JP4947874B2 - インターフェースプログレッシブビデオ変換のための方法及び装置 - Google Patents
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Description
発明の背景
1.発明の技術分野
本発明は、ビデオ補正の分野に関する。より具体的には本発明は、ビデオソース信号におけるモーションアーチファクトの検知及び補正に関する。
【0002】
2.背景技術
北米において通常のテレビジョン画面に表示されるビデオは、NTSC(National Televison Standards Committee)方式ビデオと呼ばれる標準のインターレースビデオ信号である。コンピュータ画面は主として非インターレースの表示装置を使用しているので、このビデオはほとんどのコンピュータ画面に表示することができるビデオとは同じではない。
【0003】
インターレースビデオとは単に、テレビジョン画面に表示される各ピクチャフレームに対して、交互に表示される2つのビデオフィールドがあることを意味する。第1のフィールドは奇数フィールド、第2のフィールドは偶数フィールドとして一般に知られている。インターレース・ビデオフレームは、毎秒30フレーム(すなわち60フィールド)で表示されるので、奇数フィールドは最初の1/60秒の間表示され、一方偶数フィールドは次の1/60秒の間表示される。
【0004】
各表示モニタは連続する水平ライン及び垂直ラインを含む。例えばNTSCテレビジョンモニタの解像度は、水平ラインが約858カウントで垂直ラインが約525本である。空白のラインを除く実解像度は720×480である。テレビジョンの表示では、インターレースビデオ信号の奇数フィールドは、モニタの奇数番目(すなわち1、3、5、・・・)の水平ライン上に表示され、偶数フィールドは、モニタの偶数番目(すなわち0、2、4、6、・・・)の水平ライン上に表示される。従って、短時間においては、テレビジョン画面の交番するラインにはビデオ表示が存在しない(すなわち空白である)。しかしながら、表示速度が速く人間の目で知覚できないことから、視聴者が空白のラインを識別することはできない。
【0005】
ビデオは、オーディオと同じように線型のメディアであり、写真又はフィルムとは異なっている。フィルムカメラは、ピクチャ全体のフレームを瞬時に捕捉する。しかしビデオは本来空間を伝送されるように設計されている。ビデオ画像は、分割されて連続したラインとして順次伝送又は記録されなければならない。予め与えられたどのミリセコンド(msec)においても、実際のビデオ画像はまさにモニタの表面全体を高速で動く点(dot)である。
【0006】
NTSCに関する1つの問題は、アナログシステムであることである。コンピュータのビデオのような非アナログシステムでは、色及び輝度は数字によって表される。しかしアナログテレビジョンでは、信号は単なる電圧であり、電圧はワイヤーの長さ、コネクタ、高温、低温、ビデオテープ、及び他の条件によって影響を受ける。デジタルデータにはこのような特性上の問題はない。従って、ビデオ信号はデジタルフォーマットで保存又は伝送するのが有利であろう。
【0007】
インターレースのNTSCビデオをコンピュータ画面のような装置上に表示するためには、非インターレース(すなわちプログレッシブ)ビデオに変換しなければならない。この変換は一般にデジタル領域で行われ、従ってNTSCビデオ信号は、最初にアナログからデジタルに変換される必要があり、次いで奇数フィールド及び偶数フィールドが1つの完全な非インターレースビデオフレームに結合されて、完全なフレームがビデオ信号の1つの走査で表示される。
【0008】
アナログビデオ入力は、C−ビデオ、S−ビデオ、又はYUV(又はYIQ)等の多様なカラーモデルのいずれでも使用することができる。カラーモデル(同様に色空間)は、一般に認められているいくつかの標準(例えばRGB)で色の規格を決めている。本質的には、カラーモデルは3次元座標システムの規格であり、各色が単一の点で表現される3次元座標システム内の部分空間である。
【0009】
C−ビデオ、すなわちコンポジットビデオは、赤、青、緑色の信号の(そして場合によってはオーディオ信号も含めた)全ての情報を1つに混合した形式のビデオ信号である。これは米国内のテレビジョンで使用されている形式の信号である。スーパービデオが略されたS−ビデオは、ビデオ情報を2つの別個の信号、すなわち1つが色(クロミナンス)信号、もう1つが輝度(ルミナンス)信号に分割することによって、ビデオ信号をケーブル上で伝送する技術である。S−ビデオは、テレビジョンに送られるとき、ビデオ情報が1本のワイヤー上で単一信号として伝送されるコンポジットビデオよりも鮮明な画像が生成される。これはテレビジョンが別個のルミナンス(Y)信号とクロミナンス(C)信号を表示するように設計されているためである。Y/Cビデオ及びSビデオという用語は、等価的に使用することができる。
【0010】
YUV、すなわちYIQカラーモデルは、商用のカラーテレビ放送で使用されている。Yは、通常輝度(ルミナンス、明るさ)を表し、従ってモノクロテレビジョンで必要とされる全ての情報を提供する。他の2つのコンポーネントは、カラー(クロミナンス)情報を保持する。各モデルのコンポーネントは、種々のビット深度で表現される。例えば、明るさのコンポーネントは、1ビット(黒と白)から8ビット(通常の、灰色の256値を表す)を超え、10又は12ビットまでの範囲とすることができる。明るさ、ルミナンス、及び輝度は、本明細書では等価的に使用されることに留意する必要がある。
【0011】
入力のカラーモデルが何であろうとも、非インターレース装置上に表示するためには、入力ビデオ信号は、プログレッシブビデオに変換される必要がある。ビデオ信号は様々なソースから生成される。例えば、ビデオマテリアルをフィルムソースから生成することができ、又はインターレース・ビデオカメラを使用して記録することができる。近年では、通常のテレビジョンに表示するために、NTSCビデオに変換されたフィルムマテリアルが増加してきている。例えば、ビデオテープに保存された映画は、通常はフィルムの複製から生成されている。フィルムデータは、1秒間に24フレーム(24フレーム/秒)で撮影され、一方NTSCデータは、1秒間に30フレーム(すなわち60フィールド/秒)であるので、フィルムデータは、24フレーム/秒から30フレーム/秒(すなわち60フィールド/秒)の頻度にスケーリングされなければならない。これを達成するために、3−2プルダウンと呼ばれる方法が使用される。このように3−2プルダウンは、24フレーム/秒であるフィルムマテリアルを、30フレーム/秒のNTSCビデオに変換するための方法である。すなわち、30ビデオフレーム中における24フィルムフレームは、4フィルムフレームを5ビデオフレームに(すなわち毎秒24フィルムフレームから30ビデオフレームへ)変換する必要がある。
【0012】
図1は、3−2プルダウンの機構を示す。この図では、列100は、フィルムフレームf1−f7を含み、これらはインターレース・ビデオフレームv1−v8を備える列106にマッピングされる。各インターレース・ビデオフレームは、列104に示す奇数フィールドと偶数フィールドとを含む。例えば、インターレース・ビデオフレームv1は、インターレースビデオフィールド1oと1eとを含み、インターレース・ビデオフレームv2は、インターレースビデオフィールド2oと2eとを含み、以下v8まで全てのビデオフレームは同様である。列102は、それぞれのビデオフィールドにマッピングされたフィールドフレームの番号を表す。列102に示すように、フィルムフレーム1(すなわちf1)は、ビデオフィールド1o、1e、及び2oにマッピングされ、フィルムフレーム2(すなわちf2)は、ビデオフィールド2e及び3oにマッピングされ、フィルムフレーム3(すなわちf3)は、ビデオフィールド3e、4o及び4eにマッピングされ、フィルムフレーム4(すなわちf4)は、ビデオフィールド5o及び5eにマッピングされる。このプロセスは、1つのフィルムフレームが、3つのビデオフィールドにマッピングされた後、次に第2のフィルムフレームが、次の2つのビデオフレームにマッピングされることによって続く。従って、この3−2サイクルは、これ自体が3−2プルダウンとして知られたプロセスを繰り返す。
【0013】
更に、この3−2プルダウン現象の図において、フィルムフレームf1−f4は、ビデオフレームv1−v5にマッピングされる。フィルムフレームf1−f4及びビデオフレームv1−v5は、変換されるマテリアルの長さを維持するために、同じ1/6秒内に発生しなければならない。図に示されるように、フィルムフレームf1は、ビデオフレームv1の奇数フィールドと偶数フィールド、及びビデオフレームv2の奇数フィールドにマッピングされ、フィルムフレームf2は、ビデオフレームv2の偶数フィールドと、ビデオフレームv3の奇数フィールドとにマッピングされる。これにより、ビデオフレームv2が、奇数フィールドにフィルムフレームf1を、及び偶数フィールドにフィルムフレームf2を有し、ビデオフレームv3が、奇数フィールドにフィルムフレームf2を、及び偶数フィールドにフィルムフレームf3を保持する。従ってビデオフレームv2及びv3は、混合したフィルムフレームから構成される。フィールドモーションとして知られている事象は、列108で「Yes」で表され、混合したフィルムフレームと一緒にビデオフレーム内で発生する。
【0014】
NTSCテレビジョンを見ると、3−2プルダウンによって生成されたビデオは、テレビジョンが一度に一つのフィールドを表示し、ビデオが連続して見えるので、視聴者にとって視覚的には許容可能である。しかしながら、コンピュータの表示上に表示するために、フィルムソースから生成されるNTSCデータが、続いてプログレッシブビデオに変換される場合には、例えば「フィールドモーション」として知られる問題が発生する恐れがある。フィールドモーションは、各プログレッシブビデオフレームが一つずつ表示されるために発生する。
【0015】
プログレッシブビデオマテリアルを生成する1つの方法は、インターレースビデオマテリアルの奇数フィールドと偶数フィールドを結合して、プログレッシブビデオマテリアルのフレームを生成することである。フィルムマテリアルから生成されるプログレッシブビデオマテリアルを使用すると、例えばプログレッシブビデオフレームv1は、その奇数ライン及び偶数ラインにフィルムフレームf1を含む。プログレッシブビデオフレームv2は、その奇数ラインにフィルムフレームf1を、及び偶数ラインにフィルムフレームf2を含む。フィルムフレームf1とf2とが別の時間に撮影された場合、及び対象物がその間に動いた場合には、この対象物はフィルムフレームf1とf2とで異なる位置に存在する可能性がある。このとき、プログレッシブビデオフレームv2を静止フレームで見ると、この対象物は歪むことになる。この歪みが、「フィールドモーション」として知られるものである。ビデオマテリアルが高解像度の表示装置に適合するようにスケーリングにより拡大されると、この歪みはより著しくなる。
【0016】
ビデオスケーリング
ビデオのスケーラは、所望のビデオ出力装置に適合させるために、元のビデオ信号のサイズを変更するために使用される。スケーラは、例えば画像サイズが表示装置に適合しない場合、画像の形状を変えずに画像のサイズを変更する。従ってスケーラの主な利点は、表示装置の能力に適合するように、その出力の割合を変更できることである。これは特に、デジタル表示装置の場合に有利であり、これは、デジタル表示装置が固定されたマトリックス上に画像を生成し、最適な光出力を提供するように、マトリックス全体が使用されるためである。
【0017】
スケーラは水平方向と垂直方向の両方の出力をスケーリングできるので、画像の「縦横比」を変えることができる。縦横比は、長方形の垂直方向寸法に対する水平方向寸法の比率である。従って、グラフィック切換え処理の一部として含まれると、スケーラは、種々のビデオ入力に対して水平方向及び垂直方向のサイズ及び位置合わせを調整することができる。例えば視野画面において、縦横比は、標準テレビでは4対3、すなわち1.33対1で、高精細度テレビ(HDTV)では16対9、すなわち1.78対1である。「対1」が表されず、標準テレビは1.33、高精細度テレビは1.78とされる場合もある。従って、NTSC、PAL、又はSECAMの入力及びHDTV型式の表示を備えたシステムにおいて、スケーラは、標準のNTSCビデオ信号を取得して、これをHDTVの表示面積に正確に適合する要求事項に合うように種々の解像度(例えば480p、720p、及び1080p)で、16×9のHDTV出力に変換することができる。
