、フィールド単位で算出される各フィールド別動き情報と前記3:2プルダウンによる一定の周期を有するフィールドのパターンを比較して、3:2プルダウンフォーマットであるかを判断することが好ましい。
本発明によれば、3:2プルダウンフォーマットの映像に水平方向に動くインタレースフォーマットのテキストやグラフィックデータが存する場合、これを検出してエラーのない質の高いプログレッシブフォーマットの映像が得られる。
以下、添付図面を参照して本発明を詳説する。
図2は、本発明に係る映像フォーマットの変換装置に対するブロック図である。本映像フォーマットの変換装置は、スクロールテキスト/グラフィック検出部100と、3:2プルダウン検出部150と、3:2プルダウン補償部200と、IPC部250と、変換方法選択部300と、出力部350からなる。
スクロールテキスト/グラフィック検出部100、3:2プルダウン検出部150、3:2プルダウン補償部200、及びIPC部250には、補間のためのインタレースフォーマットの入力映像が入力される。この入力映像は時間的に連続する複数のフィールドから構成される。この際、現在に補間するフィールドを現フィールド(current field)とし、現フィールドに時間的に前後のフィールドをそれぞれ前フィールド(previous field)及び次フィールド(next field)とする。前フィールド及び次フィールドは、現フィールドについての参照フィールド(reference field)になる。
スクロールテキスト/グラフィック検出部100は、現フィールド及び参照フィールドを基準にして、現フィールドに水平方向へスクロールされるインタレースフォーマットのテキストやグラフィックデータなどのスクロールモーションが存するかをライン別に判断する。
3:2プルダウン検出部150は、入力映像が3:2プルダウンにより生成された3:2フォーマットの映像であるかを検出する。3:2プルダウン補償部200は、3:2プルダウンによる補間方法を現フィールドにて補間すべくピクセルに対する補間値を算出する。IPC部250は、動き補償補間(Motion-compensated Interpolation)方法や、動き適応補間方法などの適した補償方法を用いて現フィールドで補間すべくピクセルに対する補間値を算出する。
出力部350は、3:2プルダウン補償部200及びIPC部250の補間値のうち何れか1つを選択的に出力し、変換方法選択部300は、スクロールテキスト/グラフィック検出部100及び3:2プルダウン検出部150の判断結果を参照して出力部350の出力選択を制御する。出力部350から出力される出力映像が最終の補間値となる。
図3は、図2のスクロールテキスト/グラフィック検出部100の詳細ブロック図である。同図を参照すると、スクロールテキスト/グラフィック検出部100はフィールドバッファ部105、スクロール検出部110、スクロールライン検出部115、デマルチプレクサー120、スクロールフラグバッファ部125、マルチプレクサー130からなる。
フィールドバッファ部105は、入力映像の各フィールドを入力される順序に従って順次にバッファリングしスクロール検出部110及びスクロールライン検出部115に提供する。よって、スクロール検出部110及びスクロールライン検出部115は、現在に入力されるフィールド及びフィールドバッファ部105に格納されたフィールドを使用すれば、前フィールド、現フィールド、次フィールドを同時に参照できる。
スクロール検出部110は、現フィールド及びフィールドバッファ部105に格納された前フィールドを基準にして水平方向にスクロールされるテキストやグラフィックデータなどのスクロールモーションが存するかを判断する。
スクロールライン検出部115は、スクロール検出部110の判断の結果、現フィールドにスクロールモーションが存する場合には、所定の探索領域内の各ライン別にスクロールモーションが存するかを判断する。一般に、スクロールリングテキストやグラフィックデータは、画面の下端部分に存在するため、全フィールドに渡ってスクロールモーションを検出する代わりに探索領域を適切に設定して検出速度を向上させることが可能である。
スクロールフラグバッファ部125は、各ラインについてスクロールモーションが存するかを表すスクロールモーション情報を各ライン別に格納する。この際にデマルチプレクサー120は、スクロールモーションがスクロールフラグバッファ部125の各ラインに割当てられた位置に格納されるようにし、マルチプレクサー130は、外部から入力される情報によってスクロールフラグバッファ部125の当該位置に格納されたスクロールモーション情報を引出して外部に出力する。
図4は、本発明に係る映像フォーマット検出装置に対する動作方法の説明が提供される流れ図である。同図を参照すると、3:2プルダウン検出部150は、入力映像が3:2プルダウンされ生成された3:2プルダウンフォーマットであるかを検出する(S400)。3:2プルダウンフォーマットであるか否かは、各フィールドに対するSAD(Summed Absolute Difference)値などの変化周期を観察すれば検出できる。3:2プルダウンフォーマットの詳細な検出方法につき、「映像信号のフィルムモード検出装置及び方法」という発明の名称で本出願人が既出願した特許出願番号10―2002―0041021に詳説されており、これは本明細書に参照され本発明の一部をなす。