【0018】
スケーリングは、「スケーリング縮小」又は「スケーリング拡大」と呼ばれる場合が多い。「スケーリング縮小」の例では、640×480解像度のテレビ画像は、同じ画面上でより小さなピクチャとして表示するためにスケーリングされ、そのため同時に複数のピクチャを表示することができる(例えばピクチャ・イン・ピクチャ(picture in picture)すなわち「PIP」)。元の画像を320×240の解像度(すなわち元のサイズの1/4)にスケーリング縮小することにより、4入力のテレビ解像度のピクチャを同じ出力のテレビ画面上に同時に表示することができる。「スケーリング拡大」の例は、低い解像度の画像(例えば800×600=480,000ピクセル)をより高い解像度(例えば1024×768=786,432ピクセル)の装置に表示するためにスケーリングされる場合である。ピクセル数は2つの解像度の数の積(すなわちピクセル数=水平解像度×垂直解像度)であることに留意する必要がある。従ってスケーリング拡大の場合、ピクセルを何らかの方法によって生成しなければならない。画像のスケーリングには多くの異なる方法があり、いくつかが他のものより良好な結果をもたらす。
【0019】
スキャンコンバータとは、元のビデオ信号の走査周波数を表示装置の要求に適合するように変える装置である。例えば、「ビデオコンバータ」又は「TVコンバータ」は、コンピュータ用ビデオをNTSC(TV)に、又はNTSCをコンピュータ用ビデオに変換する。概念は簡単のように思われるが、コンピュータ信号とテレビジョン信号とが著しく異なるので、スキャンコンバータは複雑な技術を使用して信号変換を実行する。その結果、特定の水平周波数リフレッシュ速度及び垂直周波数リフレッシュ速度、又は解像度を有するビデオ信号は、別の解像度又は水平周波数リフレッシュ速度及び垂直周波数リフレッシュ速度に変換されなければならない。例えば、15.75kHzのNTSC標準テレビビデオ入力(例えば640×480)をコンピュータモニタ用又は大型画面プロジェクタ用に1024×768ラインの解像度として出力するために走査変換すなわち「スケーリング」するのに大量の信号を処理する必要がある。高機能又は高出力解像度のモニタ又はプロジェクタを提供するために入力解像度を増大又は追加しなければならないためである。出力へのピクセルの増大又は追加は、現在読み込まれているものよりも多くのビデオフレームの読み出しを伴うことから、スキャンコンバータは、入ってくる各入力フレームを記憶するためにフレームバッファ又はフレームメモリを使用することが多い。一度記憶されると、この入力フレームは、より多くのフレーム及び/又はピクセルを追加するために繰り返し読み出すことができる。
【0020】
同様に、スキャンダブラー(「ラインダブラー」とも呼ばれる)は、コンポジット・インターレースビデオを非インターレースコンポーネントビデオに変更するために使用される装置であり、これにより輝度及び画質が向上する。スキャンダブリング(倍スキャン)は、ラインの数を2倍にして空白のスペースを埋めることによって、走査線を見えにくくするプロセスである。「ラインダブリング」とも呼ばれる。例えばスキャンダブラーを使用して、インターレース処理されたTV信号を、非インターレースのコンピュータビデオ信号に変換することができる。ラインダブラー又は4倍器は、テレビビデオ又はTFTフラットパネルの画面上に画像を表示するために、一般に非常に有用である。
【0021】
最新変換システムにおける切迫した問題であるので、ビデオ信号をある形式から別の形式に変換することによって生じる影響を補正して、ビデオ画像の品質を向上又は改善するシステムに関するニーズがある。例えば、最新のシステムには、プログレッシブビデオに変換する間に、インターレースビデオマテリアルからフィールドモーションを取り除くための効果的な方法が欠如している。
【0022】
発明の要旨
本発明は、プログレッシブビデオ表示のために変換されたインターレースビデオ信号のモーションアーチファクトを検知及び補正する方法及び装置に関する。本発明の実施態様は、ビデオ信号をある形式から別の形式に変換することによって生じる影響を補正することで、ビデオ画像の品質を向上又は改善する方法及び装置を提供する。例えば、本発明の実施態様、インターレースビデオマテリアルがフィルムソースから生成されたか否かを判定し、それにより3−2プルダウンとして知られるプロセスを使用してビデオに変換し、次に3−2プルダウンの影響を打ち消すために、インターレースビデオマテリアルを補正することを含む。3−2プルダウン現象が不適切に確認されたことによって、ビデオマテリアルがビデオから生成されたものと結論付けられた場合には、「ピクセルモーション」の存在がチェックされて、他の必要な補正を適用することができる。適切な補正が適用された後で、その結果として生じたインターレース解除されたビデオマテリアルは、所望の出力解像度を生成するために、ビデオスケーリングのようなプロセスを追加して処理することができる。
【0023】
ビデオフィールドは、先行するフィールドの前のフィールドと比較されて、フィルムソース(すなわち3−2プルダウンプロセス)からビデオマテリアルが生成されたか、又は「ピクセルモーション」が存在するかのいずれかを判定するために使用されるフィールドエラーを生成する。フィールドエラーは、5つの連続するフィールドに関して生成され、5つのフィールド毎に繰り返す局部的な極小値により、ビデオマテリアルが3−2プルダウンプロセスを使用してフィルムソースから生成されたことが示される。
【0024】
一実施態様において、3−2プルダウンが確認されたとき、インターレース解除されたビデオフレームの2つのフレームが同じフィルムフレームからのデータを含むことを保証することによって、ビデオマテリアルを引き続き変更して、2つのフィルムフレームの混合を補正し1つのインターレースビデオフレームにする。ビデオマテリアルがフィルムソースから生成されておらず、ピクセルモーションが検知された場合には、平均化手法によってピクセルモーションを平滑化する。結果として生じるビデオデータの奇数フィールド及び偶数フィールドは、プログレッシブビデオマテリアルを形成するために引き続き結合される。
【0025】
発明の詳細な説明
本発明の実施形態は、プログレッシブビデオ表示のために変換されたインターレースビデオ信号のモーションアーチファクトを検知及び補正する方法及び装置を含む。以下の説明では、本発明の実施形態をより完全に説明するために、多くの特定の詳細が述べられている。しかしながら、これらの特定の詳細がなくても本発明を実施することができることは当業者には明白であろう。本発明を曖昧なものとしないように、他の例におけるよく知られた機構については詳細には説明しない。
【0026】
本発明の実施形態は、ビデオ信号をある形式から別の形式に変換することによって生じる影響を補正することで、ビデオ画像の品質を向上又は改善する方法及び装置を提供する。例えば、本発明の一実施形態は、プログレッシブビデオに変換する間に、インターレースビデオマテリアルからフィールドモーションが取り除かれる。本発明の実施形態は、インターレースビデオマテリアルがフィルムソースから生成され、その結果3−2プルダウンとして知られるプロセスを使用してビデオに変換されたか否かを判定する段階を必然的に伴う。フィルムソースが3−2プルダウン手法を使用してビデオに変換された場合には、本発明は3−2プルダウンの影響を補正する。ビデオマテリアルが3−2プルダウンプロセスの結果ではない場合には、「ピクセルモーション」の存在がチェックされ、その結果、別の補正を適用することができる。適切な補正が適用された後、その結果としてインターレースが解除されたビデオマテリアルは、長さ及び比率は不変である。所望の出力解像度にビデオをスケーリングするような追加の処理は、インターレース解除されたビデオマテリアルを使用して引き続き行なうことができる。
【0027】
3−2プルダウン又は「フィールドモーション」の判定には、繰り返しフィールドを決めるために種々のビデオフィールドを比較することが必要であるので、入力されるビデオ信号はデジタル化されてメモリバッファ内に格納される。繰り返しフィールドを見つけ出す1つの方法は、各フィールドを先行するフィールドの前のフィールドと比較することである。インターレースビデオマテリアル内のひとつ置きのフィールドがすべて同じ種類(すなわち奇数又は偶数)であり、かつその同じ種類の引き続く2つのフィールドが同一(例えば1奇数−1偶数−1奇数)である場合には、ビデオマテリアルは、同じフィルムのフレームから生成されている可能性が高い。同じ種類の同一フィールドが続くのは、3−2プルダウンビデオでは5番目のフィールド毎に発生する。
【0028】
一実施形態において、ビデオマテリアルに対する補正はリアルタイムで適用され、その結果プログレッシブビデオが動作中に表示される。従って、どのようなビデオ異常も検知し、確認し、補正するための確実なアルゴリズムが、表示プロセスの間に実行される。例えば、1つ又はそれ以上の実施形態は、3−2プルダウンの存在を検知するために、5つの連続するフィールドにおけるエラーを使用する。検知された後に、少なくとも1つの追加の処理サイクルの間に3−2プルダウンが確認されなければならない。つまり、3−2プルダウンの繰り返しのフィルムフレームは、5つのビデオフィールド毎に発生するので、3−2プルダウンの検知後の5番目のフィールドは、確認したことを表すための繰り返しフィールドであろう。別の実施形態では、例えば3つの検出から2つ、又は3つの検出から3つのような異なる確認手法を用いてもよい。また、本発明は、3−2プルダウンの存在を確実に確認する組合せである限り別の確認の組合せを使用することも意図するものである。
【0029】
3−2プルダウンが検知及び確認されると、ビデオマテリアルに対する補正はリアルタイムで実行される。ビデオマテリアルの表示がリアルタイムで進行する間は、3−2プルダウンの確認を続けながら、3−2プルダウンの結果に適切な補正を加える。3−2プルダウンの確認が出来なかった場合、補正は終了し、データがフィルムソースから生成されていないものとして、プロセスはビデオマテリアルを処理する段階に戻る。
【0030】
図2は、本発明の実施形態によるビデオ変換プロセスのフロー図である。例えば、インターレースビデオ信号である入力アナログNTSC信号は、ビデオマテリアルの処理が進行する前に、アナログ−デジタルコンバータ200でデジタルデータに変換される。本発明の実施形態におけるモーションアーチファクトの検知及び補正はデジタル領域内で実行される。ブロック201からブロック208までで識別されるプロセスは、デジタル・サンプリング間隔の点から考察されることになる。前提となるのは、例証としてだけであるが、1つの完全なサンプルが、アナログ−デジタルコンバータのブロック200における全体のビデオフィールドデータを変換することと、ブロック201からブロック208まででプロセスを完成させることを含むことである。
【0031】
ブロック200でデジタルデータに変換された後、全体のビデオフィールドを含むデジタルデータは、全てのサンプル間隔の最後にフィールドメモリ201内に格納される。しかしながら、データがフィールドメモリ201内に格納される前に、メモリ201の内容は最初にフィールドメモリ202に移される。従って、ビデオフィールドのアナログ−デジタル変換が、ブロック200においてサンプル間隔「N」で発生したと仮定すると、サンプル間隔「N」の間は、フィールドメモリ201内のデータは、その前のサンプル「N−1」からのデータであり、フィールドメモリ202内のデータは、この前のサンプルよりも前のサンプル「N−2」からのデータである。このような方法で、ビデオインターレース解除ブロック204に送られたデータは、3つの連続したビデオフィールド「N」、「N−1」、及び「N−2」からのデータを示す、3つの連続するサンプル「N」、「N−1」、及び「N−2」からのフィールドデータを含む。
【0032】
ビデオインターレース解除ブロック204において、図3に示されるようにビデオデータに対して処理が行われる。図3を参照すると、ステップ300において、ビデオフィールドデータが、3つの連続するフィールド「N」、「N−1」、及び「N−2」から受け取られる。5つの連続するフィールドに関するフィールドエラーが計算され、以下の図4で論じられる5つの連続するフィールド方法を使用することにより元のビデオ信号がフィルムソースから生成されたか否かを判定するためにステップ302で使用される。データがフィルムソースから生成されたものであったことが判定されると、フィルムモードが示され、ステップ304でデータから混合フィールドを取り除くための処理が実行される。しかし、データがフィルムソースから生成されたものでなかった場合、ビデオモードが示され、ステップ306で「ピクセルモーション」の存在のチェックが行われる。ピクセルモーションは、フィールド「N」の現在のピクセルと、フィールド「N−2」の対応するピクセルとの輝度の差が、予め定められた閾値を超えるときに発生する。ステップ306は任意選択であり、インターレース信号から非インターレース信号に変換される間に、ビデオマテリアルを滑らかにするための追加処理が所望された場合に必要である。例えば、フィルムソースから生成されたものではないビデオマテリアルが、ビデオ生成の間に、インターレースカメラの使用に起因する「ピクセルモーション」を示す場合がある。
【0033】
テレビジョン信号(NTSC、PAL、及びSECAM等の)は、ピクチャ走査(またはフィールド)から構成され、各ピクチャ走査は、半分のピクチャ解像度である、ピクチャの奇数(すなわち頂部)ラインと偶数(すなわち底部)ラインに相当する。連続する奇数フィールド及び偶数フィールドは、インターリーブされてプログレッシブフレームビデオを生成することができる。このプロセスは、テレビジョン信号を非インターレース・ビデオモニタ(例えばコンピュータモニタ又は高解像度テレビジョンセット)上に表示するような状況において必要である。
【0034】
しかしながら、全てのビデオマテリアルがフィルムソースから生成されるわけではない。インターレースカメラを使用して捕捉されることができるビデオマテリアルもある。ビデオフレームをインターレースカメラを使用して捕捉する場合、カメラフレームが奇数ライン(すなわち奇数フィールド)を捕捉する瞬間と、次のフレームが偶数ラインを捕捉する瞬間との間には、通常時間遅れが存在する(プログレッシブカメラを使用したビデオ撮影にはフィールドモーションがないことに注目すべきである)。対象物の動きが速い場面が含まれる場合、又はカメラ自体が移動している場合には、奇数と偶数フィールド間の遅延により、同一フレーム内の対象物の表示に水平方向のずれが発生する。ビデオ信号がインターレース表示装置上に投射されると、奇数フィールドと偶数フィールドが連続して表示されるために動きが自然になる。しかしながら、奇数フィールドと偶数フィールドとがインターリーブされて、非インターレースビデオモニタ上の表示用、又は静止画用等の単一のプログレッシブフレームを生成する場合には、ピクチャの各フレーム内における2つのフィールド間の対象物の位置の差が、ギザギザのライン、ジッター、又は鋸歯状の外見の形態で識別される。
【0035】
再度図3を参照すると、ステップ306において、ピクセルモーションを検知するためのアルゴリズムが実行される。これはブロック200から202の間で生成された、「N」、「N−1」、及び「N−2」での、3つの連続するサンプルフィールドを使用する方法を含んでいる。例えば、フィールド「N−1」において隣接するラインにおけるピクセル間で平均を取ることによって、フィールド「N」に対する新しいビデオ出力を計算することができる。別の実施形態は、所望のビデオ出力を取得するために、3つ又は他の組合せのサンプルフィールドのキュービックスプラインフィット(cubic spline fit)を包むことができる。
【0036】
ステップ308において、ピクセルモーションは、ビデオの走査された信号をステップ310においてプログレッシブビデオに変換する前に取り除かれる。このピクセルモーションは、フィールド「N」とフィールド「N−2」との間のピクセル輝度の差が、予め定められた閾値よりも大きい場合に、取り除かれる。ピクセル対ピクセルに基づいて比較が行われ、差が予め定められた閾値よりも大きい場合に、フィールド「N」における選択されたピクセルがモーションを有するものとして示される。先行するフィールドの前のフィールド(すなわち「N−2」)が使用される1つの理由は、偶数のフィールドを偶数のフィールドと、奇数のフィールドを奇数のフィールドと比較したいためである。一実施形態において、ブロック308においてモーションが検知された場合、フィールド「N」において選択されたピクセルの値は、選択されたピクセルより1本上のラインであるフィールド「N−1」におけるピクセルと、同様に選択されたピクセルより1本下のラインであるフィールド「N−1」におけるピクセルとの平均値によって置き換えられる。図のように、フィールド「N」のライン1は処理中の現在のラインであり、フィールド「N」のライン1のピクセルとフィールド「N−2」のライン1の対応するピクセルとの値の差によって、予め定められた閾値を超える値が生じると仮定すると、ピクセルモーションが示される。このピクセルモーションを補正するために、フィールド「N−1」のライン0とライン2における対応するピクセルの平均が、フィールド「N」のライン1におけるピクセルを置き換えるために使用される。先行するフレームの隣接するラインにおけるピクセルの平均を使用すると、ビデオ信号に対して平滑化する効果がもたらされる。
【0037】
ステップ304、308から、或いはステップ306から、ステップ310まで処理が進み、奇数フレームと偶数フレームをインターリーブさせて、プログレッシブ(すなわち非インターレース)ビデオマテリアルを生成する。図2に戻ると、ブロック204で処理が完了した後に、必要に応じて追加処理に備えて、ブロック206においてビデオマテリアルのインターレース解除されたフレームが記憶される。ステップ208において、適切なビデオスケーラを使用して、データを所望の解像度にスケーリングする。例えば、インターレース解除された信号は、垂直方向及び水平方向で加重平均法を使用して、NTSC/PAL解像度から所望の出力解像度までスケーリング拡大して、一定のピクセル周波数を維持することができる。
【0038】
スケーリングの結果、スケーリングされたプログレッシブ信号は、アナログ装置上に表示するために、デジタル−アナログコンバータのブロック210において再変換することができる。
【0039】
3−2プルダウンの判定
図4は、本発明の実施形態による、ビデオマテリアルがフィルムソースから生成されたか否かを判定するための、5つの連続するフィールドを使用する概念図である。図4のデータには図1の列100から列108までが含まれ、更に4つの列400から列406までが追加され、本発明の実施形態の機構を示している。追加された列は、以下に続く図で役立つビデオフィールドを認識するための「ビデオフィールド番号」(400)、フィールドエラーの計算でどのビデオフィールドが使用されるかを示す「フィールドエラー計算」(402)、マテリアルがフィルムソースから生成された場合の計算の結果を示すための「フィールドエラー値」(404)、及び繰り返しフィールドを示す(すなわち「Y」であれば繰り返しフィールドを示す)「繰り返し」(406)である。この図では「フィールドエラー値」404が0であれば繰り返しフィールドが発生している。これは、例えばフィールドエラーの絶対値を使用するときに、全てのデルタが正の値であると仮定して、5つの連続するフレーム間に局部的な極小値が同時に存在する場合である。
【0040】
「フィールドエラー」の計算(402)は、現在のフィールドと先行するフィールドの前のフィールドとの間に何らかの数学的差異を必要とする。例えば、ビデオフィールドvf3内のエラーを計算するために、ビデオフィールドvf3とvf1との間のピクセル輝度を比較する必要があり、ビデオフィールドvf4内のエラーを計算するために、ビデオフィールドvf4とビデオフィールドvf2との間のピクセル輝度を比較する必要がある等である。数学的な差異を生成するための1つの方法は、例えば図7に示すように、単に選択された領域におけるピクセル輝度の差の合計の絶対値を使用することができる。別の方法には、図7に示すように、選択された領域におけるピクセルの輝度の差の絶対値の合計を使用することを含んでもよい。他の例でも、最小自乗法の使用と同程度複雑なものとすることができる。本発明は、現在のフィールドと、先行するフィールドの前のフィールドとの間の差異を導き出すことができる任意の数学的方法の使用を意図するものである。
【0041】
「フィールドエラー値」(404)の列は、完全な条件及び計算上のエラー又はノイズによるエラーのないことを想定して、得られたピクセルフィールドのエラーを示す。図に示すように、縦行vf3のエラーはゼロ値を示す。これはビデオフィールドvf3とvf1が同じフィルムのフレームf1(すなわちloとlo)から生成されたためであり、従って、ピクセルの輝度差はゼロとなるはずである。ビデオマテリアルがフィルムソースから生成されたので、このパターンはこれ自体を5つのフィールド毎に繰り返す。従って、インターレースビデオマテリアルがフィルムマテリアルの3−2プルダウンから生成される場合には、(列406で「Y」で表される)繰り返しフィールドは5つのビデオフィールド毎に発生する。例えば、「フィールドエラー値」は、ビデオフィールドvf8及びビデオフィールドvf13などでゼロである。これは全て、差異を生成するのに使用される領域から図7に示すようにサブタイトルが除かれている、及び全ての条件が完全である(すなわちノイズ及び他のばらつきを除外する)ことが前提である。
【0042】
しかしながら、実際上は、信号ノイズ、アナログ−デジタル変換プロセスにおけるエラー、ビデオマテリアルの劣化、及び他の種々の潜在的な汚染等のばらつきに起因して、エラーは完全にゼロではない可能性がある。1つ又はそれ以上の実施形態において、エラーは予め定められたゼロ閾値と比較される。選択されたゼロ閾値は、ノイズを確実に除外すると共に、3−2プルダウンによって生じる繰り返しフィールドを検知するように適合されていなければならない。また、アナログ−デジタル変換解像度は、ゼロ閾値を選択する場合に関して規定されているべきである。例えば、10以下のピクセルの輝度の差はゼロ閾値として許容されるべきである。
【0043】
別の実施形態において、5つの連続するフィールド内の局部的な極小値は、繰り返しフィールドとして認識され、その後、この局部的な極小値は、5つのフィールド毎に繰り返されることが確認される。この局部的な極小値を使用することによって、ノイズ及び他のばらつきが存在する中で、繰り返しフィールドを検知する適切なゼロ閾値を決定するために必要とされる試行錯誤の手法を排除することができる。特に局部的な極小値は、ノイズ及び他のばらつきがビデオマテリアル全体にわたって均一に分散していると仮定することは妥当であるため、より魅力的である。従って、局部的な極小値がその後5つのフィールドごとに発生する間は、フィルムモードが維持される。
【0044】
ビデオ変換
図5は、本発明の実施形態によるビデオ変換プロセスの装置を示すブロック線図である。ブロック500は、入力としてのピクセルクロック(PIX_CLK)と、アナログビデオ入力とを有するデジタイザブロックである。アナログビデオ入力は、例えばC−ビデオ、S−ビデオ、又はYUV等のカラーモデル形式のいずれでもよい。デジタイザブロックは、デジタル−アナログ(A/D)コンバータブロック502と、例えばC−ビデオ又はS−ビデオのカラーモデルのコンポーネント及びビット深度をデコードするためのデコーダブロック501とを含む。A/Dコンバータは、アナログ信号をデジタル表示に変換する。例えば、A/Dコンバータは、YUVカラーモデル入力をデジタルコンポーネントに変換するのに使用される。一実施形態において、セレクタブロック503の出力(Y_UV)は、各ピクセルに関する16ビットのデータを含み、このデータは、最初の8ビットがルミナンス(すなわち輝度)を表し、残りの8ビットがクロミナンス(すなわち色)を表す。ルミナンス(ピクセル輝度とも言われる)データとクロミナンスデータは、ブロック500の出力において、それぞれY_NEWとUV_NEWとして表される。
【0045】
ブロック510において、ルミナンスY_NEW及びクロミナンスUV_NEWが処理され、ビデオデータの各フレームの補正された奇数フィールドと偶数フィールドとを生成する。続いてこれらのフィールドはメモリブロック517に格納される。ブロック517のデータは、入力ビデオ信号の垂直同期パルス(すなわちNTSCビデオ用では60ヘルツ)で使用でき、これによりメモリブロック515、516、525、526への書き込みが同一サイクル内で発生し、その結果、プログレッシブビデオ画像の生成の間に、整合性のあるデータ(すなわち共通のフィルムフレームからのデータ)が使用される。従って、非インターレース又はプログレッシブビデオマテリアルを生成している間に、ルミナンスデータとクロミナンスデータが、メモリブロック517から所望のクロック周波数で読み出される。