3:2プルダウン検出部150の検出結果の入力映像が3:2プルダウンフォーマットでない場合、IPC部250から算出された補間値を使用する(S410、S440)。
これとは相違に、入力映像が3:2プルダウンフォーマットである場合には、スクロールテキスト/グラフィック検出部100は、現フィールドに水平方向にスクロールされるテキストやグラフィックデータなどのスクロールモーションが存するかを判断する(S420)。この場合、図5のように、0番と2番フィールドの間、5番と7番フィールドの間のように、同一フレームから生成されたフィールドを使用してスクロールモーションを検出することにより正確な判断が可能である。このためにフィールドバッファ部105に順次に格納されたフィールドのうち当該フィールドがスクロール検出部110及びスクロールライン検出部15に出力されるよう制御されるべきである。
スクロールテキスト/グラフィック検出部100の判断の結果、スクロールモーションが存する場合にはIPC部250の補間値を使用し(S440)、スクロールモーションが存しない場合には3:2プルダウン補償部200の出力値を補間値として使用する(S430)。
スクロールモーションが存するか否か、及び各ラインに対するスクロールモーションが存するか否かを検出する方法については「動き検出装置及びその方法」という発明の名称で本出願人が既出願した特許出願番号10―2002―0074277に詳説されており、本明細書に参照され本発明の一部をなす。
前述した方式に従って、入力映像が3:2プルダウンフォーマットであるか否か、及び3:2プルダウンフォーマットである場合、水平に動くインタレースフォーマットのテキストやグラフィックデータが存するか否かによって、適した補間値を使用し適応的に補間することにより、補間された下面にてスクロールされるテキストやグラフィックデータが化けてしまう現象が抑えられる。
以上で代表的な実施例を通して本発明について詳細に説明したが、本発明の属する技術分野において通常の知識を持つ者は前述した実施例について本発明の範疇から逸脱しない限度内で多様な変形が可能であることを理解できろう。従って、本発明の権利範囲は説明された実施例に限られず特許請求の範囲だけではなく本特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。
本発明は映像フォーマットの変換装置及びその方法に適用され、3:2プルダウンされて生成された映像に含まれている水平方向に動くインタレースフォーマットのテキストとグラフィックデータを検出してエラーのなしにプログレッシブフォーマットの映像に変換でできる。
3:2プルダウンの方法を説明するための図である。 本発明に係る映像フォーマットの変換装置に対するブロック図である。 図2のスクロールテキスト/グラフィック検出部の詳細ブロック図である。 本発明に係る映像フォーマットの変換装置に対する動作方法の説明に提供される流れ図である。 本発明に係る映像フォーマットの変換装置に対する動作過程の説明に提供される図である。
符号の説明
100 スクロールテキスト/グラフィック検出部
105 フィールドバッファ部
110 スクロール検出部
115 スクロールライン検出部
120 デマルチプレクサー
125 スクロールフラグバッファ部
130 マルチプレクサー
150 3:2プルダウン検出部
200 3:2プルダウン補償部
250 IPC部
300 変換方法選択部
350 出力部

Claims (13)

  1. 時間的に連続する複数のフィールドの中で、補間すべく現フィールドが3:2プルダウンされ生成された3:2プルダウンフォーマットの映像であるかを判断する3:2プルダウン検出部と、
    前記現フィールドにスクロールモーションが存するかを判断するスクロールテキスト/グラフィック検出部と、
    3:2プルダウンによる補間方法を使用して前記現フィールドの補間すべくピクセルに対する補間値を算出する3:2プルダウン補償部と、
    所定の補間方法を使用して前記現フィールドの補間すべくピクセルに対する補間値を算出するIPC部と、
    前記スクロールテキスト/グラフィック検出部及び前記3:2プルダウン検出部からの判断結果に基づいて、前記3:2プルダウン補償部及び前記IPC部の補間値のうち何れかの1つを選択的に出力する出力選択部と、を含み、
    前記スクロールテキスト/グラフィック検出部は、
    前記現フィールドにスクロールモーションが存するかを判断するスクロール検出部と、
    前記スクロール検出部からの判断結果、前記スクロールモーションが存する場合に所定の探索領域内の各ライン別に前記スクロールモーションが存するかを表すスクロールモーション情報を算出するスクロールライン検出部と、
    前記スクロールモーション情報を各ライン別に格納するスクロールフラグバッファと、
    該スクロールフラグバッファに格納された各ライン別スクロールモーション情報のうち何れか1つを選択的に出力するマルチプレクサーと、を含むことを特徴とする映像フォーマットの変換装置。
  2. 前記出力選択部は、