【0046】
一実施形態において、ブロック510への入力はデジタイザブロック500の出力であり、8ビットのルミナンスY_NEW、8ビットのクロミナンスUV_NEW、垂直同期パルスVS、水平同期パルスHS、ピクセルクロックPIX_CLK、及び奇数/偶数フィールド信号ODD/EVEN_FIELDを含む。奇数/偶数フィールド信号は、真のとき、例えばインターレースビデオマテリアルの奇数フィールドが出力Y_NEW及びUV_NEWで使用可能であることを示すために使用する。
【0047】
ブロック530において、メモリブロック517からの処理されたルミナンスデータ及びクロミナンスデータは、任意の所望のビデオスケーリングプロセスを使用してスケーリングされた後、ブロック532において適切なプログレッシブビデオ出力フォーマットに変換される。
【0048】
ルミナンス処理
ビデオルミナンスデータは、未処理のデータメモリブロック514、フィルムモード生成ブロック512、及びデータセレクタブロック513を含むブロック511で処理される。メモリブロック514は、先行するフィールドからのルミナンスデータ用の記憶装置FIELD1(図2のフィールドN−1に相当)と、先行するフィールドより前のフィールドからのルミナンスデータ用の記憶装置FIELD2(図2のフィールドN−2に相当)とを更に含む。例えば、1/60秒間隔のNTSC垂直サイクルの開始時に、TAP Bで使用可能な記憶装置FIELD1からのデータは、FIELD2に入れられて、TAP Aで使用可能とされ、最初のTAP CのデータがFIELD1入れられ、TAP Bで使用可能となる。一方、デジタイザブロック500からの新しいフィールドデータY_NEWは、TAP Cで使用可能になる。従って、TAP A、TAP B、及びTAP Cは、ビデオルミナンスデータの3つの連続するフィールド(例えばフィールドN、フィールドN−1、フィールドN−2)からのデータを含む。
【0049】
一実施形態において、データ処理は1つの水平ライン上で同時に実行される。データの1つの完全なラインが、2つの水平同期(HS)パルス間で使用できるので、ビデオルミナンスデータの1つのラインは、それぞれの水平同期パルスが発生した時に処理するために、中間のバッファ内に格納される。例えば、現在の水平同期パルスを「M」(ラインMに相当)、先行する水平同期パルスを「M−1」(ラインM−1に相当)、「M−1」の前の水平同期パルスを「M−2」(ラインM−2に相当)と仮定すると、ラインバッファA_LINE_D1は、水平同期パルス「M−1」におけるTAP A(すなわちフィールドN−2)からのピクセルの1つの完全なライン用のデータを含み、ラインバッファB_LINE_D1は、水平同期パルス「M−1」におけるTAP B(すなわちフィールドN−1)からのピクセルの1つの完全なライン用のデータを含み、ラインバッファC_LINE_D1は、水平同期パルス「M−1」におけるTAP C(すなわちフィールドN)からのピクセルの1つの完全なライン用のデータを含む。ラインバッファB_LINE_D1からのデータは、新しいデータを上書きする前にラインバッファB_LINE_D2に入れられる。よって、B_LINE_D2は、水平同期パルス「M−2」におけるラインのためのデータを含む。従って、ライン1がデジタイザブロック500から出力された現在のラインと仮定すると、A_LINE_D1は、フィールド「N−2」のライン2のためのデータを含み、B_LINE_D1はフィールド「N−1」のライン2のためのデータを含み、B_LINE_D2はフィールド「N−1」のライン3のためのデータを含み、C_LINE_D1はフィールド「N」のライン2のためのデータを含む。データセレクタブロック513におけるビデオルミナンス処理のために、5つの入力が要求される。水平同期パルスHSが発生する毎に、新しいラインデータがラインバッファで使用可能である。ブロック510で処理されているラインは、水平同期パルス「M−1」におけるラインである。
【0050】
バッファA_LINE_D1及びバッファC_LINE_D1からのデータは、フィルムモード発生ブロック512に入力として送られる。バッファデータC_LINE_D1は、処理中の現在のフィールドからのデータを示し、バッファA_LINE_D1内のデータは、先行するフィールドのその前のフィールドからのデータを示す。フィールドエラーは、C_LINE_D1及びA_LINE_D1からのデータを使用して、比較中のビデオフィールド内の全てのラインに関して、図7で説明された範囲のバッファA_LINE_D1とC_LINE_D1のピクセル輝度(すなわちルミナンス)の差の絶対値の合計を計算することによって求められる。本発明の別の実施形態では、フィールドエラーを計算するために、バッファC_LINE_D1及びA_LINE_D1で使用可能なデータを使用して、別の数学的手法を使用してもよい。
【0051】
1つの完全なビデオフィールドからのデータは2つの垂直同期(VS)パルス間で発生するので、VSは、新しいフィールドの処理の開始を知らせるために、フィルムモード発生ブロック512に入力として送られる。一実施形態において、フィルムモード発生ブロック512内のブロックPIX_DIFFは、ピクセルクロックPIX_CLKが発生する毎にピクセル差を生成し、累算器ADD UPは、ピクセルのエラーを累算する。垂直同期パルスVSの発生時には、累算器ADD UP内のフィールドエラーは、別のメモリ位置に入れられ(図6にACC1として示される)、累算器ADD UPはクリアされ、次に処理されるべきフィールドのためのピクセルエラーを累算に使用できるようにする。
【0052】
図6は、本発明の実施形態による、フィルムモードフラグ生成中及びフィルムモード動作中に生じる処理を示す図である。図6に示されるデータは、図5のプロセスを示すために使用される。図6において、FILMと名付けられた列601は、3−2プルダウンプロセスに従ってインターレースビデオに変換されたフィルムのフレームを示す。VIDEOと名付けられた列603は、ビデオフィールドと、3−2プルダウンプロセスを使用して生成するのに使用される対応するフィルムフレームとを示す。例えば、ビデオフィールド1eは、偶数ビデオフィールドのフィルムフレーム1を示し、ビデオフィールド1oは奇数ビデオフィールドのフィルムフレーム1を示す。
【0053】
列ACC1からACC5は、5つの連続するフィールドのフィールドエラーを一時的に記憶するために使用される累算器である。ブロック内の文字は、フィールドエラーを生成するのに使用されるビデオ識別子を表す。理想的には、フィールドの内容が同じブロック内で同一であり、繰り返しフィールドを示す場合には、フィールドエラーは「ゼロ」である。しかしながら、ノイズ、ビデオマテリアルの劣化、及び他のばらつきのために、実際にはフィールドエラーはほとんどゼロにはならない。このように、本明細書では例証としてだけのために「ゼロ」が使用される。
【0054】
累算器ACC2は、フィールドが1つだけシフトされた(すなわち1サンプルフレームだけ遅延した)ACC1と同じデータを含み、ACC3は、フィールドが1つだけシフトされたデータをACC2に含み、以下ACC5まで同様である。これは累算器内のデータが、ACC1=>ACC2=>ACC3=>ACC4=>ACC5の順番に右にシフトされるためである。この5つの累算器内のデータは、フィルムモードのフラグを生成するために使用される。一実施形態において、ACC3内のフィールドエラーが「ゼロ」(すなわち予め定められたゼロ閾値よりも小さい)である場合に繰り返しフィールドが示される。別の実施形態では、繰り返しフィールドを判定するために、5つの累算器値の局部的な極小値(すなわち最小値)が使用される。いずれの場合においても、フィルムモードは、5つの連続するフィールドの後に、繰り返しフィールドが再び発生したことが検知され、適切に確認された後に示される。FIELD_DIFFERENTフラグ609が有効(すなわちローレベル表示)になることは、繰り返しフィールドの検知を示し、ビデオフィールドCOUNTER610をゼロにリセットする。ビデオデータが真にフィルムソースから生成された場合には、FIELD_DIFFERENTフラグ609は、5つのフィールド毎に有効にされ、従ってフラグCOUNTER610は4をカウント(すなわちCOUNTERが0から4までカウント)した後に0にリセットされる。フィルムモードが有効とされるためには、一定の数を超えるFIELD_DIFFERENT609フラグの有効が確認されることを必要とする。例えば、フィルムモードは、有効とされる前に2サイクルを超えるCOUNTER610が確認される。フィルムモードの有効化によって、図5のセレクタブロック513内のビデオデータの補正を開始する。
【0055】
一実施形態において、繰り返しフィールドの有効化(すなわちCOUNTER610がゼロに等しい)は、ACC3(606)に含まれるフィールドエラーを計算するのに使用されたデータが、同じフィルムフレームから生成された場合に生じる。例えば、ACC3(606)がloとloの両方を含む場合に相当する欄から始めると、フィールドエラーの計算で使用される2つのインターレースビデオフィールド(すなわちフィールドNとフィールドN−2)がフィルムフレーム1から生成され、従ってフィールドエラーの計算が理論的に「ゼロ」(すなわちlo−lo=ゼロ)になるので、COUNTER610は「0」の有効化を示す。このサイクルの間に処理されているビデオフィールド(603)は、フィルムフレーム3(すなわち列603における3eの最初の発生)を含む偶数フィールドであることは注目すべきである。この明細書において、フィールドエラー「ゼロ」は、理想的な条件を意図し例証としてのみ使用される。しかしながら、後で使用されているように、「ゼロ」は予め定められた閾値よりも小さい値、又は5つの累算器値の局部的な極小値を意味する。局部的な極小値を使用することにより、所望の最小閾値を指定する必要性が排除される。
【0056】
一実施形態において、COUNTER610は、ACC3(606)内のフィールドエラーが「ゼロ」であるときは必ずリセットされ、フィールドエラーが5サイクル毎(例えば5つのフィールド後、次のフィールドエラーは3e−3eである)に「ゼロ」になるので、COUNTER610は、0から4までカウントし、次いで0で再スタートする。例証として、COUNTER610が1である場合のフィールドは第1のフィールドとされ、COUNTER610が2である場合のフィールドは第2のフィールドとされ、COUNTER610が3である場合のフィールドは第3のフィールドとされ、COUNTER610が4である場合のフィールドは第4のフィールドとされる。また、FIELD−DIFFERENTフラグ609は、COUMNTER610が0のときはいつでも有効とされ、この例に関しては、列609で「起点」と名付けられた欄のFIELD−DIFFERENTの有効は、以下の説明の出発点である。以下の説明では、データの使用可能性が、データが到着するTAPの観点から述べられているが、ピクセルデータは実際にラインバッファA_LINE_D1、B_LINE_D1、及びC_LINE_D1内で使用可能なデータから処理されることに留意されたい。
【0057】
メモリブロック515及び516に書き込まれるデータは、TAP A(617)、TAP B(616)、及びTAP C(615)から使用できると仮定する。要求されるのは、LUMA ODD_FIELDメモリブロック515とLUMA EVEN_FIELDメモリブロック516が、例えばビデオスケーリングの間にブロック530で処理するために瞬間的なデータが読み込まれる時に、フィルムモードの場合は同じフィルムフレームからのデータを含み、又はビデオモードの場合は同じビデオフレームからのデータを含むことである。欄「起点」(すなわちCOUNTER=0)から始めると、TAP A、B、及びCで使用可能なデータは次の通りである。TAP A(617)は、インターレースビデオの偶数フィールド(すなわち2e)のフィルムフレーム2を示すデータを含み、TAP B(616)は、インターレースビデオの奇数フィールド(すなわち2o)のフィルムフレーム3を示すデータを含み、及びTAP C(615)は、インターレースビデオの偶数フィールド(すなわち3e)のフィルムフレーム3を示すデータを含む。従って、プログレッシブビデオフレーム内の共通のフィルムフレームからのデータを有するために、要求されるのはLUMA ODD_FIELDメモリブロック515のTAP Bからのデータと、LUMA EVEN_FIELDメモリブロック516のTAP Aからのデータとを有することである。
【0058】
「起点」(すなわちCOUNTER610が1)の後の第1のフィールドのTAP A、TAP B、及びTAP Cのデータを調べると、TAP B及びTAP Cは、同じフィルムフレーム3からのデータを含み、一方TAP Aは、フィルムフレーム2からのデータを含み、従って、TAP CからのデータはLUMA ODD_FIELDメモリブロック515に書き込まれ、TAP BからのデータはLUMA EVEN_FIELDメモリブロック516に書き込まれる。第2及び第3のフィールドに沿って進むと、TAP A及びTAP Bのデータは、これらのタップが同じフィルムフレームからのマテリアルを含むので、メモリブロック517に書き込まれる。しかしながら、第4のフィールドにおいて、TAP B及びTAP Cは、同じフィルムフレーム(4oと4e)からのデータを含み、一方TAP Aはフィルムフレーム3からのデータを含み、従ってTAP B及びTAP Cのデータは、出力メモリブロック517に書き込まれる。このパターンは、TAP BとTAP Cが代わりに書き込まれる第1と第4のフィールドを除いて、全フィールドにおいてTAP AとTAP Bがメモリに書き込まれるように繰り返される。従って、WRITE−CONTROLフラグ610は、TAP AとTAP Bの代わりに、TAP BとTAP Cから読込まれるときを示す、COUNTER610の値1と4において有効とされる。
【0059】
セレクタブロック523は、LUMA ODD_FIELDメモリブロック515と、LUMA EVEN_FIELDメモリブロック516とに、どのTAPデータが書き込まれるかを制御する。ルミナンスデータは、TAP A、TAP B、及びTAP Cで使用可能な入力ピクセルデータから選択される。ピクセルクロックPIX_CLK、水平同期パルスHS、及び垂直同期パルスVSは、それぞれのフィールドのための個々のピクセルの書き込みを制御する。
【0060】
上述のように、フィルムモードの間、書き込み制御フラグWRITE−CONTROL(620)は、COUNTER(610)において1と4の値で有効となる。データセレクタ513は、書き込み制御フラグWRITE−CONTROL(620)が偽のときはTAP AとTAP Bからのデータを出力メモリ515と516に書き込み、真の時はTAP BとTAP Cからのデータを書き込む。換言すれば、TAP Bからのフィールドデータは常に出力メモリに書き込まれ、一方TAP Aは、書き込み制御フラグが偽のときに書き込まれ、TAP Cは、書き込み制御フラグが真のときに書き込まれる。データをこのように選択的に書き込むことによって、同じフィルムフレームからのデータだけが1つの非インターレースビデオフレームに含まれるように、ビデオデータが補正される。
【0061】
列615から617のハイライトされた欄は、出力メモリブロック517に書き込まれているビデオフィールドデータを示す。列618及び619は、ビデオフレームの奇数フィールドと偶数フィールドのために選択されているタップ(すなわちA、B、又はC)を示す。列618のデータは、LUMA ODD_FIELDブロック515に書き込まれ、列619のデータは、LUMA EVEN_FIELDブロック516に書き込まれる。
【0062】
現在のフィールドが奇数のとき、TAP Cからのデータは出力メモリブロック515に書き込まれ、TAP Bからのデータは出力メモリブロック516に書き込まれる。現在のフィールドが偶数のとき、TAP Cからのデータは出力メモリブロック516に書き込まれ、TAP Bからのデータは出力メモリブロック515に書き込まれる。一実施形態において、処理がビデオモードにあり、ピクセルモーションが検知されない場合は、TAP CとTAP Bからのデータはメモリブロック517に書き込まれる。別の他の実施形態はTAP A、B、及びCのどのような組合せを使用してもよい。
【0063】
データ処理がフィルムモードの代わりにビデオモードである場合、ピクセルモーションはC_LINE_D1とA_LINE_D1から同等のピクセル輝度を比較することによって検知されることができる。例えば、ラインバッファC_LINE_D1のルミナンスのデータは、バッファA_LINE_D1からのラインデータと比較され、その差が予め定められた閾値よりも大きく、これによりピクセルモーションが示されるかどうかを判定する。ピクセルモーションが示された後、メモリブロック517に書き込まれたルミナンスデータは、例えば平均化等の3つのデータソースの任意の組合せを含むルミナンスデータを平滑化する、任意の適切な方法を使用して計算することができる。ルミナンスデータを平滑化して出力を生成するために適用されたのと同じ方法が、クロミナンスデータにも同様に適用される。一実施形態において、(ライン「M−1」で)処理中のピクセルの現在の輝度値は、(ライン「M」に対応する)TAP B入力の対応するピクセルと、(ライン「M−2」に対応する)B_LINE_D2の対応するピクセルとの平均と置き換えられる。
【0064】
クロミナンス処理
クロミナンスデータは、未処理のデータブロック524とデータセレクタブロック523とを含むブロック521で処理される。メモリブロック524は、先行するフィールドからのクロミナンスデータの記憶装置、FIELD7(図2のフィールドN−1に相当)と、先行するフィールドのその前のフィールドからのクロミナンスデータの記憶装置、FIELD8(図2のフィールドN−2に相当)とを更に有する。例えば、NTSC垂直サイクルの1/60秒間隔の開始時に、TAP Eにおいて使用可能な記憶装置FIELD7からのデータは、FIELD8に入れられて、TAP Dで使用可能とされ、TAP Fにおける元来のデータはFIELD7に入れられて、TAP Eで使用可能とされる。一方、デジタイザブロック500からの新しいフィールドデータUV_NEWは、TAP Fにおいて使用可能である。従って、TAP D、TAP E、及びTAP Fは、ビデオクロミナンスデータの3つの連続するフィールド(例えば、フィールドN、フィールドN−1、フィールドN−2)からのデータを含む。
【0065】
一実施形態において、データ処理は、1つの水平ラインで同時に実行される。データの1つの完全なラインが2つの水平な同期(HS)パルス間で使用可能なので、ビデオクロミナンスデータの1つのラインは、各水平同期パルスが発生するときに処理のために中間バッファに格納される。例えば、ラインバッファD_LINE_D1は、水平同期パルス「M−1」において、TAP D(すなわちフィールドN−2)からのピクセルの1つの完全なラインのためのデータを含み、ラインバッファE_LINE_D1は、水平同期パルス「M−1」において、TAP E(すなわちフィールドN−1)からのピクセルの1つの完全なラインのためのデータを含み、ラインバッファF_LINE_D1は、水平同期パルス「M−1」において、TAP F(すなわちフィールドN)からのピクセルの1つの完全なラインのためのデータを含む。バッファE_LINE_D1からのデータは、新しいデータで上書きする前に、ラインバッファE_LINE_D2に入れられる。従って、E_LINE_D2は、水平同期パルス「M−2」におけるラインのデータを含む。従って、ライン1がデジタイザブロック500から出力される現在のラインと仮定すると、D_LINE_D1はフィールド「N−2」のライン2のデータを含み、E_LINE_D1はフィールド「N−1」のライン2のデータを含み、B_LINE_D2はフィールド「N−1」のライン3のデータを含み、F_LINE_D1はフィールド「N」のライン2のデータを含む。データセレクタブロック523におけるビデオクロミナンス処理のために、5つの入力が必要である。水平同期パルスHSが発生する毎に、ラインバッファにおいて新しいラインデータが使用可能である。ブロック510において処理中のラインは、水平同期パルス「M−1」におけるラインである。
【0066】
上述のように、ルミナンスデータを使用してフィルムモードフラグが生成され、WRITE−CONTROLフラグ620は、クロミナンスデータのメモリブロック525及び526への書き込みを制御する。例証として図6を使用し、TAP A、TAP B、及びTAP CをそれぞれTAP D、TAP E、及びTAP Fに名称を変更する。メモリブロック525及び526に書き込まれるデータが、TAP D(617に相当)、TAP E(616に相当)、及びTAP F(615に相当)から使用可能であると仮定する。要求されるのは、CHROMA ODD_FIELDメモリブロック525とCHROMA EVEN_FIELDメモリブロック526が、例えばビデオスケーリングの間に、ブロック530で処理するために瞬間的なデータが読み込まれる時に、フィルムモードの場合は同じフィルムフレームからのデータを含み、又はビデオモードの場合は同じビデオフレームからのデータを含むことである。欄「起点」(すなわちCOUNTER=0)から始めると、TAP D、E、及びFで使用可能なデータは次の通りである。TAP Dは、インターレースビデオの偶数フィールド(すなわち2e)のフィルムフレーム2を表すクロミナンスデータを含み、TAP Eは、インターレースビデオの奇数フィールド(すなわち2o)のフィルムフレーム2を表すクロミナンスデータを含み、及びTAP Fは、インターレースビデオ偶数フィールド(すなわち3e)のフィルムフレーム3を表すクロミナンスデータを含む。従って、要求されるのは、プログレッシブビデオフレーム内の共通のフィルムフレームからのデータを有するために、CHROMA ODD_FIELDメモリブロック525のTAP Eからのデータと、CHROMA EVEN_FIELDメモリブロック526のTAP Dからのデータを有することである。
【0067】
「起点」(すなわちCOUNTER610が1である)の後の第1のフィールドのTAP D、TAP E、及びTAP Fのデータを調べると、TAP E及びTAP Fは、同じフィルムフレーム3からのデータを含み、一方TAP Dは、フィルムフレーム2からのデータを含み、従ってTAP FからのデータはCHROMA ODD_FIELDメモリブロック525に書き込まれ、TAPEからのデータはCHROMA EVEN_FIELDメモリブロック526に書き込まれる。第2及び第3のフィールドに沿って進むと、TAP D及びTAP Eのデータは、これらのタップが同じフィルムフレームからのマテリアルを含むので、メモリブロック517に書き込まれる。しかしながら、第4のフィールドにおいて、TAP E及びTAP Fは、同じフィルムフレーム(4oと4e)からのデータを含み、一方TAP Dはフィルムフレーム3からのデータを含み、従ってTAP E及びTAP Fのデータは出力メモリブロック517に書き込まれる。このパターンは、TAP EとTAP Fが代わりに書き込まれる第1と第4のフィールドを除いて、全フィールドにおいてTAP DとTAP Eがメモリに書き込まれるように繰り返される。従って、WRITE−CONTROLフラグ610は、TAP DとTAP Eの代わりに、TAP EとTAP Fから読込まれるときを示す、COUNTER610の値1と4において有効とされる。
【0068】
セレクタブロック523は、CHROMA ODD_FIELDメモリブロック525と、CHROMA EVEN_FIELDメモリブロック526に、どのTAPデータが書き込まれるかを制御する。クロミナンスデータは、TAP D、TAP E、及びTAP Fで使用可能な入力ピクセルデータから選択される。ピクセルクロックPIX_CLK、水平同期パルスHS、及び垂直同期パルスVSは、それぞれのフィールドの個々のピクセルの書き込みを制御する。
【0069】
上述のようにフィルムモードの間、書き込み制御フラグWRITE−CONTROLは、COUNTERにおいて1と4の値で有効となる。データセレクタ523は、書き込み制御フラグWRITE−CONTROLが偽のときはTAP EとTAP Dからのデータをメモリ525と526に書き込み、真のときはTAP EとTAP Fからのデータを書き込む。換言すれば、TAP Eからのフィールドデータは常にメモリに書き込まれ、一方TAPDは書き込み制御フラグが偽のときに書き込まれ、TAP Fは書き込み制御フラグが真のときに書き込まれる。上述のようにデータを選択的に書き込むことによって、同じフィルムフレームからのデータだけが1つの非インターレースビデオフレームに含まれるように、ビデオクロミナンスが補正される。
【0070】