    前記3:2プルダウン補償部及び前記IPC部の補間値のうち何れの1つを選択的に出力する出力部と、
    前記スクロールテキスト/グラフィック検出部及び前記3:2プルダウン検出部からの判断結果に基づいて、前記出力部の出力を制御する変換方法選択部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の映像フォーマットの変換装置。
  3. 前記変換方法選択部は、前記3:2プルダウン検出部からの判断結果、前記現フィールドが3:2プルダウンフォーマットである場合、前記スクロールテキスト/グラフィック検出部からの判断結果を参照して、前記現フィールドにスクロールモーションが存する場合には前記IPC部の補間値を出力し、前記現フィールドにスクロールモーションが存しない場合には前記3:2プルダウン補償部の補間値を出力するように前記出力部からの出力を制御することを特徴とする請求項2に記載の映像フォーマットの変換装置。
  4. 前記変換方法選択部は前記3:2プルダウン検出部からの判断結果、前記現フィールドが3:2プルダウンフォーマットでない場合には、前記IPC部の補間値が出力されるように前記出力部の出力選択を制御することを特徴とする請求項2に記載の映像フォーマットの変換装置。
  5. 前記スクロールテキスト/グラフィック検出部は、前記現フィールド及び前記現フィールドの前後フィールドを基準にして前記スクロールモーションが存するかを判断することを特徴とする請求項に記載の映像フォーマットの変換装置。
  6. 前記スクロールライン検出部は、3:2プルダウンによる所定の周期に応じて決められるフィールド間を基準にし、前記スクロールモーション情報を算出することを特徴とする請求項に記載の映像フォーマットの変換装置。
  7. 前記3:2プルダウン検出部は、
    前記複数のフィールドにて、フィールド単位で算出される各フィールド別動き情報と前記3:2プルダウンによる一定の周期を有するフィールドのパターンを比較して、3:2プルダウンフォーマットであるかを判断することを特徴とする請求項1に記載の映像フォーマットの変換装置。
  8. (a)時間的に連続する複数のフィールドの中で、補間すべく現フィールドが3:2プルダウンされ生成された3:2プルダウンフォーマットの映像であるかを判断するステップと、
    (b)前記現フィールドにスクロールモーションが存するかを判断するステップと、
    (c)3:2プルダウンによる補間方法を使用して前記現フィールドの補間すべくピクセルに対する補間値を算出するステップと、
    (d)第2の補間方法を使用して前記現フィールドの補間すべくピクセルに対する補間値を算出するステップと、
    (e)前記現フィールドが3:2プルダウンフォーマットの映像であるか否か、及びスクロールモーションが存するか否かに基づいて、3:2プルダウンによる補間方法による補間値及び前記第2の補間方法による補間値のうち何れか1つを選択的に出力するステップと、を含み、
    前記(b)ステップは、
    前記現フィールドにスクロールモーションが存するかを判断するステップと、
    前記判断の結果、スクロールモーションが存する場合、所定の探索領域内の各ライン別に前記スクロールモーションが存するかを表すスクロールモーション情報を算出するステップと、
    前記スクロールモーション情報を各ライン別に格納するステップと、
    格納された各ライン別スクロールモーションのうち何れか1つを選択的に出力するステップと、を含むことを特徴とする映像フォーマットの変換方法。
  9. 前記選択的に出力する段階は、前記現フィールドが3:2プルダウンフォーマットであり、前記現フィールドにスクロールモーションが存する場合には前記第2の補間方法によって補間値を出力し、前記現フィールドにスクロールモーションが存しない場合には3:2プルダウンにかかる補間方法による補間値を出力することを特徴とする請求項に記載の映像フォーマットの変換方法。
  10. 前記選択的に出力するステップは、前記現フィールドが3:2プルダウンフォーマットでない場合、前記第2の補間方法による補間値を出力することを特徴とする請求項に記載の映像フォーマットの変換方法。
  11. 前記現フィールドにスクロールモーションが存するかを判断するステップは、前記現フィールド及び前記現フィールドの前後フィールドを基準にして前記スクロールモーションを検出することを特徴とする請求項に記載の映像フォーマットの変換方法。
  12. 前記各ライン別にスクロール情報を検出するステップは、3:2プルダウンによる所定の周期に応じて決められるフィールド間を基準にし、前記スクロールモーション情報を算出することを特徴とする請求項に記載の映像フォーマットの変換方法。
  13. 前記(a)ステップは、
    前記複数のフィールドにて、フィールド単位で算出される各フィールド別動き情報と前記3:2プルダウンによる一定の周期を有するフィールドのパターンを比較して、3:2プルダウンフォーマットであるかを判断することを特徴とする請求項に記載の映像フォーマットの変換方法。
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