列615から617のハイライトされた欄は、メモリブロック517に書き込まれているフィールドを示す。列618及び619は、ビデオフレームの奇数フィールドと偶数フィールドのために選択されているタップ(すなわち図5のTAP D、E、及びFに相当)を示す。列618のデータは、CHROMA ODD_FIELDブロック525に書き込まれ、列619のデータは、CHROMA EVEN_FIELDブロック526に書き込まれる。
【0071】
現在のフィールドが奇数のとき、TAP Fからのデータは出力メモリブロック525に書き込まれ、TAP Eからのデータは出力メモリブロック526に書き込まれる。現在のフィールドが偶数のとき、TAP Fからのデータは出力メモリブロック526に書き込まれ、TAP Eからのデータは出力メモリブロック525に書き込まれる。一実施形態において、処理がビデオモードにあり、ピクセルモーションが検知されない場合は、TAP EとTAP Fからのデータはメモリブロック517に書き込まれる。別の実施形態はTAP D、E、及びFのどのような組合せを使用してもよい。
【0072】
フィールドエラーの計算のためのピクセル領域
図7は、本発明の実施形態による、フィールド差の判定のために使用されるフィールド領域の選択を示す図である。ブロックvf1−vf5に示されるように、入力フレームの水平解像度及び垂直解像度は、それぞれ4つの区域に分割される。水平平面内の最初と最後の区域は切り捨てられる。水平平面内の最後の区域を切り捨てることにより、ピクセル比較において結果を歪曲する恐れがある、中国語のサブタイトルを含む可能性が排除される。また、垂直平面内の頂部と底部の区域は、ピクセルの比較において外国語のサブタイトルを含むことを排除するために考慮事項から除外される。フィールド間の数学的な差異を計算するために使用される結果としてのピクセル区域は、ブロックvf1c−vf4cに示され、180−540水平位置として表される。
【0073】
サブフィールドvf3c及びvf1c(すなわち「N」がvf3cで、「N−2」がvf1cである場合)間のピクセル輝度を比較すると、2つのサブフィールドが等しいので、実質的なゼロ値が得られる。この場合、サブフィールドvf3Cが数学的にサブフィールドvf1Cと等しいので、フラグ「FIELD_DIFFERENT」は「0」に設定されることになろう。しかしながら、サブフィールドvf4cとサブフィールドvf2c(すなわち「N」がvf4cで、「N−2」がvf2cである場合)間のピクセル輝度を比較すると、これは「K」を「A」と比較することと同じであるので、ゼロでない値が得られる。従って、サブフィールドvf4cがサブフィールドvf2cと異なることを認識して、「FIELD_DIFFERENT」フラグは「1」に設定されることになる。
【0074】
図8は、本発明の実施形態によるフィールドエラーの計算を示すタイミング図である。NTSCビデオの各水平ラインは、858ピクセルの表示を含み、従って水平同期パルス(HS)は、ピクセルクロックの各858カウント後に発生する。インターレースビデオの奇数フィールドが奇数の水平ライン上に表示され、続いて偶数フィールドが偶数の水平ライン上に表示されるので、NTSCビデオの垂直同期パルス(VS)は、それぞれ約262.5ラインの後に発生する。
【0075】
HS_24とVS_24で表されたラインは、上記例における現在のフィールドと先行するフィールドのその前のフィールドとのような、対象となるフィールド間の数学的差異を計算するための同期信号である。ピクセルの差異は、HS_24とVS_24が有効になると計算される。信号HS_24及びVS_24は、上述の図7に関して説明されたように、ピクセルのカウントが(区域vf1c−vf4c等の)比較区域内にある場合に有効となる。全体のピクセル差異は、次の垂直同期パルスが発生する前に、一時レジスタACC_TEMPレジスタ内に累積される。各垂直同期パルスは、表示のページ(すなわちフィールド)が完成する毎に発生する。
【0076】
例えばACC_1からACC_5までの5つの累算器が、3−2プルダウンの検知に関連して上記で説明した、対象となる5つの連続するフィールドに関するフィールドエラーを記憶するために使用される。全ての垂直同期パルスの開始時に、累算器内のデータは、ACC_4にあったデータはACC_5に移動され、ACC_3内のデータはACC_4に移動され、ACC_2内のデータはACC_3に移動され、ACC_1内のデータはACC_2に移動されるようにシフトされる。最後に一時レジスタACC_TEMP内のデータは、ACC_1内に格納される。このようにして、累算器は、5つ前のフィールドからのエラーデータを常に含む。プロセスを見る別の方法は、ACC_TEMP内に含まれるフィールドエラーデータを5つのレジスタ深さのスタックへシフトすることである。
【0077】
一実施形態において、5つの連続するフィールドエラーが発生した後に、ACC_3が5つの累算器の最小フィールドエラー値を含む場合、処理中のフィールドは繰り返しフィールドを含むと言われる。フィールドエラーが5つの累算器の最小値のままか否かを判別するために、全てのフィールドの後にACC_3が調べられる。ソースマテリアルが3−2プルダウンプロセスを使用してフィルムからビデオに変換された場合に、ACC_3が5つの連続する累算器の最小値であるという状況は、5つのフィールド毎に発生することになる。既に説明されたように、ACC_3内の局部的な極小値は、3−2プルダウンプロセスの結果に類似した繰り返しフィールドを示す。繰り返しフィールドは、本発明のビデオ補正を維持するために、その後も5つのフィールド毎に発生しなければならない。別の実施形態は、繰り返しフィールドの判定のための他のどのような累算器を使用してもよいが、その際、各最小値側に2つの累算器を有することが好ましい。
【0078】
コンピュータ実行環境の実施形態(ハードウエア)
本発明の実施形態は、どのようなコンピュータ処理プラットフォーム上で実行されるコンピュータ読み取り可能なコードの形態のコンピュータソフトウエアとして、又は当該処理プラットフォーム上で動作するルーチン環境内で実行可能なソフトウエア(例えばバイトコードクラスファイル)の形態のコンピュータソフトウエアとして実現することができる。一般的なコンピュータシステムの例を図9に示す。以下に説明されるコンピュータシステムは例証のためのみである。
【0079】
図9において、キーボード910とマウス911が、システムバス918に接続されている。キーボード及びマウスは、ユーザ入力をコンピュータシステムに導入し、ユーザの入力をプロセッサ913に伝達する。マウス911及びキーボード910に追加して、又は代替として、他の適切な入力装置を使用してもよい。例えば、コンピュータ900は、マウス又はキーボードさえも無いセット・トップ・ボックスでもよい。システムバス918に接続されたI/O(入力/出力)ユニット919は、プリンタ、A/V(オーディオ/ビデオ)I/O等のようなI/O要素等である。
【0080】
コンピュータ900は、ビデオメモリ914、メインメモリ915、及び大容量記憶装置912を含み、キーボード910、マウス911、及びプロセッサ913と同様にシステムバス918に全て接続される。大容量記憶装置912は、磁気方式、光学式又は磁気光学式の記憶装置システム、又は他の任意の使用可能な大容量記憶装置技術等の、固定式メディア及び取り外し可能なメディア双方を含む。バス918は、例えばビデオメモリ914又はメインメモリ915をアドレッシングするためのアドレスラインを含む。また、システムバス918は例えば、プロセッサ913、メインメモリ915、ビデオメモリ914、及び大容量記憶装置912等の2つ及びそれ以上の構成要素間でデータを転送するためのデータバスを含む。或いは、多重化データ/アドレスラインは、個別のデータ及びアドレスラインの代わりに使用することができる。
【0081】
本発明の一実施形態において、プロセッサ913は、Sun Microsystems,IncのSPARC(商標)、或いは80X86又はPentium(登録商標)プロセッサ等のIntel製のマイクロプロセッサ、又は680X0プロセッサ等のMotrola製のマイクロプロセッサである。しかしながら、他の任意の適切なマイクロプロセッサ又はマイクロコンピュータを使用してもよい。メインメモリ915は、ダイナミック・ランダムアクセスメモリ(DRAM)から構成される。ビデオメモリ914は、デュアルポートのビデオ・ランダムアクセスメモリである。ビデオメモリ914の1つのポートは、ビデオ増幅器916に接続される。ビデオ増幅器916は、陰極線管(CRT)ラスターモニタ917を駆動するために使用される。ビデオ増幅器916は、当技術分野でよく知られており、任意の適切な装置によって実施することができる。この回路は、ビデオメモリ914に格納されたピクセルデータを、モニタ917による使用に好適なラスター信号に変換する。モニタ917は、グラフィック画像を表示するのに好適な形式のモニタである。或いは、ビデオメモリは、フラットパネルディスプレイ装置又は液晶ディスプレイ装置(LCD)、又は他の適切なデータ表示装置を駆動するために使用することができる。
【0082】
また、コンピュータ900は、バス918に接続された通信インターフェース920を含む。通信インターフェース920は、ネットワークリンク921を介してローカルネットワーク922に接続する、双方向データ通信を提供する。例えば、通信インターフェース920が、デジタル総合サービス網(ISDN)のカード又はモデムである場合には、通信インターフェース920は、ネットワークリンクの一部を含む、対応する形式の電話線に対してデータ通信接続を提供する。通信インターフェース920がローカルエリア・ネットワーク(LAN)カードである場合には、通信インターフェース920は、ネットワークリンク921を介して、互換性のあるLANに対してデータ通信接続を提供する。また、通信インターフェース920は、有線モデム又は無線インターフェースであってもよい。そのような任意の実施形態において、通信インターフェース920は、種々の種類の情報を表示するデジタルデータストリームを搬送する、電気信号、電磁気信号、又は光信号を送受信する。
【0083】
ネットワークリンク921は一般に、1つ又はそれ以上のネットワークを経由して、他のデータ装置へのデータ通信をできるようにする。例えば、ネットワークリンク921は、ローカルネットワーク922を経由して、ローカルサーバ・コンピュータ(923)、又はインターネット・サービスプロバイダ(ISP)924によって運用されるデータ機器へ接続する。ISP924は次に、現在通常「インターネット」と言われている、ワールドワイド・パケットデータ通信ネットワークを経由して、データ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク922とインターネット925は両方とも、デジタルデータストリームを搬送する電気信号、電磁気信号、又は光信号を使用する。種々のネットワークを経由する信号、ネットワークリンク921上の信号、及び通信インターフェース920を経由する信号は、デジタルデータをコンピュータ900と行き来して搬送する、情報を運ぶ搬送波の典型的な形態である。
【0084】
コンピュータ900は、ネットワーク、ネットワークリンク921、及び通信インターフェース920を経由してメッセージを送り、プログラムコードを含むデータを受け取ることができる。インターネットの例では、遠隔のサーバコンピュータ926は、アプリケーションプログラム用の要求されたコードを、インターネット925、ISP924、ローカルネットワーク922、及び通信インターフェース920を経由して転送してもよい。
【0085】
受け取られたコードは、受け取られた時点でプロセッサ913によって実行するか、及び/又は、後で実行するために大容量記憶装置912又は不揮発性記憶装置に格納することができる。このようにして、コンピュータ900は、搬送波の形態でアプリケーションコードを取得することができる。アプリケーションコードは、任意の形式のコンピュータプログラム製品に具体化することができる。コンピュータプログラム製品は、コンピュータが読み取り可能なコード又はデータを格納又は移相するように構成された、又はコンピュータが読み取り可能なコード又はデータが埋め込まれた媒体を含む。コンピュータプログラム製品の例には、CD−ROMディスク、ROMカード、フロッピー(登録商標)ディスク、磁気テープ、コンピュータのハードドライブ、ネットワーク上のサーバ、及び搬送波等がある。
【0086】
以上のように、プログレッシブビデオ表示用に変換されたインターレースビデオ信号のモーションアーチファクトを検知及び補正する方法及び装置が、1つ又はそれ以上の特定の実施形態と共に説明された。本発明は請求範囲及びそれに等価のもの全ての範囲により規定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 フィルムマテリアルがインターレースビデオマテリアルに変換された場合の、3−2プルダウンプロセスの機構を示す。
【図2】 本発明の実施形態によるビデオ変換プロセスのフロー線図である。
【図3】 本発明の実施形態によるビデオ処理のフロー線図である。
【図4】 本発明の実施形態によるフィルムソースから生成されたビデオマテリアルか否かを判定するための、5つの連続するフィールドを使用する概念図である。
【図5A】 本発明の実施形態によるビデオ変換プロセスの装置を示すブロック図である。
【図5B】 本発明の実施形態によるビデオ変換プロセスの装置を示すブロック図である。
【図5C】 本発明の実施形態によるビデオ変換プロセスの装置を示すブロック図である。
【図6A】 本発明の実施形態によるフィルムモードフラグ生成中及びフィルムモード動作中に生じる処理を示す図である。
【図6B】 本発明の実施形態によるフィルムモードフラグ生成中及びフィルムモード動作中に生じる処理を示す図である。
【図7】 本発明の実施形態によるフィールド差の判定のために使用されるフィールド領域の選択を示す図である。
【図8】 本発明の実施形態によるフィールドエラーの計算を示すタイミング図である。
【図9】 本発明の実施形態のための適切な実行環境を提供することができるコンピュータシステムの一実施形態のブロック図である。
Claims (37)
- ビデオ信号からモーションアーチファクトを取り除く方法であって、
順次配列された、各々が第1のフィールドと第2のフィールドとを有する1つ又はそれ以上のビデオフレームを含む第1のビデオ信号を受け取ることと、
前記第1のビデオ信号の連続するビデオフィールドを調べて、3−2プルダウン変換により生じた繰り返しフィールドを見つけることによって、前記第1のビデオ信号がフィルムソースから生成されたか否かを判定することと、
前記第1のビデオ信号の第1及び第2のフィールドを使用して、第1のコンポーネントと第2のコンポーネントとを有する第2のビデオ信号を生成することであって、ビデオ表示フレームを形成するために前記第2のビデオ信号の第1のコンポーネントと第2のコンポーネントとを結合させた時に、前記第1のビデオ信号が前記フィルムソースから生成されている場合に前記ビデオ表示フレームが共通のフィルムフレームからのピクセルデータを含む、前記第2のビデオ信号を生成することと
を含み、
前記第2のビデオ信号を生成することが、
前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第1の一時的なビデオ信号を生成することと、
1フィールドだけ遅延した、前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第2の一時的なビデオ信号を生成することと、
2フィールドだけ遅延した、前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第3の一時的なビデオ信号を生成することと、
前記繰り返しフィールドがカウント0で、前記繰り返しフィールドの次のフィールドがカウント1で、前記カウント1の次のフィールドがカウント2で、前記カウント2の次のフィールドがカウント3で、前記カウント3の次のフィールドがカウント4であるように、前記繰り返しフィールドの検知時にゼロから始まり以後1つずつ増える値を有する、前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するカウンタを生成することと、
前記カウンタの値が0、2、又は3のときに、前記第2の一時的なビデオ信号と前記第3の一時的なビデオ信号とを使用して、前記第2のビデオ信号を生成することと、
前記カウンタの値が1、又は4のときに、前記第1の一時的なビデオ信号と前記第2の一時的なビデオ信号とを使用して、前記第2のビデオ信号を生成することと
を含む方法。 - 繰り返しフィールドを見つけるために前記連続するビデオフィールドを調べることが、
処理のために前記第1のビデオ信号のフィールドを選択することと、
前記選択されたフィールドとその後の4つの先行するフィールドとを含む、5つの連続したフィールドの各々に関するフィールドエラーを生成することと、
前記5つの連続するフィールドの第3のフィールドにおける前記フィールドエラーが、該5つの連続するフィールド間で局部的な極小値である場合に前記選択されたフィールドにおいて繰り返しフィールドであることを示すことと、
を含む請求項1に記載の方法。 - 前記繰り返しフィールドであることを示すことが、
繰り返しフィールドを検知することと、
その後の5つのフィールド毎に発生する前記繰り返しフィールドを確認することと、
を含む請求項2に記載の方法。 - 前記フィールドエラーを生成することが、
フィールド内のピクセルのサブセットを選択して、前記サブセットがサブタイトルを有するピクセルを除外することと、
現在のフィールドの前記サブセットと先行するフィールドの前のフィールドにおける前記サブセットとの間のピクセル輝度の差の合計の絶対値を得ることと、
を含む請求項2に記載の方法。 - 前記フィールドエラーを生成することが、
フィールド内のピクセルのサブセットを選択して、前記サブセットがサブタイトルを有するピクセルを除外することと、
現在のフィールドの前記サブセットと先行するフィールドの前のフィールドにおける前記サブセットとの間のピクセル輝度の差の絶対値の合計を得ることと、
を含む請求項2に記載の方法。 - 前記第2のビデオ信号のデータが、その第2のビデオ信号の第1のコンポーネントが前記第1のビデオ信号の第1のフィールドからのデータを含み、当該第2のビデオ信号の第2のコンポーネントが、前記第1のビデオ信号の第2のフィールドからのデータを含むように配列される請求項1に記載の方法。
- 連続するビデオフィールドを調べて、繰り返しフィールドを見つける前記ことが、
処理のために前記第1のビデオ信号のフィールドを選択することと、
前記選択されたフィールドとその後の4つの先行するフィールドとを含む、5つの連続したフィールドの各々に関するフィールドエラーを生成することと、
前記5つの連続するフィールドの第3のフィールドにおける前記フィールドエラーが、予め定められた閾値よりも小さい場合に前記選択されたフィールドで繰り返しフィールドであることを示すことと、
を含む請求項1に記載の方法。 - 前記第1のビデオ信号が前記フィルムソースから生成されていない場合に、前記第1のビデオ信号内にピクセルモーションが存在するかどうかを判定し、該ピクセルモーションを選択されたフィールド内の選択されたピクセルに関して判定することと、
前記第1のビデオ信号が前記フィルムソースから生成されておらず、前記ピクセルモーションが存在する場合に、前記選択されたピクセルを前記選択されたフィールドに先行するフィールド内の前記選択されたピクセルのすぐ上のピクセルとすぐ下のピクセルとの平均値と置き換えることによって、前記第1のビデオ信号から前記第2のビデオ信号を生成することと、
を更に含む請求項1に記載の方法。 - ピクセルモーションが存在するか否か判定することが、 前記選択されたフィールド内のピクセルと、前記先行するフィールドの前のフィールドからのピクセルとの差異を比較することを含む請求項8に記載の方法。
- 前記第2のビデオ信号の前記第1のコンポーネントと前記第2のコンポーネントとを結合して、プログレッシブビデオデータを生成することを更に含む請求項1に記載の方法。
- 前記プログレッシブビデオデータをスケーリングして、所望のビデオデータを生成することを更に含む請求項10に記載の方法。
- アナログ装置上に出力するために、前記所望のビデオデータを変換することを更に含む請求項11に記載の方法。
- ビデオ信号からモーションアーチファクトを除去するための内部に埋め込まれたコンピュータプログラム・コードを有するコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
該コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、
コンピュータが、
前記第1のビデオ信号の連続するビデオフィールドを調べて、3−2プルダウン変換により生じた繰り返しフィールドを見つけることによって、前記第1のビデオ信号が、フィルムソースから生成されたか否かを判定し、
前記第1のビデオ信号の第1及び第2のフィールドを使用して、第1のコンポーネントと第2のコンポーネントとを有する第2のビデオ信号を生成し、その結果、前記第2のビデオ信号の第1のコンポーネントと第2のコンポーネントとを結合してビデオ表示フレームを形成する時に、前記第1のビデオ信号が前記フィルムソースから生成されている場合には前記ビデオ表示フレームが共通のフィルムフレームからのピクセルデータを含むようにされた第2のビデオ信号を生成する、
ように構成されたコンピュータプログラム・コードを有し、
さらに、コンピュータが前記第2のビデオ信号を生成するように構成された、前記コンピュータプログラム・コードは、
コンピュータが、
前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第1の一時的なビデオ信号を生成し、
1フィールドだけ遅延した、前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第2の一時的なビデオ信号を生成し、
2フィールドだけ遅延した、前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第3の一時的なビデオ信号を生成し、
前記繰り返しフィールドがカウント0で、前記繰り返しフィールドの次のフィールドがカウント1で、前記カウント1の次のフィールドがカウント2で、前記カウント2の次のフィールドがカウント3で、前記カウント3の次のフィールドがカウント4であるように、前記繰り返しフィールドの検知時にゼロから始まり以後1つずつ増える値を有する、前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するカウンタを生成し、
前記カウンタの値が0、2、又は3のときに、前記第2の一時的なビデオ信号と前記第3の一時的なビデオ信号とを使用して、前記第2のビデオ信号を生成し、
前記カウンタの値が1、又は4のときに、前記第1の一時的なビデオ信号と前記第2の一時的なビデオ信号とを使用して、前記第2のビデオ信号を生成する
ことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記連続するビデオフィールドを調べて、繰り返しフィールドを見つけることが、
コンピュータが、
処理のために前記第1のビデオ信号のフィールドを選択し、
前記選択されたフィールドとその後の4つの先行するフィールドとを含む、5つの連続したフィールドの各々に関するフィールドエラーを生成し、
前記5つの連続するフィールドの第3のフィールドにおける前記フィールドエラーが、該5つの連続するフィールド間で局部的な極小値である場合に前記選択されたフィールドで繰り返しフィールドであることを示す、
ように構成されたコンピュータプログラム・コードを含む請求項13に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - コンピュータが繰り返しフィールドを示すように構成された前記コンピュータプログラム・コードが、
コンピュータが、
繰り返しフィールドを検知し、
その後5つのフィールド毎に発生する前記繰り返しフィールドを確認するように構成されたコンピュータプログラム・コードを含む請求項14に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記フィールドエラーを生成することが、
コンピュータが、
フィールド内のピクセルのサブセットを選択して、前記サブセットがサブタイトルを有するピクセルを除外し、
現在のフィールドの前記サブセットと先行するフィールドの前のフィールドにおける前記サブセットとの間のピクセル輝度の差の合計の絶対値を得る
ように構成されたコンピュータプログラム・コードを含む請求項14に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記フィールドエラーを生成することが、
コンピュータが、
フィールド内のピクセルのサブセットを選択して、前記サブセットがサブタイトルを有するピクセルを除外し、
現在のフィールドの前記サブセットと先行するフィールドの前のフィールドにおける前記サブセットとの間のピクセル輝度の差の絶対値の合計を得る
ように構成されたコンピュータプログラム・コードを含む請求項14に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記第2のビデオ信号のデータが、前記第2のビデオ信号の第1のコンポーネントが前記第1のビデオ信号の第1のフィールドからのデータを含み、前記第2のビデオ信号の第2のコンポーネントが、前記第1のビデオ信号の第2のフィールドからのデータを含むように配列される請求項13に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 前記連続するビデオフィールドを調べて、繰り返しフィールドを見つけることが、
コンピュータが、
処理のために前記第1のビデオ信号のフィールドを選択し、
前記選択されたフィールドとその後の4つの先行するフィールドとを含む、5つの連続したフィールドの各々に関するフィールドエラーを生成し、
前記5つの連続するフィールドの第3のフィールドにおける前記フィールドエラーが、予め定められた閾値よりも小さい場合に前記選択されたフィールドで繰り返しフィールドであることを示す
ように構成されたコンピュータプログラム・コードを含む請求項13に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - コンピュータが、
前記第1のビデオ信号が前記フィルムソースから生成されていない場合に、前記第1のビデオ信号内にピクセルモーションが存在するかどうかを判定することで、選択されたフィールド内の選択されたピクセルに関してピクセルモーションを判定し、
前記第1のビデオ信号が前記フィルムソースから生成されておらず、前記ピクセルモーションが存在する場合に、前記選択されたピクセルを前記選択されたフィールドに先行するフィールド内の前記選択されたピクセルのすぐ上のピクセルとすぐ下のピクセルとの平均値と置き換えることによって、前記第1のビデオ信号から前記第2のビデオ信号を生成する
ように構成されたコンピュータプログラム・コードを更に含む請求項13に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 前記ピクセルモーションが存在するか否かを判定することが、前記選択されたフィールド内のピクセルと、前記先行するフィールドの前のフィールドからのピクセルとの差異を比較することを含む請求項20に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- コンピュータが、
前記第2のビデオ信号の前記第1のコンポーネントと前記第2のコンポーネントとを結合して、プログレッシブビデオデータを生成するように構成されたコンピュータプログラム・コードを更に含む請求項13に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - コンピュータが、
前記プログレッシブビデオデータをスケーリングして、所望のビデオデータを生成するように構成されたコンピュータプログラム・コードを更に含む請求項22に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - コンピュータが、
アナログ装置に出力するために、前記所望のビデオデータをアナログ変換するように構成されたコンピュータプログラム・コードを更に含む請求項23に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - ビデオ信号からモーションアーチファクトを取り除く装置であって、
第1のビデオ信号をアナログ形式からデジタル形式へ変換するデジタイザユニットと、
前記デジタル形式を格納するメモリユニットと、
コンピュータプログラム・コードを有する処理ユニットと、
を備え、
前記コンピュータプログラム・コードが、
順次配列された1つ又はそれ以上のビデオフレームを含み、該1つ又はそれ以上のビデフレームの各々が第1のフィールドと第2のフィールドとを有する、前記第1のビデオ信号のデジタル形式を受け取る手順と、
前記第1のビデオ信号の連続するビデオフィールドを調べて、3−2プルダウン変換により生じた繰り返しフィールドを見つけることによって、前記第1のビデオ信号がフィルムソースから生成されたか否かを判定する手順と、
前記第1のビデオ信号の第1及び第2のフィールドを使用して、第1のコンポーネントと第2のコンポーネントとを有する第2のビデオ信号を生成し、その結果、前記第2のビデオ信号の第1のコンポーネントと第2のコンポーネントとを結合してビデオ表示フレームを形成する時に、前記第1のビデオ信号が前記フィルムソースから生成されている場合には前記ビデオ表示フレームが共通のフィルムフレームからのピクセルデータを含む第2のビデオ信号を生成する手順と
を含み、
前記第2のビデオ信号を生成することが、
前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第1の一時的なビデオ信号を生成することと、
1フィールドだけ遅延した、前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第2の一時的なビデオ信号を生成することと、
2フィールドだけ遅延した、前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第3の一時的なビデオ信号を生成することと、
前記繰り返しフィールドがカウント0で、前記繰り返しフィールドの次のフィールドがカウント1で、前記カウント1の次のフィールドがカウント2で、前記カウント2の次のフィールドがカウント3で、前記カウント3の次のフィールドがカウント4であるように、前記繰り返しフィールドの検知時にゼロから始まり以後1つずつ増える値を有する、前記第1のビデオ信号のフィールドに対応するカウンタを生成することと、
前記カウンタの値が0、2、又は3のときに、前記第2の一時的なビデオ信号と前記第3の一時的なビデオ信号とを使用して、前記第2のビデオ信号を生成することと、
前記カウンタの値が1、又は4のときに、前記第1の一時的なビデオ信号と前記第2の一時的なビデオ信号とを使用して、前記第2のビデオ信号を生成することと
を含むことを特徴とする装置。 - 前記連続するビデオフィールドを調べて繰り返しフィールドを見つけることが、
処理のために前記第1のビデオ信号のフィールドを選択することと、
前記選択されたフィールドとその後の4つの先行するフィールドとを含む、5つの連続したフィールドの各々に関するフィールドエラーを生成することと、
前記5つの連続するフィールドの第3のフィールドにおける前記フィールドエラーが、該5つの連続するフィールド間で局部的な極小値である場合に前記選択されたフィールドで繰り返しフィールドであることを示すことと
を含む請求項25に記載の装置。 - 前記繰り返しフィールドであることを示すことが、
繰り返しフィールドを検知することと、
その後の5つのフィールド毎に発生する前記繰り返しフィールドを確認することと
を含む請求項26に記載の装置。 - 前記フィールドエラーを生成することが、
フィールド内のピクセルのサブセットを選択して、前記サブセットがサブタイトルを有するピクセルを除外することと、
現在のフィールドの前記サブセットと先行するフィールドの前のフィールドにおける前記サブセットとの間のピクセル輝度の差の合計の絶対値を得ることとを含む請求項26に記載の装置。 - 前記フィールドエラーを生成することが、
フィールド内のピクセルのサブセットを選択して、前記サブセットがサブタイトルを有するピクセルを除外することと、
現在のフィールドの前記サブセットと先行するフィールドの前のフィールドにおける前記サブセットとの間のピクセル輝度の差の絶対値の合計を得ることとを含む請求項26に記載の装置。 - 前記第2のビデオ信号のデータが、前記第2のビデオ信号の第1のコンポーネントが前記第1のビデオ信号の第1のフィールドからのデータを含み、前記第2のビデオ信号の第2のコンポーネントが、前記第1のビデオ信号の第2のフィールドからのデータを含むように配列される請求項25に記載の装置。
- 前記連続するビデオフィールドを調べて繰り返しフィールドを見つけることが、
処理のために前記第1のビデオ信号のフィールドを選択する手順と、
前記選択されたフィールドとその後の4つの先行するフィールドとを含む、5つの連続したフィールドの各々に関するフィールドエラーを生成する手順と、
前記5つの連続するフィールドの第3のフィールドにおける前記フィールドエラーが、予め定められた閾値よりも小さい場合に前記選択されたフィールドで繰り返しフィールドであることを示す手順と
を含む請求項25に記載の装置。 - 前記第1のビデオ信号が前記フィルムソースから生成されていない場合に、前記第1のビデオ信号内にピクセルモーションが存在するかどうかを判定し、選択されたフィールド内の選択されたピクセルに関してピクセルモーションを判定する手順と、
前記第1のビデオ信号が前記フィルムソースから生成されておらず、前記ピクセルモーションが存在する場合に、前記選択されたピクセルを前記選択されたフィールドに先行するフィールド内の前記選択されたピクセルのすぐ上のピクセルとすぐ下のピクセルとの平均値と置き換えることによって、前記第1のビデオ信号から前記第2のビデオ信号を生成する手順と
を更に含む請求項25に記載の装置。 - 前記ピクセルモーションが存在するか否かを判定することが、前記選択されたフィールド内のピクセルと、前記先行するフィールドの前のフィールドからのピクセルとの差異を比較することを含む請求項32に記載の装置。
- 前記第2のビデオ信号の前記第1のコンポーネントと前記第2のコンポーネントとを結合して、プログレッシブビデオデータを生成する手順を更に含む請求項25に記載の装置。
- 前記プログレッシブビデオデータをスケーリングして、所望のビデオデータを生成する手順を更に含む請求項34に記載の装置。
- アナログ装置上に出力するために、前記所望のビデオデータを変換する手段を更に含む請求項35に記載の装置。
- プログレッシブビデオ表示のために変換されたインターレースビデオ信号からモーションアーチファクトを除去する方法であって、
各ビデオレーム内に奇数フィールドと偶数フィールドとを有するインターレースビデオ信号を受け取ることと、
5つの連続するビデオフィールドに関するフィールドエラーを生成し、該フィールドエラーの局部的な極小値を、前記フィルムソースの前記インターレースビデオ信号に対する3−2プルダウン変換によって生じた、その後の5つのフィールド毎に発生する繰り返しフィールドとしてみなすことによって、前記インターレースビデオ信号がフィルムソースから生成されたか否かを判定することと、
前記奇数フィールドと偶数フィールドとを結合してプログレッシブビデオマテリアルのフレームを生成する時に、前記インターレースビデオ信号が前記フィルムソースから生成されている場合には、前記プログレッシブマテリアルのフレームが共通のフィルムフレームからのピクセルデータを含むように前記インターレースビデオ信号を補正することと
を含み、
前記インターレースビデオ信号を補正することが、
前記インターレースビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第1の一時的なビデオ信号を生成することと、
1フィールドだけ遅延した、前記インターレースビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第2の一時的なビデオ信号を生成することと、
2フィールドだけ遅延した、前記インターレースビデオ信号のフィールドに対応するフィールドを有する第3の一時的なビデオ信号を生成することと、
前記繰り返しフィールドがカウント0で、前記繰り返しフィールドの次のフィールドがカウント1で、前記カウント1の次のフィールドがカウント2で、前記カウント2の次のフィールドがカウント3で、前記カウント3の次のフィールドがカウント4であるように、前記繰り返しフィールドの検知時にゼロから始まり以後1つずつ増える値を有する、前記インターレースビデオ信号のフィールドに対応するカウンタを生成することと、
前記カウンタの値が0、2、又は3のときに、前記第2の一時的なビデオ信号と前記第3の一時的なビデオ信号とを使用して、前記プログレッシブマテリアルのフレームを生成することと、
前記カウンタの値が1、又は4のときに、前記第1の一時的なビデオ信号と前記第2の一時的なビデオ信号とを使用して、前記プログレッシブマテリアルのフレームを生成することと
を含む方法。
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